JP5678930B2 - ヘッドレスト - Google Patents

Description

本発明は、ダイナミックダンパーのマス系として機能する質量体が内蔵されたヘッドレストに関する。

車両では、エンジンや車体から伝達された振動により、シートが揺れ動いて、乗員に不快感を与えることがある。そこで従来、特許文献１に見られるように、シートのクッション材の内部に質量体を設けるとともに、その質量体をダイナミックダンパーのマス系として機能させることで、シートの振動を減衰させるようにした車両用シートが提案されている。

図３は、上記文献に記載の車両用シートのシートバック（背もたれ）の断面構造を示している。同図に示すように、シートバックの骨格を構成するシートバックフレーム５０と、そのシートバックフレーム５０を包むクッション材５１と、そのクッション材５１を包む表皮材５２とを備えている。クッション材５１は、ポリウレタンフォームなどの発泡材により構成され、表皮材５２は、布やビニール、合成皮革などにより構成されている。

また、シートバックフレーム５０のシート後方には、鉛などの金属板からなる質量体５３が、クッション材５１により包まれた状態で設けられている。なお、質量体５３は、インサート成型により、クッション材５１と一体化されている。このときのクッション材５１との馴染みを良くするため、質量体５３の表面は、ソリッドウレタン５４で被覆されている。

こうした車両用シートでは、質量体５３がダイナミックダンパーのマス系として、クッション材５１がダイナミックダンパーのバネ系としてそれぞれ機能して、シート全体の振動減衰効果を発揮する。ちなみに、特許文献２には、ダイナミックダンパーのマス系として機能する質量体を内蔵したヘッドレストが記載されている。

特開２００１−１６１４８９号公報 特開２０１０−２０１８４８号公報

ここで、ヘッドレストのクッション材の内部に質量体を設けて、ダイナミックダンパーとして機能させる場合を考える。このとき、十分な振動減衰効果を得るには、シートが加振されたときの、クッション材の内部での質量体の可動性を十分に確保する必要がある。ところが、ヘッドレストのクッション材には、衝撃を吸収するため、一定の硬さが必要となる。そのため、クッション材の材質次第では、質量体の可動性を確保できず、振動の減衰効果を十分に得られなくなることがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、振動減衰効果をより確実に得ることのできるヘッドレストを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るヘッドレストは、ヘッドレストのクッション材の内部に質量体を設けるとともに、その質量体とクッション材との間に、同クッション材よりも軟質な材料からなる軟質層を設け、質量体は、周囲全体が軟質層によって覆われ、軟質層は、周囲全体が前記クッション材によって覆われるようにしている。

上記構成では、質量体の周囲全体が軟質の材料で覆われているため、クッション材が比較的硬い材料で形成されていても、ヘッドレストの内部での質量体の可動性が確保できる。したがって、振動減衰効果をより確実に得ることができる。また、軟質層に覆われた質量体の周囲全体をクッション材が覆うことによって、質量体をヘッドレスト内に配設することができる。
また、質量体が設けられるヘッドレストは、ヘッドレストスティを介してシートバックに取り付けるとよい。上記構成によれば、質量体が設けられるヘッドレストは、シートバックとは別体として構成される。こうしたヘッドレストがシートバックに取り付けられることによって、シートバック全体の共振周波数を低減することができる。

本発明の一実施形態に係るヘッドレストの部分断面構造及び同ヘッドレストが取付けられたシートバックの骨格構造を示す斜視図。 同実施形態におけるヘッドレストの側部断面構造を示す断面図。 従来のダイナミックダンパー機能を有する車両用シートのシートバックの側部断面構造を示す断面図。

以下、本発明のヘッドレストを具体化した一実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のヘッドレスト１０には、左右２本のヘッドレストスティ１１がその下方に突き出すように設けられている。そして、シートバックの骨格をなすシートバックフレーム１２にヘッドレストスティ１１を固定することで、ヘッドレスト１０がシートに取り付けられている。

図２にヘッドレスト１０の内部構造を示す。同図に示すように、ヘッドレスト１０は、衝撃吸収用のクッション材１３の表面を、布やビニール、合成皮革などからなる表皮材１４により包むことで形成されている。クッション材１３は、半硬質ウレタンフォームにより形成されている。なお、クッション材１３には、ヘッドレストスティ１１の上部がインサートされている。

また、クッション材１３の内部には、鉛などの金属からなる質量体１５が設けられている。このヘッドレスト１０では、質量体１５は、略直方体に形成されている。さらに、質量体１５とクッション材１３との間には、クッション材１３を構成する半硬質ウレタンフォームよりも軟質な軟質ウレタンフォームからなる軟質層１６が設けられている。そして、この軟質層１６により、質量体１５の周囲全体が覆われている。

こうしたヘッドレスト１０は、以下の手順で製造されている。まず、中空箱形状に成形した軟質スラブウレタンフォームの内部に質量体１５を収める。軟質スラブウレタンフォームの内部に収められた質量体１５を、ヘッドレストスティ１１の上部と共に、クッション材１３の成形用の型に入れる。そして、半硬質ウレタンフォームの原液をその型内に注入して発泡させた後、型から取り出す。こうしてヘッドレストスティ１１の上部、質量体１５及び軟質層１６が埋め込まれたクッション材１３の表面を表皮材１４で包むことで、ヘッドレスト１０が製造されている。

次に、こうした本実施形態のヘッドレスト１０の作用を説明する。
こうしたヘッドレスト１０のヘッドレストスティ１１とシートバックフレーム１２との接合は、剛接合と見做すことができる。また、クッション材１３は、軟質層１６から見れば、剛体と見做せる。

一方、ヘッドレスト１０に内蔵された質量体１５は、クッション材１３よりも柔らかい軟質層１６によってその周囲が覆われている。そのため、こうしたヘッドレスト１０は、質量体１５は、クッション材１３に対して、軟質層１６を介して弾性支持されている。

したがって、エンジンのアイドル振動等による強制力がシートに入力されると、シートバックフレーム１２、ヘッドレストスティ１１及びクッション材１３からなるシート本体に対して、質量体１５が変位して、シート全体の振動を減衰させるダイナミックダンパーとして機能するようになる。また、こうしたダイナミックダンパーの作用により、シート全体の共振周波数が低下されるようになる。

ちなみに、エンジンや車体から入力される振動の周波数と、シートの共振周波数とが一致すると、シートが共振して、乗員に不快感を与える。そのため、軟質層１６をバネ系とし、質量体１５をマス系とするダイナミックダンパーとして機能させて、シート全体の共振周波数を下げることで、シートに入力される振動の周波数域に入らないようにシート全体の共振周波数を設定することができる。シート全体の共振周波数は、質量体１５からなるマス系の質量と、軟質層１６からなるバネ系のバネ定数によって決まる。よって、質量体１５の質量と、軟質層１６の厚さや硬さを調整することで、シート全体の共振周波数を適宜に設定することができる。

なお、シートに伝達される振動の方向毎に、周波数域が異なることがある。すなわち、シートに伝達されるシート前後方向、シート上下方向、シート左右方向の各振動の周波数域がそれぞれ違うことがある。こうした場合、質量体１５のシート前後方向、シート上下方向、及びシート左右方向のそれぞれにおける軟質層１６の厚さをそれぞれ変えることで、各方向の振動に対するシートの共振周波数を個別に設定することができる。また、質量体１５の各方向における軟質層１６の硬さを変えることでも、同様の個別設定が可能である。

以上説明した本実施形態のヘッドレストによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、ヘッドレスト１０のクッション材１３の内部に質量体１５を設けるとともに、その質量体１５とクッション材１３との間に、クッション材１３よりも軟質な材料からなる軟質層１６を設けている。そのため、クッション材１３に硬い材料が使用されていても、ヘッドレスト１０の内部での質量体１５の可動性を確保できる。したがって、本実施形態によれば、振動減衰効果をより確実に得ることができる。

（２）質量体１５の弾性支持をバネにより行う場合、バネ及びそのバネが取り付けられるフレームが必要となる。また、シート前後方向、シート上下方向、シート左右方向の振動に対する減衰効果を得るには、バネ及びフレームが各方向にそれぞれ個別に必要となる。その点、上記構成では、質量体１５を軟質層１６で包むだけでダイナミックダンパーを構成できるため、部品点数を削減して構成の複雑化を避けることができる。また、ダイナミックダンパーの収容スペースを小さくし、ヘッドレスト１０の大型化を避けることもできる。

（３）軟質層１６の厚さ、硬さを部位毎に異ならせるだけで、各方向の振動に対するシートの共振周波数を個別に設定することができる。
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施形態では、質量体１５の材料として、鉛などの金属を用いていたが、ダイナミックダンパーのマス系とて十分な質量を確保できるのであれば、金属以外の材料で質量体１５を形成するようにしても良い。

・上記実施形態では、質量体１５を略直方体に形成していたが、それ以外の形状としても良い。
・上記実施形態では、ヘッドレスト１０のクッション材１３を半硬質ウレタンフォームで、軟質層１６を軟質ウレタンフォームでそれぞれ形成していたが、それらを他の材料で形成しても良い。いずれにせよ、ヘッドレスト１０のクッション材１３よりも軟質な材料で形成された軟質層１６により、質量体１５を覆うようにすれば、ヘッドレスト１０の内部での質量体１５の可動性を確保して、振動減衰効果をより確実に得ることが可能となる。

・上記実施形態では、質量体１５の周囲全体を軟質層１６で覆うようにしていたが、質量体１５の周囲を部分的に覆うようにしても良い。例えばシート左右方向の振動については、質量体１５及び軟質層１６をダイナミックダンパーとして機能させなくても、問題がないのであれば、質量体１５のシート左右方向以外の周囲のみを軟質層１６で覆うだけでも、シート全体の振動を好適に抑えることができる。

１０…ヘッドレスト、１１…ヘッドレストスティ、１２…シートバックフレーム、１３…クッション材、１４…表皮材、１５…質量体、１６…軟質層、５０…シートバックフレーム、５１…クッション材、５２…表皮材、５３…質量体、５４…ソリッドウレタン。

Claims (2)

1. ヘッドレストのクッション材の内部に質量体を設けるとともに、その質量体と前記クッション材との間に、同クッション材よりも軟質な材料からなる軟質層を設け、
   前記質量体は、周囲全体が前記軟質層によって覆われ、
   前記軟質層は、周囲全体が前記クッション材によって覆われるようにした
   ことを特徴とするヘッドレスト。
2. ヘッドレストスティを介してシートバックに取り付けられる
   請求項１に記載のヘッドレスト。