JP6093641B2 - 車両用シートパッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用シートパッドの製造方法に関し、特に、熱風を使って製造する場合でも内部のクッション体が損傷するのを防止できる車両用シートパッドの製造方法に関するものである。

車両用シートパッドは、鉄道車両や自動車などに装着される車両用シートの一部（着座した乗員の臀部を支える部位）を構成する部品であり、ウレタンフォームや繊維集合体から構成される。繊維集合体から構成される車両用シートパッドは、ウレタン発泡体から構成されるものに比べ、リサイクル性に優れる反面、クッション性が低く、乗員の乗り心地が悪い。そこで、特許文献１には、繊維集合体の内部にコイルスプリングやウレタンフォーム等のクッション体を配設して、クッション性を高める技術が開示されている。

特開２００７−２１６８５８号公報

ここで、車両用シートパッドの製造は、繊維集合体の成形を、綿状体の通気性の良さを利用したエアスルー方式により行うのが一般的である。即ち、複数の通風口が開口された金型内にポリエステル繊維などから構成される綿状体を載置し、金型の一方側の通風口から熱風を送入し、その熱風を金型内にある綿状体の繊維間を流通させることで、繊維同士を溶着させつつ、金型の他方側の通風口から熱風を送出する。これにより、綿状体全体を均一に加熱することができる。

しかしながら、上述した製造方法（エアスルー方式）では、金型内に送入された熱風が綿状体の繊維間を流通する方式であるため、コイルスプリングやウレタンフォーム等のクッション体を綿状体が被包した状態で成形すると、クッション体が熱風により損傷するという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解消するためになされたものであり、熱風を使って製造する場合でも内部のクッション体が損傷するのを防止できる車両用シートパッドの製造方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段および発明の効果

請求項１記載の車両用シートパッドの製造方法によれば、次の効果を奏する。複数枚の繊維シートを準備すると共に、クッション体の全体をクッションケースに収納する準備工程と、その準備工程の後に複数枚の繊維シート、及び、クッションケースに収納されたクッション体を金型の内部に配設する配設工程と、その配設工程の後に金型の内部に熱風を送入し、複数枚の繊維シートどうしを溶着させて繊維集合体を形成する加熱工程とを備える。準備工程では、クッションケースに収納されたクッション体の下外面側、前外面側、上外面側、及び、後外面側を被覆する第１繊維シートと、クッションケースに収納されたクッション体の側面を被覆する第２繊維シートと、を準備すると共に、織物、フィルム、又は、不織布の何れかによって構成されるクッションケースにクッション体を収納する。配設工程では、金型に配設される第１繊維シートの上に、クッションケースに収納されたクッション体が配設され、そのクッションケースに収納されたクッション体の側面と金型の内面との間に第２繊維シートが配設され、第１繊維シートの一端側が折り返されてクッション体の上面側に被せられ、その第１繊維シートの折り返された一端が第２繊維シートと前記金型の内面との間に差し込まれる。
即ち、クッション体を収納するクッションケースは、織物、フィルム、又は、不織布の何れかによって構成されるので、金型内に熱風を送入しても、熱風はクッションケースで遮断される。よって、熱風によりクッションケース内のクッション体が損傷するのを防止できる。従って、熱風を使って製造する場合でも内部のクッション体が損傷するのを防止できるという効果がある。
また、第１繊維シートは、クッションケースの下面と、前側面と、上面と、後側面とを被覆しているので、これを別々の繊維シートで構成する場合よりも配設作業を簡単にできると共に、溶着部分を減らすことでクッション性を向上させることができるという効果がある。

請求項２記載の車両用シートパッドの製造方法によれば、請求項１に記載の車両用シートパッドの製造方法の奏する効果に加え、準備工程では、織物であって、太さ２０番手〜５０番手の糸によって、２５．４ｍｍ当たり縦横８０本〜１５０本の密度で構成されるクッションケースにクッション体を収納するので、通気遮断性を向上できるという効果がある。

請求項３記載の車両用シートパッドの製造方法によれば、請求項１又は２に記載の車両用シートパッドの製造方法の奏する効果に加え、準備工程では、織物であって、ダウンプルーフ加工されるクッションケースにクッション体を収納するので、十分な通気遮断性を得ることができるという効果がある。

請求項４記載の車両用シートパッドの製造方法によれば、請求項１から３のいずれかに記載の車両用シートパッドの製造方法の奏する効果に加え、クッション体は、熱可塑性樹脂が三次元の網状に絡み合って構成され弾性を有する繊維構造体によって構成されているが、クッションケースに収納されているので、加熱工程における熱風は、クッションケースによって遮断される。そのため、繊維構造体が熱風によって、変形し、硬化し、クッション性が損なわれるのを防止できるという効果がある。

（ａ）は、本発明の車両用シートパッドの断面図である。（ｂ）は、繊維構造体がクッションケース内に収納されている状態を示す斜視図である。 車両用シートパッドの製造に使用する金型の断面図である。 （ａ）は、配設工程における被成形体および金型の断面図であり、（ｂ）は、加熱工程における被成形体および金型の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の車両用シートパッドの断面図である。（ｂ）は、繊維構造体がクッションケース内に収納されている状態を示す斜視図である。なお、図１における左側が車両用シートパッド１の前方（足側）に、右側が後方（背中側）に、それぞれ対応する。

車両用シートパッド１は、鉄道車両や自動車などに装着される車両用シートの一部（着座した乗員の臀部を支える部位）を構成する部品である。車両用シートパッド１は、図１に示すように、断面形状が略矩形状であり、繊維集合体２と、その繊維集合体２によって全体が被包されるクッション体３と、クッション体３を内部に収納するクッションケース４とを備えている。

繊維集合体２は、略直方体状に形成されており、各頂点は円弧状に構成されている。また上面側（図１上側）は、図１左側から右側に向けてゆるやかに下降傾斜している。繊維集合体２は、予めシート状に形成した複数枚の繊維シートを（図３参照）、後述するエアスルー方式により溶着して構成されている。

繊維シートは、高融点繊維材料とその高融点繊維材料より融点が低い低融点繊維材料とを所定の割合で混合した綿状体を圧縮することにより、シート状に形成したものである。具体的には、綿状体はトウ（藤）状のポリエステル繊維（繊維太さ２〜１００デニール、５〜１０ｃｍ）からなる高融点繊維材料に、芯鞘型でトウ状のポリエステル複合繊維（繊維太さ１〜１００デニール、３〜１５ｃｍ）からなる低融点繊維材料を５〜４０％混合したものである。

低融点繊維材料の鞘は、重縮合時にイソフタール酸を混合してパイプインパイプ等で製造した低融点共重合体ポリエステルである。所定の厚さの綿状体を低融点繊維材料の融点以上に加熱された熱ローラで圧縮しつつ伸ばす（圧延する）ことで、綿状体の表面全体の低融点繊維材料の鞘が溶融してポリエステル繊維同士が接合されるとともに、綿状体の体積が減少してシート状の繊維シートが形成される。

クッション体３は、車両用シートパッド１の中央部分に設けられた弾性体であって、捲縮処理されたポリエステル繊維と、熱可塑性エラストマー及び非弾性ポリマーで形成され、バインダーとして機能する弾性複合繊維とを三次元的に混合して成形された繊維構造体によって構成されている。これにより、車両用シートに着座する乗員の臀部を弾性体が支えることで、乗員に快適な座り心地を提供することができる。

クッションケース４は、耐熱性、通気遮断性を有する織物であって、内部にクッション体３を収納するケースである。クッションケース４は、例えば、太さ２０番手から５０番手のナイロン製の糸を、１インチ内に縦横８０本から１５０本の密度で構成された織物である。また、この織物は、ダウンプルーフ加工されている。ダウンプルーフ加工は、織物をローラーで挟んみ、圧力と熱をかけながら、糸と糸の隙間を、つぶしていく加工方法である。これにより、通気遮断性を向上できると共に、繊維集合体２を構成する綿状体の繊維がクッションケース４を通り抜け、クッションケース４内のクッション体３に絡み、クッション体３のクッション性を阻害するのを防止できる。また、クッションケース４に要求される耐熱性は、１００度〜２００度以上である。即ち、車両用シートパッド１は、後述するエアスルー方式により製造され、その製造工程で使用される熱風の温度（１００度〜２００度）に耐えうる性能が必要である。

次に図２を参照して、金型５の構成について説明する。図２は車両用シートパッド１の製造に使用する金型５の断面図である。金型５は、雌型部５１と、雄型部５２とを備え、アルミニウム合金製であり、繊維集合体２を構成する複数枚の繊維シートを圧縮すると共に、通風路５２ｂから金型５の内部に熱風（１００度〜２００度）を送入して車両用シートパッド１を成形するものである。

雌型部５１は、金型５の下型を構成するものであり、略直方体状に形成されている。この雌型部５１には、上面側（図２上側）に開放された凹状空間５１ａが設けられている。雄型部５２は、金型５の上型を構成するものであり、雌型部５１に型締めされる。雄型部５２には、雌型部５１の凹状空間５１ａと嵌合する凸設部分５２ａが下面側（図２下側）に設けられている。型締めの際には、雄型部５２の凸設部分５２ａが、雌型部５１の凹状空間５１ａに配設された繊維シートを押圧することにより、繊維シートが金型５内で圧縮される。

また、雄型部５２の凸設部分５２ａには、上面から下面を貫通する通風路５２ｂが形成され、雌型部５１には、通風路５１ｂが形成されている。通風路５１ｂ，５２ｂは、雌型部５１と、雄型部５２とに複数、散点して形成されている。そして、雄型部５２の凸設部分５２ａが、雌型部５１の凹状空間５１ａに配設された繊維シートを押圧している状態で、雄型部５２の通風路５２ｂから金型５の内部に熱風が送入される。こうして、熱風を金型内に配設した綿状体の繊維間を流通させることで、繊維同士を溶着させる。これにより、クッション体３の周囲を繊維集合体で被包した車両用シートパッドが製造される。尚、熱風は、雌型部５２の通風路５２ｂを介して外部に排出される。

更に、雄型部５２の凸設部分５２ａに形成されている通風路５２ｂは、繊維集合体２の前方部分（図１（ａ）の左側部分）から、繊維集合体２の後方部分（図１（ａ）の右側部分）に向かって、その長さが次第に長くなるように構成されている。そのため、繊維集合体２の厚さが厚いほど、熱風が早く送入され、厚さの違いによって融着時間に差がでるのを防止している。

次に図３を参照して、車両用シートパッド１の製造方法について説明する。図３（ａ）は、配設工程における被成形体および金型５の断面図であり、被成形体が模式的に表わされている。図３（ｂ）は、加熱工程における被成形体および金型５の断面図である。車両用シートパッド１の製造方法は、準備工程と、配設工程と、加熱工程とから構成されている。

準備工程では、クッション体３と、一部が開口されているクッションケース４とを準備する。そして、クッション体３をクッションケース４の内部に収納し、クッションケース４の開口を縫製し、クッション体３が収納されたクッションケース４を準備する。尚、クッション体３は直方体に形成され、クッション体３が収納されたクッションケース４も直方体に形成される。また、これとは別に、繊維集合体２の材料となる複数枚のシート状の繊維シート２ａ，２ｂを準備する。

配設工程は、準備工程で準備したクッション体３が収納されたクッションケース４と、繊維シート２ａ，２ｂとを雌型部５１の凹状空間５１ａ内に配設する工程である。同工程では、クッションケース４の周囲に繊維シート２ａ，２ｂを囲むように配設する。

具体的には、まず、繊維シート２ａを雌型部５１に配設する。繊維シート２ａは、車両用シートパッド１の下外面と、前外面と、上外面と、後外面とを構成する大きさに構成されている。

次に、繊維シート２ａの上に、クッション体３が収納されたクッションケース４を配設する。そして、クッションケース４の４つの側面と、雌型部５１の凹状空間５１ａの内面との間に繊維シート２ｂを配設する。この場合、図３（ａ）に示す通り、繊維シート２ｂは、幅広面がクッションケース４の側面と対向するように立設して配設する。これにより、繊維シート２ｂを上下に積層する場合よりもクッション性を向上させることができる。 即ち、繊維シート２ｂにおいて、熱ローラにより加熱された面（幅広面の一面）は、溶融された低融点繊維材料による繊維同士の溶着により剛性が高められている。そのため、かかる剛性が高められた面を、クッションケース４の側面に向けることで、かかる面を上下に積層する場合よりもクッション性を高めることができる。

最後に、繊維シート２ａを、クッション材４の上面に被せ、その端部を立設している繊維シート２ｂと、雌型部５１の凹状空間５１ａの内面との間に差し込む。このように、繊維シート２ａは、クッションケース４の下面と、前側面と、上面と、後側面とを被覆しているので、これを別々の繊維シートで構成する場合よりも配設作業を簡単にできる。

また、複数枚の綿状体を溶着した溶着部分は、剛性が上がり、クッション性が低下するが、繊維シート２ａによって、かかる溶着部分を減らすことができるので、クッション性を向上させることができる。こうして、配設工程では、クッションケース４を繊維シート２ａ，２ｂで被包して構成される被成形品が雌型部５１の凹状空間５１ａ内に配設される。

次に、加熱工程について説明する。図３（ｂ）に示すように、雌型部５１の凹状空間５１ａに載置された繊維シート２ａ，２ｂ及びクッションケース４を雄型部５２によって押圧しつつ型締めをし、金型５内部を密閉状態にする。

その後、図３（ｂ）に示すように、送風機６により熱風を、雄型部５２の通風路５２ｂを介して金型５の内部に送入する。熱風の温度は、低融点繊維材料の融点以上かつ高融点繊維材料の融点以下の温度であることが望ましい。これにより高融点繊維材料と低融点繊維材料とがその接触点で融着し、隙間を確保することができ、クッション性を高めることができるからである。尚、熱風は、雌型部５１の通風路５１ｂを介して金型５の外部に排出される。

こうして、金型５の内部に熱風を送入すると、熱風が綿状体の繊維間を通過し、低融点繊維材料の鞘が溶融し、繊維シート２ａ，２ｂ同士が徐々に融着し始める。これにより、複数枚の繊維シート２ａ,２ｂは、一体となった繊維集合体２となる。

一方で、クッション体３はクッションケース４の内部に収納され、クッションケース４は、上述した通り、耐熱性、通気遮断性を有する織物で構成されている。よって、この加熱工程で熱風を金型５内に送入しても、熱風はクッションケース４に遮断され、クッションケース４内のクッション体が変形、硬化し、クッション性が低下するのを防止できる。

尚、加熱工程の後、金型４を冷風に当てるなどして冷却する。これにより、溶融したポリエステル繊維が凝固し、繊維集合体２の形状が固定されるとともに、クッション材３にまで熱が伝わるのを防止することができる。

以上の工程によって、クッション体３を収納したクッションケース４被包したまま、クッション体３を変形、硬化させることなく繊維集合体２を成形し、車両用シートパッド１を製造することができる。

以上、実施の形態に基づき、本発明を実施したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施形態では、クッションケース４をナイロン製の糸を織って構成する場合について説明したが、これに限定されない。耐熱性、通気遮断性を有していれば良い。例えば、綿や、ポリエステルや、綿とポリエステルとの混合の織物でも良い。また、織物に限らず、不織布、フィルム等であっても良い。

上記実施形態では、クッション体３を捲縮処理されたポリエステル繊維と、熱可塑性エラストマー及び非弾性ポリマーで形成され、バインダーとして機能する弾性複合繊維とを三次元的に混合して成形された繊維構造体で構成する場合について説明したが、クッション体３は、これに限定されない。例えば、紐状に形成された熱可塑性樹脂が三次元の網状に絡み合って構成され弾性を有する繊維構造体や、ウレタンフォームで構成しても良い。

また、クッション体３を、縦方向に５列、横方向に５列の合計２５個のコイルスプリングを列立し、すべてのコイルスプリングの両端を金属線によって連結したもので構成しても良い。これにより、繊維構造体よりも熱風による損傷を受けにくい上、各々のコイルスプリングがクッションケース４内で移動することがない。また、底付き感が少なく、体圧を分散することができるので、乗員が長時間にわたって着座しても快適な座り心地を提供し続けることができる。

また、クッション体３を、一本の鋼線から複数のコイルスプリングを一体に成形してもよい。また、コイルスプリングは、すべて同じ特性のものを使用する必要はなく、配置されるスプリングごとにばね定数を変更してもよい。更に、コイルスプリングは金属製である必要はなく、樹脂製であっても良い。

上記実施形態では、繊維シート２ａ,２ｂを使って繊維集合体２を成形する場合について説明したが、繊維集合体２の成形は、これに限定されない。例えば、シート状の繊維シートを上下に積層し、それらを熱溶着させて繊維集合体２を構成しても良い。

上記実施形態では、綿状体における高融点繊維材料と低融点繊維材料との混合割合の詳細についての説明を省略したが、低融点繊維材料の混合の割合が多いほど、融着の度合いが強くなり、低融点繊維材料の混合の割合が少ないほど、融着の度合いが弱くなる。そのため、繊維シート２ａ，２ｂを形成する際、外周面は低融点繊維材料の混合の割合を多くすることで繊維材料間の隙間を少なくし、剛性を高めつつ、成形時には繊維シート同士を融着しやすくすることができる。一方で、繊維シート２ａ，２ｂの中央部分の低融点繊維材料の混合の割合を少なくすることで、繊維材料間の隙間を多く確保できるので、クッション性を高めることができる。

上記実施形態では、熱風を雄型部５１の上面から送入する場合について説明したが、熱風を送入する方向は、これに限定されない。例えば、前方から、側方からでも良く、２方向以上から熱風を送入するように構成しても良い。かかる場合には、加熱時間を短縮することができる。また、繊維集合体２の厚みが厚い程、熱風の温度を高く、風量を多くするように構成しても良い。かかる場合には、繊維集合体２の厚い部分と、薄い部分とで成形時間のタイム差が生じるのを防止できる。

上記各実施の形態では、熱風の設定温度を低融点繊維材料の融点以上かつ高融点繊維材料の融点以下としたが、必ずしもこれに限定されるわけではなく、低融点繊維材料の融点以上であればよい。

上記各実施の形態では、金型４をアルミニウム合金製としたが、必ずしもこれに限られるものではなく、合金工具鋼などを使用してもよい。

１ 車両用シートパッド
２ 繊維集合体
２ａ 繊維シート（第１繊維シート）
２ｂ 繊維シート（第２繊維シート）
３ クッション体
４ クッションケース
５ 金型
５１ 雌型部（金型の一部）
５２ 雄型部（金型の一部）

Claims (4)

1. シート状に形成された複数枚の繊維シートを熱風で溶着して構成される繊維集合体と、その繊維集合体に全体が被包され、前記繊維集合体よりもクッション性を有するクッション体とを備えた車両用シートパッドの製造方法において、
   前記複数枚の繊維シートを準備すると共に、前記クッション体の全体をクッションケースに収納する準備工程と、その準備工程の後に前記複数枚の繊維シート、及び、前記クッションケースに収納された前記クッション体を前記金型の内部に配設する配設工程と、その配設工程の後に前記金型の内部に熱風を送入し、前記複数枚の繊維シートどうしを溶着させて前記繊維集合体を形成する加熱工程とを備え、
   前記準備工程では、前記クッションケースに収納された前記クッション体の下外面側、前外面側、上外面側、及び、後外面側を被覆する第１繊維シートと、前記クッションケースに収納された前記クッション体の側面を被覆する第２繊維シートと、を準備すると共に、織物、フィルム、又は、不織布の何れかによって構成される前記クッションケースに前記クッション体を収納し、
   前記配設工程では、前記金型に配設される前記第１繊維シートの上に、前記クッションケースに収納された前記クッション体が配設され、そのクッションケースに収納された前記クッション体の側面と前記金型の内面との間に前記第２繊維シートが配設され、前記第１繊維シートの一端側が折り返されて前記クッション体の上面側に被せられ、その第１繊維シートの折り返された一端が前記第２繊維シートと前記金型の内面との間に差し込まれることを特徴とする車両用シートパッドの製造方法。
2. 前記準備工程では、織物であって、太さ２０番手〜５０番手の糸によって、２５．４ｍｍ当たり縦横８０本〜１５０本の密度で構成される前記クッションケースに前記クッション体を収納することを特徴とする請求項１記載の車両用シートパッドの製造方法。
3. 前記準備工程では、織物であって、ダウンプルーフ加工される前記クッションケースに前記クッション体を収納することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用シートパッドの製造方法。
4. 前記クッション体は、熱可塑性樹脂が三次元の網状に絡み合って構成され弾性を有する繊維構造体によって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の車両用シートパッドの製造方法。
   

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