JP6136899B2 - 車両用シート - Google Patents

Description

本発明は、ダイナミックダンパ部が設けられた車両用シートに関する。

従来から、ダイナミックダンパにより車両用シートに入力されたアイドル振動を減衰させる技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された車両用シートは、ウレタンフォームなどの発泡材で構成されるクッション材内に質量体を支持させることで、シートバック自体をダイナミックダンパとしている。これにより、シートに振動が加わってクッション材が励振されても、シートに加わった振動を減衰させることが可能となっている。

特開２００１−１６１４８９号公報 特開２００４−２４５３１４号公報 国際公開２０１３／０４２７９１号

ところで、特許文献１に記載された車両用シートは、ダイナミックダンパのバネ系として機能するクッション材が、ウレタンフォームなどの発泡材により形成されている。このような発泡材は、温度によって硬度が変化する温度依存性を有しており、温度が高くなると軟らかくなり、温度が低くなると硬くなる。周囲の温度変化に伴ってクッション材の硬度が変化すると、車両用シートの共振周波数が変化するため、減衰させたいアイドル振動などの振動を十分に減衰させることができないおそれがある。

そこで、本技術分野では、周囲の温度変化に伴ってダイナミックダンパ部の振動減衰効果が低下するのを抑制することができる車両用シートを提供することが望まれている。

本発明の一側面に係る車両用シートは、車両に設置されて内部にクッション材が配置された車両用シートであって、質量体と、クッション材よりも軟質で質量体を弾性支持する軟質材と、を有し、クッション材の内側に配置されるダイナミックダンパ部と、クッション材の内側に配置されてダイナミックダンパ部を囲う断熱材と、を備える。

この車両用シートによれば、質量体がダイナミックダンパのマス系として機能し、軟質材がダイナミックダンパのバネ系として機能することで、車両用シートに入力された振動を減衰させることができる。減衰させる振動としては、例えば、アイドル振動が挙げられる。そして、ダイナミックダンパ部が断熱材で囲まれているため、軟質材が温度によって硬度が変化する温度依存性を有していても、周囲の温度変化に伴って軟質材が温度変化するのを抑制することができる。これにより、周囲の温度変化に伴うダイナミックダンパ部の周波数特性の変化が抑制されるため、周囲の温度変化に伴ってダイナミックダンパ部の振動減衰効果が低下するのを抑制することができる。

一実施形態として、ダイナミックダンパ部は、乗員の頭部を支持するヘッドレストに設けられてもよい。このように、ヘッドレストにダイナミックダンパが設けられることで、周囲の温度が変化しても、ヘッドレストに入力されるアイドル振動などの振動を減衰させることができるため、ヘッドレストから乗員の頭部に入力される振動を減衰させることができる。これにより、乗員が感じる不快感を低減することができる。

また、一実施形態として、ダイナミックダンパ部は、乗員の背部を支持するシートバックに設けられてもよい。このように、シートバックにダイナミックダンパが設けられることで、周囲の温度が変化しても、シードバックに入力されるアイドル振動などの振動を減衰させることができるため、シートバックから乗員の背部にアイドル振動などの振動を減衰させることができる。また、シートバックに入力されたアイドル振動などの振動をヘッドレストに伝達される前に減衰させることができるため、ヘッドレストから乗員の頭部に入力される振動を減衰させることたできる。これにより、乗員が感じる不快感を低減することができる。

本発明の一側面及び実施形態によれば、周囲の温度変化に伴ってダイナミックダンパ部の振動減衰効果が低下するのを抑制することができる。

第１の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。 ヘッドレストの断面図である。 軟質ウレタンフォームで形成される軟質材の周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。 比較例のヘッドレストを示す断面図である。 第２の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。 シートバックの一部断面図である。 第３の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。 他の実施形態のダイナミックダンパ部の構造を示す断面図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る車両用シートを説明する。本実施形態に係る車両用シートは、車両に設置されて車両の乗員が着座するシートであり、具体的には運転席、助手席、後部座席などである。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図において、“Ｕｐ”は車両用シートの上方を示し、“Ｄ”は車両用シートの下方を示し、“Ｆｒ”は車両用シートの前方を示し、“Ｒｒ”は車両用シートの後方を示す。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る車両用シート１は、乗員が着座する座部となるシートクッション２と、乗員の背部を乗員の後方から支持するシートバック３と、乗員の頭部を乗員の後方から支持するヘッドレスト４と、を備えている。シートバック３は、シートクッション２の後端部に連結されており、シートクッション２に対して車両用シート１の前後方向に傾動可能となっている。ヘッドレスト４は、シートバック３の上端部に連結されており、シートバック３に対して車両用シート１の上下方向に摺動可能となっている。

図２は、ヘッドレストの断面図である。図１及び図２に示すように、ヘッドレスト４は、表皮５と、クッション材６と、ヘッドレストステー７と、ダイナミックダンパ部８と、断熱材９と、を備えている。

表皮５は、ヘッドレスト４の最外層に配置されている。表皮５は、内側にクッション材６、ダイナミックダンパ部８及び断熱材９を収容する袋状に形成されている。表皮５の素材としては、例えば、布、ビニール、天然皮革、合成皮革を採用することができる。

クッション材６は、車両用シート１の内部、つまり、表皮５の内側に配置されており、弾性を有する発砲材により形成されている。クッション材６を形成する発泡材としては、例えば、中硬質ウレタンフォームを用いることができる。また、クッション材６は、ダイナミックダンパ部８を囲ってダイナミックダンパ部８を支持している。クッション材６がダイナミックダンパ部８を囲う態様としては、例えば、クッション材６がダイナミックダンパ部８の全体を覆う態様や、クッション材６がダイナミックダンパ部８の一部のみを覆う態様がある。

ヘッドレストステー７は、ヘッドレスト４をシートバック３に連結するものである。ヘッドレストステー７は、逆Ｕ字状に形成されており、一対の脚部と、一対の脚部の上端を連結する連結部と、を備えている。そして、ヘッドレストステー７は、一対の脚部の上部と連結部とがクッション材６に埋設されて、一対の足部の下部がクッション材６からシートバック３側に突出している。なお、車両用シート１は、ヘッドレストステー７によりシートバック３とヘッドレスト４とを連結したものではなく、シートバック３とヘッドレスト４とを一体的に形成したものであってもよい。

ダイナミックダンパ部８は、ヘッドレスト４に入力された振動を減衰させるダイナミックダンパとして機能するものである。ダイナミックダンパ部８は、クッション材６の内側に配置されており、質量体８ａと、軟質材８ｂと、を備えている。

質量体８ａは、ダイナミックダンパのマス系として機能するものである。質量体８ａは、ダイナミックダンパ部８の中心部に配置されている。質量体８ａは、鉛などの金属により形成されている。質量体８ａの形状は、特に限定されるものではなく様々な形状とすることができ、例えば、略直方体形状（直方体形状を含む）、略円柱形状（円柱形状を含む）、略球形状（球形状を含む）などとすることができる。

軟質材８ｂは、ダイナミックダンパのバネ系として機能するものである。

軟質材８ｂは、弾性を有する弾性材により形成されて、クッション材６よりも軟質となっている。クッション材６よりも軟質とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ ２２４４に規定する試験法により測定されたビッカース硬さが、クッション材６よりも小さいことをいう。また、軟質材８ｂとしては、例えば、樹脂を用いることができる。また、軟質材８ｂとしては、例えば、発泡材を用いることができる。軟質材８ｂに用いる発泡材としては、例えば、軟質ウレタンフォーム（軟質スラブともいう。）を用いることができる。そして、軟質材８ｂがクッション材よりも軟質であることから、クッション材６は、軟質材８ｂから見ると剛体と見做すことができる。軟質材８ｂは、例えば、クッション材６よりも軟質の素材で形成することや、発泡倍率をクッション材６のよりも小さくすることで、クッション材６よりも軟質にすることができる。なお、軟質材８ｂは、クッション材６よりも弾性係数が小さいものであってもよい。

また、軟質材８ｂは、質量体８ａを囲って質量体８ａを弾性支持している。軟質材８ｂが質量体８ａを囲う態様としては、例えば、軟質材８ｂが質量体８ａの全体を覆う態様や、軟質材８ｂが質量体８ａの一部のみを覆う態様がある。軟質材８ｂが質量体８ａを弾性支持するとは、軟質材８ｂが弾性変形することにより質量体８ａの移動を許容しながら支持すること、つまり、軟質材８ｂが弾性変形することにより質量体８ａを移動可能に支持することをいう。なお、質量体８ａと軟質材８ｂとは直接的に接続されているが、質量体８ａと軟質材８ｂとでダイナミックダンパの機能を発揮できれば、質量体８ａと軟質材８ｂとは他の部材を介して間接的に接続されてもよい。

そして、軟質材８ｂは、温度によって硬度が変化する温度依存性を有している。つまり、軟質材８ｂは、例えば、温度が高くなると軟らかくなり、温度が低くなると硬くなる性質を有している。

断熱材９は、クッション材６とダイナミックダンパ部８との間の熱の移動を抑制して軟質材８ｂの温度変化を抑制するものである。

断熱材９は、断熱性を有する部材により形成されている。断熱性を有するとは、熱の移動を抑制することをいい、熱の移動を完全に遮断することまでは要求されない。断熱材９としては、例えば、アルミニウム製のシート（アルミシート）、ロックウール、グラスウールなどの部材を用いることができる。なお、断熱材９は、可撓性を有するものとすることができる。

また、断熱材９は、クッション材６の内側に配置されてダイナミックダンパ部８（軟質材８ｂ）を囲っている。断熱材９がダイナミックダンパ部８を囲う態様としては、例えば、断熱材９がダイナミックダンパ部８の全体を覆う態様や、断熱材９がダイナミックダンパ部８の一部のみを覆う態様がある。具体的に説明すると、断熱材９は、クッション材６とダイナミックダンパ部８の軟質材８ｂとの間に配置されており、クッション材６及び軟質材８ｂと接している。但し、クッション材６とダイナミックダンパ部８との間の熱の移動を抑制することができれば、断熱材９とクッション材６及び軟質材８ｂとの間に他の部材を配置してもよい。また、断熱材９は、ダイナミックダンパ部８の全体を覆っている。但し、ダイナミックダンパ部８からクッション材６に移動する熱により軟質材８ｂの硬度が大きく変わらなければ、断熱材９は、ダイナミックダンパ部８の一部を覆っていなくてもよい。つまり、断熱材９は、ダイナミックダンパ部８の一部のみを覆っていてもよい。。断熱材９の厚みは、特に限定されるものではなく、ダイナミックダンパ部８とクッション材６との間の熱の移動を抑制するこができる範囲で適宜設定される。

次に、ヘッドレスト４の製造方法について説明する。まず、質量体８ａを金型内に配置し、この金型と質量体８ａとの間に軟質材８ｂを形成する軟質ウレタンフォームの原料を流し込んで発泡させ、これらを金型から取り出す。これによりダイナミックダンパ部８が形成される。次に、ダイナミックダンパ部８を断熱材９で囲う。次に、断熱材９で覆ったダイナミックダンパ部８とヘッドレストステー７の一部を金型内に配置し、この金型と断熱材９で覆ったダイナミックダンパ部８及びヘッドレストステー７の一部との間に中硬質ウレタンフォームの原料を流し込んで発泡させ、これらを金型から取り出す。これにより、断熱材９で覆ったダイナミックダンパ部８及びヘッドレストステー７の一部が中硬質ウレタンフォームに埋設された部材が形成される。次に、この形成された部材を表皮５で包む。これにより、ヘッドレスト４の製造が完了する。

ここで、比較例との比較により本実施形態の車両用シート１の作用効果について説明する。

まず、図３を参照して、軟質ウレタンフォームで形成される軟質材の温度依存性と周波数特性との関係について説明する。図３は、軟質材を軟質ウレタンフォームで形成した車両用シートの周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。図３において、線Ｉは、２０℃（常温）の場合の周波数とイナータンスとの関係を示しており、線ＩＩは、４０℃（高温）の場合の周波数とイナータンスとの関係を示しており、線ＩＩＩは、−３０℃（低温）の場合の周波数とイナータンスとの関係を示している。図３に示すように、軟質ウレタンフォームで形成される軟質材８ｂが２０℃（常温）から４０℃（高温）に変化した場合、イナータンスのピークは小さくなり、イナータンスのピークとなる車両用シート１の共振周波数は低くなる。また、軟質材８ｂが２０℃（常温）から−３０℃（低温）に変化した場合、イナータンスのピークは大きくなり、イナータンスのピークとなる車両用シート１の共振周波数は高くなる。このように、軟質ウレタンフォームで形成される軟質材８ｂは、温度変化により硬度が変化すると、周波数特性も変化する。

次に、図４を参照して、比較例のヘッドレストについて説明する。図４は、比較例のヘッドレストを示す断面図である。図４に示すように、比較例のヘッドレスト４’は、本実施形態のヘッドレスト４と同様に、表皮５と、クッション材６と、ヘッドレストステー７と、ダイナミックダンパ部８と、を備えているが、ダイナミックダンパ部８を囲う断熱材を備えていない。このため、比較例のヘッドレスト４’では、周囲の温度が高くなると、クッション材６と軟質材８ｂとの間で熱が移動するため、軟質材８ｂの温度が高くなる。その結果、比較例では、軟質材８ｂが軟らかくなるため、車両用シートの共振周波数が低くなる。また、比較例のヘッドレスト４’では、周囲の温度が低くなると、クッション材６と軟質材８ｂとの間で熱が移動するため、軟質材８ｂの温度が低くなる。その結果、比較例では、軟質材８ｂが硬くなるため、車両用シートの共振周波数が高くなる。

通常、抑制したい振動の周波数帯域で振動減衰機能が効くようにダイナミックダンパの周波数特性を設定している。特に車両用シートでは、アイドル時の振動（アイドル振動）が抑制されるように、ダイナミックダンパの周波数特性が設定される。しかしながら、比較例のヘッドレスト４’では、周囲温度の変化に伴い周波数特性が変わるため、抑制したい振動を十分に抑制できないおそれがある。

これに対し、本実施形態のヘッドレスト４は、ダイナミックダンパ部８が断熱材９で囲まれているため、周囲の温度が変化しても軟質材８ｂの温度変化が抑制される。これにより、周囲の温度の変化に伴うダイナミックダンパ部８の周波数特性の変化が抑制されるため、低減したい振動を適切に減衰させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用シート１によれば、質量体８ａがダイナミックダンパのマス系として機能し、軟質材８ｂがダイナミックダンパのバネ系として機能することで、車両用シート１に入力されたアイドル振動などの振動をヘッドレスト４において減衰させることができる。そして、ダイナミックダンパ部８が断熱材９で囲まれているため、軟質材８ｂが温度によって硬度が変化する温度依存性を有していても、周囲の温度変化に伴って軟質材８ｂが温度変化するのを抑制することができる。これにより、周囲の温度変化に伴うダイナミックダンパ部８の周波数特性の変化が抑制されるため、周囲の温度変化に伴ってダイナミックダンパ部８の振動減衰効果が低下するのを抑制することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、基本的に第１の実施形態と同様であり、シートバックにもダイナミックダンパ部が設けられている点のみ第１の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第１の実施形態と相違する事項について説明し、第１の実施形態と同様の説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。図５に示すように、第２の実施形態に係る車両用シート１１は、シートクッション２と、シートバック１３と、ヘッドレスト４と、を備えている。シートバック１３は、シートクッション２の後端部に連結されており、シートクッション２に対して車両用シート１の前後方向に傾動可能となっている。ヘッドレスト４は、シートバック１３の上端部に連結されており、シートバック１３に対して車両用シート１の上下方向に摺動可能となっている。

図６は、シートバックの一部断面図である。図５及び図６に示すように、シートバック１３は、表皮１５と、クッション材１６と、ダイナミックダンパ部１８と、断熱材１９と、を備えている。なお、図示しないが、シートバック１３は、シートバック１３の形状を保持するためのシートバックフレームも備えている。

表皮１５は、ヘッドレスト４の表皮５に対応するものである。つまり、表皮１５は、シートバック１３の最外層に配置されるものである。表皮１５の形状、素材等は、表皮５と同様でもよく、表皮５と異なってもよい。

クッション材１６は、ヘッドレスト４のクッション材１６に対応するものである。つまり、クッション材１６は、表皮１５の内側に配置されて乗員の背部からの衝撃を吸収し、かつ、ダイナミックダンパ部１８を囲ってダイナミックダンパ部１８を支持するものである。クッション材１６の形状、素材等は、クッション材６と同様でもよく、クッション材６と異なってもよい。

ダイナミックダンパ部１８は、ヘッドレスト４のダイナミックダンパ部８に対応するものである。つまり、ダイナミックダンパ部１８は、クッション材１６の内側に配置されてシートバック１３に入力された振動を減衰させるダイナミックダンパとして機能するものである。ダイナミックダンパ部１８は、質量体１８ａと、軟質材１８ｂと、を備えている。

質量体１８ａは、ダイナミックダンパ部８の質量体８ａに対応するものである。つまり、質量体１８ａは、ダイナミックダンパのマス系として機能するものである。質量体１８ａの配置、素材、形状などは、質量体８ａと同様でもよく、質量体８ａと異なってもよい。

軟質材１８ｂは、ダイナミックダンパ部８の軟質材１８ｂに対応するものである。つまり、軟質材１８ｂは、クッション材１６よりも軟質で質量体１８ａを弾性支持するものであり、ダイナミックダンパのバネ系として機能するものである。軟質材１８ｂの硬さ、素材、配置、素材、形状、硬さなどは、軟質材８ｂと同様でもよく、軟質材８ｂと異なってもよい。また、軟質材８ｂは、軟質材８ｂと同様に、温度によって硬度が変化する温度依存性を有している。

断熱材１９は、ヘッドレスト４の断熱材１９に対応するものである。つまり、断熱材１９は、クッション材１６の内側に配置されてダイナミックダンパ部１８（軟質材１８ｂ）を囲い、クッション材１６とダイナミックダンパ部１８との間の熱の移動を抑制して軟質材１８ｂの温度変化を抑制するものである。断熱材１９の素材、断熱性能、形状、配置などは、断熱材９と同様でもよく、断熱材９と異なってもよい。

次に、シートバック１３の製造方法について説明する。まず、質量体１８ａを金型内に配置し、この金型と質量体１８ａとの間に軟質材１８ｂを形成する軟質ウレタンフォームの原料を流し込んで発泡させ、これらを金型から取り出す。これによりダイナミックダンパ部１８が形成される。次に、ダイナミックダンパ部１８を断熱材１９で囲う。次に、断熱材１９で囲ったダイナミックダンパ部１８及びシートバックフレームを金型内に配置し、この金型と断熱材１９で囲ったダイナミックダンパ部１８及びシートバックフレームとの間に中硬質ウレタンフォームの原料を流し込んで発泡させ、これらを金型から取り出す。これにより、断熱材１９で囲ったダイナミックダンパ部１８及びシートバックフレームが中硬質ウレタンフォームに埋設された部材が形成される。次に、この形成された部材を表皮１５で包む。これにより、シートバック１３の製造が完了する。

以上説明したように、本実施形態に係る車両用シート１１によれば、質量体１８ａがダイナミックダンパのマス系として機能し、軟質材１８ｂがダイナミックダンパのバネ系として機能することで、車両用シート１に入力されたアイドル振動などの振動をシートバック１３において減衰させることができる。そして、ダイナミックダンパ部１８が断熱材１９で囲まれているため、軟質材１８ｂが温度によって硬度が変化する温度依存性を有していても、周囲の温度変化に伴って軟質材１８ｂが温度変化するのを抑制することができる。これにより、周囲の温度変化に伴うダイナミックダンパ部１８の周波数特性の変化が抑制されるため、周囲の温度変化に伴ってダイナミックダンパ部１８の振動減衰効果が低下するのを抑制することができる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、基本的に第２の実施形態と同様であり、シートバックにのみダイナミックダンパ部が設けられてヘッドレストにはダイナミックダンパ部が設けられていない点のみ第２の実施形態と相違する。このため、以下の説明では、第２の実施形態と相違する事項について説明し、第２の実施形態と同様の説明を省略する。

図７は、第３の実施形態に係る車両用シートを示す側面図である。図７に示すように、第３の実施形態に係る車両用シート２１は、シートクッション２と、シートバック１３と、ヘッドレスト１４と、を備えている。そして、シートバック１３には、断熱材１９に囲まれたダイナミックダンパ部１８が設けられているが、ヘッドレスト１４には、ダイナミックダンパ部が設けられていない。

このように、ヘッドレスト１４にダイナミックダンパ部が設けられていなくても、シートバック１３に、断熱材１９に囲まれたダイナミックダンパ部１８が設けられていることで、周囲の温度変化に拘わらず車両用シート２１に入力されたアイドル振動などの振動を適切に減衰させることができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、ダイナミックダンパ部の軟質材と断熱材とは接するものとして説明したが、図８に示すように、質量体２８ａと軟質材２８ｂとを備えるダイナミックダンパ部２８と断熱材２９との間に、他部材３０が配置されてもよい。他部材３０は、クッション材２６と同一の素材のものであってもよく、クッション材２６と異なる素材のものであってもよい。

また、上記実施形態では、ヘッドレスト及びシートバックに対するダイナミックダンパ部の具体的な取付位置について言及しなかったが、ダイナミックダンパ部は、断熱材により囲まれていればヘッドレスト及びシートバックの如何なる位置に取り付けられてもよい。

また、上記実施形態では、ダイナミックダンパ部をヘッドレスト及びシートバックの少なくとも一方に設けるものとして説明したが、ダイナミックダンパ部をシートクッションに設けてもよい。具体的には、ダイナミックダンパ部を、ヘッドレスト、シートバック及びシートクッションに設けてもよく、ヘッドレスト及びシートクッションに設けてもよく、シートバック及びシートクッションに設けてもよく、シートクッションのみに設けてもよい。

１…車両用シート、２…シートクッション、３…シートバック、４…ヘッドレスト、５…表皮、６…クッション材、７…ヘッドレストステー、８…ダイナミックダンパ部、８ａ…質量体、８ｂ…軟質材、９…断熱材、１１…車両用シート、１３…シートバック、１４…ヘッドレスト、１５…表皮、１６…クッション材、１８…ダイナミックダンパ部、１８ａ…質量体、１８ｂ…軟質材、１９…断熱材、２１…車両用シート、２６…クッション材、２８…ダイナミックダンパ部、２８ａ…質量体、２８ｂ…軟質材、２９…断熱材、３０…他部材。

Claims (3)

1. 車両に設置されて内部にクッション材が配置された車両用シートであって、
   質量体と、前記クッション材よりも軟質で前記質量体を弾性支持する軟質材と、を有し、前記クッション材の内側に配置されるダイナミックダンパ部と、
   前記クッション材の内側に配置されて前記ダイナミックダンパ部を囲う断熱材と、
   を備え、
   前記軟質材は、前記断熱材と前記質量体との間に配置される、車両用シート。
   
2. 前記ダイナミックダンパ部は、乗員の頭部を支持するヘッドレストに設けられる、
   請求項１に記載の車両用シート。
3. 前記ダイナミックダンパ部は、乗員の背部を支持するシートバックに設けられる、
   請求項１又は２に記載の車両用シート。
   

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