JP6279168B2 - 車両用シート部材および車両用シート - Google Patents

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Description

本発明は、車両用シート部材および車両用シートに関する。
自動車等の車両用シートとして、発泡樹脂成形体に埋設される本体部と前記本体部から突起しており先端側が発泡樹脂成形体から外部に突出する突出部とからなるフレーム材が発泡樹脂成形体に一体成形されている車両用シート部材を少なくとも備えた車両用シートは、知られている。また、そのような車両用シート部材の上部に積層する上シート部材をさらに有し、前記上シート部材は荷重がかかることによって弾性変形するクッション材からなり、前記車両用シート部材は前記上シート部材よりも圧縮強度が高い発泡樹脂成形体からなる車両用シートも知られている。
特許文献1や特許文献2には、上記形態の車両用シートにおいて、その車両用シート部材の裏面側にフレーム材の形状に沿った凹溝または切り欠きを形成し、該凹溝または切り欠き内にフレーム材を挿入して固定するようにした形態の車両用シートが記載されている。この形態の車両用シートでは、車両用シート部材に対してフレーム材をしっかりと位置固定することが難しく、位置ずれや位置ずれによる異音の発生が生じる場合がある。また、位置ずれにより、車両本体側へ車両用シートを固定することが困難となる場合も生じやすい。
その不都合を解決することのできる車両用シートとして、特許文献3および特許文献4には、車両用シート部材にフレーム材を成形時に一体成形するようにした車両用シートが記載されている。この形態の車両用シートでは、発泡樹脂成形体である車両用シート部材の内部にフレーム材が一体に成形されているので、車両用シート部材内でフレーム材が位置ずれを起こすのを回避できる利点がある。
実用新案登録第2591763号公報 特許第5344395号公報 特開2001−161508号公報 国際公開WO2015/159691号公報
特許文献3あるいは特許文献4に記載される形態の車両用シートは、車両用シート部材を構成する発泡樹脂成形体の内部にフレーム材が一体成形されているので、フレーム材の位置ずれが生じ難い利点がある。しかし、通常、発泡樹脂成形体は脱型後にわずかではあるが収縮する性質があり、その収縮とともに、わずかではあるが、通常ワイヤーであるフレーム材が変形するのを避けられない。その変形により車両本体への固定部として機能する前記突出部の位置も当初の位置からわずかに変位する。現在の車両、特に自動車においては、高い寸法精度が要求されるようになってきており、組み付け精度を向上させるために、発泡成形後に生じる前記した突出部の変位をなくすことが課題となっている。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、発泡樹脂成形体に埋設される本体部と前記本体部から突起しており先端側が発泡樹脂成形体から外部に突出する突出部とからなるフレーム材が発泡樹脂成形体に一体成形されている車両用シート部材において、該車両用シート部材を構成する発泡樹脂成形体が脱型後に収縮しても、その収縮の挙動が前記突出部に与える影響を低減することで、フレーム材に形成した車両本体への固定部となる前記突出部が変位するのをなくすかごくわずかとすることができ、それにより、車両本体側への車両用シート部材の取り付けを確実にかつ容易に行えるようにした車両用シート部材を提供することを課題とする。また、そのような車両用シート部材を備えた車両用シートを提供することを課題とする。
本発明による車両用シート部材は、発泡樹脂成形体に埋設される本体部と前記本体部から突起しており先端側が発泡樹脂成形体から外部に突出する突出部とからなるフレーム材が発泡樹脂成形体に一体成形されている車両用シート部材であって、前記突出部が位置する領域周囲の前記発泡樹脂成形体の発泡樹脂が肉抜きされていることを特徴とする。
ここで、肉抜きとは、発泡樹脂成形体の一部が存在しない状態をいう。金型での一体成形時に、前記肉抜き部が同時形成されるようにしてもよく、成形後に発泡樹脂成形体の一部を人為的に除去することでそのような肉抜き部を形成するようにしてもよい。
後に記載する実施例に示すように、本発明による車両用シート部材では、突出部が位置する領域周囲から発泡樹脂成形体の発泡樹脂を肉抜きする(除去する)ことにより、肉抜きを行わない場合と比較して、突出部の変位量を低減することができた。それにより、突出部の位置精度を高度に維持することが可能となり、車両本体へ高い精度で車両用シート部材を取り付けることが可能となった。ここで、本発明でいう「領域周囲」とは、突出部の周りを囲う領域のことである。
理由は、一般に、金型内で一体成形された車両用シート部材において、埋設されたフレーム本体から下方側あるいは側方側に突起している突出部は、広い面積で発泡樹脂成形体と接しているために、車両用シート部材を構成する発泡樹脂成形体の収縮の影響をフレーム本体部よりも受けやすいが、本発明による車両用シート部材では、突出部が発泡樹脂成形体内に位置する領域周囲では発泡樹脂が肉抜きされていることで、突出部が発泡樹脂成形体の収縮の影響を直接には受けないようになり、それにより、突出部の変位が起こらない、起こっても極めてわずかになったと推測される。
本発明による車両用シート部材の一つの態様では、前記発泡樹脂成形体は平面視で概略長方形であり、フレーム材の前記本体部は一部に前記発泡樹脂成形体の長手方向に沿う部分を有しており、前記突出部は前記本体部の前記長手方向に沿う部分に形成されていることを特徴とする。発泡樹脂成形体が平面視で概略長方形である直方体の場合、短手方向と比較して長手方向での収縮量は大きくなる。その大きくなる方向に沿う前記本体部の部分に前記突出部が形成されている形態の車両用シートにおいて、本発明の作用効果は一層確実に奏される。
ここで本体部は、長手部分のみからなってもよいが、本発明による車両用シート部材のより好ましい一つの態様では、前記本体部は、前記長手部分に連結された、前記発泡樹脂成形体の短手方向に沿う短手部分を有する。この態様によれば、本体部に短手部分を有することにより、本体部の長手部分は、発泡樹脂成形体により拘束されるため、発泡樹脂成形体の長手方向に沿った収縮の影響を受けやすい。このような場合であっても、この態様では、突出部が位置する領域周囲には、発泡樹脂を肉抜きされた空間が形成されているため、突出部の位置を高い精度で維持することができる。
本体部に短手部分を有した場合の本発明による車両用シート部材のより好ましい一つの態様では、前記本体部は、対向する一対の前記長手部分と、前記各長手部分の両側に連結された一対の前記短手部分とにより、前記平面視で前記発泡樹脂成形体の輪郭の内側に沿って、前記発泡樹脂成形体の内部を周回するように、形成されており、少なくとも一方の前記長手部分に、前記突出部が形成されている。
この態様によれば、フレーム材の本体部が、発泡樹脂成形体の輪郭の内側に沿って、発泡樹脂成形体の内部を周回することで、車両用シート部材の剛性を高めることができる。さらに、この態様では、本体部の短手部分も、発泡樹脂により拘束されるため、長手部分に形成された突出部は、発泡樹脂成形体の短手方向に沿った収縮の影響も受けやすい。このような場合であっても、この態様では、突出部が位置する領域周囲には、発泡樹脂を肉抜きされた空間が形成されているため、短手方向における突出部の周りにも間隙が形成されることになる。これにより、短手方向における突出部の位置を高い精度で維持することができる。
本発明による車両用シート部材において、前記肉抜きがされている領域の大きさは、前記車両用シート部材を形成する発泡樹脂材料の収縮率を考慮して実験的に最適な値を設定することができる。前記領域が小さすぎると発泡樹脂材料の収縮時に、突出部に発泡樹脂材料が衝接してしまい、その衝接により突出部に位置移動を生じさせる恐れがある。肉抜き部が大きすぎると、シート部材それ自体の強度が部分的に弱くなり、シート部材に破損が生じる恐れがある。したがって、本発明による車両用シート部材の好ましい態様では、前記肉抜きがされている領域は、前記突出部の周囲の1mm〜25mm範囲であることを特徴とする。この範囲であれば、前記車両用シート部材を構成する発泡樹脂成形体が、例えば、発泡ポリスチレン系樹脂による成形体、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の発泡複合樹脂による成形体、あるいは発泡ポリオレフィン系樹脂による成形体である場合に、十分に所期の目的を達成することが可能である。
本発明による車両用シートは、上記した車両用シート部材と、前記車両用シート部材の上部に上シート部材と、を有し、前記上シート部材は荷重がかかることによって弾性変形するクッション材からなり、前記車両用シート部材は前記上シート部材よりも圧縮強度が高い発泡樹脂成形体からなることを特徴とする。この態様において、前記上シート部材を構成する材料は、限定されないが、軟質ポリウレタン系発泡体であることが好ましく、前記車両用シート部材を構成する発泡樹脂成形体は、限定されないが、発泡ポリスチレン系樹脂による成形体、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の発泡複合樹脂による成形体、あるいは発泡ポリオレフィン系樹脂による成形体であることが好ましい。
この態様の車両用シートでは、上シート部材によって座る者に心地よい弾性感を与えることができるとともに、車両用シート部材によって、車両用シートが必要以上に変形するのを阻止することができ、快適性と安全性とを兼ね備えた車両用シートが得られる。
本発明によれば、発泡樹脂成形体内に一体に埋設されたフレーム材を備えた車両用シート部材において、前記フレーム材に形成した車両本体への固定部となる突出部が、発泡樹脂成形体の収縮に伴って当初の位置から変位するのをなくすあるいはごくわずかとすることが可能となる。それにより、近年求められている車両本体側への高い取り付け精度を十分に満足した車両用シート部材および車両用シートが得られる。
本発明による車両用シートの一実施の形態を示す斜視図。 図1に示す車両用シートを底面から見た図。 図2のIII−III線に沿う断面図。 図2のIV−IV線に沿う断面図。 肉抜き部の拡大図。
以下、本発明による車両用シート部材および車両用シートの一実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、車両用シート50は、基本構成として、発泡樹脂成形体10と該発泡樹脂成形体10内に一体成形により埋設されたフレーム材20とからなる車両用シート部材30を有する。車両用シート部材30の全体形状に特に制限はないが、平面視で概略長方形である立方体が一般的である。もちろん、発泡樹脂成形体10の平面視での形状および厚みは、当該車両用シート50が取り付けられる車両本体側の形状によって種々変化する。
前記発泡樹脂成形体10は、発泡樹脂の型内発泡成形体である。発泡樹脂としては、特に限定されないが、発泡ポリスチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の発泡複合樹脂、あるいは発泡ポリオレフィン系樹脂などが好適に用いられる。発泡倍率は、発泡樹脂の材料によっても異なるが、一般的に10〜50倍程度、より好ましくは20〜40倍程度である。
フレーム材20は、前記発泡樹脂成形体10に所要の保形性と強度を付与するために埋め込まれるものであり、一般に、直径が3〜6mm程度の鋼製の線材(ワイヤー)が用いられる。薄板状の鋼材であってもよい。フレーム材20は、図示されるように、発泡樹脂成形体10の外周に沿うようにして、外周面から少し内側に入った箇所に埋設されている本体部21と、該本体部21における発泡樹脂成形体10の一方の長手方向の側面に沿う長手部分22で形成される2つの第1の突出部23、23とからなっている。必須ではないが、図示の例では、発泡樹脂成形体10の他方の長手方向の側面に沿う本体部21の長手部分24にも1つの第2の突出部25が形成されている。
ここで、フレーム材20の本体部21は、長手部分22、24に連結された、発泡樹脂成形体10の短手方向の側面に沿う短手部分28、28を有してもよい。より好ましくは、短手部分28、28は、長手部分22の両側に連結されている。さらにより好ましい態様として、図2に示すように、本体部21は、対向する一対の長手部分22、24と、各長手部分22、24の両側に連結された一対の短手部分28、28とにより、平面視で発泡樹脂成形体10の輪郭Cの内側に沿って、発泡樹脂成形体10の内部を周回するように、形成されていてもよい。これにより、車両用シート部材30の剛性を高めることができる。フレーム材20が、発泡樹脂成形体10の内部を周回することにより、連続したループを発泡樹脂成形体10の内部に形成してもよい。
前記第1の突出部23は、発泡樹脂成形体10の厚み方向に向けて突起しており、その先端部が発泡樹脂成形体10の裏面側から外部に突出している。また、第2の突出部25は、発泡樹脂成形体10の面方向に向けて突起しており、その先端部が発泡樹脂成形体10の側面側から外部に突出している。図示の例では、前記第1および第2の突出部23、25は本体部21を構成する鋼製の線材を略U字状に折り曲げることで形成しているが、別途構成した略U字状をなす突出部を本体部21に溶着等で一体化したものであってもよい。また、図示しないが、金属製や樹脂製のプレートを偶部に配置して、該プレートを鋼製の線材(ワイヤー)により一体に連接した形態のものでもよい。また、そのようなプレートに前記第1の突出部23、23を立設するようにしたものでもよい。
前記第1の突出部23、23が形成される位置は、車両用シート50を取り付ける自動車本体側での取り付け冶具の位置に応じて設定されるが、一般的に、本体部21における発泡樹脂成形体10の一方の長手方向の側面に沿う長手部分22の両端部に寄った位置であることが多い。
本発明による車両用シート部材30において、発泡樹脂成形体10内に埋設されたフレーム材20におけるその本体部21から突起している(すなわち、発泡樹脂成形体10の裏面側に向けて立ち上がっている)第1の突出部23、23の位置する周囲の領域(領域周囲)では、発泡樹脂成形体10を構成する発泡樹脂が平面視で楕円形状に所要の深さまで肉抜き(除去)された領域26とされている。好ましくは、第1の突出部23の周囲の1mm〜25mm程度の範囲で肉抜きされていることが望ましい。より好ましくは、第1の突出部23の周囲の1mm〜18mm程度の範囲で肉抜きされていることが望ましい。更により好ましくは、第1の突出部23の周囲の2mm〜10mm程度の範囲で肉抜きされていることが望ましい。肉抜き部の深さは、図3の断面図に示すように、フレーム材20の本体部21にほぼ達するまでの深さであることが好ましい。
図3、4に示すように、上述した如く、車両用シート部材30では、フレーム材20の本体部21から突出した部分である第1の突出部23、23のうち、発泡樹脂成形体10の(裏面)から突出した部分23a以外の残りの部分23bの周りを囲う領域が、肉抜きされた空間Sとして形成されている。換言すると、第1の突出部23、23が発泡樹脂成形体10に対して非接触となるように、第1の突出部23、23に隣接する発泡樹脂成形体10の部分には、肉抜きによる空間Sが形成されている。後述する効果に加えて、この空間Sにより、車両用シート50を車両に取付ける際に、第1の突出部23、23の変形の遊び代を設けるこができる。
より具体的には、発泡樹脂成形体10の熱膨張・熱収縮により、第1の突出部23、23が発泡樹脂成形体10に対して非接触な状態を確保可能されるような大きさの空間Sが、発泡樹脂成形体10に形成されている。このような結果、発泡樹脂成形体10の熱による寸法変化による影響を、第1の突出部23、23が直接的に受けことを抑えることができる。
上記の構成であり、成形型内に前記フレーム材20を、前記第1および第2の突出部23、25の先端部が型から飛び出た状態に配置し、かつ、前記第1の突出部23、23の周囲に発泡性樹脂が入り込まないような囲いを設けた状態で、成形型内に発泡樹脂を充填して型内発泡成形を行う。そして、発泡成形後に脱型することで、図に示したような、発泡樹脂成形体10内にフレーム材20が一体に埋設され、第1の突出部23、23および第2の突出部25の先端部側が発泡樹脂成形体10の外側に突出しているとともに、第1の突出部23、23の周囲には発泡樹脂が存在しない肉抜き領域26が形成された車両用シート部材30を得ることができる。
発泡樹脂成形体10は脱型後に収縮するが、第1の突出部23、23の周囲には発泡樹脂が存在しないことから、収縮の影響が第1の突出部23、23に及ぶのを排除することができるようになり、結果として、発泡樹脂成形体10の収縮によっても、前記第1の突出部23、23の位置は、当初の位置からほとんど変化することなく当初の位置をそのまま保持することができる。
本実施形態では、本体部21に、長手部分22の両側に連結された短手部分28を有することにより、本体部21の長手部分22の両側は、発泡樹脂成形体10により拘束される。このため、長手部分22は、発泡樹脂成形体10の長手方向に沿った収縮の影響を受けやすい。このような場合であっても、第1の突出部23、23が位置する領域周囲には、発泡樹脂が肉抜きされた空間Sが形成されているため、第1の突出部23、23の位置を高い精度で維持することができる。
さらに、本体部21の短手部分28の両側も、発泡樹脂成形体10の発泡樹脂により拘束されるため、長手部分22に形成された第1の突出部23、23は、発泡樹脂成形体10の短手方向に沿った収縮の影響も受けやすい。このような場合であっても、第1の突出部23、23が位置する領域周囲には、発泡樹脂を肉抜きされた空間Sが形成されているため、短手方向における第1の突出部23、23の周りにも間隙が形成されることになる。これにより、短手方向における第1の突出部23、23の位置を高い精度で維持することができる。
なお、図示される車両用シート50は、上記した車両用シート部材30の上部に上シート部材40をさらに有している。この上シート部材40は荷重がかかることによって弾性変形するクッション材からなっており、車両用シート部材30は前記上シート部材40よりも圧縮強度が高い発泡樹脂成形体から形成されている。上シート部材40を構成するクッション材の一例として、軟質ポリウレタン系発泡体が挙げられる。この場合、前記したように、車両用シート部材30を構成する発泡樹脂成形は、発泡ポリスチレン系樹脂による成形体、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の発泡複合樹脂による成形体、あるいは発泡ポリオレフィン系樹脂による成形体であることが好ましい。この態様の車両用シート50では、上シート部材40によって座る者に心地よい弾性感を与えることができ、車両用シート部材30によって、車両用シート50が必要以上に変形するのを阻止することができる。また、図示しないが、実際の使用に当たっては、車両用シート50は適宜のカバー材によって覆われる。
以下、実施例と比較例により、本発明による車両用シート50の優位性を立証する。
[実施例1]
実施の形態で説明した形態の車両用シート部材30を型内発泡成形により製造した。車両用シート部材30の長手方向の幅1260mm、短手方向の幅は550mmとした。厚みは160mmとした。発泡樹脂として、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂の発泡複合樹脂(ピオセラン(登録商標):OP−30EU、積水化成品工業社製)を用い、発泡倍率は30倍とした。フレーム材20には、直径4.5mmの鉄線(SWM−B)を用いた。なお、ピオセランの収縮率は約8/1000である。
鉄線を、車両用シート部材30を構成する発泡樹脂成形体10の厚み方向のほぼ中央部であって、発泡樹脂成形体10の周側面からほぼ30mmだけ内側の位置に全周にわたって配置した。発泡樹脂成形体10一方の長手方向の側面に沿う本体部21の長手部分22には、頂点間の距離700mmをおいて、2つの第1の突出部23、23を形成し、また、発泡樹脂成形体10の他方の長手方向の側面に沿う本体部21の長手部分24の中央部にも第2の突出部25を1つ形成した。
成形型に手段を施すことで、2つの第1の突出部23、23の周囲に、図5の拡大図に示すように、長手方向Wでは第1の突出部23から図5で上下にそれぞれ6mm、短手方向Lでは第1の突出部23から図5で左右にそれぞれ3mmの隙間を持つ肉抜き部26が形成できるようにして型内発泡成形を行った。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の距離を測定したところ、699.5mmであり、位置の変化量は0.5mmであった。
[比較例1]
成形型に手段を施すことで、第1の突出部23、23の周囲がすべて発泡樹脂で埋められるようにして、すなわち肉抜き部の領域が0となるようにして、車両用シート部材30を得た。その点を除き、車両用シート部材30の構成は実施例1と同じとした。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の距離を測定したところ、696.5mmとなっており、実施例1のものと比較して3.0mmだけより多く、2つの第1の突出部23、23が接近する方向に移動したことを確認した。
[実施例2]
発泡樹脂として発泡ポリスチレン系樹脂(エスレンビーズ:FDK−40LV、積水化成品工業社製)を用い、発泡倍率を40倍とし、肉抜き部26の大きさを、図5の拡大図に示すように、長手方向Wでは第1の突出部23から図5で上下にそれぞれ4mm、短手方向Lでは第1の突出部23から図5で左右にそれぞれ2mmの隙間を持つ肉抜き部26を形成した。それ以外は、実施例1と同様にして車両用シート部材30を得た。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の距離を測定したところ、699.5mmであり、位置の変化量は0.5mmであった。なお、使用した発泡ポリスチレン系樹脂の収縮率は約3/1000である。
[比較例2]
成形型に手段を施すことで、第1の突出部23、23の周囲がすべて発泡樹脂で埋められるようにして、すなわち肉抜き部の領域が0となるようにして、車両用シート部材30を得た。その点を除き、車両用シート部材30の構成は実施例2と同じとした。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の間隔を測定したところ698.0mmとなっており、実施例2のものと比較して1.5mmだけより多く、2つの第1の突出部23、23が接近する方向に移動したことを確認した。
[実施例3]
発泡樹脂として発泡ポリプロピレン系樹脂を用い、発泡倍率を30倍とし、肉抜き部を、図5の拡大図に示すように、長手方向Wでは第1の突出部23から図5で上下にそれぞれ18mm、短手方向Lでは第1の突出部23から図5で左右にそれぞれ10mmの隙間を持つ肉抜き部26を形成した。それ以外は、実施例1と同様にして車両用シート部材30を得た。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の距離を測定したところ、699.5mmであり、位置の変化量は0.5mmであった。なお、使用した発泡ポリプロピレン系樹脂の収縮率は約18/1000である。
[比較例3]
成形型に手段を施すことで、第1の突出部23、23の周囲がすべて発泡樹脂で埋められるようにして、すなわち肉抜き部の領域が0となるようにして、車両用シート部材30を得た。その点を除き、車両用シート部材30の構成は実施例3と同じとした。脱型後、24時間経過後に、2つの第1の突出部23、23の頂点間の間隔を測定したところ、694.5mmとなっており、実施例3のものと比較して5.0mmだけより多く、2つの第1の突出部23、23が接近する方向に移動したことを確認した。
[考察]
実施例1〜3および比較例1〜3から、本発明による車両用シート部材30では、第1の突出部23の周囲に肉抜き部を形成することで、発泡樹脂成形体10の収縮の影響が、埋設したフレーム材20に形成した第1の突出部23に及ばなくなっていることがわかる。
50…車両用シート、40…上シート部材、30…車両用シート部材、10…発泡樹脂成形体、20…フレーム材、21…フレーム材の本体部、22…長手部分、23…第1の突出部、25…第2の突出部、26…発泡樹脂が肉抜き(除去)された領域、28…短手部分、C…輪郭、S…空間

Claims (3)

  1. 発泡樹脂成形体に埋設される本体部と前記本体部から突起しており先端側が発泡樹脂成形体から外部に突出する突出部とからなるフレーム材が発泡樹脂成形体に一体成形されている車両用シート部材であって、
    前記突出部が位置する領域周囲の前記発泡樹脂成形体の発泡樹脂が肉抜きされており、
    前記発泡樹脂成形体は平面視で概略長方形であり、前記フレーム材の前記本体部は一部に前記発泡樹脂成形体の長手方向に沿う長手部分を有しており、前記突出部は前記本体部の前記長手部分に形成されており、
    前記本体部は、対向する一対の前記長手部分と、前記各長手部分の両側に連結された一対の短手部分のみからなり、前記本体部が、前記平面視で前記発泡樹脂成形体の輪郭に沿った前記発泡樹脂成形体の内側に連続したループが形成されるように、前記発泡樹脂成形体の内部を周回していることを特徴とする車両用シート部材。
  2. 前記肉抜きがされている領域は、前記突出部の周囲の1mm〜25mm範囲であることを特徴とする請求項1に記載の車両用シート部材。
  3. 請求項1またはに記載の車両用シート部材と、前記車両用シート部材の上部に上シート部材とを有し、前記上シート部材は荷重がかかることによって弾性変形するクッション材からなり、前記車両用シート部材は前記上シート部材よりも圧縮強度が高い発泡樹脂成形体からなることを特徴とする車両用シート。
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