JP6584274B2 - シートパッド - Google Patents
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Description
また、シートパッドを2層構造とすると、各々のウレタンフォームの層を別々の成形型で成形した後、2つの層を一体化させる方法、または第1の成形型で成形した一方の層を第2の成形型にセットし、第2の成形型の中で一方の層に他方の層を一体成形する方法等があるが、何れも成形時の作業が煩雑となる。
本発明は、操縦安定性、及び座り心地を確保し、成形時の作業が容易になるシートパッドの提供を目的とする。なお、本発明のシートパッドは、座部に限られず背もたれ部についても適用することができる。
さらに、請求項1に記載のシートパッドでは、複数の硬度調整部材のシートパッド厚さ方向の高さを、乗員と対向する位置に応じて異ならせることができるため、シートパッド本体部の硬さを部位毎にきめ細かく調整することができる。
これにより、硬度調整部材が設けられている部分に乗員が着座したときの見掛けの硬さを低下させることができ、硬度変化による違和感を低減することができる。
請求項9に記載のシートパッドは、発泡樹脂製のクッション材を含んで構成され、乗員が着座して前記乗員の荷重が作用するシートパッド本体部と、前記シートパッド本体部の幅方向両側に配置され前記乗員の臀部を側部から支持するサイド部と、前記シートパッド本体部の着座側と反対側の面に配置される補強材と、前記補強材に設けられ、板状に形成され、前記クッション材よりも硬く、前記クッション材に埋設されて着座側、及びシートパッド本体部の幅方向と交差する方向に向けて延在し板面を前記シートパッド本体部の幅方向に向けた硬度調整部材と、を有する。
請求項9に記載のシートパッドでは、シートパッド本体部に硬度調整部材を配置することで、シートパッド本体部の硬さを微妙に調整でき、操縦安定性、及び乗り心地性を向上することができる。
硬度調整部材は、クッション材よりも硬く、クッション材の着座側と反対側の面に配置される補強材に設けられているため、クッション材の下側を上側に比較して相対的に硬くすることができる、即ち、乗員の着座側となるクッション材の上側を下側に比較して相対的に軟らかくすることができる。これにより、乗員が着座した際の感触が軟らかく、かつシートパッド本体部に着座した乗員の臀部を保持し易くなり、操縦安定性、及び乗り心地性を確保することができる。
また、硬度調整部材を設けた補強材と発泡する液状の樹脂を成形型に注入して成形型内で樹脂を発泡硬化させることで、クッション材中に硬度調整部材が延在したシートパッドを容易に成形することができる。
図1〜図3を用いて、本発明の第1の実施形態に係るシートパッド10について説明する。
図1には、シートクッション12と、シートバック14とを備えた車両用シート16が示されている。
シートクッション12は、図2に示すシートパッド10を備えている。シートパッド10は、シートパッド本体部18と、シートパッド本体部18の幅方向両側に配置されるサイド部20とを備えている。図2(B)に示すように、サイド部20は、シートパッド本体部18よりも盛り上がるように形成されている。
なお、補強材26は、言い換えれば保護シートである。
本実施形態の補強材26には、液状の樹脂を浸み込ませることができる、即ち、浸透性を有する織布が用いられている。なお、補強材26としては、不織布等を用いることもできる。織布、及び不織布に用いる繊維は、合成繊維であっても良く、天然繊維であっても良い。
シートパッド10を製造するには、樹脂含有前の硬度調整部材28の取り付けられた補強材26を成形型内にセットした後、成形型の中央側に、後にシートパッド本体部18の第1のクッション材18Aとなる発泡剤の含まれた第1の樹脂液(発泡すると第1の発泡樹脂となる発泡原液)を注入し、成形型のシート幅方向両側に後にサイド部20の第2のクッション材20Aとなる発泡剤の含まれた第2の樹脂液(発泡すると第2の発泡樹脂となる発泡原液)を注入し、成形型を閉じて成形型内で第1の樹脂液、及び第2の樹脂液を発泡成形される。
ここで、硬度調整部材28を構成する織布は通気性を有して第1の樹脂液が含浸するので、硬度調整部材28を構成する織布の周囲に第1の樹脂液が回って空隙を生ずる事無く発泡する。したがって、シートパッド本体部18の第1のクッション材18Aを欠肉させずに発泡成形することができる。
次に、本実施形態のシートパッド10の作用、効果を説明する。
図2(B)に示すように、乗員Pがシートクッション12に着座すると、シートパッド本体部18に乗員Pの荷重が作用し、第1のクッション材18Aが圧縮されて凹む。
シートパッド本体部18の第1のクッション材18Aには、第1のクッション材18Aよりも硬い硬度調整部材28が複数埋設されているため、シートパッド本体部18の部位毎の硬さを調整することができる。
図4を用いて、本発明の第2の実施形態に係るシートパッド10について説明する。本実施形態は第1の実施形態の変形例であり、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図4に示すように、本実施形態のシートパッド10では、シート幅方向中央部を挟んで両側に、各々3つの硬度調整部材28が設けられている。シート幅方向最外側の硬度調整部材28が最も高く、その内側の硬度調整部材28がシート幅方向最外側の硬度調整部材28よりも低く形成されている。
図5を用いて、本発明の第3の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図6を用いて、本発明の第4の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、シートパッド本体部18の部位毎の硬さを微妙に調整することができ、操縦安定性、及び乗り心地性を向上することができる。
本発明の第5の実施形態に係るシートパッド10について説明する。
前述した第1の実施形態の硬度調整部材28は、織布に樹脂を含浸させたものであったが、本実施形態の硬度調整部材28は、織布に代えて、租毛フェルト(図示せず)に第1の樹脂液を含浸させたものである。
本発明の第6の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
なお、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、シートパッド本体部18の部位毎の硬さを微妙に調整することができ、操縦安定性、及び乗り心地性を向上することができる。
[第7の実施形態]
図9を用いて、本発明の第7の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
なお、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、シートパッド本体部18の部位毎の硬さを微妙に調整することができ、操縦安定性、及び乗り心地性を向上することができる。
図10を用いて、本発明の第8の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第1の実施形態の硬度調整部材28は、織布に樹脂を含浸させたものであったが、本実施形態の硬度調整部材32は、硬化した第1の樹脂液よりも硬く、第1の樹脂液が含浸しない(即ち、非浸透性)、または第1の樹脂液が含浸し難い部材で形成されている。
図11を用いて、本発明の第7の実施形態に係るシートパッド10について説明する。なお、本実施形態は第8の実施形態の変形例であり、第8の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図11に示すように、本実施形態のシートパッド10では、シート幅方向中央部を挟んで両側に、各々3つの硬度調整部材32が設けられている。シート幅方向最外側の硬度調整部材32が最も高く、その内側の硬度調整部材32がシート幅方向最外側の硬度調整部材32よりも低く形成されている。
参考例に係るシートパッド10について説明する。
第1の実施形態の硬度調整部材28は、長手方向から見て板状であったが、図12に示すように、本参考例の硬度調整部材34は、シート幅方向外側の高さが、シート幅方向内側の高さよりも高い三角形である。
硬度調整部材34としては、例えば、プレスフェルト、スラブ材、独立気泡を有する発泡樹脂等を用いることができる。硬度調整部材34は、樹脂が含浸しても良く、樹脂が含浸しなくても良い。
以下に、軟質ポリウレタンフォーム、及びその製造方法の一例を説明する。
軟質ポリウレタンフォームの好適な実施形態は、ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、発泡剤、及び触媒を含有する発泡原液を発泡成形して得られる軟質ポリウレタンフォームである。上記発泡原液を構成するより好適な材料の特徴として、下記(A)〜(C)が挙げられる。
(C) ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)をイソシアネート当量で70以上含有する。
前記発泡原液を構成するポリオール成分として、重量平均分子量Mwが3,000〜12,000であり、且つ官能基数(ヒドロキシル基の数)が3〜4であるポリエーテルポリオールを含有する。上記ポリエーテルポリオールとしては、反応性が良好であることから、アルキレンオキシドの開環重合により得られるポリエーテルポリオールが好ましい。アルキレンオキシドとしては、プロピレンオキシド(PO)、エチレンオキシド(EO)等が挙げられる。ポリエーテルポリオールの材料として使用されるアルキレンオキシドは1種類であってもよいし、2種類以上であってもよい。
ポリエーテルポリオールとポリマーポリオールとの混合物を用いる場合の混合比としては、ポリエーテルポリオールが100%未満、ポリマーポリオールが0%を超えればよく、ポリエーテルポリオール/ポリマーポリオール(質量比)として、70/30〜99/1が好ましく、80/20〜99/1がより好ましく、85/15〜99/1がさらに好ましい。混合物を用いる場合に混合比が上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られ易い。
前記発泡原液を構成するポリイソシアネート成分として、ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート当量で70以上含有する。
4−ジフェニルメタンジイソシアネート(2,4-MDI)、2,2−ジフェニルメタンジイソ
シアネート(2,2-MDI)、ポリメリックMDI、粗(クルード)MDI等が挙げられる。
前記発泡原液において、1種類のMDIが単独で含有されてもよいし、2種類以上のMDIが含有されてもよい。
前記発泡原液が発泡成形されてなる軟質ポリウレタンフォームが所望の物性を有するために、前記発泡原液を構成する架橋剤成分として、前記ポリイソシアネート成分に対する反応性が水よりも高い架橋剤が、主成分として含まれることが好ましい。通常、グリセリン、エチレンオキシド基を有する架橋剤(EO系架橋剤)、水、プロピレンオキシド基を有する架橋剤(PO系架橋剤)の順で、前記ポリイソシアネート成分に対する反応性が低下する。これに基づいて、前記発泡原液に架橋剤として含有される1種又は2種以上の化合物の全体が有するEO基とPO基のモル比(EO基のモル数/PO基のモル数)は100以上であることが好ましく、105以上であることがより好ましく、110以上であることがさらに好ましい。このモル比は高い程好ましい。つまり、好適には、前記発泡原液において、PO基を有する架橋剤が実質的には含有されないことが好ましい。
前記発泡原液を構成する発泡剤成分としては、水を用いることが好ましい。水はポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生するため、発泡剤として機能する。
前記発泡原液中の水の含有量としては、ポリオール成分100質量部に対して、1〜7質量部であることが好ましく、2〜5質量部であることがより好ましい。上記範囲であると、所望の物性を有する軟質ポリウレタンフォームが容易に得られる。また、得られた軟質ポリウレタンフォームの熱圧縮残留歪み特性が劣化することを防止できる。
前記発泡原液を構成する触媒成分としては、ポリウレタンフォームの分野で使用される公知の触媒が挙げられる。公知の触媒としては、アミン系触媒、スズ触媒が挙げられる。
好適な樹脂化触媒は、ポリイソシアネートとポリオールの反応を特に促進する第三級アミン触媒であり、特に限定するものではないが、例えば、トリエチレンジアミン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7、及び1−メチルイミダゾール、1、2−ジメチルイミダゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、1,1’−(3−(ジメチルアミノ)プロピル)イミノ)ビス(2−プロパノール)が挙げられる。また好適な泡化触媒は、イソシアネ−トと水の反応を特に促進し、炭酸ガスを有効に発生させる第三級アミン触媒であり、一般的にフォームの流動性、寸法安定性改良に使用される。泡化触媒としては特に限定するものではないが、ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジエチレントリアミン、及びN,N,N′,N″,N''' ,N''' −ヘキサメチルトリエチレンテトラミン等が挙げられる。
前記発泡原液に含有される、樹脂化触媒:泡化触媒の質量比は、100:0〜100:100が好ましく、100:0〜100:50がより好ましく、100:0〜100:20がさらに好ましい。
ここで、ゲル化触媒定数は、ポリオール類とポリイソシアネート類との樹脂化反応の速度を決定する定数であり、その値が大きくなると発泡体の架橋密度が高くなって発泡体の機械的物性が良好になる。具体的には、トリレンジイソシアネートとジエチレングリコールとのゲル化反応の反応定数が用いられる。一方、泡化触媒定数は、ポリイソシアネート類と水との泡化反応の速度を決定する定数であり、その値が大きくなると発泡体のセルの連通性が高められる。具体的には、トリレンジイソシアネートと水との泡化反応の反応定数が用いられる。上記2つの触媒定数の比は、両方の触媒のバランスを表す。
好適なアミン系触媒の例を、前記樹脂化触媒の具体例も含めて以下に例示する。
′−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N′,N′−テトラメチルプロピレンジアミ
ン、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチル−(3−アミノプロピル)エチレンジアミン、N,N,N′,N″,N″−ペンタメチルジプロピレントリアミン、N,N,N′,N′−テト
ラメチルグアニジン、135−トリス(N,N−ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ
−S−トリアジン等の第3級アミン、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダ
ゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、その他N,N,N′,N′−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N−メチル−N′−(2−ジメチルア
ミノエチル)ピペラジン、N,N′−ジメチルピペラジン、N−メチルピペラジン、N−
メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等が挙げられる。
前記発泡原液には、整泡剤が含まれてもよい。整泡剤としては、ポリウレタンフォームの分野で使用される公知の整泡剤が適用可能であり、例えば、シリコーン系整泡剤、アニオン系整泡剤、カチオン系整泡剤が挙げられる。これらの整泡剤には、分子鎖末端に水酸基を有する整泡剤が含まれる。
前記発泡原液には、必要に応じて各種添加剤を配合することができる。例えば、顔料等の着色剤、鎖延長剤、炭酸カルシウム等の充填材、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、カーボンブラック等の導電性物質、抗菌剤などを配合することができる。各種添加剤の配合量は、用途や目的に応じて適宜調整される。
前記発泡原液の調製方法は、特に限定されず、例えば、ポリイソシアネート成分を除いた、残りの各成分からなる混合物(以下、「ポリオール混合物」と略記することがある。)を調製し、その後、ポリイソシアネート成分と混合して、発泡原液を得る調製方法が挙げられる。
その後、軟質ポリウレタンフォームを発泡成形する工程において、前記ポリオール混合物とポリイソシアネート成分とを混合し、発泡原液を調製することが好ましい。
発泡成形の方法によらず、本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームは、発泡成形時の下層から上層へ向かう厚み方向(すなわち鉛直線に沿う上向きの方向)に向かって、徐々に剛性(硬度)が高まる傾向にある。つまり、本発明にかかる軟質ポリウレタンフォームの厚み方向の剛性分布が、連続的な増加傾向又は減少傾向を示す。ここで、軟質ポリウレタンフォームの発泡成形時の下層から上層へ向かう方向に見るとその剛性分布は増加傾向を示すが、同じ軟質ポリウレタンフォームを発泡成形時の上層から下層へ向かう方向に見るとその剛性分布は減少傾向を示す。
硬度調整部材を備えた実施例1,2のシートパッドと、硬度調整部材を備えていない比較例1のシートパッドを製造し、操縦安定性(横方向のGが加わったときのぐらつき感)、乗り心地性(上下方向の振動吸収性)の比較を行った。
シートパッドの構造は、第1の実施形態のものとした。
表1に示す配合で樹脂の発泡原液を調整し、この原液を成形型に注入して発泡成形することにより材料AまたはBからなるシートパッド本体部を得た。
「ポリマーポリオールA2−1」は、固形分33%、水酸基価23mgKOH/g、重量平均分子量5400、3.2官能のポリマーポリオール(三洋化成工業株式会社製、商品名:KC855)である。
「架橋剤C−1」は、EO/POモル比100/0、重量平均分子量400、官能基数4である。
「触媒D−1」は、市販の樹脂化触媒であり、トリエチレンジアミンである。
「触媒D−2」は、市販の泡化触媒であり、(2−ジメチルアミノエチル)エーテルである。
「整泡剤E−1」は、エボニック社製のシリコーン系整泡剤(商品名:B8742)である。
「発泡剤F−1」は、水である。
「ポリイソシアネート(B−1)」は、DOW社製の「NE150」と称されるMDI系のイソシアネートである。TDI系のイソシアネートは実質的に含まれない。
「ポリイソシアネート(B−2)」は、(市販のポリイソシアネートであり、TDI/MDI=80/20(質量比)で混合されたTDI系イソシアネートである。)
また、材料Aを用いて成形した実施例1は、材料Bを用いて成形した実施例2よりも操縦安定性、及び乗り心地性が向上していることが分かった。
さらに、実施例1の材料を用いたことにより材料そのものが着座面から裏面にかけて硬度が硬くなり、加えて硬度調整部材により硬度を調整できる為、より乗り心地性と操縦安定性を向上することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
なお、硬度統制部材28、硬度調整部材32、及び硬度調整部材34は、上記実施形態の断面形状に限らず、矩形、台形等、他の形状とすることもできる。
Claims (9)
- 発泡樹脂製のクッション材を含んで構成され、乗員が着座するシートパッド本体部と、
前記シートパッド本体部の着座側と反対側の面に配置される補強材と、
前記補強材に設けられ、前記クッション材よりも硬く、前記クッション材に埋設され着座側に向けて延在し、前記シートパッド本体部の厚さ方向の高さが異なる複数の硬度調整部材と、
を有するシートパッド。 - 前記硬度調整部材は、板状である、請求項1に記載のシートパッド。
- 前記硬度調整部材は、前記シートパッド本体部の幅方向に対して交差する方向に延在している、請求項1または請求項2に記載のシートパッド。
- 前記硬度調整部材は、前記シートパッド本体部の厚さ方向に対して傾斜している、
請求項1〜3の何れか1項に記載のシートパッド。 - 前記硬度調整部材は、浸透性を有する部材に樹脂が含浸硬化されて前記クッション材よりも硬くなっている、請求項1〜4の何れか1項に記載のシートパッド。
- 前記硬度調整部材は、前記クッション材よりも硬く、発泡樹脂の樹脂部分が含浸していない部材である、請求項1〜4の何れか1項に記載のシートパッド。
- 複数の前記硬度調整部材が前記シートパッド本体部の幅方向に沿って配置され、前記シートパッド本体部の幅方向外側に配置される前記硬度調整部材が、前記シートパッド本体部の幅方向中央側に配置される前記硬度調整部材よりも高さが高い、請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のシートパッド。
- 前記クッション材は、ポリオール、ポリイソシアネート、架橋剤、発泡剤、及び触媒を含有する発泡原液を発泡成形して得られる軟質ポリウレタンフォームであり、
前記ポリオールとして、重量平均分子量Mwが3000〜12000であり且つ官能基数が3〜4であるポリエーテルポリオールを含有し、
前記架橋剤として含まれる化合物の全体におけるエチレンオキシド基/プロピレンオキシド基(モル比)が100以上であり、
前記ポリイソシアネートとして、ジフェニルメタンジイソシアネートをイソシアネート当量で70以上含有する、請求項1〜請求項7の何れか1項に記載のシートパッド。 - 発泡樹脂製のクッション材を含んで構成され、乗員が着座して前記乗員の荷重が作用するシートパッド本体部と、
前記シートパッド本体部の幅方向両側に配置され前記乗員の臀部を側部から支持するサイド部と、
前記シートパッド本体部の着座側と反対側の面に配置される補強材と、
前記補強材に設けられ、板状に形成され、前記クッション材よりも硬く、前記クッション材に埋設されて着座側、及びシートパッド本体部の幅方向と交差する方向に向けて延在して板面を前記シートパッド本体部の幅方向に向けた硬度調整部材と、
を有するシートパッド。
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