JP6905460B2 - シート、及び、パッド振動特性の調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート、及び、パッド振動特性の調整方法、に関する。

一般用の自動車には、快適性を重視したタイプや、アウトドアでの走行を重視したタイプなど、種々のタイプがある。そのため、自動車のシートは、例えば各種発泡体等のクッション性の異なるパッド材を用いるなどして、その自動車のタイプに合わせた振動特性を実現できるように設計されている。

従来、車両用シートの振動特性は、シートの構成要素であるバネやパッド材の特性を操作することによって調整されてきた。つまり、自動車のタイプに合わせた振動特性を実現可能な材料特性及び構造特性を有するバネやパッド材を利用することにより調整されてきた。特許文献１には、上記調整の際に用いるパッド材として、共振周波数が３．６Ｈｚ以下、共振倍率が３．０以下、６．０Ｈｚにおける振動倍率が０．９以下であり、コア密度が４８ｋｇ／ｍ^３以上６０ｋｇ／ｍ^３以下、かつ通気度３０ｍｌ／ｃｍ^２／ｓ以下で、反発弾性率が６５±５％である、シート用パッド材が開示されている。

また、特許文献２には、尻下部の下方の底面部に上方へ向って凹陥する凹所が設けられたシートパッド本体と、凹所に挿填された、シートパッド本体とは特性の異なる挿填体と、を備えてなる車両用シートパッドが開示されている。

特開２００３−２５９９３３号公報 特開２００７−６９１１号公報

特許文献１で規定されるシート用パッド材を用いたとしても、シート用パッド材が決まると、シートの振動特性も決まるため、例えば搭乗者の体重差や個人的な好み等の個人差、に応じて振動特性を調整することはできない。また、特性の異なる別のバネやパッド材に代えることなく、製造時に振動特性の細かな調整をすることも困難である。

特許文献２に記載の車両用シートパッドによれば、シートパッド本体の構成材料と挿填体の構成材料との組み合わせによって、車両用シートパッドの振動特性等の幅広い要求性能に対応することができる。

しかしながら、特許文献２に記載の車両用シートパッドについても、シートパッド本体の構成材料と挿填体の構成材料とが決まると、車両用シートパッドの振動特性も決まるため、例えば搭乗者の体重差や個人的な好み等の個人差、に応じて車両用シートの振動特性を調整することはできない。また、特許文献２に記載の車両用シートパッドについても、特性の異なる別のシートパッド本体や挿填体に代えることなく、製造時に振動特性の細かな調整をすることが困難である。

本発明は、パッド自体を変更することなく、パッドの振動特性を調整可能な、シート、及び、パッド振動特性の調整方法、を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様としてのシートは、硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体を含むパッドと、前記第１発泡体及び前記第２発泡体の少なくとも一方の発泡体の体積を調整可能な体積調整機構と、を備える。
上記構成とすることにより、パッド自体を変更することなく、パッドの共振周波数を調整可能である。

本発明の１つの実施形態として、前記第２発泡体は、前記第１発泡体よりも硬度が小さく、前記体積調整機構は、前記第２発泡体の体積を調整可能である。
上記構成とすることにより、硬度の大きい第１発泡体の体積を調整する構成と比較して、パッドの振動特性を細かく微調整し易くなる。

本発明の１つの実施形態として、前記体積調整機構は、前記パッドにおいて外部からの荷重を支持する荷重支持面と略直交する面直交方向に向かって、前記第２発泡体の体積を調整可能である。
上記構成とすることにより、パッドの荷重支持面側とは反対の裏面側に、体積調整機構を配置し易くなる。

本発明の１つの実施形態として、前記第２発泡体の前記面直交方向の前記荷重支持面側は、前記第１発泡体に覆われている。
上記構成とすることにより、パッドの荷重支持面における、第１発泡体及び第２発泡体の触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くすることができる。

本発明の１つの実施形態として、前記体積調整機構は、前記第２発泡体を前記面直交方向の前記荷重支持面の側とは反対側から押圧し、前記第１発泡体との間で圧縮可能である。
上記構成とすることにより、荷重支持面における、第１発泡体及び第２発泡体の触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くした状態で、パッドの振動特性を容易に調整することができる。

本発明の１つの実施形態として、前記パッドは、鉛直方向の上面により前記荷重支持面が構成されるクッションパッドであり、前記第１発泡体及び前記第２発泡体は、前記クッションパッドに配置されている。
上記構成とすることにより、クッションパッド自体を変更することなく、クッションパッドの共振周波数を調整可能である。

本発明の１つの実施形態として、前記荷重支持面の正面視において、前記第２発泡体の周囲は、前記第１発泡体に囲まれている。
上記構成とすることにより、第１発泡体が上面視の略中央に配置される構成と比較して、パッドとしてのクッションパッドの振動特性の調整に加えて、シート使用者が特に尻下の位置で感じ易いシートの座り心地を調整し易くすることができる。

本発明の１つの実施形態としてのシートは、前記パッドを支持するフレームを備え、前記体積調整機構は、前記フレームに対して移動可能に取り付けられている押圧部材を備え、前記押圧部材は、前記フレームに対して移動して、前記第２発泡体を押圧することにより、前記第２発泡体を圧縮可能である。
上記構成とすることにより、簡易な構成で体積調整機構を実現できる。

本発明の１つの実施形態として、前記第１発泡体及び前記第２発泡体は、硬度の異なるポリウレタンフォームである。
上記構成とすることにより、汎用性が高いポリウレタンフォームを用いて共振周波数の調整を実現することができる。

本発明の第２の態様としての、パッド振動特性の調整方法は、パッドに含まれる、硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体の少なくとも一方の発泡体の体積を調整し、前記パッドの振動特性を調整する。
上記方法とすることにより、パッド自体を変更することなく、パッドの共振周波数を調整可能である。

本発明によれば、パッド自体を変更することなく、パッドの振動特性を調整可能な、シート、及び、パッド振動特性の調整方法、を提供することができる。

本発明の一実施形態としてのシートを示す斜視図である。 図１に示すシートの着座部の縦断面図であり、第２発泡体が体積調整機構により圧縮されていない状態を示している。 図２と同断面視であり、第２発泡体が体積調整機構により圧縮されている状態を示している。 パッドの荷重支持面の正面視としての、クッションパッドの鉛直方向の上側からの上面視を示す図である。 図１に示すパッドの変形例としてのパッドを示す図である。 図５に示すパッドの上面図である。 図１に示すパッドの別の変形例としてのパッドを示す図である。 図１に示すパッドの更に別の変形例としてのパッドを示す図である。 確認試験で用いた試験体の概要を示す図である。 図９に示す試験体を用いて行った試験の試験結果を示すグラフである。 図１に示すシートにより実行される制御フローの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る、シート、及び、パッド振動特性の調整方法、の実施形態について、図１〜図１１を参照して説明する。各図において共通する部材・部位には同一の符号を付している。

図１は、本発明に係るシートの一実施形態としての車両用シート１を示す図である。図２、図３は、車両用シート１の着座部１ａの縦断面図である。本実施形態では、本発明に係るシートの一例として車両用シート１（以下、単に「シート１」と記載する。）について例示説明するが、本発明に係るシートは、車両用シートに限らず、別のシートとしてもよい。

図１に示すように、シート１は、着座部１ａと、背もたれ部１ｂと、を備えている。着座部１ａは、シート１を使用するシート使用者を、鉛直方向の下方から支持する。また、シート使用者は、着座部１ａに着座した状態で、背もたれ部１ｂに寄りかかることができる。つまり、背もたれ部１ｂは、着座部１ａに着座しているシート使用者の背中を支持可能である。

また、シート１は、硬度の異なる第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを含むパッド２を備えている。具体的に、本実施形態のシート１は、着座部１ａに含まれるクッションパッドと、背もたれ部１ｂに含まれるバックパッドと、を含んで構成されるシートパッドを備えている。そして、本実施形態のパッド２は、シートパッドのうち着座部１ａに含まれるクッションパッドにより構成されている。つまり、本実施形態では、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、クッションパッドに配置されている。

なお、クッションパッドに加えて又は代えて、シートパッドのうち背もたれ部１ｂに含まれるバックパッドが、硬度の異なる第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを含む構成としてもよい。つまり、硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体を含むパッドが、バックパッドにより構成されていてもよい。

ここで、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの「硬度」とは、例えば、ＪＩＳ Ｋ６４０１（２０１１年版）において引用されるＪＩＳ Ｋ６４００−２の「試験の種類」で規定されている「Ｄ法」に基づいて測定される硬度である。

図２、図３に示すように、シート１は、上述のパッド２に加えて、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの一方の発泡体の体積を調整可能な体積調整機構４を備えている。詳細は後述するが、本実施形態の体積調整機構４は、第２発泡体３ｂの体積を調整可能な構成である。

体積調整機構４により、パッド２の第２発泡体３ｂの体積を調整することによって、第２発泡体３ｂを含むパッド２の静ばね定数、ひいては動ばね定数を変化させることができる。これにより、パッド２自体を変更しなくても、パッド２の振動特性の１つとしての共振周波数を変化させ、調整することができる。

図３は、パッド２の第２発泡体３ｂを、体積調整機構４により、図２に示す自然状態よりも圧縮した状態を示している。図３に示すように、パッド２の第２発泡体３ｂを圧縮することにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数、ひいては動ばね定数を大きくすることができ、その結果、パッド２としてのクッションパッド全体の静ばね定数、ひいては動ばね定数を大きくすることができる。これにより、第２発泡体３ｂを体積調整機構４により圧縮しない場合と比較して、共振周波数を高周波数側に移動させることができる。逆に、パッド２の第２発泡体３ｂの圧縮を解除することにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数、ひいては動ばね定数を小さくすることができ、その結果、パッド２としてのクッションパッド全体の静ばね定数、ひいては動ばね定数を小さくすることができる。これにより、第２発泡体３ｂを体積調整機構４により圧縮している場合と比較して、共振周波数を低周波数側に移動させることができる。

以下、本実施形態のシート１の更なる詳細について説明する。

本実施形態のシート１において、第２発泡体３ｂは、第１発泡体３ａよりも硬度が小さい。そして、図２、図３に示すように、本実施形態の体積調整機構４は、第２発泡体３ｂの体積を調整可能に構成されている。

なお、体積調整機構４を、第２発泡体３ｂよりも硬度が大きい第１発泡体３ａの体積を調整可能な構成としてもよい。また、体積調整機構４を、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの両方の体積を調整可能な構成としてもよい。つまり、体積調整機構４は、硬度の異なる第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの少なくとも一方の発泡体の体積を調整可能な構成であればよい。但し、本実施形態のように、硬度の小さい第２発泡体３ｂの体積を調整可能な体積調整機構４とすることが好ましい。体積調整機構４により、相対的に硬度の小さい第２発泡体３ｂの体積を調整する構成とすれば、相対的に硬度の大きい第１発泡体３ａの体積を調整する構成と比較して、体積変化に対するパッド２の振動特性の変化量を小さくすることができるため、パッド２の振動特性を細かく微調整し易くなる。

また、体積調整機構４を、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂそれぞれの体積を独立して調整可能な構成とすれば、第１発泡体３ａの体積調整により、パッド２の振動特性の大きな変動を実現できると共に、第２発泡体３ｂの体積調整により、パッド２の振動特性の細かい微調整を実現することができる。

更に、本実施形態の体積調整機構４は、パッド２において外部からの荷重を支持する荷重支持面５と略直交する面直交方向Ａに向かって、第２発泡体３ｂの体積を調整可能である。上述したように、本実施形態のパッド２は、クッションパッドにより構成されている。そのため、本実施形態において、パッド２の荷重支持面５は、クッションパッドの鉛直方向の上側の上面により構成されている。より具体的に、本実施形態の荷重支持面５は、パッド２の後述するカバー部材１３（図２等参照）の表面により構成されている。したがって、本実施形態の体積調整機構４は、パッド２としてのクッションパッドの上面と略直交する面直交方向Ａに向かって、第２発泡体３ｂの体積を調整可能である。より具体的に、本実施形態において、第２発泡体３ｂの位置での荷重支持面５の面直交方向Ａは鉛直方向である。そのため、本実施形態の体積調整機構４は、鉛直方向に向かって、第２発泡体３ｂの体積を調整可能である。

なお、本実施形態の荷重支持面５は、パッド２がクッションパッドであるため、クッションパッドの上面により構成されているが、パッド２がバックパッドである場合は、パッド２の荷重支持面５は、バックパッドの背もたれ面により構成される。

ここで、体積調整機構４は、第２発泡体３ｂの体積を、荷重支持面５に沿って調整する構成としてもよい。但し、本実施形態のように、第２発泡体３ｂの体積を、荷重支持面５と略直交する面直交方向Ａで調整可能な体積調整機構４とすることが好ましい。このような構成とすれば、パッド２の荷重支持面５側とは反対の裏面側に、体積調整機構４を配置し易くなる。

また、図２、図３に示すように、本実施形態の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、荷重支持面５の延在方向Ｂに隣接して配置されている。より具体的に、本実施形態の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、延在方向Ｂにおいて、接触した状態で隣接して配置されている。なお、「荷重支持面の延在方向」とは、荷重支持面に沿う方向を意味する。したがって、本実施形態の荷重支持面５の延在方向Ｂは、パッド２としてのクッションパッドの上面に沿う方向である。また、図２、図３に示すように、本実施形態の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、延在方向Ｂのうち、略水平に延在する領域において、略水平方向に隣接して配置されている。本実施形態のパッド２の詳細な構成については後述する。

本実施形態では、上述したように、パッド２としてのクッションパッドが、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを備えている。図４は、荷重支持面５の正面視としての、パッド２としてのクッションパッドを鉛直方向の上側から見た上面視（以下、単に「上面視」と記載する。）を示す図である。図４では、説明の便宜上、後述するカバー部材１３（図２等参照）を取り除いた状態のパッド２を示している。また、図４では、説明の便宜上、第２発泡体３ｂの位置を破線により示している。図４に示すように、第２発泡体３ｂの周囲は、上面視において、第１発泡体３ａに囲まれている。より具体的に、本実施形態の第２発泡体３ｂは、直方体又は立方体の外形を有している。そして、２つの第２発泡体３ｂが、シート使用者の尻下の位置に対応するように、上面視の略中央に配置されている。そして、第１発泡体３ａは、上面視において、２つの第２発泡体３ｂの間、及び、２つの第２発泡体３ｂの周囲、に配置されている。このような配置とし、第２発泡体３ｂの体積を調整することで、第１発泡体３ａが上面視の略中央に配置される構成と比較して、パッド２としてのクッションパッドの振動特性の調整に加えて、シート使用者が特に尻下の位置で感じ易いシート１（図１等参照）の座り心地を調整し易くすることができる。

なお、本実施形態の図４に示す第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの配置関係を逆にし、略中央に配置された硬度の大きい第１発泡体３ａの体積を調整する構成としてもよい。

更に、図２、図３に示すように、本実施形態の第２発泡体３ｂの面直交方向Ａの荷重支持面５側は、第１発泡体３ａに覆われている。そのため、第２発泡体３ｂの面直交方向Ａの荷重支持面５側が第１発泡体３ａに覆われていない構成と比較して、パッド２の荷重支持面５としての、クッションパッドの上面における、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くすることができる。なお、本実施形態のパッド２としてのクッションパッドに含まれる発泡体は、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂのみである。

また、本実施形態の体積調整機構４は、第２発泡体３ｂを、面直交方向Ａの荷重支持面５側とは反対側から、荷重支持面５側に向かって押圧し、第１発泡体３ａとの間で圧縮することができる。このようにすることで、荷重支持面５における、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くした状態で、パッド２の振動特性を容易に調整することができる。より具体的に、本実施形態では、クッションパッドの上面における、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くした状態で、クッションパッドの振動特性を容易に調整することができる。

なお、本実施形態の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、延在方向Ｂにおいて、接触した状態で隣接して配置されているため、体積調整機構４により第２発泡体３ｂを面直交方向Ａに圧縮する際に、周囲の第１発泡体３ａの存在により、第２発泡体３ｂが延在方向Ｂに座屈し難く、面直交方向Ａに圧縮され易い。これにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数及び動ばね定数を、より確実に調整することができる。その結果、パッド２の振動特性についても、より確実に調整することが可能となる。

次に、本実施形態のシート１の具体的な構成例について説明する。

図２、図３に示すように、本実施形態のシート１は、上述のパッド２に加えて、フレーム６と、押圧部材７と、を備えている。なお、詳細は後述するが、押圧部材７は、上述の体積調整機構４を構成している。

本実施形態のパッド２は、上述したように、シート使用者が着座するクッションパッドである。本実施形態のパッド２は、メインパッド部材１１と、サイドパッド部材１２と、メインパッド部材１１及びサイドパッド部材１２を覆うカバー部材１３と、を備えている。

メインパッド部材１１は、パッド２の上面視（図４参照）で、パッド２の中央の位置に配置されている。つまり、メインパッド部材１１は、着座しているシート使用者の尻及び大腿部の鉛直方向の下方に位置するように配置されている。そして、本実施形態のメインパッド部材１１は、第１発泡体３ａ、及び、この第１発泡体３ａよりも硬度の小さい第２発泡体３ｂ、により構成されている。

図２、図３、図４に示すように、本実施形態のメインパッド部材１１の一部を構成する第１発泡体３ａは、扁平形状を有しており、その厚み方向が鉛直方向と略一致している。また、本実施形態のメインパッド部材１１の一部を構成する第１発泡体３ａは、鉛直方向の上方又は下方から見た場合、略矩形状の外形を有している（図１、図４参照）。更に、本実施形態のメインパッド部材１１の一部を構成する第１発泡体３ａの鉛直方向の下側の面には、直方体又は立方体の形状を有する第２発泡体３ｂを収容可能な収容凹部３ａ１が形成されている。なお、本実施形態のメインパッド部材１１の一部を構成する第１発泡体３ａには、２つの第２発泡体３ｂそれぞれを収容可能な２つ収容凹部３ａ１が形成されている。

図２、図３、図４に示すように、サイドパッド部材１２は、メインパッド部材１１の左右両側にそれぞれ隣接して配置されている。ここで、「左右」とは、シート１を、着座部１ａを挟んで背もたれ部１ｂ（図１参照）と対向するように正面側から見た場合の、左右方向Ｃを意味する。サイドパッド部材１２は、第１発泡体３ａにより構成されている。

本実施形態の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂは、硬度の異なるポリウレタンフォームにより形成されているが、ポリウレタンフォームに限らず、別の軟質の発泡合成樹脂から形成してもよい。但し、ポリウレタンフォームは汎用性が高いため、ポリウレタンフォームを利用してパッド２の振動特性を所望の状態に調整することが好ましい。そのため、メインパッド部材１１及びサイドパッド部材１２の第１発泡体３ａ、並びに、メインパッド部材１１の第２発泡体３ｂ、についても、本実施形態のように、硬度の異なるポリウレタンフォームにより形成されていることが好ましい。

図２、図３に示すように、本実施形態のサイドパッド部材１２は、メインパッド部材１１よりも鉛直方向の最大厚みが厚い。そして、本実施形態のサイドパッド部材１２は、メインパッド部材１１の左右両側で、メインパッド部材１１よりも鉛直方向の上方に突出するように配置されている。このようなサイドパッド部材１２を設けることにより、メインパッド部材１１の鉛直方向の上方の位置で着座しているシート使用者が、慣性力等により左右に移動することを抑制することができ、シート使用者の着座時の位置安定性を高めることができる。

カバー部材１３は、メインパッド部材１１及びサイドパッド部材１２を覆っている。カバー部材１３は、例えば布製、革製など、通気性を有する材料から形成することができる。

フレーム６は、パッド２を支持している。具体的に、本実施形態のフレーム６は、パッド２のメインパッド部材１１を鉛直方向の下方から支持しており、シート使用者の体重を、メインパッド部材１１を介して、鉛直方向の下方から支持することができる。フレーム６は、例えば、鋼材により形成することができ、シート使用者の体重によって変形しない高い強度を有している。そのため、シート使用者がシート１の着座部１ａ（図１参照）に着座すると、パッド２としてのクッションパッドのメインパッド部材１１が、シート使用者とフレーム６との間で圧縮変形した状態となる。

押圧部材７は、フレーム６に対して移動可能に取り付けられている。具体的に、本実施形態の押圧部材７は、フレーム６に対して鉛直方向に移動可能に取り付けられている。押圧部材７は、フレーム６に対して鉛直方向に移動して、パッド２の第２発泡体３ｂを鉛直方向の下方から上方に押圧することにより、第２発泡体３ｂを圧縮可能である。つまり、本実施形態の体積調整機構４は、押圧部材７により構成されている。

より具体的に、本実施形態の押圧部材７は、鉛直方向に移動することで、メインパッド部材１１のうち、第１発泡体３ａの収容凹部３ａ１に収容されている第２発泡体３ｂを、鉛直方向の下方から上方に向かって押圧することができる。メインパッド部材１１の第２発泡体３ｂは、押圧部材７によって鉛直方向の下方から上方に押圧されることにより、収容凹部３ａ１に収容された状態のまま、メインパッド部材１１の第１発泡体３ａとの間で圧縮変形する。

ここで、本実施形態のフレーム６は、メインパッド部材１１を構成する第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂのうち、硬度の大きい第１発泡体３ａを下方から直接的に支持している。また、本実施形態のフレーム６は、メインパッド部材１１を構成する第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂのうち、硬度の小さい第２発泡体３ｂを、フレーム６に対して移動可能に取り付けられた押圧部材７を介して、間接的に支持している。

そのため、シート使用者がシート１の着座部１ａ（図１参照）に着座すると、シート使用者の体重によって、パッド２としてのクッションパッドにおけるメインパッド部材１１の第１発泡体３ａが、シート使用者とフレーム６との間で圧縮変形する。

また、シート使用者がシート１の着座部１ａ（図１参照）に着座すると、シート使用者の体重によって、メインパッド部材１１の第２発泡体３ｂは、シート使用者と押圧部材７との間、より具体的には、第１発泡体３ａと押圧部材７との間、で圧縮変形する。換言すれば、本実施形態の押圧部材７は、シート使用者が着座部１ａに着座する動作に連動して第２発泡体３ｂを圧縮するような位置に配置されている。

このように、本実施形態では、シート使用者の体重を、メインパッド部材１１における第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを介してフレーム６により支持することができる。

但し、シート使用者の体重は、主に、硬度の大きい第１発泡体３ａを介してフレーム６により支持されており、第２発泡体３ｂ及び押圧部材７は、主に、パッド２の振動特性の調整に利用される。

具体的には、本実施形態の押圧部材７により、シート使用者が着座する際の第２発泡体３ｂの圧縮量を調整することで、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを含むパッド２の共振周波数を調整することができる。また、本実施形態の押圧部材７を、シート使用者が着座した後、フレーム６に対して更に移動させることにより、第２発泡体３ｂの圧縮状態を再調整することができ、パッド２の共振周波数再調整することができる。

なお、押圧部材７は、シート使用者が着座部１ａに着座する際に、第２発泡体３ｂを圧縮しないように配置されていてもよい。かかる場合は、シート使用者が着座部１ａに着座した後、押圧部材７をフレーム６に対して移動させることにより、第２発泡体３ｂの圧縮状態を調整する。これにより、パッド２の振動特性の１つである共振周波数を調整することができる。

このように、パッド２を支持するフレーム６に対して移動可能に取り付けられた押圧部材７を用いて第２発泡体３ｂの体積を調整する構成とすれば、簡易な構成で体積調整機構４を実現することができる。

なお、上述したように、本実施形態のシート１では、シート使用者の体重が、パッド２の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを介してフレーム６により支持される構成であるが、シート使用者の体重が、パッド２における硬度の大きい第１発泡体３ａを介してのみ、フレーム６により支持される構成としてもよい。換言すれば、第２発泡体３ｂが、シート使用者の体重の支持に全く利用されず、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを含むパッド２全体の静ばね定数、ひいては動ばね定数の調整にのみ利用される構成、すなわち、パッド２の振動特性の調整にのみ利用される構成としてもよい。すなわち、本実施形態のパッド２の第２発泡体３ｂは、着座したシート使用者の体重の負荷によって圧縮され、シート使用者の体重の一部を支持する構成であるが、体積調整機構４が、パッド２の第２発泡体３ｂの体積を、シート使用者の体重の負荷とは無関係に独立して調整可能であり、かつ、第２発泡体３ｂの体積の調整によりパッド２全体の静ばね定数、ひいては動ばね定数を調整可能な構成であれば、着座したシート使用者の体重の支持に全く利用されない第２発泡体３ｂとしてもよい。

このように、メインパッド部材１１の第２発泡体３ｂを圧縮変形させることで、第２発泡体３ｂの静ばね定数及び動ばね定数のみならず、この第２発泡体３ｂを含むパッド２全体の静ばね定数及び動ばね定数を大きくすることができ、その結果、パッド２の振動特性の１つであるパッド２の共振周波数を高周波数側に変化させることができる。

逆に、メインパッド部材１１の第２発泡体３ｂの圧縮状態を緩和することで、第２発泡体３ｂの静ばね定数及び動ばね定数のみならず、この第２発泡体３ｂを含むパッド２全体の静ばね定数及び動ばね定数を小さくすることができ、その結果、パッド２の振動特性の１つであるパッド２の共振周波数を低周波数側に変化させることができる。

ここで、本実施形態の体積調整機構４は、パッド２としてのクッションパッドのメインパッド部材１１における第２発泡体３ｂの体積を、自然状態の体積に対する割合で、所定の範囲内で調整可能である。このような構成とすれば、パッド２の共振周波数を、所定の範囲内で任意に調整可能とすることができる。上述の所定の範囲の上限値及び下限値は、例えば、自然状態の体積に対する割合で４０％〜９９％の中から設定することができる。

但し、体積調整機構４による第２発泡体３ｂの体積の調整タイミングは特に限定されない。つまり、シート１の製造時に調整されてもよく、使用時にシート使用者により調整されてもよい。製造時の調整としては、例えば、所望のパッド振動特性を得るための微調整が挙げられる。また、使用時の調整としては、例えば、シート使用者が個人的な好みに応じて自ら実行する手動又は電動での調整や、後述する制御部１５及び荷重センサ１６がシート使用者の体重に応じて一定のパッド振動特性を実現するように圧縮状態を自動で制御する調整（図１参照）など、各種調整が挙げられる。

また、本実施形態では、第２発泡体３ｂを、自然状態（図２参照）から圧縮状態（図３参照）に変化させることにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数、ひいては動ばね定数を大きくし、パッド２の共振周波数を高周波数側に移動させる例を示しているが、この構成に限られない。例えば、第２発泡体３ｂを異なる圧縮状態に変化させることにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数、ひいては動ばね定数を変化させてもよい。具体的に、第２発泡体３ｂの圧縮状態として圧縮量が異なる３つ以上の圧縮状態を実現可能な構成とする。例えば、第１圧縮状態と、この第１圧縮状態よりも圧縮量が小さい第２圧縮状態と、この第２圧縮状態よりも更に圧縮量が小さい第３圧縮状態と、の３つの圧縮状態を実現可能な構成とする。このようにすれば、例えば、第２圧縮状態から第１圧縮状態とすることで静ばね定数、ひいては動ばね定数を大きくする調整が可能となる。更に、第２圧縮状態から第３圧縮状態とすることで静ばね定数、ひいては動ばね定数を小さくする調整も可能となる。また、第２発泡体３ｂを、自然状態から伸長させることにより、第２発泡体３ｂの静ばね定数、ひいては動ばね定数を変化させてもよい。但し、本実施形態のように、第２発泡体３ｂの圧縮を利用して静ばね定数及び動ばね定数を変化させることが好ましい。このようにすれば、体積調整機構４の構成を、より簡素化し易い。

なお、図２、図３に示すように、本実施形態のパッド２としてのクッションパッドでは、第２発泡体３ｂの鉛直方向の上方が、第１発泡体３ａに覆われているが、第２発泡体３ｂの鉛直方向の上方が、第１発泡体３ａに覆われていない構成としてもよい。図５、図６は、パッド２の変形例としてのパッド１０２を示す図である。具体的に、図５では、パッド１０２としてのクッションパッドの縦断面図であり、図６は、パッド１０２としてのクッションパッドの上面視を示す上面図である。図５に示すように、パッド１０２は、硬度の異なる第１発泡体１０３ａ及び第２発泡体１０３ｂにより構成されており、硬度の大きい第１発泡体１０３ａ及び硬度の小さい第２発泡体１０３ｂが、荷重支持面１０５の延在方向Ｂに隣接して配置されており、第１発泡体１０３ａ及び第２発泡体１０３ｂは、面直交方向Ａに重なっていない。

但し、図２、図３に示すパッド２のように、第２発泡体３ｂの面直交方向Ａの荷重支持面５側は、第１発泡体３ａに覆われていることが好ましい。このようにすれば、上述したように、パッド２の荷重支持面５としての、クッションパッドの上面における、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの触感の相違による違和感や異物感を、シート使用者に与え難くすることができる。

また、図６に示す上面視における第２発泡体１０３ｂの位置は、図４に示す上面視における第２発泡体３ｂの位置（図４の破線参照）と同様である。

また、図７は、パッド２の別の変形例としてのパッド２０２を示す図である。具体的に、図７は、パッド２０２としてのクッションパッドの上面視を示す上面図である。更に、図８は、パッド２の更に別の変形例としてのパッド３０２を示す図である。具体的に、図８は、パッド３０２としてのクッションパッドの上面視を示す上面図である。なお、図７、図８では、説明の便宜上、カバー部材１３（図２等参照）を取り除いた状態のパッド２０２及びパッド３０２を示している。

図７に示すパッド２０２としてのクッションパッドのメインパッド部材１１は、直方体又は立方体の形状を有する複数の第１発泡体２０３ａと、直方体又は立方体の形状を有する複数の第２発泡体２０３ｂと、を備えている。そして、図７に示す例では、メインパッド部材１１における第１発泡体２０３ａ及び第２発泡体２０３ｂが、左右方向Ｃと、水平方向のうち左右方向Ｃに直交する方向と、の両方向において、交互に配置されている。なお、図７に示す上面視において、メインパッド部材１１における各第１発泡体２０３ａの上面、及び、メインパッド部材１１における各第２発泡体２０３ｂの上面、は同一寸法の正方形の形状を有している。

図８に示すパッド３０２としてのクッションパッドのメインパッド部材１１は、直方体又は立方体の形状を有する複数の第１発泡体３０３ａと、直方体又は立方体の形状を有する複数の第２発泡体３０３ｂと、を備えている。そして、図８に示す上面視において、メインパッド部材１１における全ての第２発泡体３０３ｂが、中央に集中して配置され、メインパッド部材１１における複数の第１発泡体３０３ａが、第２発泡体３０３ｂの周囲を取り囲むように配置されている。なお、図８に示すメインパッド部材１１において、第１発泡体３０３ａの周囲には、例えば、第１発泡体３０３ａ及び第２発泡体３０３ｂよりも硬度の大きい第３発泡体３０３ｃが配置されている。

図４、図６、図７、図８に示すように、パッドを構成する硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体は、上面視において、様々なパターンで配置することができ、その配置パターンは特に限定されない。但し、図４、図６、図８に示すように、シート使用者の尻下の位置に対応し易いクッションパッドの中央の位置に、硬度の小さい第２発泡体を配置することで、シート使用者が特に尻下の位置で感じ易い座り心地を調整し易くすることができる。

なお、図７の示すメインパッド部材１１における第２発泡体２０３ｂの鉛直方向の上方は、第１発泡体２０３ａに覆われていない。また、図８に示すメインパッド部材１１における第２発泡体３０３ｂの鉛直方向の上方は、第１発泡体３０３ａに覆われていない。図５〜図８に示すような、第２発泡体の鉛直方向の上方が第１発泡体に覆われていない構成とする場合には、第２発泡体を第１発泡体よりも荷重支持面側に突出させる構成とし、第２発泡体の突出量を調整する調整機構を設けてもよい。かかる場合は、調整機構の突出量の調整により、シート使用者が着座する際の第２発泡体の圧縮量を調整することができる。そのため、調整機構が、第２発泡体の体積を調整可能な体積調整機構を構成する。

次に、硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体を備えるパッドに関して、硬度の小さい第２発泡体の圧縮量を変化させることで、パッド全体の振動特性を調整可能であることを確認するために行った確認試験について説明する。

図９は、この試験で用いた試験体Ｘを示す図である。試験体Ｘは、８個の立方体（１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ）の第１ポリウレタンフォームＹ１と、この第１ポリウレタンフォームＹ１と同一の形状を有する、８個の立方体の第２ポリウレタンフォームＹ２と、を備えている。第１ポリウレタンフォームＹ１は、第２ポリウレタンフォームＹ２よりも硬度が大きい。また、第１ポリウレタンフォームＹ１及び第２ポリウレタンフォームＹ２は、上面視で外縁が正方形（４００ｍｍ×４００ｍｍ）となるように、市松模様状に配置されている。換言すれば、試験体Ｘは、図７に示すパッド２０２の第１発泡体２０３ａ及び第２発泡体２０３ｂと同様の上面視となる。また、上面視で正方形になるように配置された８個の第１ポリウレタンフォームＹ１及び８個の第２ポリウレタンフォームＹ２から構成される試験体Ｘは、枠体Ｚにより取り囲まれており、第１ポリウレタンフォームＹ１及び第２ポリウレタンフォームＹ２の水平方向の変形が規制されている。この試験では、第１ポリウレタンフォームＹ１に対する第２ポリウレタンフォームＹ２の上面側へ底上げ量Ｐのみを異ならせた３つの試験体Ｘを用意し、これら３つの試験体Ｘそれぞれの上面に、５０ｋｇの錘を載せることで、シート使用者の体重がかかった状態を模擬した上で、振動試験を行った。なお、底上げされた第２ポリウレタンフォームＹ２の下面は、底上げ状態を維持する底上げ冶具により支持されている。また、３つの試験体Ｘそれぞれにおいて、第２ポリウレタンフォームＹ２は、５０ｋｇの錘を載せた状態で、底上げ量Ｐの全てが圧縮された状態となる。つまり、３つの試験体Ｘそれぞれにおいて、５０ｋｇの錘によって、第１ポリウレタンフォームＹ１も圧縮された状態になっている。以下、３つの試験体Ｘのうち、底上げされていない、底上げ量Ｐが０ｍｍの試験体を「第１試験体Ｘ１」と記載し、底上げ量Ｐが３０ｍｍの試験体を「第２試験体Ｘ２」と記載し、底上げ量Ｐが５０ｍｍの試験体を「第３試験体Ｘ３」と記載する。

図１０は、第１試験体Ｘ１（図１０では「Ｘ１」と表記）、第２試験体Ｘ２（図１０では「Ｘ２」と表記）、及び、第３試験体Ｘ３（図１０では「Ｘ３」と表記）についての試験結果を示すグラフである。具体的に、図１０は、第１ポリウレタンフォームＹ１及び第２ポリウレタンフォームＹ２で構成される各試験体Ｘ１〜Ｘ３の共振周波数及び振動伝達率を示している。各グラフでピークを示す周波数が共振周波数である。図１０に示すように、底上げ量Ｐの大きい方から順に、共振周波数が高いことがわかる。つまり、第２ポリウレタンフォームＹ２の圧縮量を大きくし、第２ポリウレタンフォームＹ２の静ばね定数及び動ばね定数を大きくすることで、第１ポリウレタンフォームＹ１及び第２ポリウレタンフォームＹ２により構成される試験体Ｘの全体の静ばね定数及び動ばね定数を大きくでき、その結果、共振周波数を高周波数側に移動させることができることがわかる。

逆に言えば、図１０に示すように、底上げ量Ｐの小さい方から順に、共振周波数が低いことがわかる。つまり、第２ポリウレタンフォームＹ２の圧縮量を小さくし、第２ポリウレタンフォームＹ２の静ばね定数及び動ばね定数を小さくすることで、第１ポリウレタンフォームＹ１及び第２ポリウレタンフォームＹ２により構成される試験体Ｘの全体の静ばね定数及び動ばね定数を小さくでき、その結果、共振周波数を低周波数側に移動させることができることがわかる。

以上の試験結果から、硬度の異なる第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを含むパッド２と、第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂの少なくとも一方の発泡体の体積を調整可能な体積調整機構４と、を備えるシート１とすれば、シート１の製造時や使用時等において、パッド２自体を変更することなく、パッド２の振動特性の１つである共振周波数を調整することができる。例えば、製造時に調整する場合は、パッド２の第１発泡体３ａ自体及び第２発泡体３ｂ自体を変えることなく、同一の第１発泡体３ａ及び第２発泡体３ｂを用いて共振周波数を微調整することができる。また、使用時に調整する場合は、例えば搭乗者などのシート使用者の個人差に合わせた共振周波数の調整を実行することができる。

最後に、本実施形態のシート１が、搭乗者の体重に応じて自動でパッド振動特性としての共振周波数を調整する制御フローを例示説明する。図１１は、シート１が、搭乗者の体重に応じて自動で共振周波数を調整する制御フローの一例である。図１に示すように、シート１は、制御部１５及び荷重センサ１６を備えている。荷重センサ１６は、シート使用者が着座部１ａに着座することで、搭乗者の体重情報を検出する（体重検出工程Ｓ１）。制御部１５は、荷重センサ１６の検出した体重情報に基づき、体積調整機構４を駆動し、第２発泡体３ｂの体積を調整し、パッド２の共振周波数を調整する（自動調整工程Ｓ２）。制御部１５は、一例として、パッド２の共振周波数が、車両供給者、又は、搭乗者などのシート使用者、により予め設定された、体重差によらない共振周波数となるように、第２発泡体３ｂの体積を調整する。

なお、図１１に示すように、制御部１５が振動特性の調整を完了した後で、手動又は電動により、シート使用者の好みに応じて、第２発泡体３ｂの体積を調整してもよい（搭乗者調整工程Ｓ３）。

本発明に係るシート、及び、パッド振動特性の調整方法は、上述した実施形態の具体的な構成及び工程に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限り、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述したパッド２（図１等参照）、１０２（図５等参照）及び２０２（図７参照）に含まれる発泡体は、硬度の異なる２種類の発泡体により構成されているが、硬度の異なる２種類の発泡体を含むものであればよく、例えば、図８に示すパッド３０２のように、硬度の異なる３種類以上の発泡体を含む構成としてもよい。また、メインパッド部材１１を構成する発泡体と、サイドパッド部材１２を構成する発泡体と、を硬度の異なる別の発泡体で構成してもよい。

また、上述した第２発泡体３ｂ、１０３ｂ、２０３ｂ及び３０３ｂは、いずれも直方体又は立方体の外形を有するものであるが、この形状に限られるものではなく、例えば、両底面を鉛直方向に向けて配置した円柱状や、テーパ状の側面を有し、両底面を鉛直方向に向けて配置した、例えば円錐台状等の錐台状など、別の外形を有する第２発泡体としてもよい。

本発明は、シート、及び、パッド振動特性の調整方法に関する。

１：シート、 １ａ：着座部、 １ｂ：背もたれ部、
２、１０２、２０２、３０２：パッド（クッションパッド）、
３ａ、１０３ａ、２０３ａ、３０３ａ：第１発泡体、 ３ａ１：収容凹部、
３ｂ、１０３ｂ、２０３ｂ、３０３ｂ：第２発泡体、
４：体積調整機構、 ５、１０５：荷重支持面、 ６：フレーム、
７：押圧部材、 １１：メインパッド部材、 １２：サイドパッド部材、
１３：カバー部材、 １５：制御部、 １６：荷重センサ、
３０３ｃ：第３発泡体、 Ａ：荷重支持面の面直交方向、
Ｂ：荷重支持面の延在方向、 Ｃ：左右方向、 Ｐ：底上げ量、
Ｘ、Ｘ１〜Ｘ３：試験体、 Ｙ１：第１ポリウレタンフォーム、
Ｙ２：第２ポリウレタンフォーム、 Ｚ：枠体

Claims (7)

1. 硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体を含むパッドと、
   前記第１発泡体及び前記第２発泡体の少なくとも一方の発泡体の体積を調整可能な体積調整機構と、を備え、
   前記第２発泡体は、前記第１発泡体よりも硬度が小さく、
   前記体積調整機構は、前記パッドにおいて外部からの荷重を支持する荷重支持面と略直交する面直交方向に向かって、前記第２発泡体の体積を調整可能であり、
   前記第２発泡体の前記面直交方向の前記荷重支持面側は、前記第１発泡体に覆われており、
   前記パッドは、前記荷重支持面に沿う方向で前記第１発泡体により離隔されている複数の前記第２発泡体を備え、
   前記体積調整機構は、前記複数の第２発泡体それぞれに対応する位置に設けられている、シート。
2. 前記体積調整機構は、前記第２発泡体を前記面直交方向の前記荷重支持面の側とは反対側から押圧し、前記第１発泡体との間で圧縮可能である、請求項１に記載のシート。
3. 前記パッドは、鉛直方向の上面により前記荷重支持面が構成されるクッションパッドであり、
   前記第１発泡体及び前記第２発泡体は、前記クッションパッドに配置されている、請求項１又は２に記載のシート。
4. 前記荷重支持面の正面視において、前記第２発泡体の周囲は、前記第１発泡体に囲まれている、請求項３に記載のシート。
5. 前記パッドを支持するフレームを備え、
   前記体積調整機構は、前記フレームに対して移動可能に取り付けられている押圧部材を備え、
   前記押圧部材は、前記フレームに対して移動して、前記第２発泡体を押圧することにより、前記第２発泡体を圧縮可能である、請求項１乃至４のいずれか１つに記載のシート。
6. 前記第１発泡体及び前記第２発泡体は、硬度の異なるポリウレタンフォームである、請求項１乃至５のいずれか１つに記載のシート。
7. パッドに含まれる、硬度の異なる第１発泡体及び第２発泡体の少なくとも一方の発泡体の体積を調整し、前記パッドの振動特性を調整する、パッド振動特性の調整方法であって、
   前記第２発泡体は、前記第１発泡体よりも硬度が小さく、
   前記第２発泡体の、前記パッドにおいて外部からの荷重を支持する荷重支持面と略直交する面直交方向の前記荷重支持面側は、前記第１発泡体に覆われており、
   前記パッドは、前記荷重支持面に沿う方向で前記第１発泡体により離隔されている複数の前記第２発泡体を備え、
   前記面直交方向に向かって、前記複数の第２発泡体それぞれの体積を調整する、パッド振動特性の調整方法。

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