KR100607432B1 - 쿠션 구조 - Google Patents

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오구라유미
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가부시키가이샤 데루타 쓰-링
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Abstract

혈류장해나 근육부담을 경감시켜 이코노미 클래스 증후군 등, 그것들에 기인하는 장해 발생을 방지하는 데에 효과적인 쿠션구조를 제공한다.
서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지끼리를 연결사로 결합함으로써 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재 (11) 를 포함하고, 가압동작에서는 초기하중범위의 스프링정수가 0.1∼20N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 동시에, 복귀동작에서는 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 2㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가 상기 가압동작에서의 초기하중범위의 스프링정수보다 낮게 설정된 구조이다. 이 결과, 착좌동작이나 기립동작 등에 의해 쿠션재에 닿았을 때, 수㎜ 내지 십수㎜ 전후의 함몰 (스트로크) 을 생기게 하고, 그로 인해 인체가 쾌적하게 느끼는 피트감 (적응 용이성) 을 향상시킬 수 있어 혈류장해나 근육부담을 효과적으로 경감시킬 수 있다.

Description

쿠션구조{CUSHION STRUCTURE}
본 발명은 3차원 입체편물을 함유하여 구성되는 쿠션구조에 관한 것으로, 특히 혈류저해나 근육부담을 경감시키는 좌석구조 등을 제작하는 데에 바람직한 쿠션구조에 관한 것이다.
최근, 박형이며 높은 쿠션성을 발휘할 수 있는 동시에 다수의 공극을 지녀 통기성이 우수한 3차원 구조의 네트재 (3차원 입체편물) 를 사용한 쿠션구조가 알려져 있다. 3차원 입체편물은 서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지 (ground knitted fabric) 사이를 다수의 연결사로 결합하여 3차원 구조로 한 것으로 통기성, 체압분산특성, 반발탄성 등이 우수하다.
그런데, 쿠션재의 하중특성이 근육의 하중특성보다 높아 쿠션재와 근육에 형상적인 차이가 큰 경우에는, 쿠션재로부터의 반력 (딱딱한 쿠션재에서는 주로 법선방향의 힘, 근육보다 단단하지만 유연한 쿠션재에서는 주로 전단방향의 힘) 에 의해 근육이 크게 변형되어 압박이 생겨 혈류의 치우침이나 근육부담의 증가를 초래한다. 이에 반해, 쿠션재의 하중특성이 근육의 하중특성에 비해 현저하게 낮은 경우에는 근육의 변형이 억제되고 쿠션재의 변형량이 크지만, 가라앉음량이 크기 때문에 주로 전단력이 작용하여 오히려 근육부담의 증가로 이어진다. 예컨대, 연질 폴리우레탄 슬래브 폼과 점탄성 폴리우레탄 폼을 적층하여 사용한 경우에는, 다른 재료를 사용한 경우와 비교하여 상당히 유연한 하중특성을 갖게 할 수 있지만, 쿠션재의 변형량이 크기 때문에 상기와 같이 전단력에 의한 근육부담의 증가라는 문제를 갖고 있다.
또, 최근 특히 항공기에서 엉덩이미끄러짐을 방지하기 위한 대퇴부 지지가 강한 걸상구조 등으로, 장시간 동일한 자세를 취함에 따른 혈류장해가 한 원인이 되고 있다고 생각되는 소위 이코노미 클래스 증후군이라 불리우는 장해의 발생사례가 보고되어 있어, 항고기업계에서는 이 이코노미 클래스 증후군의 발증을 저감할 수 있는 좌석구조의 제안이 기대되고 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 혈류장해나 근육부담을 경감시켜 이코노미 클래스 증후군 등, 그것들에 기인하는 장해 발생을 방지하는 데에 효과적인 쿠션구조를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자는 예의 검토를 실시한 결과, 근육에 직접 또는 간접으로 닿는 쿠션재 (탄성부재) 의 하중특성을 인체 근육의 하중특성에 근사시킴으로써 이 쿠션재가 근육의 형상을 따라 변형되기 때문에, 필요 이상으로 유연하게 설정하지 않아도 근육의 큰 변형을 억제하여 혈류장해 등을 방지하는 데에 효과적임에 착안하였다. 또, 뼈 등에 의해 돌출된 부위의 근육에 대해서도 그 변형이 감소하여 국소 혈류장해 등을 방지하는 데에 효과적임에 착안하였다. 한편, 상기한 바와 같이 박형이면서도 높은 쿠션성을 발휘할 수 있는 3차원 입체편물을 쿠션재 (탄성부재) 로서 사용함으로써 변형량을 작게 할 수 있고, 유연한 쿠션재를 사용한 경우의 큰 변형에 의해 생기는 전단력에 의한 근육부담의 증가를 경감시킬 수 있고, 또한 변위량이 작은 영역에서는 그 하중특성을 가압동작보다 더욱 유연한 하중특성으로 설정함으로써 쿠션재로부터 근육에 입력되는 반력을 작게 할 수 있음에 착안하였다.
상기한 점으로부터, 본 발명자는 쿠션재 (탄성부재) 의 하나로서 3차원 입체편물을 사용하는 동시에 그 하중특성의 히스테리시스 로스를 이용하여, 가압동작 (왕 (往) 행정) 에서 상기 인체 근육의 하중특성에 근사시킨 특성을 갖게 하고, 복귀동작 (복 (復) 행정) 의 변위량이 소정 시점에 도달한 이후에 보다 유연한 반력이 작은 하중특성을 갖게 한 설정으로 함으로써 체동 (體動) 을 유발할 수 있는 것으로 생각하였다. 또, 그로 인해 착좌동작이나 기립동작 등에 의해 쿠션재에 닿았을 때, 수㎜ 내지 십수㎜ 전후의 하중적인 함몰 (스트로크) 이 발생하여 쿠션재에 닿는 둔부 등 중, 뼈에 의해 돌출된 소면적의 부위가 닿을 때는, 이 하중적인 함몰에 의해 반력을 거의 느끼지 않고 신속하게 어우러져 인체가 쾌적하게 느끼는 피트감 (적응 용이성) 을 향상시킬 수 있고, 이로써 혈류장해나 근육부담을 효과적으로 경감시킬 수 있다고 생각하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
한편, 스트로크량을 작게 하고 또한 하중상에서의 평형점에 이르기까지의 작은 하중영역 및 작은 변위영역에서의 하중특성을 유연하게 설정하고, 상기한 수㎜ 내지 십수㎜ 전후의 하중적인 함몰 (스트로크) 을 만들어 넣으면, 상기와 같이 혈류장해 등을 방지하는 데에 효과적이지만, 접촉면적이 커져 소정 이상의 하중이 가 해진 경우에는 이 하중적인 함몰이 푹 꺼짐으로 느껴진다. 이로 인해, 본 발명에서는 이러한 푹 꺼지는 느낌을 방지하기 위해 선형성이 강하고 스프링감이 높은 다른 탄성부재를 2 층 또는 다층으로 겹쳐 직렬로 배치하거나, 이것을 병렬적으로 조합하여 배치함에도 착안하였다.
즉, 청구항 1 에 기재된 본 발명은, 서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지끼리를 연결사로 결합함으로써 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재를 함유하여 구성되는 쿠션구조로서,
이 쿠션구조의 하중특성으로서 가압동작에서의 스프링정수가 0.1∼10N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 동시에, 복귀동작에서는 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 2㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가 상기 가압동작에서의 스프링정수보다 낮게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 쿠션구조를 제공한다.
청구항 2 에 기재된 본 발명은, 상기 가압동작에서의 스프링정수가 0.1∼5N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 3 에 기재된 본 발명은, 하중특성에서의 가압동작과 복귀동작과의 히스테리시스 로스량이 40N 이하의 범위인 청구항 1 또는 2 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 4 에 기재된 본 발명은, 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재는 직경 30㎜ 의 압축판에 의해 이 3차원 입체편물을 단독으로 가압했을 때의 하중특성으로서, 복귀동작에서의 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 1㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가, 상기 전체 하중특성에서의 가압동작의 스프링정수보다 낮은, 반력이 작은 구조인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 5 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은 두께가 5∼30㎜ 의 범위인 것을 특징으로 하는 청구항 4 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 6 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은 적어도 일면에 요철부가 형성되고, 오목부와 볼록부의 탄성이 다른 것을 특징으로 하는 청구항 4 또는 5 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 7 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은 상기 볼록부가 인접하는 오목부 사이에 단면 대략 아치형상으로 형성되고, 이 단면 대략 아치형상의 볼록부의 구부림방향의 탄성과 오목부에 배치된 연결사의 슬라이딩에 따른 마찰에 의한 감쇠를 이용할 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 청구항 6 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 8 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재의 하부에, 가압시의 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 다른 탄성부재가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 4 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 9 에 기재된 본 발명은, 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가, 망형상 탄성부재, 면형상 탄성부재, 또는 금속스프링을 통하여 지지된 망형상 또는 면형상 탄성부재인 것을 특징으로 하는 청구항 8 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 10 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재에 대해 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가 소정의 간극을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 청구항 8 또는 9 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 11 에 기재된 본 발명은, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재 및 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재 외에, 반력이 작은 구조로 형성된 이 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재보다 면강성이 높은 또 다른 탄성부재가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 4 내지 9 중 어느 한 항에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 12 에 기재된 본 발명은, 상기 또 다른 탄성부재의 상부에 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재가 적층되고, 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가, 상기 또 다른 탄성부재의 하부에 소정의 간극을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 청구항 11 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 13 에 기재된 본 발명은, 탑승물용 시트 및 가구용 의자를 포함하는 각종 좌석구조, 또는 침구용 또는 착좌용 매트에 적용되는 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
청구항 14 에 기재된 본 발명은, 항공기의 좌석구조에 적용되는 청구항 13 에 기재된 쿠션구조를 제공한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 쿠션구조의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 쿠션구조의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련되는 쿠션구조의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련되는 쿠션구조의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제 5 실시형태에 관련되는 쿠션구조의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 6 은 상기 각 실시형태에서 사용가능한 3차원 입체편물의 일례의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7 은 한쪽 바탕편물지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 다른쪽 바탕편물지의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9 는 연결사의 각종 배열 방식을 예시한 도면이다.
도 10 은 상기 각 실시형태에서 상부 탄성부재로서 사용가능한 요철부를 구비한 3차원 입체편물을 나타내는 사시도이다.
도 11 은 도 10 에 나타낸 3차원 입체편물의 단면도이다.
도 12 는 도 10 에 나타낸 3차원 입체편물에 형성되는 대략 아치형상의 스프링요소의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은 도 10 에 나타낸 3차원 입체편물에 형성되는 대략 아치형상의 스프링요소의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는 상기 각 실시형태에서 상부 탄성부재로서 사용가능한 요철부를 갖지 않는 다른 3차원 입체편물로서 시험예 1 에서 사용한 것의 사시도이다.
도 15 는 시험예 1 내지 4 에 관련되는 3차원 입체편물 단독의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 16 은 각 실시예에 관련되는 쿠션구조의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 17 은 요철부를 갖는 3차원 입체편물을 직경 30㎜ 의 압축판으로 가압했을 때의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 18 은 요철부를 갖는 3차원 입체편물을 직경 98㎜ 의 압축판으로 가압했을 때의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 19 는 요철부를 갖는 3차원 입체편물을 직경 200㎜ 의 압축판으로 가압했을 때의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 20 은 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 쿠션 부분의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 21 은 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 쿠션 부분의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 는 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 백 부분의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 23 은 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 백 부분의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 는 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트의 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 는 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 쿠션 부분의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 26 은 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트 백 부분의 하중-변위특성을 나타내는 그래프이다.
도 27 은 본 발명의 쿠션구조를 적용한 시트의 진동특성을 나타내는 그래프이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면에 나타낸 실시형태에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 은 제 1 실시형태에 관련되는 쿠션구조 (10) 를 나타내는 도면이다. 제 1 실시형태에 관련되는 쿠션구조 (10) 는 2 개의 탄성부재 (11,12) 를 상하방향으로 배치하여 형성되어 있다. 이 중, 상부 탄성부재 (11) 는 3차원 입체편물에 요철부를 형성하여 구성되어 있다. 예컨대, 좌석구조의 시트부에 적용하는 경우에는 이 좌석구조를 형성하는 대향하는 사이드 프레임 (도시하지 않음) 사이에 소정의 신장률로 놓여져 장설 (張設) 된다. 또한, 3차원 입체편물 자체가 갖는 특성을 충분히 기능시키고, 장설시의 두께방향 및 면방향의 탄성변형에 의해 하중특성의 가압동작에서의 작은 하중영역에서 근육의 하중특성에 근사시켜 복귀동작에서의 작은 변위영역에서 반력을 작게 하기 위해서는, 높은 장력을 가하여 장설하는 것은 바람직하지 않고 신장률 5% 미만으로 장설하는 것이 바람직하다.
하부 탄성부재 (12) 는 플루마플렉스 (plumaflex) 등의 망형상 탄성부재나 면형상 탄성부재로 형성되고, 이 쿠션구조 (10) 를 상기와 같이 예컨대 좌석구조에 적용하는 경우에는 상부 탄성부재 (11) 를 장설하고 있는 사이드 프레임 (도시하지 않음) 또는 그 하부에 배열된 프레임재 등에 일단이 걸어맞춰진 금속스프링 (15) 을 통하여 이 금속스프링 (15) 의 타단에 걸어맞춰지게 함으로써 지지되어 있다. 하부 탄성부재 (12) 와 금속스프링 (15) 에 의해 만들어지는 스프링특성은 3차원 입체편물로 이루어지는 상부 탄성부재 (11) 보다 선형성이 강하고, 상부 탄성부재 (11) 와 조합했을 때의 직경 98㎜ 의 압축판에 의한 35N 내지 100N 의 스프링정수가 둔부 근육의 스프링정수와 근사한 것이 되는 것이 바람직하다. 한편, 상부 탄성부재 (11) 는 20N 이하의 영역에서 넓은 면적에는 가압에 대한 면강성이 높지만, 직경 30㎜ 내지 직경 20㎜ 정도의 압축판에 의해 오목부과 그 양쪽 볼록부의 아래쪽 부근을 압압하여 측정했을 때의 부분 스프링정수는 요철부로 이루어지는 이랑을 구비하고 있다는 형상적 요인에서, 하부 탄성부재 (12) 와 금속스프링 (15) 에 의해 만들어지는 스프링정수보다 작게 설정되어 있다. 이로써, 상기한 하중적인 함몰을 발생시켜 인체의 돌출된 부위가 닿았을 때는 부분적으로 함몰되기 쉬워져 (도 13 참조) 피트감이 향상된다.
3차원 입체편물로 이루어지는 상부 탄성부재 (11) 는 후술하는 바와 같이 그 두께는 5∼30㎜ 정도로 두께방향의 변위스트로크량이 작은 동시에, 작은 변위영역에서의 하중특성이 매우 작아 반력이 거의 없는 하중특성을 갖기 때문에 부하하중이 소정 이상이 되면 푹 꺼지는 느낌을 생기게 한다. 따라서, 선형성이 강한 스프링특성을 구비한 하부 탄성부재 (12) 와 금속스프링 (15) 에 의해 상부 탄성부재 (11) 의 복원력을 보충하고, 그 탄성력에 의해 소정 이상의 하중영역에서 생기는 푹 꺼지는 느낌을 방지한다.
또한, 상기한 하부 탄성부재 (12) 와 금속스프링 (15) 에 의해 만들어지는 스프링특성을, 면강성을 갖는 망형상 탄성부재나 면형상 탄성부재로 이루어지는 하부 탄성부재 단독으로 갖는 구조로 할 수도 있다. 즉, 하부 탄성부재 단독으로, 상기 금속스프링의 스프링특성과 높은 면강성을 겸비한 스프링특성을 갖는 것을 사용할 수도 있다. 물론, 이 경우에는 사이드 프레임에 대해 하부 탄성부재가 직접 장설된다.
상기 탄성부재 (11) 와 하부 탄성부재 (12) 는 무부하시에 닿도록 배열할 수도 있는데, 예컨대 좌석구조의 시트부에 적용하는 경우에는 다소 이간시켜 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 상부 탄성부재 (11) 자체가 하부 탄성부재 (12) 에 닿을 때까지 소정 스트로크량을 갖게 되기 때문에, 상부 탄성부재 (11) 가 갖는 두께방향의 변형 및 면방향의 신장에 의한 작은 하중영역 및 작은 변위영역에서의 피트감을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 쿠션구조 (20) 의 일 양태를 나타내는 도면이다. 제 2 실시형태에서는 상부 탄성부재 (21), 하부 탄성부재 (22), 및 양쪽 사이에 배열되는 중간 탄성부재 (23) 의 3층 구조로 되어 있다. 상부 탄성부재 (21) 는 요철부를 형성한 3차원 입체편물로 이루어지고, 상기 제 1 실시형태에 관련되는 상부 탄성부재 (11) 와 동일한 기능을 구비하고 있다. 하부 탄성부재 (22) 는, 예컨대 금속와이어를 망형상으로 짜서 형성한 플루마플렉스 등의 망형상 탄성부재나 3차원 입체편물 등의 면형상 탄성부재로 형성되고, 예컨대 좌석구조를 형성하는 적절한 프레임재 등에 금속스프링 (25) 을 통하여 배열되고, 상기 제 1 실시형태에 관련되는 하부 탄성부재 (12) 와 동일한 기능을 구비하고 있다.
중간 탄성부재 (23) 는 3차원 입체편물로 형성되고, 예컨대 좌석구조를 형성하는 시트부의 사이드 프레임 사이에 상부 탄성부재 (21) 의 하부에 적층되도록 배열되어 있다. 중간 탄성부재 (23) 는 하중영역이 소정 이상으로 된 경우에, 상기와 같이 작은 하중영역에서 유연한 하중특성을 발휘하도록 형성된 상부 탄성부재 (21) 보다 면강성이 높고, 그 필요 이상의 가라앉음을 방지하여 그 강성감에 의해 착좌시나 옆으로 누웠을 때의 안정감을 증가시키는 동시에, 하부 탄성부재 (22) 와 동일한 상부 탄성부재 (21) 의 푹 꺼지는 느낌을 억제하고, 또 금속스프링 (25) 이나 사이드 프레임에 의한 이물감을 경감시키기 위해 형성된다. 또한, 상부 탄성부재 (21) 와 중간 탄성부재 (23) 중 어느 하나, 바람직하게는 양쪽을 각 사이드부가 자유단이 되도록 배치함으로써 착좌시 등에는 그 입력하중에 따른 변형에 의해 각 사이드부가 도면에서 상방 (법선방향) 으로 롤링하도록 회전방향으로 움직여 전단방향으로의 힘이 그다지 발생하지 않기 때문에, 입력하중이 분산되어 착좌자로의 반력을 매우 작게 할 수 있다. 따라서, 중간 탄성부재 (23) 를 구성하는 3차원 입체편물은 이러한 기능을 발휘할 수 있도록 상부 탄성부재 (21) 보다 높은 장력으로 배열하거나, 변형허용도 (자유도) 를 높여 인체로의 반력을 작게 하기 위해 각 사이드부가 회전자유단이 되도록 배치한다. 또, 그 자체 두께방향의 하중특성이 상부 탄성부재 (21) 보다 높은 것이나, 또는 휨량이 큰 것을 채택하는 등과 같이 하여 탄성이 풍부한 스프링감을 갖도록 형성된다.
또, 중간 탄성부재 (23) 는 상부 탄성부재 (21) 의 필요 이상의 가라앉음을 방지하고, 소정의 강성감을 발휘할 수 있는 탄성력을 구비하고 있으면 되고, 3차원 입체편물에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 3 에 나타낸 제 3 실시형태와 같이 중간 탄성부재 (33) 로서 소정 두께로 성형된 펠트를 사용할 수도 있다. 또한, 도 3 에 나타낸 제 3 실시형태의 쿠션구조 (30) 에서의 상부 탄성부재 (31) 의 구조, 금속스프링 (35) 을 통하여 지지된 하부 탄성부재 (32) 의 구조는 상기한 제 2 실시형태와 완전히 동일하다.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시형태에 관련되는 쿠션구조 (40) 를 나타내는 도면이다. 이 쿠션구조 (40) 는 특히 침구용 등의 매트로서 사용하는 경우에 적합한 구성으로 되어 있고, 상부 탄성부재 (41), 중간 탄성부재 (43), 및 하부 탄성부재 (42) 를 상하로 적층하여 형성되어 있다. 또, 상기 실시형태에서도 설명한 바와 같이, 각 탄성부재 (41∼43) 는 각 단말부를 연결시키지 않고 자유단이 되도록 배열하는 것이 바람직하고, 이로써 입력하중의 분산을 도모하여 인체로의 반 력을 작게 할 수 있다. 단, 이들 각 탄성부재 (41∼43) 를 봉제 등에 의해 연결시키는 경우라도 각 탄성부재 (41∼43) 의 단말부를, 그것들을 자유단으로 한 경우와 동일한 변형을 생기게 할 수 있는 여유를 남긴 상태로 연결하면, 각 탄성부재가 갖는 탄성에 의해 상기와 동일한 효과를 발생시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 각 탄성부재의 단말부를 자유단으로 하거나, 변경가능한 여유 (내지는 공간) 를 남기고 연결함으로써 입력하중의 분산을 도모하여 인체로의 반력을 작게 하는 효과는 본 실시형태에 한정되지 않고 다른 실시형태에서도 물론 동일하다.
상부 탄성부재 (41), 중간 탄성부재 (43), 및 하부 탄성부재 (42) 는 모두 3차원 입체편물로 이루어지고, 본 실시형태에서는 각각 하중특성이 다른 것을 서로 연결시키지 않고 적층시킴으로써 구성되어 있다.
상부 탄성부재 (41) 는 상기 제 1 실시형태의 상부 탄성부재 (11), 제 2 실시형태의 상부 탄성부재 (21) 및 제 3 실시형태의 상부 탄성부재 (31) 와 마찬가지로, 하중특성의 가압동작에서 근육의 하중특성에 근사시켜 복귀동작에서의 작은 변위영역에서 반력을 작게 하는 기능을, 이 쿠션구조 (40) 에 구비시키기 위해 배열된다. 따라서, 상부 탄성부재 (41) 는 스프링정수가 낮은, 유연한 하중특성으로 설정되어 있다. 단, 도 4 에서는 도 1 내지 도 3 에 나타낸 것과 달리 요철부를 형성하고 있지 않다. 요철부를 형성한 경우에는 볼록부가 인접하는 오목부 사이에 단면 대략 아치형상으로 형성되게 되기 때문에, 바탕편물지 사이의 연결사가 경사져 배열되고, 이 볼록부가 하나의 아치형상의 스프링을 형성하도록 기능하여 그 구부림방향 및 수평방향의 탄성을 이용할 수 있다. 이로써, 요철부를 형성한 구조에서는 인체 근육의 하중특성과 근사한, 변형이 일정해도 반력이 감소하는 하중적인 함몰특성을 갖는 유연한 스프링정수를 용이하게 설정할 수 있다.
이에 반해, 요철부를 형성하지 않는 경우에는 요철부를 형성한 경우와 비교하면, 연결사는 대향하는 바탕편물지 사이에 그다지 경사지지 않게 배열되어 있고, 주로 연결사의 좌굴강도에 의해 하중특성이 결정되게 된다. 이로써, 요철부를 형성하지 않고 상기 제 1 내지 제 3 실시형태와 같은 유연한 하중특성을 부여함에 있어서는, 연결사가 편성시점에서 미리 소정의 경사로 배치되도록 설계하거나, 연결사의 굵기나 길이를 적절하게 선택함으로써 유연한 스프링감을 갖는 3차원 입체편물로 할 수 있다. 또한, 3차원 입체편물을 편성조직에 의해 유연한 스프링감을 구비한 구조로 함에 있어서는, 상기 연결사의 굵기나 길이 외에 연결사의 배열밀도, 연결사의 재질, 바탕편물지의 그물코형상, 바탕편물지의 그물코사이즈, 바탕편물지를 구성하는 그랜드사의 재질, 연결사와 바탕편물지의 결합부분에서의 이음조임력 중 어느 한 요소 또는 임의의 2 개 이상의 요소의 조합에 의해 제조할 수 있다. 물론, 요철부를 형성한 3차원 입체편물에서도 동일한 요소의 조정에 의해 요철부의 폭 등이 동일해도 다양한 스프링감을 구비한 구조로 할 수 있다.
중간 탄성부재 (43) 는 상기 제 2 및 제 3 실시형태에 관련되는 중간 탄성부재 (23,33) 와 동일하게 하중영역이 소정 이상으로 된 경우, 작은 하중영역에서 유연한 하중특성을 발휘하도록 형성된 상부 탄성부재 (41) 의 필요 이상의 가라앉음을 방지하고, 그 자유단에 의해 만들어지는 변위와 탄성부재 자체가 갖는 강성감에 의해 착좌시나 옆으로 누웠을 때의 안정감을 증가시키는 동시에, 하부 탄성부재 (42) 와 함께 상부 탄성부재 (41) 의 푹 꺼지는 느낌을 억제하기 위해 형성된다. 예컨대, 상부 탄성부재 (41) 보다 딱딱한 스프링감을 갖도록 형성된 3차원 입체편물을 사용할 수 있다.
하부 탄성부재 (42) 는 상기 제 1 내지 제 3 실시형태의 하부 탄성부재 (12,22,32) 와 동일하게 탄성력에 의해 푹 꺼지는 느낌을 방지하기 위해 배열되고, 상부 탄성부재 (31) 보다 선형성이 높은 스프링특성을 구비한 3차원 입체편물이 채택된다.
또한, 이 제 4 실시형태에서의 중간 탄성부재 (43) 및 하부 탄성부재 (42) 로는 3차원 입체편물에 한정되지 않고, 상기한 소정의 특성을 구비한 다른 부재, 예컨대 펠트, 폴리우레탄 폼 등으로 대체시킬 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 제 5 실시형태에 관련되는 쿠션구조 (50) 를 나타내는 도면이다. 이 쿠션구조 (50) 는 제 4 실시형태와 동일하게, 침구용 등의 매트로서 사용하는 경우에 적합한 구성으로 되어 있고, 3차원 구조의 입체편물로 이루어지는 6 개의 탄성부재 (51∼56) 가 상하로 적층되어 구성되어 있다.
본 실시형태에서는 최상부에 배치된 제 1 탄성부재 (51) 와 최하부에 배치된 제 6 탄성부재 (56) 는 상기 제 1 실시형태의 상부 탄성부재 (11) 등과 동일하게 요철부를 갖는 3차원 입체편물로 형성되고, 하중특성의 가압동작에서의 작은 하중특성에서 근육의 하중특성에 근사시켜 복귀동작에서의 작은 변위영역에서 반력을 작게 하기 위한 기능을 갖고 있고, 넓은 면적에서의 강성감은 높지만 직경 30㎜ 의 압축판에 의한 부분 스프링정수는 낮아 유연한 하중특성으로 설정되어 있다.
상기한 제 1 탄성부재 (51) 와 제 6 탄성부재 (56) 사이에 배열되는 4 층의 탄성부재 중, 도 5 에서 위에서 2 번째 제 2 탄성부재 (52) 및 위에서 4 번째 제 4 탄성부재 (54) 는 상기한 제 2 실시형태에서의 중간 탄성부재 (23) 등에 상당하는 기능을 구비하고, 하중영역이 소정 이상으로 된 경우에 작은 하중영역에서 유연한 하중특성을 발휘하도록 형성된 제 1 및 제 6 탄성부재 (51,56) 의 필요 이상의 가라앉음을 방지하여 그 강성감에 의해 착좌시나 옆으로 누웠을 때의 안정감을 증가시키는 동시에, 하중을 분산시켜 인체로의 반력이나 푹 꺼지는 느낌을 억제하기 위해 형성된다.
한편, 제 3 탄성부재 (53) 및 제 5 탄성부재 (55) 는 상기한 제 1 실시형태에 관련되는 하부 탄성부재 (12) 와 금속스프링 (15) 에 의해 만들어지는 스프링특성과 동일한 스프링특성을 구비하고 있고, 직경 98㎜ 의 압축판에 의한 하중특성은 35N 이상 100N 이하의 영역에서 둔부 근육의 하중특성과 근사하다. 또한, 제 1 탄성부재 (51) 와 제 6 탄성부재 (56) 사이에 배열되는 제 2 내지 제 5 탄성부재 (52,53,54,55) 는 어느 하나가 주로 강성감을 보충하고, 다른 어느 하나가 주로 높은 스프링감을 발휘할 수 있는 것이면 되고, 그 적층순서나 적층수는 한정되는 것은 아니다. 또, 본 실시형태에서도 하중분산기능을 높이기 위해 상기 제 4 실시형태와 동일하게 단말부를 자유단으로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 제 1 실시형태에서의 상부 탄성부재 (11), 제 2 실시형태에서의 상부 탄성부재 (21) 또는 중간 탄성부재 (23), 제 3 실시형태에서의 상부 탄성부재 (31), 제 4 실시형태에서의 상부 탄성부재 (41), 중간 탄성부재 (43) 또는 하부 탄성부재 (42), 및 제 5 실시형태에서의 제 1 내지 제 6 탄성부재 (51∼56) 로서 사용되는 3차원 입체편물 (100) 의 구조에 대해 도 6 내지 도 9 에 기초하여 설명한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 이 3차원 입체편물 (100) 은 서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지 (110,120), 이 한쌍의 바탕편물지 (110,120) 사이를 왕복하여 양쪽을 결합하는 다수의 연결사 (130) 를 갖는 입체적인 3차원 구조로 구성되어 있다.
한쪽 바탕편물지 (110) 는 예컨대 도 7 에 나타낸 바와 같이 단일섬유를 꼰 실로 웨일방향 및 코스방향 중 어느 방향과도 연결된 평평한 편물지조직 (가는 이음) 으로 형성되어 있다. 이에 반해, 다른 바탕편물지 (120) 는 예컨대 도 8 에 나타낸 바와 같이 단섬유를 꼰 실로 벌집형상 (육각형) 메시를 갖는, 한쪽 바탕편물지 (110) 보다 큰 그물코구조로 형성되어 있다. 물론, 이 편물지조직은 어디까지나 일례이며, 가는 이음조직이나 벌집형상 이외의 편물지조직을 채택할 수도 있다. 연결사 (130) 는 한쪽 바탕편물지 (110) 와 다른쪽 바탕편물지 (120) 가 소정의 간격을 유지하도록 이 한쌍의 바탕편물지 (110,120) 사이에 짜넣은 것으로, 입체 메시 니트로 되어 있는 3차원 입체편물 (100) 에 소정의 강성을 부여하고 있다.
바탕편물지 (110,120) 를 형성하는 그랜드사의 굵기 등은 특별히 한정되는 것은 아니고, 입체편물지에 필요한 인성강도를 구비시킬 수 있는 동시에, 편성작업이 곤란해지지 않는 범위의 것이 선택된다. 또, 그랜드사로는 모노필라멘트사를 사용할 수도 있지만, 촉감 및 표면감촉의 유연함 등의 관점에서 멀티필라멘트사나 스펀사를 사용하는 것이 바람직하다.
연결사 (130) 로는 모노필라멘트사를 사용하는 것이 바람직하고, 굵기 167∼1100dtex 의 범위인 것이 바람직하다. 멀티필라멘트사에서는 복원력이 양호한 쿠션성을 부여할 수 없고, 또 굵기가 167dtex 를 밑도는 경우는 인성강도를 얻기 어렵고, 1100dtex 를 웃도는 경우에는 지나치게 딱딱해져 알맞은 스프링성 (쿠션성) 을 얻을 수 없기 때문이다. 즉, 연결사 (130) 로서 상기 범위의 모노필라멘트사를 채택함으로써 착좌자의 하중을 각 바탕편물지 (110,120) 를 구성하는 그물코의 변형과 연결사 (130) 의 쓰러짐 및 좌굴특성, 그리고 그 좌굴특성에 스프링특성을 부여하는 인접한 연결사 (130) 의 복원력에 의해 지지할 수 있고, 즉 복원력을 갖는 좌굴특성에 의해 지지할 수 있어 유연한 스프링특성을 갖는 응력집중이 일어나지 않는 유연구조로 할 수 있다. 또한, 요철부를 형성한 경우에는 후술하는 바와 같이 단면 대략 아치형상의 스프링요소를 형성할 수 있기 때문에 추가로 유연한 스프링특성을 부여할 수 있다.
그랜드사 또는 연결사 (130) 의 소재로는 특별히 한정되는 것은 아니고, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 레이온 등의 합성섬유나 재생섬유, 울, 견, 면 등의 천연섬유를 들 수 있다. 상기 소재는 단독으로 사용하거나, 이들을 임의로 병용할 수도 있다. 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (PBT) 등으로 대표되는 열가소성 폴리에스테르계 섬유, 나일론6, 나일론66 등으로 대표되는 폴리아미드계 섬 유, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 대표되는 폴리올레핀계 섬유, 또는 이들 섬유를 2 종 이상 조합한 것이다. 또한, 폴리에스테르계 섬유는 리사이클성이 우수하여 바람직하다. 또, 그랜드사 또는 연결사 (130) 의 사형상도 한정되는 것은 아니며, 환 단면사이거나 이형 단면사 등이어도 된다.
연결사 (130) 의 배열방식 (파일조직) 으로는 각 바탕편물지 (110,120) 를 연결하는 연결사 (130) 를 측면에서 본 상태로 나타내면, 보다 구체적으로는 예컨대 도 9 에 나타내는 바와 같은 종류로 분류된다. (a), (b) 는 바탕편물지 (110,120) 사이에 연결사 (130) 를 거의 수직으로 짜넣은 스트레이트 타입으로, 이 중 (a) 는 8 자형상으로 하여 스트레이트로 짠 것이며, (b) 는 단순한 스트레이트로 짠 것이다. (c)∼(e) 는 바탕편물지 (110,120) 사이에서 연결사 (130) 가 도중에 교차하도록 짠 크로스 타입으로, 이 중 (c) 는 8 자형상으로 크로스시킨 것이며, (d) 는 단순한 크로스로 짠 것이며, (e) 는 2 개씩 모아 크로스 (더블 크로스) 시킨 것이다. 또한, (c)∼(e) 에 나타낸 바와 같이, 연결사 (130) 끼리를 교차시켜 경사지게 배치한 경우에는, 연결사 (130) 를 바탕편물지 (110,120) 사이에 거의 수직으로 배치한 형태와 비교하여 ((a),(b) 참조), 각 연결사 (130) 의 좌굴강도에 의해 충분한 복원력을 유지하면서 압축률이 큰 유연한 스프링특성을 부여할 수 있다.
여기에서, 상기한 제 1 내지 제 3 실시형태의 상부 탄성부재 (11,21,31) 및 제 5 실시형태의 제 1, 제 6 탄성부재 (51,56) 로서 사용함에 있어서는, 상기한 3차원 입체편물 (100) 을 도 10 및 도 11 에 나타낸 바와 같이 오목부 (150) 및 볼록부 (160) 를 갖는 구조로 가공한다. 즉, 3차원 입체편물 (100) 에 대해 코스방향을 따라 소정 간격마다 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지 (110,120) 가 근접하도록 가공함으로써 오목부 (150) 를 형성하고, 인접하는 오목부 (150,150) 사이에 볼록부 (160) 를 형성한다.
오목부 (150) 는 한쌍의 바탕편물지 (110,120) 면 중, 한쪽으로만 형성할 수도 있지만, 도 10 및 도 11 에 나타낸 바와 같이 양쪽으로 형성할 수도 있다. 바탕편물지 (110,120) 끼리를 근접시켜 오목부 (150) 를 형성하는 수단으로는 용착수단, 접착수단 외에, 미싱재봉에 의한 봉합수단, 나아가서는 융착섬유를 바탕편물지 (110,120) 사이에 개재시켜 융착섬유를 용융시켜 접합하는 수단 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 진동용착수단을 사용하는 것이 바람직하다. 용착부위의 강체화를 피할 수 있는 동시에 접합강도가 강력하기 때문이다.
이렇게 하여 오목부 (150) 를 형성함으로써 이 오목부 (150) 의 형성부위에서는 해당 영역에 배치된 연결사 (130) 가 경사지거나 휘게 되고, 또한 오목부 (150) 를 통하여 인접하는 볼록부 (160) 영역에 연결사 (130) 가 이동하도록 편재시켜 나가는 것도 생기고, 해당 영역에서는 부근의 연결사 (130) 끼리 교락 접합된다. 이와 같이 교락 접합되는 결과, 해당 연결사 (130) 는 교락부 (130a) 를 사이에 형성한 양쪽이, 각각의 결합대상이 되고 있는 바탕편물지 (110) 또는 바탕편물지 (120) 에 대해 각각 독립된 스프링요소 (변형요소) 로서 기능할 수 있게 된다. 따라서, 도 12 에 모식적으로 나타낸 바와 같이 어떤 한 오목부 (150) 에서 교락된 연결사 (130) 의 교락부 (130a) 로부터, 인접하는 오목부 (150) 에서 교락된 연결사 (130) 의 교락부 (130a) 까지의 사이가 바탕편물지 (110) 와 해당 영역에 배치된 연결사 (130) 를 포함하여 단면 대략 아치형상의 한 스프링요소 및 사간 마찰에 의한 감쇠요소로 간주할 수 있는 구조가 형성되게 된다.
이로 인해, 요철부를 갖는 3차원 입체편물은 오목부 (150) 와 볼록부 (160) 의 탄성률이 다르게 되어 볼록부 (160) 가 부하하중에 의해 압축변형될 때는 3차원 입체편물 (100) 에 요철부를 형성하지 않고 사용하는 경우와 비교하여, 연결사 (130) 의 좌굴강도가 상대적으로 작아져 좌굴특성이 나타나기 어렵고, 도 12 의 상상선으로 나타낸 바와 같이 교락된 연결사 (130) 를 포함하는 단면 대략 아치형상의 스프링요소의 구부림방향의 탄성기능이 상대적으로 커진다. 즉, 볼록부 (160) 의 스프링특성은 요철부를 형성하지 않는 것을 제외하고 동일한 조건으로 형성된 3차원 입체편물과 비교하면, 스프링정수가 작아져 미소 하중역으로부터 변형되기 쉬워져 좌굴특성이 나타나기 어렵다. 이로 인해, 요철부를 형성한 3차원 입체편물은 요철부를 형성하지 않는 경우와 비교하면, 히스테리시스 로스량의 최대량이 작아져 선형성이 높아진다. 단, 그 하중특성에서는 통상적인 3차원 입체편물은 연결사 (130) 의 복귀시의 사간 마찰에 의해, 또 요철부를 갖는 3차원 입체편물에서는 상기 구부림탄성에 사간 마찰이 작용하기 때문에, 오목부의 사간 마찰이 더욱 증대하고, 복귀시에 하중이 제로가 되어도 히스테리시스에 의해 복귀동작이 지연되는 점탄성체와 유사한 특성을 나타낸다. 이 결과, 입력에 따라 변형방향 등이 변화하여 입력에 대응한 스프링요소나 감쇠요소가 작용하게 된다.
또, 요철부를 형성한 3차원 입체편물에서는 오목부 (150) 에서 연결사 (130) 를 교락 접합시킴으로써 오목부 (150) 의 형성라인에 대해 대략 직교하는 방향으로 신축하는 탄성도 부여된다. 이로 인해, 좌석구조의 시트프레임 등에 장설했을 때는, 두께방향으로 생기는 단면 대략 아치형상의 스프링요소에 의한 구부림방향의 스프링성 외에, 이것과 대략 직교하는 면방향으로 생기는 탄성 (스프링성) 이 단면 대략 아치형상의 스프링요소를 형성하는 연결사에 의해 가해짐으로써 이 신장이 스프링정수를 낮추는 데에 더욱 기여한다. 또한, 사간 마찰의 증대에 의한 점탄성체와 유사한 특성에 의해 감쇠특성도 커진다. 따라서, 상기 제 1 내지 제 3 실시형태로 나타낸 각 하부 탄성부재 (12,22,32) 에 대해 상부 탄성부재 (11), 중간 탄성부재 (23,33) 가 각각 소정의 간극을 두고 배열됨으로써 요철부를 구비한 3차원 입체편물로 이루어지는 각 상부 탄성부재 (11,21,31) 의 횡방향의 신장이 유효하게 기능하고, 복귀동작의 지연특성이 보다 현저하게 나타나 감쇠비도 커진다.
또, 도 13 에 나타낸 바와 같이 인체의 뼈에 의해 돌출된 부위 (직경 30㎜ 의 압축판에 거의 상당) 가 닿은 시점에서는 오목부 (150) 를 사이에 형성한 양쪽 볼록부 (160) 가 움푹 들어가면서 외측으로 벗어나도록 변형되어 부분적 함몰이 생긴다. 그 후, 다시 하중이 가해져 넓은 면적으로 가압되었을 때는 3차원 입체편물 전체로 하중을 지지하게 되는데, 이와 같은 요철부를 가짐으로써 도 13 에 나타낸 바와 같은 변형을 나타내기 때문에 작은 변위영역에서의 피트감이 향상되는 것이다.
상기 각 실시형태의 상부 탄성부재 (11,21,31,41) 및 제 5 실시형태의 제 1, 제 6 탄성부재 (51,56) 는 유연한 스프링특성을 갖고, 또한 소정의 변위량 이하에서의 반력을 작게 하고 있지만, 상부 탄성부재 (11,21,31,41) 등의 변위량이 큰 경우에는 근육에 전단력이 작용하여 오히려 근육 부담의 증가로 이어진다. 따라서, 각 상부 탄성부재 (11,21,31,41) 등은 그 최대 변형량이 그다지 커지지 않도록 한쌍의 바탕편물지를 포함한 두께 (요철부를 형성한 경우에는 볼록부의 두께) 가 5∼30㎜ 의 범위가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.
(시험예)
도 1 에 나타낸 제 1 실시형태의 상부 탄성부재 (11), 도 2 에 나타낸 제 2 실시형태의 상부 탄성부재 (21), 도 3 에 나타낸 제 3 실시형태의 상부 탄성부재 (31), 및 도 4 에 나타낸 제 4 실시형태의 상부 탄성부재 (41), 도 5 에 나타낸 제 5 실시형태의 제 1, 제 6 탄성부재 (51,56) 로서 사용가능한 3차원 입체편물 (시험예 1∼4) 단독의 하중특성을 측정하였다. 측정은 직경 200㎜ 의 원형 압축판을 50㎜/분의 속도로 압압함으로써 실시하였다. 결과를 도 15 에 나타낸다.
또한, 시험예 1 내지 4 의 3차원 입체편물의 제조조건은 다음과 같다. 시험예 1 의 3차원 입체편물은 요철부는 없고, 도 14 에 나타낸 바와 같이 1 또는 복수 웨일마다 이간시켜 형성한 이랑부 (띠형상부) (200) 와 이랑부 (200) 사이에 공간부 (210) 를 갖는 구조이다. 공간부 (210) 에는 인접하는 이랑부 (200) 끼리를 가교하도록 1 내지 수 코스의 범위에 걸쳐 연결부 (220) 가 형성되어 있다. 시험예 2 내지 시험예 4 는 도 10 내지 도 11 에 나타낸 바와 같이 모두 요철부를 형성하고 있다. 비교예는 진동용착에 의해 오목부를 형성하고 있지 않는 것을 제외하고 시험예 4 의 제조조건과 동일하며, 압축률은 13.2%, 압축탄성률은 98.1% 였다.
시험예 1
편물기: 더블 러셀 편물기 (9 게이지/2.54㎝, 북간 거리 15㎜)
웨일밀도: 10 개/2.54㎝
코스밀도: 14 개/2.54㎝
마무리두께 (한쌍의 바탕편물지의 표면간 거리): 11.5㎜
한쪽 바탕편물지의 그랜드사: 1170dtex/96f 폴리에스테르ㆍBCF 멀티필라멘트 (권축가공사)
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사: 660dtex/192f 폴리에스테르ㆍBCF 멀티필라멘트 (권축가공사)
연결사: 660dtex/1f 폴리에스테르
한쪽 바탕편물지의 조직: 2 코스 메시의 변화조직
다른쪽 바탕편물지의 조직: 퀸스 코드
한쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1830dtex (일부 3000dtex)
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1980dtex
이랑부의 압축률: 49.5%
이랑부의 압축탄성률: 98.8%
이랑부와 다른 부위의 압축률 차이: 5.2%
이랑부 폭: 6 웨일
공간부 폭: 1 웨일
시험예 2
편물기: 더블 러셀 편물기 (9 게이지/2.54㎝, 북간 거리 15㎜)
웨일밀도: 10 개/2.54㎝
코스밀도: 14 개/2.54㎝
마무리두께 (한쌍의 바탕편물지의 표면간 거리): 11.5㎜
한쪽 바탕편물지의 그랜드사: 1170dtex/96f 폴리에스테르ㆍBCF 멀티필라멘트 (권축가공사)
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사: 660dtex/192f 폴리에스테르ㆍBCF 멀티필라멘트 (권축가공사)
연결사: 660dtex/1f 폴리에스테르
한쪽 바탕편물지의 조직: 2 코스 메시의 변화조직
다른쪽 바탕편물지의 조직: 퀸스 코드
한쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1830dtex (일부 3000dtex)
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1980dtex
볼록부의 압축률: 57.9%
볼록부의 압축탄성률: 98.8%
볼록부와 오목부의 압축률 차이: 57.8%
오목부의 진동용착조건: 가압력 18.2kgf/㎡, 진폭 1.0㎜, 시간 1.2sec
볼록부 폭: 5 웨일
오목부 폭: 2 웨일
시험예 3
편물기: 더블 러셀 편물기 (9 게이지/2.54㎝, 북간 거리 15㎜)
웨일밀도: 9.8 개/2.54㎝
코스밀도: 12.8 개/2.54㎝
마무리두께 (한쌍의 바탕편물지의 표면간 거리): 12.05㎜
한쪽 바탕편물지의 그랜드사: 1170dtex/384f
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사: 560dtex/70f
연결사: 560dtex/1f
한쪽 바탕편물지의 조직: 1 리피트 2 코스 메시
다른쪽 바탕편물지의 조직: 퀸스 코드
한쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1730dtex
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1120dtex
볼록부의 압축률: 89.1%
볼록부의 압축탄성률: 100%
볼록부와 오목부의 압축률 차이: 89.0%
오목부의 진동용착조건: 가압력 21.7kgf/㎡, 진폭 1.0㎜, 시간 1.0sec
볼록부 폭: 6 웨일
오목부 폭: 2 웨일
시험예 4
편물기: 더블 러셀 편물기 (9 게이지/2.54㎝, 북간 거리 15㎜)
웨일밀도: 9 개/2.54㎝
코스밀도: 13.5 개/2.54㎝
마무리두께 (한쌍의 바탕편물지의 표면간 거리): 11.5㎜
한쪽 바탕편물지의 그랜드사: 1170dtex/96f
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사: 660dtex/192f
연결사: 660dtex/1f
한쪽 바탕편물지의 조직: 볼록부는 1 리피트 4 코스 메시, 오목부는 W 아틀라스 변형
다른쪽 바탕편물지의 조직: 퀸스 코드
한쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 2050dtex (일부 3220dtex)
다른쪽 바탕편물지의 그랜드사와 연결사에 의해 형성되는 그물코의 합계 굵기: 1540dtex
볼록부의 압축률: 20.0%
볼록부의 압축탄성률: 94.3%
볼록부와 오목부 (310) 의 압축률 차이: 6.8%
오목부의 진동용착조건: 가압력 18.2kgf/㎡, 진폭 1.0㎜, 시간 1.2sec
볼록부 폭: 9 웨일
오목부 폭: 3 웨일
또한, 압축률 및 압축탄성률은 JASO 규격 M404-84 「압축률 및 압축탄성률」에 기초한 시험방법에 의해 측정된다. 구체적으로는 50㎜ ×50㎜ 로 잘라낸 3 장의 시료에, 각각 두께방향으로 초기하중 3.5g/㎠ (0.343kPa) 로 30 초간 가압했을 때의 두께를 측정하고, 이어서 200g/㎠ (19.6kPa) 의 압력하에서 10 분간 방치했을 때의 두께를 측정한다. 이어서, 하중을 제거하고 10 분간 방치 후, 다시 3.5g/㎠ (0.343kPa) 로 30 초간 가압했을 때의 두께를 측정한다. 그리고, 다음 식에 의해 압축률 및 압축탄성률을 산출하여 각각 3 장의 평균값으로 나타낸 것이다.
식 1:
압축률 (%) = {(t0-t1)/t0} ×100
식 2:
압축탄성률 (%) = {(t’0-t1)/(to-t1)} ×100
여기에, t0 은 3.5g/㎠ (0.343kPa) 로 가압했을 때의 두께 (㎜) 이며, t1 은 200g/㎠ (19.6kPa) 로 가압했을 때의 두께 (㎜) 이며, t’0 은 다시 3.5g/㎠ (0.343kPa) 로 가압했을 때의 두께 (㎜) 이다.
도 15 에서 알 수 있는 바와 같이, 직경 200㎜ 의 압축판에서의 초기하중범위 200N (약 20㎏) 까지의 왕행정 (가압동작) 에서의 하중특성을 보면, 압축률이 낮고 압축탄성률이 높은 비교예보다 각 시험예가 스프링정수가 낮게 되어 있다. 또, 요철부를 형성하고 있는지의 여부에 의해 상위하는 시험예 1 과 시험예 2 를 비교하면, 요철부를 형성한 시험예 2 가 스프링정수가 낮아 유연한 하중특성을 나타내고 있다. 이것은 단면 대략 아치형상의 스프링요소에 의한 구부림방향의 스프링성이 주로 이용됨으로써 좌굴특성과 이음조임력에 의한 마찰계수가 높은 통상적인 3차원 입체편물과 비교하여 히스테리시스 로스가 작아져 선형성이 높아지고 있는 것에 의한다.
그리고, 복행정 (복귀동작) 에서는 모두 히스테리시스 로스에 의해 가압동작의 스프링정수보다 낮아지고 있지만, 비교예의 경우에는 복귀동작에서의 변위량 2∼1㎜ 의 범위라도 스프링정수가 약 40N/㎜ 로 변위량 0㎜ 부근에 도달할 때까지 반력이 남는다. 이에 반해, 시험예 1 내지 4 의 경우에는 복귀동작에서 늦어도 변위량 1㎜ 에 도달한 이후는, 그 스프링정수가 후술하는 각 실시형태의 쿠션구조 전체에서의 가압동작의 스프링정수보다 더욱 낮아 거의 제로가 되는 반력의 매우 작은 구조로 되어 있다. 이 하중특성은 50㎜/분의 속도로 직경 200㎜ 의 압축판에 의해 압압하여 측정한 것인데, 3차원 입체편물 단독의 하중특성으로는 상기한 바와 같이 부분적인 변형에 의해 작은 변위영역에서의 피트감을 향상시키는 기능을 갖는 것이 요구되는 점에서, 상기 복귀동작에서의 변위량 20㎜ 이하에서 늦어도 1㎜ 에 도달할 때까지 그 이후의 스프링정수가 대략 제로가 되는 특성은, 50㎜/분의 속도로 직경 30㎜ 의 가압판으로 압압했을 때 발휘할 수 있는 것이 바람직하다 (도 13 참조).
(실시예 1 내지 5)
도 1 에 나타낸 제 1 실시형태 (실시예 1), 도 2 에 나타낸 제 2 실시형태 (실시예 2), 도 3 에 나타낸 제 3 실시형태 (실시예 3), 도 4 에 나타낸 제 4 실시형태 (실시예 4), 도 5 에 나타낸 제 5 실시형태 (실시예 5) 에 관련되는 쿠션구조 전체에 대해 하중특성을 측정하였다. 또한, 실시예 1 내지 3 에서의 상부 탄성부재 (11,21,31), 및 실시예 5 에서의 제 1, 제 6 탄성부재 (51,56) 로서 사용한 3차원 입체편물은 상기 시험예 2 에서 채택한 것으로, 볼록부의 길이방향이 사이드 프레임 사이의 간극방향을 따르도록 신장률 0% 로 장설하였다. 실시예 4 에서는 상기 시험예 1 에서 채택한 것을 상부 탄성부재 (41) 로서 사용하였다. 측정은 직경 98㎜ 의 원형 압축판을 50㎜/분의 속도로 3차원 입체편물 표면으로부터 100N (약 10㎏) 까지 압압함으로써 실시하였다. 결과를 도 16 에 나타낸다. 또, 인체의 둔부 근육에 대해서도 직경 98㎏ 의 원형 압축판에 의해 동일하게 압축하여 하중특성을 측정하여 동일 도면에 나타냈다.
또, 실시예 1 내지 실시예 3 의 각 하부 탄성부재 (12,22,32) 는 모두 동일 플루마플렉스를 좌우 각각 4 개씩 금속스프링으로 지지하여 장설하였다. 사용 된 금속스프링은 선재직경 2.6㎜, 코일길이 54.6㎜, 코일평균직경 16.1㎜, 권취수 20, 스프링정수 0.55N/㎜ 의 코일스프링이다.
도 16 에서 알 수 있는 바와 같이, 하중특성의 왕행정 (가압동작) 에서의 스프링정수는 모두 0.1∼10N/㎜ 의 범위인 동시에, 히스테리시스 로스량이 10∼20N 의 범위이며, 특히 하중상의 평형점 이상의 영역인 35∼100N 의 범위에서는 근육의 스프링특성과 근사한 낮은 스프링정수였다. 또한, 바람직한 스프링정수는 근육의 스프링정수에 의해 근사한 0.1∼5N 의 범위이다. 또, 히스테리시스 로스량은 상기한 바와 같이 직경 98㎜ 의 압축판으로 가압하여 측정했을 때의 특성으로 10∼20N 의 범위가 보다 바람직하지만, 40N 이하의 범위이면 된다.
한편, 하중특성의 복행정 (복귀동작) 에서는 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 4 에서는 변위량이 없어지는 완전히 복원되기 전인 약 3∼5㎜ 에 도달하면, 그 이후의 스프링정수가 근육의 스프링정수보다 낮은 거의 제로가 되고, 또 실시예 3 및 실시예 5 에서는 변위량이 없어지는 완전히 복원되기 전인 약 15∼18㎜ 에 도달하면, 그 이후의 스프링정수가 거의 제로가 되었다. 즉, 상기 시험예 2 의 3차원 입체편물 단독의 하중특성에서는 약 2㎜ 에 도달한 시점에서 스프링정수가 제로 부근에 도달하였지만, 실시예와 같이 적층된 쿠션구조로 함으로써 스프링정수가 제로 부근에 도달하는 범위가 넒어지고 있을 알 수 있다.
이와 같은 점들로부터, 3차원 입체편물에 대해 푹 꺼짐을 방지하는 다른 탄성부재를 층형상으로 배치함으로써 경우에 따라서는 면강성이 높고 금속스프링이나 플루마플렉스 등의 이물감을 방지할 수 있는 또 다른 탄성부재를 층형상으로 배열 함으로써 소정의 변위량 이하, 즉 상기 실시예의 데이터를 고려하면, 변위량 20㎜ 이하로서 늦어도 2㎜ 에 도달할 때까지, 예컨대 실시예 3 이라면 변위량 약 15㎜ 이하에 도달한 이후에, 착좌자에게 반력을 느끼게 하지 않는 스프링특성을 구비시킬 수 있음을 알 수 있다. 이로써, 변위량 수㎜ 내지 십수㎜ 전후에서는, 가압시에는 근육과 유사한 0.1∼10N/㎜ 이하의 스프링정수에 의해 작은 하중으로 휘는 한편, 반력이 거의 입력되지 않는 하중적인 함몰을 생기게 하기 때문에, 각 실시예의 쿠션구조는 인체의 뼈에 의해 돌출된 부위가 닿는 경우와 같이, 작은 접촉면적에서는 착좌자에게 가볍게 닿고 있는 감각을 부여할 뿐, 혈류장해나 근육부담을 생기게 하는 반력은 없어 안심감이 있는 착좌감을 부여할 수 있다.
(실시예 6)
도 10 및 도 11 에 나타낸 바와 같은 요철부를 갖는 3차원 입체편물 (실시예 6) 을 평판 위에 탑재시키고 가압판의 사이즈 (직경) 를 변경하여 하중특성을 측정하였다. 결과를 도 17 내지 도 19 에 나타낸다. 도 17 은 직경 30㎜ 의 가압판을 사용하여 100N 까지 가압한 경우, 도 18 은 직경 98㎜ 의 가압판을 사용하여 100N 까지 가압한 경우, 도 19 는 직경 200㎜ 의 가압판을 사용하여 1000N 까지 가압한 경우이다. 또한, 모두 가압판의 속도는 50㎜/분이다. 또, 어느 경우에나 진동용착에 의해 요철부를 형성하지 않은 것을 제외하고, 실시예 6 과 동일한 조건으로 제작한 요철부를 갖지 않는 구조의 3차원 입체편물 (비교예) 에 대해 동일한 측정을 실시하였다.
우선, 도 17 에서 알 수 있는 바와 같이 직경 30㎜ 로 가압했을 때는 실시예 6 은 비교예보다 변위량에 대한 하중값이 전체적으로 저하되고 있어 복귀동작에서의 스프링정수가 대략 제로에 도달하는 변위량이 증가하고 있다. 따라서, 부분적으로 변위되기 쉬워 돌출된 부위가 맞닿았을 때는 반력이 작아지고 있음을 알 수 있다. 도 18 과 같이 직경 98㎜ (인체의 편측 둔부 크기에 상당) 로 가압했을 때도 동일하게 비교예와 비교하여 전체적으로 변위량에 대한 하중값이 저하되어 가압동작, 복귀동작 모두 스프링정수가 낮아지고, 비교예와 비교한 경우에는 반력이 작아지고 있음을 알 수 있다. 단, 도 17 의 직경 30㎜ 로 가압한 경우보다 선형성이 높아지고 있어 가압면적이 넓어진 만큼 면강성이 높아지고 있음을 알 수 있다. 도 19 의 직경 200㎜ 의 가압판으로 가압한 경우에도 동일하게 비교예와 비교하여 선형성이 높아져 면강성이 높아지고 있다.
이상으로부터, 실시예 6 과 같이 요철부를 갖는 구조로 함으로써 작은 접촉면적에서는 착좌자에게 가볍게 닿고 있는 감각을 부여할 뿐, 혈류장해나 근육부담을 생기게 하는 반력이 생기지 않고, 큰 접촉면적에서는 충분한 면강성을 발휘하여 착좌자의 체형차이를 흡수하면서 안심감이 있는 착좌감을 부여할 수 있음이 이 실험결과로부터 밝혀졌다고 할 수 있다.
여기에서, 좌석시트에 본 발명의 쿠션구조를 적용한 경우, 둔부가 닿는 부위에서는, 즉 시트 쿠션 부분는 뼈에 의한 돌출부위가 맞닿으면, 도 20 에 나타낸 바와 같이 부분적으로 휘어져 하중적인 함몰을 생기게 할 수 있는 한편, 도 21 에 나타낸 바와 같이 추가로 하중이 가해진 경우에는 입력형상 (둔부형상) 의 크기로 인해 넓은 면으로 하중을 지지할 수 있는 구조로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 둔부에 대해서는 그 형상이나 크기에 체격차이가 그다지 없기 때문에, 소정 이상의 하중이 된 경우에는 스프링성을 충분히 기능시켜 진동흡수성능을 높이기 위함이다. 따라서, 시트 쿠션 부분에서는 상기한 각 실시형태와 같이 요철부를 갖는 3차원 입체편물과 같은 반력이 작은 탄성부재에 대해 스프링성이 있는 다른 탄성부재 (플루마플렉스나 금속스프링 등) 를 배치하거나, 또 필요에 따라 면강성이 높은 또 다른 탄성부재를 배치한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 시트 백 부분에서는 골격구조에 의해 체격차이가 둔부보다 현저하게 나타나 뼈의 돌출위치도 둔부와 비교하여 크게 다르다. 이로 인해, 시트 백 부분를 형성하기 위한 쿠션구조는 체격차이를 흡수할 수 있는 기능에 중점을 둔 것이 바람직하다. 이 점, 종래의 폴리우레탄 폼을 사용한 쿠션구조에서는, 도 22(b) 에 상상선으로 나타낸 바와 같이 시트 백 부분의 대략 중앙부를 중심으로 양 사이드가 대략 중앙부로 가까이 당겨지도록 전체가 후방으로 휘기 때문에 체격차이 흡수기능의 점에서 불충분하다. 이에 반해, 상기 각 실시형태에서 설명한 3차원 입체편물을 사용하고, 또한 신장률 5% 미만으로 장설한 경우에는, 도 23 에 나타낸 바와 같이 작은 하중영역 및 변위영역에서 부분적으로 하중적인 함몰을 발생시킬 수 있는 동시에, 도 22(a) 에 나타낸 바와 같이 추가로 하중이 가해져도 골격구조에 추수하여 체격차이를 흡수하기 쉽고, 또한 사간 마찰에 의한 감쇠특성에 의해 몸에 피트되면서 변형되는 구조가 된다. 따라서, 시트 백 부분를 구성하는 쿠션구조에서는, 탄성부재로는 예컨대 상기 실시형태에서 설명한 요철부를 구비한 3차원 입체편물을 장설하는 구조로만 하고 다른 탄성부재를 배치하지 않는 구조로 하는 것이 바람직하다.
이로 인해, 도 24(a), (b) 에 나타낸 바와 같이 시트 쿠션 부분에서는 주로 스프링요소를 중시한 쿠션구조를 형성할 수 있는 동시에, 시트 백 부분에서는 주로 감쇠요소를 중시한 쿠션구조를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 이와 같은 이상적인 기능을 구비한 좌석시트구조를 쿠션구조의 조합 선택에 의해 간이하면서 저비용으로 실현시킬 수 있다는 이점도 구비하고 있다.
도 24(a), (b) 에 따라 시트 쿠션 부분에서는 플루마플렉스를 좌우 합계 8 개의 금속스프링 (코일스프링) 으로 지지하고, 그 위에 요철부를 구비한 3차원 입체편물을 배열한 본 발명의 쿠션구조를 채택하고 (도 1 참조), 시트 백 부분에서는 요철부를 구비한 3차원 입체편물만을 본 발명의 쿠션구조로 채택한 자동차용 시트를 제조하여 각각의 하중특성을 측정하였다. 또한, 3차원 입체편물은 시트프레임에 신장률 0% 로 지지시켰다.
도 25 는 시트 쿠션 부분에서 채택한 쿠션구조의 하중특성을 나타내고, 이 중, 파선은 금속스프링과 플루마플렉스 양쪽을 병합한 하중특성을, 가는 실선은 3차원 입체편물을 적층한 쿠션구조 전체의 하중특성을, 굵은 실선은 쿠션구조 전체의 스프링정수 (k) 를 나타내는 것이다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 3차원 입체편물에 금속스프링 및 플루마플렉스가 적층되어 배열되어 있는 점에서, 선형성이 높고 스프링특성이 크게 기여하고 있음을 알 수 있다. 또한, 복귀동작에서의 약 8∼10㎜ 이후에는 스프링정수가 대략 제로가 되고 있어 작은 변위영역에서 하중적인 함몰을 생기게 하였다.
도 26 은 시트 백 부분에서 채택한 쿠션구조, 즉 요철부를 구비한 3차원 입체편물로만 이루어지는 쿠션구조의 하중특성을 나타내고 있다. 또, 굵은 실선은 둔부의 하중특성이다. 이 결과로부터, 시트 백 부분에서 채택한 쿠션구조에서는 시트 쿠션 부분와 비교하여 히스테리시스 로스가 커져 감쇠요소가 크게 나타나고 있음을 알 수 있다. 또, 이 쿠션구조의 하중특성은 둔부의 하중특성과 대략 서로 유사하여 근육의 하중특성과 근사한 특성을 갖고 있음도 알 수 있다. 또, 복귀동작에서의 변위량 약 20㎜ 이후에는 스프링정수가 대략 제로가 되었다.
그리고, 상기 시트에 JM96 (쿠션분담 하중: 85㎏) 의 인간이 착좌하여 가진장치의 플랫 폼을 시트 쿠션 부분의 하부에 설치하고, 주파수에 대한 가속도 전달률 (G/G) 을 측정하여 결과를 도 27 에 파선으로 나타냈다. 비교를 위해 폴리우레탄 폼을 사용한 시트의 진동특성을 가는 실선으로 나타내고, 요철부를 갖지 않는 통상적인 3차원 입체편물을 사용한 시트 (단, 요철부를 갖지 않는 것을 제외하고, 그 외의 조건은 본 발명의 시트와 동일) 의 진동특성을 굵은 실선으로 나타냈다.
가속도 전달률 (G/G) 은 2.0 을 초과하면 승차감에 악영향을 끼치지만, 이 점, 어떤 경우에나 낮은 진동전달률로 억제되었다. 단, 폴리우레탄 폼을 사용한 시트와 비교하면 3차원 입체편물을 사용한 시트는 모두 진동전달률이 약간 낮아 바람직한 특성을 나타냈다.
또, 승차감에 크게 영향을 끼치는 것은 진동에 의해 골결 자체를 흔드는 2㎐ 이하와 5㎐ 의 동요임이 알려져 있다. 따라서, 공진봉 (共振峰) 은 이 범위를 피하고, 또 내장과의 공진이 되는 6∼8㎐ 의 가속도 전달률을 낮추는 것이 바람직하다. 이 점, 본 발명의 쿠션구조를 사용한 경우에는 공진봉이 2㎐ 와 5㎐ 사이로 설정되어 있는 동시에, 다른 2 개의 쿠션구조를 사용한 것보다 낮은 주파수로 설정되어 있다. 이로 인해, 6∼8㎐ 의 내장과 공진하는 범위의 가속도 전달률이 다른 2 개의 쿠션구조를 사용한 것보다 현저하게 낮아지고 있어, 본 발명의 쿠션구조를 사용한 경우에는 진동흡수성능의 점에서도 매우 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 쿠션구조는 서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지끼리를 연결사로 결합함으로써 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재를 포함하고, 가압동작에서의 스프링정수가 0.1∼10N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 동시에, 복귀동작에서는 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 2㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가 상기 가압동작에서의 스프링정수보다 낮게 설정된 구조이다. 이 결과, 착좌동작이나 기립동작 등에 의해 쿠션재에 닿았을 때, 수㎜ 내지 십수㎜ 전후의 하중적인 함몰 (스트로크) 을 생기게 하고, 그로 인해 인체가 쾌적하게 느끼는 피트감 (적응 용이성) 을 향상시킬 수 있어 혈류장해나 근육부담을 효과적으로 경감시킬 수 있다. 이로써, 특히 항공기의 좌석구조에 본 발명의 쿠션구조를 적용한 경우는, 이코노미 클래스 증후군이라 불리우는 혈류장해나 근육부담에 기인하는 장해의 발생을 방지하는 데에 효과적이다.

Claims (14)

  1. 서로 이간되어 배치된 한쌍의 바탕편물지끼리를 연결사로 결합함으로써 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재를 함유하여 구성되는 쿠션구조로서,
    이 쿠션구조의 하중특성으로서 가압동작에서의 스프링정수가 0.1∼10N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 동시에, 복귀동작에서는 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 2㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가 상기 가압동작에서의 스프링정수보다 낮게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가압동작에서의 스프링정수가 0.1∼5N/㎜ 의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하중특성에서의 가압동작과 복귀동작과의 히스테리시스 로스량이 40N 이하의 범위인 쿠션구조.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재는 직경 30㎜ 의 압축판에 의해 이 3차원 입체편물을 단독으로 가압했을 때의 하중특성으로서, 복귀동작에서의 변위량 20㎜ 이하로 늦어도 변위량 1㎜ 까지 복귀한 이후의 스프링정수가, 상기 전체 하중특성에서의 가압동작의 스프링정수보다 작고, 반력이 작은 구조인 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  5. 제 4 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은 두께가 5∼30㎜ 의 범위인 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  6. 제 4 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은 적어도 일면에 요철부가 형성되고, 오목부와 볼록부의 탄성이 다른 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  7. 제 6 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물은, 상기 볼록부가 인접하는 오목부 사이에 단면이 대략 아치형상으로 형성되고, 이 단면이 대략 아치형상의 볼록부의 구부림방향의 탄성과 오목부에 배치된 연결사의 슬라이딩에 따른 마찰에 의한 감쇠를 이용할 수 있는 구조인 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  8. 제 4 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재의 하부에, 가압시의 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 다른 탄성부재가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  9. 제 8 항에 있어서, 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가, 망형상 탄성부재, 면형상 탄성부재, 또는 금속스프링을 통하여 지지된 망형상 또는 면형상 탄성부재인 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  10. 제 8 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재에 대해 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가 소정의 간극을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  11. 제 4 항에 있어서, 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재 및 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재 외에, 반력이 작은 구조로 형성된 이 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재보다 면강성이 높은 또 다른 탄성부재가 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 또 다른 탄성부재의 상부에 반력이 작은 구조로 형성된 상기 3차원 입체편물로 이루어지는 탄성부재가 적층되고, 푹 꺼짐을 방지하는 기능을 하는 상기 다른 탄성부재가, 상기 또 다른 탄성부재의 하부에 소정의 간극을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 쿠션구조.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 탑승물용 시트 및 가구용 의자를 포함하는 각종 좌석구조, 또는 침구용 또는 착좌용 매트에 적용되는 쿠션구조.
  14. 제 13 항에 있어서, 항공기의 좌석구조에 적용되는 쿠션구조.
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