KR101723317B1 - 헤드레스트 및 이것을 구비한 차량용 시트 - Google Patents

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Abstract

두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 실현시킬 수 있는 헤드레스트 및 이것을 구비한 차량용 시트를 얻는다. 차량용 시트 (10) 의 헤드레스트 표피의 내측에서는, 헤드레스트 패드 (20) 의 일부를 구성하여 탄성 변형 가능한 제 1 우레탄 (30) 에 질량체 (34) 가 지지되어 있다. 즉 제 1 우레탄 (30) 및 질량체 (34) 를 구비한 다이나믹 댐퍼 (28) 가 구성되어 있다. 질량체 (34) 는 제 1 우레탄 (30) 의 탄성 중심 (30C) 에 대해서 시트 폭 방향으로 오프셋된 위치에 무게 중심 (34G) 이 설정되어 있다.

Description

헤드레스트 및 이것을 구비한 차량용 시트{HEADREST AND VEHICLE SEAT EQUIPPED WITH SAME}
본 발명은 헤드레스트 및 이것을 구비한 차량용 시트에 관한 것이다.
하기 특허문헌 1 에는 패드 내에 질량체를 일체로 지지시킴으로써, 다이나믹 댐퍼가 구성되는 차량용 시트가 개시되어 있다. 또, 하기 특허문헌 2 에는 형 엔벌로프 (mold envelope) 에 주입되어 발포 성형된 탄성 수지재와, 상기 형 엔벌로프에 대해서 고정 배치된 추를 구비함으로써 다이나믹 댐퍼가 구성되는 헤드레스트가 개시되어 있다. 이들 선행 기술에서는 다이나믹 댐퍼에 의해서 진동이 감쇠되기 때문에, NV 성능 (노이즈·앤드·바이브레이션 성능) 을 향상시킬 수 있다.
일본 공개특허공보 2001-161489호 일본 공개특허공보 2010-194246호
그러나, 이들 선행 기술에서는 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 실현시키는 점에 대해서는 개시되어 있지 않아, 이 점에 있어서 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상기 사실을 고려하여 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 실현시킬 수 있는 헤드레스트, 및 이것을 구비한 차량용 시트를 얻는 것이 목적이다.
본 발명의 제 1 양태에 관련된 헤드레스트는, 헤드레스트 표피의 내측에 배치되고, 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하여 탄성 변형 가능한 쿠션부를 구비한 헤드레스트 패드와, 상기 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하고, 상기 쿠션부에 지지되어 상기 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 오프셋된 위치에 무게 중심이 설정된 질량체를 갖고, 상기 헤드레스트 패드는 상기 쿠션부를 구성하는 제 1 쿠션재와, 상기 제 1 쿠션재보다 탄성 계수가 높은 제 2 쿠션재를 구비하고 있다.
상기 구성에 의하면, 차량용 시트의 헤드레스트 표피의 내측에는, 헤드레스트 패드가 배치되고, 헤드레스트 패드는 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하여 탄성 변형 가능한 쿠션부를 구비하고 있다. 또, 이 쿠션부에는 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하는 질량체가 지지되어 있다. 즉, 헤드레스트에는 쿠션부 및 질량체를 구비한 다이나믹 댐퍼가 형성되어 있다. 이 때문에 억제하고자 하는 시트 진동의 주파수 대역에서 다이나믹 댐퍼가 효과가 있도록, 다이나믹 댐퍼의 주파수 특성을 설정함으로써 시트 진동이 억제된다.
또, 질량체는 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 오프셋된 위치에 무게 중심이 설정되어 있다. 이 때문에, 시트 진동시에, 질량체는 진동 방향을 따라서 직선 운동하려고 하면서 무게 중심 둘레로 회전 운동하려고 한다. 그리고, 진동 방향을 따른 직선 운동과 무게 중심 둘레의 회전 운동의 비율은 진동 주파수의 고저에 따라서 변화하게 된다. 즉, 시트 진동시에, 질량체는 직선 운동을 주로 하는 모드와, 회전 운동을 주로 하는 모드의 두 가지 모드에서 변위될 수 있다. 그리고, 이 두 가지 모드에 대응하는 쿠션부의 스프링 정수 (定數) 가 변함으로써, 1 개의 질량체로 두 가지의 공진 주파수를 설정할 수 있게 된다.
또, 헤드레스트 패드는 쿠션부를 구성하는 제 1 쿠션재보다 탄성 계수가 높은 제 2 쿠션재를 구비하고 있다. 이 때문에, 후면 충돌시에는, 제 2 쿠션재에 의해서 탑승원의 머리부에 대한 헤드레스트의 지지 강성이 높아짐과 함께 질량체의 진폭도 억제된다. 그리고, 후자에 의해서, 질량체의 시트 전후 방향으로의 진동에서 기인되는 탑승원의 목부에 대한 부하가 경감된다.
본 발명의 제 2 양태는, 제 1 양태에 관련된 헤드레스트에 있어서, 상기 질량체의 무게 중심은 상기 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 시트 폭 방향 및 시트 상하 방향의 적어도 일방으로 오프셋된 위치에 설정되어 있다.
상기 구성에 의하면, 시트 전후 방향의 진동시에, 질량체는 시트 전후 방향으로 직선 운동하려고 하면서 무게 중심 둘레로 회전 운동하려고 한다. 그리고, 시트 전후 방향의 직선 운동과 무게 중심 둘레의 회전 운동 비율은 진동 주파수의 고저에 따라서 변화하게 된다. 즉, 시트 전후 방향의 진동시에, 질량체는 직선 운동을 주로 하는 모드와 회전 운동을 주로 하는 모드의 두 가지 모드에서 변위될 수 있다. 그리고, 이 두 가지 모드에 대응하는 쿠션부의 스프링 정수가 변함으로써, 시트 전후 방향의 진동에 대해서 1 개의 질량체로 두 가지의 공진 주파수를 설정할 수 있게 된다. 여기서, 시트 전후 방향의 진동을 수반하는 후면 충돌시에, 탑승원의 머리부에 대해서 헤드레스트의 추종성을 향상시키는 주파수 대역에서도 다이나믹 댐퍼가 효과가 있도록, 다이나믹 댐퍼의 주파수 특성을 설정함으로써 후면 충돌시에 있어서의 탑승원의 목부에 대한 부하가 경감된다.
본 발명의 제 3 양태는, 제 2 양태에 관련된 헤드레스트에 있어서, 상기 질량체의 형상은 좌우 비대칭 및 상하 비대칭의 적어도 일방의 형상으로 형성되어 있다.
상기 구성에 의하면, 질량체의 형상은 좌우 비대칭 및 상하 비대칭의 적어도 일방의 형상으로 형성되어 있기 때문에, 쿠션부를 균질하게 해도 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 질량체의 무게 중심을 시트 폭 방향 및 시트 상하 방향의 적어도 일방으로 오프셋된 위치에 설정할 수 있다. 또한, 「좌우 비대칭」에 있어서의 좌우의 방향은 헤드레스트의 좌우 방향 (즉, 시트 폭 방향) 이고, 「상하 비대칭」에 있어서의 상하의 방향은 헤드레스트의 상하 방향 (즉, 시트 상하 방향) 이다.
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본 발명의 제 4 양태는, 제 1 양태 ∼ 제 3 양태 중 어느 하나의 양태에 관련된 헤드레스트에 있어서, 상기 제 1 쿠션재는 시트를 정면에서 바라 보았을 때 상기 질량체와 오버랩되는 위치에 설정된 제 1 오버랩부를 구비하고, 상기 제 2 쿠션재는 시트를 정면에서 바라 보았을 때 상기 질량체 및 상기 제 1 오버랩부와 오버랩되는 위치에 설정된 제 2 오버랩부를 구비하고 있다.
상기 구성에 의하면, 통상적인 시트 진동시에 헤드레스트가 시트 전후 방향으로 진동하는 경우, 질량체는 제 1 오버랩부를 탄성 변형시키면서 변위되어 진동을 감쇠시킨다. 한편, 질량체가 통상적인 시트 진동시의 진폭 이상의 진폭으로 시트 전후 방향으로 진동하려고 할 경우에는, 제 2 오버랩부가 질량체의 진동을 억제한다. 이로써, 후면 충돌시에는 질량체의 시트 전후 방향의 진폭이 효과적으로 억제되기 때문에, 질량체의 시트 전후 방향으로의 진동에서 기인되는 탑승원의 목부에 대한 부하가 효과적으로 경감된다.
본 발명의 제 5 양태는, 제 1 양태 또는 제 4 양태 중 어느 하나의 양태에 관련된 헤드레스트에 있어서, 상기 제 1 쿠션재는 상기 질량체의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있다.
상기 구성에 의하면, 제 1 쿠션재는 질량체의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있기 때문에, 예를 들어 제 1 쿠션재와 제 2 쿠션재로 질량체를 덮는 구성에 비해서 다이나믹 댐퍼의 주파수 특성의 설정이 용이해진다. 즉, 억제하고자 하는 통상시의 시트 진동의 주파수 대역 및 헤드레스트의 추종성을 향상시키는 주파수 대역의 두 가지의 주파수 대역에서 다이나믹 댐퍼가 효과가 있도록 하기 위해서는 질량체의 질량이나 제 1 쿠션재의 강성, 체적, 형상 등을 조정하면 된다.
본 발명의 제 6 양태에 관련된 차량용 시트는, 탑승원이 착석하는 시트 쿠션과, 상기 시트 쿠션의 후단부에 지지된 시트 백과, 상기 시트 백의 상단부에 배치되고, 탑승원의 머리부를 지지하는 제 1 양태 ∼ 제 5 양태 중 어느 하나의 양태에 관련된 헤드레스트를 갖는다.
상기 구성에 의하면, 본 발명의 제 1 양태에 관련된 헤드레스트의 작용이 차량용 시트에 있어서 얻어진다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 실현시킬 수 있다는 우수한 효과를 갖는다.
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 차량용 시트의 헤드레스트를 나타내는 시트를 정면에서 바라 보았을 때의 단면도 (헤드레스트의 상부에서는 수지 커버의 전면 (前面) 위치에서 절취하고, 헤드레스트의 하부에서는 헤드레스트 스테이의 다리부의 전면 위치에서 절취한 도면) 이다.
도 2 는 도 1 의 2-2 선을 따른 단면도이다.
도 3 은 도 1 의 3-3 선을 따른 단면도이다.
도 4A 는 질량체의 변위를 모식적으로 나타내는 도면으로서, 낮은 주파수의 진동에 대한 공진 모드를 나타낸다.
도 4B 는 질량체의 변위를 모식적으로 나타내는 도면으로서, 높은 주파수의 진동에 대한 공진 모드를 나타낸다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 대해서 도 1 ∼ 도 4B 를 이용하여 설명한다. 또한, 이들 도면에 있어서 적절히 도시된 화살표 FR 은 차량 전방측을 나타내고, 화살표 UP 는 차량 상방측을 나타내며, 화살표 W 는 차량 폭 방향을 나타낸다. 또, 도면 중, 차량 전후 방향과 시트 전후 방향은 동일한 방향이고, 차량 상하 방향과 시트 상하 방향은 동일 방향이며, 차량 폭 방향과 시트 폭 방향은 동일 방향이다.
도 1 에는 본 실시형태에 관련된 차량용 시트의 헤드레스트가 시트를 정면에서 바라 보았을 때 의 단면도로 나타내어지고, 도 2 에는 도 1 의 2-2 선을 따른 단면도가 나타내어져 있다. 이들 도면에 나타내어지는 차량용 시트 (10) 는 자동차에 탑재되고, 탑승원이 착석하는 도시되지 않은 시트 쿠션을 갖는다. 상기 시트 쿠션의 후단부에는 시트 백 (12) 이 비스듬하게 지지되어 있다. 또한, 도 1 및 도 2 에서는 시트 백 (12) 의 상단부만을 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 시트 백 (12) 의 상단부에는 탑승원의 머리부를 지지하는 헤드레스트 (14) 가 배치되어 있다.
헤드레스트 (14) 는, 탑승원의 머리부를 지지하는 베개 형상의 헤드레스트 본체 (16) 와, 이 헤드레스트 본체 (16) 의 하면으로부터 차량 하방측으로 연장된 헤드레스트 스테이 (18) 를 포함하여 구성되어 있다.
헤드레스트 스테이 (18) 는 금속제의 파이프를 역 U 자형으로 형성한 것으로서, 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 를 구비하고 있다. 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 는 시트 백 (12) 의 도시되지 않은 헤드레스트 서포트에 꽂아 넣음으로써 시트 백 (12) 에 지지되어 있다. 이로써, 헤드레스트 (14) 는 시트 백 (12) 에 지지되어 있다. 다리부 (18A) 는 시트 높이 방향으로 연장되고, 상부측이 헤드레스트 본체 (16) 의 내부에 배치되어 있다. 그리고, 다리부 (18A) 에 있어서 헤드레스트 본체 (16) 의 내부에 배치되는 부위는 그 하단부에 있어서 곡부 (曲部) 를 구비하고, 당해 곡부보다 시트 상방측의 부위가 시트 전방측으로 약간 앞으로 기울어져 있다. 또, 다리부 (18A) 의 상단끼리는 연결부 (18B) 에 의해서 시트 폭 방향으로 연결되어 있다.
헤드레스트 본체 (16) 는, 헤드레스트 본체 (16) 의 쿠션 부위를 구성하는 헤드레스트 패드 (20) 와, 헤드레스트 패드 (20) 를 덮는 헤드레스트 표피 (커버) (22) 와, 헤드레스트 패드 (20) 내에 매설된 수지 커버 (24) 를 구비하고 있다. 헤드레스트 표피 (22) 의 하단부에는 헤드레스트 스테이 (18) 의 다리부 (18A) 를 삽입 통과시키기 위한 스테이 삽입 통과 구멍 (22A) 이 형성됨과 함께, 도 2 에 나타내는 바와 같이 스테이 삽입 통과 구멍 (22A) 의 시트 전방측이 봉합부 (22B) 로 되어 있다.
수지 커버 (24) (「수지 패드」, 「인서트」라고도 한다.) 는 헤드레스트 스테이 (18) 의 상부측 그리고 시트 전방측에 배치되어 있다. 이 수지 커버 (24) 는 표면이 시트 전방측으로 향한 전벽 (24A) 을 구비하고 있다. 전벽 (24A) 의 하단부로부터는 시트 후방측으로 연장되는 하벽 (24B) 이 형성되어 있다. 또, 전벽 (24A) 의 시트 폭 방향 양측의 단부로부터는 시트 후방측으로 연장되는 측벽 (24C) (도 1 참조) 이 형성되어 있다.
또, 상세한 도시를 생략하지만, 수지 커버 (24) 에는 헤드레스트 스테이 (18) 에 걸리는 걸림부가 형성되어 있다. 또한, 전벽 (24A) 의 시트 후방측으로 향한 면에는 시트 폭 방향으로 연장되는 복수의 리브 (24D) 가 형성됨과 함께, 시트 상하 방향으로 연장되는 복수의 리브 (도시 생략) 가 형성되어 있다.
도 1 및 도 2 에 나타내는 헤드레스트 패드 (20) 는 탄성 변형 가능한 제 1 쿠션재로서의 제 1 우레탄 (30) (넓은 의미로는 「스프링 요소」) 과, 제 1 우레탄 (30) 보다 탄성 계수가 높은 (딱딱한) 제 2 쿠션재로서의 제 2 우레탄 (32) 을 구비하고 있다. 제 1 우레탄 (30) 및 제 2 우레탄 (32) 은 모두 헤드레스트 표피 (22) 의 내측에 배치되고, 우레탄을 발포 성형함으로써 형성되어 있다. 또, 본 실시형태에서는 제 2 우레탄 (32) (외측 발포 우레탄) 에 제 1 우레탄 (30) (내측 발포 우레탄) 이 매설되어 있다
도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 우레탄 (30) 은 수지 커버 (24) 의 시트 하방측에 배치되어 시트 폭 방향을 길이 방향으로 하고 있고, 시트 폭 방향의 양단부가 헤드레스트 스테이 (18) 의 다리부 (18A) 에 대해서 우레탄 자체의 접착력으로 고착되어 있다. 즉, 제 1 우레탄 (30) 은 헤드레스트 스테이 (18) 의 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 사이에 걸쳐서 걸려 있다. 이 제 1 우레탄 (30) 은 헤드레스트 (14) 에 형성된 다이나믹 댐퍼 (28) 의 쿠션부를 구성하고 있다.
제 1 우레탄 (30) 의 길이 방향 중간부에는 다이나믹 댐퍼 (28) 의 일부를 구성하는 질량체 (34) 가 매설되어 있다. 요컨대, 질량체 (34) 는 그 둘레 가장자리가 전체 둘레에 걸쳐서 제 1 우레탄 (30) 에 의해서 덮이고, 제 1 우레탄 (30) 에 의해서 지지되어 있다. 또, 본 실시형태에서는 질량체 (34) 의 둘레 가장자리는 그 전체 둘레 (전역) 에 걸쳐서 제 1 우레탄 (30) 에 접합되어 있다. 제 1 우레탄 (30) 은 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체 (34) 와 오버랩되는 위치에 설정된 전후 1 쌍의 제 1 오버랩부 (30A, 30B) (도 2 참조) 를 구비하고 있다. 도 2 에서는, 전후 1 쌍의 제 1 오버랩부 (30A, 30B) 중, 질량체 (34) 에 대해서 시트 전방측에 설정된 제 1 오버랩부를 부호 30A 로 나타내고, 질량체 (34) 에 대해서 시트 후방측에 설정된 제 1 오버랩부를 부호 30B 로 나타내고 있다.
또, 제 2 우레탄 (32) 의 체적은 제 1 우레탄 (30) 의 체적보다 크게 설정되어 있다. 그리고, 제 2 우레탄 (32) 은 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체 (34) 및 제 1 오버랩부 (30A) 와 오버랩되는 위치에 설정된 전후 1 쌍의 제 2 오버랩부 (32A, 32B) 를 구비하고 있다. 도 2 에서는, 질량체 (34) 및 제 1 오버랩부 (30A) 의 시트 전방측에 설정된 제 2 오버랩부를 부호 32A 로 나타내고, 질량체 (34) 및 제 1 오버랩부 (30B) 의 시트 후방측에 설정된 제 2 오버랩부를 부호 32B 로 나타내고 있다.
여기서, 도 1 및 도 2 에 나타내는 제 1 우레탄 (30) 및 제 2 우레탄 (32) 에 있어서의 각 탄성 계수의 설정에 관하여 이하에 예를 들어 설명한다. 본 실시형태에서는, 제 2 우레탄 (32) 은 일례로서, 제 1 우레탄 (30) 의 재료보다 탄성 계수가 높은 재료가 적용되고 있다. 또한, 제 2 우레탄 (32) 은 제 1 우레탄 (30) 과 동일한 재료가 적용되며 또한 발포 배율이 제 1 우레탄 (30) 의 발포 배율보다 낮게 설정되어도 된다. 또, 제 1 우레탄 (30) 의 스프링 정수는, 통상시의 진동을 상정했을 경우, 요컨대 질량체 (34) 의 진폭이 소정치 미만인 경우 (소변위 영역) 에 NV 대응에 최적인 스프링 정수로 설정되어 있다. 이에 비하여, 제 2 우레탄 (32) 의 스프링 정수는, 충돌을 상정했을 경우, 요컨대 질량체 (34) 의 진폭이 소정치 이상인 경우 (대변위 영역) 에 후면 충돌 대응에 최적인 스프링 정수로 설정되어 있다. 추가로, 제 2 우레탄 (32) 의 스프링 특성은, 탑승원의 머리부를 지지시켰을 경우에 쾌적해지는 스프링 정수의 범위를 고려하여 설정되어도 된다.
도 3 에는 도 1 의 3-3 선을 따른 단면도가 나타내어져 있다. 도 1 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 질량체 (34) 는 헤드레스트 스테이 (18) 의 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 사이에 시트 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치되며, 또한 도 2 에 나타내는 시트를 측면에서 바라 보았을 때 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 와 오버랩되는 위치에 설정되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 질량체 (34) 의 무게 중심 (34G) (중심) 이 시트를 측면에서 바라 보았을 때 좌우 1 쌍의 다리부 (18A) 와 오버랩되어 있다.
도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 질량체 (34) 는 봉상의 부재로 되어 있고, 도 3 에 나타내는 바와 같이 시트 좌측을 향함에 따라서 시트 전후 방향의 길이가 서서히 짧아지도록 형성되어 있다. 즉, 질량체 (34) 의 형상은 시트 폭 방향의 일방측과 시트 폭 방향의 타방측이 시트를 평면에서 바라 보았을 때 좌우 비대칭 형상으로 형성되어 있다. 이로써, 질량체 (34) 는 제 1 우레탄 (30) 의 탄성 중심 (30C) 에 대해서 시트 폭 방향으로 오프셋된 위치에 무게 중심 (34G) 이 설정되어 있다. 여기서, 제 1 우레탄 (30) 의 탄성 중심 (30C) 이란, 질량체 (34) 의 진동에 의해서 탄성 변형되는 제 1 우레탄 (30) 을 시트 폭 방향, 시트 전후 방향 및 시트 상하 방향으로 각각 탄성 변형시켰을 경우에 있어서의 각 탄성 복귀의 중심선이 교차되는 점이다.
또, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 질량체 (34) 는 제 1 우레탄 (30) 과의 접촉부에 있어서의 시트를 정면에서 바라 보았을 때의 투영 면적 (도 1 참조) 이, 상기 접촉부에 있어서의 시트를 측면에서 바라 보았을 때의 투영 면적 (도 2 참조) 보다 크게 설정되어 있다. 이 때문에, 제 1 우레탄 (30) 은 질량체 (34) 의 시트 전후 방향의 변위에 대한 강성이 질량체 (34) 의 시트 폭 방향의 변위에 대한 강성보다 높게 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 우레탄 (30) 에 지지된 질량체 (34) 는 시트 전후 방향의 공진 주파수가 시트 폭 방향의 공진 주파수보다 높게 설정되어 있다.
또한, 본 실시형태의 구조는, 차량 바닥에 배치된 차량용 시트 (10) 의 시트 골격부를 스프링, 헤드레스트 (14) 전체를 매스 (mass)로 한 주진동계와, 헤드레스트 (14) 에 있어서 스프링 및 매스를 구비한 다이나믹 댐퍼 (28) 를 가진 구조라고도 할 수 있다.
(헤드레스트의 제조 방법)
다음으로, 헤드레스트 (14) 의 제조 방법에 대해서 설명한다.
먼저, 도 1 에 나타내는 헤드레스트 스테이 (18) 에 수지 커버 (24) 가 장착된다. 다음으로, 수지 커버 (24) 및 헤드레스트 스테이 (18) 를 구비한 스테이 어셈블리 (26) 에 대해서, 헤드레스트 스테이 (18) 의 다리부 (18A) 사이에 질량체 (34) 가 세트된다. 그리고, 질량체 (34) 와 그 측방의 다리부 (18A) 를 연결시키도록, 제 1 우레탄 (30) 의 원료가 공급되어 발포 성형됨으로써 (1 단계째의 발포 공정), 질량체 (34) 가 다리부 (18A) 에 고정된다.
다음으로, 도 2 에 나타내는 봉합부 (22B) 에서 봉합되기 전 상태의 헤드레스트 표피 (22) 가 상하 역전되어 매달리고, 이 헤드레스트 표피 (22) 에 대해서 스테이 어셈블리 (26) 가 상하 역전된 자세로 상방측으로부터 삽입된다. 그리고, 스테이 삽입 통과 구멍 (22A) 에 헤드레스트 스테이 (18) 의 다리부 (18A) 가 삽입 통과된다. 이 상태에서, 헤드레스트 표피 (22) 의 내부에 제 2 우레탄 (32) 의 원료가 주입되어 발포 성형됨으로써 (2 단계째의 발포 공정), 헤드레스트 패드 (20) 가 형성된다. 마지막으로, 헤드레스트 표피 (22) 가 봉합부 (22B) 에서 봉합된다.
이와 같은 방법을 적용했을 경우, 1 단계째의 발포 공정에서 질량체 (34) 가 다리부 (18A) 에 고정되기 때문에, 2 단계째의 발포 공정에서는 질량체 (34) 가 배치 예정 위치로부터 낙하되어 버리는 등의 사태를 회피할 수 있다.
(작용·효과)
다음으로, 상기 실시형태의 작용 및 효과에 대해서 설명한다.
본 실시형태의 구성에 의하면, 차량용 시트 (10) 의 헤드레스트 표피 (22) 의 내측에는 헤드레스트 패드 (20) 가 배치되고, 헤드레스트 패드 (20) 는 다이나믹 댐퍼 (28) 의 일부를 구성하여 탄성 변형 가능한 제 1 우레탄 (30) 을 구비하고 있다. 또, 이 제 1 우레탄 (30) 에는 다이나믹 댐퍼 (28) 의 일부를 구성하는 질량체 (34) 가 지지되어 있다. 즉, 헤드레스트 (14) 에는 제 1 우레탄 (30) 및 질량체 (34) 를 구비한 다이나믹 댐퍼 (28) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 억제하고자 하는 시트 진동의 주파수 대역에서 다이나믹 댐퍼 (28) 가 효과가 있도록, 다이나믹 댐퍼 (28) 의 주파수 특성을 설정함으로써 시트 진동이 억제된다.
또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 질량체 (34) 는 제 1 우레탄 (30) 의 탄성 중심 (30C) 에 대해서 시트 폭 방향으로 오프셋된 위치에 무게 중심 (34G) 이 설정되어 있다. 이 때문에, 시트 전후 방향의 진동시에, 질량체 (34) 는 진동 방향을 따른 시트 전후 방향으로 직선 운동 (병진 운동) 하려고 하면서 무게 중심 (34G) 둘레로 회전 운동하려고 한다. 그리고, 시트 전후 방향의 직선 운동과 무게 중심 (34G) 둘레의 회전 운동의 비율은 진동 주파수의 고저에 따라서 변화하게 된다.
본 실시형태에서는, 도 4A 에 나타내는 바와 같이, 질량체 (34) 는 낮은 주파수의 진동에 대해서는 주로 직선 운동하고 (화살표 A 방향 참조), 도 4B 에 나타내는 바와 같이, 높은 주파수의 진동에 대해서는 주로 무게 중심 (34G) 둘레로 회전 운동한다 (화살표 B 방향 참조). 이와 같이, 시트 전후 방향의 진동시에, 질량체 (34) 는 직선 운동을 주로 하는 모드 (도 4A 참조) 와 회전 운동을 주로 하는 모드 (도 4B 참조) 의 두 가지 모드에서 변위할 수 있다. 그리고, 이 두 가지 모드에 대응하는 제 1 우레탄 (30) (도 3 참조) 의 스프링 정수가 변함으로써, 1 개의 질량체 (34) 에서 두 가지의 공진 주파수를 설정할 수 있게 된다. 여기서, 후면 충돌시에 탑승원의 머리부에 대해서, 도 2 에 나타내는 헤드레스트 (14) 의 추종성을 향상시키는 주파수 대역에서도 다이나믹 댐퍼 (28) 가 효과가 있도록, 다이나믹 댐퍼 (28) 의 주파수 특성을 설정함으로써 후면 충돌시에 있어서의 탑승원의 목부에 대한 부하가 경감된다.
여기서, 상기와 같이 다이나믹 댐퍼 (28) 의 주파수 특성을 설정했을 경우에 있어서의 후면 충돌시의 작용에 대해서 보충 설명한다. 먼저, 차량이 후면 충돌되었을 때의 초기 단계에서는, 헤드레스트 (14) 가 시트 백 (12) 과 함께 시트 전방측으로 밀려 나온다. 이 때, 질량체 (34) 는 관성에 의해서 원래의 위치에 머물려고 하기 때문에, 제 1 우레탄 (30) 이 탄성 변형되어 질량체 (34) 가 시트 후방측으로 쏠린 상태가 된다. 다음 단계에서는, 탑승원의 머리부에 헤드레스트 (14) 가 맞닿아 당해 머리부가 후방으로 기울어지는 것을 억제한다. 이 때, 헤드레스트 (14) 의 시트 전방측으로의 이동이 억제되는 점에서, 시트 후방측으로 쏠려 있던 질량체 (34) 가 제 1 우레탄 (30) 의 복원력 및 질량체 (34) 의 관성에 의해서 시트 전방측으로 쏠린다. 이로써, 탑승원의 머리부로부터 헤드레스트 (14) 가 반발되는 것이 억제된다. 이 때문에, 머리부에 대한 헤드레스트 (14) 의 추종성이 향상된다.
또, 본 실시형태에서는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 질량체 (34) 의 형상은 좌우 비대칭 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 제 1 우레탄 (30) 을 균질로 해도, 제 1 우레탄 (30) 의 탄성 중심 (30C) 에 대해서 질량체 (34) 의 무게 중심 (34G) 을 오프셋된 위치에 설정할 수 있다.
또, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 헤드레스트 패드 (20) 는 제 1 우레탄 (30) 보다 탄성 계수가 높은 제 2 우레탄 (32) 을 구비하고 있다. 이 때문에, 후면 충돌시에는, 제 2 우레탄 (32) 에 의해서 탑승원의 머리부에 대한 헤드레스트 (14) 의 지지 강성이 높아짐과 함께 질량체 (34) 의 진폭도 억제된다. 그리고, 후자에 의해서, 질량체 (34) 의 시트 전후 방향으로의 진동에서 기인되는 탑승원의 목부에 대한 부하가 경감된다.
본 실시형태에서는, 통상적인 시트 진동시에, 도 2 에 나타내는 헤드레스트 (14) 가 시트 전후 방향으로 진동하는 경우, 질량체 (34) 는 제 1 오버랩부 (30A, 30B) 를 탄성 변형시키면서 변위되어 진동을 감쇠시킨다. 한편, 질량체 (34) 가 통상적인 시트 진동시의 진폭 이상의 진폭으로 시트 전후 방향으로 진동하려고 할 경우에는, 제 2 오버랩부 (32A, 32B) 가 질량체 (34) 의 진동을 억제한다. 이로써, 후면 충돌시에는 질량체 (34) 의 시트 전후 방향의 진폭이 효과적으로 억제되기 때문에, 질량체 (34) 의 시트 전후 방향으로의 진동에서 기인되는 탑승원의 목부에 대한 부하가 효과적으로 경감된다.
또, 본 실시형태에서는, 제 1 우레탄 (30) 은 질량체 (34) 의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있기 때문에, 예를 들어 제 1 우레탄 (30) 과 제 2 우레탄 (32) 에 의해서 질량체 (34) 를 덮는 구성에 비해서 다이나믹 댐퍼 (28) 의 주파수 특성의 설정이 용이해진다. 즉, 억제하고자 하는 시트 진동의 주파수 대역 및 헤드레스트 (14) 의 추종성을 향상시키는 주파수 대역의 두 가지 주파수 대역에서 다이나믹 댐퍼 (28) 가 효과가 있도록 하려면, 질량체 (34) 의 질량이나 제 1 우레탄 (30) 의 강성, 체적, 형상 등을 조정하면 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 헤드레스트 (14) 에 의하면, 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 (질량체를 복수 형성하지 않고) 실현시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 질량체 (34) 를 복수 개 형성하지 않아도 되기 때문에 질량체를 복수 개 형성하는 경우에 비해서 부품 점수의 삭감이 가능해지고, 조립 공정도 간략화할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1 등에 나타내는 제 1 실시형태에 적용된 헤드레스트 패드 (20) 는 탄성 계수가 서로 상이한 제 1 우레탄 (30) 과 제 2 우레탄 (32) 으로 구성되어 있었으나, 제 2 실시형태에 적용되는 헤드레스트 패드는 1 종류의 발포 우레탄에 의해서 구성되어 있다. 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 동일한 구성으로 되어 있다.
즉, 도시를 생략하지만, 제 2 실시형태의 헤드레스트 패드는 제 1 실시형태와 마찬가지로 헤드레스트 표피의 내측에 배치되어 탄성 변형될 수 있도록 되어 있다. 또, 이 헤드레스트 패드의 일부는 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하는 쿠션부 (감쇠 겸용의 영역) 로 되어 있다. 이 쿠션부에는 상기 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하는 질량체 (34) 가 지지되어 있다. 질량체 (34) 는 상기 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 시트 폭 방향으로 오프셋된 위치에 무게 중심이 설정되어 있다.
이와 같은 구성에 의해서도, 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 간단한 구성으로 (질량체를 복수 형성하지 않고) 실현시킬 수 있다.
[실시형태의 보충 설명]
또한, 상기 실시형태의 변형예로서, 질량체의 형상은 시트를 정면에서 바라 보았을 때 좌우 비대칭 형상으로 형성되어도 되고, 시트를 정면에서 바라 보았을 때 상하 비대칭 형상으로 형성되어도 되며, 시트를 측면에서 바라 보았을 때 상하 비대칭 형상으로 형성되어도 된다. 여기서, 예를 들어 보충 설명하면, 질량체의 시트를 정면에서 바라 보았을 때의 형상은, 도 1 에 나타내는 형상 대신에, 예를 들어 도 1 의 이점 쇄선 34X 로 나타내어지는 상하 비대칭 형상 (시트 상하 방향의 일방측과 시트 상하 방향의 타방측이 비대칭으로 되는 형상) 으로 형성되어도 된다. 이 경우, 질량체의 무게 중심은 쿠션부 (제 1 우레탄 (30)) 의 탄성 중심에 대해서 시트 폭 방향으로도 시트 상하 방향으로도 오프셋된 위치에 설정된다. 또, 질량체의 시트를 정면에서 바라 보았을 때의 형상이 도 1 의 이점 쇄선 34X 로 나타내어지는 상하 비대칭 형상으로 형성됨과 함께, 질량체의 시트를 평면에서 바라 보았을 때의 형상이 시트 폭 방향의 일방측과 시트 폭 방향의 타방측에서 좌우 대칭이 되는 형상으로 형성되어도 된다. 이 경우에는, 질량체의 무게 중심은 쿠션부 (제 1 우레탄 (30)) 의 탄성 중심에 대해서 시트 폭 방향으로 오프셋되지 않으며 또한 시트 상하 방향으로 오프셋된 위치에 설정된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 차량 전후 방향의 진동을 포함하지 않는 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 얻고자 할 경우, 질량체의 무게 중심은 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 시트 전후 방향으로 오프셋된 위치에 설정되어도 된다. 이 경우, 질량체의 형상은 전후 비대칭 형상으로 형성되어도 된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 질량체는 예를 들어 헤드레스트의 상단부에 형성되고, 헤드레스트 패드로부터 일부 노출되어 배치되거나 하는 등, 헤드레스트 패드에 매설되지 않고 배치되어도 된다. 또, 질량체는 복수 개 형성되어도 된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 시트 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치된 질량체는 시트 폭 방향 양 사이드부가 시트 폭 방향 중앙부에 비하여 질량이 크게 설정되어도 된다. 그리고, 이 경우에 있어서, 질량체의 시트 폭 방향 양 사이드부와 질량체의 시트 폭 방향 중앙부의 질량비가 소정비 이상으로 설정된 구조에서는, 시트 전후 방향의 진동시에 질량체는 낮은 주파수의 진동에서는 회전 운동을 주로 하는 모드에서 변위되고, 높은 주파수의 진동에서는 직선 운동을 주로 하는 모드에서 변위된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 제 1 쿠션재 및 제 2 쿠션재의 적어도 일방이 예를 들어 우레탄 이외의 수지 발포체, 펠트, 고무 등과 같은 다른 쿠션재로 이루어져도 된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 질량체를 지지하는 쿠션부의 탄성 계수를 시트 폭 방향의 좌측 및 우측에서 변경함으로써, 쿠션부의 탄성 중심에 대한 질량체의 무게 중심을 시트 폭 방향으로 오프셋된 위치에 설정시켜도 된다. 이 경우, 질량체는 좌우 대칭 형상으로 형성되어도 된다. 또, 질량체를 지지하는 쿠션부의 탄성 계수를 시트 상하 방향의 상측 및 하측에서 변경함으로써, 쿠션부의 탄성 중심에 대한 질량체의 무게 중심을 시트 상하 방향으로 오프셋된 위치에 설정시켜도 된다. 이 경우, 질량체는 상하 대칭 형상으로 형성되어도 된다. 또한, 차량 전후 방향의 진동을 포함하지 않는 두 가지의 공진 주파수의 진동에 대해서 감쇠 작용을 발휘하는 특성을 얻고자 하는 경우에는, 질량체를 지지하는 쿠션부의 탄성 계수를 시트 전후 방향의 전측과 후측에서 변경해도 된다. 즉, 이와 같은 설정을 함으로써, 쿠션부의 탄성 중심에 대한 질량체의 무게 중심을 시트 전후 방향으로 오프셋된 위치에 설정시켜도 된다. 이 경우, 질량체는 전후 대칭 형상으로 형성되어도 된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 질량체가 시트 폭 방향을 길이 방향으로 하여 배치됨과 함께, 질량체를 지지하는 쿠션부의 탄성 계수가 질량체의 시트 폭 방향 중앙부에서 높게 설정됨과 함께 질량체의 시트 폭 방향 양측에서 낮게 설정되어도 된다. 이 경우, 질량체는 낮은 주파수의 진동에서는 회전 운동을 주로 하는 모드에서 변위되고, 높은 주파수의 진동에서는 직선 운동을 주로 하는 모드에서 변위된다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 제 1 쿠션재는 질량체에 대해서 시트 전방측 및 시트 후방측의 어느 일방에만, 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체와 오버랩되는 제 1 오버랩부를 구비해도 된다. 또, 제 1 쿠션재가 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체와 오버랩되어 있지 않는 구성도 취할 수 있다. 또한, 제 2 쿠션재는 질량체 및 제 1 오버랩부에 대해서 시트 전방측 및 시트 후방측의 어느 일방에만, 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체 및 제 1 오버랩부와 오버랩되는 제 2 오버랩부를 구비해도 된다. 또, 제 2 쿠션재가 시트를 정면에서 바라 보았을 때 질량체 및 제 1 오버랩부와 오버랩되어 있지 않는 구성도 취할 수 있다.
또, 상기 실시형태의 변형예로서, 질량체의 둘레 가장자리의 일부가 제 1 쿠션재에 덮이고, 또한 당해 질량체의 둘레 가장자리 이외의 일부가 제 2 쿠션재에 덮여도 된다.
또한, 본 발명의 제 6 양태에 기재된 「질량체의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있다」의 개념에는, 상기 실시형태와 마찬가지로 질량체 (34) 의 둘레 가장자리를 전체 둘레에 걸쳐서 덮고 있는 경우가 포함되는 것 외에, 질량체의 둘레 가장자리를 거의 전체 둘레에 걸쳐서 덮고 있기는 하지만, 국소적으로 덮고 있지 않는 부분이 존재하여 엄밀하게는 질량체의 둘레 가장자리를 전체 둘레에 걸쳐서 덮고 있다고는 할 수 없지만, 질량체의 둘레 가장자리를 전체 둘레에 걸쳐서 덮고 있는 경우와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있어, 실질적으로 질량체의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있는 것으로 파악되는 경우도 포함된다.
또한, 상기 실시형태 및 상기 서술한 복수의 변형예는 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일례에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기에 한정되는 것은 아니고, 상기 이외에도 그 주지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있는 것은 물론이다.
또한, 일본국 특허출원 No.2012-211326 의 개시는 그 전체가 참조에 의해서 본 명세서에 원용된다.

Claims (7)

  1. 헤드레스트 표피의 내측에 배치되고, 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하여 탄성 변형 가능한 쿠션부를 구비한 헤드레스트 패드와,
    상기 다이나믹 댐퍼의 일부를 구성하고, 상기 쿠션부에 지지되어 상기 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 오프셋된 위치에 무게 중심이 설정된 질량체를 갖고,
    상기 헤드레스트 패드는 상기 쿠션부를 구성하는 제 1 쿠션재와, 상기 제 1 쿠션재보다 탄성 계수가 높은 제 2 쿠션재를 구비하고 있는 헤드레스트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 질량체의 무게 중심은, 상기 쿠션부의 탄성 중심에 대해서 시트 폭 방향 및 시트 상하 방향의 적어도 일방으로 오프셋된 위치에 설정되어 있는 헤드레스트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 질량체의 형상은 좌우 비대칭 및 상하 비대칭의 적어도 일방의 형상으로 형성되어 있는 헤드레스트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션재는 시트를 정면에서 바라 보았을 때 상기 질량체와 오버랩되는 위치에 설정된 제 1 오버랩부를 구비하고,
    상기 제 2 쿠션재는 시트를 정면에서 바라 보았을 때 상기 질량체 및 상기 제 1 오버랩부와 오버랩되는 위치에 설정된 제 2 오버랩부를 구비하고 있는 헤드레스트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 쿠션재는 상기 질량체의 둘레 가장자리의 전체 둘레를 덮고 있는 헤드레스트.
  6. 탑승원이 착석하는 시트 쿠션과,
    상기 시트 쿠션의 후단부에 지지된 시트 백과,
    상기 시트 백의 상단부에 배치되고, 탑승원의 머리부를 지지하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 헤드레스트를 갖는 차량용 시트.
  7. 삭제
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