WO2014021113A1 - ヘッドレスト - Google Patents

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WO2014021113A1
WO2014021113A1 PCT/JP2013/069501 JP2013069501W WO2014021113A1 WO 2014021113 A1 WO2014021113 A1 WO 2014021113A1 JP 2013069501 W JP2013069501 W JP 2013069501W WO 2014021113 A1 WO2014021113 A1 WO 2014021113A1
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WO
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headrest
mass body
cushion material
seat
soft layer
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PCT/JP2013/069501
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English (en)
French (fr)
Inventor
強 浅生
哲 伊原
野田　修平
加藤　英之
玄 高橋
Original Assignee
トヨタ自動車 株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/68—Seat frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/80—Head-rests
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/108—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs

Definitions

  • the present invention relates to a headrest incorporating a mass body that functions as a mass system of a dynamic damper.
  • the vibrations transmitted from the engine and the vehicle body may cause the seat to shake, which may cause discomfort to the passengers.
  • a mass body is provided inside a seat cushion material, and the mass body functions as a mass system of a dynamic damper to attenuate the vibration of the seat. Sheets have been proposed.
  • FIG. 3 shows a cross section of the seat back of the vehicle seat described in the above document.
  • the seat back includes a seat back frame 50 that constitutes a skeleton of the seat back, a cushion material 51 that wraps the seat back frame 50, and a skin material 52 that wraps the cushion material 51.
  • the cushion material 51 is formed of a foam material such as polyurethane foam
  • the skin material 52 is formed of cloth, vinyl, synthetic leather, or the like.
  • a mass body 53 made of a metal plate such as lead is provided behind the seat back frame 50 in a state of being wrapped by a cushion material 51.
  • the mass body 53 is formed integrally with the cushion material 51 by insert molding.
  • the surface of the mass body 53 is covered with solid urethane 54.
  • Patent Document 2 describes a headrest incorporating a mass body that functions as a mass system of a dynamic damper.
  • the mass body can move inside the cushion material when the seat is vibrated. It is necessary to ensure sufficient sex.
  • the cushion material of the headrest needs a certain hardness in order to absorb the impact. For this reason, depending on the material of the cushion material, the mass body cannot be secured, and the vibration damping effect may not be sufficiently obtained.
  • An object of the present disclosure is to provide a headrest capable of reliably obtaining a vibration damping effect.
  • the headrest for achieving the above object is a cushion material, a mass body provided inside the cushion material, a material that is provided between the mass body and the cushion material, and forms the cushion material A soft layer formed of a softer material.
  • FIG. 1 The perspective view which shows the frame structure of the seat back to which the cross-sectional structure of the headrest which concerns on one Embodiment was shown partially, and the headrest was attached. Sectional drawing in the II-II line of FIG. Sectional drawing of the seat back of the vehicle seat which has the conventional dynamic damper function.
  • FIGS. 1 and 2 a headrest according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the headrest 10 is connected to two left and right headrest stays 11 extending downward from the headrest 10.
  • the headrest 10 is attached to the seat by fixing the headrest stay 11 to the seatback frame 12 that forms the skeleton of the seatback.
  • Fig. 2 shows the internal structure of the headrest 10.
  • the headrest 10 is formed by wrapping the surface of a shock absorbing cushion material 13 with a skin material 14 made of cloth, vinyl, synthetic leather or the like.
  • the cushion material 13 is formed of a semi-rigid urethane foam.
  • the upper portion of the headrest stay 11 is inserted into the cushion material 13.
  • a mass body 15 made of a metal such as lead is provided inside the cushion material 13.
  • the mass body 15 is a substantially rectangular parallelepiped.
  • a soft layer 16 made of a soft urethane foam that is softer than the semi-rigid urethane foam constituting the cushion material 13 is provided between the mass body 15 and the cushion material 13. The soft layer 16 covers the entire periphery of the mass body 15.
  • Such a headrest 10 is manufactured by the following procedure. First, the mass body 15 is housed in a soft slab urethane foam formed into a hollow box shape. The mass body 15 housed in the soft slab urethane foam is put into a mold for molding the cushion material 13 together with the upper portion of the headrest stay 11. Then, a stock solution of semi-rigid urethane foam is injected into the mold and foamed, and then removed from the mold. Thus, the headrest 10 is manufactured by wrapping the upper surface of the headrest stay 11, the surface of the cushion material 13 in which the mass body 15 and the soft layer 16 are embedded with the skin material 14.
  • the joint between the headrest stay 11 and the seat back frame 12 of the headrest 10 can be regarded as a rigid joint. Further, the cushion material 13 can be regarded as a rigid body in comparison with the soft layer 16.
  • the mass body 15 built in the headrest 10 is covered with a soft layer 16 softer than the cushion material 13. Therefore, in such a headrest 10, the mass body 15 is elastically supported by the cushion material 13 via the soft layer 16.
  • the mass body 15 is displaced with respect to the seat body composed of the seat back frame 12, the headrest stay 11 and the cushion material 13, and vibrations of the entire seat are caused. Functions as a dynamic damper to attenuate. Further, the resonance frequency of the entire seat is lowered by the action of the dynamic damper.
  • the resonance frequency of the entire sheet can be set.
  • the resonance frequency of the entire sheet is determined by the mass of the mass body 15 and the spring constant of the spring layer of the soft layer 16. Therefore, the resonance frequency of the entire sheet can be appropriately set by adjusting the mass of the mass body 15 and the thickness and hardness of the soft layer 16.
  • the frequency range may differ depending on the direction of vibration transmitted to the seat.
  • the frequency ranges of vibrations transmitted to the seat in the longitudinal direction of the seat, the vertical direction of the seat, and the lateral direction of the seat may be different.
  • the resonance frequency of the seat with respect to vibration in each direction can be set individually. Further, the same individual setting is possible by changing the hardness of the soft layer 16 in each direction of the mass body 15.
  • a mass body 15 is provided inside the cushion material 13 of the headrest 10, and a soft layer made of a material softer than the cushion material 13 is provided between the mass body 15 and the cushion material 13. 16 is provided. Therefore, even if a hard material is used for the cushion material 13, the mobility of the mass body 15 inside the headrest 10 can be ensured. Therefore, according to this embodiment, the vibration damping effect can be obtained with certainty.
  • the resonance frequency of the sheet with respect to vibration in each direction can be set individually.
  • the material of the mass body 15 is not limited to a metal such as lead.
  • the mass body 15 may be formed of a material other than metal as long as a sufficient mass can be secured as a mass system of the dynamic damper. good.
  • the mass body 15 may have a shape other than a substantially rectangular parallelepiped.
  • the cushion material 13 of the headrest 10 is formed of semi-rigid urethane foam and the soft layer 16 is formed of soft urethane foam, they may be formed of other materials. In any case, if the mass body 15 is covered by the soft layer 16 formed of a material softer than the material forming the cushion material 13 of the headrest 10, the mobility of the mass body 15 inside the headrest 10 is achieved. Is ensured, and the vibration damping effect can be reliably obtained.
  • the entire periphery of the mass body 15 is covered with the soft layer 16, but the periphery of the mass body 15 may be partially covered.
  • the mass body 15 and the soft layer 16 do not function as a dynamic damper, only the periphery of the mass body 15 other than the left-right direction of the sheet is covered with the soft layer 16. Only the vibration of the entire sheet can be suitably suppressed.

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Abstract

　ヘッドレストは、クッション材と、前記クッション材の内部に設けられた質量体と、前記質量体と前記クッション材との間に設けられるとともに、同クッション材を形成する材料よりも軟質な材料から形成されている軟質層と、を備える。

Description

ヘッドレスト
　本発明は、ダイナミックダンパーのマス系として機能する質量体が内蔵されたヘッドレストに関する。
　車両では、エンジンや車体から伝達された振動により、シートが揺れ動いて、乗員に不快感を与えることがある。そこで従来、特許文献１に見られるように、シートのクッション材の内部に質量体を設けるとともに、その質量体をダイナミックダンパーのマス系として機能させることで、シートの振動を減衰させるようにした車両用シートが提案されている。
　図３は、上記文献に記載の車両用シートのシートバックの断面を示している。同図に示すように、シートバックは、シートバックの骨格を構成するシートバックフレーム５０と、そのシートバックフレーム５０を包むクッション材５１と、そのクッション材５１を包む表皮材５２とを備えている。クッション材５１は、ポリウレタンフォームなどの発泡材により形成され、表皮材５２は、布やビニール、合成皮革などにより形成されている。
　また、シートバックフレーム５０の後方には、鉛などの金属板からなる質量体５３が、クッション材５１により包まれた状態で設けられている。なお、質量体５３は、インサート成型により、クッション材５１と一体に形成されている。クッション材５１との馴染みを良くするため、質量体５３の表面は、ソリッドウレタン５４で被覆されている。
　こうした車両用シートでは、質量体５３がダイナミックダンパーのマス系として、クッション材５１がダイナミックダンパーのバネ系としてそれぞれ機能して、シート全体の振動減衰効果を発揮する。ちなみに、特許文献２には、ダイナミックダンパーのマス系として機能する質量体を内蔵したヘッドレストが記載されている。
特開２００１－１６１４８９号公報 特開２０１０－２０１８４８号公報
　ヘッドレストのクッション材とクッション材の内部の質量体とをダイナミックダンパーとして機能させる場合、十分な振動減衰効果を得るには、シートが加振されたときの、クッション材の内部での質量体の可動性を十分に確保する必要がある。ところが、ヘッドレストのクッション材には、衝撃を吸収するため、一定の硬さが必要となる。そのため、クッション材の材質次第では、質量体の可動性を確保できず、振動の減衰効果を十分に得られなくなることがある。
　本開示の目的は、振動減衰効果を確実に得ることのできるヘッドレストを提供することにある。
　前記の目的を達成するためのヘッドレストは、クッション材と、前記クッション材の内部に設けられた質量体と、前記質量体と前記クッション材との間に設けられるとともに、同クッション材を形成する材料よりも軟質な材料から形成されている軟質層と、を備える。
一実施形態に係るヘッドレストの断面構造を部分的に示すとともに同ヘッドレストが取付けられたシートバックの骨格構造を示す斜視図。 図１のII-II線における断面図。 従来のダイナミックダンパー機能を有する車両用シートのシートバックの断面図。
　以下、一実施形態に係るヘッドレストを図１及び図２を参照して詳細に説明する。
　図１に示すように、ヘッドレスト１０は、ヘッドレスト１０から下方に延びる左右２本のヘッドレストスティ１１と連結されている。そして、シートバックの骨格をなすシートバックフレーム１２にヘッドレストスティ１１を固定することで、ヘッドレスト１０がシートに取り付けられている。
　図２にヘッドレスト１０の内部構造を示す。同図に示すように、ヘッドレスト１０は、衝撃吸収用のクッション材１３の表面を、布やビニール、合成皮革などからなる表皮材１４により包むことで形成されている。クッション材１３は、半硬質ウレタンフォームにより形成されている。なお、クッション材１３には、ヘッドレストスティ１１の上部がインサートされている。
　また、クッション材１３の内部には、鉛などの金属からなる質量体１５が設けられている。このヘッドレスト１０では、質量体１５は、略直方体である。さらに、質量体１５とクッション材１３との間には、クッション材１３を構成する半硬質ウレタンフォームよりも軟質な軟質ウレタンフォームからなる軟質層１６が設けられている。そして、この軟質層１６により、質量体１５の周囲全体が覆われている。
　こうしたヘッドレスト１０は、以下の手順で製造されている。まず、中空箱形状に成形した軟質スラブウレタンフォームの内部に質量体１５を収める。軟質スラブウレタンフォームの内部に収められた質量体１５を、ヘッドレストスティ１１の上部と共に、クッション材１３の成形用の型に入れる。そして、半硬質ウレタンフォームの原液をその型内に注入して発泡させた後、型から取り出す。こうしてヘッドレストスティ１１の上部、質量体１５及び軟質層１６が埋め込まれたクッション材１３の表面を表皮材１４で包むことで、ヘッドレスト１０が製造されている。
　次に、こうした本実施形態のヘッドレスト１０の作用を説明する。
　こうしたヘッドレスト１０のヘッドレストスティ１１とシートバックフレーム１２との接合は、剛接合と見做すことができる。また、クッション材１３は、軟質層１６との比較においては、剛体と見做せる。
　一方、ヘッドレスト１０に内蔵された質量体１５は、クッション材１３よりも柔らかい軟質層１６によってその周囲が覆われている。そのため、こうしたヘッドレスト１０において、質量体１５は、クッション材１３に対して、軟質層１６を介して弾性支持されている。
　したがって、エンジンのアイドル振動等による強制力がシートに加えられると、シートバックフレーム１２、ヘッドレストスティ１１及びクッション材１３からなるシート本体に対して、質量体１５が変位して、シート全体の振動を減衰させるダイナミックダンパーとして機能するようになる。また、こうしたダイナミックダンパーの作用により、シート全体の共振周波数が低下されるようになる。
　ちなみに、エンジンや車体から加えられる振動の周波数と、シートの共振周波数とが一致すると、シートが共振して、乗員に不快感を与える。そのため、バネ系として機能する軟質層１６と、マス系として機能する質量体１５とをダイナミックダンパーとして機能させて、シート全体の共振周波数を下げることで、シートに加えられる振動の周波数域に入らないようにシート全体の共振周波数を設定することができる。シート全体の共振周波数は、質量体１５からなるマス系の質量と、軟質層１６からなるバネ系のバネ定数とによって決まる。よって、質量体１５の質量と、軟質層１６の厚さ及び硬さとを調整することで、シート全体の共振周波数を適宜に設定することができる。
　なお、シートに伝達される振動の方向毎に、周波数域が異なることがある。すなわち、シートに伝達されるシート前後方向、シート上下方向、シート左右方向の各振動の周波数域がそれぞれ違うことがある。こうした場合、シート前後方向、シート上下方向、及びシート左右方向における軟質層１６の厚さをそれぞれ変えることで、各方向の振動に対するシートの共振周波数を個別に設定することができる。また、質量体１５の各方向における軟質層１６の硬さを変えることでも、同様の個別設定が可能である。
　以上説明した本実施形態のヘッドレストによれば、以下の効果を奏することができる。
　（１）本実施の形態では、ヘッドレスト１０のクッション材１３の内部に質量体１５を設けるとともに、その質量体１５とクッション材１３との間に、クッション材１３よりも軟質な材料からなる軟質層１６を設けている。そのため、クッション材１３に硬い材料が使用されていても、ヘッドレスト１０の内部での質量体１５の可動性を確保できる。したがって、本実施形態によれば、振動減衰効果を確実に得ることができる。
　（２）質量体１５の弾性支持をバネにより行う場合、バネ及びそのバネが取り付けられるフレームが必要となる。また、シート前後方向、シート上下方向、シート左右方向の振動に対する減衰効果を得るには、バネ及びフレームが各方向にそれぞれ個別に必要となる。その点、上記構成では、質量体１５を軟質層１６で包むだけでダイナミックダンパーを構成できるため、部品点数を削減して構成の複雑化を避けることができる。また、ダイナミックダンパーの収容スペースを小さくし、ヘッドレスト１０の大型化を避けることもできる。
　（３）軟質層１６の厚さ、硬さを部位毎に異ならせるだけで、各方向の振動に対するシートの共振周波数を個別に設定することができる。
　なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
　質量体１５の材料は、鉛などの金属に限定されるものではなく、ダイナミックダンパーのマス系として十分な質量を確保できるのであれば、金属以外の材料で質量体１５を形成するようにしても良い。
　質量体１５は、略直方体以外の形状を有していてもよい。
　・ヘッドレスト１０のクッション材１３を半硬質ウレタンフォームで形成し、軟質層１６を軟質ウレタンフォームで形成していたが、それらを他の材料で形成しても良い。いずれにせよ、ヘッドレスト１０のクッション材１３を形成する材料よりも軟質な材料で形成された軟質層１６により、質量体１５を覆うようにすれば、ヘッドレスト１０の内部での質量体１５の可動性を確保して、振動減衰効果を確実に得ることが可能となる。
　上記実施形態では、質量体１５の周囲全体を軟質層１６で覆うようにしていたが、質量体１５の周囲を部分的に覆うようにしても良い。例えばシート左右方向の振動については、質量体１５及び軟質層１６をダイナミックダンパーとして機能させなくても、問題がないのであれば、質量体１５のシート左右方向以外の周囲のみを軟質層１６で覆うだけでも、シート全体の振動を好適に抑えることができる。

Claims (3)

  1. 　クッション材と、
    　前記クッション材の内部に設けられた質量体と、
    　前記質量体と前記クッション材との間に設けられるとともに、同クッション材を形成する材料よりも軟質な材料から形成されている軟質層と、を備えるヘッドレスト。
  2. 　前記軟質層の前後方向における厚さ、上下方向における厚さ、及び左右方向における厚さがそれぞれ異なる、請求項１に記載のヘッドレスト。
  3. 　前記軟質層の前後方向における硬さ、上下方向における硬さ、及び左右方向における硬さがそれぞれ異なる、請求項１又は請求項２に記載のヘッドレスト。
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