Structure of cushion

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シートあるいはベッド等に採用されるクッション構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両用シートは、シートフレームにばね材を乗せ、その上にフォーム材、ロック材あるいは綿等のパッド材を設け、さらにビニールレザー、織布、革等の表皮で上張りされたものが一般的である。

【０００３】また、弾性力あるいは衝撃吸収力を高めるために、粘弾性材料をパッド材に埋設したものも提案されている。

【０００４】一方、車両用シート以外のシートあるいはベッドは、フレームに乗せたパッド材を表皮で被覆したものや、クッション性を高めるためにばね材をさらに設けたものが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のシートあるいはベッドにおいては、ばね材やパッド材により所定のクッション性は付与されているが、肉厚が全体的に厚く、重たくて高価なものが多い。

【０００６】本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、安価かつ薄型軽量で、種々のバネ定数を有し、所定のクッション性を確保したクッション構造を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、パッド材と、パッド材に埋設された３次元ネットとを備え、該３
次元ネットを上部メッシュ層と、下部メッシュ層と、該上部及び下部メッシュ層を結合する多数のパイルを有するパイル層とで構成し、上記３次元ネットを上記パッド材と一体発泡させたことを特徴とするクッション構造である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記３次元ネットの内部に上記パッド材を含浸させたことを特徴とする。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、上記上部及び下部メッシュ層の少なくとも一方をパッド材含浸防止シートで被覆し、該パッド材含浸防止シートにより上記３次元ネットの内部へのパッド材の侵入を防止したことを特徴とする。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、上記パッド材含浸防止シートに熱可塑性ポリウレタンエラストマ製シートを使用したことを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、上記３次元ネットにワイヤを挿入した後、一体発泡させたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 図１乃至図３は、本発明の実施形態１にかかるクッション構造を採用したシートＳを示しており、シートクッション２と、シートクッション２に傾倒自在に取り付けられたシートバック４
とを備えている。

【００１３】図４に示されるように、シートクッション２は、ウレタン系パッド材６と、パッド材６の中心部に埋設された３次元ネット（以下、３Ｄネットと称する）
８とから成り、３Ｄネット８はパッド材６と一体発泡され、パッド材６は３Ｄネット８の内部まで侵入している。

【００１４】図５及び図６は、３Ｄネット８を構成する立体メッシュニットを示しており、基布の織りをハニカム状（六角形）のメッシュに形成するとともに、上部メッシュ層１０と下部メッシュ層１２とを多数のパイル１
４からなるパイル層で結合した３層の立体的なトラス構造としている。

【００１５】上部メッシュ層１０と下部メッシュ層１２
の各糸は、多数の細い糸をよったもので形成する一方、
パイル１４の各々は１本の太い糸で形成し立体メッシュニットに剛性を付与している。

【００１６】表１は、上部メッシュ層１０、下部メッシュ層１２、及び、パイル層を形成するパイル１４として使用した材料の物性値を示している。

【表１】

【００１７】表１において、「原着黒」とは材料を黒く着色したものである。 また、ｄはデニールを表し、１ｄ
は１グラムの糸を９,０００ｍ引っ張った時の太さの単位であり、２１０ｄは１グラムの糸を９,０００／２１
０＝４２.９ｍ引っ張った時の太さの糸である。 さらに、ｆはフィラメントを表し、糸が何本の細い糸で構成されているかを示す単位で、６０ｆは６０本の細い糸で１本の糸を構成している。 また、引張強度のｋｇ／５ｃ
ｍとは、５ｃｍ幅のメッシュを長手方向に引っ張った時の強度である。 また、パイル組織の「直行」とは上部メッシュ層１０の六角形と下部メッシュ層１２の六角形とが真上から見た場合に完全に重なった状態を示しており、「クロス」とは両者がズレている状態を示している。

【００１８】なお、立体メッシュニットの材料としては熱可塑性樹脂が好ましく、繊維状に成形可能で、それを織物にした場合にシート地として要求される強度を発現しうるものであればよい。 具体例を挙げると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに代表される熱可塑性ポリエステル樹脂類、ナイロン６、ナイロン６６などに代表されるポリアミド樹脂類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン樹脂類、あるいは、これらの樹脂を２種類以上混合した樹脂などである。

【００１９】また、各パイル１４の繊維太さとしては３
８０ｄ以上で、好ましくは６００ｄ以上がよく、立体メッシュニットに加わる着座者の荷重を六角形メッシュの変形とパイルの倒れにより支持することができ、応力集中が起きない柔構造となる。

【００２０】図７は、３Ｄネット８に採用された立体メッシュニットの荷重−たわみ曲線を示している。 この曲線は、立体メッシュニットを周囲長６５３ｍｍに切り取ったものに、φ７６の圧縮板を押圧することにより得られた曲線で、ウレタン等の弾性材に比べ非線形のきれいな曲線となっている。 また、ヒステリシスが大きいことから、自動車用シートに採用すると、外部からの振動エネルギを効率的に吸収することができる。

【００２１】図８は、上部及び下部メッシュ層１０，１
２として使用される種々の基布組織を模式的に示しており、（ａ）は図５に示されるハニカム状（六角形）メッシュを、（ｂ）は菱形メッシュを、（ｃ）は鎖挿入組織をそれぞれ示している。

【００２２】また、図９は、上部及び下部メッシュ層１
０，１２を結合するパイル組織を模式的に示しており、
（ａ）は図６に対応するストレート状組織を、（ｂ）は８の字ストレート状組織を、（ｃ）はクロス状組織を、
（ｄ）は８の字クロス状組織をそれぞれ示している。

【００２３】表２は、上部メッシュ層１０、下部メッシュ層１２、及び、パイル層を形成するパイル１４として使用した材料及び他の種々の材料の物性値を示している。

【表２】

【００２４】図１０は、実施形態１の変形例を示しており、シートクッション２Ａは、ウレタン系パッド材６
と、パッド材６の下部に埋設された３Ｄネット８とから成り、３Ｄネット８はパッド材６と一体発泡され、パッド材６は３Ｄネット８の内部まで侵入している。

【００２５】図１１は、本発明の実施形態２にかかるクッション構造を採用したシートクッション２Ｂを示している。 このシートクッション２Ｂは、ウレタン系パッド材６と、パッド材６の中心部に埋設された３Ｄネット１
６とから成り、３Ｄネット１６はパッド材６と一体発泡されているが、パッド材６は３Ｄネット１６の内部には侵入していない。

【００２６】さらに詳述すると、シートクッション２Ｂ
は、３Ｄネット８の上面及び下面を熱可塑性ポリウレタンエラストマ製のパッド材含浸防止シート１８で被覆し、その全周を振動溶着により接合した後、ウレタンと一体発泡させたものである。 発泡時、パッド材の３Ｄネット８への侵入はパッド材含浸防止シート１８により妨げられている。

【００２７】パッド材含浸防止シート１８としては、例えばポリウレタン弾性繊維１００％の細い連続フィラメントをランダムに積層した構造のエスパンシオーネ（登録商標：鐘紡(株)製）と呼ばれる薄膜等を使用すると、
パッド材６と３Ｄネット１６とが一体化し、シートクッション２Ｂに着座時、３Ｄネット１６に違和感を感じることがない。

【００２８】また、パッド材が３Ｄネット８の内部に侵入していないことから、後述するように、平衡点廻りを含む通常使用域におけるバネ定数が全体として小さくなる。

【００２９】図１２は、実施形態２の変形例を示しており、シートクッション２Ｃは、ウレタン系パッド材６
と、パッド材６の下部に埋設された３Ｄネット１６Ａとから成る。 このシートクッション２Ｃは、３Ｄネット１
６Ａがパッド材６の下部に埋設された構成のため、発泡に際し、３Ｄネット８の上面のみシート１８で被覆し、
下面は被覆されていない。

【００３０】また、図１３は、実施形態２の別の変形例を示しており、シートクッション２Ｄは、ウレタン系パッド材６と、パッド材６の上部に埋設された３Ｄネット１６Ｂとから成る。 このシートクッション２Ｄは、３Ｄ
ネット１６Ｂがパッド材６の上部に埋設された構成のため、発泡に際し、３Ｄネット８の下面のみシート１８で被覆し、上面は被覆されていない。

【００３１】図１４は、本発明の実施形態３にかかるクッション構造を採用したシートクッション２Ｅを示している。 このシートクッション２Ｅは、３Ｄネット８の周囲にＵ字状に折曲したワイヤ２０を挿入した後、パッド材６と一体発泡することによりパッド材６の中心部に３
Ｄネット８を埋設している。

【００３２】この構成は、３Ｄネット８の変形がワイヤ２０により制約を受けるため、バネ感が増大して耐荷重域が増大し、底付き感が軽減される。

【００３３】なお、上記実施形態において、３Ｄネット８，１６，１６Ａ，１６Ｂをウレタン系パッド材６と一体発泡させたが、図１０あるいは図１２に示されるようにパッド材６の下部に３Ｄネット８，１６Ａを埋設した構成にあっては、図１５乃至図１７に示されるように、
３Ｄネット８をウレタン系パッド材２０と矩形状に一体発泡する一方、シート形状に発泡させたパッド材６の下部に矩形状凹部を形成し、この凹部にパッド材２０を埋め込むこともできる。

【００３４】なお、図１５乃至図１７の構成に代えて、
図１８乃至図２０に示されるように、３Ｄネット１６Ａ
をパッド材２０と矩形状に一体発泡させたものも使用できる。

【００３５】また、図１１あるいは図１３の構成において、３Ｄネット８の上部メッシュ層１０として図８(ａ)
に示されるハニカム状メッシュの基布組織を採用する一方、下部メッシュ層１２として図８(ｃ)に示される鎖挿入組織の基布組織を採用することもできる。 この場合、
ハニカム状メッシュの基布組織に比べ、鎖挿入基布組織は目が細かいため、パッド材６との一体発泡に際し、３
Ｄネット８の下面をシート１８で被覆しなくても、３Ｄ
ネット８の内部にパッド材６が侵入することはない。

【００３６】図２１は、表２に示される品番０９００２
Ｄの３Ｄネットを採用し、パッド材を含浸させた本発明にかかるクッション構造の静特性を示すグラフで、図２
２及び図２３は品番９００１２−２の３Ｄネットを採用し、パッド材を含浸させたクッション構造と、パッド材を含浸させなかったクッション構造の静特性をそれぞれ示すグラフである。 このグラフは、φ９８の圧縮板を５
０ｍｍ／分の速度で２４．８ｍｍ圧縮することにより得られたものである。 図中、ｋ１〜ｋ６はバネ定数を示しており、表３、表４、表５のバネ定数は、図２１、図２
２、図２３の静特性にそれぞれ対応している。

【００３７】また、図２４は、３Ｄネットを埋設した位置、及び、図２１乃至図２３の静特性を測定した部位（Ｈポイント）を示しており、Ｈポイントは着座者の坐骨結節部に略対応する。

【表３】

【表４】

【表５】

【００３８】図２５は、図２１乃至図２３の静特性を示すクッション構造と、ウレタンのみで作製したクッションの動特性を示すグラフであり、３軸加振機を使用してランダム波を入力することにより得られたものである（被験者体重：９４ｋｇ）。

【００３９】図２５のグラフからわかるように、３Ｄネットにウレタンを含浸させたクッション構造はバネ定数が全体として大きく、特に品番０９００２Ｄを採用したクッション構造は、高周波領域における減衰性は劣るが、大荷重に対応でき低周波領域の減衰性に優れている。 一方、３Ｄネットにウレタンを含浸させなかったクッション構造はバネ定数が全体として小さく、高周波対応の構造である。

【００４０】本発明にかかるクッション構造は、種々の３Ｄネットとウレタンとの組み合わせにより任意のバネ定数を提供できるので、車両用シートに採用する場合、
「あしまわり」の剛性に応じて適切なクッション構造を選択することができる。

【００４１】なお、図２１乃至図２３の静特性は、３Ｄ
ネットをパッド材の下部に埋設した場合のものであるが、パッド材の上部に埋設したものにあっては、シートの通気性を向上させることができるとともに、パッド材の中心部に埋設したものにあっては、３Ｄネットの選択によりストローク量を調整することができる。

【００４２】立体メッシュニットを３Ｄネットとして使用した本発明にかかるクッション構造は、上部あるいは下部メッシュ層をハニカム状に形成するとともに、多数のパイル２８の各々を１本の太い糸で形成し、かつ、トラス構造にしていることから、次のような特徴を有している。 （１）個々のパイルが弾性機能を有しているので、材質、繊維太さ、組織、機械的特性を変えることにより硬度、弾力、フィット性をコントロールすることができる。 （２）ハニカム形状の形状記憶機能を利用することにより、復元性を高め、へたりにくくすることができる。 （３）トラス構造により、へたりにくい薄型の弾性構造物を形成し、圧力分散と吸収及びフィット性の向上を図ることができる。 （４）ハニカム・トラス構造の各部が独立した均一なクッション部材であるため、体圧分散（低圧で均一な体圧分布）に優れ、体格差を吸収するとともに、やせ形で肉付きの悪い人に対しては比較的疲労に対して鈍感な座骨結節部に低圧で体圧集中させることにより前ズレを防止することができる。 さらに、体重移動性に優れ、姿勢変化が容易で、かつ、対応しやすく、摩擦剪断力も低減する。 （５）ハニカム・トラス構造により、ハンモック状態（局部的に圧力が集中し側圧感が強い状態）にならず、
自然な姿勢支持が可能となり、ハニカム各部の弾性効果により異物感も減少する。 （６）ウレタンを含浸させない場合、ハニカム・トラス構造の内部に空気層が形成され、透湿性と通気性に優れている。 （７）ハニカム・トラス構造により強度アップになっている。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。 本発明のうちで請求項１に記載の発明によれば、３次元ネットを上部メッシュ層と、下部メッシュ層と、上部及び下部メッシュ層を結合する多数のパイルを有するパイル層とで構成し、３次元ネットをパッド材と一体発泡させたので、パッド材のバネ性を３次元ネットで補填することができ、薄型で軽量のクッション構造でも所定のクッション性を確保することができる。

【００４４】また、請求項２に記載の発明によれば、３
次元ネットの内部にパッド材を含浸させたので、３次元ネットを構成する各パイルにパッド材が付着して剛性が増大することから、バネ定数の大きいクッション構造を提供することができる。

【００４５】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
パッド材含浸防止シートにより３次元ネットの内部へのパッド材の侵入を防止したので、３次元ネットの内部が気孔構造となることから、バネ定数の小さいクッション構造を提供することができる。

【００４６】また、請求項４に記載の発明によれば、パッド材含浸防止シートに熱可塑性ポリウレタンエラストマ製シートを使用したので、パッド材含浸防止シートが硬化することなくパッド材と一体化し、着座時、違和感を感じることがない。

【００４７】また、請求項５に記載の発明によれば、３
次元ネットにワイヤを挿入した後、一体発泡させたので、バネ感が増大して耐荷重域が増大し、底付き感が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態１にかかるクッション構造を採用したシートの斜視図である。

【図２】 図１のシートの側面図である。

【図３】 図１のシートの正面図である。

【図４】 図１のシートを構成するシートクッションの部分断面斜視図である。

【図５】 図４のシートクッションに埋設された３Ｄネットの部分拡大正面図である。

【図６】 図５の３Ｄネットの部分断面側面図である。

【図７】 ３Ｄネットとして使用された立体メッシュニットの荷重−たわみ曲線である。

【図８】 ３Ｄネットの上部及び下部メッシュ層に使用される種々の基布組織を模式的に示しており、（ａ）は図５に示されるハニカム状（六角形）メッシュを、
（ｂ）は菱形メッシュを、（ｃ）は鎖挿入組織をそれぞれ示している。

【図９】 上部及び下部メッシュ層を結合するパイル組織を模式的に示しており、（ａ）は図６に対応するストレート状組織を、（ｂ）は８の字ストレート状組織を、
（ｃ）はクロス状組織を、（ｄ）は８の字クロス状組織をそれぞれ示している。

【図１０】 実施形態１の変形例にかかるシートクッションの部分断面斜視図である。

【図１１】 本発明の実施形態２にかかるクッション構造の部分断面斜視図である。

【図１２】 図１１の変形例にかかるクッション構造の部分断面斜視図である。

【図１３】 図１１の別の変形例にかかるクッション構造の部分断面斜視図である。

【図１４】 本発明の実施形態３にかかるクッション構造を示しており、（ａ）はパッド材に埋設される３Ｄネットの分解斜視図であり、（ｂ）は埋設後のクッション構造の部分断面斜視図である。

【図１５】 ３Ｄネットをパッド材と矩形状に一体発泡させたクッション材の部分断面斜視図である。

【図１６】 図１５のクッション材の平面図である。

【図１７】 図１６の線XVII−XVIIに沿った断面図である。

【図１８】 図１５の変形例にかかるクッション部材の部分断面斜視図である。

【図１９】 図１８のクッション材の平面図である。

【図２０】 図１９の線XX−XXに沿った断面図である。

【図２１】 表２に示される品番０９００２Ｄの３Ｄネットを採用し、パッド材を含浸させたクッション構造の静特性を示すグラフである。

【図２２】 表２に示される品番９００１２−２の３Ｄ
ネットを採用し、パッド材を含浸させたクッション構造の静特性を示すグラフである。

【図２３】 表２に示される品番９００１２−２の３Ｄ
ネットを採用し、パッド材を含浸させなかったクッション構造の静特性を示すグラフである。

【図２４】 ３Ｄネットを埋設した位置、及び、図２１
乃至図２３の静特性を測定した部位を示すシートクッションであり、（ａ）はその平面図を、（ｂ）その側面図である。

【図２５】 図２１乃至図２３の静特性を示すクッション構造と、ウレタンのみで作製したクッションの動特性を示すグラフである。

【符号の説明】

２ シートクッション ４ シートバック ６ パッド材 ８，１６ ３Ｄネット １０ 上部メッシュ層 １２ 下部メッシュ層 １４ パイル １８ パッド材含浸防止シート ２０ ワイヤ Ｓ シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 誠司 広島県広島市安芸区矢野新町一丁目２番10 号 株式会社デルタツーリング内 (72)発明者 榎 芳美 広島県広島市安芸区矢野新町一丁目２番10 号 株式会社デルタツーリング内 (72)発明者 小倉 由美 広島県広島市安芸区矢野新町一丁目２番10 号 株式会社デルタツーリング内 Ｆターム(参考） 3B084 CA06