(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要の厚みに発泡成形されたウレタンフォーム(12)を材質とし、乗用車等のシートクッションに使用されるパッド(10)において、
前記ウレタンフォーム(12)は、該ウレタンフォーム(12)の表側全体を構成する表面層(A)と、該ウレタンフォーム(12)の座面側となる部位および裏面側となる部位の中間部位に位置するコア層(E)と、前記表面層(A)およびコア層(E)の間に位置し、密度および剛性が該表面層(A)に繋がる側から該コア層(E)に繋がる側に向かうにつれて傾斜的に低くなっている中間層とが一体に発泡成形され、
前記表面層(A)の密度(da)と前記コア層(E)の密度(de)との比(da/de)を１.１３〜１.６０の範囲に設定すると共に前記中間層の密度を前記表面層(A)より小さく設定し、前記表面層(A)の剛性を中間層およびコア層(E)の剛性より高く設定した
ことを特徴とするシートクッション用パッド。
【請求項２】
前記ウレタンフォーム(12)は、ウレタン材料の発泡反応時に発生するＣＯ２の発生量に対し該ＣＯ２の型外放出を少なくして発泡成形型内の内部圧力を高く保持することで、前記表面層(A)の密度(da)および剛性が前記コア層(E)より高く成形される請求項１記載のシートクッション用パッド。
【請求項３】
前記ウレタンフォーム(12)は、ウレタン材料の注入時における発泡成形型の温度を、該ウレタン材料の発泡反応時に熱エネルギー損失が起こる温度に設定することで、前記表面層(A)の密度(da)および剛性が前記コア層(E)より高く成形される請求項１記載のシートクッション用パッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シートクッション用パッドに関し、更に詳細には、発泡成形されたウレタンフォーム材からなり、乗用車等のシートにおけるシートクッションの基材として実施に供されるパッドの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、乗用車等の乗員室内に設置される既存のシートは、乗員の下半身をホールドするシートクッションと、このシートクッションの後部に傾動可能に設置されて乗員の上半身をホールドするシートバックと、このシートバックの上部に設置されて乗員の頭部を保護するヘッドレスト等から基本的に構成されている。このうち例えばシートクッションでは、図７および図８に示すような形状に発泡成形されたウレタンフォーム１２を材質とするパッド１０に、ファブリックや合成皮革または皮革等の表皮を貼込んで形成されている。前記パッド１０は、前部サポート部１４、後部サポート部１６(センターサポート部)および左右のサイドサポート部１８,１８等に大別され、夫々のサポート部１４,１６,１８の境界部分には表皮を裏側へ展張固定するための溝２０および孔(図示せず)が形成され、また裏側(下側)には金属製のプレートやパイプフレーム等を収容する凹部２２が形成されている。
【０００３】
前述したパッド１０を形成するウレタンフォーム１２は、ポリオール、イソシアネート、シリコン整泡剤等からなる所定量のウレタン材料を、発泡成形型のキャビティ内へ注入して発泡させることで、前述した形状に一体成形したものである。殊に、シートクッションは乗員の体重の殆どが付与されるため、前記パッド１０を形成するウレタンフォーム１２の特性が、座り心地(乗り心地)やホールド性に大きく影響を及ぼすものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで当業界では、座り心地の向上を前提とした場合、シートクッションに使用される前記パッド１０は、全体的に略均一密度に発泡成形したウレタンフォーム１２を使用するのが良いとされていた。このため、発泡成形型による発泡成形条件(パック率や発泡成形型の温度等)を適切に設定することにより、前記パッド１０の座面部位の密度ｄａおよび厚み方向の中間部位の密度ｄｅの密度差ｄａ／ｄｅが１.０５〜１.１０以内、すなわち可能であればｄａ＝ｄｅとなるように発泡成形を行なっていた(図３に破線で示す)。
【０００５】
従って図９に示すように、圧縮荷重試験機による撓み変形特性の測定に際して加圧体３２をパッド１０の座面部位に押付けた場合、圧縮に先立って１０ｍｍの等間隔の格子模様に表示した表示線２４(図９(ａ))の変形から明らかなように、圧縮されている部分では、座面部位における表面層Ａ(第１層)、中間部位に位置するコア層Ｅ(第５層)、裏面部位における表面層Ａ(第９層)を含む第１〜第９の各層では、何れも略均一的な厚みに圧縮されるようになる(図９(ｂ))。すなわち表面層Ａでは、変形後の厚みａ'は変形前の厚みａよりかなり小さくなってａ'＜ａとなるのに対し、コア層Ｅも同様に、変形後の厚みｂ'は変形前の厚みｂよりかなり小さくなってｂ'＜ｂとなっている。従って撓み特性ａ'／ｂ'は、表１に示すように、一般的に１.５以下となっている。
【０００６】
しかしながら、全体的に略均一密度としたウレタンフォーム１２からなるパッド１０では、硬さ(剛性)も全体的に略均一となっているため(図５に破線で示す)、中間部位に位置するコア層Ｅでは適切な硬さであるとしても、座面部位における表面層Ａでは剛性不足の状態となって適正な体圧分散が得られなかった。このため乗員が着座した場合は、体で押付けられる部位の部分的な沈込み量が大きくなり、座り心地の悪化を招来する欠点を内在していた。また、走行時の車体振動や横Ｇに対して乗員の体が傾動した際に、前記表面層Ａが容易に変形して乗員を適切にホールドし得ないので(所謂「腰がない状態」)、乗員は常に体を揺さぶられた状態を余儀なくされ、疲労や車酔い等が生じ易くなる等の問題もあった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、座面部位における表面層の密度を中間部位に位置するコア層の密度より適宜大きく設定し、コア層より表面層の剛性を高めることで座り心地の向上を図ったシートクッション用パッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、所期の目的を達成するため本発明は、所要の厚みに発泡成形されたウレタンフォームを材質とし、乗用車等のシートクッションに使用されるパッドにおいて、
前記ウレタンフォームは、該ウレタンフォームの表側全体を構成する表面層と、該ウレタンフォームの座面側となる部位および裏面側となる部位の中間部位に位置するコア層と、前記表面層およびコア層の間に位置し、密度および剛性が該表面層に繋がる側から該コア層に繋がる側に向かうにつれて傾斜的に低くなっている中間層とが一体に発泡成形され、
前記表面層の密度と前記コア層の密度との比を１.１３〜１.６０の範囲に設定すると共に前記中間層の密度を前記表面層より小さく設定し、前記表面層の剛性を中間層およびコア層の剛性より高く設定したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、各発明に係るシートクッション用パッドにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、図７および図８に示した従来のパッド１０と同一部位については、同一の符号を付して説明する。
【００１０】
図１は、実施例に係るシートクッション用のパッドの側断面図であって、この実施例のパッド１０は、図７に示した従来のパッド１０と基本的に同一の外形形状に成形されたウレタンフォーム１２を材質としている。すなわちパッド１０は、前部サポート部１４、後部サポート部１６(センターサポート部)および左右のサイドサポート部１８,１８とに大別され、夫々のサポート部１４,１６,１８の境界部分には表皮を裏側へ引張固定するための溝２０および孔(図示せず)が形成され、また裏側(下側)には金属製のプレートやパイプフレーム等を収容する凹部２２が形成されている。なお、乗員の体重が最も付与される前記後部サポート部１６では、金属製のプレートやパイプフレーム等を使用することを前提として、その厚みは概ね９０ｍｍ程度とされている。
【００１１】
そして実施例のパッド１０では、シートクッションの座面部位における表面層Ａの密度ｄａと、厚み方向(上下方向)の略中間部位に位置するコア層Ｅの密度ｄｅを比較すると、コア層Ｅの密度ｄｅより表面層Ａの密度ｄａを大きく設定してある。例えば前記後部サポート部１６を例にとると、図２に示すように、ウレタンフォーム１２の表面から１０ｍｍピッチで第１〜第９の９層に区分した場合の各層の密度は、図３に実線で示すような数値となっている。すなわち、表面層Ａに相当する第１層の密度ｄａは約６６ｋｇ／ｃｍ3であり、コア層Ｅに相当する第５層の密度ｄｅは約５６ｋｇ／ｃｍ3であり、これにより表面層Ａの密度ｄａおよびコア層Ｅの密度ｄｅの密度比ｄａ／ｄｅは約１.１８となっている。
【００１２】
しかも実施例のパッド１０では、図３から明らかなように、第１層(表面層Ａ)および第９層(表面層Ａ)の密度が、他の２,３,４,５,６,７,８の各層の密度に比べて大きくなっており、第３〜第７の各層の密度は略同一となっている。また、図３に破線で示す従来のパッド１０と比較すると、実施例のパッド１０における３,４,５,６,７の各層の密度は、従来のパッド１０における３,４,５,６,７の各層の密度と略同一であるが、実施例のパッド１０における表面層Ａ(第１層,第９層)の密度は、従来のパッド１０のにおける表面層Ａ(第１層,第９層)よりかなり大きくなっている。すなわち実施例のパッド１０は、従来のパッド１０と比較すると、表面層Ａの密度ｄａを大きく設定したものである。
【００１３】
また、実施例のパッド１０における第１〜第９の各層の曲げ硬さは、図５から明らかなように、第１層(表面層Ａ)および第９層(表面層Ａ)が、他の第２〜第８の各層に比べて大きくなっており、第３〜第７の各層の曲げ硬さは略同一となっている。この曲げ硬さデータは、図４(ｂ)に示す試験サンプル、すなわち第１〜第９の厚さ１０ｍｍの各層における上面から６ｍｍの部分からなる２００(Ｌ)×２５(Ｗ)×６(Ｈ)ｍｍの試験サンプル３２を、図４(ａ)に示す測定治具３４の上面３６で矢印の方向へ徐々にスライドさせ、該試験サンプル３２の左側先端が測定治具３４における４５度の傾斜面３８に接触した際のスライド量を測定したものであって、このデータが大きい程に曲げ硬さが大きいことを意味する。従って実施例のパッド１０では、密度を高く設定した第１層(表面層Ａ)および第９層(表面層Ａ)の剛性が、第５層(コア層Ｅ)を含む第２〜第８の各層の剛性よりも高くなっている。
【００１４】
このような実施例のパッド１０では、図６に示すように、圧縮荷重試験機による撓み変形特性の測定に際して加圧体３２をパッド１０の座面部位に押付けた場合、圧縮に先立って等間隔の格子模様に表示した表示線２４(図６(ａ))の変形から明らかなように、圧縮変形している部分においては、表面層Ａに対応する第１層および第９層では殆ど圧縮変形が起こらない。また表面層Ａ以外では、先ずコア層Ｅに対応する第５層から圧縮変形が始まり、次いで第４層および第６層、第３層および第７層、第２層および第８層へと圧縮変形が順次外側へ進行し、最終的にコア層Ｅ(第５層)を含む第３〜第７の各層では夫々が略均一的な厚みに圧縮される。すなわち表面層Ａでは、変形後の厚みａ'は変形前の厚みａと略同一でａ'≒ａとなっているのに対し、コア層Ｅでは、変形後の厚みｂ'は変形前の厚みｂよりかなり小さくなってｂ'＜ｂとなっている。
【００１５】
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【００１６】
表１は、従来のパッド１０および本願のパッド１０を、同一硬さ(２５％硬さ／３１４ｃｍ2)における撓み特性を示したもので、密度比ｄａ／ｄｅが１.１０である従来のパッド１０では、撓み比ａ'／ｂ'は１.５以下である。これに対して本願のパッド１０では、密度比ｄａ／ｄｅが１.１８の場合の撓み比ａ'／ｂ'は２.０(コア層Ｅの圧縮変形量が表面層Ａの圧縮変形量の２倍)、密度比ｄａ／ｄｅが１.３０の場合の撓み比ａ'／ｂ'は３.０(同３倍)、密度比ｄａ／ｄｅが１.５０の場合の撓み比ａ'／ｂ'は４.０(同４倍)になっている。
【００１７】
すなわち実施例のパッド１０では、乗員が着座した場合、表面層Ａの剛性が高まったことにより適正な体圧分散が得られるので、該乗員の体重を該表面層Ａの全面で受け止めるようになり、乗員に対して適度なフラット感を与えるようになる。しかも、前記コア層Ｅを含む内部は充分な弾力性を有しているから、乗員の体重が付与された際には適切に圧縮変形し、乗員に対して適度な弾力感を与えるようになる。しかも、このような特性は、表１から明らかなように、密度比ｄａ／ｄｅが大きくなる程に顕現化する。
【００１８】
(パッドの発泡成形)
前述したような密度分布構造を有するウレタンフォーム１２は、発泡成形に際して、▲１▼パック率を制御する方法、▲２▼ウレタン材料注入時の発泡成形型の温度を制御する方法、等を適宜応用することにより好適に発泡成形可能とされる。このうち前記▲１▼方法は、具体的にはパック率を高くして発泡成形するものであって、例えば(ａ)ポリオール、水、イソシアネートが反応する際に発生するＣＯ2の発生量を意図的に多くすることにより、発泡時の発泡成形型の内部圧力を高く保持する、(ｂ)発生したＣＯ2の型外放出(ガス抜き量)を適正量より少なくして、発泡成形型の内部圧力を高く保持する、等の成形条件が考えられる。前記(ａ),(ｂ)のような成形条件のもとでウレタンフォーム１２を発泡させた場合、成形されるウレタンフォーム１２では表面層Ａ側に圧力が高くなるから、該表面層Ａの密度が高くなって座面部位の剛性が高くなる。
【００１９】
一方、前記▲２▼の方法は、ウレタン材料の注入時における発泡成形型の温度を通常より低く設定することにより(通常は６０〜６７℃が適正温度であるが、これを４０〜６０℃に設定する)、ウレタン材料の発泡反応時に熱エネルギー損失が起こるので、成形されるウレタンフォーム１２では、発泡成形型のキャビティ面と接触する表面層Ａのみが密度が高くなって座面部位の剛性が高くなる。
【００２０】
前述した発泡成形条件のもとに発泡成形される実施例のシートクッション用パッド１０では、シートクッションの座面部位における表面層Ａの密度ｄａと、中間部位に位置するコア層Ｅの密度ｄｅとの密度比ｄａ／ｄｅが１.１８程度となったので、コア層Ｅよりも表面層Ａの剛性が高くなって座り心地の向上が可能となった。すなわち、表面層Ａの剛性が高まったことにより好適な体圧分散がなされて乗員に適度なフラット感を与え得る一方、コア層Ｅは充分な弾力性を有して圧縮変形するので乗員に適度な弾力感をも同時に与え得る。従って、走行時の車体振動や横Ｇに対して乗員の体を適正にホールドすることが可能となり、乗員は安定的に着座することが可能となる。
【００２１】
なお実施例では、表面層Ａの密度ｄａおよびコア層Ｅの密度ｄｅの密度比ｄａ／ｄｅを１.１８の場合を例示したが、適正な体圧分散および弾力性の両立を図ることを前提とした場合、密度比ｄａ／ｄｅは１.１３〜１.６０の範囲に設定するのが望ましい。
【００２２】
そして、表面層Ａとコア層Ｅとの密度比ｄａ／ｄｅが１.１３〜１.６０の範囲に設定されるパッド１０は、例えば発泡成形時のパック率を高める成形方法や、発泡成形型の温度を通常より適宜下げる成型方法等により好適に成形可能であるから、複雑な成形条件の設定は何等必要ない。しかも、別の装置や部材等を追加使用することもないので、成形コストが嵩むこともない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係るシートクッション用パッドによれば、パッドを形成するウレタンフォームに関し、該ウレタンフォームの表側全体を構成する表面層の密度と該ウレタンフォームの中間部位に位置するコア層の密度との密度比を１.１３〜１.６０の範囲に設定し、コア層の剛性より表面層の剛性を高めたことにより、座り心地の向上を図り得る利点がある。すなわち、表面層の剛性が高まったことにより好適な体圧分散がなされて乗員に適度なフラット感を与え得る一方、コア層は充分な弾力性を有しているので適切に圧縮変形して乗員に適度な弾力感をも同時に与え得る。従って、走行時の車体振動や横Ｇに対して乗員の体を適正にホールドすることが可能となり、乗員は安定的に着座することができて長時間に亘って座っていても疲労が軽減され得る。
なお、表面層とコア層との密度比を１.１３〜１.６０の範囲に設定したパッドは、例えば発泡成形時に発生するＣＯ２により発泡成形型内の内部圧力を高く保持する成形方法や、発泡成形型をウレタン材料の発泡反応時に熱エネルギー損失が起こる温度に設定する成形方法等により好適に成形可能であるから、複雑な成形条件の設定が何等必要ないと共に、別の装置や部材等を使用することもないので成形コストが嵩むこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るシートクッション用パッドの側断面図である。
【図２】図１に示したパッドにおける後部サポート部の部分断面図であって、該サポート部を厚み方向へ同一厚みで９層に区分した際に、座面部位における第１層を表面層、中間部位に位置する第５層をコア層とすることを示している。
【図３】実施例のパッドおよび従来のパッドにおける第１〜第９の各層の密度分布を示すグラフである。
【図４】  (ａ)は、パッドの曲げ硬さの測定方法を示す説明図、(ｂ)は曲げ硬さ測定用の試験サンプルを示す斜視図である。
【図５】実施例のパッドおよび従来のパッドにおける第１〜第９の各層の曲げ硬さを示すグラフである。
【図６】実施例のパッドにおける撓み変形特性を示す説明図であって、(ａ)は加圧体による圧縮前状態を示し、(ｂ)は加圧体による圧縮状態を示している。
【図７】シートクッション用パッドの斜視図である。
【図８】  (ａ)は図７のVIIIａ−VIIIａ線断面図、(ｂ)は図７のVIIIｂ−VIIIｂ線断面図である。
【図９】従来のパッドにおける撓み変形特性を示す説明図であって、(ａ)は加圧体による圧縮前状態を示し、(ｂ)は加圧体による圧縮状態を示している。
【符号の説明】
１０  パッド
１２  ウレタンフォーム
Ａ  表面層
Ｅ  コア層
ｄａ  表面層の密度
ｄｅ  コア層の密度
ｄａ／ｄｅ  密度比
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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