クッション構造及び乗物用シート
【課題】人着座状態で痛みの発生がなく、安定した呼吸を促しやすいクッション構造を提供する。
【解決手段】三次元立体編物１０１，１０２が、複数枚重ねられた積層体１００として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部１０３が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられている。クッション構造１０の幅方向略中央部は人が着座した際に、仙骨付近が位置する部位である。人が呼吸する際には骨盤が動くが、幅方向略中央部が少層構造部となっていることにより、仙骨の当たりが和らげられ、安定した呼吸を促すことができる。これに対し、幅方向略中央部を挟んだ両側は、少層構造部１０３よりも１層以上多く積層された中層構造部１０４となっているため、仙骨の両側の座骨結節が上下振動に伴って底付くことを防止できる。
【解決手段】三次元立体編物１０１，１０２が、複数枚重ねられた積層体１００として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部１０３が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられている。クッション構造１０の幅方向略中央部は人が着座した際に、仙骨付近が位置する部位である。人が呼吸する際には骨盤が動くが、幅方向略中央部が少層構造部となっていることにより、仙骨の当たりが和らげられ、安定した呼吸を促すことができる。これに対し、幅方向略中央部を挟んだ両側は、少層構造部１０３よりも１層以上多く積層された中層構造部１０４となっているため、仙骨の両側の座骨結節が上下振動に伴って底付くことを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、列車などの乗物用シートに用いられるクッション構造及び該クッション構造を備えた乗物用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、トーションバー等により弾性的に支持されたベースクッション上に、三次元立体編物やウレタン罪などを配置したクッション構造を種々提案している。例えば、特許文献１では、三次元立体編物のみを用いた部分やウレタン材と積層した部分などを設けたり、あるいは、ウレタン材を複数に分割するなどして複数のバネ要素を設定し、各バネ要素の動的バネ定数を異ならせた乗物用シートを提案している。これにより、入力される振動の特性（周波数や振幅等）に応じて、主として作用するバネ要素を異ならせ、その結果、低周波大振幅の振動から高周波小振幅の振動まで、特性の異なる種々の振動を効率的に吸収できる効果をもたらしている。
【０００３】
また、特許文献２では、クッションパン上にクッション構造を積層してトーションバーにより弾性的に支持した座部用クッション材が開示されている。ここで開示されているクッション構造は、２枚の三次元立体編物間にウレタン材やファイバークッションをサンドイッチして積層した構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０７７６９９号公報
【特許文献２】特開２００９−４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示されたクッション構造は、三次元立体編物を用いているため、薄型・軽量でありながら、上記した振動吸収性（主として上下方向の振動吸収性）に優れているなどの特徴を備えている。しかしながら、乗物用シートの振動吸収性、衝撃吸収性は常に改善されることが求められており、従来よりもさらに振動吸収性等の点で優れたクッション構造の開発が期待されている。特に、近年急速に普及している電気自動車やハイブリッド車は、レシプロエンジン車等と異なり、バッテリーの質量によりバネ上質量が増大する。そのため、質量効果により上下方向振動が少なくなるが、逆に、バネ上質量の増加によって、前後方向の慣性力の影響が出やすくなり、前後方向の振動やピッチングが大きくなる。これらの慣性力や加速度による体に与える影響を小さくするために、シートと人との間の相対変位、相対速度、相対加速度、相対ジャークを小さくすることが望まれる。また、乗物用シートに着座している人にとって、快適な座り心地を得るクッション構造としては、着座状態で圧迫による痛みの軽減、より安定した姿勢の確保、並びに、体動を許容して呼吸運動を容易にできるものであることが望まれる。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、着座状態で痛みの発生がなく、安定した呼吸を促しやすいクッション構造を提供することを課題とする。それに加え、本発明は、従来よりも振動エネルギーや衝撃エネルギーの吸収性能の優れた乗物用シートであって、特に、電気自動車やハイブリッド車用として適するクッション構造を提供することを課題とする。また、本発明は、これらのクッション構造を備えた乗物用シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のクッション構造は、三次元立体編物を有する乗物シート用のクッション構造であって、前記三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記積層体の両側部は、前記少層構造部と比較して前記三次元立体編物が２層以上多く積層された多層構造部となっており、前記少層構造部と多層構造部との間は少層構造部よりも多く多層構造部よりも少ない層数の中層構造部となっていることが好ましい。具体的には、前記少層構造部は前記最上層と最下層の２層からなることが好ましく、前記少層構造部が前記最上層と最下層の２層からなり、前記中層構造部が前記最上層と最下層を含む３層からなり、前記多層構造部が前記最上層と最下層を含む４層からなることがより好ましい。
【０００９】
また、前記クッション構造は、さらに、前記三次元立体編物が２枚用いられてなり、第１の三次元立体編物は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、第２の三次元立体編物は、前記第１の三次元立体編物の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分との重なり範囲が前記多層構造部を構成し、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記中層構造部を構成し、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記少層構造部を構成していることが好ましい。
【００１０】
前記第２の三次元立体編物が下側に配置され、前記第１の三次元立体編物が前記第２の三次元立体編物の上側に配置されてなり、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分は下側に折り返されて形成され、前記第２の三次元立体編物の折り返し部分は上側に折り返されて形成されていることがより好ましい。
【００１１】
また、前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが拘束されていることが好ましく、前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して縫製により拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが縫製により拘束されていることがより好ましい。
【００１２】
前記第１の三次元立体編物及び第２の三次元立体編物は、それぞれ厚さ６ｍｍ〜８ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
前記第２の三次元立体編物の下側に、さらに、所定の面剛性を付与するための面剛性付与クッション部材が配置されていることが好ましい。前記面剛性付与クッション部材が、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体からなるものを用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記クッション構造又は面剛性付与クッション部材が、フローティングデバイスとして用いられる構成とすることが好ましい。この場合、前記面剛性付与クッション部材の少なくとも一面は、防水加工が施されている構成とすることが好ましい。前記クッション構造は、その外周面において、防水加工が施されている構成とすることが好ましい。
【００１５】
前記三次元立体編物及び面剛性付与クッション部材は、被覆材により被覆されている構成とすることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の乗物用シートは、クッションフレームの前縁フレームと後縁フレームとの間に掛け渡されるベースクッション材を備えた乗物用シートであって、前記クッション構造が、前記ベースクッション上に配置されていることを特徴とする。前記前縁フレームと後縁フレームのうちの少なくとも前縁フレームは、トーションバーにより前後方向に回動可能に弾性的に支持されている構成とすることが好ましい。
【００１７】
前記クッション構造と前記ベースクッションとが、両者の対向面の一方に取り付けられる一方の面ファスナと、両者の対向面の他方に取り付けられる他方の面ファスナとにより連結されている構成とすることが好ましい。前記一方の面ファスナは、両側縁部が固着されずに取り付けられ、前記他方の面ファスナは、断面略Ｕ字状に突出するように取り付けられていることがより好ましい。この場合、前記ベースクッションの表面に前記一方の面ファスナが取り付けられ、前記クッション構造の裏面に前記他方の面ファスナが取り付けられるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のクッション構造は、三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられている。クッション構造の幅方向略中央部は人が着座した際に、仙骨付近が位置する部位である。人が呼吸する際には骨盤が動くが、幅方向略中央部が少層構造部となっていることにより、仙骨の当たりが和らげられ、安定した呼吸を促すことができる。これに対し、幅方向略中央部を挟んだ両側は、少層構造部よりも１層以上多く積層された中層構造部となっているため、仙骨の両側の座骨結節が上下振動に伴って底付くことを防止できる。また、中層構造部のさらに外側を多層構造部とすることにより、両側部の剛性が高くなり、臀部を安定して支持することができる。
【００１９】
また、重なり合った三次元立体編物の層同士を、中層構造部における少層構造部に隣接する部位においては最上層から最下層までの３層を一括して縫製などにより拘束し、多層構造部において重なり合った中間の２層のみを縫製などにより拘束する構成とすることが好ましい。このように拘束することで、三次元立体編物の最下層の部分が前後左右に動きやすくなり、また復元力も生じる。これにより、簡易的なバネ・ダッシュポット系が構成され、呼吸に伴う骨盤の動きを妨げず、スムーズな呼吸運動の助けになる。また、前後方向の振動やピッチングを効率よく吸収できる。従って、バネ上質量の増加によって、前後方向の振動やピッチングが大きくなる電気自動車やハイブリッド車用として特に適する。また、面剛性付与クッション材としてビーズ発泡体を用いると、緊急時における避難用グッズであるフローティングデバイスとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一の実施形態に係る乗物用シートである自動車用シートを示した斜視図であり、図１（ｂ）は該自動車用シートに用いたクッション構造の平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、図１（ａ）に示した自動車用シートにおいて、クッション構造を取り外した状態を示した斜視図である。
【図４】図４は、クッション構造の分解斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、クッション構造に使用される三次元立体編物の積層体を示した平面図（図４のＣ矢視図）であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】図６は、三次元立体編物の燃焼試験の試験結果を示したグラフである。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、クッション構造とベースクッションとを面ファスナを用いて接合する際の取り付け方を説明するための図である。ベルトアンカー部材を設けた状態の図１の乗物用シートの側面図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に係る乗物用シートである航空機用シートを示した斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、荷重−変位特性を測定した比較例に係るクッション構造を概念的に示した図であり、図９（ｂ）は、本発明の実施形態に係るクッション構造を概念的に示した図である。
【図１０】図１０は、直径９８ｍｍの加圧板を用いて測定した荷重−変位特性の測定結果を示した図である。
【図１１】図１１は、直径２００ｍｍの加圧板を用いて測定した荷重−変位特性の測定結果を示した図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｄ）は比較例に係るクッション構造の体圧分布を示した図であり、図１２（ｅ）は本発明の実施形態に係るクッション構造の体圧分布を示した図であり、図１２（ｆ）は座骨結節部に生じる最高圧力値を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の一の実施形態に係る乗物用シートである自動車用シート１を示した斜視図である。この自動車用シート１のシートクッション部には、図１〜図３に示したように、シートクッション部を構成するクッションフレーム２０及びこのクッションフレーム２０に支持されたベースクッション３０が設けられ、ベースクッション３０上にクッション構造１０が配置されている。
【００２２】
クッションフレーム２０は、図２（ａ）及び図３に示したように、前縁フレーム２１、後縁フレーム２２及び２つのサイドフレーム２３，２４を有して構成される。前縁フレーム２１は、シートクッション部の幅方向に掛け渡されたトーションバー２１ａの両端付近に設けられたアーム２１ｂの先端間に掛け渡され、トーションバー２１ａにより弾性的に支持されている。
【００２３】
トーションバー２１ａにより弾性的に支持された前縁フレーム２１と後縁フレーム２２との間に、ベースクッション３０が張られている。ベースクッション３０には、二次元のネット材や布帛、あるいは、三次元立体編物等を用いることができる。
【００２４】
クッション構造１０は、図２及び図４に示したように、三次元立体編物の積層体１００と、面剛性付与クッション部材１１０と、前記積層体１００及び面剛性付与クッション部材１１０とを一緒に被覆する被覆材１２０とを含んで構成されている。
【００２５】
積層体１００は、図２（ｂ）及び図５に示したように、第１の三次元立体編物１０１と第２の三次元立体編物１０２とを用いて構成されている。第１の三次元立体編物１０１は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、折り返し部分が下側となるように配置される。第２の三次元立体編物１０２は、第１の三次元立体編物１０１の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、折り返し部分が上側となるように配置され、第１の三次元立体編物１０１の折り返し部分に第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分が対面するように重ね合わされる。
【００２６】
第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分は第１の三次元立体編物１０１の折り返し部分よりも幅が狭いため、両者を重ね合わせた状態では、幅方向略中央部は、最上層と最下層の２層のみからなる少層構造部１０３となり、該少層構造部１０３に隣接した部分は第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分を含まない３層からなる中層構造部１０４となり、中間構造部１０４のさらに外側に位置する側部はそれぞれの折り返し部分を含む４層の多層構造部１０５となる。
【００２７】
少層構造部１０３は、上記のように形成されるため、図５（ａ）の破線で示したように、所定幅でクッション構造１０の前後方向に所定の長さに亘って設けられている。図５の例では、該少層構造部１０３は、クッション構造１０の幅方向中央部に、幅５ｍｍ、長さ４２０ｍｍに亘って設けられている。少層構造部１０３をこのようにクッション構造１０の幅方向中央部に設けると、人が着座した際には、仙骨がこの少層構造部１０３に当接する。少層構造部１０３は、最上層と最下層のみの２層であり、両者間の層が抜けている。その一方、仙骨を挟んで位置する座骨結節は３層の中間構造部１０４によって支持されるため、仙骨の当たり感が低減される。その結果、呼吸に伴う仙骨を中心とした骨盤の動きを止めるような堰がなく、円滑な呼吸運動を促すことができる。
【００２８】
また、中層構造部１０４における少層構造部１０３に隣接する第１の拘束部位１０６では、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されている。多層構造部１０５においては、両側部付近に位置する第２の拘束部位１０７で、重なり合った中間の２層のみが拘束されている。拘束手段は限定されるものではないが、容易に拘束できることから、縫製によることが好ましい。すなわち、第１の拘束部位１０６では、３層の三次元立体編物を最上層から最下層まで一括して縫い合わせ、第２の拘束部位１０７では、中間の２層の三次元立体編物同士を縫い合わせる。
【００２９】
このように縫製することにより、第２の三次元立体編物１０２の最下層に位置する部位は、第１の拘束部位１０６よりも外側の部位がフリーの状態であるため、振動の入力に伴う前後左右への動きが許容され、それにより復元力が生じるため、振動吸収性が向上する。特に、前後方向の振動やピッチングに対する振動吸収性が向上する。
【００３０】
ここで、三次元立体編物は、例えば、特開２００２−３３１６０３号公報に開示されているように、互いに離間して配置された一対のグランド編地と、該一対のグランド編地間を往復して両者を結合する多数の連結糸とを有する立体的な三次元構造となった編地である。一方のグランド編地は、例えば、単繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織（細目）によって形成され、他方のグランド編地は、例えば、短繊維を撚った糸から、ハニカム状（六角形）のメッシュを有する編み目構造に形成されている。もちろん、この編地組織は任意であり、細目組織やハニカム状以外の編地組織を採用することもできるし、両者とも細目組織を採用するなど、その組み合わせも任意である。連結糸は、一方のグランド編地と他方のグランド編地とが所定の間隔を保持するように、２つのグランド編地間に編み込んだものである。
【００３１】
このような三次元立体編物の中でも、本実施形態では、厚さ５〜１０ｍｍの範囲のものを用いることが好ましい。理由は以下の通りである。
【００３２】
まず、厚さ５〜１０ｍｍの範囲の三次元立体編物を１枚の場合、２〜５枚積層した場合について同じ条件で燃焼試験を行った。そのときの積層枚数に対する燃焼長及び焼失量は図６に示したとおりであり、燃焼長は３枚以上で安定するが、逆に焼失量は４枚以上になると積層枚数に応じて増加する。このことから、三次元立体編物を３枚重ねた３層にすることが、燃焼特性の点からは好ましいことがわかった。そこで、本実施形態では、上記のように中層構造部１０４として３層の部分を、該中層構造部１０４が座骨結節下に位置するように設ける共に、平面積において、３層の中層構造部１０４の占める割合が、少層構造部１０３及び多層構造部１０５よりも多くなるように設定した。
【００３３】
このように三次元立体編物を３層にすることを前提とした場合でも、臀部のサイドの支持性を高めるためには、クッション構造１０の側部は厚みがある方が望ましい。そこで、多層構造部１０５においては三次元立体編物を４層にしているが、仮に厚さ１０ｍｍのものを用いた場合、全体の厚さは４０ｍｍになり、それよりも厚い場合には重量アップにつながる。
【００３４】
また、上記のように、第１の拘束部位１０６においては、最上層から最下層までの３層の三次元立体編物を一括して縫い合わせるが、一般の縫製機で針が貫通可能な上限厚さを考慮する必要があり、それを大きく超える場合には、特別な縫製機や針を準備する必要で製造コストが増す。
【００３５】
三次元立体編物を３層にすることを基準として、その他の上記諸条件を勘案すると、上記した厚さ範囲の三次元立体編物を用いることが好ましいことになる。
【００３６】
積層体１００の下側には、クッション構造１０の面剛性を高め、底付きを防止するため、本実施形態のように、面剛性付与クッション材１１０を配設することが好ましい。面剛性付与クッション部材１１０としては、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体を用いることができる。但し、後述するフローティングデバイスとして用いることができることから、ビーズ発泡体を用いることが好ましい。ビーズ発泡体としては厚さ２〜２５ｍｍのもの、ポリプロピレン樹脂の板状体としては厚さ０．５〜１．５ｍｍのものを用いることが好ましい。ビーズ発泡体は、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンのいずれか少なくとも一つを含む樹脂のビーズ法による発泡成形体が用いられる。発泡倍率は任意であり限定されるものではない。なお、面剛性付与クッション材１１０の上面の両側部付近には、一方の面ファスナ１１０ａが固定され、三次元立体編物からなる積層体１００の裏面の両側部付近には他方の面ファスナ（図示せず）が固定されており、面ファスナ１１０ａ同士を結合させることにより、積層体１００は面剛性付与クッション材１１０上に安定して保持される。
【００３７】
積層体１００と面剛性付与クッション材１１０とは、不燃性の不織布１３０により被覆され、さらに、表皮を構成する被覆材１２０によって被覆される。不燃性の不織布１３０を配設するか否かは任意である。被覆材１２０としては、二次元のネット材や布帛、あるいは、三次元立体編物等を用いることができる。
【００３８】
積層体１００及び面剛性付与クッション材１１０が不織布１３０及び被覆材１２０によって被覆されてなる本実施形態のクッション構造１０は、前縁フレーム２１と後縁フレーム２２との間に張られたベースクッション３０上に設けられて使用される。具体的には、ベースクッション３０の表面とクッション構造１０の裏面とに一対の面ファスナを設け、該面ファスナにより両者を接合する構成とすることができる。
【００３９】
このとき、面ファスナは図７に示したように取り付けることが好ましい。すなわち、図７（ａ）に示したように、まず、ベースクッション３０の表面に取り付ける所定幅の一方の面ファスナ２０１のうち、その幅方向中央付近２０１ａのみを該ベースクッション３０に縫製等により接合にする。これにより、一方の面ファスナ２０１は、両側縁部２０１ｂ，２０１ｃが固着されずに浮き上がった状態となる。これに対し、他方の面ファスナ２０２を、断面略Ｕ字状（ループ状）にして、その基端部をクッション構造１０の裏面に位置する被覆材１２０に縫製等により接合する。これにより、他方の面ファスナ２０２は、被覆材１２０から略Ｕ字状に突出した形態となる。
【００４０】
上記した一方の面ファスナ２０１と他方の面ファスナ２０２の組を、例えば、クッション構造１０とベースクッション３０の幅方向の両側部付近に設ける。そして、図７（ｂ）に示したように、断面略Ｕ字状の他方の面ファスナ２０２を、一方の面ファスナ２０１の幅方向略中央部に位置させ、該一方の面ファスナ２０１の両側縁部２０１ｂ，２０１ｃを他方の面ファスナ２０２の両側面に接合させる。
【００４１】
人が使用する際にクッション構造１０に接すると、クッション構造１０を上方に引き上げる方向の力が働く。従って、一方の面ファスナ２０１をベースクッション３０に平坦に取り付け、同様に他方の面ファスナ２０２をクッション構造１２０の裏面に平坦に取り付けた場合、クッション構造１０を上方向に引き上げる力が働いた場合に、面ファスナ２０１，２０２同士が剥がれやすい。これに対し、一方の面ファスナ２０１及び他方の面ファスナ２０２を図７に示したように取り付けた場合には、断面略Ｕ字状に突出している他方の面ファスナ２０２の両側面に、一方の面ファスナ２０１の両側縁部２０１ｂ，２０１ｃが接合するため、クッション構造１０をベースクッション３０から離間させる方向の力が働いた際には、その力は接合状態の一対の面ファスナ２０１，２０２同士を面に沿ってずらす剪断方向への力として作用するため、剥がれにくくなる。その一方、クッション構造１０を面ファスナ２０１，２０２を用いて固定しているため、クッション構造１０の取り替えも容易に行うことができる。
【００４２】
また、上記した面ファスナ２０１，２０２を用いた場合、他方の面ファスナ２０２が断面略Ｕ字状に突出し、一方の面ファスナ２０１が該他方の面ファスナ２０２の側面に接合しているため、左右方向及び上下方向への多少の動きを許容する。この点も、硬い物に座ったような感じを減殺するのに役立ち、また、臀部の動きへの追従性が高まると共に、復元性も高まるため、座面の臀部へのフィット感が向上する。
【００４３】
一方の面ファスナの中央付近のみを固定し、他方の面ファスナを略Ｕ字状に突出させて接合する構成は、クッション構造１０とベースクッション３０との間の接合に限られるものではない。すなわち、図９（ｃ）に示したように、積層体１００の第１の三次元立体編物１０１に一方の面ファスナ１０１ａを、中央付近のみを固定して取り付け、被覆材１２０に他方の面ファスナ１０１ｂを略Ｕ字状（ループ状）に取り付けて、両者を接合する構成とすることもできる。また、面剛性付与クッション材１１０に取り付ける一方の面ファスナ１１０を、中央付近のみを固定して取り付け、積層体１００の第２の三次元立体編物１０２に他方の面ファスナ１１０ｂを略Ｕ字状（ループ状）に取り付けて両者を接合する構成とすることもできる。
【００４４】
ここで、図９（ａ）に示したように、厚さ１０ｍｍのビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０上に、厚さ７ｍｍの三次元立体編物を１〜４枚積層した場合（比較例）と、図９（ｂ）に示したように、厚さ１０ｍｍのビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０上に、厚さ７ｍｍの三次元立体編物を２枚用いて製作した本実施形態の積層体１００を積層した場合について、直径９８ｍｍ、直径２００ｍｍの加圧板を用いて５０ｍｍ／ｍｉｎで加圧した場合の荷重−変位特性を測定した。結果を図１０及び図１１に示す。
【００４５】
図１０及び図１１において、「一枚」、「二枚」、「三枚」、「四枚」は、それぞれ、図９（ａ）に示した面剛性付与クッション材１１０に三次元立体編物を１〜４枚積層した場合の測定結果を示し、「本製品」は、図９（ｂ）に示した上記実施形態に係る構造の測定結果を示す。なお、図１０には、人の臀部筋肉を同様の条件で加圧した際の荷重−変位特性も合わせて示した。
【００４６】
図１０から明らかなように、積層枚数が多くなるほどバネ定数が低くなる傾向を示しているが、「本製品」の場合には、直径９８ｍｍの加圧板では、人の臀部の筋肉の特性に近い傾向を示しており、臀部への反力が小さく、違和感が少ないことがわかる。また、図１１の直径２００ｍｍの加圧板で加圧した場合において、体重６０〜８０ｋｇの人が着座した状態における尻下荷重に相当する４００Ｎ〜６００Ｎにおけるバネ定数を求めたところ、「一枚」：５１５Ｎ／ｍｍ、「二枚」：２６７Ｎ／ｍｍ、「三枚」：１８４Ｎ／ｍｍ、「四枚」：１３８Ｎ／ｍｍ、「本製品」：１２９Ｎ／ｍｍであった。この結果、本製品は、上記のように平面積において、３層の中層構造部１０４の占める割合が、少層構造部１０３及び多層構造部１０５よりも多くなるように設定されているにも拘わらず、図９（ａ）に示した単純に４枚積層した場合のバネ定数よりも低いバネ定数であった。これは、中層構造部１０４における少層構造部１０３に隣接する第１の拘束部位１０６、多層構造部１０５における両側部付近に位置する第２の拘束部位１０７において、それぞれ拘束することにより、周縁部の剛性が上がり、三次元立体編物を構成するパイルが引っ張られて該三次元立体編物の基布に張力が発生して復元力が高くなることによる。
【００４７】
図１２は、図９（ａ）のクッション構造（三次元立体編物の積層枚数：１〜４枚）と、図９（ｂ）の本実施形態に係るクッション構造（本製品）について、体圧分布を測定したものである。図１２（ａ）〜（ｅ）は体圧分布の測定結果であり、図１２（ｆ）は、最高圧力値を示したグラフである。
【００４８】
図１２から、図９（ａ）のクッション構造の場合、三次元立体編物の積層枚数が多くなるほど、最高圧力値は低くなり体圧分散性がよくなることがわかるが、本製品のクッション構造は、３層の中層構造部１０４の占める割合が多いにも拘わらず、最高圧力値が、図９（ａ）のクッション構造における三次元立体編物を４枚積層した場合の約１３８ｇ／ｃｍ２よりも低い約１２２ｇ／ｃｍ２であり、体圧分散性が非常に高いことがわかった。また、通常のウレタン材を用いたシートの場合、ウレタンの厚さ１８０ｍｍ前後のものが用いられることが多いが、その場合の最高圧力値で約１７０〜１８０ｇ／ｃｍ２ である。本実施形態のクッション構造に係る図９（ｂ）に示したものは、最も厚い部分である多層構造部１０５で、三次元立体編物とビーズ発泡体とを合わせた厚みが３８ｍｍである。また、図１２（ｅ）から明らかなように、本製品は、剛性の高い周縁部における支持性が、図１２（ｄ）の場合よりも高くなっている。従って、本実施形態の構成によれば、薄く軽量な構造でありながら、高い体圧分散性を発揮することができる。
【００４９】
荷重−変位特性及び体圧分散性、並びに、上記した燃焼実験を考慮すると、三次元立体編物を本実施形態のように所定の部位で拘束し、３層の中層構造部１０４の占める割合を多くすることが最も好ましいことがわかる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、本発明のクッション構造１０を自動車用シート１に適用した場合について説明したが、乗物用シートであればよく、限定されるものではない。例えば、図８に示したような航空機用シート３００に適用することも可能である。図８に示した航空機用シート３００は、通路側座席３１０と窓側座席３２０の２つの座席を備えたフレームに、上記実施形態と同様にベースクッション３０を配置し、そのそれぞれに本発明のクッション構造１０を配設したものである。
【００５１】
また、面剛性付与クッション材１１０としてビーズ発泡体を用いた場合、該ビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０を被覆材１２０から取り出してフローティングデバイスとして用いたり、又は、ビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０を含んだクッション構造１０をフローティングデバイスとして用いることができる。すなわち、本発明のクッション構造１０が搭載されている乗物が事故等により水没した際に、このクッション構造１０をベースクッション３０から取り外して、あるいは、被覆材１２０内から面剛性付与クッション材１１０を取り出して、少なくとも一時的なフローティングデバイスとして利用することができる。面剛性付与クッション材１１０であるビーズ発泡体の浮力を利用して人を浮かせるためには、該ビーズ発泡体は、所定の厚さ以上のものを用いたり、複数枚積層して用いたりすることが好ましい。例えば、比重０．０３ｇ／ｃｍ３のビーズ発泡体の場合、乗物用シートの一人分の座席に相当する横４５０ｍｍ、縦４９０ｍｍ程度の大きさであれば、人の頭部を水面上に浮かせる浮力を得るために厚さ約２０ｍｍ以上とすることができる。それよりも薄いものを用いた場合には、複数枚用いることにより同様の浮力を得ることが可能である。従って、小さなサイズで人を浮かせることができるため、脱出性にも優れている。また、ビーズ発泡体の少なくとも一面、好ましくは全面を防水加工することが望ましい。防水加工の手段は任意であり、例えば、ビーズ発泡体の少なくとも一面に接着剤により不織布等を貼着する手段が挙げられる。また、ビーズ発泡体（面剛性付与クッション材１１０）及び三次元立体編物の積層体１００の外周面をまとめて防水性のフィルムで被覆するなどして防水加工を施した構成とすれば、クッション構造１０全体をフローティングデバイスとして用いた場合において水の進入を防ぐ効果がより高くなる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自動車用シート
１０ クッション構造
１００ 積層体
１０１ 第１の三次元立体編物
１０２ 第２の三次元立体編物
１０３ 少層構造部
１０４ 中層構造部
１０５ 多層構造部
１１０ 面剛性付与クッション材
１２０ 被覆材
１３０ 不織布
２０ クッションフレーム
２１ 前縁フレーム
２２ 後縁フレーム
３０ ベースクッション
２０１，２０２ 面ファスナ
３００ 航空機用シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、列車などの乗物用シートに用いられるクッション構造及び該クッション構造を備えた乗物用シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、トーションバー等により弾性的に支持されたベースクッション上に、三次元立体編物やウレタン罪などを配置したクッション構造を種々提案している。例えば、特許文献１では、三次元立体編物のみを用いた部分やウレタン材と積層した部分などを設けたり、あるいは、ウレタン材を複数に分割するなどして複数のバネ要素を設定し、各バネ要素の動的バネ定数を異ならせた乗物用シートを提案している。これにより、入力される振動の特性（周波数や振幅等）に応じて、主として作用するバネ要素を異ならせ、その結果、低周波大振幅の振動から高周波小振幅の振動まで、特性の異なる種々の振動を効率的に吸収できる効果をもたらしている。
【０００３】
また、特許文献２では、クッションパン上にクッション構造を積層してトーションバーにより弾性的に支持した座部用クッション材が開示されている。ここで開示されているクッション構造は、２枚の三次元立体編物間にウレタン材やファイバークッションをサンドイッチして積層した構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０７７６９９号公報
【特許文献２】特開２００９−４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示されたクッション構造は、三次元立体編物を用いているため、薄型・軽量でありながら、上記した振動吸収性（主として上下方向の振動吸収性）に優れているなどの特徴を備えている。しかしながら、乗物用シートの振動吸収性、衝撃吸収性は常に改善されることが求められており、従来よりもさらに振動吸収性等の点で優れたクッション構造の開発が期待されている。特に、近年急速に普及している電気自動車やハイブリッド車は、レシプロエンジン車等と異なり、バッテリーの質量によりバネ上質量が増大する。そのため、質量効果により上下方向振動が少なくなるが、逆に、バネ上質量の増加によって、前後方向の慣性力の影響が出やすくなり、前後方向の振動やピッチングが大きくなる。これらの慣性力や加速度による体に与える影響を小さくするために、シートと人との間の相対変位、相対速度、相対加速度、相対ジャークを小さくすることが望まれる。また、乗物用シートに着座している人にとって、快適な座り心地を得るクッション構造としては、着座状態で圧迫による痛みの軽減、より安定した姿勢の確保、並びに、体動を許容して呼吸運動を容易にできるものであることが望まれる。
【０００６】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、着座状態で痛みの発生がなく、安定した呼吸を促しやすいクッション構造を提供することを課題とする。それに加え、本発明は、従来よりも振動エネルギーや衝撃エネルギーの吸収性能の優れた乗物用シートであって、特に、電気自動車やハイブリッド車用として適するクッション構造を提供することを課題とする。また、本発明は、これらのクッション構造を備えた乗物用シートを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明のクッション構造は、三次元立体編物を有する乗物シート用のクッション構造であって、前記三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられていることを特徴とする。
【０００８】
前記積層体の両側部は、前記少層構造部と比較して前記三次元立体編物が２層以上多く積層された多層構造部となっており、前記少層構造部と多層構造部との間は少層構造部よりも多く多層構造部よりも少ない層数の中層構造部となっていることが好ましい。具体的には、前記少層構造部は前記最上層と最下層の２層からなることが好ましく、前記少層構造部が前記最上層と最下層の２層からなり、前記中層構造部が前記最上層と最下層を含む３層からなり、前記多層構造部が前記最上層と最下層を含む４層からなることがより好ましい。
【０００９】
また、前記クッション構造は、さらに、前記三次元立体編物が２枚用いられてなり、第１の三次元立体編物は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、第２の三次元立体編物は、前記第１の三次元立体編物の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分との重なり範囲が前記多層構造部を構成し、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記中層構造部を構成し、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記少層構造部を構成していることが好ましい。
【００１０】
前記第２の三次元立体編物が下側に配置され、前記第１の三次元立体編物が前記第２の三次元立体編物の上側に配置されてなり、前記第１の三次元立体編物の折り返し部分は下側に折り返されて形成され、前記第２の三次元立体編物の折り返し部分は上側に折り返されて形成されていることがより好ましい。
【００１１】
また、前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが拘束されていることが好ましく、前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して縫製により拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが縫製により拘束されていることがより好ましい。
【００１２】
前記第１の三次元立体編物及び第２の三次元立体編物は、それぞれ厚さ６ｍｍ〜８ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１３】
前記第２の三次元立体編物の下側に、さらに、所定の面剛性を付与するための面剛性付与クッション部材が配置されていることが好ましい。前記面剛性付与クッション部材が、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体からなるものを用いることが好ましい。
【００１４】
また、前記クッション構造又は面剛性付与クッション部材が、フローティングデバイスとして用いられる構成とすることが好ましい。この場合、前記面剛性付与クッション部材の少なくとも一面は、防水加工が施されている構成とすることが好ましい。前記クッション構造は、その外周面において、防水加工が施されている構成とすることが好ましい。
【００１５】
前記三次元立体編物及び面剛性付与クッション部材は、被覆材により被覆されている構成とすることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の乗物用シートは、クッションフレームの前縁フレームと後縁フレームとの間に掛け渡されるベースクッション材を備えた乗物用シートであって、前記クッション構造が、前記ベースクッション上に配置されていることを特徴とする。前記前縁フレームと後縁フレームのうちの少なくとも前縁フレームは、トーションバーにより前後方向に回動可能に弾性的に支持されている構成とすることが好ましい。
【００１７】
前記クッション構造と前記ベースクッションとが、両者の対向面の一方に取り付けられる一方の面ファスナと、両者の対向面の他方に取り付けられる他方の面ファスナとにより連結されている構成とすることが好ましい。前記一方の面ファスナは、両側縁部が固着されずに取り付けられ、前記他方の面ファスナは、断面略Ｕ字状に突出するように取り付けられていることがより好ましい。この場合、前記ベースクッションの表面に前記一方の面ファスナが取り付けられ、前記クッション構造の裏面に前記他方の面ファスナが取り付けられるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のクッション構造は、三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられている。クッション構造の幅方向略中央部は人が着座した際に、仙骨付近が位置する部位である。人が呼吸する際には骨盤が動くが、幅方向略中央部が少層構造部となっていることにより、仙骨の当たりが和らげられ、安定した呼吸を促すことができる。これに対し、幅方向略中央部を挟んだ両側は、少層構造部よりも１層以上多く積層された中層構造部となっているため、仙骨の両側の座骨結節が上下振動に伴って底付くことを防止できる。また、中層構造部のさらに外側を多層構造部とすることにより、両側部の剛性が高くなり、臀部を安定して支持することができる。
【００１９】
また、重なり合った三次元立体編物の層同士を、中層構造部における少層構造部に隣接する部位においては最上層から最下層までの３層を一括して縫製などにより拘束し、多層構造部において重なり合った中間の２層のみを縫製などにより拘束する構成とすることが好ましい。このように拘束することで、三次元立体編物の最下層の部分が前後左右に動きやすくなり、また復元力も生じる。これにより、簡易的なバネ・ダッシュポット系が構成され、呼吸に伴う骨盤の動きを妨げず、スムーズな呼吸運動の助けになる。また、前後方向の振動やピッチングを効率よく吸収できる。従って、バネ上質量の増加によって、前後方向の振動やピッチングが大きくなる電気自動車やハイブリッド車用として特に適する。また、面剛性付与クッション材としてビーズ発泡体を用いると、緊急時における避難用グッズであるフローティングデバイスとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の一の実施形態に係る乗物用シートである自動車用シートを示した斜視図であり、図１（ｂ）は該自動車用シートに用いたクッション構造の平面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）の側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は、図１（ａ）に示した自動車用シートにおいて、クッション構造を取り外した状態を示した斜視図である。
【図４】図４は、クッション構造の分解斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、クッション構造に使用される三次元立体編物の積層体を示した平面図（図４のＣ矢視図）であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】図６は、三次元立体編物の燃焼試験の試験結果を示したグラフである。
【図７】図７（ａ），（ｂ）は、クッション構造とベースクッションとを面ファスナを用いて接合する際の取り付け方を説明するための図である。ベルトアンカー部材を設けた状態の図１の乗物用シートの側面図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態に係る乗物用シートである航空機用シートを示した斜視図である。
【図９】図９（ａ）は、荷重−変位特性を測定した比較例に係るクッション構造を概念的に示した図であり、図９（ｂ）は、本発明の実施形態に係るクッション構造を概念的に示した図である。
【図１０】図１０は、直径９８ｍｍの加圧板を用いて測定した荷重−変位特性の測定結果を示した図である。
【図１１】図１１は、直径２００ｍｍの加圧板を用いて測定した荷重−変位特性の測定結果を示した図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｄ）は比較例に係るクッション構造の体圧分布を示した図であり、図１２（ｅ）は本発明の実施形態に係るクッション構造の体圧分布を示した図であり、図１２（ｆ）は座骨結節部に生じる最高圧力値を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の一の実施形態に係る乗物用シートである自動車用シート１を示した斜視図である。この自動車用シート１のシートクッション部には、図１〜図３に示したように、シートクッション部を構成するクッションフレーム２０及びこのクッションフレーム２０に支持されたベースクッション３０が設けられ、ベースクッション３０上にクッション構造１０が配置されている。
【００２２】
クッションフレーム２０は、図２（ａ）及び図３に示したように、前縁フレーム２１、後縁フレーム２２及び２つのサイドフレーム２３，２４を有して構成される。前縁フレーム２１は、シートクッション部の幅方向に掛け渡されたトーションバー２１ａの両端付近に設けられたアーム２１ｂの先端間に掛け渡され、トーションバー２１ａにより弾性的に支持されている。
【００２３】
トーションバー２１ａにより弾性的に支持された前縁フレーム２１と後縁フレーム２２との間に、ベースクッション３０が張られている。ベースクッション３０には、二次元のネット材や布帛、あるいは、三次元立体編物等を用いることができる。
【００２４】
クッション構造１０は、図２及び図４に示したように、三次元立体編物の積層体１００と、面剛性付与クッション部材１１０と、前記積層体１００及び面剛性付与クッション部材１１０とを一緒に被覆する被覆材１２０とを含んで構成されている。
【００２５】
積層体１００は、図２（ｂ）及び図５に示したように、第１の三次元立体編物１０１と第２の三次元立体編物１０２とを用いて構成されている。第１の三次元立体編物１０１は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、折り返し部分が下側となるように配置される。第２の三次元立体編物１０２は、第１の三次元立体編物１０１の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、折り返し部分が上側となるように配置され、第１の三次元立体編物１０１の折り返し部分に第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分が対面するように重ね合わされる。
【００２６】
第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分は第１の三次元立体編物１０１の折り返し部分よりも幅が狭いため、両者を重ね合わせた状態では、幅方向略中央部は、最上層と最下層の２層のみからなる少層構造部１０３となり、該少層構造部１０３に隣接した部分は第２の三次元立体編物１０２の折り返し部分を含まない３層からなる中層構造部１０４となり、中間構造部１０４のさらに外側に位置する側部はそれぞれの折り返し部分を含む４層の多層構造部１０５となる。
【００２７】
少層構造部１０３は、上記のように形成されるため、図５（ａ）の破線で示したように、所定幅でクッション構造１０の前後方向に所定の長さに亘って設けられている。図５の例では、該少層構造部１０３は、クッション構造１０の幅方向中央部に、幅５ｍｍ、長さ４２０ｍｍに亘って設けられている。少層構造部１０３をこのようにクッション構造１０の幅方向中央部に設けると、人が着座した際には、仙骨がこの少層構造部１０３に当接する。少層構造部１０３は、最上層と最下層のみの２層であり、両者間の層が抜けている。その一方、仙骨を挟んで位置する座骨結節は３層の中間構造部１０４によって支持されるため、仙骨の当たり感が低減される。その結果、呼吸に伴う仙骨を中心とした骨盤の動きを止めるような堰がなく、円滑な呼吸運動を促すことができる。
【００２８】
また、中層構造部１０４における少層構造部１０３に隣接する第１の拘束部位１０６では、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されている。多層構造部１０５においては、両側部付近に位置する第２の拘束部位１０７で、重なり合った中間の２層のみが拘束されている。拘束手段は限定されるものではないが、容易に拘束できることから、縫製によることが好ましい。すなわち、第１の拘束部位１０６では、３層の三次元立体編物を最上層から最下層まで一括して縫い合わせ、第２の拘束部位１０７では、中間の２層の三次元立体編物同士を縫い合わせる。
【００２９】
このように縫製することにより、第２の三次元立体編物１０２の最下層に位置する部位は、第１の拘束部位１０６よりも外側の部位がフリーの状態であるため、振動の入力に伴う前後左右への動きが許容され、それにより復元力が生じるため、振動吸収性が向上する。特に、前後方向の振動やピッチングに対する振動吸収性が向上する。
【００３０】
ここで、三次元立体編物は、例えば、特開２００２−３３１６０３号公報に開示されているように、互いに離間して配置された一対のグランド編地と、該一対のグランド編地間を往復して両者を結合する多数の連結糸とを有する立体的な三次元構造となった編地である。一方のグランド編地は、例えば、単繊維を撚った糸から、ウェール方向及びコース方向のいずれの方向にも連続したフラットな編地組織（細目）によって形成され、他方のグランド編地は、例えば、短繊維を撚った糸から、ハニカム状（六角形）のメッシュを有する編み目構造に形成されている。もちろん、この編地組織は任意であり、細目組織やハニカム状以外の編地組織を採用することもできるし、両者とも細目組織を採用するなど、その組み合わせも任意である。連結糸は、一方のグランド編地と他方のグランド編地とが所定の間隔を保持するように、２つのグランド編地間に編み込んだものである。
【００３１】
このような三次元立体編物の中でも、本実施形態では、厚さ５〜１０ｍｍの範囲のものを用いることが好ましい。理由は以下の通りである。
【００３２】
まず、厚さ５〜１０ｍｍの範囲の三次元立体編物を１枚の場合、２〜５枚積層した場合について同じ条件で燃焼試験を行った。そのときの積層枚数に対する燃焼長及び焼失量は図６に示したとおりであり、燃焼長は３枚以上で安定するが、逆に焼失量は４枚以上になると積層枚数に応じて増加する。このことから、三次元立体編物を３枚重ねた３層にすることが、燃焼特性の点からは好ましいことがわかった。そこで、本実施形態では、上記のように中層構造部１０４として３層の部分を、該中層構造部１０４が座骨結節下に位置するように設ける共に、平面積において、３層の中層構造部１０４の占める割合が、少層構造部１０３及び多層構造部１０５よりも多くなるように設定した。
【００３３】
このように三次元立体編物を３層にすることを前提とした場合でも、臀部のサイドの支持性を高めるためには、クッション構造１０の側部は厚みがある方が望ましい。そこで、多層構造部１０５においては三次元立体編物を４層にしているが、仮に厚さ１０ｍｍのものを用いた場合、全体の厚さは４０ｍｍになり、それよりも厚い場合には重量アップにつながる。
【００３４】
また、上記のように、第１の拘束部位１０６においては、最上層から最下層までの３層の三次元立体編物を一括して縫い合わせるが、一般の縫製機で針が貫通可能な上限厚さを考慮する必要があり、それを大きく超える場合には、特別な縫製機や針を準備する必要で製造コストが増す。
【００３５】
三次元立体編物を３層にすることを基準として、その他の上記諸条件を勘案すると、上記した厚さ範囲の三次元立体編物を用いることが好ましいことになる。
【００３６】
積層体１００の下側には、クッション構造１０の面剛性を高め、底付きを防止するため、本実施形態のように、面剛性付与クッション材１１０を配設することが好ましい。面剛性付与クッション部材１１０としては、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体を用いることができる。但し、後述するフローティングデバイスとして用いることができることから、ビーズ発泡体を用いることが好ましい。ビーズ発泡体としては厚さ２〜２５ｍｍのもの、ポリプロピレン樹脂の板状体としては厚さ０．５〜１．５ｍｍのものを用いることが好ましい。ビーズ発泡体は、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンのいずれか少なくとも一つを含む樹脂のビーズ法による発泡成形体が用いられる。発泡倍率は任意であり限定されるものではない。なお、面剛性付与クッション材１１０の上面の両側部付近には、一方の面ファスナ１１０ａが固定され、三次元立体編物からなる積層体１００の裏面の両側部付近には他方の面ファスナ（図示せず）が固定されており、面ファスナ１１０ａ同士を結合させることにより、積層体１００は面剛性付与クッション材１１０上に安定して保持される。
【００３７】
積層体１００と面剛性付与クッション材１１０とは、不燃性の不織布１３０により被覆され、さらに、表皮を構成する被覆材１２０によって被覆される。不燃性の不織布１３０を配設するか否かは任意である。被覆材１２０としては、二次元のネット材や布帛、あるいは、三次元立体編物等を用いることができる。
【００３８】
積層体１００及び面剛性付与クッション材１１０が不織布１３０及び被覆材１２０によって被覆されてなる本実施形態のクッション構造１０は、前縁フレーム２１と後縁フレーム２２との間に張られたベースクッション３０上に設けられて使用される。具体的には、ベースクッション３０の表面とクッション構造１０の裏面とに一対の面ファスナを設け、該面ファスナにより両者を接合する構成とすることができる。
【００３９】
このとき、面ファスナは図７に示したように取り付けることが好ましい。すなわち、図７（ａ）に示したように、まず、ベースクッション３０の表面に取り付ける所定幅の一方の面ファスナ２０１のうち、その幅方向中央付近２０１ａのみを該ベースクッション３０に縫製等により接合にする。これにより、一方の面ファスナ２０１は、両側縁部２０１ｂ，２０１ｃが固着されずに浮き上がった状態となる。これに対し、他方の面ファスナ２０２を、断面略Ｕ字状（ループ状）にして、その基端部をクッション構造１０の裏面に位置する被覆材１２０に縫製等により接合する。これにより、他方の面ファスナ２０２は、被覆材１２０から略Ｕ字状に突出した形態となる。
【００４０】
上記した一方の面ファスナ２０１と他方の面ファスナ２０２の組を、例えば、クッション構造１０とベースクッション３０の幅方向の両側部付近に設ける。そして、図７（ｂ）に示したように、断面略Ｕ字状の他方の面ファスナ２０２を、一方の面ファスナ２０１の幅方向略中央部に位置させ、該一方の面ファスナ２０１の両側縁部２０１ｂ，２０１ｃを他方の面ファスナ２０２の両側面に接合させる。
【００４１】
人が使用する際にクッション構造１０に接すると、クッション構造１０を上方に引き上げる方向の力が働く。従って、一方の面ファスナ２０１をベースクッション３０に平坦に取り付け、同様に他方の面ファスナ２０２をクッション構造１２０の裏面に平坦に取り付けた場合、クッション構造１０を上方向に引き上げる力が働いた場合に、面ファスナ２０１，２０２同士が剥がれやすい。これに対し、一方の面ファスナ２０１及び他方の面ファスナ２０２を図７に示したように取り付けた場合には、断面略Ｕ字状に突出している他方の面ファスナ２０２の両側面に、一方の面ファスナ２０１の両側縁部２０１ｂ，２０１ｃが接合するため、クッション構造１０をベースクッション３０から離間させる方向の力が働いた際には、その力は接合状態の一対の面ファスナ２０１，２０２同士を面に沿ってずらす剪断方向への力として作用するため、剥がれにくくなる。その一方、クッション構造１０を面ファスナ２０１，２０２を用いて固定しているため、クッション構造１０の取り替えも容易に行うことができる。
【００４２】
また、上記した面ファスナ２０１，２０２を用いた場合、他方の面ファスナ２０２が断面略Ｕ字状に突出し、一方の面ファスナ２０１が該他方の面ファスナ２０２の側面に接合しているため、左右方向及び上下方向への多少の動きを許容する。この点も、硬い物に座ったような感じを減殺するのに役立ち、また、臀部の動きへの追従性が高まると共に、復元性も高まるため、座面の臀部へのフィット感が向上する。
【００４３】
一方の面ファスナの中央付近のみを固定し、他方の面ファスナを略Ｕ字状に突出させて接合する構成は、クッション構造１０とベースクッション３０との間の接合に限られるものではない。すなわち、図９（ｃ）に示したように、積層体１００の第１の三次元立体編物１０１に一方の面ファスナ１０１ａを、中央付近のみを固定して取り付け、被覆材１２０に他方の面ファスナ１０１ｂを略Ｕ字状（ループ状）に取り付けて、両者を接合する構成とすることもできる。また、面剛性付与クッション材１１０に取り付ける一方の面ファスナ１１０を、中央付近のみを固定して取り付け、積層体１００の第２の三次元立体編物１０２に他方の面ファスナ１１０ｂを略Ｕ字状（ループ状）に取り付けて両者を接合する構成とすることもできる。
【００４４】
ここで、図９（ａ）に示したように、厚さ１０ｍｍのビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０上に、厚さ７ｍｍの三次元立体編物を１〜４枚積層した場合（比較例）と、図９（ｂ）に示したように、厚さ１０ｍｍのビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０上に、厚さ７ｍｍの三次元立体編物を２枚用いて製作した本実施形態の積層体１００を積層した場合について、直径９８ｍｍ、直径２００ｍｍの加圧板を用いて５０ｍｍ／ｍｉｎで加圧した場合の荷重−変位特性を測定した。結果を図１０及び図１１に示す。
【００４５】
図１０及び図１１において、「一枚」、「二枚」、「三枚」、「四枚」は、それぞれ、図９（ａ）に示した面剛性付与クッション材１１０に三次元立体編物を１〜４枚積層した場合の測定結果を示し、「本製品」は、図９（ｂ）に示した上記実施形態に係る構造の測定結果を示す。なお、図１０には、人の臀部筋肉を同様の条件で加圧した際の荷重−変位特性も合わせて示した。
【００４６】
図１０から明らかなように、積層枚数が多くなるほどバネ定数が低くなる傾向を示しているが、「本製品」の場合には、直径９８ｍｍの加圧板では、人の臀部の筋肉の特性に近い傾向を示しており、臀部への反力が小さく、違和感が少ないことがわかる。また、図１１の直径２００ｍｍの加圧板で加圧した場合において、体重６０〜８０ｋｇの人が着座した状態における尻下荷重に相当する４００Ｎ〜６００Ｎにおけるバネ定数を求めたところ、「一枚」：５１５Ｎ／ｍｍ、「二枚」：２６７Ｎ／ｍｍ、「三枚」：１８４Ｎ／ｍｍ、「四枚」：１３８Ｎ／ｍｍ、「本製品」：１２９Ｎ／ｍｍであった。この結果、本製品は、上記のように平面積において、３層の中層構造部１０４の占める割合が、少層構造部１０３及び多層構造部１０５よりも多くなるように設定されているにも拘わらず、図９（ａ）に示した単純に４枚積層した場合のバネ定数よりも低いバネ定数であった。これは、中層構造部１０４における少層構造部１０３に隣接する第１の拘束部位１０６、多層構造部１０５における両側部付近に位置する第２の拘束部位１０７において、それぞれ拘束することにより、周縁部の剛性が上がり、三次元立体編物を構成するパイルが引っ張られて該三次元立体編物の基布に張力が発生して復元力が高くなることによる。
【００４７】
図１２は、図９（ａ）のクッション構造（三次元立体編物の積層枚数：１〜４枚）と、図９（ｂ）の本実施形態に係るクッション構造（本製品）について、体圧分布を測定したものである。図１２（ａ）〜（ｅ）は体圧分布の測定結果であり、図１２（ｆ）は、最高圧力値を示したグラフである。
【００４８】
図１２から、図９（ａ）のクッション構造の場合、三次元立体編物の積層枚数が多くなるほど、最高圧力値は低くなり体圧分散性がよくなることがわかるが、本製品のクッション構造は、３層の中層構造部１０４の占める割合が多いにも拘わらず、最高圧力値が、図９（ａ）のクッション構造における三次元立体編物を４枚積層した場合の約１３８ｇ／ｃｍ２よりも低い約１２２ｇ／ｃｍ２であり、体圧分散性が非常に高いことがわかった。また、通常のウレタン材を用いたシートの場合、ウレタンの厚さ１８０ｍｍ前後のものが用いられることが多いが、その場合の最高圧力値で約１７０〜１８０ｇ／ｃｍ２ である。本実施形態のクッション構造に係る図９（ｂ）に示したものは、最も厚い部分である多層構造部１０５で、三次元立体編物とビーズ発泡体とを合わせた厚みが３８ｍｍである。また、図１２（ｅ）から明らかなように、本製品は、剛性の高い周縁部における支持性が、図１２（ｄ）の場合よりも高くなっている。従って、本実施形態の構成によれば、薄く軽量な構造でありながら、高い体圧分散性を発揮することができる。
【００４９】
荷重−変位特性及び体圧分散性、並びに、上記した燃焼実験を考慮すると、三次元立体編物を本実施形態のように所定の部位で拘束し、３層の中層構造部１０４の占める割合を多くすることが最も好ましいことがわかる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、本発明のクッション構造１０を自動車用シート１に適用した場合について説明したが、乗物用シートであればよく、限定されるものではない。例えば、図８に示したような航空機用シート３００に適用することも可能である。図８に示した航空機用シート３００は、通路側座席３１０と窓側座席３２０の２つの座席を備えたフレームに、上記実施形態と同様にベースクッション３０を配置し、そのそれぞれに本発明のクッション構造１０を配設したものである。
【００５１】
また、面剛性付与クッション材１１０としてビーズ発泡体を用いた場合、該ビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０を被覆材１２０から取り出してフローティングデバイスとして用いたり、又は、ビーズ発泡体からなる面剛性付与クッション材１１０を含んだクッション構造１０をフローティングデバイスとして用いることができる。すなわち、本発明のクッション構造１０が搭載されている乗物が事故等により水没した際に、このクッション構造１０をベースクッション３０から取り外して、あるいは、被覆材１２０内から面剛性付与クッション材１１０を取り出して、少なくとも一時的なフローティングデバイスとして利用することができる。面剛性付与クッション材１１０であるビーズ発泡体の浮力を利用して人を浮かせるためには、該ビーズ発泡体は、所定の厚さ以上のものを用いたり、複数枚積層して用いたりすることが好ましい。例えば、比重０．０３ｇ／ｃｍ３のビーズ発泡体の場合、乗物用シートの一人分の座席に相当する横４５０ｍｍ、縦４９０ｍｍ程度の大きさであれば、人の頭部を水面上に浮かせる浮力を得るために厚さ約２０ｍｍ以上とすることができる。それよりも薄いものを用いた場合には、複数枚用いることにより同様の浮力を得ることが可能である。従って、小さなサイズで人を浮かせることができるため、脱出性にも優れている。また、ビーズ発泡体の少なくとも一面、好ましくは全面を防水加工することが望ましい。防水加工の手段は任意であり、例えば、ビーズ発泡体の少なくとも一面に接着剤により不織布等を貼着する手段が挙げられる。また、ビーズ発泡体（面剛性付与クッション材１１０）及び三次元立体編物の積層体１００の外周面をまとめて防水性のフィルムで被覆するなどして防水加工を施した構成とすれば、クッション構造１０全体をフローティングデバイスとして用いた場合において水の進入を防ぐ効果がより高くなる。
【符号の説明】
【００５２】
１ 自動車用シート
１０ クッション構造
１００ 積層体
１０１ 第１の三次元立体編物
１０２ 第２の三次元立体編物
１０３ 少層構造部
１０４ 中層構造部
１０５ 多層構造部
１１０ 面剛性付与クッション材
１２０ 被覆材
１３０ 不織布
２０ クッションフレーム
２１ 前縁フレーム
２２ 後縁フレーム
３０ ベースクッション
２０１，２０２ 面ファスナ
３００ 航空機用シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元立体編物を有する乗物シート用のクッション構造であって、
前記三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、
最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられていることを特徴とするクッション構造。
【請求項２】
前記積層体の両側部は、前記少層構造部と比較して前記三次元立体編物が２層以上多く積層された多層構造部となっており、前記少層構造部と多層構造部との間は少層構造部よりも多く多層構造部よりも少ない層数の中層構造部となっている請求項１記載のクッション構造。
【請求項３】
前記少層構造部は前記最上層と最下層の２層からなる請求項１又は２記載のクッション構造。
【請求項４】
前記少層構造部が前記最上層と最下層の２層からなり、前記中層構造部が前記最上層と最下層を含む３層からなり、前記多層構造部が前記最上層と最下層を含む４層からなる請求項１又は２記載のクッション構造。
【請求項５】
前記三次元立体編物が２枚用いられてなり、
第１の三次元立体編物は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、
第２の三次元立体編物は、前記第１の三次元立体編物の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分との重なり範囲が前記多層構造部を構成し、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記中層構造部を構成し、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記少層構造部を構成している請求項４記載のクッション構造。
【請求項６】
前記第２の三次元立体編物が下側に配置され、前記第１の三次元立体編物が前記第２の三次元立体編物の上側に配置されてなり、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分は下側に折り返されて形成され、前記第２の三次元立体編物の折り返し部分は上側に折り返されて形成されている請求項５記載のクッション構造。
【請求項７】
前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが拘束されている請求項５又は６記載のクッション構造。
【請求項８】
前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して縫製により拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが縫製により拘束されている請求項７記載のクッション構造。
【請求項９】
前記第１の三次元立体編物及び第２の三次元立体編物は、それぞれ厚さ６ｍｍ〜８ｍｍの範囲である請求項４〜８のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１０】
前記第２の三次元立体編物の下側に、さらに、所定の面剛性を付与するための面剛性付与クッション部材が配置されている請求項１〜９のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１１】
前記面剛性付与クッション部材が、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体からなる請求項１０記載のクッション構造。
【請求項１２】
前記クッション構造又は面剛性付与クッション部材が、フローティングデバイスとして用いられる請求項１１記載のクッション構造。
【請求項１３】
前記面剛性付与クッション部材の少なくとも一面は、防水加工が施されている請求項１２記載のクッション構造。
【請求項１４】
前記クッション構造は、その外周面において、防水加工が施されている請求項１２記載のクッション構造。
【請求項１５】
前記三次元立体編物及び面剛性付与クッション部材が、被覆材により被覆されている請求項１〜１４のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１６】
クッションフレームの前縁フレームと後縁フレームとの間に掛け渡されるベースクッション材を備えた乗物用シートであって、
請求項１〜１５のいずれか１に記載のクッション構造が、前記ベースクッション上に配置されていることを特徴とする乗物用シート。
【請求項１７】
前記前縁フレームと後縁フレームのうちの少なくとも前縁フレームは、トーションバーにより前後方向に回動可能に弾性的に支持されている請求項１４記載の乗物用シート。
【請求項１８】
前記クッション構造と前記ベースクッションとが、両者の対向面の一方に取り付けられる一方の面ファスナと、両者の対向面の他方に取り付けられる他方の面ファスナとにより連結されている請求項１６又は１７記載の乗物用シート。
【請求項１９】
前記一方の面ファスナは、両側縁部が固着されずに取り付けられ、前記他方の面ファスナは、断面略Ｕ字状に突出するように取り付けられている請求項１８記載の乗物用シート。
【請求項２０】
前記ベースクッションの表面に前記一方の面ファスナが取り付けられ、前記クッション構造の裏面に前記他方の面ファスナが取り付けられている請求項１９記載の乗物用シート。
【請求項１】
三次元立体編物を有する乗物シート用のクッション構造であって、
前記三次元立体編物が、複数枚重ねられた積層体として構成され、
最上層と最下層との間で少なくとも１層の中間層を有しない少層構造部が、幅方向略中央部において、所定幅でかつ前後に所定長さで設けられていることを特徴とするクッション構造。
【請求項２】
前記積層体の両側部は、前記少層構造部と比較して前記三次元立体編物が２層以上多く積層された多層構造部となっており、前記少層構造部と多層構造部との間は少層構造部よりも多く多層構造部よりも少ない層数の中層構造部となっている請求項１記載のクッション構造。
【請求項３】
前記少層構造部は前記最上層と最下層の２層からなる請求項１又は２記載のクッション構造。
【請求項４】
前記少層構造部が前記最上層と最下層の２層からなり、前記中層構造部が前記最上層と最下層を含む３層からなり、前記多層構造部が前記最上層と最下層を含む４層からなる請求項１又は２記載のクッション構造。
【請求項５】
前記三次元立体編物が２枚用いられてなり、
第１の三次元立体編物は、幅方向略中央部の所定幅及び所定長さの範囲を除いて、各側端縁から内方に折り返され、
第２の三次元立体編物は、前記第１の三次元立体編物の折り返し幅よりも短い幅で、各側端縁から内方に折り返され、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分との重なり範囲が前記多層構造部を構成し、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記中層構造部を構成し、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲と前記第２の三次元立体編物の折り返し部分が存在しない範囲との重なり部分が前記少層構造部を構成している請求項４記載のクッション構造。
【請求項６】
前記第２の三次元立体編物が下側に配置され、前記第１の三次元立体編物が前記第２の三次元立体編物の上側に配置されてなり、
前記第１の三次元立体編物の折り返し部分は下側に折り返されて形成され、前記第２の三次元立体編物の折り返し部分は上側に折り返されて形成されている請求項５記載のクッション構造。
【請求項７】
前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが拘束されている請求項５又は６記載のクッション構造。
【請求項８】
前記中層構造部における前記少層構造部に隣接する部位が、最上層から最下層までの３層が一括して縫製により拘束されており、前記多層構造部において重なり合った中間の２層のみが縫製により拘束されている請求項７記載のクッション構造。
【請求項９】
前記第１の三次元立体編物及び第２の三次元立体編物は、それぞれ厚さ６ｍｍ〜８ｍｍの範囲である請求項４〜８のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１０】
前記第２の三次元立体編物の下側に、さらに、所定の面剛性を付与するための面剛性付与クッション部材が配置されている請求項１〜９のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１１】
前記面剛性付与クッション部材が、ビーズ発泡体又はポリプロピレン樹脂の板状体からなる請求項１０記載のクッション構造。
【請求項１２】
前記クッション構造又は面剛性付与クッション部材が、フローティングデバイスとして用いられる請求項１１記載のクッション構造。
【請求項１３】
前記面剛性付与クッション部材の少なくとも一面は、防水加工が施されている請求項１２記載のクッション構造。
【請求項１４】
前記クッション構造は、その外周面において、防水加工が施されている請求項１２記載のクッション構造。
【請求項１５】
前記三次元立体編物及び面剛性付与クッション部材が、被覆材により被覆されている請求項１〜１４のいずれか１に記載のクッション構造。
【請求項１６】
クッションフレームの前縁フレームと後縁フレームとの間に掛け渡されるベースクッション材を備えた乗物用シートであって、
請求項１〜１５のいずれか１に記載のクッション構造が、前記ベースクッション上に配置されていることを特徴とする乗物用シート。
【請求項１７】
前記前縁フレームと後縁フレームのうちの少なくとも前縁フレームは、トーションバーにより前後方向に回動可能に弾性的に支持されている請求項１４記載の乗物用シート。
【請求項１８】
前記クッション構造と前記ベースクッションとが、両者の対向面の一方に取り付けられる一方の面ファスナと、両者の対向面の他方に取り付けられる他方の面ファスナとにより連結されている請求項１６又は１７記載の乗物用シート。
【請求項１９】
前記一方の面ファスナは、両側縁部が固着されずに取り付けられ、前記他方の面ファスナは、断面略Ｕ字状に突出するように取り付けられている請求項１８記載の乗物用シート。
【請求項２０】
前記ベースクッションの表面に前記一方の面ファスナが取り付けられ、前記クッション構造の裏面に前記他方の面ファスナが取り付けられている請求項１９記載の乗物用シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−７８５０３（Ｐ２０１１−７８５０３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３１８２３（Ｐ２００９−２３１８２３）
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（５９４１７６２０２）株式会社デルタツーリング (111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（５９４１７６２０２）株式会社デルタツーリング (111)
【Ｆターム（参考）】
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