JP5444886B2

JP5444886B2 - 車両用シートの表皮材

Info

Publication number: JP5444886B2
Application number: JP2009155244A
Authority: JP
Inventors: 康平加藤; 文敏赤池
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-06-30
Also published as: JP2011014281A

Description

本発明は、車両用シートの表皮材に関する。

従来、シートカバーの下に発熱体を装着することによって、着座面を暖めることのできるヒータ機能の付加された車両用シートがあった（例えば、下記特許文献１参照）。かかる車両用シートによれば、着座時の快適性を向上することができる。しかし、シートカバーの多くは、保形性等の観点から表皮材の裏面に薄いウレタンパッドが積層されているため、シートカバーの下に発熱体が配置されると、ウレタンパッドが断熱材のように作用して熱の伝達効率を高めにくかった。

そこで、面状の発熱体に着目してみると、下記特許文献２には、導電性の糸（導電糸）と電気絶縁性の糸とが、それぞれ縦糸、横糸として織成されてなる織物が開示されている。この織物によれば、複数の導電糸の各々に対して両端末に電極を接続して通電することで織物自体が発熱可能となっている。

特開２００３−２９７５３２号公報特開平６−２９５７８０号公報

上記特許文献２に記載されるような導電糸を含む織物を車両用シートの表皮材に適用できれば、より着座者に近い位置で導電糸を発熱させることができるため着座者への熱の伝達効率を向上させることができる。ところが、導電糸による発熱が直接的に着座者に伝達されることで、着座者が発熱箇所をはっきりと認識しやすくなる。つまり、導電糸による発熱箇所の輪郭を認識しやすくなり、発熱箇所を線形状として捉えられやすくなる。その結果、着座者が導電糸と導電糸の間の発熱していない領域との温度差を感じやすくなり、快適さが低下するおそれがあるという新たな懸念が生じる。そこで、導電糸を密に配設して導電糸による線状の発熱領域を近接させれば、着座者に面状に発熱しているように感じさせることで各導電糸による発熱箇所の輪郭がぼやけるため、前記懸念を解消することができると考えられる。しかし、導電糸の使用量が増加することによりコスト上昇を招く観点では好ましくない。

そこで、本発明の課題は、着座者の近くに導電糸を配設した場合に、その導電糸の配設を密にしなくても、導電糸による線状の発熱箇所の輪郭をぼかして、その周囲との温度差を低減することにある。

上記課題を解決するために本発明は次の手段を採用する。
本発明は、着座者が接する着座表面を構成する車両用シートの表皮材であって、前記着座表面を構成する表面とは反対側の裏面の少なくとも一部が導電性のバッキング材で被覆されており、当該表皮材の面方向には、通電により発熱する導電糸が前記導電性のバッキング材に接触するように配設されており、前記導電糸の両端部を、それぞれ通電部材を介して電源につなげることで、該導電糸を介して前記導電性のバッキング材にも通電され、前記導電糸とともに前記導電性のバッキング材も発熱するシートヒータを構成するに際して、前記表皮材上に配置する前記導電糸の両端部を、前記バッキング材を介することなくそれぞれ前記通電部材に直接接続したことを特徴とする。

かかる構成の表皮材によれば、導電糸とともにその周囲の導電性のバッキング材も発熱し、発熱箇所が面として展開するため、導電糸の配設を密にしなくても導電糸が配設されている箇所と導電糸が配設されていない箇所との温度差を低減することができる。

この表皮材において、前記導電糸が表皮材の組織内に含まれていると、導電糸による発熱をより効率的に着座者に伝達可能でありながらも、導電糸が配設されている箇所と導電糸が配設されていない箇所との温度差を低減することができ、好ましい。

また、前記導電性のバッキング材の電気抵抗値が当該表皮材の面方向に漸次変化していることも好ましい。この場合、バッキング材の電気抵抗値を調整することで、発熱箇所とその周囲との温度差を小さくしつつも、着座者が暖房効果を感じやすい位置の発熱温度を相対的に高めるなど、発熱箇所とその周囲との温度差を小さくし、且つ、特定の位置の発熱温度を相対的に高めることを、容易に達成することができる。

本発明の車両用シートの表皮材によれば、導電糸の配設を密にしなくても、導電糸による線状の発熱箇所の輪郭をぼかして、その周囲との温度差を低減する効果を奏する。
更に、導電糸が表皮材の組織内に含まれていると、導電糸による発熱をより効率的に着座者に伝達可能でありながらも、上記効果を得ることができる。
また、導電性のバッキング材の電気抵抗値が表皮材の面方向に漸次変化する構成とすれば、発熱箇所とその周囲との温度差を小さくし、且つ、特定の位置の発熱温度を相対的に高めることが容易に達成可能となる。

本発明の実施形態１に係る車両用シートの斜視図である。図１に示される表皮材のＩＩ−ＩＩ線断面図である。実施形態１の表皮材の製造方法Ａを模式的に示す図である。実施形態１の表皮材の製造方法Ｂを模式的に示す図である。図４に示される表皮材のＶ−Ｖ線断面図である。本発明の実施形態２に係る車両用シートの斜視図である。図６に示される表皮材のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

［実施形態１］
以下、図１〜５を参照しながら、本発明の一実施形態である実施形態１について説明する。本実施形態の表皮材３１は、その表面３１ａが、自動車等の車両に装備される車両用シート１１において、着座者が接する着座表面を構成する。すなわち、図１に示されるように、車両用シート１１は、座面となるシートクッション１３、背凭れとなるシートバック１５、および、ヘッドレスト１７を備えている。車両用シート１１の着座者が接する着座表面とは、シートクッション１３の座面１３ａ及びシートバック１５の背凭れ面１５ａの外表面のことである。本実施形態の表皮材３１は、座面１３ａ又は背凭れ面１５ａを形作るパッドを表装し、その表面３１ａが着座表面の全体ないし一部を構成する。図１には、背凭れ面１５ａにおける着座者の腰部が凭れ掛かる部分を本実施形態の表皮材３１で構成した車両用シート１１を例示した。表皮材３１は、シートヒータ２１を付帯しており、腰部が凭れ掛かる箇所を暖めることが可能となっている。図１には、シートヒータ２１によって発熱する箇所に斜線を付して示した。

図２に示されるように、表皮材３１は織物３３からなる。織物３３は、その織組織を構成する繊維として導電糸２３を含む。導電糸２３は、通電により発熱する糸であって、シートヒータ２１の発熱部位を構成する。導電糸２３としては、例えば、抵抗値が５〜１０Ω／ｃｍのカーボンファイバー（φ７μｍ×１０００本）を用いることができる。導電糸２３は、外表面が絶縁被覆されておらず、その外表面が導電性の材料と接触することで、該材料と電気的に接続可能となっている。表皮材３１においては、この導電糸２３が、例えばポリエステル繊維などの導電性を有しない繊維３７とともにタテ糸またはヨコ糸として織物３３の織組織を構成している。図１に示されるように、導電糸２３は、複数本が相互に間隔を置いて並行して配置されている。図２に模式的に示すように、導電糸２３の両端部に通電部材２７が接続され、該通電部材２７に電源供給装置２５が接続されることで並列回路が形成されて通電可能となる。

図２に模式的に示すように、導電糸２３の両端部に通電部材２７が接続され、該通電部材２７に電源供給装置２５が接続されることで通電可能とされる。通電部材２７は、導電性を有するが、電気抵抗値が小さく、通電によりほとんど発熱しないものであるものが好ましい。通電部材２７としては、例えば、抵抗値が約１ｍΩ／ｃｍの軟銅線（φ０．０５ｍｍ×２２本）を用いることができる。このような通電部材２７は、例えば、導電糸２３と交差するように織物３３に縫い込むことによって導電糸２３と電気的に接続することができる。

表皮材３１において、織物３３の裏面は、導電性のバッキング材３５で被覆されている。導電性のバッキング材３５としては、例えば、ウレタン系樹脂やアクリル系樹脂等のバインダ樹脂に導電材料を混合したものを用いることができる。導電材料としては、例えば、導電性のカーボン粒子を用いることができ、導電性のカーボンに替えて、あるいは、導電性のカーボンに加えて導電性の繊維や金属粒子、高分子導電材等を用いることができる。導電性のカーボン粒子に加えて導電性の繊維や金属粒子を用いれば、導電性を確保しやすいため好ましい。導電性のバッキング材３５の電気抵抗値を調整することで、導電性のバッキング材３５の発熱温度を調整することができる。すなわち、導電性のバッキング材３５の電気抵抗値を小さくすれば発熱温度が高くなり、電気抵抗値を大きくすれば発熱温度を低くすることができる。導電性のバッキング材３５の電気抵抗値は、導電性のバッキング材３５中の導電材料の種類、形態、濃度、又は導電性のバッキング材３５の織物３３に対する塗布量などにより調整される。例えば、導電性のバッキング材３５は、電気抵抗値は、０．５〜５×１０³Ω・ｃｍの範囲で調整される。導電材料としてのカーボンを用いる場合、導電性のバッキング材３５中のカーボン濃度は概ね３〜３０ｗｔ％の範囲内で調整される。

導電性のバッキング材３５は、織物３３の組織にくい込むことにより、導電糸２３の外表面に接触している。これにより、導電糸２３に通電することで、該導電糸２３を介して導電性のバッキング材３５にも通電可能となっている。そのため、この表皮材３１に付帯されたシートヒータ２１によれば、通電部材２７が電極として機能して、導電糸２３に通電されることで導電糸２３が発熱し、同時に、導電糸２３を介して導電性のバッキング材３５にも通電されて導電性のバッキング材３５も発熱することで表皮材３１全体が暖房作用を奏する。

表皮材３１の好ましい製造方法について、大別して２形態を例示する。
［製造方法Ａ］
先ず、表皮材３１の一製造方法である製造方法Ａについて、図３を参照しながら説明する。製造方法Ａは、表皮材３１を、裁断される前の原反として製造する方法である。
製造方法Ａでは、導電糸２３を含む織物３３の裏面を導電性のバッキング材３５で被覆することにより表皮材３１を製造する。図３に示されるように、繰り出した織物３３の原反にノズル４１から導電性のバッキング材３５を垂らし、織物３３に押し当てた、あるいは近接させた刃４３で余分な導電性のバッキング材３５を取り除くことで表面が平滑な導電性のバッキング材３５の皮膜を形成することができる。この場合、導電性のバッキング材３５に含まれる導電材料の種類、濃度、導電性のバッキング材３５の粘度、織物３３の送り速度、又は、刃４３を織物３３に押し当てる圧力のうち少なくとも一条件を制御することで導電性のバッキング材３５の皮膜が所望の電気抵抗値となるように制御するのが好ましい。このように製造された表皮材３１は、車両用シート１１の背凭れ面１５ａに設けるのに適当な形状として裁断して用いられる。

製造方法Ａでは、導電糸２３への通電部材２７の接続は、表皮材３１を裁断した後ないし前、あるいは織物３３に導電性のバッキング材３５を塗布する前に行うことができる。
また、製造方法Ａにおいて、導電性のバッキング材３５で織物３３を被覆する方法を変更することができる。例えば、導電性のバッキング材３５を吹き付けて被覆することもできる。

［製造方法Ｂ］
次に、表皮材３１の一製造方法である製造方法Ｂについて、図４，５を参照しながら説明する。製造方法Ｂは、表皮材３１を、車両用シート１１の背凭れ面１５ａに設けるのに適当な形状として製造する方法である。
製造方法Ｂでは、図４に示されるように、導電糸２３を含む織物３３を、予め背凭れ面１５ａに設けるのに適当な形状に裁断する。そして、その裏面を導電性のバッキング材３５で被覆することで表皮材３１を製造することができる。このとき、好ましくは、導電糸２３の両端部が導電性のバッキング材３５で被覆されないようにする。例えば、図４に二点鎖線で示されるように、織物３３を導電性のバッキング材３５で被覆する際に導電糸２３の両端部位置をマスキング部材４５で覆い隠しておけば、容易に導電糸２３の両端部が導電性のバッキング材３５で被覆されるのを避けることができる。図４には、導電性のバッキング材３５で被覆された部分に斜線を付して示した。マスキング部材４５を取り除けば、導電糸２３の端部を含む織物３３の端部３４（図５参照）が剥き出しとなる。この織物３３の端部３４において通電部材２７を導電糸２３に接続すれば、容易に接続することができる。
なお、製造方法Ｂでは、導電性のバッキング材３５で織物３３を被覆する前に導電糸２３の端部に通電部材２７を接続しておいて、該接続箇所を避けて導電性のバッキング材３５を塗布してもよい。

製造方法Ｂによれば、織物３３を使用する大きさに裁断してから導電性のバッキング材３５で被覆するため、必要な部分にのみ導電性のバッキング材３５を塗布することができ、導電性のバッキング材３５の使用量を必要最低限に抑えることができる。それにより、環境への影響を低減することもできる。

以上の構成の表皮材３１によれば、以下の作用効果を奏する。
表皮材３１は、導電糸２３を介して裏面３１ｂの導電性のバッキング材３５にも通電されて発熱するため、その発熱領域を、導電糸２３の周囲に広がる面状の領域として確保することができる。つまり、導電糸２３が互いに間隔を置いて配置されていても、各導電糸２３のみによる線状の発熱領域だけでなく、導電性のバッキング材３５によってその周囲までもが発熱することによって発熱領域を面状に展開することが可能となっている。そのため、導電糸２３が配設された箇所と導電糸２３が配設されていない箇所との温度差を小さくすることができる。すなわち、表皮材３１において、導電糸２３の配設された箇所とその周囲の導電糸２３が配設されていない箇所との温度上の境界がぼかされ、着座者に温度のむらを感じさせにくくなっている。
なお、導電性のバッキング材３５は、導電材料を含むことで、従前の導電材料を含まないバッキング材に比べて熱伝導率が高く、それ自体が発熱することに加えて、導電糸２３による発熱を伝達しやすいことによっても、上記温度上の境界をぼかす効果を発揮しやすい。特に、導電性のバッキング材３５が導電繊維や金属粒子等を含んでいる場合は、熱伝導率が高く、この効果をより大きくすることができる。
また、表皮材３１は、導電糸２３の疎密を変更させなくても、導電性のバッキング材３５の面方向の電気抵抗値を漸次変化させることにより、面方向の発熱温度を漸次変化させて、敢えて温度のグラデーションを付けることも容易である。すなわち、発熱箇所とその周囲との温度差を小さくしつつも、例えば、着座者が冷えを感じやすい腰部の位置の発熱温度を相対的に高めることで、着座者に暖房効果を感じさせやすくすることが可能である。

なお、この実施形態１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でその他種々の実施の形態が考えられるものである。
例えば、表皮材３１は、織物に限らず、編組織中に構成繊維として導電糸２３を含む編物で構成してもよい。

［実施形態２］
以下、図６，７を参照しながら、本発明の一実施形態である実施形態２について説明する。本実施形態の表皮材５１は、その表面５１ａが車両用シート１１の着座表面（座面１３ａ、背凭れ面１５ａ）の全体ないし一部を構成することができる。この点、上記実施形態１と同様である。図６には、表皮材３１での背凭れ面１５ａの着座者の腰部が凭れ掛かる部分を構成した車両用シート１１を例示した。表皮材５１は、シートヒータ２１を付帯しており、腰部が凭れ掛かる箇所を暖めることが可能となっている。図６には、シートヒータ２１によって発熱する箇所に斜線を付して示した。本実施形態の説明において、上記実施形態１から変更を要しない部材については図中に同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。

図７に示されるように、表皮材５１は基材５３の裏面が導電性のバッキング材３５で被覆されてなる。基材５３には、織物や編物を含むファブリック等、従前の表皮材を構成する各種の布状材料を適用することができ、その材質は特に限定されない。導電性のバッキング材３５による基材５３の被覆方法としては、上記実施形態１の製造方法Ａ，Ｂとして例示した織物３３の被覆方法を適用することができる。

表皮材５１には、その裏面５１ｂに沿って、導電糸２３が配設されている。導電糸２３は、導電性のバッキング材３５に接触可能に配設されている。図６に示されるように、導電糸２３は、波形を描くように複数本が間隔を置いて配置されている。導電糸２３は、外表面が絶縁被覆されておらず、その外表面が導電性のバッキング材３５と接触することで、導電性のバッキング材３５と電気的に接続されている。導電糸２３は、両端部に通電部材（図示省略）が接続され、該通電部材に電源供給装置（図示省略）が接続されることで並列回路が形成されて通電可能となる。そして、導電糸２３に通電することで、該導電糸２３を介して導電性のバッキング材３５にも通電可能となっている。そのため、導電糸２３に通電されることで導電糸２３が発熱し、同時に、導電糸２３を介して導電性のバッキング材３５にも通電されて導電性のバッキング材３５も発熱して表皮材３１全体が発熱可能となっている。

このように導電性のバッキング材３５を発熱させるために、導電糸２３を表皮材５１の裏面５１ｂに沿わせて導電性のバッキング材３５に接触可能に保持する構成について説明する。本実施形態では、導電糸２３が、表皮材５１の裏面５１ｂ側に積層されたカバーパッド５５と表皮材５１との間に保持されている。カバーパッド５５は、表皮材５１の保形等の目的で設けられており、例えば、薄いウレタンパッドからなる。カバーパッド５５は、接着やフレームラミなど公知の方法により表皮材５１の裏面５１ｂに固着されている。その固着力でもって、導電糸２３が表皮材５１とカバーパッド５５との間に保持されている。すなわち、表皮材５１とカバーパッド５５との間に導電糸２３が挿入された状態で表皮材５１にカバーパッド５５が固着されることで、導電糸２３が表皮材５１の裏面５１ｂの導電性のバッキング材３５に接触可能な状態として保持されている。

以上の構成の表皮材５１によれば、以下の作用効果を奏する。
表皮材５１は、導電糸２３のみならず導電糸２３を介して導電性のバッキング材３５にも通電されて発熱するため、導電糸２３の配設された箇所とその周囲の導電糸２３が配設されていない箇所との温度上の境界がぼかされ、着座者に温度のむらを感じさせにくくなっている。
また、上記実施形態１の表皮材３１と同様に、導電性のバッキング材３５の面方向の電気抵抗値を漸次変化させることで面方向の発熱温度にグラデーションを付けて暖房効果を高めることも可能である。

なお、この実施形態２は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でその他種々の実施の形態が考えられるものである。
例えば、導電糸２３を表皮材５１の裏面５１ｂに沿わせて導電性のバッキング材３５に接触可能に保持する手段は、上記例示の構成に限定されない。例えば、導電糸２３は、表皮材５１の裏面５１ｂないし、カバーパッド５５の表皮材５１に対向する面に縫着することにより導電性のバッキング材３５に接触した状態として配置することもできる。

また、上記実施形態１，２では、表皮材の裏面の略全体を導電性のバッキング材３５で被覆することにより、該表皮材全体が発熱する構成を例示したが、導電糸２３による発熱箇所の輪郭をぼかしたい一部の領域を導電性のバッキング材３５で被覆して、表皮材の一部において面状に発熱させることも可能である。

１１車両用シート
１５ａ背凭れ面（着座表面）
２１シートヒータ
２３導電糸
３１表皮材
３１ｂ（表皮材の）裏面
３３織物
３５導電性のバッキング材
５１表皮材
５１ｂ（表皮材の）裏面

Claims

着座者が接する着座表面を構成する車両用シートの表皮材であって、
前記着座表面を構成する表面とは反対側の裏面の少なくとも一部が導電性のバッキング材で被覆されており、当該表皮材の面方向には、通電により発熱する導電糸が前記導電性のバッキング材に接触するように配設されており、前記導電糸の両端部を、それぞれ通電部材を介して電源につなげることで、該導電糸を介して前記導電性のバッキング材にも通電され、前記導電糸とともに前記導電性のバッキング材も発熱するシートヒータを構成するに際して、前記表皮材上に配置する前記導電糸の両端部を、前記バッキング材を介することなくそれぞれ前記通電部材に直接接続したことを特徴とする車両用シートの表皮材。
請求項１に記載の車両用シートの表皮材であって、
前記導電糸は表皮材の組織内に含まれていることを特徴とする車両用シートの表皮材。
請求項１または請求項２に記載の車両用シートの表皮材であって、
前記導電性のバッキング材は、その電気抵抗値が当該表皮材の面方向に漸次変化していることを特徴とする車両用シートの表皮材。