特開 2024-139066 クッション

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139066

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】クッション

(51)【国際特許分類】

   A47C 27/00 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

A47C27/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023049858

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000004743

【氏名又は名称】日本軽金属株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】304036754

【氏名又は名称】国立大学法人山形大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】川端 邦幸

(72)【発明者】

【氏名】吉川 創

(72)【発明者】

【氏名】橋本 竜馬

(72)【発明者】

【氏名】松田 友美

(72)【発明者】

【氏名】古川 英光

【テーマコード（参考）】

3B096

【Ｆターム（参考）】

3B096AB02

3B096AB04

(57)【要約】

【課題】圧縮された状態でも通気性が損なわれ難いクッションを提供する。
【解決手段】弾性を有する線材２をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向で交差させて井桁状に組んだ複数の井桁層１０をＺ軸方向に積層させて構成されたクッション１である。Ｚ軸方向に隣り合う井桁層１０同士がＸ軸方向とＹ軸方向の少なくとも何れかの方向において位相ずれを有した状態で積層されたオフセット部２０を備えている。オフセット部２０は、複数の井桁層１０を側方から見て左斜め下方向に延在する第一傾斜部２１と、第一傾斜部２１と連続して配置され複数の井桁層１０を側方から見て右斜め下方向に延在する第二傾斜部２２と、を有し、第一傾斜部２１および第二傾斜部２２にそれぞれ三本以上の線材２が配置されることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性を有する線材をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向で交差させて井桁状に組んだ複数の井桁層をＺ軸方向に積層させて構成されたクッションであって、
Ｚ軸方向に隣り合う前記井桁層同士がＸ軸方向とＹ軸方向の少なくとも何れかの方向において位相ずれを有した状態で積層されたオフセット部を備え、
前記オフセット部は、複数の井桁層を側方から見て斜め下方向に延在する傾斜部を有し、前記傾斜部にそれぞれ三本以上の前記線材が配置される
ことを特徴とするクッション。

【請求項2】

前記傾斜部は、複数の井桁層を側方から見て左斜め下方向に延在する第一傾斜部と、前記第一傾斜部と連続して配置され複数の井桁層を側方から見て右斜め下方向に延在する第二傾斜部と、を有している
ことを特徴とする請求項１に記載のクッション。

【請求項3】

前記オフセット部における前記線材の位相ずれ長さは、前記線材の幅寸法の２倍以上である
ことを特徴とする請求項１に記載のクッション。

【請求項4】

前記第一傾斜部と前記第二傾斜部は、Ｚ軸方向に３つ以上連続して配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載のクッション。

【請求項5】

前記オフセット部は、３Ｄプリンタにて一体形成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のクッション。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、椅子やベッド等に用いられるクッションに関する。

【背景技術】

【0002】

椅子やベッド等に用いられるクッションは、柔軟性を備えた軟質ウレタンにて構成される（例えば特許文献１参照）。特許文献１のクッション体は、軟質ウレタンフォームの内部に板状の芯材が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１２３６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

軟質ウレタンは、多孔質で柔軟性を備えるものの、圧縮されると空隙がなくなるため、通気性が損なわれ、クッションに熱や湿気がこもってしまう問題があった。
本発明はかかる問題に鑑みて発明されたものであり、圧縮された状態でも通気性が損なわれ難いクッションを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するための本発明は、弾性を有する線材をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向で交差させて井桁状に組んだ複数の井桁層をＺ軸方向に積層させて構成されたクッションである。Ｚ軸方向に隣り合う前記井桁層同士がＸ軸方向とＹ軸方向の少なくとも何れかの方向において位相ずれを有した状態で積層されたオフセット部を備え、前記オフセット部は、複数の井桁層を側方から見て斜め下方向に延在する傾斜部を有し、前記傾斜部にそれぞれ三本以上の前記線材が配置されることを特徴とする。

【0006】

本発明のクッションによれば、井桁層をＺ軸方向に積層させて構成されているので、Ｚ方向に圧縮された状態でも、線材間に隙間が確保される。つまり、本発明のクッションは、Ｚ方向に圧縮された状態でも通気性が損なわれ難く、熱や湿気がこもり難い。

【0007】

本発明のクッションにおいては、前記傾斜部は、複数の井桁層を側方から見て左斜め下方向に延在する第一傾斜部と、前記第一傾斜部と連続して配置され複数の井桁層を側方から見て右斜め下方向に延在する第二傾斜部と、を有しているものが好ましい。このような構成によれば、第一傾斜部と第二傾斜部との連続部分において、オフセットの方向が折り返されるので、Ｚ軸方向に離間する線材同士の配置が密になる。これによって、Ｚ軸方向での反発力が得られ、大きい柔軟性を備えたクッションとなる。

【0008】

本発明のクッションにおいては、前記オフセット部における前記線材の位相ずれ長さは、前記線材の幅寸法の２倍以上であるものが好ましい。このような構成によれば、線材がＺ軸方向に移動する空間を確保できるので、Ｚ軸方向に沿って圧縮することができる。

【0009】

また、本発明のクッションにおいては、前記第一傾斜部と前記第二傾斜部は、Ｚ軸方向に３つ以上連続して配置されているものが好ましい。このような構成によれば、Ｚ軸方向に沿って２か所以上でオフセットの方向が折り返されるので、線材同士の間隔が密になる部分を複数確保できる。したがって、クッションの柔軟性が大きくなる。

【0010】

さらに、本発明のクッションにおいては、前記オフセット部は、３Ｄプリンタにて一体形成されるものが好ましい。このような構成によれば、クッションを正確な形状で容易且つ低コストで製作することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るクッションによれば、圧縮された状態でも通気性が損なわれ難くなるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第一実施形態に係るクッションを示した拡大平面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係るクッションを示した図であって、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。

【図3】（ａ）は本発明の第二実施形態に係るクッションの第一ブロックを示した断面図、（ｂ）は第二ブロックを示した断面図である。

【図4】本発明の第二実施形態に係るクッションを示した断面図である。

【図5】本発明の第三実施形態に係るクッションを示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の第一実施形態に係るクッションを、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係るクッションは、例えば椅子の座面に用いられるものであり、所定の厚さを備えた厚板状に形成されている。本実施形態では、オフセット部の傾斜部の傾斜方向が左斜め下方向である第一傾斜部と、右斜め下方向である第二傾斜部と、を有している形態を例に挙げて説明する。

【0014】

図１および図２に示すように、クッション１は、格子状を呈する井桁層１０をＺ軸方向に複数積層させて構成されている。井桁層１０は、弾性を有する線材２をＸ軸方向とＹ軸方向の２方向で交差させて形成した平面視井桁状の層である。線材２は、例えば熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）にて構成されている。なお、線材２の素材は、熱可塑性ポリウレタンに限定されるものではなく、弾性を有するものであれば他の素材であってもよい。本実施形態の線材２の断面形状は楕円形であるが、線材２の断面形状は楕円形に限定されるものではなく、円形や多角形等の他の形状であってもよい。井桁層１０は、Ｘ軸方向に延在する複数の線材２で構成されたＸ軸線材層１１と、Ｙ軸方向に延在する複数の線材２で構成されたＹ軸線材層１２とを備えている。Ｘ軸線材層１１およびＹ軸線材層１２は、交互に積層されている。Ｘ軸線材層１１では、複数の線材２がＹ方向に所定の間隔をあけて等間隔のピッチＬ１で互いに平行に配置されている。Ｙ軸線材層１２では、複数の線材２がＸ方向に所定の間隔をあけて等間隔のピッチＬ１で互いに平行に配置されている。Ｘ軸線材層１１において隣り合う線材２，２の中心間距離（配置ピッチ）Ｌ１は、Ｙ軸線材層１２において隣り合う線材２，２の中心間距離（配置ピッチ）Ｌ１と同じである。ピッチＬ１は、線材２の幅寸法（線材２をＺ方向から見たときの幅寸法であり、線材２の断面が円形である場合は直径と等しい）の６倍である。つまり、本実施形態のクッション１は面密度が１／６となっている。

【0015】

一層の井桁層１０は、一層のＸ軸線材層１１と、一層のＹ軸線材層１２とがＺ軸方向に隣り合った状態で組み合わさって形成される。井桁層１０を平面視すると、Ｘ軸方向に延在する線材２と、Ｙ軸方向に延在する線材２とで正方形の枠部が形成される。線材２にて構成された枠部によって、平面視正方形の平板状空間１３が形成され、この平板状空間１３がＺ軸方向に繋がって空隙部１４となる。そして、各線材２が空隙部１４を区画する壁部となっている。このような井桁層１０がＺ軸方向に複数層積層され、クッション１が形成されている。

【0016】

クッション１は、Ｚ軸方向に隣り合う井桁層１０，１０同士がＸ軸方向とＹ軸方向の少なくとも何れかの方向において位相ずれを有した状態で積層されたオフセット部２０を備えている。オフセット部２０を含むクッション１は、樹脂にて構成されており、３Ｄプリンタにて一体形成されている。本実施形態では、Ｚ軸方向に隣り合う井桁層１０，１０同士は、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方向に位相ずれを有した状態となっている。「Ｘ軸方向の位相ずれを有した状態」とは、ある井桁層１０においてＹ軸方向に延在する線材２と、Ｚ軸方向に隣り合う他の井桁層１０においてＹ軸方向に延在する線材２とが、Ｘ軸方向にずれている状態（すなわち、Ｚ軸方向から見たときに重なっていない状態）と同義である。また、「Ｙ軸方向の位相ずれを有した状態」とは、ある井桁層１０においてＸ軸方向に延在する線材２と、Ｚ軸方向に隣り合う他の井桁層１０においてＸ軸方向に延在する線材２とが、Ｙ軸方向にずれている状態（すなわち、Ｚ軸方向から見たときに重なっていない状態）と同義である。本実施形態では、Ｚ軸方向に隣り合う井桁層１０，１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、線材２の配置ピッチＬ１の３分の１の距離Ｌ２ずつ位相ずれを有した状態になっている。つまり、本実施形態のオフセット部２０は、位相ずらし量が配置ピッチＬ１の６分の２（線材２の幅寸法の２倍）となっている。

【0017】

具体的には、第一の井桁層１０（以下、後記する第二の井桁層１０および第三の井桁層１０と区別する場合には「第一の井桁層１０ａ」と称する）の下方に、Ｘ軸方向とＹ軸方向において距離Ｌ２ずつオフセットした第二の井桁層１０（以下、第一の井桁層１０および第三の井桁層１０と区別する場合には「第二の井桁層１０ｂ」と称する）が隣接している。第二の井桁層１０ｂの下方には、さらにＸ軸方向とＹ軸方向において距離Ｌ２ずつオフセットした第三の井桁層１０（以下、第一の井桁層１０および第二の井桁層１０と区別する場合には「第三の井桁層１０ｃ」と称する）が隣接している。第三の井桁層１０ｃの下方には、さらにＸ軸方向とＹ軸方向において距離Ｌ２ずつオフセットした井桁層１０が隣接している。この井桁層１０は、第一の井桁層１０ａと同位相である。つまり、本実施形態の井桁層１０は、Ｚ軸方向に沿って、４層下がると、線材２が配置ピッチＬ１分位相ずれすることとなる。

【0018】

図２に示すように、クッション１の最上層に位置する第一の井桁層１０ａから第二の井桁層１０ｂ、第三の井桁層１０ｃ、さらに下方の第一の井桁層１０ａでは、Ｙ軸方向に延在する線材２の位相ずれの方向が、断面方向（側方）から見て左方向となっている。すなわち、最上層を含む複数（本実施形態では４層）の井桁層１０においてＹ軸方向に延在する線材２は、複数の井桁層１０を側方から見て左斜め下方向（Ｘ軸に斜交する方向）に延在する帯状の仮想領域２１（以下、「第一傾斜部２１」という。）内に配置されている。なお、この第一傾斜部２１を含む層を第一傾斜層２３という。

【0019】

第一傾斜層２３の最下層に位置する第一の井桁層１０ａから第二の井桁層１０ｂ、第三の井桁層１０ｃ、さらに下方の第一の井桁層１０ａでは、位相ずれの方向が、断面方向（側方）から見て右方向となっている。すなわち、第一傾斜層２３の最下層を含む複数（本実施形態では４層）の井桁層１０においてＹ軸方向に延在する線材２は、複数の井桁層１０を側方から見て右斜め下方向（Ｘ軸に斜交する方向）に延在する帯状の仮想領域２２（以下、「第二傾斜部２２」という。）内に配置されている。第一傾斜部２１と第二傾斜部２２とは第一の井桁層１０ａの部分で重複している。なお、第二傾斜部２２を含む層を第二傾斜層２４という。

【0020】

第二傾斜層２４の最下層に位置する第一の井桁層１０ａから第二の井桁層１０ｂ、第三の井桁層１０ｃ、さらに下方の第一の井桁層１０ａでは、位相ずれの方向が、断面方向（側方）から見て左方向となっている。すなわち、第二傾斜層２４の最下層を含む複数（本実施形態では４層）の井桁層１０においてＹ軸方向に延在する線材２は、複数の井桁層１０を側方から見て左斜め下方向（Ｘ軸に斜交する方向）に延在する帯状の仮想領域２３（第一傾斜部２１）内に配置されている。このように、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２とは、Ｚ軸方向に沿って交互に配置され、位相ずれの方向が交互に折り返されている。第一傾斜部２１と第二傾斜部２２とは、連続する三つ以上の井桁層１０を跨ぐように配置されている。位相ずれの折返し部２５の内側には、線材２が密に配置されたばね部２６が形成されている。ばね部２６では、線材２が密に配置されているので、クッション１が圧縮された時に反発力を発生する。

【0021】

オフセット部２０のうち、折返し部２５を含むブロックを「ばね有りブロック」（図１および図２参照）という。一方、オフセット部２０のうち、折返し部２５を含まず、位相ずれの方向が同じ方向であるブロックを「ばね無しブロック」という。本実施形態のクッション１では、全体をばね有りブロックで構成してもよいし、ばね有りブロックとばね無しブロックとを交互に配置してもよい。

【0022】

本実施形態のクッション１によれば、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２との連続部分において、位相ずれ（オフセット）の方向が折り返されて折返し部２５が形成されるが、折返し部２５の内側には、線材２が密に配置されたばね部２６が形成されている。ばね部２６では、線材２が密に配置されているので、Ｚ軸方向での反発力が得られ、クッション１が柔軟性を備えることができる。

【0023】

また、クッション１は、複数の井桁層１０をＺ軸方向に積層させて構成されているので、圧縮されても、線材２間に空隙部１４が残存する。つまり、クッション１は、Ｚ方向に圧縮された状態でも通気性が損なわれ難いので、熱や湿気がこもり難い。

【0024】

さらに、本実施形態のクッション１では、オフセット部２０における線材２の位相ずれ長さは、線材２の幅寸法の２倍以上（本実施形態では２倍）となっているので、線材２がＺ軸方向に移動する空間を確保することができる。したがって、クッション１がＺ軸方向に押圧された際に、クッション１が左右に傾き難くなり、Ｚ軸方向に沿って真っ直ぐに圧縮することができる。

【0025】

また、本実施形態のクッション１では、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２が、Ｚ軸方向に３つ以上（本実施形態では３つ）連続して配置されているので、Ｚ軸方向に沿って２か所の折返し部２５が形成される。これによって、線材２，２同士の間隔が密になる部分を複数確保できるので、クッション１の柔軟性がより一層大きくなる。さらに、左右の折返し部２５が近い位置に形成されるので、クッション１がＺ軸方向に押圧された際に、左右にバランスよく圧縮され、クッション１が傾き難くなる。

【0026】

さらに、本実施形態のクッション１は、樹脂にて構成され３Ｄプリンタにて一体形成されるので、クッション１を正確な形状で形成できるとともに、容易に短時間且つ低コストで製作することができる。

【0027】

また、従来の発泡軟質ウレタンでは繰り返し圧縮により形状劣化する（へたる）という問題があったが、本実施形態のクッション１では、井桁層１０の形状維持や反発力の維持が可能となる。したがって、クッション１の長寿命化が達成される。さらに、従来の発泡軟質ウレタンでは洗浄により水分が残ることで形状維持に係る耐性は低いという問題があったが、本実施形態のクッション１では、井桁層１０に水分が残らず耐性が高いという作用効果も得られる。また、本実施形態のクッション１では、折り畳むと線材２が空隙部１４に入り込むので、小さくすることができる点で、折り紙構造より進歩している。これによって、収納場所や運搬時の設置スペースが小さくて済む。

【0028】

次に、第二実施形態に係るクッションを、図３および図４を参照しながら説明する。なお、図３以降では、図面を見やすくするために、Ｘ軸線材層の図示を省略している。

【0029】

図３および図４に示すように、第二実施形態のクッション１では、Ｘ軸線材層（図示せず）およびＹ軸線材層１２における線材２の配置ピッチは、線材２の幅寸法の８倍である。つまり、本実施形態のクッション１は面密度が１／８となっている。

【0030】

また、Ｚ軸方向に隣り合う井桁層１０，１０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において、線材２の配置ピッチの４分の１の距離ずつ位相ずれを有した状態になっている。つまり、本実施形態のオフセット部２０は、位相ずらし量が配置ピッチの８分の２（線材２の幅寸法の２倍）となっている。

【0031】

さらに、井桁層１０は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向が、Ｚ軸方向に沿って４本下がると位相ずれ方向が折り返すように構成されており、４本折返しばね構造となっている。

【0032】

図３の（ａ）に示すように、ばね無しブロック２８は、折返し部２５（図３の（ｂ）参照）を含まないブロックで、すべての線材２の位相ずれの方向が一定（本実施形態では左方向）であるブロックである。ばね無しブロック２８は、井桁層１０がＺ軸方向に８層重ねられている。

【0033】

図３の（ｂ）に示すように、ばね有りブロック２７は、折返し部２５を含むブロックである。ばね有りブロック２７は、上側の３層の左側から２番目の線材２の位相ずれの方向が、ばね無しブロック２８の位相ずれの方向とは逆側（本実施形態では右方向）である。その他の線材２の位相ずれの方向は、ばね無しブロック２８と同じ（左方向）である。

【0034】

ばね有りブロック２７の上に、ばね無しブロック２８またはばね有りブロック２７が配置されると、図３の（ｂ）のばね有りブロック２７の上側に配置された線材２（二点鎖線にて示す）、および、ばね有りブロック２７において位相ずれの方向が右方向となる４本の線材２は、右斜め下方向に延在する第二傾斜部２２に配置される。第二傾斜部２２の下端部の線材２、および、その下側に位置し位相ずれの方向が左方向となる４本の線材２は、左斜め下方向に延在する第一傾斜部２１に配置される。図３の（ｂ）のばね有りブロック２７の上に配置されるブロック（本実施形態では、図３の（ａ）のばね無しブロック２８を想定）の複数の線材２のうちの一部は、左斜め下方向に延在する第一傾斜部２１に配置される。以上のように、ばね有りブロック２７の上にばね無しブロック２８を配置すると、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２と第一傾斜部２１とが３つ連続して配置される。そして、ばね有りブロック２７とばね無しブロック２８との境界部分にも折返し部２５が形成されて、ばね部２６が増えるので、反発力が強化される。

【0035】

第二実施形態のクッション１は、図４に示すように、ばね有りブロック２７とばね無しブロック２８とが、上下左右に交互に配置されている。これによって、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２と第一傾斜部２１とが３つ連続する反発部３０がクッション１の全体に亘って等間隔ピッチでバランスよく配置される。これによって、第二の実施形態のクッション１では、前記実施形態の作用効果の他に、反発力が均等に得られ、熱がこもり難いクッション１を提供することができるという作用効果を得られる。

【0036】

次に、第三施形態に係るクッションを、図５を参照しながら説明する。図５に示すように、第三の実施形態のクッション１では、左右の側縁部に、ばね有りブロック２７をＺ軸方向に連続して配置し、側縁部の内側の中間部に、ばね無しブロック２８をＺ軸方向に連続して配置している。このような構成によれば、クッション１の側縁部に、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２とが交互に多数連続する反発部３１が形成される。縦長の反発部３１では大きい反発力が得られ、圧縮量が小さくなる。一方、中間部では、反発部が形成されないので、圧縮力に対して大きな反発力が発生せず、圧縮量が大きくなる。これによって、側縁部は比較的固く、中間部は軟らかくなり、中間部が凹む座りやすいクッション１を提供することができる。

【0037】

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。たとえば、ばね有りブロック２７とばね無しブロック２８の配置形態または反発部３０の配置形態は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、反発部が市松模様状に配置されたものであってもよいし、反発部が一方向の斜めに配置されたものや、十字状あるいはＸ字状に配置されたものであってもよい。また、必要に応じて部分的に反発部を形成してもよい。

【0038】

また、前記実施形態では、ばね有りブロック２７とばね無しブロック２８の両方が設けられて、反発部３０，３１が形成されているが、これに限定されるものではない。クッションを、ばね無しブロックのみで構成し、折返し部を備えない形状としてもよい。このような構成によっても、Ｚ軸方向に沿って圧縮された際に、線材間に空隙部が残存するので、通気性が損なわれ難く、熱や湿気がこもり難くなるという作用効果を得られるとともに、一定のクッション性を確保できる。また、位相ずれ長さが線材の幅寸法の２倍以上であるので、Ｚ軸方向に沿って圧縮変形することができる。なお、位相ずれ長さが線材の幅寸法の２倍よりも小さい場合であっても、圧縮された際に、線材間に空隙部が残存するので、通気性が損なわれ難く、熱や湿気がこもり難いという作用効果を得ることができる。また、位相ずれ長さを小さくすることで、意図的にクッションを斜めに変形させ、内部荷重とその変形を吸収することができる。

【0039】

また、第一傾斜部２１と第二傾斜部２２とが連続する数は３以上であれば、多くてもよい。連続する数が多ければ、反発部が縦長となり、ばね部２６が連続して多数配置されるので、大きい反発力が得られる。

【0040】

さらに、前記実施形態では、井桁層１０は、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方で位相ずれを有した状態で積層させているが、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一方向のみで位相ずれを有した状態としてもよい。

【0041】

また、前記実施形態では、線材２が正方形の井桁状に組まれているが、これに限定されるものではない。たとえば、長方形の井桁状、六角形や八角形等、他の多角形に線材を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１ クッション
２ 線材
１０ 井桁層
２０ オフセット部
２０ 軟質領域
２１ 第一傾斜部
２２ 第二傾斜部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】