JP2006176064A - シート支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アイドリング時における乗員に対する不快感を低減可能なシート支持装置を提供する。
【解決手段】車体フロア２とシート１との間に弾性体が介装されて当該シート１を弾性支持するシート支持装置である。車両上下方向の支持剛性のみが、車両の走行時に比べアイドリング時に低くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シートを車体フロアの弾性支持するためのシート支持装置に関する。

従来、支持剛性が変化するシート支持装置としては、例えば特許文献１に記載されるものがある。
このシート支持装置は、シート側に取り付けられるシート側取付部材、車体側に取り付けられる車体側取付部材、両取付部材間に設けられた弾性体、該弾性体を介して結合され、振動付加時の弾性体の弾性変形に伴い加振方向に相対変位可能なピストン状部材とシリンダ状部材、磁場の強さによって粘度が変化する磁性流体、前記のピストン状部材とシリンダ状部材の間に形成され、該磁性流体を流動可能な状態に密封保持する流路、及び、前記流路を横断する磁路を形成し、磁性流体に粘度を変化させるための磁界強さを制御可能な電磁石を備えて構成される。そして、この構成によって、走行時における減衰性能を確保しながらアイドリング時における伝達率を低下する。
特開２００３−３３５１６４号公報

上記シート支持装置では、磁性流体の粘度を変化させる機構によって、当該シート支持装置による上下・左右の剛性を、アイドリング時に低く、且つ高速走行時に高くなるようにしている。
ここで、人間の感覚は、低周波になるほど、車両上下方向については鈍くなり、車両前後方向については鋭くなる傾向を持つ（図７に人間感覚フィルタのイメージ図を参照）。

上記従来技術は、車両上下方向の振動を制振対象としているが、磁性流体の粘度を小さくすると、車両上下方向の剛性低下と同時に車両前後方向も剛性が低くなる。この車両前後方向の剛性も低くなると、特許文献１の図４のように、シートの固有振動数（ピーク）も低下する。この固有振動数の周波数では、振動伝達効率は大きいままとなる。上述のように、車両前後方向の振動は、低周波になるほど人間の感覚が鋭くなるので、上記低くなった固有振動数の周波数で、不快感を与えてしまう可能性がある。

また、特許文献１の技術では、アイドリング時に磁性流体の粘度を下げて剛性を下げると、シートを支える足の部分の撓みが増大することで、乗員のドライビングポジションが、当該アイドリング時に下がるという問題もある。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、アイドリング時における乗員に対する不快感を低減可能なシート支持装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車体フロアとシートとの間に弾性体が介装されて当該シートを弾性支持するシート支持装置において、
車両上下方向の支持剛性のみが、車両の走行時に比べアイドリング時に低くなることを特徴とする。

本発明によれば、アイドリング時に、車両上下方向の振動による不快感を解消すると共に、人間の感度が鋭い低周波数域での不快感も抑えることができる。

次に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の装置構成を示す側面図である。この図１に示すように、シート１と車体フロア２との間に、本実施形態のシート支持装置が介装されている。
シート１は、背もたれ部１ａと座面部１ｂとを備える。そのシート１の座面部１ｂと車体フロア２との間に台座３が配置される。そして、上記座面部１ｂの底部を構成する座面フレーム１ｃと台座３との間に高さ調整機構４が介装され、また、上記台座３の４つの足部３ａが、それぞれ支持装置本体５を介して車体フロア２に取付けられている。

上記支持装置本体５は、図２に示すように、車体フロア２に固定される底板部材６と、上記足部３ａに固定される上板部材７と、当該底板部材６と上板部材７との間にゴム材からなる弾性体８が配置され、底板部材６及び上板部材７と弾性体８とはそれぞれ加硫接着している。さらに、上記弾性体８内には、複数の支持体９（図では２個の場合が例示されている。）が配置されている。

上記各支持体９は、軸を車両上下方向に向けて配置されており、その構造は、図３示す構造となっている。次に、その構造を説明する。
車両上下方向に軸を向けた肉厚の外筒１０を備える。その外筒１０の上端部及び下端部には、図３及び図５のように、それぞれリング形状の凹部１１（流体溜まり部）が形成され、その上下の凹部１１の空間は、上記外筒１０の内径面に沿って形成されて上下方向に延びる、図３及び図４に示すような、複数の連通路１２を通じて連通されている。そして、上記上下の凹部１１及び連通路１２に磁性流体１３が充填されている。

また、凹部１１の空間に充填されたそれぞれの磁性流体１３の表面（上面若しくは下面の露出した面）に弾性膜１４を介してリング１５が配置されている。これによって、上下のリング１５は、磁性流体１３の上下への移動によって車両上下方向に変位可能となっている。さらに、上記外筒１０の内径面で形成される貫通穴内に電磁石１６が配置されていて、上記連通路１２に対して磁場を作用可能となっている。符号１７は電極を示す。

上記構成の支持体９では、上下の凹部１１に位置する磁性流体１３が、連通路１２を通じて互いに流動可能となっている。そして、電磁石１６に通電することで、連通路１２に位置する磁性流体１３に磁場を作用させると磁場の強さに応じて上記連通路１２に位置する磁性流体１３の粘度が高くなって上下の凹部１１間の磁性流体１３の流通が抑えられる。これによって、上下のリング１５に車両上下方向の荷重が入力された場合に、電磁石１６が非通電状態の場合に比べて通電状態の支持剛性が高くなる。なお、この支持体９は横方向の荷重に対しては、電磁石１６の通電・非通電によって変化しない。

上記電磁石１６は、剛性コントローラ２０によって通電・非通電が制御される。
ここで、上記支持体９は弾性体８に埋設されて、上下のリング１５は、それぞれ弾性体８を挟んで底板部材６若しくは上板部材７と対向配置されている。
また、上記高さ調整機構４は、剛性コントローラ２０からの指令に基づき、台座３と座面フレーム１ｃとの距離を調整する。図１では、Ｘ状に配置されたリンク機構で作動部が形成され、そのリンク機構がモータが駆動されることで上記距離を調整できる機構を例示している。勿論、この機構に限定されるものではなく、軸を上下に向けたシリンダ装置などによって高さ調整機構４を構成するなど、他の公知の高さ調整機構４が採用できる。なお、上記高さ調整機構４による調整代は、上記支持装置本体５の上下変位可能な量が確保できればよいので、小さい。

また、図１中符号２１は距離センサであって、座面フレーム１ｃと車体フロア２との間の距離を検出して上記剛性コントローラ２０に出力する。
剛性コントローラ２０は、車両状態に応じて、上記電磁石１６への通電・非通電を調整すると共に、上記高さ調整機構４に対して高さ補正信号を出力する。

次に、上記剛性コントローラ２０の処理を図６を参照しつつ説明する。
上記剛性コントローラ２０は、イグニッションがオン状態となると作動を開始して、まず、ステップＳ１０で、シート座面高さＨs の初期高さＨsoを検出し記憶してステップＳ２０に移行する。
ステップＳ２０では、アイドリング状態か否かを判定し、アイドリング状態と判定するとステップＳ３０に移行し、アイドリング状態でないと判定した場合にはステップＳ４０に移行する。

ステップＳ３０では、電磁石１６への通電を非通電に設定してステップＳ６０に移行する。
また、ステップＳ４０では、電磁石１６に通電中か否かを判定し、通電中と判定した場合にはステップＳ８０に移行し、非通電と判定した場合にはステップＳ５０に移行する。
ステップＳ５０では、電磁石１６に対して通電状態に設定してステップＳ６０に移行する。

ステップＳ６０では、現在のシート１の高さＨs を検出し、上記初期高さＨsoとの差ΔＨs を演算してステップＳ７０に移行する。
ステップＳ７０では、高さ調整装置に差ΔＨs 分だけ高さを変更する指令を高さ調整機構４に出力してステップＳ８０に移行する。
ステップＳ８０では、イグニッションがオンか否かを判定し、オンと判定した場合にはステップＳ２０に戻って上記処理を繰り返し、オフの場合には、処理を終了する。

ここで、上記アイドリング状態かどうかは、例えば、次のような（１）若しくは（２）に基づき検出する。これがアイドリング判定手段となる。
（１）エンジン回転数Ｎe に基づき、下記式を満足している場合には、アイドリング状態と判定する。
アイドリング時におけるアイドル振動が発生する最低回転数 ＜
Ｎe ＜アイドリング時におけるアイドル振動が発生する最大回転数
（２）フロア振動加速度が、予め求めたアイドル振動発生閾値以上の場合に、アイドル振動発生と判定する。

次に、上記構成のシート支持装置の作用、効果について説明する。
上記構成のシート支持装置では、支持装置本体５の弾性体８によって上下方向及び左右方向の振動を吸収すると共に、弾性体８に埋設した支持体９によって、車両上下方向の支持剛性のみが変更可能となっている。
そして、アイドリング状態の場合には、電磁石１６が非通電状態となることで、磁性流体１３の粘度が低くなり、上下のリング１５に負荷される荷重に応じて上下の凹部１１にある磁性流体１３が連通路１２を介して移動しやすい状態であるので、上記支持体９の上下支持剛性が低くなり、振動伝達効率が小さくなる。この結果、アイドリングに起因するフロア振動のシート１への伝達率が低下して、シート１にアイドル振動が伝わりにくくなる。

また、上記支持体９の支持剛性が変化しても、弾性体８の横方向の剛性は変化しない。つまり、アイドリング時も走行時も横方向の剛性は同じである。このため、上記のように車両上下方向の支持剛性を走行時に比べて小さくしても、車両前後方向の剛性は小さくならないので、図７に示すように、アイドリング時に車両前後方向の固有振動数が低下することが防止される。この結果、振動伝達効率が大きい共振点が低い周波数に移動して人間の感度が鋭い低周波数域で不快を与えることが防止することでできる。

一方、車両が走行中の場合には、電磁石１６が通電状態となることで、連通路１２に位置する磁性流体１３の粘度が高くなって移動し難くなる。つまり、上下のリング１５に負荷される荷重に応じて上下の凹部１１にある磁性流体１３が連通路１２を介して移動難い状態であるので、上記支持体９の上下支持剛性が高くなる。この結果、走行中における加速時、減速時、及び旋回時におけるシート１の上下変位量を小さく抑えられて、乗り心地が良い。また、走行時は、アイドル振動は走行中は小さい。

また、通電・非通電によって車両上下方向の支持剛性が変化すると、シート１の座面高さも変化する。座面高さの変化は、運転姿勢を変化させてしまうため、運転者の運転操作に違和感を与えることになる。これに対し、本実施形態では、シート座面高さの初期値を読み込んでおいて、通電・非通電への設定時に、初期値との差を検出し、その検出した差が無くなるようにシート座面高さを調整しているので、上記運転姿勢の変化を抑えることができる。

ここで、シート１の座面高さの検出は、通電・非通電時の座面高さの変化量を予め計測しておき、その値に基づき高さの調整をしても良いが、乗員の体重のバラツキにより、通電・非通電時のシート座面高さもばらつくため、座面と車体フロア２との距離を上述のように直接計測して高さ補正をする方が良い。

また、上記実施形態では、磁性流体１３の粘度変化を利用して支持体９の上下剛性を変更しているが、他の手段によって、上下のリング１５間における、上下剛性を変更可能としても良い。例えば、磁性流体の代わりに空気などの流体を使用し、連通路に絞り用の弁を介挿して当該弁の開閉で剛性を変化させても良い。
また、上記実施形態では、弾性体とシートとの間に高さ調整機構を設けた場合を例示しているが、高さ調整機構を、シート支持装置である支持装置本体５と車体フロア２との間に設けても良い。

本発明に基づく実施形態に係る装置構成を示す側面図である。 本発明に基づく実施形態に係る支持装置本体を示す図である。 本発明に基づく実施形態に係る支持体の構造を示す図である。 図３におけるＡ−Ａ断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ断面図である。 剛性コントローラの処理を説明する図である。 本実施形態の効果を説明する図である。

符号の説明

１ シート
２ 車体フロア
３ 台座
４ 高さ調整機構
５ 支持装置本体
８ 弾性体
９ 支持体
１１ 凹部（流体溜まり部）
１２ 連通路
１３ 磁性流体
１５ リング

Claims (4)

1. 車体フロアとシートとの間に弾性体が介装されて当該シートを弾性支持するシート支持装置において、
   車両上下方向の支持剛性のみが、車両の走行時に比べアイドリング時に低くなることを特徴とするシート支持装置。
2. 車体フロアとシートとの間に弾性体が介装されて当該シートを弾性支持するシート支持装置において、
   車両がアイドリング状態か否かを判定するアイドリング判定手段と、車体フロアとシートとの間に介挿されて車両上下方向に変位可能な支持体と、その支持体の車両上下方向の剛性を調整する剛性調整手段と、上記アイドリング判定手段の判定に基づきアイドリング状態と判定すると上記剛性調整手段を介して支持体の車両上下方向の剛性を走行時に比べ低くする剛性コントローラとを備えることを特徴とするシート支持装置。
3. 上記剛性調整手段は、車両上下方向で対向配置される上側及び下側の流体溜まり部と、その流体溜まり部間を連通する連通路と、上記流体溜まり部及び連通路に充填された磁性流体と、連通路中の磁性流体に磁場を与えることが可能な電磁石とを備えることを特徴とする請求項２に記載したシート支持装置。
4. 車体フロアと弾性体との間、若しくは弾性体とシートとの間の少なくとも一方に対し、車両上下方向の高さを調整可能な高さ調整機構を介装し、該高さ調整機構によって、上記剛性の変化に伴うシートの高さ変化を補償することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載したシート支持装置。

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