JP2009142341A - Seat structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は座席構造に関し、特に、自動車、航空機、列車などの輸送機器用シートとして適する座席構造に関する。 The present invention relates to a seat structure, and more particularly, to a seat structure suitable as a seat for a transportation device such as an automobile, an aircraft, and a train.
特許文献1〜5には、座部フレームに、立体編物(三次元ネット材)などのクッション材を掛け渡して形成される座席構造が開示されている。このように、クッション材を座部フレームに掛け渡して形成する場合、底付き防止、振動吸収特性や衝撃吸収特性を上げるため、立体編物や二次元の布帛などのベースネットを、上記クッション材の下方に、弾性部材を介して設けている。特許文献1〜5では、いずれも、トーションバーと、このトーションバーに連結され、該トーションバーを支点として回動可能に支持されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備えてなるトーションバーユニットを、座部の後部に配置し、ベースネットの後端を該支持フレームに連結することにより、ベースネットを弾性的に支持している。
特許文献1〜5に開示された技術によれば、人の体動への追随性がそれまでより高まり、振動吸収特性、衝撃吸収特性等が改善されるが、振動吸収特性や衝撃吸収特性は常にさらなる改善が求められている。
According to the techniques disclosed in
一方、本出願人は、例えば、WO2005/092193号公報に、生体信号の変位(振幅)の変化率を求め、さらにこれを所定のスライドラップ率で所定回数スライド計算して得られる振幅変化率の傾き(パワー値の傾き)の時系列データや、カオス指標の最大リアプノフ指数を同様にスライド計算処理して得られる最大リアプノフ指数傾きの時系列データを求めて、生体状態の変化を検出することを提案している。また、生体信号を検出するセンサとして、人の腰部付近に縦方向に沿ってエアパックセンサを設ける技術も提案している。呼吸、心拍などによってエアパックセンサの空気圧が変動することを利用して、それを時系列に検出して生体状態の変化を捉えるものである。 On the other hand, the present applicant obtains the change rate of the displacement (amplitude) of the biological signal, for example, in WO 2005/092193, and further calculates the change rate of the amplitude obtained by performing slide calculation with a predetermined slide wrap rate a predetermined number of times. Find time-series data of slope (slope of power value) and time-series data of maximum Lyapunov exponent slope obtained by sliding calculation of the maximum Lyapunov exponent of chaos index in the same way, to detect changes in biological state is suggesting. In addition, as a sensor for detecting a biological signal, a technique of providing an air pack sensor in the vertical direction in the vicinity of a human waist has been proposed. By utilizing the fact that the air pressure of the air pack sensor fluctuates due to breathing, heartbeat, etc., it is detected in time series to capture changes in the biological state.
このようなエアパックセンサを利用して呼吸や心拍などの生体信号を感度よく検出するためには、ノイズである外部から入力される振動をより効果的に吸収できる座席構造ほど好ましい。 In order to detect biological signals such as respiration and heartbeat with high sensitivity using such an air pack sensor, a seat structure that can more effectively absorb vibrations input from the outside as noise is more preferable.
本発明は上記に鑑みなされたものであり、振動吸収特性を従来よりもさらに向上させることができる座席構造を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the above, and makes it a subject to provide the seat structure which can improve a vibration absorption characteristic further conventionally.
上記課題を解決するため、請求項1記載の本発明では、所定の間隔をおいて配置された一対のサイドフレームに、第1の弾性支持機構を介して支持される所定幅の合成樹脂製のベースフレームと、
前記ベースフレームに、第2の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、
前記ベースフレームと上層フレームとの間に、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、
前記上層フレームを被覆する上層クッション材と
を備えたシートクッション部を有することを特徴とする座席構造を提供する。
請求項2記載の本発明では、前記第1の弾性支持機構は、前記サイドフレームの前部付近及び後部付近にそれぞれに配設される前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項1記載の座席構造を提供する。
請求項3記載の本発明では、前記第2の弾性支持機構は、前記ベースフレームの各側部付近に該ベースフレームに軸支されて設けられる前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項1又は2記載の座席構造を提供する。
請求項4記載の本発明では、前記第1の弾性支持機構のトーションバーと前記第2の弾性支持機構のトーションバーとは、バネ定数の異なるものが用いられていることを特徴とする請求項2又は3記載の座席構造を提供する。
請求項5記載の本発明では、前記第1の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数が、前記第2の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数よりも高いことを特徴とする請求項4記載の座席構造を提供する。
請求項6記載の本発明では、前記第1の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持されるベースフレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項2記載の座席構造を提供する。
請求項7記載の本発明では、前記第2の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持される上層フレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項3記載の座席構造を提供する。
請求項8記載の本発明では、前記上層フレームは、二次元ネット材がインサートされて板状に形成されており、前後方向中央よりも後部における少なくとも裏面に、前記二次元ネット材を外部に露出させる露出部を備えていることを特徴とする請求項1記載の座席構造を提供する。
請求項9記載の本発明では、前記第2の弾性支持機構における平行リンク機構の前リンク部及び後リンク部の先端間に、両者を連結する取付板が架け渡されており、
前記上層フレームは、前記取付板に対応する位置に、該取付板を挟む板バネ部材を有し、上層フレームがベースフレームに対して、振動の入力によって相対運動すると該板バネ部材と取付板との間で摩擦抵抗が生じる構成であることを特徴とする請求項3、7又は8記載の座席構造を提供する。
請求項10記載の本発明では、前記中間クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項1記載の座席構造を提供する。
請求項11記載の本発明では、前記上層クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項1記載の座席構造を提供する。
In order to solve the above-described problem, in the present invention according to
A synthetic resin upper layer frame supported by the base frame via a second elastic support mechanism;
An intermediate cushion material, a part of which is disposed between the base frame and the upper frame and engaged with the base frame;
A seat structure having a seat cushion portion including an upper cushion material covering the upper frame is provided.
In the present invention according to
The seat structure according to
According to a third aspect of the present invention, the second elastic support mechanism includes a parallel link mechanism having a front link portion and a rear link portion provided to be supported by the base frame in the vicinity of each side portion of the base frame. ,
3. The seat structure according to
The invention according to claim 4 is characterized in that the torsion bar of the first elastic support mechanism and the torsion bar of the second elastic support mechanism have different spring constants. A seat structure according to 2 or 3 is provided.
In the present invention described in
In the present invention according to claim 6, the front link portion and the rear link portion constituting the parallel link mechanism of the first elastic support mechanism are arranged such that the position of the base frame supported by them is obliquely forward and downward when loaded. 3. The seat structure according to
In the present invention according to claim 7, in the front link portion and the rear link portion constituting the parallel link mechanism of the second elastic support mechanism, the position of the upper frame supported by the front link portion and the rear link portion is obliquely forward and downward when loaded. 4. The seat structure according to
In the present invention according to claim 8, the upper frame is formed in a plate shape by inserting a two-dimensional net material, and the two-dimensional net material is exposed to the outside at least on the rear surface in the rear portion of the center in the front-rear direction. The seat structure according to
In this invention of Claim 9, the attachment board which connects both is spanned between the front-link part of the parallel link mechanism in the said 2nd elastic support mechanism, and the front-end | tip of a rear link part,
The upper layer frame has a leaf spring member that sandwiches the attachment plate at a position corresponding to the attachment plate. When the upper layer frame moves relative to the base frame by vibration input, the leaf spring member and the attachment plate The seat structure according to
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the seat structure according to the first aspect, wherein the intermediate cushion material is formed of a three-dimensional solid knitted fabric.
The invention according to
本発明では、シートクッション部が、サイドフレームに、第1の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製のベースフレームと、ベースフレームに、第2の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、ベースフレームと上層フレームとの間に配置され、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、上層フレームを被覆する上層クッション材とを備えていることを特徴とする。ベースフレームが第1の弾性支持機構によって支持され、上層フレームがベースフレームに第2の弾性支持機構によって支持されている。つまり2つの弾性支持機構が、2つの質量系を支持しかつ直列の関係で配置されていることになり、車体フロアから入力される振動が伝達されることによるベースフレームの運動と、さらに上層フレームに伝達されることによる上層フレームの運動との間に位相差が生じるため、特に低周波振動を効果的に吸収、減衰できる。 In the present invention, the seat cushion portion is a synthetic resin base frame supported on the side frame via the first elastic support mechanism, and the composite is supported on the base frame via the second elastic support mechanism. A resin upper layer frame, an intermediate cushion material disposed between the base frame and the upper frame, a part of which is engaged with the base frame, and an upper cushion material covering the upper frame It is characterized by being. The base frame is supported by the first elastic support mechanism, and the upper frame is supported by the base frame by the second elastic support mechanism. In other words, the two elastic support mechanisms support the two mass systems and are arranged in a series relationship, and the motion of the base frame due to the vibration input from the vehicle body floor and the upper frame Since a phase difference is generated with the motion of the upper frame by being transmitted to the low-frequency frame, particularly low-frequency vibrations can be effectively absorbed and attenuated.
また、ベースフレームと上層フレームとの間には中間クッション材が配置されていると共に、上層フレーム上には上層クッション材を有するため、ダッフィング型の非線形の荷重−変位特性(バネ特性)となる。この非線形のバネ特性が生じることから、本発明の座席構造は、低周波振動を効果的に吸収すると共に、高周波振動もこの中間クッション材及び上層クッション材との相乗効果により吸収する。また、第2の弾性支持機構は第1の弾性支持機構よりもバネ定数が小さいことが好ましく、それにより、第2の弾性支持機構が中間クッション材及び上層クッション材と共に、高周波振動の吸収作用を効果的に果たす。また、上層クッション材及び中間クッション材としては三次元立体編物を用いることが好ましい。三次元立体編物は、高周波振動が入力された際の動的バネ定数が小さいという特徴を備えるため、人体(上体)にまで伝達された振動が、上体を経てシートクッション部に再入力されても、該振動は、上層クッション材及び中間クッション材によって吸収される。 In addition, since an intermediate cushion material is disposed between the base frame and the upper frame, and the upper cushion material is provided on the upper frame, a duffing type non-linear load-displacement characteristic (spring characteristic) is obtained. Since this non-linear spring characteristic occurs, the seat structure of the present invention effectively absorbs low frequency vibrations and also absorbs high frequency vibrations by a synergistic effect with the intermediate cushion material and the upper cushion material. The second elastic support mechanism preferably has a smaller spring constant than the first elastic support mechanism, so that the second elastic support mechanism can absorb high-frequency vibrations together with the intermediate cushion material and the upper cushion material. Play effectively. Moreover, it is preferable to use a three-dimensional solid knitted fabric as the upper cushion material and the intermediate cushion material. The three-dimensional solid knitted fabric has a feature that the dynamic spring constant is small when high-frequency vibration is input, so the vibration transmitted to the human body (upper body) is re-input to the seat cushion through the upper body. Even so, the vibration is absorbed by the upper cushion material and the intermediate cushion material.
以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、さらに詳細に説明する。本実施形態に係る座席構造1は、図1〜図7に示したように、シートクッション部10と、このシートクッション部10に対してリクライニング可能に設けられるシートバック部30とを備えている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiment of the present invention shown in the drawings. As shown in FIGS. 1 to 7, the
シートクッション部10は、一対のサイドフレーム11,11、ベースフレーム12、上層フレーム13、中間クッション材14及び上層クッション材15を有して構成される。サイドフレーム11,11は、車体フロアに所定間隔をおいて配設されるレール10a,10aに係合して前後動可能に設けられるスライド部10b,10bにそれぞれ固定され、左右に一対設けられる(図4及び図8参照)。
The
各サイドフレーム11,11には、第1の弾性支持機構17が設けられる。第1の弾性支持機構17は、サイドフレーム11,11の前部付近に軸支される前リンク部171,171と、後部付近に軸支される後リンク部172,172とを備えた平行リンク機構を有している。
Each
前リンク部171,171は、略L字状に形成され、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部171c,171cをサイドフレーム11,11に軸支させて取り付けられている。後リンク部172,172も、前リンク部171,171と同様に、略L字状に形成され、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部172c,172cをサイドフレーム11,11に軸支させて取り付けられている。一方のサイドフレーム11側に位置する前リンク部171と後リンク部172の下端171a,172a間、他方のサイドフレーム11側に位置する前リンク部171と後リンク部172の下端171a,172a間には、それぞれ、接続リンク板173の各端部が軸ピンを介して連結されている。
The
また、一対の前リンク部171,171の回転中心になっている屈曲部171c,171c間には、トーションバー174が配設されており、前リンク部171,171が回動することにより、該トーションバー174が捩られ、所定の弾性が機能する。そして、一対の前リンク部171,171の上端171b,171b間、及び、一対の後リンク部172,172の上端172b,172b間に、後述のベースフレーム12が支持される。なお、トーションバー174は、前リンク部171,171間ではなく、後リンク部172,172間に設けてもよい。
Further, a
ベースフレーム12は、合成樹脂から形成される。図9〜図11に示したように、平面視で略長方形の底板部121と、該底板部121の両側縁から上方に立ち上がる側板部122,122と、該底板部121の後縁から上方に立ち上がる後板部123とを有するように、所定の型を用いて成型される。合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。また、合成樹脂材料に4軸織物、2軸織物、不織布等を1枚又は複数枚積層したのものを用いることもでき、これにより、合成樹脂材料のみから成型した場合よりも剛性を高くすることができる。合成樹脂を用いることにより、ベースフレーム12として軽量のものを得ることができる。
The
底板部121は、その幅が、上記の前リンク部171,171間、及び、後リンク部172,172間に収まる範囲に形成されており、側板部122,122は、それぞれサイドフレーム11,11の内面から上面付近を覆うことができる大きさ及び形状に形成されている(図3、図6参照)。底板部121の裏面の前方寄りには、幅方向に所定間隔をおいて連結部121a,121aが突設されており(図11参照)、この連結部121a,121aに、前リンク部171,171の上端171b,171bが連結される。また、側板部122,122の各後方寄りには、ネジ連結孔122b,122bが形成されており(図11参照)、このネジ連結孔122b,122bに、ネジ部材を介して、後リンク部172,172の上端172b,172bが連結される。これにより、ベースフレーム12は、第1の弾性支持機構17に弾性的に支持されことになる。
The
底板部121と各側板部122,122との間には、それぞれ、図9及び図10に示したように、前後方向に長い溝部124,124が設けられており、この溝部124,124に第2の弾性支持機構18の平行リンク機構を構成する前リンク部181,181及び後リンク部182,182が配設される。具体的には、溝部124,124の前方寄りの部位と後方寄りの部位に、それぞれ前リンク部181,181及び後リンク部182,182の基端部が軸支され、一方の溝部124に位置する前リンク部181及び後リンク部182間、他方の溝部124に位置する前リンク部181及び後リンク部182間には、それぞれ、取付板183,183が架け渡されている。この取付板183,183によって後述の上層フレーム13が支持される。また、前リンク部181,181の基端部間には、トーションバー184が設けられている。図11に示したように、溝部124,124を形成している部位は、底板部121の裏面側に突出しているため、底板部121の裏面側にトーションバー184を設け、溝部124,124を形成している溝壁部124a,124aを貫通させて前リンク部181,181の基端部に連結している。この結果、上層フレーム13は、平行リンク機構とトーションバー184とを備えた第2の弾性支持機構18によって弾性的に支持される。なお、本実施形態では、トーションバー184を前リンク部181,181間に配設しているが、後リンク部182,182間に設けることも可能である。
As shown in FIGS. 9 and 10,
ここで、第1の弾性支持機構17は、着座者の体重を支えると共に、主に低周波で大振幅の振動を吸収、減衰する機能を果たす。その一方、第2の弾性支持機構18は、第1の弾性支持機構17によって除振されなかった主に高周波で小振幅の振動を、第1の弾性支持機構17の運動に対して、位相がずれて運動することによって吸収する。また、後述する中間クッション材14を人が静的に着座した状態では厚み方向にあまりつぶれないように支持する機能も果たす。従って、第1の弾性支持機構17を構成するトーションバー174と第2の弾性支持機構18を構成するトーションバー184とは、前者のトーションバー174の方が、後者のトーションバー184よりもバネ定数の高いものを用いることが好ましい。なお、第1の弾性支持機構17を構成するトーションバー174の好ましいバネ定数は、1000〜3000N・mm/degの範囲であり、第2の弾性支持機構18を構成するトーションバー184の好ましいバネ定数は、800〜1500N・mm/degの範囲である。
但し、これはあくまで最も好ましい態様である。第1の弾性支持機構17は、主にフロアから入力される上下方向の振動入力の影響を受けて運動を始め、第2の弾性支持機構18は、主にシートバック部30の振動で着座者の上体が運動することによって発生する加速度の影響を受けて運動を始めるというように、別々の入力条件に支配される2つの質量系が直列的に配置されているために、位相ずれが生じ、振動が減衰するメカニズムである。すなわち、本発明は、2つの弾性支持機構17,18を有することによって、両者の位相がずれて運動することによる振動吸収を目的としており、かかる作用が生じる限り、上記と逆に、第1の弾性支持機構17を構成するトーションバー174のバネ定数が、第2の弾性支持機構18を構成するトーションバー184のバネ定数よりも小さいものを採用することも可能であり、さらには、2つのトーションバー174,184のバネ定数が同じものを採用することも可能である。
Here, the first
However, this is the most preferable embodiment. The first
上層フレーム13は、ベースフレーム12と同様、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の合成樹脂から所定の形状に成型される。上層フレーム13は、幅及び長さがベースフレーム12と底板部121と同程度に形成され、厚さが5mm以下、好ましくは、1〜2mmの範囲で所定の可撓性を有している。もちろん、ベースフレーム12と同様に、合成樹脂材料に4軸織物、3軸織物、2軸織物、不織布等からなる二次元ネット材を1枚又は複数枚積層することもでき、それにより可撓性(剛性)を調整することができる。上層フレーム13も合成樹脂から形成することにより、軽量化を図ることができる。
Similar to the
また、本実施形態の上層フレーム13には、図12に示したように、二次元ネット材130が、上層フレーム13の厚みの範囲内にインサートされて積層されている。そして、上層フレーム13の裏面側における、前後方向中央よりも後部において、二次元ネット材130を外部に露出させる露出部13aが形成されている。露出部13aは、人が着座した際に、座骨結節下に位置する範囲に形成することが好ましく、上層フレーム13の後端から前方に、50mm〜100mmの範囲から開口され、そのさらに前方100mm〜200mmの範囲に至るまで開口されていることが好ましい。幅は、幅方向中心から左右にそれぞれ50mm〜100mmの範囲で開口されていることが好ましい。これにより、露出部13aの範囲においては、他の部位よりも沈み込み易くなり、着座時において、露出部13aの範囲内の部位と上層フレーム13の他の部位との境界が堰の役割を果たし、座骨結節の位置を安定させ、骨盤の前後方向の滑りを抑制することができる。二次元ネット材130は、上層フレーム13の裏面側のみにおいて露出させているが、表面側にも露出させてもよい。
In addition, as shown in FIG. 12, the two-dimensional
二次元ネット材130を積層させたことにより、衝撃力が付与された際には、上層フレーム13のうち、該二次元ネット材130を挟んで位置する合成樹脂板部分と該二次元ネット材130との間で層間剥離が生じる。層間剥離は、二次元ネット材130全体が、合成樹脂板部分から一気に剥がれるのではなく、上記した露出部13aを形成した部分が沈み込み易いため、この部分においてまず二次元ネット材130と合成樹脂板部分との層間剥離が生じ、それがトリガーになって衝撃荷重の増加に伴って層間剥離範囲が拡大していく。このときの層間剥離に抵抗しようとする二次元ネット材130と合成樹脂板部分との接合力が、衝撃に対する減衰力として作用し、衝撃エネルギーの吸収に役立つ。
When the impact force is applied by laminating the two-dimensional
上層フレーム13の裏面側の両側部には、図9及び図12に示したように、左右の前リンク部181,181及び後リンク部182,182間に架け渡される取付板183,183への連結部材135,135が設けられている。各連結部材135,135は、取付板183,183の幅と同程度の間隔をおいて設けられた一対の板バネ部材135a,135aと、前後方向に離間して設けられた一対のガイドピン135b,135bを有している。取付板183,183には、前後方向に離間してガイド孔183b,183bが形成されており、このガイド孔183b,183bにガイドピン135b,135bを挿入し、取付板183,183を板バネ部材135a,135aで挟むようにして配設する。この結果、一対の板バネ部材135a,135a間に各取付板183が位置することになり、振動時において、両者間に相対変位が生じた際には、両者間の摩擦により振動を減衰する作用を果たす。
As shown in FIGS. 9 and 12, on both sides of the back side of the
また、ベースフレーム12における底板部121の前縁部付近には、図5及び図10に示したように、一部が開口された略筒状のゴム部材127が取り付けられており、このゴム部材127に上層フレーム13の前縁部裏面側に設けられた係合ピン136が係合されるようになっている。これは、上層フレーム13がベースフレーム12に接することによる底付き感を低減するためである。
Further, as shown in FIGS. 5 and 10, a substantially
ベースフレーム12と上層フレーム13との間には、図7及び図9に示したように、中間クッション材14が設けられる。ベースフレーム12の底板部121の表面側には、図7、図9及び図10に示したように、前縁部付近と後縁部付近に、係合突起125,125を設けており、各係合突起125,125に中間クッション材14の前縁部付近と後縁部付近をそれぞれ係合している。中間クッション材14としては、三次元立体編物から形成することが好ましい。三次元立体編物とは、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成したもので、ダブルラッセル機等を用いて所定の形状に形成され、例えば、旭化成(株)製、製品番号:T24004A、あるいは住江織物(株)製、製品番号:49076D、49013Dなどを用いることができる。三次元立体編物は、図15のリサージュ図形で示した振動特性からわかるように、7Hz前後以上の高周波振動の入力があると、振動条件下でのバネ定数(動的バネ定数)が非常に小さくなる特性を有し(9Hz付近では動的バネ定数がゼロになり、それ以上の高周波では負になっている)、高周波振動の除振能力が高い。その一方、人が着座することにより、三次元立体編物からなる中間クッション材14がつぶれてしまっては、振動入力時にこのような低いバネ定数による弾性が機能しない。そこで、上記したように、第2の弾性支持機構18により、人が静的に着座した状態では中間クッション材14を厚み方向にあまりつぶさないように支持できるように設定されていることが好ましい。
As shown in FIGS. 7 and 9, an
また、上記した三次元立体編物を、シートクッション部の前後に配置したトーションバーによって弾性的に支持される一対の支持フレーム間に張った二次元のベースネット上を配置し、振動特性を調べたところ、図16に示したような結果が得られた。すなわち、これは、正のバネ特性を有する機構と負のバネ特性を有する機構との組み合わせ構造の振動特性であるが、この結果から、かかる組み合わせ構造は、三次元立体編物単体のバネ定数が低くなる7Hz前後から、同様にバネ定数が低くなり、三次元立体編物単体のバネ定数が略ゼロないしは負の領域になる9Hz過ぎからは、組み合わせ構造のバネ定数も略ゼロになり、高周波振動の除振能力が高いことがわかる。 In addition, the above-described three-dimensional solid knitted fabric was placed on a two-dimensional base net stretched between a pair of support frames that are elastically supported by a torsion bar placed before and after the seat cushion portion, and vibration characteristics were examined. However, the results shown in FIG. 16 were obtained. That is, this is a vibration characteristic of a combined structure of a mechanism having a positive spring characteristic and a mechanism having a negative spring characteristic. From this result, such a combined structure has a low spring constant of a three-dimensional solid knitted fabric alone. From around 7 Hz, the spring constant decreases in the same way, and after 9 Hz, where the spring constant of the three-dimensional solid knitted fabric itself is substantially zero or negative, the spring constant of the combined structure also becomes substantially zero, eliminating high frequency vibration. It can be seen that the shaking ability is high.
なお、図15及び図16に示したリサージュ図形は、質量12.7kgの円形の重りを三次元立体編物上にセットし、片側振幅1mm(上下のピーク間振幅2mm(2mmpp))の正弦波で、振動周波数0.5Hzから10Hzまでの20段階で加振し、重りの相対変位量と重りに働く荷重との関係を表したものである。
The Lissajous figure shown in FIGS. 15 and 16 is a sine wave with a circular weight of 12.7 kg set on a three-dimensional solid knitted fabric and an amplitude on one side of 1 mm (amplitude between upper and
上層クッション材15は、上層フレーム13を被覆するように配設される。上層クッション材15としては、ウレタン、ファイバークッション、三次元立体編物等を用いることができるが、中間クッション材14と同様に三次元立体編物を用いることが好ましい。三次元立体編物は、上記のように高周波振動の吸収特性に優れる。車体フロアから入力されて臀部に伝達されるまでの間に除去しきれない振動が臀部から上体に入力されると、上体に共振が発生する。共振により揺らされると、上体が振動源になり、シートクッション部10側に振動が再入力される。戻された振動による力と、この振動によってシートクッション部が共振した際の加速度とが複合されると、人はそれを微振動として知覚する。この複合された微振動は、高周波のいわゆる汚い振動が重畳されており、分数調波共振になる。従って、このシートクッション部10と人体との間の双方向に生じる高周波の振動を吸収、減衰させる層が必要となるが、上層クッション材15及び中間クッション材14として、高周波振動の吸収特性の高い三次元立体編物を用いることで、このような双方向に生じる不快な微振動を低減できる。なお、図2及び図9に示した符号16は、ベースフレーム12の側板部122,122及び後板部123を被覆するカバー部材であり、上層クッション材15と同様に、ウレタン、ファイバークッション、三次元立体編物等を用いて形成される。
The upper
なお、本実施形態のシートバック部30の構成は限定されるものではない。例えば、金属製の枠状のフレーム材に三次元立体編物等を支持させたもの、金属製の枠状のフレーム材に、該金属製のフレーム材を被覆する合成樹脂フレームを取り付け、さらに、その表面を覆うように三次元立体編物を配設したもの等を用いることができる。
In addition, the structure of the seat back
本実施形態によれば、図13(a)に示した無負荷の状態から着座していくと、図13(b)に示したように、上層クッション材15が沈み込んでいくと共に、第2の弾性支持機構18のトーションバー184がまず捩られていくが、この際には、いずれもバネ定数が低いので人は柔らかいバネ感を感じながら着座していく。そして、さらに荷重がかかっていくと、第1の弾性支持機構17のトーションバー174が捩られ、その高いバネ定数により、人体がしっかりと支持される。ここで、図14は、シートクッション部10に直径200mmの加圧板により、50mm/minで1000Nまで加圧した際の荷重−たわみ特性を示した図である。この図に示したように、加圧当初において第2の弾性支持機構18が作用しているときの荷重−たわみ特性から得られるバウンド方向のバネ定数k1は12.7N/mmであり、その後、第1の弾性支持機構174の作用も加わったときの荷重−たわみ特性から得られるバウンド方向のバネ定数k2は23.8N/mmであった。なお、このバウンド方向のバネ定数としては、k1が5〜20N/mmの範囲、k2が15〜50N/mmの範囲で設定されていることが好ましい。また、上層フレーム13には、上記のように、二次元ネット130を露出させている露出部13aの範囲内の部位が沈み込みやすくなっているため、骨盤の前後のずれが抑制され、安定した着座姿勢をとることができる。
According to this embodiment, when sitting from the no-load state shown in FIG. 13A, the
かかる状態で車体フロアから振動が入力されると、第1の弾性支持機構17、第2の弾性支持機構18、中間クッション材14、及び上層クッション材15の各バネ要素は、入力された振動の加速度に応じて作用する。つまり、入力される振動に応じて、主として作用するバネ要素が変わったりするため、様々な入力振動に対応できる。例えば、低周波で大振幅の振動が入力された場合には、第1の弾性支持機構17のトーションバー174と第2の弾性支持機構18のトーションバー184とが直列の関係になっているため、両者が作用することによりバネ定数が小さくなり、振動の吸収、減衰を図ることができる。また、高周波で小振幅の振動が入力された場合には、第2の弾性支持機構17のトーションバー174と中間クッション材14とが並列の関係で作用し、効果的に除振、減衰を図ることができる。また、上記のように、人体に入力されてシートクッション部10側に戻る高周波の微振動に対しては、上層クッション材15及び中間クッション材14によって除振、減衰され、人体へ再入力される不快な振動の影響を低減できる。
When vibration is input from the vehicle body floor in such a state, each of the spring elements of the first
より詳細には、第1の弾性支持機構17は、主にフロアから入力される上下方向の振動入力の影響を受けて運動を始める。一方、第2の弾性支持機構18は、主にシートバック部30の振動で着座者の上体が運動することによって発生する加速度の影響を受けて運動を始める。これら別々の入力条件に支配される2つの質量系が直列的に配置されているため、位相ずれが生じ、振動が減衰するメカニズムである。シートバック部30の傾斜角度が小さい場合には、シートクッション部10による分担荷重が大きいため、上記の位相ずれにより、より完全に近い逆位相が生じ、振動を軽減する。
More specifically, the first
これに対し、シートバック部30を傾斜させ、シートクッション部10:シートバック部30の分担荷重割合が6:4程度になると、より完全でない逆位相となるため、位相ずれによって除振しきれない低周波の振動が残る。一方、かかる分担荷重割合程度の姿勢は、リラックスした姿勢であり、交感神経、副交感神経のバランスがよく、低周波の呼吸運動を起こしやすいが、このときに、シートからも低周波の振動が入力されることになるため、低周波の呼吸運動を援助し、より深く自然な呼吸を促すことができる。これにより、肺の換気率を上げ、疲労回復を促進させる。
On the other hand, when the seat back
(試験例)
上記実施形態にかかるシート(実施例1)を加振機上にセットし、被験者が着座した状態でサイン波又はランダム波(米国ミシガン州の一般道を時速100km前後で走行して採取した車体フロアの振動波形)で加振する試験を行い、振動伝達率を測定した。本試験で用いた第1の弾性支持機構17のトーションバー174のバネ定数は1417N・mm/degであり、第2の弾性支持機構18のトーションバー184のバネ定数は879N・mm/degであった。なお、シートクッション部10のバウンド方向のバネ定数は、図14に示したとおりであった。中間クッション材14は、不感帯をもつダッフィング型のバネ特性を有する住江織物(株)製、製品番号:49076D、厚さ11〜14mmの三次元立体編物を用いた。上層クッション材15は、住江織物(株)製、製品番号:49013D、厚さ11〜14mmの三次元立体編物を用いた。なお、シートバック部30は、金属製の枠状のフレーム材に、該金属製のフレーム材を被覆する合成樹脂フレームを取り付け、さらに、その表面を覆うように三次元立体編物を配設した構成であった。
(Test example)
A vehicle body floor obtained by setting the seat according to the above embodiment (Example 1) on a vibration exciter and taking a sine wave or a random wave while the subject is seated (running on a general road in Michigan, USA at around 100 km / h) The vibration transmissibility was measured by conducting a test of exciting the vibration waveform. The spring constant of the
比較のため、本出願人が、特開2006−345952号公報に開示したシート、すなわち、シートクッション部の前後に配置したトーションバーによって弾性的に支持される一対の支持フレーム間に二次元のベースネットを配置し、さらにその上部において、枠状のクッションフレームを覆うように5%以下の低い伸び率で張った三次元立体編物を備えたシート(比較例1)を、加振機上にセットして上記と同様の試験を行った。なお、比較例1のシートバック部の構成は、上記実施例1と同様の構成であった。さらに、カーボン製のシェル型フレームの内面に、旭化成(株)製、製品番号:T24004Aと、その表面側に積層された住江織物(株)製、製品番号:49013Dとの2層構造からなり、厚さ6〜14mmの三次元立体編物を貼ったスポーツ車用のシート(比較例2)も、加振機上にセットして上記と同様の試験を行った。 For comparison, the applicant has disclosed a two-dimensional base between a pair of support frames elastically supported by a seat disclosed in JP-A-2006-345952, that is, a torsion bar disposed before and after the seat cushion portion. Place a net and set a sheet (Comparative Example 1) with a three-dimensional solid knitted fabric stretched at a low elongation of 5% or less to cover the frame-like cushion frame on the top of the net. Then, a test similar to the above was performed. In addition, the structure of the seat back part of the comparative example 1 was the same structure as the said Example 1. Furthermore, on the inner surface of the shell-shaped frame made of carbon, Asahi Kasei Co., Ltd., product number: T24004A, made of Sumie Textile Co., Ltd. laminated on the surface side, product number: 49013D, has a two-layer structure, A sports car seat (Comparative Example 2) on which a three-dimensional solid knitted fabric having a thickness of 6 to 14 mm was attached was also set on a shaker and subjected to the same test as described above.
被験者A(日本人男性:体重70kg)は、実施例1のシートと比較例1のシートに着座し、サイン波(0.5〜15Hz)で片側振幅1mm(ピーク間振幅2mm)で加振した場合、ランダム波で加振した場合について振動伝達率を測定した。被験者Aの試験結果を図17及び図18に示す。また、被験者B(日本人男性:体重58kg)は、実施例1のシートと比較例2のシートに着座し、サイン波、ランダム波で加振した場合について振動伝達率を測定した。被験者Bの試験結果を図19及び図20に示す。 Subject A (Japanese male: weight 70 kg) was seated on the seat of Example 1 and the seat of Comparative Example 1, and was vibrated with a sine wave (0.5 to 15 Hz) with a one-side amplitude of 1 mm (peak-to-peak amplitude of 2 mm). In this case, the vibration transmissibility was measured for the case of exciting with a random wave. The test results of subject A are shown in FIGS. In addition, the subject B (Japanese male: weight 58 kg) was seated on the seat of Example 1 and the seat of Comparative Example 2, and the vibration transmissibility was measured when the sine wave and the random wave were vibrated. The test results of subject B are shown in FIGS.
図17及び図18から明らかなように、実施例1のシートは、比較例1のシートと比較して、共振点における振動伝達率が低下していると共に、7Hz以上の高周波領域において振動伝達率が低減していることがわかる。図19及び図20からも、実施例1のシートは、共振点及び高周波領域における振動伝達率が比較例2のシートよりも低減していることがわかる。 As is clear from FIGS. 17 and 18, the sheet of Example 1 has a reduced vibration transmissibility at the resonance point as compared with the sheet of Comparative Example 1, and the vibration transmissibility in a high frequency region of 7 Hz or higher. It can be seen that is reduced. 19 and 20 also show that the sheet of Example 1 has a lower vibration transmissibility at the resonance point and the high frequency region than the sheet of Comparative Example 2.
また、図18及び図20のランダム波で加振した際の振動伝達率を見ると、呼吸の周波数(0.3〜0.5Hz)の10倍周波数3〜5Hz付近の振動伝達率が平均して約1.2〜1.3程度であり、3〜5Hzの低周波振動が被験者に僅かに作用し、呼吸運動を援助できることが推測できる。 Further, when looking at the vibration transmissibility when vibrating with random waves in FIGS. 18 and 20, the vibration transmissibility around 3 to 5 Hz, which is 10 times the frequency of respiration (0.3 to 0.5 Hz), is averaged. Thus, it can be estimated that the low frequency vibration of 3 to 5 Hz slightly acts on the subject and can assist breathing motion.
1 座席構造
10 シートクッション部
11 サイドフレーム
12 ベースフレーム
13 上層フレーム
13a 露出部
130 二次元ネット材
135 連結部材
135a 板バネ部材
135b ガイドピン
14 中間クッション材
15 上層クッション材
17 第1の弾性支持機構
171 前リンク部
172 後リンク部
173 接続リンク板
174 トーションバー
18 第2の弾性支持機構
181 前リンク部
182 後リンク部
183 取付板
184 トーションバー
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ベースフレームに、第2の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、
前記ベースフレームと上層フレームとの間に、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、
前記上層フレームを被覆する上層クッション材と
を備えたシートクッション部を有することを特徴とする座席構造。 A base frame made of synthetic resin having a predetermined width supported via a first elastic support mechanism on a pair of side frames arranged at a predetermined interval;
A synthetic resin upper layer frame supported by the base frame via a second elastic support mechanism;
An intermediate cushion material, a part of which is disposed between the base frame and the upper frame and engaged with the base frame;
A seat structure comprising a seat cushion portion including an upper cushion material covering the upper frame.
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項1記載の座席構造。 The first elastic support mechanism includes a parallel link mechanism having a front link part and a rear link part respectively disposed near the front part and the rear part of the side frame,
The seat structure according to claim 1, further comprising a torsion bar coupled to at least one of the rotation center of the front link portion and the rotation center of the rear link portion.
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項1又は2記載の座席構造。 The second elastic support mechanism includes a parallel link mechanism having a front link part and a rear link part provided to be supported by the base frame in the vicinity of each side part of the base frame,
3. The seat structure according to claim 1, further comprising a torsion bar connected to at least one of the rotation center of the front link portion and the rotation center of the rear link portion.
前記上層フレームは、前記取付板に対応する位置に、該取付板を挟む板バネ部材を有し、上層フレームがベースフレームに対して、振動の入力によって相対運動すると該板バネ部材と取付板との間で摩擦抵抗が生じる構成であることを特徴とする請求項3、7又は8記載の座席構造。 Between the front link part and the rear link part of the parallel link mechanism in the second elastic support mechanism, a mounting plate for connecting both is bridged,
The upper layer frame has a leaf spring member that sandwiches the attachment plate at a position corresponding to the attachment plate. When the upper layer frame moves relative to the base frame by vibration input, the leaf spring member and the attachment plate The seat structure according to claim 3, 7 or 8, wherein a frictional resistance is generated between the two.
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