JP2010179719A - シートサスペンション - Google Patents

Abstract

【課題】 振動吸収特性を従来よりも向上させる。
【解決手段】固定マグネットユニット５１が、上部フレーム１０の下部フレーム２０に対する相対変位方向と略同方向に変位可能に弾性支持されている。好ましくは、固定マグネットユニット５１は、移動マグネットユニット５２の移動方向と略同方向にも変位可能に弾性支持されている。これにより、固定マグネットユニット５１に対して移動マグネットユニット５２が相対移動して比較的低周波の振動を主として除振する機能に加え、弾性支持されている固定マグネットユニット５２が２自由度系で振動するため、系全体のバネ定数が変化し、低周波、高周波の各入力に対する除振機能が向上する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、自動車などの車両用のシートサスペンションに関する。

特許文献１，２には、次のようなシートサスペンションが開示されている。すなわち、車体フロアに取り付けられる下部フレームに対して上下動可能に設けられる上部フレームを磁気バネとトーションバーとにより弾性的に支持したもので、所定の変位範囲において磁気バネが負のバネ定数を有することを利用し、正のバネ定数を有するトーションバーを組み合わせることによって、所定の変位範囲における両者を重畳したバネ定数を略ゼロ（−５０Ｎ／ｍｍから＋５０Ｎ／ｍｍの範囲）にし、これにリンク等の摩擦力も含めた場合であっても、シートサスペンション全体（系全体）のバネ定数（静的バネ定数）が上記の略ゼロ付近で保たれる構成として、振動を吸収するものである。

また、かかるシートサスペンションにおいては、磁気バネのバネ定数が負となる領域を有効利用するために、すなわち、磁気バネとトーションバーとを重畳したバネ定数が実質的に略ゼロとなる振動吸収領域をできるだけ大きく確保するために、磁気バネを構成する互いに相対的に離接動作する２つのマグネット部は、負荷（人体）を支持した状態で、中立位置に保持されていることが好ましい。このため、特許文献１，２においては、負荷質量が上部フレームに加わった際の上部フレームの上下変位を検知し、トーションバーを所定量ねじり、トーションバーのプリテンションを調整して、上部フレームを上下動させ、磁気バネの２つのマグネット部の相対位置を中立位置に設定する構成を備えている。

特開２００３−３２０８８４号公報 特開２００５−１９９９３９号公報

特許文献１，２のシートサスペンションは、所定の周波数及び振幅の振動に対しては、上記の磁気バネとトーションバーを用いた構成により、両者を重畳したバネ定数が略ゼロになる特性でこれらの振動を吸収する。また、トーションバーは、低周波で大振幅の振動が入力された場合の底付きや天付きを防止する機能も果たす。さらに、より大きな衝撃性振動に対しては、特許文献１，２に設けたオイルダンパが機能し、そのエネルギーを吸収する。このように特許文献１，２のシートサスペンションは、低周波から高周波に至る入力振動や単発の衝撃性振動に対して優れた振動吸収機能を奏するものの、振動吸収機能は常により向上させることが求められている。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、振動吸収機能をさらに向上させることができるシートサスペンションを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のシートサスペンションは、車体フロアに取り付けられる下部フレームと、該下部フレームにリンクを介して上下動可能に取り付けられ、シートを支持する上部フレームと、該上部フレームを弾性的に支持するバネ機構とを備えたシートサスペンションであって、前記バネ機構が、所定の変位範囲で負のバネ定数を備えた磁気バネと、正のバネ定数を備えた弾性部材との組み合わせからなり、前記磁気バネは、前記上部フレーム側と下部フレーム側のいずれか一方に支持される固定マグネットユニットと他方に支持される移動マグネットユニットとを備えてなり、前記移動マグネットユニットが、前記上部フレーム側と下部フレーム側との相対変位に伴って、前記固定マグネットユニットに対して相対変位可能に設けられていると共に、前記固定マグネットユニットが、前記上部フレーム側又は下部フレーム側に弾性支持されていることを特徴とする。
前記固定マグネットユニットは、弾性支持されることにより、少なくとも、前記上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略同方向に変位可能であることが好ましい。また、前記固定マグネットユニットは、弾性支持されることにより、少なくとも、前記移動マグネットユニットの移動方向と略同方向に変位可能に弾性支持されていることが好ましい。
前記固定マグネットユニットは、固定側磁石支持フレームと、前記固定側磁石支持フレームに、相互に対面する磁極を有するように設けられる固定側磁石とを備えてなり、前記移動マグネットユニットは、前記固定側磁石において相互に対面する磁極間を、該磁極の対面方向に直交する方向に移動可能な移動体を備えてなり、前記移動体の移動方向が、前記上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略直交方向となるように、前記固定マグネットユニット及び前記移動マグネットユニットが、前記上部フレーム側及び下部フレーム側のいずれかに支持されていることが好ましい。
前記固定マグネットユニットの前記固定側磁石は、相互に所定間隔をおいて略上下方向に対面する姿勢で前記固定側磁石支持フレームに固定支持され、前記移動マグネットユニットの移動体が前記上部フレーム側にリンクを介して支持され、該移動体が、前記一対の固定側磁石間の間隙を略前後方向に移動可能に設けられていることが好ましい。
前記固定側磁石支持フレームは、一端が前記上部フレーム側又は下部フレーム側に弾性部材を介して支持され、さらには、前記固定側磁石支持フレームは、一端が前記下部フレームに前記弾性部材としての板バネを介して支持されていることが好ましい。また、前記固定側磁石支持フレームの一端を支持する前記弾性部材のバネ定数が、前記磁気バネの所定の変位範囲における負のバネ定数よりも、絶対値が小さい値であることがより好ましい。また、前記固定側磁石支持フレームは、さらに、他端が前記下部フレームのブラケットに前記弾性部材としてのゴム部材を介在させて連結されていることが好ましい。
前記上部フレームと前記下部フレームとは、前側に配置される第１リンクと後側に配置される第２リンクとにより連結されており、前記第１リンク及び第２リンクと前記上部フレームとの２つの連結部、又は、前記第１リンク及び第２リンクと前記下部フレームとの２つの連結部に、それぞれ前記正のバネ定数を備えた弾性部材としてのトーションバーが設けられていることが好ましい。

本発明によれば、 固定マグネットユニットが、弾性支持され、上下、前後、回転方向等のいずれかの方向への運動が許容された構成である。好ましくは、固定マグネットユニットは、少なくとも、上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略同方向に変位可能に弾性支持されているか、あるいは、少なくとも、移動マグネットユニットの移動方向と略同方向に変位可能に弾性支持されている。これにより、固定マグネットユニットに対して移動マグネットユニットが相対移動して比較的低周波の振動を主として除振する機能に加え、弾性支持されている固定マグネットユニットが２自由度系で振動する。そして、この固定マグネットユニットの運動が入力振動の周波数に応じて変動するため、系全体のバネ定数が変化し、低周波、高周波の各入力に応じて安定方向につり合うように系全体で作用する。つまり、上部フレームの下部フレームに対する相対運動により、静的バネ定数が、系全体のバネ定数ゼロの状態からより高くなる方向又は低くなる方向に変化しようとした場合において、上記した固定マグネットユニットの運動により、バネ定数ゼロのつり合い状態に引き戻すように作用する。より詳しくは、固定マグネットユニットを弾性支持している弾性部材のバネ定数の絶対値を、磁気バネの負のバネ定数の絶対値よりも小さく設定した場合、車体フロアの振動によって生じる振動エネルギーや移動マグネットユニットの反力により固定マグネットユニットがよく振動するため、移動マグネットユニットと固定マグネットユニットとの間では逆位相の運動が生じやすくなる。これらの運動により、磁気バネにおける負のバネ定数が変化し、移動マグネットユニットは、絶えずバネ定数ゼロの領域に誘導されるようになるため、結果的に、バネ定数ゼロの領域が、固定マグネットユニットを固定配置した場合よりも広がる。この結果、除振機能が従来よりも向上する。また、固定マグネットユニットが振動することにより、移動マグネットユニットの移動体が動作する際の摩擦を低減でき、共振周波数を低下させる効果がある。

また、移動マグネットユニットを、移動体の移動方向が上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略直交方向となるように設けると、上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略同方向となるように設けた場合と比較して、固定マグネットユニットの全体厚さ（高さ）が薄くなるため、上部フレームが下部フレームに最も接近した位置（下限位置）におけるシートサスペンション全体の厚さを薄くすることができる。

図１は、本発明の一の実施形態にかかるシートサスペンションの概略構成を示す一方側から見た斜視図である。 図２は、図１にかかるシートサスペンションを他方側から見た斜視図である。 図３は、図１にかかるシートサスペンションの側面図である。 図４は、図１にかかるシートサスペンションの分解斜視図である。 図５は、図１にかかるシートサスペンションの断面図である。 図６は、磁気バネを構成する固定マグネットユニットを図５とは異なる弾性支持手段により支持した態様を示した図である。 図７は、磁気バネを構成する固定マグネットユニットを図５，図６とは異なる弾性支持手段により支持した態様の要部を示した図である。 図８は、磁気バネの固定マグネットユニットを構成する固定側磁石及び移動マグネットユニットを構成する移動体の配置関係、磁石構成の例を示した図である。 図９は、試験例の加速度伝達率の結果を示した図である。 図１０は、試験例で用いた３つのオイルダンパの特性を示した図である。

以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係るシートサスペンション１の構造を示す一方側から見た斜視図であり、図２は他方側から見た斜視図であり、図３はその側面図であり、図４は分解斜視図である。

これらの図に示したように、本実施形態のシートサスペンション１は、略矩形状の上部フレーム１０と下部フレーム２０とを備え、前リンク３０と後リンク４０とを備えた平行リンク機構を介して連結されている。上部フレーム１０には、車両用シート（図示せず）が支持され、下部フレーム２０は車体フロア（図示せず）に固定される。一対の前リンク３０及び後リンク４０は、それぞれ、左右一対のリンクプレート３０ａ，３０ａ，４０ａ，４０ａを有する。前リンク３０の一対のリンクプレート３０ａ，３０ａの上端間が連結パイプ３０ｂにより連結され、後リンク４０の一対のリンクプレート４０ａ，４０ａが連結パイプ４０ｂにより連結されている。そして、連結パイプ３０ｂ，４０ｂの各端部が上部フレーム１０の一対の側部フレーム１０ａ，１０ａに形成した取り付け孔１０ｂ，１０ｂに挿通され、各リンクプレート３０ａ，３０ａ，４０ａ，４０ａが上部フレーム１０及び下部フレーム２０の側部付近に位置するように設けられている。これにより、上部フレーム１０は、下部フレーム２０に対して上下動可能に、より正確には、上限位置である斜め上後方と下限位置である斜め下前方との間を上下動する。

連結パイプ３０ｂ，４０ｂには、それぞれトーションバー３１，４１が挿入されている。該トーションバー３１，４１の一端は、回り止め部材３１ａ，４１ａにより、該連結パイプ３０ｂ，４０ｂに対して相対回転しないように設けられている。これにより、トーションバー３１，４１は、上部フレーム１０を下部フレーム２０に対して相対的に離間する方向、すなわち、上方向に付勢する弾性力を発揮するように設定される。トーションバー３１，４１の他端は、側部フレーム１０ａの取り付け孔１０ｂを介して、初期位置調整部材１５に連結されている。

初期位置調整部材１５は、２つの調整動作部材１６，１７と、該２つの調整動作部材１６，１７間を連結するシャフト１８とを備えて構成される。各調整動作部材１６，１７は、略三角形の可動板１６ａ，１７ａと、この可動板１６ａ，１７ａの頂部付近に設けられた接続部１６ｂ，１７ｂとを備え、この接続部１６ｂ，１７ｂがトーションバー３１，４１の各他端に接続される。また、上部フレーム１０の前フレーム１０ｃには、調整用ダイヤル１９を支持するためのブラケット１９ａが取り付けられている。このブラケット１９ａには、さらに、前フレーム１０ｃと略平行となる姿勢で配置された調整用シャフト１９ｃが支持されている。調整用シャフト１９ｃの一端部には板部材１９ｄが固定されていると共に、該板部材１９ｄにおいて調整用シャフト１９ｃの軸心から上部方向に偏心させた位置に外方に突出する突出ピン１９ｅが設けられている。この突出ピン１９ｅは、側部フレーム１０ａの前方付近に開設された円弧状の孔部１０ｄに挿通されており、調整用ダイヤル１９を回すことによって、調整用シャフト１９ｃが回転し、それに伴って、突出ピン１９ｅが円弧状の孔部１０ｄに沿って移動する。この突出ピン１９ｅに、前リンク３０の連結パイプ３０ｂに配置されるトーションバー３１に接続される調整動作部材１６の可動板１６ａから前方に突出させたリンク板１６ｃが連結されている。

従って、調整用ダイヤル１９をいずれかに回すと、調整用シャフト１９ｃがいずれか一方向に回転し、これと共に、突出ピン１９ｅが円弧状の孔部１０ｄ内をいずれか一方向に移動する。すると、リンク板１６ｃが前後いずれかの方向に変位するため、それに伴って、前リンク３０側の可動板１６ａが前後いずれかの方向に変位し、シャフト１８を介して後リンク４０側の可動板１７ａも前後いずれかの方向に変位する。これにより、接続部１６ｂ，１７ｂはいずれかの方向に回転するため、トーションバー３１，４１はいずれかの方向にねじられ、その弾性力により、前リンク３０のリンクプレート３０ａ，３０ａ及び後リンク４０のリンクプレート４０ａ，４０ａの傾斜角度が変化し、上部フレーム１０の初期位置（トーションバー３１，４１の初期弾性力）が調整される。

下部フレーム２０の前フレーム２０ｃに取り付けたブラケット２０ｄと、上部フレーム１０における側部フレーム１０ａに取り付けられた連結部材１０ｅとの間にオイルダンパ４５が取り付けられている。ブラケット２０ｄにはピン２０ｅを介してオイルダンパ４５のシリンダ４６の後端部が回動可能に支持されており、連結部材１０ｅにはピン１０ｆを介してオイルダンパ４５のピストン４７の先端部が回動可能に支持されている。ピストン４７がシリンダ４６に対して相対変位することで、特に、衝撃性振動が入力された場合に、そのエネルギーを減衰する機能を果たす。

本実施形態のシートサスペンションは、上記した正のバネ定数を備えたトーションバー３１，４１と、所定の変位範囲で負のバネ定数を備えた磁気バネ５０との組み合わせによって、上部フレーム１０を弾性的に支持するバネ機構が構成される。なお、正のバネ定数を備えた弾性部材としては、トーションバーに限らず、他の金属バネを用いることも可能である。但し、トーションバーの場合には、コンパクトに配置できるという利点がある。

磁気バネ５０は、図２に示したように、固定マグネットユニット５１と移動マグネットユニット５２とを備えてなる。固定マグネットユニット５１は、固定側磁石支持フレーム５１１と、固定側磁石５１２とを備えてなる。固定側磁石５１２は、例えば、図７に示したように、所定間隔離間して対向配置された一対の永久磁石群５１２１，５１２２を備えてなる。この例では、各永久磁石群５１２１，５１２２が、厚み方向に着磁され、かつ、異極同士が軸方向（移動マグネットユニット５２の移動体５２１の移動方向）に隣接するように配置した２個の永久磁石５１２１ａ，５１２１ｂ，５１２２ａ，５１２２ｂから構成されている。

固定側磁石支持フレーム５１１は、図２に示したように、外形的には、略直方体形状をなす箱状に形成されており、その内部に、固定側磁石５１２を構成する固定磁石群５１２１，５１２２が上記のように所定間隔をおいて対向配置されている。そして、固定マグネットユニット５１は、固定側磁石支持フレーム５１１が下部フレーム２０の側部フレーム２０ａに設けた板状のブラケット２０ｆに支持される。このとき、固定側磁石支持フレーム５１１は、一方の固定側磁石群５１２１が上方に位置し、他方の固定側磁石群５１２２が下方に位置するように、すなわち、２つの固定磁石群５１２１，５１２２が上下方向に対面する姿勢で配置される。但し、図５に示したように、固定側磁石支持フレーム５１１は、若干、前端よりも後端の方が高い位置となるように斜めに設けられている。

移動マグネットユニット５２は、図７に示したように、永久磁石からなる移動体５２１を備えてなる。移動体５２１が、上記した固定磁石を構成する固定磁石群５１２１，５１２２間（すなわち、固定磁石群５１２１，５１２２の対面する磁極間）に位置するように設けられる。ここで、固定側磁石支持フレーム５１１の側面板には、固定磁石群５１２１，５１２２間の隙間に対応する位置に長孔５１１ａが形成されており、移動体５２１の各側部５２１ａは、該長孔５１１ａを介して外部に臨むように設けられ、各側部５２１ａにリンク５２２の一端５２２ａが軸支される。移動マグネットユニット５２のリンク５２２の他端５２２ｂは、上部フレーム１０の後フレーム１０ｄに設けたブラケット１０ｇに軸支され、移動マグネットユニット５２は上部フレーム１０側に設けられる。

上記のように配置される結果、移動マグネットユニット５２の移動体５２１は、固定磁石群５１２１，５１２２間の隙間を、上部フレーム１０の下部フレーム２０に対する相対変位に伴って、前後に摺動する。具体的には、上部フレーム１０が下方に変位した際には、リンク５２２が移動体５２１を前方に動作させ、上部フレーム１０が上方に変位した際には、移動体５２１を後方に動作させる。すなわち、上部フレーム１０が下部フレーム２０に対して上下に相対変位するため、その略直交する方向である前後に移動体５２１は変位する。

このとき、本実施形態では、移動体５２１が前後に移動可能な領域の所定範囲において、上部フレーム１０の負荷荷重と、その負荷荷重の増減に伴って変位する移動体５２１の変位量との関係が、変位量が増加しても負荷荷重が減少する負のバネ定数の特性を示す構造となっている。なお、この負のバネ定数は、上記した固定磁石群５１２１，５１２２の各磁石の配置の仕方によって作られる。

このため、この磁気バネ５０と上記したトーションバー３１，４１とを備えてなる本実施形態のシートサスペンション１は、磁気バネ５０における負のバネ定数が機能する範囲においては、上記したトーションバー３１，４１の正のバネ定数のバネ特性が重畳され、変位量が増加しても負荷荷重が変化しない定荷重領域すなわちバネ定数が略ゼロ（−５０Ｎ／ｍｍから＋５０Ｎ／ｍｍの範囲）になる領域を有することになる。

このバネ定数が実質的に略ゼロになる領域をできるだけ有効利用するためには、上部フレーム１０に支持されるシートに人が着席した状態において、移動マグネットユニット５２の移動体５２１が、バネ定数が実質的に略ゼロになる領域の中で略中央に位置（以下、「中立位置」）していることが好ましい。しかしながら、人により体重が異なるため、トーションバー３１，４１の初期弾性力が一定では、必ずしもその中立位置になるとは限らない。そこで、人が着座した際には、初期位置調整部材１５の調整用ダイヤル１９を回して、トーションバー３１，４１の初期弾性力を調整し、磁気バネ５０を中立位置にセットする。この際、本実施形態では、トーションバー３１，４１を２本備え、かつ、この２本のトーションバー３１，４１が調整動作部材１６，１７及びシャフト１８により連結されて両方の初期弾性力を一度に調整できるため、１本のトーションバーのみの弾性力を調整する従来の構成と比較して、体重調整範囲が広がる。また、大きな衝撃性振動によって発生する底付きを軽減することができる。

また、固定マグネットユニット５１は、上記のように、固定磁石群５１２１，５１２２を上下に対面するように配置され、両者間の隙間を移動マグネットユニット５２の移動体５２１が前後方向に動作するように設けられている。これに対し、上記の特開２００３−３２０８８４（特許文献１）に示された移動マグネットユニット５２の移動体５２１に対応する部材（可動マグネット）は、上下方向に動作するように設けられている。従って、固定マグネットユニット５１を構成する固定側磁石フレーム５１１は、上下方向の高さ（厚さ）が、特許文献１に開示されたものよりも薄く、扁平になっている。このため、上部フレーム１０が下部フレーム２０に最も接近する下限位置を、特許文献１に開示されたものよりも低くすることができる。すなわち、上部フレーム１０が下限位置におけるシートサスペンション全体の厚さを薄くでき、シートサスペンションにシートクッション等を含めたシート全体の薄型化、小型化にも資する。

ここで、本実施形態の固定マグネットユニット５１は、上記のように、固定側磁石支持フレーム５１１が下部フレーム２０に支持されて設けられているが、下部フレーム２０に弾性支持されており、下部フレーム２０に対して全く動かないように固定されているのではなく、入力される振動により、上下、前後、回転方向等のいずれか少なくとも一方向に変位可能に設けられている。より詳細には、固定マグネットユニット５１は、少なくとも、上部フレーム１０の下部フレーム２０に対する相対変位方向と略同方向に、すなわち、上下方向に変位可能に弾性支持されていることが好ましい。また、固定マグネットユニット５１は、少なくとも、移動マグネットユニット５２の移動体５２１の移動方向と略同方向に、すなわち前後方向にも変位可能に弾性支持されていることがより好ましい。

固定マグネットユニット５１を上記したように支持する手段は限定されるものではないが、図５〜図７に示したような構造とすることが好ましい。まず、図５に示した態様は、固定側磁石支持フレーム５１１の前端寄りの下部に突設した突片５３を、下部フレーム２０の側部フレーム２０ａに設けたブラケット２０ｆの厚み方向に貫通した係合溝２０ｇ（図４参照）に係合する。また、固定側磁石支持フレーム５１１の後端部は、ブラケット２０ｆに貫通形成したガイド孔２０ｈにガイドピン５４を介して連結される。ガイドピン５４回りには略筒状のゴム部材５５が装填される。これにより、固定側磁石支持フレーム５１１は、係合溝２０ｇに係合した突片５３を中心として、ガイドピン５４がガイド孔２０ｈに沿って上部フレーム１０の下部フレーム２０に対して相対変位する方向と略同方向、すなわち、上下方向に可動になっている。ガイドピン５４回りには、ゴム部材５５が設けられているため、固定マグネットユニット５１はこのゴム部材５５により弾性支持されることになり、入力される高周波の振動は、ゴム部材５５の弾性によって吸収されることになる。

図６に示した態様は、固定側磁石支持フレーム５１１の前端部を、下部フレーム２０のブラケット２０ｆに設けた略Ｌ字状の板バネ５６に連結した構成である。また、固定側磁石支持フレーム５１１の後端部には、後方に突出するシャフト５７を設け、このシャフト５７を、ブラケット２０ｆに固着され、シャフト５７に対向する位置まで立ち上げられた略Ｌ字状ブラケット２０ｋに貫通形成したガイド孔に、略筒状のゴム部材５８を介して挿通する。これにより、固定側支持フレーム５１１は、板バネ５６の弾性によって、前端部側を中心として、後端部側が、シャフト５７がゴム部材５８の内周面を外周方向に押圧することによる変位可能な分、上部フレーム１０の下部フレーム２０に対して相対変位する方向と略同方向である上下方向に変位可能となっている。また、移動マグネットユニット５２が固定マグネットユニット５１に対して前後に摺動した場合、前方に移動した際、後方に移動した際のいずれにおいても、移動体５２１と固定側磁石５１２とによって形成される磁界の変化により、固定側磁石支持フレーム５１１を前後にも変化させようとする力が働く。このとき、固定側磁石支持フレーム５１１を支持している板バネ５６に、磁界の変化に伴う力の作用によって若干のしなりが生じるため、固定側磁石支持フレーム５１１は、移動体５２１の移動方向である略前後方向にも変位し、板バネ５６及びゴム部材５８の弾性によって振動可能である。従って、入力される高周波の振動は、板バネ５６及びゴム部材５８の弾性により略上下方向の振動、略前後方向の振動に変換されて吸収される。

図７に示した態様は、固定側磁石支持フレーム５１１の前端部を弾性支持する板バネ５６と、固定側磁石支持フレーム５１１の後端部を弾性支持するゴム部材５８に加えて、略Ｌ字状の板バネ５６の基端部５６ａを、図６に示したように、ボルト５６ｂとナット５６ｃとにより固定するだけでなく、ボルト５６ｂとナット５７ｃとの間に、基端部５６ａを挟むようにして筒状のゴム部材５９を設けた構成である。つまり、固定側磁石支持フレーム５１１の前端部は、板バネ５６とゴム部材５９とにより弾性支持されることになるため、図６に示した板バネ５６のみで支持する場合と比較してより柔らかなバネにより弾性支持されることになる。

本実施形態では、固定マグネットユニット５１が弾性支持され、少なくとも略上下方向又は前後方向に、好ましくは略上下方向に加えて略前後方向にも振動可能である。このため、入力される振動は、上記したトーションバー３１，４１の正のバネ定数と、移動マグネットユニット５２が固定マグネットユニット５１に対して相対変位する過程に作られた負のバネ定数の領域との組み合わせからなるバネ定数が実質的に略ゼロになる領域により効率的に吸収されるできるだけでなく、固定マグネットユニット５１の運動により、さらに除振性能が向上する。すなわち、上部フレーム１０の下部フレーム２０に対する相対運動により、バネ定数が略ゼロの状態からより高くなる方向又は低くなる方向に変化しようとした場合において、上記した固定マグネットユニット５１の運動により生じる力で、系全体のバネ定数が変化し、バネ定数が高くなる方向又は低くなる方向のいずれに変化しようとしても、バネ定数が略ゼロのつり合い状態に戻すように作用する。また、固定マグネットユニット５１の絶え間ない運動により、移動マグネットユニット５２の移動体５２１の動作する際に生じる構造減衰力すなわち摩擦力が低減され、共振周波数を低下させる。

ここで、図６及び図７に示した固定側磁石支持フレーム５１１の前端部を弾性支持している板バネ５６のバネ定数は、その絶対値が、磁気バネ５０の所定の変位範囲における負のバネ定数よりも小さい値に設定することが望ましい。さらには、磁気バネ５０とトーションバー３１，４１とを含めた所定変位範囲において略ゼロのバネ定数と定義される「−５０Ｎ／ｍｍから＋５０Ｎ／ｍｍ」の絶対値以下であることがより望ましい。すなわち、板バネ５６のバネ定数は、５０Ｎ／ｍｍ以下が好ましく、１０Ｎ／ｍｍ以下がより好ましい。但し、１０Ｎ／ｍｍ以下の柔らかいバネ支持による場合には、図６及び図７に示したように、固定マグネットユニット５１を確実に支持するため、固定側磁石支持フレーム５１１の前端部だけでなく、後端部を支持するゴム部材５８を設けることが好ましい。これらの弾性部材のバネ定数をこのように小さな値とすることにより、車体フロアの振動によって生じる振動エネルギーにより固定マグネットユニット５１がよく振動するため、移動マグネットユニット５２と固定マグネットユニット５１との間では逆位相の運動が生じやすくなる。そのため、磁気バネ５０における負のバネ定数が変化し、移動マグネットユニット５２は、絶えずバネ定数ゼロの領域に誘導されるようになるため、結果的に、バネ定数ゼロの領域が、固定マグネットユニット５１を固定配置した場合よりも広がり、除振機能が従来よりも向上する。

なお、上記した説明では、初期位置調整部材１５の２つの調整動作部材１６，１７を、調整用ダイヤル１９を手動で操作して調整しているが、調整用シャフト１９ｃを電動で回転させる構成とすることもできる。また、体重検知装置（図示せず）を設け、検知した体重に合わせて調整用シャフト１９ｃを自動的に回転させて調整する構成とすることも可能である。

（試験例）
加振機上にシートサスペンション１をセットし、上部フレーム１０上に重りを載せて振幅５ｍｍの正弦波で周波数を変化させて加振実験を行い、重り上に加速度ピックアップをセットして、加速度伝達率を調べた。使用したシートサスペンション１は、図６に示した固定マグネットユニット５１の前端部を板バネ５６（基端部５６ａをゴム部材を介さずに取り付けられた該板バネ５６のバネ定数ｋ１＝５．３Ｎ／ｍｍ）で弾性支持し、後端部をゴム部材５８（ゴム部材５８単独のバネ定数ｋ２＝９０Ｎ／ｍｍ）で弾性支持したもの（図９において、「後ろゴム ａダンパ（強）」で表したもの）、並びに、図７に示した固定マグネットユニット５１の前端部を板バネ５６とゴム部材５９（ゴム部材５９を介して基端部５６ａが支持された該板バネ５６のバネ定数ｋ１＝１．８Ｎ／ｍｍ）とにより弾性支持し、後端部をゴム部材５８（ゴム部材５８単独のバネ定数ｋ２＝９０Ｎ／ｍｍ）で弾性支持したもの（図９において、「後ろゴム＋前ゴム ａダンパ（強）」、「後ろゴム＋前ゴム ｂダンパ（弱）」、「後ろゴム＋前ゴム ｃダンパ（中）」で表したもの）である。

但し、図７に示した「後ろゴム＋前ゴム」のタイプにおいては、オイルダンパ４５の減衰力の強さの異なるもの、すなわち、減衰力の強い「ａダンパ」、減衰力の弱い「ｂダンパ」、その中間の減衰力の「ｃダンパ」をそれぞれ組み合わせて加速度伝達率を測定した。「ａダンパ」、「ｂダンパ」及び「ｃダンパ」の減衰力の違いは図１０に示したとおりである。

また、比較のため、固定マグネットユニット５１を下部フレーム２０のブラケット２０ｆに不動に固定した従来のシートサスペンションについても加速度伝達率を調べた。なお、従来のシートサスペンションにおいては、オイルダンパ４５の減衰力が強い「ａダンパ」を採用したものを「ベンチマーク ａダンパ（強）」として表し、減衰力が弱い「ｂダンパ」を採用したものを「ベンチマーク ｂダンパ（弱）」として表している。

図９から明らかなように、３．５Ｈｚ以下の相対的に低周波の領域では、いずれも加速度伝達率は低いが、それ以上の高周波の領域になると、従来の「ベンチマーク ａダンパ（強）」及び「ベンチマーク ｂダンパ（弱）」の加速度伝達率が、図６及び図７に示したシートサスペンションよりも高くなっている。特に、減衰力の差により、減衰力の強いオイルダンパを採用した「ベンチマーク ａダンパ（強）」の加速度伝達率がより高くなっている。

これに対し、図６及び図７に示したシートサスペンションは、減衰力の高い「ａダンパ」を採用しているにもかかわらず、減衰力の弱い「ｂダンパ」を採用した従来の「ベンチマーク ｂダンパ（弱）」よりも加速度伝達率が大きく低減している。従って、固定マグネットユニット５１を弾性支持することにより、低周波から高周波までの広い領域における振動吸収特性が優れていることがわかる。

また、図６のシートサスペンションと図７のシートサスペンションとでは、固定マグネットユニット５１の前端部を板バネ５６とゴム部材５９とにより支持し、ゴム部材５９を介して基端部５６ａが支持された該板バネ５６のバネ定数がより低くなっている図７に示したシートサスペンションの方が、より加速度伝達率が低くなっていた。

また、図７に示したシートサスペンションにおいては、減衰力の小さなオイルダンパ４５を用いたものほど加速度伝達率は小さくなっていた。図７に示したシートサスペンションの加速度伝達率であれば、いずれのオイルダンパ４５を用いた場合でも、従来のものと比べて加速度伝達率が低く、通常の路面走行時の振動に対する振動吸収性に優れているが、衝撃性振動に対しては、底付きの点を考慮して、このシートサスペンションを採用するシートの車種等により、減衰力の強い「ａダンパ」を用いたもの（「後ろゴム＋前ゴム ａダンパ（強）」）、減衰力の弱い「ｂダンパ」を用いたもの（「後ろゴム＋前ゴム ｂダンパ（弱）」）、それらの中間の減衰力を備えた「ｃダンパ」を用いたもの（「後ろゴム＋前ゴム ｃダンパ（中）」）のいずれを採用するかを選択できる。従って、例えば、「後ろゴム＋前ゴム ａダンパ（強）」、あるいは、「後ろゴム＋前ゴム ｃダンパ（中）」のものを採用した場合、従来の「ベンチマーク ｂダンパ（弱）」よりも、振動吸収性に優れるだけでなく、衝撃性振動の吸収特性も向上することになる。

１ シートサスペンション
１０ 上部フレーム
１５ 初期位置調整部材
２０ 下部フレーム
３０ 前リンク
３１ トーションバー
４０ 後リンク
４１ トーションバー
４５ オイルダンパ
５０ 磁気バネ
５１ 固定マグネットユニット
５１１ 固定側磁石支持フレーム
５１２ 固定側磁石
５１２１，５１２２ 固定側磁石群
５２ 移動マグネットユニット
５２１ 移動体
５２２ リンク
５３ 突片
５４ ガイドピン
５５ ゴム部材
５６ 板バネ
５７ シャフト
５８ ゴム部材
５９ ゴム部材

Claims (10)

1. 車体フロアに取り付けられる下部フレームと、該下部フレームにリンクを介して上下動可能に取り付けられ、シートを支持する上部フレームと、該上部フレームを弾性的に支持するバネ機構とを備えたシートサスペンションであって、
   前記バネ機構が、所定の変位範囲で負のバネ定数を備えた磁気バネと、正のバネ定数を備えた弾性部材との組み合わせからなり、
   前記磁気バネは、前記上部フレーム側と下部フレーム側のいずれか一方に支持される固定マグネットユニットと他方に支持される移動マグネットユニットとを備えてなり、
   前記移動マグネットユニットが、前記上部フレーム側と下部フレーム側との相対変位に伴って、前記固定マグネットユニットに対して相対変位可能に設けられていると共に、
   前記固定マグネットユニットが、前記上部フレーム側又は下部フレーム側に弾性支持されていることを特徴とするシートサスペンション。
2. 前記固定マグネットユニットは、弾性支持されることにより、少なくとも、前記上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略同方向に変位可能であることを特徴とする請求項１記載のシートサスペンション。
3. 前記固定マグネットユニットは、弾性支持されることにより、少なくとも、前記移動マグネットユニットの移動方向と略同方向に変位可能に弾性支持されていることを特徴とする請求項１記載のシートサスペンション。
4. 前記固定マグネットユニットは、固定側磁石支持フレームと、前記固定側磁石支持フレームに、相互に対面する磁極を有するように設けられる固定側磁石とを備えてなり、
   前記移動マグネットユニットは、前記固定側磁石において相互に対面する磁極間を、該磁極の対面方向に直交する方向に移動可能な移動体を備えてなり、
   前記移動体の移動方向が、前記上部フレームの下部フレームに対する相対変位方向と略直交方向となるように、前記固定マグネットユニット及び前記移動マグネットユニットが、前記上部フレーム側及び下部フレーム側のいずれかに支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のシートサスペンション。
5. 前記固定マグネットユニットの前記固定側磁石は、相互に所定間隔をおいて略上下方向に対面する姿勢で前記固定側磁石支持フレームに固定支持され、
   前記移動マグネットユニットの移動体が前記上部フレーム側にリンクを介して支持され、該移動体が、前記一対の固定側磁石間の間隙を略前後方向に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載のシートサスペンション。
6. 前記固定側磁石支持フレームは、一端が前記上部フレーム側又は下部フレーム側に弾性部材を介して支持されていることを特徴とする請求項４記載のシートサスペンション。
7. 前記固定側磁石支持フレームは、一端が前記下部フレームに前記弾性部材としての板バネを介して支持されていることを特徴とする請求項６記載のシートサスペンション。
8. 前記固定側磁石支持フレームの一端を支持する前記弾性部材のバネ定数が、前記磁気バネの所定の変位範囲における負のバネ定数よりも、絶対値が小さい値であることを特徴とする請求項６又は７記載のシートサスペンション。
9. 前記固定側磁石支持フレームは、さらに、他端が前記下部フレームのブラケットに前記弾性部材としてのゴム部材を介在させて連結されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１に記載のシートサスペンション。
10. 前記上部フレームと前記下部フレームとは、前側に配置される第１リンクと後側に配置される第２リンクとにより連結されており、前記第１リンク及び第２リンクと前記上部フレームとの２つの連結部、又は、前記第１リンク及び第２リンクと前記下部フレームとの２つの連結部に、それぞれ前記正のバネ定数を備えた弾性部材としてのトーションバーが設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１に記載のシートサスペンション。

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