JP2023079878A - 振動減衰装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二方向において、シートの振動エネルギーを吸収する。【解決手段】振動減衰装置４０は、シートフレーム１０Ａに取り付けられた段付きボルト４２と、段付きボルト４２が挿通される貫通孔４６Ａが偏心して設けられ、段付きボルト４２の軸方向Ｄ及び段付きボルト４２の周方向Ｅに移動可能な錘部材４６と、錘部材４６の軸方向Ｄの両側に配置され、錘部材４６を軸方向Ｄ及び周方向Ｅに振動可能とするねじりコイルばね５０と、を備えている。【選択図】図４

Description

本発明は、振動減衰装置に関する。

車両等のシートに、シートの振動を減衰する振動減衰装置を設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、重錘と、この重錘を振動可能に支持する弾性部材とを備えたダイナミックダンパが、重錘の所定方向の移動を規制する移動規制手段を備える技術が開示されている。これにより、ダイナミックダンパにおいて、重錘の所定方向の移動を規制できるようにして、本来制振すべき特定方向の振動に対する制振効果を効率よく発揮できるようにする。

特開２０２０－１１１２９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、重錘が一方向に振動する構成であることから、二方向において、シートの振動エネルギーを吸収することができない、という問題がある。

本発明は、上記事実を考慮して、二方向において、シートの振動エネルギーを吸収することができる振動減衰装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明に係る振動減衰装置は、シートフレームに取り付けられた軸部材と、前記軸部材が挿通される貫通孔が偏心して設けられ、前記軸部材の軸方向及び前記軸部材の周方向に移動可能な錘部材と、前記錘部材の前記軸方向の両側に配置され、前記錘部材を前記軸方向及び前記周方向に振動可能とするばね部材と、を備える。

請求項１記載の本発明によれば、錘部材を軸方向及び周方向に振動可能とするばね部材を備えることで、シートが振動した際に、錘部材が軸部材の軸方向及び周方向に振動される。そして、錘部材の固有振動数を、シートの共振周波数に対応するように設定することで、シートの共振に錘部材が共振する。これにより、軸部材の軸方向と軸方向に直交した直交方向におけるシートの振動エネルギーが、錘部材の軸方向と周方向の振動エネルギーに変換される。その結果、軸部材の軸方向及び軸方向に直交した直交方向におけるシートの振動エネルギーが吸収され、シートの振動が効果的に減衰される。

請求項２記載の本発明に係る振動減衰装置では、請求項１に記載の振動減衰装置において、前記錘部材の前記軸方向の両側に配置された前記ばね部材は、前記錘部材に対して、前記軸方向において、互いに逆方向に付勢すると共に、前記周方向において、互いに逆方向に付勢するように設けられている。

請求項２記載の本発明によれば、ばね部材が、錘部材に対して、軸方向において互いに逆方向に付勢するように設けられることで、錘部材とばね部材を固定することなく、錘部材に対して、軸方向にばね力が作用する。また、ばね部材が、錘部材に対して、周方向において互いに逆方向に付勢するように設けられることで、錘部材とばね部材を固定することなく、錘部材に対して、周方向にばね力が作用する。そのため、錘部材に対して、軸方向及び周方向にばね力を常に作用させることができる。その結果、錘部材の軸方向及び周方向の振動を安定させることができる。

請求項３記載の本発明に係る振動減衰装置では、請求項１又は請求項２に記載の振動減衰装置において、前記ばね部材は、螺旋状の圧縮コイル部と、前記圧縮コイル部の両端部から延在する腕部と、を有するねじりコイルばねである。

請求項３記載の本発明によれば、ばね部材を、螺旋状の圧縮コイル部と、圧縮コイル部の両端部から延在する腕部と、を有するねじりコイルばねとすることで、圧縮コイル部によって、錘部材が軸部材の軸方向に振動するように作用させ、圧縮コイル部及び腕部によって、錘部材が軸部材の周方向に振動するように作用させることができる。そのため、簡易な構成で、錘部材を軸部材の軸方向に振動させると共に、錘部材を軸部材の周方向に振動させることができる。その結果、簡易な構成で、軸部材の軸方向及び軸方向に直交した直交方向におけるシートの振動エネルギーを吸収することができる。

請求項４記載の本発明に係る振動減衰装置では、請求項３に記載の振動減衰装置において、前記ねじりコイルばねは、前記軸方向に圧縮された状態で、かつ、前記周方向に付勢された状態で設けられている。

請求項４記載の本発明によれば、ねじりコイルばねが軸方向に圧縮された状態で配置されることで、錘部材が軸部材の軸方向の一方に移動した際に、一方のねじりコイルばねはさらに圧縮され、他方のねじりコイルばねは伸長されつつも圧縮された状態が維持される。そのため、錘部材が軸方向に振動した際に、ねじりコイルばねが常に錘部材に当接される。さらに、ねじりコイルばねが周方向に付勢された状態で配置されることで、錘部材が軸部材の周方向の一方に移動した際に、一方のねじりコイルばねはさらに付勢され、他方のねじりコイルばねは付勢力が弱まりつつも付勢された状態が維持される。そのため、錘部材が周方向に振動した際に、ねじりコイルばねが常に錘部材に当接される。その結果、錘部材とねじりコイルばねとの間で発生する異音を抑制することができる。

請求項５記載の本発明に係る振動減衰装置では、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動減衰装置において、前記錘部材の前記軸方向の一方側に配置される前記ばね部材と、前記錘部材の前記軸方向の他方側に配置される前記ばね部材とは、同じ形状に形成されている。

請求項５記載の本発明によれば、錘部材の軸方向の一方側に配置されるばね部材と、他方側に配置されるばね部材とを同じ形状とすることで、同じばね部材が使用される。そのため、ばね部材の製造コストを削減することができる。

本発明に係る振動減衰装置によれば、二方向において、シートの振動エネルギーを吸収することができる。

本実施形態に係る車両用シートをシート左斜め前方から見た斜視図である。 本実施形態に係る車両用シートのシートフレームをシート左斜め前方から見た斜視図である。 本実施形態に係る振動減衰装置がシートフレームに取り付けられたブラケットに取り付けられた状態を示す斜視図である。 本実施形態に係る振動減衰装置を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る振動減衰装置をシート前方から見て示す側面図である。 本実施形態に係る振動減衰装置を示す断面図であり、図３のＡ－Ａ断面を示す。 本実施形態に係る振動減衰装置の振動モデルを示す模式図である。 本実施形態に係る振動減衰装置の動作を説明する断面図であり、図８（Ａ）は錘部材が一端側に移動した状態を示し、図８（Ｂ）は錘部材が他端側に移動した状態を示す。 本実施形態に係る振動減衰装置の動作を説明する側面図であり、図９（Ａ）は錘部材が後側に移動した状態を示し、図９（Ｂ）は錘部材が前側に移動した状態を示す。 別の実施形態に係る振動減衰装置がシートフレームに取り付けられたブラケットに取り付けられた状態を示す斜視図である。 別の実施形態に係る振動減衰装置がシートフレームに取り付けられたブラケットに取り付けられた状態を示す斜視図である。

以下、本実施形態に係る振動減衰装置について、図面を参照して説明する。なお、各図中に適宜示される矢印ＦＲはシート前後方向の前方を示し、矢印ＵＰはシート上下方向の上方を示し、矢印ＲＨはシート幅方向の右方を示している。また、矢印Ｄは、段付きボルトの軸方向を示し、矢印Ｅは、段付きボルトの周方向を示している。以下、単に前後、上下、左右の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両用シートの前後、車両用シートの上下、進行方向を向いた場合の車両用シートの左右を示すものとする。また、単に一端側及び他端側を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、段付きボルトの軸方向に対するものとする。また、図２では、シートフレームを構成するヘッドレストのヘッドレストステーの図示を省略している。

本実施形態の振動減衰装置は、車両に設けられた車両用シートに適用される例を説明する。

［車両用シートの構成］
図１及び図２に示されるように、車両用シート１０は、乗員が着座するシートクッション１２と、乗員の上体を支持するシートバック１４と、シートバック１４のシート上方側に設けられ乗員の頭部を支持するヘッドレスト１６と、車両用シート１０の骨組を形成するシートフレーム１０Ａと、を備えている。シートフレーム１０Ａは、クッションフレーム１８と、シートバックフレーム２８と、を備えている。

シートクッション１２は、例えば、ウレタンパッドなどの発泡体によって形成されており、図２に示すクッションフレーム１８に固定されている。

図２に示されるように、クッションフレーム１８のシート幅方向の両端側の下側には、シート前後方向に沿って延在するスライドレール２０がそれぞれ設けられている。左右一対のスライドレール２０は、スライドレール２０の前部にそれぞれ設けられた前側シートブラケット２２、及びスライドレール２０の後部にそれぞれ設けられた後側シートブラケット２４を介して、車体フロア部２６に固定されている。そして、左右一対のスライドレール２０を介して、車両用シート１０が車両前後方向に沿ってスライド可能となっている。

図１に示されるように、シートバック１４は、シートクッション１２と同様に、例えば、ウレタンパッドなどの発泡体によって形成されており、図２に示すシートバックフレーム２８に固定されている。

図２に示されるように、シートバックフレーム２８は、シートバックフレーム２８の下側に配置されたロアフレーム２５と、シートバックフレーム２８の上側に配置されたアッパフレーム２７と、を備えている。ロアフレーム２５には、クッションフレーム１８に対して車両前後方向にシートバックフレーム２８を傾倒可能にするリクライニング装置２９が設けられている。アッパフレーム２７には、ヘッドレスト１６の不図示のヘッドレストステーが連結される。ロアフレーム２５とアッパフレーム２７とは、複数のボルト３２を介して連結されている。

図２に示されるように、アッパフレーム２７の上端を形成する上端部材２７Ａに不図示の取付金具等によって取り付けられた金属製のブラケット３４には、振動減衰装置４０が取り付けられている。振動減衰装置４０は、シート幅方向の略中央に設けられている。

図３に示されるように、ブラケット３４は、Ｌ字状に形成され、シート幅方向に延在する第１片３４Ａと、シート前後方向に延在する第２片３４Ｂと、を有している。第２片３４Ｂの他端側の側面には、他端側に突出した円柱状の凸部３４Ｃが形成されている。

［振動減衰装置の構成］
図４に示されるように、振動減衰装置４０は、軸部材としての段付きボルト４２と、カラー部材４４と、錘部材４６と、ばね部材としてのねじりコイルばね５０と、を備えている。

（段付きボルト４２）
図４及び図６に示されるように、段付きボルト４２は、金属製で形成され、軸部４２Ａと、軸部４２Ａの一端側に形成された雄ネジ部４２Ｃと、軸部４２Ａの他端側に形成された頭部４２Ｂと、頭部４２Ｂに形成された凸部４２Ｄと、雄ネジ部４２Ｃの他端側に形成された位置決め部４２Ｅと、を有している。

軸部４２Ａは、円柱状に形成されている。雄ネジ部４２Ｃは、軸部４２Ａより小さい外径を有する円柱状で、外周面にネジ山が形成されている。

頭部４２Ｂは、軸部４２Ａより大きい外径を有する卵形状に形成されている。頭部４２Ｂは、シート斜め上前方に向かって、卵形状の頂が向く姿勢で配置されている。凸部４２Ｄは、頭部４２Ｂの一端側の面から、一端側に向かって突出した円柱状に形成されている。凸部４２Ｄは、軸部４２Ａから離れた位置に形成されている。凸部４２Ｄは、卵形状の頭部４２Ｂの頂付近に形成されている。凸部４２Ｄは、軸部４２Ａより、シート斜め上前方に形成されている。

位置決め部４２Ｅは、軸部４２Ａと雄ネジ部４２Ｃとの間に形成されている。位置決め部４２Ｅは、四角柱状に形成されている。なお、位置決め部４２Ｅは、多角柱状に形成されていてもよい。

（カラー部材４４）
カラー部材４４は、段付きボルト４２の軸部４２Ａの径方向外側に配置されている。カラー部材４４は、樹脂製で、円筒状に形成されている。カラー部材４４の内径は、軸部４２Ａの外径と略同じ大きさに形成されている。カラー部材４４に、段付きボルト４２の軸部４２Ａが挿入されて、軸部４２Ａの外周面がカラー部材４４に覆われている。言い換えると、錘部材４６と軸部４２Ａとの間には、カラー部材４４が介在されている。また、軸部４２Ａとコイルばね５０との間には、カラー部材４４が介在されている。

（錘部材４６）
図４及び図６に示されるように、錘部材４６は、カラー部材４４の径方向外側に配置されている。錘部材４６は、金属製で、軸方向Ｄに延在した四角柱状に形成されている。錘部材４６は、軸方向Ｄに貫通した貫通孔４６Ａを有している。貫通孔４６Ａは、軸方向Ｄから見て、錘部材４６の重心に対して偏心した位置に形成されている。

貫通孔４６Ａには、段付きボルト４２及びカラー部材４４が挿通されている。錘部材４６は、カラー部材４４を介して、段付きボルト４２の軸方向Ｄに移動可能であって、段付きボルト４２の周方向Ｅに回転可能に設けられている。言い換えると、錘部材４６は、カラー部材４４を介して、段付きボルト４２を軸として、軸方向Ｄと周方向Ｅに移動可能に設けられている。

錘部材４６は、他端側の端面に設けられた凸部４６Ｂと、一端側の端面に設けられた凸部４６Ｃと、を備えている。

凸部４６Ｂは、他端側の端面から他端側に向かって突出した円柱状に形成されている。凸部４６Ｂは、貫通孔４６Ａより、シート斜め下前方に形成されている。凸部４６Ｂは、凸部４２Ｄより、シート下方に形成されている。

凸部４６Ｃは、一端側の端面から一端側に向かって突出した円柱状に形成されている。凸部４６Ｃは、貫通孔４６Ａより、シート斜め上前方に形成されている。

（ねじりコイルばね５０）
図４及び図６に示されるように、ねじりコイルばね５０は、カラー部材４４の径方向外側に配置されている。ねじりコイルばね５０は、錘部材４６の軸方向Ｄの他端側に設けられた第１ねじりコイルばね５２と、錘部材４６の軸方向Ｄの一端側に設けられた第２ねじりコイルばね５４と、で構成されている。

図４及び図５に示されるように、第１ねじりコイルばね５２は、螺旋状の圧縮コイル部５２Ａと、圧縮コイル部５２Ａの両端部から延在する腕部５２Ｂと、を有している。

圧縮コイル部５２Ａは、素線間に隙間を作って密着させないように螺旋状に形成されている。圧縮コイル部５２Ａは、カラー部材４４の外周を取り巻くように配置されている。圧縮コイル部５２Ａは、内側に段付きボルト４２の軸部４２Ａ及びカラー部材４４が挿通可能な大きさに形成されている。圧縮コイル部５２Ａの外径は、錘部材４６の貫通孔４６Ａの内径より大きく形成されている。

一端側の腕部５２Ｂは、圧縮コイル部５２Ａの一端側の端部から、シート下方に向けて延在して形成されている。他端側の腕部５２Ｂは、圧縮コイル部５２Ａの他端側の端部から、シート上方に向けて延在して形成されている。

第１ねじりコイルばね５２は、軸方向Ｄに圧縮された状態で、錘部材４６の他端側の端面と、頭部４２Ｂの一端側の端面との間に配置されている。第１ねじりコイルばね５２は、周方向Ｅに付勢された状態で、他端側の腕部５２Ｂが凸部４２Ｄに引っ掛かり、一端側の腕部５２Ｂが凸部４６Ｂに引っ掛かっている。

第２ねじりコイルばね５４は、螺旋状の圧縮コイル部５４Ａと、圧縮コイル部５４Ａの両端部から延在する腕部５４Ｂと、を有し、第１ねじりコイルばね５２と同じ形状に形成されている。

図５に示されるように、第２ねじりコイルばね５４は、軸方向Ｄに圧縮された状態で、錘部材４６の一端側の端面と、第２片３４Ｂの他端側の側面との間に配置されている。第２ねじりコイルばね５４は、周方向Ｅに付勢された状態で、他端側の腕部５４Ｂが凸部４６Ｃに引っ掛かり、一端側の腕部５４Ｂが凸部３４Ｃに引っ掛かっている。

錘部材４６は、第１ねじりコイルばね５２によって一端側に付勢され、第２ねじりコイルばね５４によって他端側に付勢されている。第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４には、弾性エネルギ（付勢力）が蓄積されている。これにより、錘部材４６は、段付きボルト４２の軸部４２Ａの軸方向Ｄの略中央部に配置される。

錘部材４６は、第１ねじりコイルばね５２によって周方向Ｅの一方に付勢され、第２ねじりコイルばね５４によって周方向Ｅの他方に付勢されている。第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４には、弾性エネルギ（付勢力）が蓄積されている。これにより、錘部材４６は、第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４による付勢力が軸方向Ｄ及び周方向Ｅに作用する、いわゆる強制振動となる。

このように配置された第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４は、錘部材４６に対して、軸方向Ｄにおいて、互いに逆方向に付勢すると共に、周方向Ｅにおいて、互いに逆方向に付勢するように作用する。そして、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４によって、錘部材４６は、軸方向Ｄ及び周方向Ｅに振動可能となっている。

このように構成された振動減衰装置４０は、図３及び図６に示されるように、ブラケット３４の第２片３４Ｂに取り付けられる。第２片３４Ｂには、板厚方向に貫通した矩形の貫通孔３４Ｄが形成されている。貫通孔３４Ｄに、段付きボルト４２の位置決め部４２Ｅが挿入されることで、振動減衰装置４０がブラケット３４に対して位置決めされる。

段付きボルト４２の雄ネジ部４２Ｃに、第２片３４Ｂを介して、ワッシャー６２及びナット６４を装着することで、振動減衰装置４０がブラケット３４に取り付けられている。振動減衰装置４０は、段付きボルト４２の軸方向Ｄが、シート幅方向に沿うよう、ブラケット３４に取り付けられている。振動減衰装置４０は、ブラケット３４を介して、シートフレーム１０Ａの上端側に配置された上端部材２７Ａに取り付けられている。

なお、振動減衰装置４０は、着座した乗員の頭部を支持するヘッドレスト１６の不図示のヘッドレストステーに設けることもできる。

［錘部材の固有振動数］
錘部材４６の軸方向Ｄの固有振動数は、車両用シート１０のシート幅方向の共振周波数と同じになるように設定され、錘部材４６の周方向Ｅの固有振動数は、車両用シート１０のシート前後方向の共振周波数と同じになるように設定されている。

図７に示されるように、第１ねじりコイルばね５２のばね定数ｋ_１及び第２ねじりコイルばね５４のばね定数ｋ_２が、車両用シート１０のシート幅方向の共振周波数と、錘部材４６の軸方向Ｄの固有振動数とが同じになるように設定されている。例えば、自由振動において、錘部材４６の質量をＭとし、ばね定数をｋとすると、錘部材４６の周波数（固有振動数）ｆは、式（１）で求められる。本実施形態では、強制振動であるため、錘部材４６の固有振動数ｆは、式（２）で求められる。つまり、車両用シート１０のシート幅方向の共振周波数に、錘部材４６の軸方向Ｄの固有振動数ｆが設定されるように、第１ねじりコイルばね５２のばね定数ｋ_１及び第２ねじりコイルばね５４のばね定数ｋ_２を設定する。

また、第１ねじりコイルばね５２のばね定数ｋ_１及び第２ねじりコイルばね５４のばね定数ｋ_２が、車両用シート１０のシート前後方向の共振周波数と、錘部材４６の周方向Ｅの固有振動数が同じになるように設定されている。つまり、車両用シート１０のシート前後方向の共振周波数に、錘部材４６の周方向Ｅの固有振動数ｆが設定されるように、第１ねじりコイルばね５２のばね定数ｋ_１及び第２ねじりコイルばね５４のばね定数ｋ_２を設定する。

［振動減衰装置の動作］
アイドリング時や走行時に車両に振動が発生すると、車体フロア部２６を介して、車両用シート１０が振動する。車両用シート１０がシート幅方向において共振周波数で振動すると、図８（Ａ）に示されるように、錘部材４６がカラー部材４４に沿って軸方向Ｄの一端側に移動する。この際、第２ねじりコイルばね５４は圧縮され、第１ねじりコイルばね５２は伸長するものの圧縮された状態が維持される。次いで、図８（Ｂ）に示されるように、錘部材４６がカラー部材４４に沿って軸方向Ｄの他端側に移動する。この際、第１ねじりコイルばね５２は圧縮され、第２ねじりコイルばね５４は伸長するものの圧縮された状態が維持される。

このようにして、第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４によって、錘部材４６は、カラー部材４４に沿って軸方向Ｄに往復移動して共振する。すなわち、車両用シート１０のシート幅方向における共振周波数の振動による振動エネルギーは、錘部材４６が移動する運動エネルギーに変換される。その結果、車両用シート１０のシート幅方向における共振周波数の振動による振動エネルギーは吸収され、車両用シート１０のシート幅方向の振動は減衰される。

車両用シート１０がシート前後方向おいて共振周波数で振動すると、図９（Ａ）に示されるように、錘部材４６が、カラー部材４４を介して、段付きボルト４２の軸部４２Ａを軸として、シート後側に回転移動する。この際、第１ねじりコイルばね５２は、付勢力が強まり、第２ねじりコイルばね５４は、付勢力は弱まるものの、付勢された状態が維持される。

次いで、図９（Ｂ）に示されるように、錘部材４６が、カラー部材４４を介して、段付きボルト４２の軸部４２Ａを軸として、シート前側に回転移動する。この際、第２ねじりコイルばね５４は、付勢力が強まり、第１ねじりコイルばね５２は、付勢力は弱まるものの、付勢された状態が維持される。

このようにして、第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４によって、錘部材４６は、周方向Ｅに振り子の運動となって共振する。すなわち、車両用シート１０のシート前後方向における共振周波数の振動による振動エネルギーは、錘部材４６が移動する運動エネルギーに変換される。その結果、車両用シート１０のシート前後方向における共振周波数の振動による振動エネルギーは吸収され、車両用シート１０のシート前後方向の振動は減衰される。

［本実施形態の作用及び効果］
次に、本実施形態の振動減衰装置４０の作用及び効果について説明する。

本実施形態の振動減衰装置４０は、シート幅方向に延在するように、シートフレーム１０Ａに取り付けられた段付きボルト４２と、段付きボルト４２が挿通される貫通孔４６Ａが偏心して設けられ、段付きボルト４２の軸方向Ｄ及び段付きボルト４２の周方向Ｅに移動可能な錘部材４６と、錘部材４６の軸方向Ｄの両側に配置され、錘部材４６を軸方向Ｄ及び周方向Ｅに振動可能とするねじりコイルばね５０と、を備えている。

錘部材４６を軸方向Ｄに振動可能とするねじりコイルばね５０を備えることで、車両用シート１０がシート幅方向に振動した際に、錘部材４６が段付きボルト４２の軸方向Ｄに振動される。そして、錘部材４６の固有振動数を、車両用シート１０の共振周波数に対応するように設定することで、車両用シート１０の共振に錘部材４６が共振する。これにより、シート幅方向における車両用シート１０の振動エネルギーが、錘部材４６の軸方向Ｄの振動エネルギーに変換される。その結果、シート幅方向における車両用シート１０の振動エネルギーが吸収され、車両用シート１０の振動が効果的に減衰される。

しかも、ねじりコイルばね５０によって、錘部材４６を周方向Ｅにも振動可能とすることで、車両用シート１０がシート前後方向に振動した際に、錘部材４６が段付きボルト４２の周方向Ｅに振動される。そして、錘部材４６の固有振動数を、車両用シート１０の共振周波数に対応するように設定することで、車両用シート１０の共振に錘部材４６が共振する。これにより、シート前後方向における車両用シート１０の振動エネルギーが、錘部材４６の周方向Ｅの振動エネルギーに変換される。その結果、シート前後方向における車両用シート１０の振動エネルギーが吸収され、車両用シート１０の振動が効果的に減衰される。

すなわち、シート幅方向とシート前後方向の二方向における車両用シート１０の振動エネルギーを吸収することができる。

さらに、錘部材４６に段付きボルト４２が挿通される貫通孔４６Ａが偏心して設けられることで、車両用シート１０が振動した際に、段付きボルト４２を支点として、錘部材４６に振り子の振動が発生される。そのため、車両用シート１０の振動が、錘部材４６の振り子の振動に容易に変換される。その結果、シート前後方向における車両用シート１０の振動エネルギーが十分に吸収され、車両用シート１０の振動が効果的に減衰される。

本実施形態の振動減衰装置４０では、錘部材４６の軸方向Ｄの両側に配置された第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４とは、錘部材４６に対して、軸方向Ｄにおいて、互いに逆方向に付勢すると共に、周方向Ｅにおいて、互いに逆方向に付勢するように設けられている。

第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４とが、錘部材４６に対して、軸方向Ｄにおいて互いに逆方向に付勢するように設けられることで、錘部材４６と第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４を固定することなく、錘部材４６に対して、軸方向Ｄにばね力が作用する。また、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４とが、錘部材４６に対して、周方向Ｅにおいて互いに逆方向に付勢するように設けられることで、錘部材４６と第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４を固定することなく、錘部材４６に対して、周方向Ｅにばね力が作用する。

そのため、錘部材４６に対して、軸方向Ｄ及び周方向Ｅにばね力を常に作用させることができる。その結果、第１ねじりコイルばね５２のばね定数ｋ_１及び第２ねじりコイルばね５４のばね定数ｋ_２を安定させ、錘部材４６の軸方向Ｄ及び周方向Ｅの振動を安定させることができる。さらに、錘部材４６の軸方向Ｄ及び周方向Ｅの振動を安定させることで、異音の発生を抑制することができる。

本実施形態の振動減衰装置４０では、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４は、螺旋状の圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａと、圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａの両端部から延在する腕部５２Ｂ，５４Ｂと、を有する。

第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４が、螺旋状の圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａと、圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａの両端部から延在する腕部５２Ｂ，５４Ｂと、を有することで、圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａによって、錘部材４６が段付きボルト４２の軸方向Ｄに振動するように作用させ、圧縮コイル部５２Ａ，５４Ａ及び腕部５２Ｂ，５４Ｂによって、錘部材４６が段付きボルト４２の周方向Ｅに振動するように作用させることができる。そのため、簡易な構成で、錘部材４６を段付きボルト４２の軸方向Ｄに振動させると共に、錘部材４６を段付きボルト４２の周方向Ｅに振動させることができる。その結果、簡易な構成で、シート幅方向とシート前後方向における車両用シート１０の振動エネルギーを吸収することができる。

本実施形態の振動減衰装置４０では、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４は、軸方向Ｄに圧縮された状態で、かつ、周方向Ｅに付勢された状態で設けられている。

第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４が軸方向Ｄに圧縮された状態で配置されることで、錘部材４６が段付きボルト４２の軸方向Ｄの一方に移動した際に、第１ねじりコイルばね５２はさらに圧縮され、第２ねじりコイルばね５４は伸長されつつも圧縮された状態が維持される。そのため、錘部材４６が軸方向Ｄに振動した際に、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４が常に錘部材４６に当接される。その結果、錘部材４６と第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４との間で発生する異音を抑制することができる。

さらに、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４が周方向Ｅに付勢された状態で配置されることで、錘部材４６が段付きボルト４２の周方向Ｅの一方に移動した際に、第１ねじりコイルばね５２は、さらに付勢され、第２ねじりコイルばね５４は、付勢力が弱まりつつも付勢された状態が維持される。そのため、錘部材４６が周方向Ｅに振動した際に、第１ねじりコイルばね５２と第２ねじりコイルばね５４が常に錘部材４６に当接される。その結果、錘部材４６と第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４との間で発生する異音を抑制することができる。

すなわち、錘部材４６が段付きボルト４２の軸方向Ｄに移動する場合と、錘部材４６が段付きボルト４２の周方向Ｅに移動する場合の両方の場合について、錘部材４６と第１ねじりコイルばね５２及び第２ねじりコイルばね５４との間で発生する異音を抑制することができる。

本実施形態の振動減衰装置４０では、錘部材４６の軸方向Ｄの一方側に配置される第１ねじりコイルばね５２と、錘部材４６の軸方向Ｄの他方側に配置される第２ねじりコイルばね５４とは、同じ形状に形成されている。

錘部材の軸方向Ｄの一方側に配置される第１ねじりコイルばね５２と、他方側に配置される第２ねじりコイルばね５４とを同じ形状とすることで、同じばね部材が使用される。そのため、ばね部材の製造コストを削減することができる。

本実施形態の振動減衰装置４０は、着座した乗員の上体を支持するシートバック１４、又は着座した乗員の頭部を支持するヘッドレスト１６に設けられている。

ところで、車両用シート１０は、車体フロア部２６に対し、スライドレール２０及びシートブラケットを介して、車両前後方向に沿ってスライド可能に取付けられている。つまり、車両用シート１０の下端は、スライドレール２０によって支持されているため、車両用シート１０において、シートクッション１２の振動と比較して、シートバック１４やヘッドレスト１６は自由端となり、振動が大きくなる。このため、シートクッション１２よりも振動が大きいシートバック１４又はヘッドレスト１６に、振動減衰装置４０を設けることで、車両用シート１０の振動エネルギーを効果的に吸収し、車両用シート１０の振動を減衰させる減衰効率を向上させることができる。

本実施形態の車両用シート１０では、振動減衰装置４０は、シートバック１４の骨格を構成するシートバックフレーム２８の上端側に設けられている。

ところで、シートバック１４は、ヘッドレスト１６よりも外形が大きい分、振動減衰装置４０を設置するためのスペースを確保しやすい。シートバック１４の骨格を構成するシートバックフレーム２８の上端側に振動減衰装置４０を設けることで、振動減衰装置４０を設置するためのスペースを十分に確保することができる。

以上、本発明の振動減衰装置を上記実施形態に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更などは許容される。

上記実施形態では、振動減衰装置４０は、段付きボルト４２の軸方向Ｄが、シート幅方向に沿うように、ブラケット３４に取り付けられている例を示した。しかし、図１０に示されるように、振動減衰装置４０は、段付きボルト４２の軸方向Ｄが、シートバック１４が起立した起立姿勢において、シート前後方向に沿うように、ブラケット３４の第１片３４Ａに取り付けられていてもよい。この場合でも、車両用シート１０のシート幅方向とシート前後方向の振動に対して減衰させることができる。

図１２に示されるように、振動減衰装置４０は、段付きボルト４２の軸方向Ｄが、シート幅方向、シート前後方向及びシート上下方向の成分を含む方向に沿うように、ブラケット１３４に取り付けられていてもよい。この場合、車両用シート１０では、車両用シート１０のシート幅方向、シート前後方向及びシート上下方向の成分を含む振動に対して減衰させることができる。

上記実施形態では、ばね部材をねじりコイルばね５０とする例を示した。しかし、ばね部材は、この態様に限定されるものではなく、錘部材４６に対して、段付きボルト４２の軸方向Ｄ及び周方向Ｅにばね力を作用させるものであればよい。例えば、ばね部材としては、錘部材４６に対して軸方向Ｄにばね力を作用させるものと、錘部材４６に対して周方向Ｅにばね力を作用させるものとを別体にして設けることもできる。

上記実施形態では、錘部材４６を四角柱状に形成されている例を示した。しかし、錘部材は、この態様に限定されるものではなく、円柱状や多角柱状に形成することもできる。

上記実施形態では、車両用シート１０に振動減衰装置４０を１つ設ける例を示した。しかし、振動減衰装置は、車両用シート１０に複数設けることもできる。

上記実施形態では、振動減衰装置４０は、シート幅方向の略中央であって、アッパフレーム２７の上端に設けられる例を示した。しかし、振動減衰装置４０は、シート幅方向の右側又は左側に設けられても良いし、ヘッドレストステー、ロアフレーム２５又はクッションフレーム１８に設けられてもよい。

上記実施形態では、本発明の振動減衰装置を車両用シートに適用する例を示した。しかし、本発明の振動減衰装置は、列車、航空機、船舶その他の乗り物のシートに適用することができる。

１０ 車両用シート
１０Ａ シートフレーム
４０ 振動減衰装置
４２ 段付きボルト（軸部材の一例）
４６ 錘部材
４６Ａ 貫通孔
５０ ねじりコイルばね（ばね部材の一例）
５２ 第１ねじりコイルばね（ばね部材の一例）
５２Ａ 圧縮コイル部
５２Ｂ 腕部
５４ 第２ねじりコイルばね（ばね部材の一例）
５４Ａ 圧縮コイル部
５４Ｂ 腕部
Ｄ 軸方向
Ｅ 周方向

Claims (5)

1. シートフレームに取り付けられた軸部材と、
   前記軸部材が挿通される貫通孔が偏心して設けられ、前記軸部材の軸方向及び前記軸部材の周方向に移動可能な錘部材と、
   前記錘部材の前記軸方向の両側に配置され、前記錘部材を前記軸方向及び前記周方向に振動可能とするばね部材と、
   を備える振動減衰装置。
2. 前記錘部材の前記軸方向の両側に配置された前記ばね部材は、前記錘部材に対して、前記軸方向において、互いに逆方向に付勢すると共に、前記周方向において、互いに逆方向に付勢するように設けられている
   請求項１に記載の振動減衰装置。
3. 前記ばね部材は、螺旋状の圧縮コイル部と、前記圧縮コイル部の両端部から延在する腕部と、を有するねじりコイルばねである
   請求項１又は請求項２に記載の振動減衰装置。
4. 前記ねじりコイルばねは、前記軸方向に圧縮された状態で、かつ、前記周方向に付勢された状態で設けられている
   請求項３に記載の振動減衰装置。
5. 前記錘部材の前記軸方向の一方側に配置される前記ばね部材と、前記錘部材の前記軸方向の他方側に配置される前記ばね部材とは、同じ形状に形成されている
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動減衰装置。
   

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