JP2557306Y2 - サスペンションシートの磁力発生手段 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、振動の絶縁を図る磁気
浮上方式を利用した自動車のサスペンションシートの磁
力発生手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用サスペンションシートと
して、スプリングやダンパーを利用したものが一般的に
知られているが、磁力を用いて振動の絶縁を図るものは
知られていない。但し、磁力を自動車用シートに応用し
たものとしては、上下一対のスライドレールにプラスチ
ック磁石を取り付けて、アッパーレールを若干浮上させ
ることにより、上下両レール間の摺動抵抗を低減させる
ようにしたものが発表されている（自動車技術会学術講
演会前刷集８９２、３４１〜３４４頁、１９８９．１
０、社団法人自動車技術会）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】上記のように、従来の
自動車用サスペンションシートにおいては、衝撃緩衝用
にスプリング、および振動の減衰用にダンパーをそれぞ
れ用い、これらを組み合わせることにより、上記振動を
絶縁するようにされている。ところが、スプリングやダ
ンパーなど機械的な構成による衝撃緩衝作用には限界が
あり、自動車の急激なバウンドに対しては対応すること
ができないことがあるなど、改良すべき問題点も多い。
そこで、様々な振動に対応するために、上記スプリング
とダンパーとの組み合わせに工夫を凝らすことが行われ
るため、構造が複雑になる傾向にある。そこで、磁力を
利用してシートを浮上させることにより、振動の絶縁を
図ることが考えられる。

【０００４】このような磁力浮上方式のサスペンション
シートにおいては、電磁石と永久磁石とを併用したもの
が考えられる。上記併用によって、電力の消費量を節約
することができると共に、電磁石に供給される電力量を
自動車の様々な衝撃や振動の度合いに応じて制御するこ
とによって、サスペンションシートをあらゆる衝撃や振
動に対応可能にすることができる。このような電磁石、
永久磁石併用方式のサスペンションシートにおいても、
永久磁石の使用は必須である。

【０００５】永久磁石は古来天然の磁鉄鉱（主成分はＦ
ｅ₃Ｏ₄）が用いられてきたが、人工的に造られるように
なって久しい。現在永久磁石は、通常鉄を主体とした合
金から製造される、焼入れ硬化によるもの、析出硬化に
よるもの、および焼結によって造られるものに大別する
ことができる。

【０００６】上記のうち、焼結によって造られるものと
しては、鉄にニッケル、コバルト、アルミニウム、亜鉄
酸コバルト、酸化鉄、炭酸バリウム、炭酸ストロンチウ
ムあるいはサマリウムコバルトなどを適宜組み合わせた
ものが添加された合金が材料として用いられ、この合金
を粉砕して適当な焼結剤を加え、高温で圧縮した後、高
温焼結して永久磁石とされる。このうち、炭酸バリウ
ム、炭酸ストロンチウムまたはサマリウムコバルトが用
いられているものは希土類磁石と通称され、残留磁束密
度および保磁力共に極めて大きな値を示すため、現在盛
んに永久磁石としてこの希土類磁石が使用されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】従って、狭い空間に永
久磁石を配置し、人体とシート部材との合計重量を支え
なければならないサスペンションシートに適用される永
久磁石についても、上記残留磁束密度および保磁力共に
極めて大きな値を示す希土類磁石が用いられることが多
い。ところが、希土類磁石は、上記のように、所定の磁
性材料を一旦粉砕して後焼結させることによって製造さ
れるものであるため、機械的な強度はそれほど大きなも
のではなく、従って、衝撃などによって破壊し、多くの
小片に分かれることがある。小片に分かれると、その配
向によっては同極同士が互いに反発して、上記小片が飛
散するようになる。

【０００８】本考案は従来の上記ような不都合を解消す
るためになされたものであり、衝撃によって破壊した永
久磁石が飛散しないサスペンションシートの磁力発生手
段を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案の請求項１に係る
サスペンションシートの磁力発生手段は、連結手段によ
って車体に対して上下動可能で車幅方向の移動を規制さ
れた状態のシート本体と、上記車体とシート本体との間
に介在された第一および第二の磁力発生手段とを有し、
上記磁力発生手段は車体側とシート本体側とに取り付け
られた一対の磁石により構成され、上記一対の磁石は上
記シート本体が上記一対の磁石間に作用する磁力の相互
作用により車体から上方の一定位置に浮上した状態を保
持するように配置され、上記第一の磁力発生手段は、そ
の一対の磁石のうち、少なくとも一方が電磁石により構
成され、上記第二の磁力発生手段は、その一対の磁石が
永久磁石により構成されているサスペンションシートで
あって、上記永久磁石は非磁性体によって被覆されてい
ることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】上記請求項１記載のサスペンションシートの磁
力発生手段によれば、上記永久磁石は非磁性体によって
被覆されているため、永久磁石から発生している磁力線
に影響を及ぼすことなく永久磁石を保護することができ
ると共に、この永久磁石が破壊しても飛び散ることはな
い。

【００１１】

【実施例】図１は、本考案に係る磁力発生手段を装備し
た自動車用サスペンションシートの一例を示す側面視の
説明図である。この図に示すように、自動車用のシート
本体１は、着座席であるシートボトム１１と背凭れ部で
あるシートバック１２とから構成されている。シートバ
ック１２の下部にはサスペンションフレーム２が設けら
れており、このサスペンションフレーム２は、フロアＦ
に固設された下フレーム２１と上記シートボトム１１に
固設された上フレーム２２とから構成されている。そし
て、上記両者は水平軸周りに回動自在に軸支された前後
一対の平行リンク部材２３（前方リンク部材２３ａおよ
び後方リンク部材２３ｂ）によって結合されており、こ
の平行リンク部材２３のリンク運動により互いに平行を
保持した状態で上下動が可能に構成されている。

【００１２】このような下フレーム２１と上フレーム２
２との間には、前後方向に前方磁石ユニット（第一の磁
石ユニット）３１と後方磁石ユニット（第二の磁石ユニ
ット）３２とからなる磁石ユニット３が設けられてお
り、上記前方磁石ユニット３１は、下フレーム２１に固
定された固定側の電磁石３１ａとこれに対向するように
上フレーム２２に固定された浮上側永久磁石３１ｂとか
らなり、上記後方磁石ユニット３２は、下フレーム２１
に固定された固定側永久磁石体３３と上フレーム２２に
固定された浮上側永久磁石体３４とから構成されてい
る。

【００１３】後方磁石ユニット３２の固定側永久磁石体
３３と浮上側永久磁石体３４とは、図１および図３に示
すように、それぞれ上部マウント部材３４ａと下部マウ
ント部材３４ａとによって支持されている。

【００１４】図４は図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
この図に示すように、各永久磁石体３３、３４は、複数
の単位磁石３７が並設されて形成されている。そして、
これらの永久磁石体３３、３４の表面は、上記単位磁石
３７のＮ極面およびＳ極面が交互に配置された状態とさ
れ、更に、永久磁石体３３、３４の表面が互いに対向し
た状態で、上下の各単位磁石３７のＮ極面とＳ極面とが
互いに対向するように配置されて上記第二の磁力発生手
段が構成されている。

【００１５】このような固定側永久磁石体３３と浮上側
永久磁石体３４とを構成する単位磁石３７は、図５に示
すように、磁性体３７ａの周りに、その全面を覆うよう
に被覆体３７ｂが設けられている。

【００１６】本実施例においては、磁性体３７ａとして
は、焼結して製造された希土類磁石が用いられ、この希
土類磁石の希土類成分としては炭酸バリウム、炭酸スト
ロンチウムまたはサマリウムコバルトが用いられてい
る。また、被覆体３７ｂとしては、熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂のいずれかからなる合成樹脂が使用されて
いる。

【００１７】上記熱可塑性樹脂としては、ポリエステ
ル、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、アクリルニ
トリルブタジエンスチレンあるいはポリエチレンテレフ
タレートなどの汎用プラスチックや、ポリアミド、ポリ
アセタールあるいはポリカーボネートなどの汎用エンジ
ニアリングプラスチックや、ポリサルフォン、ポリアミ
ドイミドあるいはポリテトラフロロエチレンなどのスー
パーエンジニアリングプラスチックなどが好適に使用さ
れる。

【００１８】また、上記熱硬化性樹脂としては、フェノ
ール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、
不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト、ポリウレタンあるいはシリコン樹脂などが好適に使
用される。

【００１９】磁性体３７ａを被覆体３７ｂで被覆すると
きは、被覆体３７ｂが熱可塑性樹脂である場合は、公知
の熱圧着による成形手法が用いられる。また、被覆体３
７ｂが熱硬化性樹脂である場合は、常温においてこの樹
脂が磁性体３７ａの表面に塗布または貼付され、それが
加熱されて磁性体３７ａと被覆体３７ｂとが一体化した
単位磁石３７が得られる。

【００２０】なお、図５において例示した単位磁石３７
は、一つの単位磁石３７を対称として、磁性体３７ａを
被覆体３７ｂで被覆しているが、複数の磁性体３７ａを
まとめて被覆体３７ｂで被覆し、複数の磁性体３７ａが
内設された単位磁石３７としてもよい。

【００２１】また、本実施例においては、上記のような
合成樹脂製の被覆体３７ｂが採用されているが、非磁性
体であれば、アルミニウムのような金属でもかまわな
い。

【００２２】以上にように構成された固定側永久磁石体
３３と浮上側永久磁石体３４とに用いられる単位磁石３
７は、それぞれ下部マウント部材３３ａおよび上部マウ
ント部材３４ａの側壁３５ａと仕切り壁３５ｂとの間
隙、あるいは仕切り壁３５ｂ同士の間隙に挾持され、そ
の表面を非磁性体のアルミニウム板３８によって被覆さ
れている。そして、このような状態の固定側永久磁石体
３３を支持している下部マウント部材３３ａはボルト３
６によってフロアＦと一体の下フレーム２１に固定さ
れ、同様に浮上側永久磁石体３４を支持している上部マ
ウント部材３４ａもボルト３６によってシートボトム１
１と一体の上フレーム２２に固定されている。

【００２３】そして、前方磁石ユニット３１は、図２に
示すように、電磁石３１ａはＣ字形状とされ、その下部
は下部マウント部材３１ｃに支持され、上記Ｃ字形状の
上部間隙に上部マウント部材３１ｄに支持された浮上側
永久磁石３１ｂの下端部が没入するように構成されてい
る。そして、浮上側永久磁石３１ｂとＣ字形状の電磁石
３１ａとは、側面部で互いにＮ極とＳ極とが相対向して
吸引し合うように配置されている。そして、両者は車幅
方向の移動が平行リンク部材２３によって規制されてい
るために、吸引力は浮上側永久磁石３１ｂの上下方向の
変位に対する抑制力として作用し、浮上側永久磁石３１
ｂがＣ字状の電磁石３１ａの間で浮上した状態を保って
いる。なお、前方磁石ユニット３１の浮上側永久磁石３
１ｂについても磁性体３７ａを被覆体３７ｂで被覆した
単位磁石３７が用いられている。

【００２４】磁石ユニット３は以上のように構成されて
いるので、浮上側永久磁石３１ｂ、３４に上フレーム２
２を介して固定されているシートボトム１１は、車体と
一体のフロアＦから浮き上がった状態を保持している。

【００２５】以上のように構成されたサスペンションシ
ートには、シート高さ調節機構Ｃが設けられている。こ
のシート高さ調節機構Ｃは、シート本体１の高さ方向の
位置を検出する位置検出手段４と、前方磁石ユニット３
１の電磁石３１ａに電力を供給する電力供給回路５と、
上記位置検出手段４から入力される位置検出信号を基
に、電力供給回路５に所定の出力を供給させるように指
令を発信する制御装置６とから構成されている。

【００２６】上記位置検出手段４としては、本実施例に
おいてはロータリーエンコーダ４１が用いられている。
このロータリーエンコーダ４１は、軸の回転変位を検出
する公知の検出器であり、検出した回転変位を電気信号
（位置検出信号）に変換して上記制御装置６に向かって
出力する。このロータリーエンコーダ４１は、平行リン
ク部材２３のうち、前方に設けられた前方リンク部材２
３ａの近傍であって下フレーム２１の内側部に設けられ
ている。そして、前方リンク部材２３ａの水平軸回りの
回動は、適宜付設された歯車の噛合を介してロータリー
エンコーダ４１に伝達されるように構成されている。

【００２７】上記電力供給回路５は、電源としてのバッ
テリー５１と、電磁石３１ａに磁力を発生させるコイル
５２と、電界効果トランジスタ５３とが直列に接続さ
れ、かつコイル５２に対してはダイオード５４がカソー
ド側をバッテリー５１のプラス側に向けて並列で接続さ
れて構成されている。

【００２８】上記制御装置６は、いわゆるマイクロコン
ピュータであり、上記位置検出手段４からの位置検出信
号を基に、検出された位置が適正なものであるか否かを
判断し、適正でない場合には適正化させるための指示信
号を電力供給回路５に発信するように構成されている。
そして、上記指示信号としては、パルス信号が用いられ
ている。このパルス信号の発信先は電力供給回路５の電
界効果トランジスタ５３であり、この電界効果トランジ
スタ５３にスイッチ作用によりバッテリー５１からコイ
ル５２に供給される電力の供給、停止を極めて短い周期
で行わせている。

【００２９】上記電力供給回路５内に配線された電界効
果トランジスタ５３は、電子または正孔のいずれか一方
の電流のみを運ぶいわゆるユニポーラトランジスタであ
る。本考案においては、この電界効果トランジスタ５３
のスイッチング作用を利用している。

【００３０】ところで、上記のパルス信号において、１
サイクルのパルスオン状態の時間をｔ₁とし、パルスオ
フ状態の時間をｔ₂とし、単位時間ｔのうちのパルスオ
ン状態の時間の合計をΣｔ₁、パルスオフ状態の時間の
合計をΣｔ₂とした場合、単位時間ｔの間にパルスオン
状態になっている時間Σｔ₁の割合はデューティ比ＤＲ
と称され、 ＤＲ＝Σｔ₁／（Σｔ₁＋Σｔ₂）＝Σｔ₁／ｔ と表現される。このデューティ比ＤＲの値が大きいほど
パルス信号のパルスオン状態が永いため、電界効果トラ
ンジスタ５３の単位時間内におけるスイッチ閉通状態が
永いことを示している。

【００３１】なお、１サイクルのパルス信号において、
パルスオン状態の時間ｔ₁を一定とし、パルスオフ状態
の時間ｔ₂を可変として、パルス信号の周波数ｆをコン
トロールすることにより、上記デューティ比ＤＲを種々
設定することができる。すなわちこの場合は、単位時間
の間にパルスオン状態になる時間はｆｔ₁となり、ｆｔ₁
は上記のΣｔ₁と等しくなるため、結局１サイクルにお
いてパルスオン状態の時間ｔ₁を一定とすれば、周波数
をコントロールすることによっても上記の式に従ってデ
ューティ比ＤＲを種々変更することができる。

【００３２】従って、上記パルス信号のデューティ比Ｄ
Ｒを変化させることによって、コイル５２に供給される
電力量を増減させ、電磁石３１ａの磁力の大きさをコン
トロールし、浮上側永久磁石３１ｂとの吸引力を加減し
てシートボトム１１の浮沈を制御することができる。

【００３３】すなわち、デューティ比ＤＲが標準状態の
それよりも高くなると単位時間内における電界効果トラ
ンジスタ５３のスイッチ閉通状態は永くなり、コイル５
２に供給される電力量も多くなるから、電力量の多くな
った分だけ電磁石３１ａの磁力は強くなり、浮上側永久
磁石３１ｂとの間の反発力も強くなり、両者はより強く
反発し合って浮上側永久磁石３１ｂはそれだけ上方に上
がるため、それと一体のシートボトム１１は上方に移動
する。

【００３４】逆に、デューティ比ＤＲが標準状態のそれ
よりも低くなると、電界効果トランジスタ５３の上記と
は逆の作用によってコイル５２に供給される電力量は少
なくなるため電磁石３１ａと浮上側永久磁石３１ｂとの
間の反発力も弱くなり、シートボトム１１は下方に移動
する。

【００３５】本実施例においては、パルス信号の１サイ
クルのパルスオン状態の時間ｔ₁を一定にし、パルス信
号の周波数を変えることによってデューティ比ＤＲを制
御するようにしている。

【００３６】図６は、上記のような制御装置６の制御方
式を示すブロック図であるが、この図に示すように、位
置検出手段４からシートボトム１１の高さを示す信号が
制御装置６に送られてくると、制御装置６は、そのステ
ップＳ１においてその高さ（現状高さ）と、予め入力さ
れている基準の高さとの比較演算を行う。そして、その
高さが基準高さのバラツキの許容範囲であるとき、すな
わち、 基準高さ−現状高さ≒０ のときは、ステップＳ２で現状の高さを保持するのに必
要な周波数のパルス信号が指示信号として電界効果トラ
ンジスタ５３に発信される。従って、これを受けた電界
効果トランジスタ５３は、上記パルス信号のデューティ
比ＤＲに見合った電力をコイル５２に供給するため、シ
ートボトム１１は現状の高さ位置を保持した状態になっ
ている。

【００３７】そして、もしステップＳ１において、 基準高さ−現状高さ＞０ のとき、すなわちシートボトム１１の高さが基準高さよ
りも低いときは、ステップＳ３が実行される。このステ
ップＳ３においては、基準状態よりも周波数を高くした
パルス信号が指示信号として電界効果トランジスタ５３
に発信されるため、コイル５２に供給される電力量は増
加して、電磁石３１ａの磁力は強くなり、シートボトム
１１を上方に移動させて元の基準高さに復帰させる。

【００３８】また、もしステップＳ１において、 基準高さ−現状高さ＜０ のとき、すなわちシートボトム１１の高さが基準高さよ
りも高いときは、ステップＳ４が実行される。このステ
ップＳ４においては、ステップＳ４を表示する囲いの下
段に例示するような、基準状態よりも周波数を低くした
パルス信号が指示信号として電界効果トランジスタ５３
に発信されるため、コイル５２に供給される電力量は減
少して、電磁石３１ａの磁力は弱くなり、シートボトム
１１を下方に移動させて元の基準高さに復帰させる。

【００３９】制御装置６においては、アナログ信号ある
いはディジタル信号として位置検出手段４から送信され
てくる位置検出信号を基に、常時上記のような演算を実
行し、その都度電力供給回路５の電界効果トランジスタ
５３に上記のような指示信号を発信しているため、シー
トボトム１１は常に一定の高さを保持した状態になって
いる。

【００４０】本考案の磁力発生手段は、以上のように構
成されたサスペンションシートの前方磁石ユニット３１
の浮上側永久磁石３１ｂおよび後方磁石ユニット３２の
固定側永久磁石３３および浮上側永久磁石３４に使用さ
れているため、これらの部分において単位磁石３７の磁
性体３７ａが破壊したとしても、その破片は被覆体３７
ｂに保持されて飛散することはない。

【００４１】

【考案の効果】以上説明したように本考案は、磁力発生
手段によってシート本体が支持されるサスペンションシ
ートにおいて、上記磁力発生手段に用いられる永久磁石
体の単位磁石が、磁性体とその表面を被覆した非磁性体
からなる被覆体とで構成されるものであるため、まず、
磁性体から発する磁力線は被覆体の影響を受けることが
ない。

【００４２】そして、自動車走行中の振動などによって
上記磁性体が破壊したような場合、磁性体は被覆体によ
って一体に覆われているため、破壊した破片が周囲に飛
散することはない。

【００４３】また、上記被覆体が合成樹脂である場合
は、製造が容易であると共に、被覆体を強靱なものにす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る磁力発生手段を装備した自動車用
サスペンションシートの一例を示す側面視の説明図であ
る。

【図２】本考案に係る磁力発生手段を装備した自動車用
サスペンションシートの一例を示す正面視の説明図であ
る。

【図３】本考案に係る磁力発生手段を装備した自動車用
サスペンションシートの一例を示す背面視の説明図であ
る。

【図４】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。

【図５】単位磁石の一部切欠き斜視図である。

【図６】制御装置の制御方式を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ シート １１ シートボトム １２ シートバック ２ サスペンションフレーム ２１ 下フレーム ２２ 上フレーム ２３ 平行リンク部材 ２３ａ 前方リンク部材 ２３ｂ 後方リンク部材 ３ 磁石ユニット ３１ 前方磁石ユニット ３１ａ 電磁石 ３１ｂ 浮上側永久磁石 ３２ 後方磁石ユニット ３３ 固定側永久磁石 ３４ 浮上側永久磁石 ４ 位置検出手段 ５ 電力供給回路 ５１ バッテリー ５２ コイル ５３ 電界効果トランジスタ ５４ ダイオード ６ 制御装置 Ｆ フロア

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結手段によって車体に対して上下動可
   能で車幅方向の移動を規制された状態のシート本体と、
   上記車体とシート本体との間に介在された第一および第
   二の磁力発生手段とを有し、上記磁力発生手段は車体側
   とシート本体側とに取り付けられた一対の磁石により構
   成され、上記一対の磁石は上記シート本体が上記一対の
   磁石間に作用する磁力の相互作用により車体から上方の
   一定位置に浮上した状態を保持するように配置され、上
   記第一の磁力発生手段は、その一対の磁石のうち、少な
   くとも一方が電磁石により構成され、上記第二の磁力発
   生手段は、その一対の磁石が永久磁石により構成されて
   いるサスペンションシートであって、上記永久磁石は非
   磁性体によって被覆されていることを特徴とするサスペ
   ンションシートの磁力発生手段。