JP2855479B2 - シートのエアーサスペンション - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気ばねへの圧縮空気の供給、排気によ
り、空気ばねの内圧を自動的に調整して、着座者の体重
に対応したサスペンション力を維持するシートのエアー
サスペンションに関する。

〔従来の技術〕

床面に伝達された衝撃、振動等から着座者を隔離する
とともに、着座者に起因する衝撃、振動等を減衰させる
サスペンションが、車両等のシートに装着されている。
この種のサスペンションとして、たとえば、空気ばねを
利用して、着座者の体重と無関係に、シートの高さ（ヒ
ップポイント）を所定の位置（ニュートラル位置）に維
持可能に構成されたエアーサスペンションが知られてい
る。

公知のエアーサスペンションでは、シートを載置した
上枠（アッパーフレーム）が、たとえば、リンクアーム
からなる伸縮自在な略Ｘ字形のリンクを介して、下枠
（ロアフレーム）に支持され、空気ばねが上枠、下枠間
に設けられている。そして、たとえば、空気供給源から
空気ばねへの圧縮空気の供給、排気により、空気ばねの
内圧を加減することによって、シートのサスペンション
力が調整されている。

ここで、公知のエアーサスペンションとして、たとえ
ば、空気ばねへの圧縮空気の供給、排気を自動的に調整
する自動調整機能を備えた構成が、広く知られている。

このような自動調整機能において、空気ばねへの圧縮
空気の供給、排気は、切換制御弁によって制御され、切
換制御弁は、たとえば、リンクの伸縮に連動する切換手
段によって、適宜切換え可能に構成されている。切換手
段として、リンクの枢着点（連結点）に回動可能に取付
けられたカムが、一般的に利用されている。通常、公知
の構成においては、切換制御弁がリンクの内方のリンク
アームに固着されるとともに、カムが外方のリンクアー
ムに突設された連動ピン等によって、外方のリンクアー
ムに連動して回動可能に構成されている。

このような構成では、リンクが伸縮されると、リンク
の伸縮に連動して、カム（切換手段）が切換制御弁の供
給ピン、排気ピンを押圧し、空気ばねへの圧縮空気の供
給、排気を適宜切換える。そして、カムによる切換制御
弁の切換えによって、空気ばねの内圧が調整され、シー
トの荷重に対応する内圧のもとで、シートがニュートラ
ル位置に維持される。

なお、公知の構成においては、空気ばねへシートの圧
縮空気の供給、排気を手動で制御することによって、ニ
ュートラル位置を任意に調整可能とした構成も知られて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、公知の構成において、リンクの連動ピ
ンは、リンクの内方に向けて、外方のリンクアームの内
面に突設されているため、リンクの縮小の際に、連動ピ
ンが内方サイドのリンクアームに接触して、リンクの伸
縮範囲を狭くする、特に、シートのニュートラル位置を
任意に調整可能な構成においては、ニュートラル位置の
設定範囲が狭くなり、着座者の好み、体形等に適した高
さにシートのニュートラル位置を設定できない虞れがあ
る。

また、公知の構成においては、リンクの伸縮限度位置
およびその付近での、シートのニュートラル位置の設定
が可能とされている。しかしながら、リンクの伸縮限度
位置およびその付近にシートのニュートラル位置を設定
すると、ニュートラル位置を中心とするリンクのサスペ
ンションストロークが十分に得られず、着座者に底づき
感等を与え、着座者の快適性を低下させる虞れがある。
公知の構成においては、通常、着座者の感覚等によっ
て、サスペンションストロークを確保可能な位置にシー
トのサスペンション力を調整しているため、ニュートラ
ル位置の設定操作の煩雑化は避けられない。

また、公知の構成においては、自動車のわずかな振動
による切換制御手段の小刻みな切換えを防止するよう
に、たとえば、連動ピンがリンクの伸縮から所定の時間
だけ遅延するように、連動ピンとカムとの間やカムと切
換制御弁の供給ピン、排気ピンとの間に、いわゆる遊び
を設けている。

しかしながら、このような構成では、遊びを有する部
分が多くなり、リンクの伸縮がカムの回動、切換制御弁
の切換え、シートの昇降と順次伝達、作動されるため、
各動作の伝達が段階的になり、迅速な反応が得られず、
自動調整機能の円滑化がはかれない。

そして、各動作の伝達部分に、それぞれ遊びが設けら
れているため、シートのニュートラル位置は、所定の幅
を有している。つまり、切換制御弁の作動による空気ば
ねへの圧縮空気の供給、排気の違いや、カムによる供給
ピン、排気ピンの押力等の条件の違い等によって、シー
トの高さがニュートラル位置の幅内で変動する虞れがあ
り、好ましくない。

この発明は、シートのニュートラ位置の調整範囲を広
範囲とするとともに、リンクの伸縮に対して迅速に反応
する自動調整機能の得られるシートのエアーサスペンシ
ョンの提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、この発明によれば、内方
リンクアームの内面に設けられた駆動ギヤに噛合可能な
ピニオンギヤと、切換制御弁の供給ピン、排気ピンを押
圧可能な切換手段とを一体的に有して、シャフトが回動
自在に設けられている。このシャフトは、駆動ギヤへの
ピニオンギヤの噛合、離反を規制するように、切換制御
弁とともにスライド可能に取付けられ、このシャフトを
スライドさせ、駆動ギヤ、ピニオンギヤ間の噛合、離反
を規制可能に、スライド規制手段が設けられている。

また、空気供給源、空気ばね間で、切換制御弁を有す
る主経路と並列の個別の経路に、手動調整弁が設けられ
て、スライド規制手段の作動制御により自動調整、手動
調整が切換えられるとともに、空気ばねのサスペンショ
ン力の手動調整が可能となっている。そして、自動調整
時ににおいては、駆動ギヤへのピニオンギヤの噛合によ
り、切換手段がリンクの伸縮に連動し、切換制御弁が切
換えられるとともに、手動調整弁によるニュートラル位
置の手動調整時においては、スライド規制手段の作動に
より、ピニオンギヤが駆動ギヤから離反し、切換手段を
伴うことなく、リンクが単独で伸縮される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について
詳細に説明する。

第１図、第２図に示すように、この発明に係るシート
のエアーサスペンション10は、シート11を載置する上枠
（アッパーフレーム）12と、車床等に取付けられる下枠
（ロアフレーム）14との間に、伸縮自在なリンク16を備
えて構成されている。

リンク16は、たとえば、同じ長さのリンクアーム16a,
16bのほぼ中央部を枢支ピン18で連結（枢着）して、上
下方向に伸縮可能な略Ｘ形状に組立てられている。そし
て、リンク16は、上枠12、下枠14間で左右サイドに離間
して配設され、上枠を昇降可能に支持している。実施例
においては、リンクアーム16aが内方に、リンクアーム1
6bが外方にそれぞれ配置されている。

左右サイドの一対のリンク16は、それぞれ連動可能に
連結されている。第１図、第２図を見るとわかるよう
に、たとえば、リンクアーム16a,16bの後端の左右サイ
ド間が、（リヤ）連結ロッド20,21によって連動可能に
連結され、連結ロッド20を下枠14の後端部に、連結ロッ
ド21を上枠12の後端部に、それぞれ回動可能に取付けて
いる。また、リンクアーム16a,16bの前端の左右サイド
間が、たとえば、（フロント）連結ロッド24,25によっ
てそれぞれ連動可能に連結されている。そして、連結ロ
ッド24,25のそれぞれの端末に、たとえば、ローラ28を
設け、上枠12、下枠14内をそれぞれローラガイド30とし
て利用して、連結ロッド20を上枠の前端部に、連結ロッ
ド21を下枠の前端部にそれぞれ前後方向に移動可能に取
付けている。

このような構成によれば、リンクアーム16a,16bの前
端、つまり、リンク16の前端が可動端として形成され
た、リヤの連結ロッド20,21を中心としたリンクの回動
（伸縮）に伴って、リンクの可動端が前後方向に移動
し、上枠12の連結ロッド21,24間および下枠14の連結ロ
ッド20,25間の間隔の変化を補償している。

第１図に示すように、上枠12、下枠14の衝撃、振動等
を吸収するショックアブソーバ32が、たとえば、上下枠
のサイドの外方で、上下枠間に架設されている。ショッ
クアブソーバ32は、たとえば、上枠12のサイドに固着さ
れたブラケット34に一端を、下枠14の対応するサイドに
固着されたブラケット36に他端をそれぞれ回動可能に取
付けて配設されている。なお、ショックアブソーバ32は
公知の構成とされ、その構成はこの発明の趣旨でないた
め、詳細に説明しない。また、ショックアブソーバ32
は、上枠12、下枠14のサイドの外方に配設されている
が、上下枠間に架設されていれば足り、これに限定され
ず、左右のリンク16の間に設ける構成としてもよい。

更に、ブラケット38が左右サイドの内方のリンクアー
ム16a間に架設、固定されるとともに、別のブラケット4
0が下枠14の左右サイド間に架設、固定されている。そ
して、空気ばね42が、ブラケット38,40間に配設され、
リンク16を介して上枠12にサスペンション力を付加して
いる。

第３図を見るとわかるように、空気ばね42は、たとえ
ば、切換制御弁44を介して、空気供給源46に接続され、
切換制御弁によって、空気供給源からの圧縮空気の供
給、排気を制御可能に構成されている。空気供給源46と
して、通常、コンプレッサーが利用される。

切換制御弁44は、たとえば、流入口48、流出口50、排
出口52を持ち、流入口の開放、閉塞を行なう供給ピン54
と、流出口、排出口の開放、閉塞を切換える排気ピン56
とを備えた３ポート３位置弁から形成されている。供給
ピン54、排気ピン56は、通常、制御弁本体44aから突出
して設けられ、供給ピン、排気ピンの押込み、突出によ
って、流入口48、流出口50間、および、流出口、排出口
52間の連通、遮断を切換えるように、切換制御弁44が構
成されている。ここで、切換制御弁44として、たとえ
ば、供給ピン54、排気ピン56への押力が解除されると、
内蔵するリターンばねの偏倚力のもとで、供給ピン、排
気ピンが初期位置（突出位置）にそれぞれ自動的に復帰
するスプリングオフセット型のものが利用できる。

そして、コンプレッサー（空気供給源）46が導管58を
介して切換制御弁の流入口48に接続されるとともに、空
気ばね42が導管60を介して流出口50に接続され、切換制
御弁44を有するこの経路が、空気ばね、コンプレッサー
間の主経路として形成されている。

このような構成において、供給ピン54、排気ピン56
は、通常、それぞれのリターンばねの偏倚力のもとで、
制御弁本体44aから突出されている。このような状態に
おいては、第３図を見るとわかるように、切換制御弁の
流入口48、流路口50間が遮断さているため、コンプレッ
サー46からの圧縮空気は空気ばね42に供給されない。

このような状態から、たとえば、第４図に示すよう
に、供給ピン54が押込まれると、切換制御弁の流入口48
が流出口50に連通し、コンプレッサー46からの圧縮空気
が、空気ばね42に供給される。そして、押力の解除によ
って供給ピン54が制御弁本体44aから突出すると、切換
制御弁の流入口48、流出口50間が遮断され、空気ばね42
への圧縮空気の供給が停止される（第３図参照）。ま
た、第５図に示すように、排気ピン56を押込むと、切換
制御弁の流出口50、排出口52間が連通し、空気ばね42の
圧縮空気が、排出口から大気中に放出される。その後、
排気ピン56の押力を解除すると、流出口50、排出口52間
が遮断され、圧縮空気の放出が停止される（第３図参
照）。

第１図に加えて、第６図、第７図を見るとよくわかる
ように、たとえば、リンク16の内方のリンクアーム16a
の内面に駆動ギヤ62が取付けられるとともに、シャフト
64の一端に設けらえたピニオンギヤ66が、駆動ギヤに噛
合可能に配設されている。駆動ギヤ62は、たとえば、リ
ンク後端の連結ロッド20を中心とする扇状に形成された
セクタギヤとされ、一対の固定ピン68等によって、リン
クアーム16aの内面に固着されている。

また、下枠14の左右サイド間に架設、固定された取付
けプレート70にベースブラケット72が固着されるととも
に、ベースブラケット内に、略コ字形状のスライドブラ
ケット74がスライド可能に収納されている。そして、ベ
ースブラケット72の挿通孔76、スライドブラケット74の
挿通孔78を連通して、シャフト64がベースブラケットの
左右サイド間に架設され、シャフトの延出端64a,64bに
嵌着されたＥリング80等によって、軸線方向に移動不能
に軸支されている。

ここで、ベースブラケットの挿通孔76は、たとえば、
シート11の前後方向に延びた長孔として形成されてい
る。つまり、シャフト64は、スライドブラケット74に対
して回動自在に取付けられて、スライドブラケット74と
ともにベースブラケット72に対して前後方向にスライド
可能とされている。

このような構成によれば、第７図、第８図に示すよう
に、ベースブラケット72に対する前後方向（図中左右方
向）へのスライドブラケット74のスライドによって、駆
動ギヤ62、ピニオンギヤ66が噛合、離反される。つま
り、ベースブラケット72に対して、スライドブラケット
74がシャフト64とともに前方（左方）にスライドする
と、ピニオンギヤ66が駆動ギヤ62から離反し、スライド
ブラケットが後方（右方）にスライドすると、ピニオン
ギヤが駆動ギヤに噛合される。そして、駆動ギヤ62への
ピニオンギヤ66の噛合時においては駆動ギヤ、ピニオン
ギヤが連動し、駆動ギヤからのピニオンギヤの離反時に
おいては連動されることもなく、それぞれ個別に作動さ
れる。

なお、スライドブラケット74の下方に突設82を設け、
突起をベースブラケットの対応する長孔状の挿通孔84に
遊挿するとよい。このような構成では、ベースブラケッ
ト72に対するスライドブラケット74のスライドの際に、
突起82、挿通孔84がスライドガイドとなるため、スライ
ドブラケットの傾斜等が防止でき、スライドブラケッ
ト、シャフト64の円滑なスライドが確保できる。

ベースブラケット72に対するスライドブラケット74、
シャフト64のスライド、つまり、駆動ギア62、ピニンオ
ンギヤ66間の噛合、離反は、たとえば、スライド規制手
段86によって規制されている。第６図、第９図に示すよ
うに、スライド規制手段86として、たとえば、伸縮可能
なピストン88を有するシリンダが利用できる。シリンダ
（スライド規制手段）86は、たとえば、圧縮空気の供給
によってピストン88をシリンダ本体86a内に引込むとと
もに、圧縮空気の排出によって内蔵のリターンばねの偏
倚力のもとでピストンを初期位置に復帰（突出）させる
ばね付の引込み単動シリンダとして形成されている。

そして、シリンダ本体86aをベースブラケットの前方
壁72aの外方に固着し、前方壁の挿通孔90から延出され
たピストン88をスライドブラケットの基片74aの挿通孔9
2に挿通し、ピストンの延出端に内方からナット94を螺
着することによって、シリンダ86が取付けられている。

このような構成では、シリンダ86への圧縮空気の供給
に伴うピストン88の縮小によって、スライドブラケット
74がベースブラケット72に対して前方（左方）にスライ
ドし、シリンダからの圧縮空気の排出によって、スライ
ドブラケットが後方（左右）にスライドされる。

第６図、第９図に示すように、切換制御弁44が、たと
えば、シャフト64の下方で、供給ピン54、排気ピン56を
シャフトサイドに突出させて、スライドブラケット74の
側壁間に固着されている。

ここで、切換制御弁の供給ピン454、排気ピン56を押
圧することによって切換制御弁44を切換可能な切換手段
96が、シャフト64に設けられている。切換手段96とし
て、たとえば、第６図、第９図に示すように、シャフト
64に設けられた第１のカム98、第２のカム100が利用で
き、第１、第２のカムは、所定角度、たとえば、ぼぼ18
0゜ずらして設けられている。

このような構成において、たとえば、リンク16の伸縮
に伴って、内方のリンクアーム16aが連結ロッド20を中
心として揺動すると、リンクアーム16aとともに駆動ギ
ヤ62が移動し、ピニオンギヤ66を対応する方向に回動さ
せる。すると、シャフトの第１、第２のカム98,100が、
シャフト64を介して、対応する方向にピニオンギヤ66と
一体的に回動し、対応するカムによって、切換制御弁の
供給ピン54、排気ピン56がそれぞれ押圧され、空気ばね
42への圧縮空気の供給、排気が行なわれる（第９図参
照）。

通常、第１、第２のカム98,100は、切換制御弁の給気
ピン54、排気ピン56を押圧しない位置に配設され、リン
ク16の伸縮によって、カムが所定角度以上回動したと
き、対応するカムによって、供給ピン、排気ピンを押圧
するように構成されている。このような構成では、第
１、第２のカム98,100は、切換制御弁の供給ピン54、排
気ピン56に対応して、いわゆる遊びを有して配設され、
カムによる供給ピン、排気ピンの押圧は、リンク16の伸
縮から遅延される。そのため、車両の走行中等において
生じるわずかな振動が、第１、第２のカム98,100の遊び
に吸収され、わずかな振動による切換制御弁44の不要な
切換えが確実に防止される。

なお、ピニオンギヤ66、駆動ギヤ62のギヤ比は、たと
えば、リンク16の伸縮全範囲（フルストローク）で、第
１、第２のカム98,100の回動を360゜以下に抑えるよう
に設定される。

ここで、第６図に示すように、たとえば、偏倚手段10
1によって、シャフト64に偏倚力が付与されている。偏
倚手段101として、たとえば、端末をシャフト64、スラ
イドブラケット74の側壁にそれぞれ係止してシャフトに
巻装されたトーションばねが利用できる。そして、駆動
ギヤ62、ピンオンギヤ66が離反してシャフト64をフリー
としたとき、シャフトともに第１、第２のカム98,100を
わずかな偏倚力のもとで初期位置に戻すように、トーシ
ョンばね（偏倚手段）101が構成されている。このよう
な構成では、駆動ギヤ62からのピニオンギヤ66の離反に
よって、第１、第２のカム98,100が、いずれの位置から
も、切換制御弁の供給ピン54、排気ピン56を押圧しない
初期位置に戻される。そのため、駆動ギヤ62へのピニオ
ンギヤ66の噛合時において、第１、第２のカム98,100
は、常に初期位置に設定されている。

なお、実施例において、切換手段96は、シャフト64に
設けられた第１、第２のカム98,100として具体化されて
いるが、リンク16の伸縮に連動して、切換制御弁44を切
換可能な構成であれば足り、これに限定されない。しか
しながら、切換制御弁の供給ピン54、排気ピン56を押圧
可能な第１、第２のカム98,100から切換手段96を構成す
れば、リンク16の伸縮に連動して、切換制御弁44を確実
に切換えるため、エアーサスペンション10に作動不良を
生じさせることもない。

また、スライド規制手段86は、エア式の引込み単動シ
リンダとして具体化されているが、シャフト64を任意の
方向にスライドさせて、駆動ギヤ62、ピニオンギヤ66の
噛合、離反を規制すれば足り、この構成ひ限定されな
い。

そして、実施例において、シャフト64は、シート11の
前後方向（図中左右方向）にスライド可能に構成されて
いるが、ピニオンギヤ66が駆動ギヤ62に噛合、離反すれ
ば足り、これに限定されず、シートの左右方向（横方
向）にスライド可能な構成としてもよい。しかし、実施
例のように、シートの前後方向にスライド可能とすれ
ば、離反位置からの駆動ギヤ62へのピニオンギヤ66の噛
合が確実、容易に行なえる。

また、操作レバー102を有する手動調整弁104が、第１
図に示すように、着座者の操作可能な位置、たとえば、
上枠12のサイド等に取付けられている。第３図を見ると
わかるように、手動調整弁104は、たとえば、それぞれ
２ポジションの流入口106,108、流出口110,112、排出口
114,116を備えた６ポート３位置弁から形成され、操作
レバー102の切換操作によって、流入口、流出口間、流
出口、排出口間等の連通、遮断を切換可能に構成されて
いる。そして、手動調整弁104として、たとえば、内蔵
のリターンばねの偏倚力のもとで、操作レバー102を中
立位置（初期位置）に復帰させるスプリングオフセット
形のものが利用できる。

ここで、手動調整弁104は、たとえば、切換制御弁44
を有する主経路とは別の並列の経路を介して、空気ばね
42、コンプレッサー46間に設けられている。

第３図に示すように、たとえば、手動調整弁の流入口
106からの導管118が、３方継手120を介して流入口108か
らの導管122と接続され、主経路の導管58に設けられた
３方継手124を介して、コンプレッサー46に接続されて
いる。そして、たとえば、手動調整手段の流出口110か
らの導管126が、主経路の導管に設けられた３方継手128
によって、空気ばね42に接続されている。

このような構成では、手動調整弁104は、通常、リタ
ーンばねの偏倚力のもとでOFF位置に維持され、このよ
うな状態においては、流入口106,108がそれぞれ遮断さ
れているため、コンプレッサー46からの圧縮空気は、空
気ばね42に供給されない。このような状態から、たとえ
ば、操作レバー102を任意の方向に倒すことによって、
手動調整弁104が切換えられ、コンプレッサー46から空
気ばね42への圧縮空気の供給、および、空気ばねからの
圧縮空気の排気が制御されている。

なお、手動調整弁104は、操作レバー102によって切換
可能な構成として具体化されているが、これに限定され
ず、たとえば、吸気ピン、排気ピン等の操作ピンを押圧
することによって切換えられる構成としてもよい。

また、手動調整弁104は、上枠14のサイドに取付けら
れているが、着座者が操作可能な位置であれば足り、サ
イドに限定されず、上枠の前端部等に設ける構成として
もよい。

また、シリンダ86が、導管130を介して、手動調整弁
の流出口112に接続されるとともに、３方継手132によっ
て分岐された導管134が、３方継手136を介して導管130
に接続されている。ここで、第３図を見るとわかるよう
に、手動調整弁104のOFF状態においては、流出口112が
排出口116に連通しているため、通常、シリンダ86はピ
ストン88の延出状態に設定されている。

上記のような構成のシートのエアーサスペンション10
は、以下のような作動する。

たとえば、第２図に示すようなシート11のニュートラ
ル位置を初期位置と仮定し、ニュートラル位置での切換
制御弁の吸気ピン54、排気ピン56と第１、第２のカム9
8,100との位置関係を第９図に、切換制御弁44の状態を
第３図にそれぞれ示す。第９図に実線で示すように、ニ
ュートラル位置において、第１、第２のカム98,100は、
いずれも切換制御弁の給気ピン54、排気ピン56を押圧し
ない位置にある。つまり、第３図に示すように、切換制
御弁の流入口48、流出口50間は遮断され、空気ばね42内
の圧縮空気は空気ばねに封じ込められるため、シート11
の負荷に対応した適切なサスペンション力でシートをニ
ュートラル位置に維持できる（第２図参照）。

また、手動調整弁の操作レバー102の未操作時（OFF
時）を初期状態と仮定する。この状態においては、第３
図に示すように、手動調整弁104のもとで、コンプレッ
サー46、シリンダ86間が遮断されているため、シリンダ
のピストン88は内蔵のリターンばね偏倚力のもとで伸長
されている。そのため、ピニオンギヤ66は駆動ギヤ62に
噛合され、第１、第２のカム98,100が、シャフト64を介
して、リンク16の伸縮に連動される。

たとえば、第２図、第９図に示すシート11のニュート
ラル位置を、着座者のない状態でのニュートラル位置と
仮定し、この状態において、着座者が着座すると、空気
ばね42のサスペンション力を越える荷重がシートに作用
し、上枠12は、空気ばねのサスペンション力に抗して沈
み込み、リンク16を縮小させる。リンク16が縮小する
と、第９図に実線で矢視するように、リンクアーム16a
が、連結ロッド20を中心として反時計方向に揺動され、
駆動ギヤ62が下方に移動して、ピニンオンギヤ66を時計
方向に回動させる。

そして、第１、第２のカム98,100が、ピニオンギヤ66
の回動に伴って、シャフト64とともに時計方向に回動さ
れ、切換制御弁の供給ピン54が、第１カム98によって押
圧される。すると、第４図に示すように、切換制御弁の
流入口48、流出口50間が連通して、圧縮空気が導管58,6
0よりなる主経路を介し、コンプレッサー46から空気ば
ね42に供給され、空気ばねの内圧を加圧して、空気ばね
のサスペンション力を増加させる。

空気ばねのサスペンション力が増加すると、ニュート
ラル位置から沈み込んでいた上枠12が、リンク16の伸長
を伴って上昇する。そして、上枠12の上昇に伴って、リ
ンクアーム16aが連結ロッド20を中心として時計方向に
揺動すると、駆動ギヤ62、ピニオンギヤ66を介して、第
１、第２のカム98,100が反時計方向に回動する。する
と、第１カム98による切換制御弁の供給ピン54の押力が
解除され、第３図に示すように、切換制御弁の流入口4
8、流出口50間が遮断されて、コンプレッサー46からの
圧縮空気の供給が阻止されるとともに、空気ばね42内に
流入された圧縮空気が封じ込められる。そのため、シー
ト11に作用する荷重、つまりは着座者の体重に応じた最
適のサスペンション力に、空気ばね42は維持される。

なお、着座者の体重によって、上枠12の沈み込みの度
合は異なるが、シート11がニュートラル位置に戻される
まで、切換制御弁の供給ピン54は第１カム98によって押
圧され続けるため、着座者の体重の重さとは無関係に、
一定のニュートラル位置が設定される。

ここでは、着座者のない状態でのシート11のニュート
ラル位置から、着座によって上枠12が沈み込んだ場合を
仮定して説明している。しかし、たとえば、着座者のあ
るときにおける、走行中の大きな振動等によって、シー
ト11、つまり、上枠12がニュートラル位置から沈み込ん
だ場合においても、同様に動作により、シートのニュー
トラル位置が維持される。

また、着座者が降車時等において、故意に尻部を浮か
せて、シート11に作用する荷重が、空気ばね42のサスペ
ンション力に対応する荷重より軽くなると、上枠12は、
空気ばねのサスペンション力によって持上げられ、リン
ク16の伸長を伴って上昇する。リンク16が伸長すと、第
９図に一点鎖線で失視するように、リンクアーム16a
が、連結ロッド20を中心として時計方向に揺動され、駆
動ギヤ62が上方に移動して、ピニオンギヤ66を反時計方
向に回動させる。そして、第１、第２のカム98,100が、
ピニオンギヤ66の回動に伴って、シャフト64とともに反
時計方向に回動され、切換制御弁の排気ピン56が、第２
ガム100によって押圧される。すると、第５図に示すよ
うに、切換制御弁の流出口50、排出口52間が連通して、
空気ばね42の圧縮空気が排出口から大気中に放出され、
空気ばねの内圧を減圧して、空気ばねのサスペンション
力を減少させる。

空気ばね42のサスペンション力が減少すると、ニュー
トラル位置から上昇していた上枠12が、リンク16の縮小
を伴って下降する。そして、リンク16の縮小に伴って、
第２カム100による切換制御弁の排気ピン56の押圧が解
除され、切換制御弁の流出口50、排出口52間が遮断され
て、空気ばね42からの圧縮空気の放出が阻止される（第
３図参照）。そのため、たとえば、着座者のない状態に
応じたサスペンション力に、空気ばね42が設定され、シ
ート11はニュートラル位置に維持される。

なお、ここでは、降車時等において、着座者がシート
11から故意に尻部を浮かせた場合を仮定しているが、た
とえば、走行中の大きな振動等によって、シートがニュ
ートラル位置から上昇した場合においても、同様の動作
により、シートのニュートラル位置が維持される。

上記のように、ニュートラル位置からシート11が上下
に移動しても、第１、第２のカム98,100による切換制御
弁44の切換えによって、空気ばね42への圧縮空気の供
給、または、空気ばねからの圧縮空気の排気が行なわ
れ、空気ばねによるサスペンション力が自動的に調整さ
れる。そして、シート11は、ニュートラル位置に自動的
に復帰し、適切なサスペンション力のもとで、ニュート
ラル位置に維持される。このように、切換制御弁44、第
１、第２のカム98,100は、適切なサスペンション力のも
とで、シート11をニュートラル位置に自動的に設定する
自動調整機能（オートレベラレザー）として作用する。

そして、この発明のシートのエアーサスペンション10
によれば、駆動ギヤ62に噛合されたピニオンギヤ66の回
動により、シャフト66を介して第１、第２のカム89、10
0が作動し、切換制御弁44を切換え、空気ばね42への圧
縮空気の供給、排気が制御されて、空気ばねのサスペン
ション力が自動的に調整されている。

つまり、外方のリンクアームに突設部材を設ける公知
の構成と異なり、この発明によれば、外方のリンクアー
ム16bの内面に突設部材等を設ける必要がないため、リ
ンク16の伸縮が他部材等によって妨害されることもな
く、リンクの伸縮範囲が広く確保できる。

そして、駆動ギヤ62、ピニオンギヤ66によって、リン
ク16の伸縮が第１、第２のカム98,100に伝達され、リン
クの伸縮に連動して、切換制御弁44が確実に切換えられ
る。つまり、リンク16の伸縮が第１、第２のカム98,100
に直接的に伝達されるため、各カムの回動がリンクの伸
縮に迅速に連動し、切換制御弁44が直ちに切換えられ
る。そのため、リンク16の伸縮に対する切換制御弁44の
迅速な反応が得られ、構成を複雑化することなく、シー
トのニュートラル位置の自動調整機能が十分に円滑化さ
れる。

更に、リンク16の伸縮に連動して、第１、第２のカム
98,100が直接的に回動するため、いわゆる遊びが少な
く、シートのニュートラル位置の幅が十分に制御でき
る。そのため、切換制御弁44の作動後でも、ニュートラ
ル位置における、シート11の高さが変動することもな
く、シートが所定のニュートラル位置に確実に維持され
る。

上記のように、手動調整弁104をOFFとしていれば、自
動調整機能によって、サスペンション力を調整しなが
ら、シート11がニュートラル位置に自動的に設定され
る。

ここで、たとえば、シート11のニュートラル位置にお
いて、手動調整弁104を任意の方向に操作すれば、手動
による圧縮空気の供給、排気のもとで、シートのニュー
トラル位置が任意に設定できる。

たとえば、シート11のニュートラル位置において、手
動調整弁の操作レバー102を上昇方向に操作すると、第1
0図に示すように、手動調整弁の流入口106、流出口110
間および流入口108、流出口112間がそれぞれ連通され
る。すると、コンプレッサー46からの圧縮空気が、導管
118、手動調整弁104および導管126を介して空気ばね42
に供給され、空気ばねの内圧を加圧して、空気ばねのサ
スペンション力を増加し、シートに上昇させる。

このとき、空気ばね42への圧縮空気の供給と同時に、
導管122、手動調整弁104および導管130を介して、コン
プレッサー46からの圧縮空気が、シリンダ86に供給され
る。すると、圧縮空気の供給によって、シリンダのピス
トン88が縮小し、第８図に示すように、スライドブラケ
ット72とともにシャフト64が前方（左方）に移動して、
ピニオンギヤ66が駆動ギヤ62から離反される。つまり、
手動調整弁104の操作時において、リンク16は、シャフ
トの第１、第２のカム98,100の動作を伴うことなく、単
独で伸縮される。

そして、シート11の任意の高さにおいて、手動調整弁
の操作レバー102の操作力を解除すると、第３図に示す
ように、手動調整弁の流入口106、流出口110間が遮断さ
れ、圧縮空気が空気ばね内に封じ込められて、シートが
任意の高さに維持される。

ここで、手動調整弁104がOFFに切換えられると、手動
調整弁の流出口112が排出口116に連通される。そのた
め、第３図に一点鎖線で失視するように、シリンダ86か
らの圧縮空気は、導管130、手動調整弁104を介して、大
気中に放出される。すると、第７図に示すように、シリ
ンダのピストン88は、内蔵のリターンばねの偏倚力のも
とで伸長し、ピストンの伸長に伴って、スライドブラケ
ット74が後方（右方）にスライドし、ピニオンギヤ66が
駆動ギヤ62に噛合される。このとき、シャフトの第１、
第２のカム98,100は、トーションばね101の偏倚力のも
とで、初期位置に戻されているため、第１、第２のカム
は切換制御弁の供給ピン54、排気ピン56を押圧しない状
態で、ピニオンギヤ66が駆動ギヤ62に噛合される。つま
り、手動調整によって、新しく設定されたニュートラル
位置が、シート11のニュートラル位置として任意に設定
される。

また、第11図に示すように、手動調整弁の操作レバー
102を下降方向に操作（ON）すると、手動調整弁の流入
口108、流出口112間および流出口110、排出口114間が相
互に連通される。すると、空気ばね42からの圧縮空気
が、導管126、手動調整弁104を介して大気中に放出さ
れ、空気ばねの内圧を減圧し、空気ばねのサスペンショ
ン力を低下させて、シート11を下降させる。

このとき、手動調整弁の流入口108、流出口112間の連
通によって、コンプレッサーからの圧縮空気が、導管13
0を介して、シリンダ86に供給され、ピストン88を縮小
させて、駆動ギヤ62からピニオンギヤ66を離反させる
（第８図参照）。つまり、手動制御における、シート11
の下降時においても、切換制御弁44とは無関係にリンク
16が縮小される。

そして、シート11の任意の高さにおいて、手動調整弁
の操作レバー102の操作力を解除してOFFすると、第３図
に示すように、手動調整弁の流出口110、排出口114間が
遮断されて、空気ばね42からの圧縮空気の放出が阻止さ
れ、シートが任意の高さに維持される。このとき、第３
図に示すように、手動調整弁の流出口112、排出口116間
が連通するため、シリンダ86からの圧縮空気が排出口11
6を介して大気中に放出され、内蔵のリターンばねの偏
倚力のもとでシリンダのピストン88が伸長されて、ピニ
オンギヤ66が駆動ギヤ62に噛合される（第７図参照）。
そして、任意に調整されたシート11の高さが、新しいニ
ュートラル位置として設定され、自動調整機能のもと
で、シートのサスペンション力が調整される。

上記のように、手動調整弁104の操作レバー102を任意
の方向に操作（ON）し、たとえば、好みの高さにおい
て、操作レバーの操作力を解除すれば、シート11の高さ
が任意に調整でき、その高さが、シートの新しいニュー
トラル位置として設定される。そのため、着座者は、自
己の好み、体形等に応じたシート11の高さに容易に設定
でき、着座者の快適性、安全性が十分に確保できる。

ところで、手動調整弁104による手動調整時におい
て、リンク16の伸縮限度により規定される通常の上限位
置、下限位置をシート11の新しいニュートラル位置とし
て設定すると、ニュートラル位置より上方または下方
に、リンクの十分なサスペンションストロークを確保で
きない虞れがある。そこで、この発明においては、リリ
ーフ弁138,140によって、リンク16のサスペンションス
トロークを確保可能なニュートラル限度位置を規定し、
手動調整弁の過剰な操作のもとでも、シート11のニュー
トラル限度位置を自動的に設定するように構成されてい
る。

第３図に示すように、リリーフ弁138,140として、た
とえば、内蔵するリターンばねの偏倚力のもとで初期位
置（突出位置）に復帰可能な操作ピン142,144備えたを
弁がそれぞれ利用されている。そして、リリーフ弁138,
140は、操作ピン142,144の押圧、押圧解除によって、流
入口146、排出口148間、および、流入口150、排出口152
間が連通、遮断されるスプリングオフセット形の２ポー
ト２位置弁としてそれぞれ形成されている。

このようなリリーフ弁138,140は、第１図、第２図に
加えて第12図を見るとわかるように、たとえば、リンク
前端のローラ28の前後に配置され、リンクの伸縮に伴っ
て移動するローラによって、操作ピン142,144をそれぞ
れ押圧するように構成されている。リリーフ弁138は、
たとえば、シート11のニュートラル下限位置を規定する
位置に配置され、シートのニュートラル下限位置は、通
常、リンク16の伸縮範囲の下限位置より40mm程度高い位
置に設定される。また、同時に、リリーフ弁140は、シ
ート11のニュートラル上限位置を規定する位置はに配置
され、シートのニュートラル上限位置は、リンク16の伸
縮範囲の上限位置より40mm程度低い位置に設定される。

たとえば、第10図に示すような、手動調整弁104の調
整によるシート11の上限時においては、前述したよう
に、シリンダのピストン88の縮小により、ピニオンギヤ
66が駆動ギヤ62から離反し、第１、第２のカム98、100
の回動を伴うことなく、リンク16の伸長を伴って、シー
トが上昇される。

このような手動上限時において、シート11がニュート
ラル上限位置に到達すると、リンク前端のローラ28がリ
リーフ弁140の操作ピン144を押圧し、第13図に示すよう
に、リリーフ弁の流入口150、排出口152間が連通され
る。そして、シリンダ86の圧縮空気が、導管130,134を
通り、コンプレッサー46からの圧縮空気とともにリリー
フ弁140の排出口152から大気中に放出される。すると、
シリンダのピストン88が、リターンばねの偏倚力のもと
で伸長し、スライドブラケット74がベースブラケット72
に対してシャフト62とともにスライドし、ピニオンギヤ
66が駆動ギヤ62に噛合される。つまり、リンク前端のロ
ーラ28によるリリーフ弁140の操作ピン144の押圧によっ
て。ピニオンギヤ66が駆動ギヤ62に噛合し、対応するシ
ート11の位置がシートのニュートラル上限位置として設
定される。

ここで、第13図を見るとわかるように、リリース弁14
0の作動による、シート11のニュートラル上限位置設定
後においても、手動調整弁の操作レバー102を続けて操
作すると、手動調整弁の流入口106、流出口110を介し
て、コンプレッサー46からの圧縮空気が空気ばね42に供
給されているため、シートは更に上昇する。しかしなが
ら、この場合においては、リンク16の伸長に伴って、第
１、第２のカム98,100が対応する方向に回動される。そ
のため、第13図に一点鎖線で示すように、第２カム100
によって切換制御弁の排気ピン56が押圧されると、流出
口50、排出口52の連通によって、空気ばね42の圧縮空気
が大気中に放出され、シート11のニュートラル上限位置
が自動的に設定される。

また、同様に、第11図に示すような、手動調整弁104
の調整によるシート11の下降時においては、空気ばね42
からの圧縮空気が、導管60,126および手動調整弁を介し
て大気中に放出されるとともに、手動調整弁を介するコ
ンプレッサー46からの圧縮空気の供給によって、スライ
ド規制手段（シリンダ）のピストン88が縮小している。

このような状態において、シート11がニュートラル下
限位置に到達すると、リンク前端のローラ28がリリーフ
弁138の操作ピン142を押圧し、第14図に示すように、リ
リーフ弁の流入口146、排出148間が連通される。そし
て、シリンダ86の圧縮空気が、導管130,134を通り、コ
ンプレッサー46からの圧縮空気とともにリリーフ弁138
の排出口148から大気中に放出される。すると、ピスト
ン88がリターンばねの偏倚力のもとで伸長して、ピニオ
ンギヤ66を駆動ギヤ62に噛合させ、対応するシート11の
位置をニュートラル下限位置として設定する。

そして、シート11のニュートラル下限位置到達後にお
いて、手動調整弁の操作レバー102の操作を続けても、
第14図に一点鎖線で示すように、切換制御弁の供給ピン
54が第１カム98によって押圧されると、コンプレッサー
46からの圧縮空気が導入管58、切換制御弁44および導管
60を介して空気ばね42に供給される。そのため、シート
11は、通常の切換制御弁44の作動時と同様に、切換制御
弁の切換えによって、ニュートラル下限位置に設定され
る。

上記のように、リリーフ弁138,140によって、シート1
1のニュートラル限度位置を規定すれば、手動調整時に
誤ってシートを過剰に昇降させても、シートのニュート
ラル限度位置が自動的に設定される。そのため、シート
11のいずれの位置においても、リンク16のサスペンショ
ンストロークが確保でき、底つき感等を着座者に与える
こともなく、着座者の快適性が十分に改善される。

なお、実施例において、リリーフ弁138,140は、リン
ク前端のローラ28の前後に配置され、ローラの移動によ
り、操作ピン142,144を押圧するように構成されてい
る。しかし、リンク16の伸縮に伴って、操作ピン142,14
4を押圧可能であれば足り、ローラ28の前後に限定され
ず、連結ロッド24,25等の前後に配置する構成としても
よい。

しかしながら、実施例のように、リンク16の前端のロ
ーラ28の前後に配置する構成とすれば、リリーフ弁137,
140を取付けるための専用の別部材等が省略でき、構成
の複雑化を招かないとともに、部品点数の増加が防止さ
れる。

また、リリーフ弁138,140は、下枠14のローラガイド3
0に配置されているが、上枠12のローラガイドで、ロー
ラ28の前後に配置してもよいことはいうまでもない。

更に、リリーフ弁138,140は、下枠14に固定されてい
るが、これに限定されず、たとえば、リンク16の可動端
による押圧方向と反する方向の偏倚力のもとで、可動端
による押圧方向にスライド可能に取付ける構成としても
よい。このような構成では、ニュートラル限度位置にお
ける、リンク16の過剰な伸縮に伴う過大な負荷が、リリ
ーフ弁138,140に作用しても、偏倚力に抗する移動範囲
内においてリリーフ弁が移動するため、過大な負荷が吸
収できる。そのため、リリーフ弁138,140の損傷等が十
分に防止できる。

そして、切換制御弁44、手動調整弁104およびリリー
フ弁138,140は、その構成、操作性、価格等から、図示
の構成のような弁とすることが好ましいとはいえ、これ
に限定されず、他の弁から形成してもよい。

更に、この発明のエアーサスペンション10は、自動車
等のシートに適するとはいえ、これに限定されず、たと
えば、電車、飛行機、船舶等のシートに装着してもよ
い。

上述した実施例は、この発明を説明するためのもので
あり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の
技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発
明に包含されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

上記のように、この発明に係るシートのエアーサスペ
ンションによれば、駆動ギヤに噛合されたピニオンギヤ
の回動により、リンクの伸縮が切換制御弁の切換動作に
変換され、空気ばねへの圧縮空気の供給、排気が制御さ
れて、空気ばねのサスペンション力が自動的に調整され
ている。

そのため、外方のリンクアームに突設部材を設ける必
要がなく、リンクの伸縮範囲、つまりは、シートのニュ
ートラル位置の設定範囲が、広く確保できる。したがっ
て、着座者は、自己の好み、体形等に応じたシートの高
さに容易に設定でき、着座者の快適性、安全性が十分に
確保できる。

そして、駆動ギヤ、ピニオンギヤの連動によって、リ
ンクの伸縮が、切換制御弁の切換動作に直接的に変換さ
れる。そのため、リンクの酸縮に対する切換制御弁の迅
速な反応が得られ、構成を複雑化することなく、シート
のニュートラル位置の自動調整機能が十分に円滑化され
る。

更に、リンクの伸縮が、切換制御弁の切換動作の直接
的に変換されるため、いわゆる遊びが少なく、シートの
ニュートラル位置の幅が十分に抑制できる。そのため、
切換制御弁の作動後でも、ニュートラル位置における、
シートの高さが変動することもなく、シートが所定のニ
ュートラル位置に確実に維持される。

そして、駆動ギヤからのピニオンギヤの離反によっ
て、切換制御弁の切換えを伴わずに、リンクが伸縮され
る。そのため、構成を複雑化することなく、シートのニ
ュートラル位置の調整可能なシートのエアーサスペンシ
ョンが容易に得られる。

また、ピニオンギヤが、切換制御弁の切換手段を有す
るシャフトに一体的に設けられるとともに、スライド可
能に取り付けられたシャフトを、手動調整弁により制御
されるスライド規制手段によって規制可能な構成とたな
っている。そのため、簡単な構成にも拘らず、駆動ギ
ヤ、ピニオンギヤ間の噛合、離反が確実に行なえるとと
もに、リンクの伸縮が制御制御弁の切換動作に確実に変
換できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るシートのエアーサスペンショ
ンの一部破断の概略斜視図、 第２図は、シートのニュートラル位置におけるエアーサ
スペンションの概略縦断面図、 第３図は、シートのニュートラル位置における空気供給
源、空気ばね間の接続図、 第４図、第５図は、ニュートラル位置を基準としたシー
トの下方位置、上方位置における空気供給源、空気ばね
間の各接続図、 第６図、第９図は、切換手段、切換制御弁を中心とした
エアーサスペンションの一部破断の部分拡大斜視図、お
よび、部分拡大正面図 第７図、第８図は、スライド規制手段の作動前後におけ
る駆動ギヤ、ピニオンギヤを中心とした各部分拡大正面
図、 第10図、第11図は、手動調整の給気時、排気時における
空気供給源、空気ばね間の各接続図、 第12図は、リリーフ弁、ローラの位置関係を示す一部破
断の部分拡大図、 第13図、第14図は、リリーフ弁の作動時における空気供
給源、空気ばね間の各接続図である。 10:シートのエアーサスペンション、11:シート、12:上
枠、14:下枠、16:リンク、16a,16b:内方、外方のリンク
アーム、28:ローラ、32:ショックアブソーバ、42:空気
ばね、44:切換制御弁、46:空気供給源（コンプレッサ
ー）,54:供給ピン、56:排気ピン、62:駆動ギヤ（セクタ
ギヤ）、64:シャフト、66:ピニオンギヤ、86:スライド
規制手段（シリンダ）、96:切換手段、98,100:第１、第
２のカム、101:偏倚手段（トーションばね）、102:操作
レバー、104:手動調整弁、138,140:リリーフ弁、142,14
4:操作ピン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リンクアームからなる伸縮自在の略Ｘ形状
   のリンクを介して、シートを載置した上枠が下枠に支持
   されるとともに、上枠、下枠間に空気ばねが設けられ、
   リンクの伸縮に連動した切換制御弁の切換えによって、
   空気供給源から空気ばねへ圧縮空気の供給、排気を制御
   し、空気ばねの内圧を加減して、シートの荷重に対応し
   たサスペンション力を自動的に調整、維持するシートの
   エアーサスペンションにおいて、 内方のリンクアームの内面に設けられた駆動ギヤと、 駆動ギヤに噛合可能なピニオンギヤと切換制御弁の供給
   ピン、排気ピンを押圧可能な切換手段とを一体的に有し
   て、回動自在に設けられ、駆動ギヤへのピニオンギヤの
   噛合、離反を規制するように、切換制御弁とともにスラ
   イド可能に取付けられたシャフトと、 シャフトをスライドさせ、駆動ギヤ、ピニオンギヤ間の
   噛合、離反を規制するスライド規制手段と、 空気供給源、空気ばね間で、切換制御弁を有する主経路
   と並列の個別の経路に設けられて、スライド規制手段の
   作動制御により自動調整、手動調整を切換えるととも
   に、空気ばねのサスペンション力の手動調整を行なう手
   動調整弁と、 を具備し、 自動調整時においては、駆動ギヤへのピニンギヤの噛合
   により、切換手段がリンクの伸縮に連動して作動し、切
   換制御弁を切換えるとともに、 手動調整弁によるニュートラル位置の手動調整時におい
   ては、スライド規制手段の作動により、ピニオンギヤが
   駆動ギヤから離反し、切換手段を伴うことなく、リンク
   が単独で伸縮することを特徴とするシートのエアーサス
   ペンション。