JP4330456B2 - Seat suspension and control device therefor - Google Patents
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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及びその制御装置に関する。 The present invention relates to a seat suspension for a vehicle such as an automobile and a control device therefor.
特許文献1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、全体のバネ定数を極めて小さく、好ましくは全体のバネ定数を実質的に略ゼロになる構成とし、振動を吸収するものである。
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、全体の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制御装置を開示している。
しかしながら、特許文献1に開示された制御装置は、上記のように、負荷質量(人の体重)に応じての上部フレームの位置調整を行うが、パーキングブレーキの使用時あるいはシフトレバーがパーキングレンジに入力されているときのみ、制御回路がONになるように設定されている。従って、走行中に、姿勢変化などによって負荷質量の変動が生じた場合には、磁気バネを中立位置に保つことができない。その一方、姿勢変化に応じた中立位置を常時確保できるようにするには、特許文献1において、走行中も制御回路がONになるように設定することが考えられる。しかしながら、この場合には、姿勢変化に応じた中立位置の確保が可能になるにしても、本来的に位置調整する必要のない外部振動入力があった際にも、中立位置に復帰させようとする。すなわち、負荷質量に応じた中立位置が既に保たれているにも拘わらず、外部振動入力により、実質上、負荷質量に応じた中立位置ではない位置に調節されることになってしまう。これでは、振動吸収機構は、その除振機能を効果的に発揮することができない。
However, the control device disclosed in
本発明は上記に鑑みなされたものであり、振動吸収機構の負荷質量に応じた中立位置をより確実に保持することができ、振動吸収機構の有する除振機能をより有効に発揮させることができるシートサスペンション及び該シートサスペンションに用いる制御装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above, and can more reliably hold the neutral position according to the load mass of the vibration absorption mechanism, and more effectively exhibit the vibration isolation function of the vibration absorption mechanism. It is an object of the present invention to provide a seat suspension and a control device used for the seat suspension.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明では、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、該上部フレームを下部フレームに対して弾性的に支持すると共に、中立位置を中心として所定の変位範囲で振動吸収領域を有する振動吸収機構とを備えたシートサスペンションであって、
負荷質量に応じて変位する前記上部フレームの上下位置を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力に応じ、前記上部フレームに負荷質量を支持させた状態で、前記振動吸収機構を中立位置に調節する位置調節手段と、
振動が入力されることによる上部フレームの上下移動が生じ、前記検知手段により、所定の時間範囲内に、上部フレームの上下反対方向の変位が共に検出された場合に、前記位置調節手段の作動をキャンセルするキャンセル機構と
を備えてなる制御装置を具備することを特徴とするシートサスペンションを提供する。
請求項2記載の発明では、前記振動吸収機構が、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、互いに相対的に離接動作する第1のマグネット部と第2のマグネット部とを備え、いずれか一方が上部フレーム側に固定され、他方が下部フレーム側に固定されて設けられており、
前記弾性部材は、上部フレームを常態において上昇方向に付勢する弾性を備え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を提供する。
請求項3記載の発明では、前記位置調節手段は、前記弾性部材のテンションを調節することにより、前記磁気バネの第1のマグネット部と第2のマグネット部との相対位置を中立位置に設定する構成であることを特徴とする請求項2記載のシートサスペンションを提供する。
請求項4記載の発明では、前記上部フレームを下部フレームに対して弾性的に支持する補助バネ部材をさらに備え、前記位置調節手段が、該補助バネ部材のテンションを調節し、前記磁気バネの第1のマグネット部と第2のマグネット部との相対位置を中立位置に設定する構成であることを特徴とする請求項2記載のシートサスペンションを提供する。
請求項5記載の発明では、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、該上部フレームを下部フレームに対して弾性的に支持すると共に、中立位置を中心として所定の変位範囲で振動吸収領域を有する振動吸収機構とを備えたシートサスペンションの制御装置であって、
負荷質量に応じて変位する前記上部フレームの上下位置を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力に応じ、前記上部フレームに負荷質量を支持させた状態で、前記振動吸収機構を中立位置に調節する位置調節手段と、
振動が入力されることによる上部フレームの上下移動が生じ、前記検知手段により、所定の時間範囲内に、上部フレームの上下反対方向の変位が共に検出された場合に、前記位置調節手段の作動をキャンセルするキャンセル機構と
を具備することを特徴とするシートサスペンションの制御装置を提供する。
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to
Detecting means for detecting the vertical position of the upper frame that is displaced according to the load mass;
Position adjusting means for adjusting the vibration absorbing mechanism to a neutral position in a state where a load mass is supported on the upper frame in accordance with an output from the detecting means;
When the upper frame moves up and down due to the input of vibration , and the displacement of the upper frame in the opposite direction is detected within a predetermined time range by the detection unit, the position adjustment unit is operated. A seat suspension comprising a control device including a cancel mechanism for canceling is provided.
In the invention according to claim 2 , the vibration absorbing mechanism comprises a combination of a magnetic spring having a negative spring constant in a predetermined displacement range and an elastic member having a positive spring constant,
The magnetic spring includes a first magnet portion and a second magnet portion that move relative to and away from each other, one of which is fixed to the upper frame side and the other is fixed to the lower frame side. And
2. The seat suspension according to
In the invention according to claim 3 , the position adjusting means sets the relative position between the first magnet part and the second magnet part of the magnetic spring to a neutral position by adjusting the tension of the elastic member. The seat suspension according to claim 2 , wherein the seat suspension is configured.
According to a fourth aspect of the present invention, there is further provided an auxiliary spring member that elastically supports the upper frame with respect to the lower frame, wherein the position adjusting means adjusts the tension of the auxiliary spring member, and 3. The seat suspension according to claim 2 , wherein the relative position between the first magnet part and the second magnet part is set to a neutral position.
According to the fifth aspect of the present invention, the lower frame attached to the vehicle body floor, the upper frame attached to the lower frame so as to be movable up and down via a link, and the upper frame supporting the seat, the upper frame is elastic with respect to the lower frame. And a vibration suspension mechanism having a vibration absorption region with a predetermined displacement range centered on a neutral position, and a seat suspension control device comprising:
Detecting means for detecting the vertical position of the upper frame that is displaced according to the load mass;
Position adjusting means for adjusting the vibration absorbing mechanism to a neutral position in a state where a load mass is supported on the upper frame in accordance with an output from the detecting means;
When the upper frame moves up and down due to the input of vibration, and the displacement of the upper frame in the opposite direction is detected within a predetermined time range by the detection unit, the position adjustment unit is operated. Canceling mechanism to cancel and
A control device for a seat suspension is provided.
本発明によれば、制御装置が、負荷質量に応じて変位する上部フレームの上下位置を検知する検知手段と、該検知手段からの出力に応じ、上部フレームに負荷質量を支持させた状態で、振動吸収機構を中立位置に調節する位置調節手段と、振動が入力されることによる上部フレームの上下移動が生じた際に、前記位置調節手段の作動をキャンセルするキャンセル機構とを備えてなる。上部フレームに人が着座するなどして負荷が加わった場合や姿勢を変化させたりした場合には、位置調節手段が作動し、負荷質量に応じて振動吸収機構を中立位置に調節する。このため、振動吸収機構は、姿勢変化などにより負荷質量が変動しても、除振機能を発揮する上下変位範囲(振動吸収領域)がほとんど変化せず、最大限に確保される。また、上部フレームの上下移動が振動入力に起因する場合には、キャンセル機構により位置調節手段の作動がキャンセルされる。このため、振動入力によっては、位置調節手段が作動しないため、負荷質量が変動していないにも拘わらず、振動吸収機構の中立位置が実質的に変化してしまうことがなく、安定した除振機能を発揮することができる。 According to the present invention, the control device detects the vertical position of the upper frame that is displaced according to the load mass, and the load mass is supported by the upper frame according to the output from the detection unit, Position adjusting means for adjusting the vibration absorbing mechanism to a neutral position, and a cancel mechanism for canceling the operation of the position adjusting means when the upper frame moves up and down due to vibration input. When a load is applied, for example, when a person is seated on the upper frame, or when the posture is changed, the position adjusting means operates to adjust the vibration absorbing mechanism to the neutral position according to the load mass. For this reason, even if the load mass fluctuates due to a change in posture or the like, the vibration absorption mechanism is ensured to the maximum with the vertical displacement range (vibration absorption region) that exhibits the vibration isolation function hardly changing. Further, when the vertical movement of the upper frame is caused by vibration input, the operation of the position adjusting means is canceled by the cancel mechanism. For this reason, since the position adjusting means does not operate depending on the vibration input, the neutral position of the vibration absorbing mechanism does not substantially change even though the load mass does not fluctuate. Function can be demonstrated.
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の構造を示す斜視図であり、図2はその側面図である。図3は、上部フレームを取り外した状態の斜視図であり、図4はその一部の分解斜視図である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a
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、一対のXリンク30,40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Xリンク30,40は、それぞれ、上部フレーム10及び下部フレーム20の側部付近に設けられ、上部フレーム10を下部フレーム20に対して上下動可能に支持する。
As shown in these drawings, the
振動吸収機構は、本実施形態では、所定の変位範囲で負のバネ定数を備えた磁気バネ50と、正のバネ定数を備えた弾性部材であるトーションバー61,62との組み合わせから構成される。磁気バネ50は、図2に示したように、第1のマグネット部であるアウターマグネット部51と第2のマグネット部であるインナーマグネット部52とを備えている。アウターマグネット部51は、所定間隔離間して対向配置された2個一対の部材からなり、各部材に異極同士を隣接させ2個ずつ永久磁石51a,51bが保持されている。インナーマグネット部52は、略中央部に永久磁石が保持されており、アウターマグネット部51を構成する2個一対の部材間の間隙を上下に摺動可能に設けられる。そして、アウターマグネット部51とインナーマグネット部52とが相対変位することにより、所定の変位範囲で変位量の増加に対して荷重が減少する負のバネ特性を発揮する。このような磁気バネ50としては、例えば、特開2002−206594号公報に開示されたものを用いることができる。
In this embodiment, the vibration absorbing mechanism is composed of a combination of a
本実施形態において、磁気バネ50のアウターマグネット部51は、上部フレーム10の下面に固定されており、インナーマグネット部52は、図2において、一方のXリンク30を構成する右上がりに配置された第1のリンク部材31に、ブラケット31aを介して支持されている。これにより、上部フレーム10が下部フレーム20に対して相対的に変位することにより、アウターマグネット部51とインナーマグネット部52とが相対変位することになる。
In the present embodiment, the
なお、磁気バネ50は、図示しないが、同様の構成で、他方のXリンク40側にも配置される。もちろん、磁気バネ50の配置数は限定されるものではなく、上部フレーム10及び下部フレーム20の変位ストローク量、負のバネ定数を生じる変位ストローク量、磁気バネ50に設ける永久磁石の大きさや強さなどにより、任意に設定できる。また、アウターマグネット部51とインナーマグネット部52は、上部フレーム10及び下部フレーム20と共に相対変位できるように、上部フレーム10と共に上下動するいずれかの部材(上部フレーム10側)と下部フレーム20と共に上下動するいずれかの部材(下部フレーム20側)に、それぞれ取り付けられていれば良く、例えば、インナーマグネット部52を、一方のXリンク30の第1のリンク部材31ではなく、下部フレーム20に直接連結したブラケット(図示せず)を介して支持することもできる。但し、より小型で、負のバネ定数となる変位ストローク量をできるだけ大きく確保するために、本実施形態のようにリンク30,40の適宜位置にブラケットを介して支持することが好ましい。
In addition, although not shown in figure, the
正のバネ定数を備えた弾性部材である一方のトーションバー61は、一方のXリンク30における第1のリンク部材31の上側端部とこれに対向して配置された他方のXリンク40における第1のリンク部材41の上側端部との間に掛け渡し配設される。具体的には、トーションバー61の一方の端部は、一方のXリンク40の第1のリンク部材31の上側端部にブッシュ61aにより固定されて固定端となり、他方の端部は、他方のXリンク40の第1のリンク部材41の上側端部に取り付けられ、上面が上部フレーム10に固定されるブラケット61bに連結される。このトーションバー61のねじりトルクにより、該トーションバー61を支点として、第1のリンク部材31,41の下側端部が下方に押し付けられるように付勢され、車体フロアに固定される下部フレーム20に対し、上部フレーム10が相対的に上方に付勢される。他方のトーションバー62は、一方のXリンク30において上記第1のリンク部材31と交差する第2のリンク部材32の下側端部とこれに対向して配置された他方のXリンク40における第2のリンク部材42の下側端部との間に一方の端部を固定端として掛け渡し配設され、そのねじりトルクにより、第2のリンク部材32,42の上側端部を上方に付勢し、一方のトーションバー61と共に、上部フレーム10を相対的に上方に付勢する。
One
トーションバー61,62の正のバネ定数に対し、上記した磁気バネ50のバネ特性が重畳されることにより、該磁気バネ50のバネ定数が負となる変位領域においては、全体のバネ定数は、両者が打ち消しあって極めて小さくなり、好ましくは、実質的にゼロになり、振動を吸収することができる。なお、トーションバー61,62は、上部フレーム10を下部フレーム20に対して離間する方向に付勢するように配置すれば良く、その配設位置は図に示した態様に限定されるものではないことはもちろんである。また、正のバネ定数を備えた弾性部材であればよく、トーションバーに代えて、あるいはトーションバーと共に、コイルスプリングなどの他の金属バネを用いることもできる。
In the displacement region where the spring constant of the
上記した振動吸収機構は、磁気バネ50とトーションバー61,62との組み合わせにより、全体のバネ定数を小さくし、好ましくはゼロ(以下、かかる現象を「バネゼロ」と呼ぶ)にして振動を吸収する。しかしながら、このバネゼロ領域(すなわち、振動吸収領域)を最大限に利用するには、上部フレーム10にシートを取り付け、かつ人が着座した状態で、すなわち負荷が加わった状態で、磁気バネ50のアウターマグネット部51とインナーマグネット部52との位置関係が、バネ定数が負となる変位領域の中立位置にセットされることが最も望ましい。しかしながら、シートの重量は一定であるにしても、人の体重には個人差がある。また、姿勢変化によっても上部フレーム10に加わる負荷質量は変化する。
The above-described vibration absorbing mechanism reduces the overall spring constant by combining the
そこで、着座状態において振動吸収機構を中立位置にセットするために、すなわち、磁気バネ50のアウターマグネット部51とインナーマグネット部52との位置関係を中立位置にセットするために、本実施形態では、検知手段70と位置調節手段80とを備えている。
Therefore, in order to set the vibration absorbing mechanism in the neutral position in the seated state, that is, in order to set the positional relationship between the
検知手段70は、負荷質量に応じて変位する上部フレーム10の上下位置を検知するものである。上部フレーム10の任意部位を直接検知するものであってもよいし、上部フレーム10に連結されたXリンク30,40など、上部フレーム10と共に上下位置が変動する部材の任意部位を検知するものであってもよい。また、検知手段70はかかる機能を果たすものである限り、センサの種類は限定されるものではない。
The detection means 70 detects the vertical position of the
本実施形態においては、下部フレーム20における、各Xリンク30,40の第1のリンク部材31,41に対応する位置に、2つのブラケット20a,20bを取り付け、各ブラケット20a,20bに、検知手段70として、磁気センサであるホールIC71,72と該ホールIC71,72に対してそれぞれ所定間隔離間して対向配置した検知用磁石73(ホールIC71に対向する検知用磁石は図示せず)を設けている。Xリンク30,40の各第1のリンク部材31,41には、ブラケットを介して、上部フレーム10と共に第1のリンク部材31,41が上下動すると、一方のホールIC71と一方の検知用磁石との間、他方のホールIC72と他方の検知用磁石73との間を通過し、磁界を遮る鉄板からなるプレート部材74,75が設けられている。ホールIC71,72は、同じ高さで取り付けられているが、プレート部材74,75は、異なる高さとなるように取り付けられている。これにより、プレート部材74,75は、上部フレーム10が上下動した際に、磁界を遮る位置が異なることになるため、上部フレーム10が設計上の中立位置(この位置で、振動吸収機構のアウターマグネット部51とインナーマグネット部52は中立位置となる)より上側に位置している場合と下側に位置している場合とで、異なる信号を出力できる一方で、高さ(長さ)の差分が中立位置とみなす許容範囲となる。
In the present embodiment, two
位置調節手段80は、上記した検知手段70からの出力信号に応じて、上部フレーム10を下部フレーム20に対して上下動させ、中立位置に調節する。本実施形態では、上記検知手段70からの出力信号により出力軸が正転又は逆転するモータ81と、該モータ81の出力軸に、ウオーム及びウオームホイールからなるギア機構81aを介して連結され、該モータ81の出力軸に対して直交する方向に配設されて回転する台形ねじ82と、該台形ねじ82に螺合する雌ねじ部を備え、該台形ねじ82に対して直交する方向に配置される調整用シャフト83と、該調整用シャフト83に、上端部84aが連結される調整用ブラケット84と、該調整用ブラケット84に溶接され、複数本のコイルスプリング85の一端が係合される係合軸86とを備えている。コイルスプリング85の他端は、上部フレーム10の下面に取り付けたブラケットに設けられた支持軸10aに係合される。コイルスプリング85は、上部フレーム10を下部フレーム20に対して弾性的に支持する補助バネ部材となるものである。
The position adjusting means 80 moves the
そして、これらは、板状部材を略コ字状に折り曲げて成形され、各Xリンク30,40の第2のリンク部材32,42の上部間に掛け渡されて軸支されるコ字状リンク部材87に支持される。具体的には、該コ字状リンク部材87には、幅方向に沿って支持用パイプ部材87aが溶接され、この支持用パイプ部材87aの外側に突出するように固定された外側取り付けプレート87bによって、上記モータ81及び台形ねじ82がギア機構81aを介して支持され、支持用パイプ材87aの内側に突出するように固定された内側取り付けプレート87cに、調整用ブラケット84の下端部84bが軸支される。これにより、該調整用ブラケット84は、モータ81の回転力が台形ねじ82及び調整用シャフト83を介して伝達されると、下端部84bを中心として回動する(図5、図6参照)。
These are formed by bending a plate-like member into a substantially U-shape, spanned between the upper portions of the
位置調節手段80は、検知手段70からの出力信号に応じて、上部フレーム10(振動吸収機構の磁気バネ50のアウターマグネット部51とインナーマグネット部52との位置関係)を中立位置に調節するように機能するが、振動が入力された際には、振動吸収機構のバネゼロの機能を利用して除振するため、本実施形態においては、位置調節手段80の作動をキャンセルするキャンセル機構を備えている。本実施形態におけるキャンセル機構は、検知手段70から位置調節手段80への出力信号を一定の条件の場合にキャンセルするキャンセル回路から構成される。そこで、次に、このキャンセル回路を含み、検知手段70の検出信号を受けて作動する位置調節手段80を制御する本実施形態の制御回路90について、図7に基づき説明する。
The position adjusting means 80 adjusts the upper frame 10 (the positional relationship between the
この制御回路90は、検出手段70のうち、長さの長いプレート部材74に対応する一方のホールIC71には、第1のNOT回路91が接続され、その後段に第1のAND回路92が接続されている。また、排他的論理和(EX−OR)回路93が、一方のホールIC71と他方のホールICとに接続され、その出力が第2のNOT回路94に入力されるように構成されている。そして、第1のNOT回路91の出力と第2のNOT回路94の出力が第1のAND回路92に入力され、一方のホールIC71の出力と第2のNOT回路94の出力が第2のAND回路95に入力される。第1のAND回路92及び第2のAND回路95の各出力は、モータ保護回路96及びキャンセル回路97を経て、モータ駆動回路98に入力される。モータ駆動回路98は、第1のリレー(体重調整最小(min)側)98aと第2のリレー98b(体重調整最大(max)側)とを備えると共に、各リレー98a,98bの前段に配置されるトランジスタ98c,98dを有している。第1のAND回路92からの出力は、キャンセル回路97の一方のコンデンサ97cに充電された後、その後段のトランジスタ98cに電流が流れ、第1のリレー98aをONし、モータ81を一方向に回転駆動させ、第2のAND回路95からの出力は、キャンセル回路97の他方のコンデンサ97dに充電された後、その後段のトランジスタ98dに電流が流れ、第2のリレー98bをONし、モータ81を逆方向に回転駆動させる。
In the
モータ保護回路96は、2つのリミットスイッチ96a,96bを備え、一方のリミットスイッチ96aの出力が、第1のAND回路92に接続される第3のAND回路96cに入力され、他方のリミットスイッチ96bの出力が、第2のAND回路95に接続される第4のAND回路96dに入力されるように設けられている。これにより、いずれかのリミットスイッチ96a,96bが作動した場合には、回路が切断され、モータ81への電流の供給が断たれる。一方のリミットスイッチ96aは、図2及び図4に示したように、内側取り付けプレート87cに、モータ81により調整用ブラケット84が下方(図6において時計回り)に回動した際にスイッチレバーが接触するように取り付けられ、該調整用ブラケット84の下方回動位置を規制し、他方のリミットスイッチ96bは、外側取り付けプレート87bに、モータ81により調整用ブラケット84が上方(図5において反時計回り)に回動した際にスイッチレバーが接触するように取り付けられ、該調整用ブラケット84の上方回動位置を規制する。
The
キャンセル回路97は、第1のAND回路92側と、第2のAND回路95側とに、それぞれ、トランジスタ97a,97bとコンデンサ97c,97dを備え、一方のトランジスタ97aと他方のコンデンサ97dとを接続し、他方のトランジスタ97bと一方のコンデンサ97cとを接続している。これにより、一方のトランジスタ97aに電流が流れると他方のコンデンサ97dを放電させ、他方のトランジスタ97bに電流が流れると一方のコンデンサ97cを放電させる。従って、各コンデンサ97c,97dは、モータ駆動回路98に電流を供給する前に、それぞれに対応する反対側のトランジスタ97a,97bに電流が流れると放電してしまうため、モータ駆動回路98のリレー98a,98bはいずれもONしないことになる。すなわち、一方のホールIC71からの電気信号と他方のホールIC72からの電気信号が同一で、かつ、所定の時間間隔内で交互に「H(High)」及び「L(Law)」が検知された場合は、振動によるものとし、モータ駆動回路98の作動はキャンセルされる。この時間間隔はコンデンサ97c,97dの容量や回路構成により任意に設定できるが、例えば、各ホールIC71,72の検知間隔、すなわち、振動周波数が1〜2Hz以上で生じる場合に、キャンセル回路97が作用するように設定する。
The cancel
次に、本実施形態の作用を説明する。シートに人が所定の姿勢で着席し、上部フレーム10に負荷質量が加わっている場合に、検知手段70により検知される該上部フレーム10の位置が、中立位置に一致していると検知された際には、位置調節手段80は動作しない。一方、上部フレーム10は、例えば、着席している人が前屈みになったりすると負荷質量が軽くなるため、中立位置よりも上側に移動し、脚を持ち上げたりすると負荷質量が増すため、中立位置よりも下側に移動する。このような状態が検知された場合には、検知手段70からの電気信号により、制御回路90を介して位置調節手段80が動作し、上部フレーム10が中立位置となるように調整する。具体的には次の通りである。なお、中立位置とは、上部フレーム10に加わる負荷質量(体重や姿勢により変化する)に応じ、厳密に言えば一点であるが、本発明では、上記実施形態のように、検知用のプレート部材74,75の長さを異ならせており、その異なった長さに相当する許容範囲(例えば、10mm)に位置していれば、中立位置としている。
Next, the operation of this embodiment will be described. When a person is seated on the seat in a predetermined posture and a load mass is applied to the
(上部フレーム10が中立位置の場合)
本実施形態では、上記のように、一方のプレート部材74と他方のプレート部材75とを、長さに差があるように形成している。一方のプレート部材74が他方のプレート部材75よりも長いとして、その両方が、ホールIC71,72により検知されない場合、上部フレーム10は中立位置よりも上側(min側)に位置し、プレート部材74,75が共にホールIC71,72により検知されると、中立位置よりも下側(max側)に位置することになる。従って、例えば、一方のプレート部材74が他方のプレート部材75よりも長い場合、中立位置では、一方のプレート部材74のみが一方のホールIC71により検知され、他方のプレート部材75は検知されない状態となる。
(When
In the present embodiment, as described above, one
図8に示したように、上部フレーム10が中立位置の場合、一方のプレート部材74に対応するホールIC71が「H(High)」となり、他方のプレート部材75に対応するホールIC72の出力信号「L(Law)」となる。各信号は、排他的論理和(EX−OR)回路93及び第2のNOT回路94を経て、第1のAND回路92と第2のAND回路95の入力を「L」にする。このため、第1及び第2のAND回路92,95のいずれからも出力がなく、リレー98a,98bはいずれもOFFとなり、位置調節手段80は作動しない。
As shown in FIG. 8, when the
(上部フレーム10が中立位置よりも下側の場合)
例えば、着座者が脚を持ち上げるなどして負荷質量が重くなり、上部フレーム10が中立位置も下側に移動した場合には、一方のプレート部材74と他方のプレート部材75とが、いずれもホールIC71,72により検知され、すなわち、各ホールIC71,72とこれに対応する各磁石73との磁界を遮った状態となる。この場合は、ホールIC71,72の出力信号は、図8に示したように、いずれも「H」となり、排他的論理和(EX−OR)回路93及び第2のNOT回路94を経て、第1のAND回路92と第2のAND回路95の入力を「H」にする。また、ホールIC71の出力信号は第1のNOT回路91を経て第1のAND回路92の入力を「L」にすると共に、第2のAND回路95の入力を「H」にする結果、第2のAND回路95の出力のみ「H」となる。このため、第2のリレー98bがONになり、その出力により、モータ81の出力軸は所定の方向(max側)に回転する。モータ81の駆動は台形ねじ82に伝達され、該台形ねじ82に螺合している調整用シャフト83を図6の状態から図5のように前方に移動させ、調整用ブラケット84を反時計回りに回転させる。調整用ブラケット84が反時計回りに回転すると、コイルスプリング85の一端がこれに追随して上方へと回動する。コイルスプリング85の他端は、上部フレーム10の支持軸10aに連結されているため、該コイルスプリング85が引っ張られると、第2のリンク部材32,42を起立させようとする力が強くなり、結果として、下部フレーム20に対して、上部フレーム10を持ち上げようとする力が強くなって、上部フレーム10を上昇させ、中立位置でバランスする。中立位置に至ると、上記のように位置調節手段80の作動がOFFされる。
(When the
For example, when the seated person lifts the leg and the load mass becomes heavy and the
(上部フレーム10が中立位置よりも上側の場合)
例えば、前屈みになったりして負荷質量が軽くなると、上部フレーム10が中立位置よりも上側になる。この場合は、各プレート部材74,75がホールIC71,72により検知されない状態、すなわち、各ホールIC71,72とこれに対応する各磁石73,74との磁界を遮らない状態であり、ホールIC71,72の出力信号は、図8に示したように、いずれも「L」となる。そして、排他的論理和(EX−OR)回路93及び第2のNOT回路94を経て、第1のAND回路92と第2のAND回路95の入力を「H」にする。また、ホールIC71の出力信号は第1のNOT回路91を経て第1のAND回路92の入力を「H」にすると共に、第2のAND回路95の入力を「L」にする結果、第1のAND回路95の出力のみ「H」となる。これにより、第1のリレー98aがONになり、その出力がモータ81に入力され、モータ81の出力軸は上記と逆方向(min側)に回転する。モータ81の駆動は台形ねじ82に伝達され、該台形ねじ82に螺合している調整用シャフト83を図5から図6のように後方に移動させ、調整用ブラケット84を時計回りに回転させる。これにより、コイルスプリング85の張力がmax側に調整した場合と比較して弱まり、第2のリンク部材32,42を起立させようとする力が弱くなる。従って、下部フレーム10に対して上部フレーム10を持ち上げようとする力が弱まり、負荷質量により上部フレーム10が下降し、中立位置でバランスする。中立位置に至ると、位置調節手段80の作動がOFFとなる。
(When the
For example, when the load mass is reduced due to forward bending, the
なお、さらに姿勢を変化させたり、体重の異なる人が新たに着席したりして負荷質量の実質的変化が生じ、上部フレーム10が上下動した場合には、上記の調整が繰り返される。
If the posture is changed or a person with a different weight is newly seated to cause a substantial change in the load mass and the
(振動入力の場合)
一方、振動が入力されることにより、負荷質量の変化が生じた場合には、所定の時間間隔内(例えば、振動周波数1〜2Hz以上)で上部フレーム10が上下に振動することになる。この場合、例えば、上部フレーム10が上側に移動した際には、2つのホールIC71,72の出力が共に「L」になって、第1のAND回路92の出力を「H」にするが、短い時間間隔で下側に移動するため、今度は2つのホールIC71,72の出力が共に「H」に切り替わり、第2のAND回路95の出力を「H」にする。これを短い時間間隔で繰り返すため、リレー98a,98bに電流が流れる前に、キャンセル回路97の一方のトランジスタ97aにより他方のコンデンサ97dを放電させ、他方のトランジスタ97bにより一方のコンデンサ97cを放電させる。これにより、モータ駆動回路98のリレー98a,98bはいずれも外部振動によってはONしないことになる。
(For vibration input)
On the other hand, when a change in load mass occurs due to input of vibration, the
この結果、外部振動は、サスペンションユニット1に組み込まれた磁気バネ50とトーションバー61,62との組み合わせからなる振動吸収機構のバネゼロ領域(振動吸収領域)を最大限に利用して効率よく吸収される。なお、図2に示した符号15は、上部フレーム10と下部フレーム20との間に配設したダンパであり、このダンパ15の作用によって大きな衝撃性振動も吸収される。
As a result, the external vibration is efficiently absorbed by making the maximum use of the spring zero region (vibration absorption region) of the vibration absorption mechanism comprising the combination of the
但し、より効率よく衝撃性振動を吸収するためには、衝撃性振動を検知した際に、改めて位置調節手段80を作動させるか、あるいは他の衝撃吸収機構(図示せず)を作動させる構成とすることが好ましい。衝撃性振動か否かは、例えば、検知手段70がホールIC71,72の場合には、そのON−OFF時間間隔などから判定し、あるいは、ロータリーエンコーダ等の他のセンサを配置して衝撃性振動か否かを判定し、衝撃吸収機構などを作動させる。
However, in order to absorb the impact vibration more efficiently, when the impact vibration is detected, the position adjusting means 80 is activated again or another impact absorbing mechanism (not shown) is activated. It is preferable to do. Whether or not it is impact vibration, for example, when the detecting
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。上記実施形態においては、上部フレーム10と下部フレーム20とを連結するリンクとしてXリンク30,40を用いているが、他のリンクであってもよい。振動吸収機構も上記した磁気バネ50とトーションバー61,62との組み合わせからなるものに限らず、バネゼロ作用による振動吸収領域を有するものである限り、他の振動吸収機構を用いることも可能である。位置調節手段80も、上記した構成に限定されるものではなく、例えば、特開2003−320884号公報に開示されているように、いずれかのトーションバーのプリテンションを調節する構成とすることもできる。また、制御回路90も、上記構成はあくまで一例であり、他の回路構成とすることもできるし、プログラミングしたマイクロコンピュータなどにより構成することもできる。
The present invention is not limited to the embodiment described above. In the above embodiment, the X links 30 and 40 are used as the links connecting the
また、上記した実施形態では、上部フレーム10の下部フレーム20に対する上下位置を調整することにより、磁気バネ50を構成するアウターマグネット部51を上下動させ、インナーマグネット部52に対する位置を調整し、中立位置にセットしている。しかしながら、本発明においては、振動吸収機構を中立位置に、すなわち、アウターマグネット部51とインナーマグネット部52との位置関係を中立位置にセットするのは、バネゼロ領域を最大限に活用するためである。従って、位置調節手段80として、上記実施形態では、上部フレーム10の高さ調整によってアウターマグネット部51の位置を調整しているが、逆に、磁気バネ50のインナーマグネット部52の上下位置を、負荷質量に応じて変位した分、調整する機構とすることも可能である。このことは、アウターマグネット部51とインナーマグネット部52の取り付けを上記と逆の位置関係にした場合でも同様である。
Further, in the above-described embodiment, by adjusting the vertical position of the
1 シートサスペンション
10 上部フレーム
20 下部フレーム
30,40 Xリンク
50 磁気バネ
61,62 トーションバー
70 検知手段
71,72 ホールIC
73 検知用磁石
74,75 検知用のプレート部材
80 位置調節手段
81 モータ
82 台形ねじ
83 調整用シャフト
84 調整用ブラケット
85 コイルスプリング
90 制御回路
96 モータ保護回路
97 キャンセル回路
98 モータ駆動回路
98a,98b リレー
DESCRIPTION OF
73 Magnet for
Claims (5)
負荷質量に応じて変位する前記上部フレームの上下位置を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力に応じ、前記上部フレームに負荷質量を支持させた状態で、前記振動吸収機構を中立位置に調節する位置調節手段と、
振動が入力されることによる上部フレームの上下移動が生じ、前記検知手段により、所定の時間範囲内に、上部フレームの上下反対方向の変位が共に検出された場合に、前記位置調節手段の作動をキャンセルするキャンセル機構と
を備えてなる制御装置を具備することを特徴とするシートサスペンション。 A lower frame attached to the vehicle floor, an upper frame that is attached to the lower frame so as to be movable up and down via a link, elastically supports the upper frame with respect to the lower frame, and is in a neutral position And a vibration absorption mechanism having a vibration absorption region in a predetermined displacement range with a center as a center,
Detecting means for detecting the vertical position of the upper frame that is displaced according to the load mass;
Position adjusting means for adjusting the vibration absorbing mechanism to a neutral position in a state where a load mass is supported on the upper frame in accordance with an output from the detecting means;
When the upper frame moves up and down due to the input of vibration , and the displacement of the upper frame in the opposite direction is detected within a predetermined time range by the detection unit, the position adjustment unit is operated. A seat suspension comprising a control device including a cancel mechanism for canceling.
前記磁気バネは、互いに相対的に離接動作する第1のマグネット部と第2のマグネット部とを備え、いずれか一方が上部フレーム側に固定され、他方が下部フレーム側に固定されて設けられており、
前記弾性部材は、上部フレームを常態において上昇方向に付勢する弾性を備え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。 The vibration absorbing mechanism comprises a combination of a magnetic spring having a negative spring constant in a predetermined displacement range and an elastic member having a positive spring constant,
The magnetic spring includes a first magnet portion and a second magnet portion that move relative to and away from each other, one of which is fixed to the upper frame side and the other is fixed to the lower frame side. And
The seat suspension according to claim 1, wherein the elastic member has elasticity that urges the upper frame in the upward direction in a normal state.
負荷質量に応じて変位する前記上部フレームの上下位置を検知する検知手段と、
前記検知手段からの出力に応じ、前記上部フレームに負荷質量を支持させた状態で、前記振動吸収機構を中立位置に調節する位置調節手段と、
振動が入力されることによる上部フレームの上下移動が生じ、前記検知手段により、所定の時間範囲内に、上部フレームの上下反対方向の変位が共に検出された場合に、前記位置調節手段の作動をキャンセルするキャンセル機構と
を具備することを特徴とするシートサスペンションの制御装置。 A lower frame attached to the vehicle floor, an upper frame that is attached to the lower frame so as to be movable up and down via a link, elastically supports the upper frame with respect to the lower frame, and is in a neutral position A suspension control device comprising a vibration absorption mechanism having a vibration absorption region in a predetermined displacement range centered on
Detecting means for detecting the vertical position of the upper frame that is displaced according to the load mass;
Position adjusting means for adjusting the vibration absorbing mechanism to a neutral position in a state where a load mass is supported on the upper frame in accordance with an output from the detecting means;
When the upper frame moves up and down due to the input of vibration, and the displacement of the upper frame in the opposite direction is detected within a predetermined time range by the detection unit, the position adjustment unit is operated. Canceling mechanism to cancel and
A control device for a seat suspension, comprising:
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