JP5178171B2 - 座席構造 - Google Patents

Description

本発明は座席構造に関し、特に、自動車、航空機、列車などの輸送機器用シートとして適する座席構造に関する。

特許文献１〜５には、座部フレームに、立体編物（三次元ネット材）などのクッション材を掛け渡して形成される座席構造が開示されている。このように、クッション材を座部フレームに掛け渡して形成する場合、底付き防止、振動吸収特性や衝撃吸収特性を上げるため、立体編物や二次元の布帛などのベースネットを、上記クッション材の下方に、弾性部材を介して設けている。特許文献１〜５では、いずれも、トーションバーと、このトーションバーに連結され、該トーションバーを支点として回動可能に支持されるアームと、該アームに支持される支持フレームとを備えてなるトーションバーユニットを、座部の後部に配置し、ベースネットの後端を該支持フレームに連結することにより、ベースネットを弾性的に支持している。
特開２００４−３４７５７７号公報 特開２００３−１８２４２７号公報 特開２００４−１８８１６４号公報 特開２００４−１４１５４５号公報 ＷＯ２００４／００７２３８Ａ１号公報

特許文献１〜５に開示された技術によれば、人の体動への追随性がそれまでより高まり、振動吸収特性、衝撃吸収特性等が改善されるが、振動吸収特性や衝撃吸収特性は常にさらなる改善が求められている。

一方、本出願人は、例えば、ＷＯ２００５／０９２１９３号公報に、生体信号の変位（振幅）の変化率を求め、さらにこれを所定のスライドラップ率で所定回数スライド計算して得られる振幅変化率の傾き（パワー値の傾き）の時系列データや、カオス指標の最大リアプノフ指数を同様にスライド計算処理して得られる最大リアプノフ指数傾きの時系列データを求めて、生体状態の変化を検出することを提案している。また、生体信号を検出するセンサとして、人の腰部付近に縦方向に沿ってエアパックセンサを設ける技術も提案している。呼吸、心拍などによってエアパックセンサの空気圧が変動することを利用して、それを時系列に検出して生体状態の変化を捉えるものである。

このようなエアパックセンサを利用して呼吸や心拍などの生体信号を感度よく検出するためには、ノイズである外部から入力される振動をより効果的に吸収できる座席構造ほど好ましい。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、振動吸収特性を従来よりもさらに向上させることができる座席構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の本発明では、所定の間隔をおいて配置された一対のサイドフレームに、第１の弾性支持機構を介して支持される所定幅の合成樹脂製のベースフレームと、
前記ベースフレームに、第２の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、
前記ベースフレームと上層フレームとの間に、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、
前記上層フレームを被覆する上層クッション材と
を備えたシートクッション部を有することを特徴とする座席構造を提供する。
請求項２記載の本発明では、前記第１の弾性支持機構は、前記サイドフレームの前部付近及び後部付近にそれぞれに配設される前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項３記載の本発明では、前記第２の弾性支持機構は、前記ベースフレームの各側部付近に該ベースフレームに軸支されて設けられる前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載の座席構造を提供する。
請求項４記載の本発明では、前記第１の弾性支持機構のトーションバーと前記第２の弾性支持機構のトーションバーとは、バネ定数の異なるものが用いられていることを特徴とする請求項２又は３記載の座席構造を提供する。
請求項５記載の本発明では、前記第１の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数が、前記第２の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数よりも高いことを特徴とする請求項４記載の座席構造を提供する。
請求項６記載の本発明では、前記第１の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持されるベースフレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の座席構造を提供する。
請求項７記載の本発明では、前記第２の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持される上層フレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の座席構造を提供する。
請求項８記載の本発明では、前記上層フレームは、二次元ネット材がインサートされて板状に形成されており、前後方向中央よりも後部における少なくとも裏面に、前記二次元ネット材を外部に露出させる露出部を備えていることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項９記載の本発明では、前記第２の弾性支持機構における平行リンク機構の前リンク部及び後リンク部の先端間に、両者を連結する取付板が架け渡されており、
前記上層フレームは、前記取付板に対応する位置に、該取付板を挟む板バネ部材を有し、上層フレームがベースフレームに対して、振動の入力によって相対運動すると該板バネ部材と取付板との間で摩擦抵抗が生じる構成であることを特徴とする請求項３、７又は８記載の座席構造を提供する。
請求項１０記載の本発明では、前記中間クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。
請求項１１記載の本発明では、前記上層クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項１記載の座席構造を提供する。

本発明では、シートクッション部が、サイドフレームに、第１の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製のベースフレームと、ベースフレームに、第２の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、ベースフレームと上層フレームとの間に配置され、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、上層フレームを被覆する上層クッション材とを備えていることを特徴とする。ベースフレームが第１の弾性支持機構によって支持され、上層フレームがベースフレームに第２の弾性支持機構によって支持されている。つまり２つの弾性支持機構が、２つの質量系を支持しかつ直列の関係で配置されていることになり、車体フロアから入力される振動が伝達されることによるベースフレームの運動と、さらに上層フレームに伝達されることによる上層フレームの運動との間に位相差が生じるため、特に低周波振動を効果的に吸収、減衰できる。

また、ベースフレームと上層フレームとの間には中間クッション材が配置されていると共に、上層フレーム上には上層クッション材を有するため、ダッフィング型の非線形の荷重−変位特性（バネ特性）となる。この非線形のバネ特性が生じることから、本発明の座席構造は、低周波振動を効果的に吸収すると共に、高周波振動もこの中間クッション材及び上層クッション材との相乗効果により吸収する。また、第２の弾性支持機構は第１の弾性支持機構よりもバネ定数が小さいことが好ましく、それにより、第２の弾性支持機構が中間クッション材及び上層クッション材と共に、高周波振動の吸収作用を効果的に果たす。また、上層クッション材及び中間クッション材としては三次元立体編物を用いることが好ましい。三次元立体編物は、高周波振動が入力された際の動的バネ定数が小さいという特徴を備えるため、人体（上体）にまで伝達された振動が、上体を経てシートクッション部に再入力されても、該振動は、上層クッション材及び中間クッション材によって吸収される。

以下、図面に示した本発明の実施形態に基づき、さらに詳細に説明する。本実施形態に係る座席構造１は、図１〜図７に示したように、シートクッション部１０と、このシートクッション部１０に対してリクライニング可能に設けられるシートバック部３０とを備えている。

シートクッション部１０は、一対のサイドフレーム１１，１１、ベースフレーム１２、上層フレーム１３、中間クッション材１４及び上層クッション材１５を有して構成される。サイドフレーム１１，１１は、車体フロアに所定間隔をおいて配設されるレール１０ａ，１０ａに係合して前後動可能に設けられるスライド部１０ｂ，１０ｂにそれぞれ固定され、左右に一対設けられる（図４及び図８参照）。

各サイドフレーム１１，１１には、第１の弾性支持機構１７が設けられる。第１の弾性支持機構１７は、サイドフレーム１１，１１の前部付近に軸支される前リンク部１７１，１７１と、後部付近に軸支される後リンク部１７２，１７２とを備えた平行リンク機構を有している。

前リンク部１７１，１７１は、略Ｌ字状に形成され、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部１７１ｃ，１７１ｃをサイドフレーム１１，１１に軸支させて取り付けられている。後リンク部１７２，１７２も、前リンク部１７１，１７１と同様に、略Ｌ字状に形成され、挟角の小さい方を前側に向けて、屈曲部１７２ｃ，１７２ｃをサイドフレーム１１，１１に軸支させて取り付けられている。一方のサイドフレーム１１側に位置する前リンク部１７１と後リンク部１７２の下端１７１ａ，１７２ａ間、他方のサイドフレーム１１側に位置する前リンク部１７１と後リンク部１７２の下端１７１ａ，１７２ａ間には、それぞれ、接続リンク板１７３の各端部が軸ピンを介して連結されている。

また、一対の前リンク部１７１，１７１の回転中心になっている屈曲部１７１ｃ，１７１ｃ間には、トーションバー１７４が配設されており、前リンク部１７１，１７１が回動することにより、該トーションバー１７４が捩られ、所定の弾性が機能する。そして、一対の前リンク部１７１，１７１の上端１７１ｂ，１７１ｂ間、及び、一対の後リンク部１７２，１７２の上端１７２ｂ，１７２ｂ間に、後述のベースフレーム１２が支持される。なお、トーションバー１７４は、前リンク部１７１，１７１間ではなく、後リンク部１７２，１７２間に設けてもよい。

ベースフレーム１２は、合成樹脂から形成される。図９〜図１１に示したように、平面視で略長方形の底板部１２１と、該底板部１２１の両側縁から上方に立ち上がる側板部１２２，１２２と、該底板部１２１の後縁から上方に立ち上がる後板部１２３とを有するように、所定の型を用いて成型される。合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂等を用いることができる。また、合成樹脂材料に４軸織物、２軸織物、不織布等を１枚又は複数枚積層したのものを用いることもでき、これにより、合成樹脂材料のみから成型した場合よりも剛性を高くすることができる。合成樹脂を用いることにより、ベースフレーム１２として軽量のものを得ることができる。

底板部１２１は、その幅が、上記の前リンク部１７１，１７１間、及び、後リンク部１７２，１７２間に収まる範囲に形成されており、側板部１２２，１２２は、それぞれサイドフレーム１１，１１の内面から上面付近を覆うことができる大きさ及び形状に形成されている（図３、図６参照）。底板部１２１の裏面の前方寄りには、幅方向に所定間隔をおいて連結部１２１ａ，１２１ａが突設されており（図１１参照）、この連結部１２１ａ，１２１ａに、前リンク部１７１，１７１の上端１７１ｂ，１７１ｂが連結される。また、側板部１２２，１２２の各後方寄りには、ネジ連結孔１２２ｂ，１２２ｂが形成されており（図１１参照）、このネジ連結孔１２２ｂ，１２２ｂに、ネジ部材を介して、後リンク部１７２，１７２の上端１７２ｂ，１７２ｂが連結される。これにより、ベースフレーム１２は、第１の弾性支持機構１７に弾性的に支持されことになる。

底板部１２１と各側板部１２２，１２２との間には、それぞれ、図９及び図１０に示したように、前後方向に長い溝部１２４，１２４が設けられており、この溝部１２４，１２４に第２の弾性支持機構１８の平行リンク機構を構成する前リンク部１８１，１８１及び後リンク部１８２，１８２が配設される。具体的には、溝部１２４，１２４の前方寄りの部位と後方寄りの部位に、それぞれ前リンク部１８１，１８１及び後リンク部１８２，１８２の基端部が軸支され、一方の溝部１２４に位置する前リンク部１８１及び後リンク部１８２間、他方の溝部１２４に位置する前リンク部１８１及び後リンク部１８２間には、それぞれ、取付板１８３，１８３が架け渡されている。この取付板１８３，１８３によって後述の上層フレーム１３が支持される。また、前リンク部１８１，１８１の基端部間には、トーションバー１８４が設けられている。図１１に示したように、溝部１２４，１２４を形成している部位は、底板部１２１の裏面側に突出しているため、底板部１２１の裏面側にトーションバー１８４を設け、溝部１２４，１２４を形成している溝壁部１２４ａ，１２４ａを貫通させて前リンク部１８１，１８１の基端部に連結している。この結果、上層フレーム１３は、平行リンク機構とトーションバー１８４とを備えた第２の弾性支持機構１８によって弾性的に支持される。なお、本実施形態では、トーションバー１８４を前リンク部１８１，１８１間に配設しているが、後リンク部１８２，１８２間に設けることも可能である。

ここで、第１の弾性支持機構１７は、着座者の体重を支えると共に、主に低周波で大振幅の振動を吸収、減衰する機能を果たす。その一方、第２の弾性支持機構１８は、第１の弾性支持機構１７によって除振されなかった主に高周波で小振幅の振動を、第１の弾性支持機構１７の運動に対して、位相がずれて運動することによって吸収する。また、後述する中間クッション材１４を人が静的に着座した状態では厚み方向にあまりつぶれないように支持する機能も果たす。従って、第１の弾性支持機構１７を構成するトーションバー１７４と第２の弾性支持機構１８を構成するトーションバー１８４とは、前者のトーションバー１７４の方が、後者のトーションバー１８４よりもバネ定数の高いものを用いることが好ましい。なお、第１の弾性支持機構１７を構成するトーションバー１７４の好ましいバネ定数は、１０００〜３０００Ｎ・ｍｍ／ｄｅｇの範囲であり、第２の弾性支持機構１８を構成するトーションバー１８４の好ましいバネ定数は、８００〜１５００Ｎ・ｍｍ／ｄｅｇの範囲である。
但し、これはあくまで最も好ましい態様である。第１の弾性支持機構１７は、主にフロアから入力される上下方向の振動入力の影響を受けて運動を始め、第２の弾性支持機構１８は、主にシートバック部３０の振動で着座者の上体が運動することによって発生する加速度の影響を受けて運動を始めるというように、別々の入力条件に支配される２つの質量系が直列的に配置されているために、位相ずれが生じ、振動が減衰するメカニズムである。すなわち、本発明は、２つの弾性支持機構１７，１８を有することによって、両者の位相がずれて運動することによる振動吸収を目的としており、かかる作用が生じる限り、上記と逆に、第１の弾性支持機構１７を構成するトーションバー１７４のバネ定数が、第２の弾性支持機構１８を構成するトーションバー１８４のバネ定数よりも小さいものを採用することも可能であり、さらには、２つのトーションバー１７４，１８４のバネ定数が同じものを採用することも可能である。

上層フレーム１３は、ベースフレーム１２と同様、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の合成樹脂から所定の形状に成型される。上層フレーム１３は、幅及び長さがベースフレーム１２と底板部１２１と同程度に形成され、厚さが５ｍｍ以下、好ましくは、１〜２ｍｍの範囲で所定の可撓性を有している。もちろん、ベースフレーム１２と同様に、合成樹脂材料に４軸織物、３軸織物、２軸織物、不織布等からなる二次元ネット材を１枚又は複数枚積層することもでき、それにより可撓性（剛性）を調整することができる。上層フレーム１３も合成樹脂から形成することにより、軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の上層フレーム１３には、図１２に示したように、二次元ネット材１３０が、上層フレーム１３の厚みの範囲内にインサートされて積層されている。そして、上層フレーム１３の裏面側における、前後方向中央よりも後部において、二次元ネット材１３０を外部に露出させる露出部１３ａが形成されている。露出部１３ａは、人が着座した際に、座骨結節下に位置する範囲に形成することが好ましく、上層フレーム１３の後端から前方に、５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲から開口され、そのさらに前方１００ｍｍ〜２００ｍｍの範囲に至るまで開口されていることが好ましい。幅は、幅方向中心から左右にそれぞれ５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲で開口されていることが好ましい。これにより、露出部１３ａの範囲においては、他の部位よりも沈み込み易くなり、着座時において、露出部１３ａの範囲内の部位と上層フレーム１３の他の部位との境界が堰の役割を果たし、座骨結節の位置を安定させ、骨盤の前後方向の滑りを抑制することができる。二次元ネット材１３０は、上層フレーム１３の裏面側のみにおいて露出させているが、表面側にも露出させてもよい。

二次元ネット材１３０を積層させたことにより、衝撃力が付与された際には、上層フレーム１３のうち、該二次元ネット材１３０を挟んで位置する合成樹脂板部分と該二次元ネット材１３０との間で層間剥離が生じる。層間剥離は、二次元ネット材１３０全体が、合成樹脂板部分から一気に剥がれるのではなく、上記した露出部１３ａを形成した部分が沈み込み易いため、この部分においてまず二次元ネット材１３０と合成樹脂板部分との層間剥離が生じ、それがトリガーになって衝撃荷重の増加に伴って層間剥離範囲が拡大していく。このときの層間剥離に抵抗しようとする二次元ネット材１３０と合成樹脂板部分との接合力が、衝撃に対する減衰力として作用し、衝撃エネルギーの吸収に役立つ。

上層フレーム１３の裏面側の両側部には、図９及び図１２に示したように、左右の前リンク部１８１，１８１及び後リンク部１８２，１８２間に架け渡される取付板１８３，１８３への連結部材１３５，１３５が設けられている。各連結部材１３５，１３５は、取付板１８３，１８３の幅と同程度の間隔をおいて設けられた一対の板バネ部材１３５ａ，１３５ａと、前後方向に離間して設けられた一対のガイドピン１３５ｂ，１３５ｂを有している。取付板１８３，１８３には、前後方向に離間してガイド孔１８３ｂ，１８３ｂが形成されており、このガイド孔１８３ｂ，１８３ｂにガイドピン１３５ｂ，１３５ｂを挿入し、取付板１８３，１８３を板バネ部材１３５ａ，１３５ａで挟むようにして配設する。この結果、一対の板バネ部材１３５ａ，１３５ａ間に各取付板１８３が位置することになり、振動時において、両者間に相対変位が生じた際には、両者間の摩擦により振動を減衰する作用を果たす。

また、ベースフレーム１２における底板部１２１の前縁部付近には、図５及び図１０に示したように、一部が開口された略筒状のゴム部材１２７が取り付けられており、このゴム部材１２７に上層フレーム１３の前縁部裏面側に設けられた係合ピン１３６が係合されるようになっている。これは、上層フレーム１３がベースフレーム１２に接することによる底付き感を低減するためである。

ベースフレーム１２と上層フレーム１３との間には、図７及び図９に示したように、中間クッション材１４が設けられる。ベースフレーム１２の底板部１２１の表面側には、図７、図９及び図１０に示したように、前縁部付近と後縁部付近に、係合突起１２５，１２５を設けており、各係合突起１２５，１２５に中間クッション材１４の前縁部付近と後縁部付近をそれぞれ係合している。中間クッション材１４としては、三次元立体編物から形成することが好ましい。三次元立体編物とは、所定間隔をおいて位置する一対のグランド編地間に連結糸を往復させて編成したもので、ダブルラッセル機等を用いて所定の形状に形成され、例えば、旭化成（株）製、製品番号：Ｔ２４００４Ａ、あるいは住江織物（株）製、製品番号：４９０７６Ｄ、４９０１３Ｄなどを用いることができる。三次元立体編物は、図１５のリサージュ図形で示した振動特性からわかるように、７Ｈｚ前後以上の高周波振動の入力があると、振動条件下でのバネ定数（動的バネ定数）が非常に小さくなる特性を有し（９Ｈｚ付近では動的バネ定数がゼロになり、それ以上の高周波では負になっている）、高周波振動の除振能力が高い。その一方、人が着座することにより、三次元立体編物からなる中間クッション材１４がつぶれてしまっては、振動入力時にこのような低いバネ定数による弾性が機能しない。そこで、上記したように、第２の弾性支持機構１８により、人が静的に着座した状態では中間クッション材１４を厚み方向にあまりつぶさないように支持できるように設定されていることが好ましい。

また、上記した三次元立体編物を、シートクッション部の前後に配置したトーションバーによって弾性的に支持される一対の支持フレーム間に張った二次元のベースネット上を配置し、振動特性を調べたところ、図１６に示したような結果が得られた。すなわち、これは、正のバネ特性を有する機構と負のバネ特性を有する機構との組み合わせ構造の振動特性であるが、この結果から、かかる組み合わせ構造は、三次元立体編物単体のバネ定数が低くなる７Ｈｚ前後から、同様にバネ定数が低くなり、三次元立体編物単体のバネ定数が略ゼロないしは負の領域になる９Ｈｚ過ぎからは、組み合わせ構造のバネ定数も略ゼロになり、高周波振動の除振能力が高いことがわかる。

なお、図１５及び図１６に示したリサージュ図形は、質量１２．７ｋｇの円形の重りを三次元立体編物上にセットし、片側振幅１ｍｍ（上下のピーク間振幅２ｍｍ（２ｍｍｐｐ））の正弦波で、振動周波数０．５Ｈｚから１０Ｈｚまでの２０段階で加振し、重りの相対変位量と重りに働く荷重との関係を表したものである。

上層クッション材１５は、上層フレーム１３を被覆するように配設される。上層クッション材１５としては、ウレタン、ファイバークッション、三次元立体編物等を用いることができるが、中間クッション材１４と同様に三次元立体編物を用いることが好ましい。三次元立体編物は、上記のように高周波振動の吸収特性に優れる。車体フロアから入力されて臀部に伝達されるまでの間に除去しきれない振動が臀部から上体に入力されると、上体に共振が発生する。共振により揺らされると、上体が振動源になり、シートクッション部１０側に振動が再入力される。戻された振動による力と、この振動によってシートクッション部が共振した際の加速度とが複合されると、人はそれを微振動として知覚する。この複合された微振動は、高周波のいわゆる汚い振動が重畳されており、分数調波共振になる。従って、このシートクッション部１０と人体との間の双方向に生じる高周波の振動を吸収、減衰させる層が必要となるが、上層クッション材１５及び中間クッション材１４として、高周波振動の吸収特性の高い三次元立体編物を用いることで、このような双方向に生じる不快な微振動を低減できる。なお、図２及び図９に示した符号１６は、ベースフレーム１２の側板部１２２，１２２及び後板部１２３を被覆するカバー部材であり、上層クッション材１５と同様に、ウレタン、ファイバークッション、三次元立体編物等を用いて形成される。

なお、本実施形態のシートバック部３０の構成は限定されるものではない。例えば、金属製の枠状のフレーム材に三次元立体編物等を支持させたもの、金属製の枠状のフレーム材に、該金属製のフレーム材を被覆する合成樹脂フレームを取り付け、さらに、その表面を覆うように三次元立体編物を配設したもの等を用いることができる。

本実施形態によれば、図１３（ａ）に示した無負荷の状態から着座していくと、図１３（ｂ）に示したように、上層クッション材１５が沈み込んでいくと共に、第２の弾性支持機構１８のトーションバー１８４がまず捩られていくが、この際には、いずれもバネ定数が低いので人は柔らかいバネ感を感じながら着座していく。そして、さらに荷重がかかっていくと、第１の弾性支持機構１７のトーションバー１７４が捩られ、その高いバネ定数により、人体がしっかりと支持される。ここで、図１４は、シートクッション部１０に直径２００ｍｍの加圧板により、５０ｍｍ／ｍｉｎで１０００Ｎまで加圧した際の荷重−たわみ特性を示した図である。この図に示したように、加圧当初において第２の弾性支持機構１８が作用しているときの荷重−たわみ特性から得られるバウンド方向のバネ定数ｋ１は１２．７Ｎ／ｍｍであり、その後、第１の弾性支持機構１７４の作用も加わったときの荷重−たわみ特性から得られるバウンド方向のバネ定数ｋ２は２３．８Ｎ／ｍｍであった。なお、このバウンド方向のバネ定数としては、ｋ１が５〜２０Ｎ／ｍｍの範囲、ｋ２が１５〜５０Ｎ／ｍｍの範囲で設定されていることが好ましい。また、上層フレーム１３には、上記のように、二次元ネット１３０を露出させている露出部１３ａの範囲内の部位が沈み込みやすくなっているため、骨盤の前後のずれが抑制され、安定した着座姿勢をとることができる。

かかる状態で車体フロアから振動が入力されると、第１の弾性支持機構１７、第２の弾性支持機構１８、中間クッション材１４、及び上層クッション材１５の各バネ要素は、入力された振動の加速度に応じて作用する。つまり、入力される振動に応じて、主として作用するバネ要素が変わったりするため、様々な入力振動に対応できる。例えば、低周波で大振幅の振動が入力された場合には、第１の弾性支持機構１７のトーションバー１７４と第２の弾性支持機構１８のトーションバー１８４とが直列の関係になっているため、両者が作用することによりバネ定数が小さくなり、振動の吸収、減衰を図ることができる。また、高周波で小振幅の振動が入力された場合には、第２の弾性支持機構１７のトーションバー１７４と中間クッション材１４とが並列の関係で作用し、効果的に除振、減衰を図ることができる。また、上記のように、人体に入力されてシートクッション部１０側に戻る高周波の微振動に対しては、上層クッション材１５及び中間クッション材１４によって除振、減衰され、人体へ再入力される不快な振動の影響を低減できる。

より詳細には、第１の弾性支持機構１７は、主にフロアから入力される上下方向の振動入力の影響を受けて運動を始める。一方、第２の弾性支持機構１８は、主にシートバック部３０の振動で着座者の上体が運動することによって発生する加速度の影響を受けて運動を始める。これら別々の入力条件に支配される２つの質量系が直列的に配置されているため、位相ずれが生じ、振動が減衰するメカニズムである。シートバック部３０の傾斜角度が小さい場合には、シートクッション部１０による分担荷重が大きいため、上記の位相ずれにより、より完全に近い逆位相が生じ、振動を軽減する。

これに対し、シートバック部３０を傾斜させ、シートクッション部１０：シートバック部３０の分担荷重割合が６：４程度になると、より完全でない逆位相となるため、位相ずれによって除振しきれない低周波の振動が残る。一方、かかる分担荷重割合程度の姿勢は、リラックスした姿勢であり、交感神経、副交感神経のバランスがよく、低周波の呼吸運動を起こしやすいが、このときに、シートからも低周波の振動が入力されることになるため、低周波の呼吸運動を援助し、より深く自然な呼吸を促すことができる。これにより、肺の換気率を上げ、疲労回復を促進させる。

（試験例）
上記実施形態にかかるシート（実施例１）を加振機上にセットし、被験者が着座した状態でサイン波又はランダム波（米国ミシガン州の一般道を時速１００ｋｍ前後で走行して採取した車体フロアの振動波形）で加振する試験を行い、振動伝達率を測定した。本試験で用いた第１の弾性支持機構１７のトーションバー１７４のバネ定数は１４１７Ｎ・ｍｍ／ｄｅｇであり、第２の弾性支持機構１８のトーションバー１８４のバネ定数は８７９Ｎ・ｍｍ／ｄｅｇであった。なお、シートクッション部１０のバウンド方向のバネ定数は、図１４に示したとおりであった。中間クッション材１４は、不感帯をもつダッフィング型のバネ特性を有する住江織物（株）製、製品番号：４９０７６Ｄ、厚さ１１〜１４ｍｍの三次元立体編物を用いた。上層クッション材１５は、住江織物（株）製、製品番号：４９０１３Ｄ、厚さ１１〜１４ｍｍの三次元立体編物を用いた。なお、シートバック部３０は、金属製の枠状のフレーム材に、該金属製のフレーム材を被覆する合成樹脂フレームを取り付け、さらに、その表面を覆うように三次元立体編物を配設した構成であった。

比較のため、本出願人が、特開２００６−３４５９５２号公報に開示したシート、すなわち、シートクッション部の前後に配置したトーションバーによって弾性的に支持される一対の支持フレーム間に二次元のベースネットを配置し、さらにその上部において、枠状のクッションフレームを覆うように５％以下の低い伸び率で張った三次元立体編物を備えたシート（比較例１）を、加振機上にセットして上記と同様の試験を行った。なお、比較例１のシートバック部の構成は、上記実施例１と同様の構成であった。さらに、カーボン製のシェル型フレームの内面に、旭化成（株）製、製品番号：Ｔ２４００４Ａと、その表面側に積層された住江織物（株）製、製品番号：４９０１３Ｄとの２層構造からなり、厚さ６〜１４ｍｍの三次元立体編物を貼ったスポーツ車用のシート（比較例２）も、加振機上にセットして上記と同様の試験を行った。

被験者Ａ（日本人男性：体重７０ｋｇ）は、実施例１のシートと比較例１のシートに着座し、サイン波（０．５〜１５Ｈｚ）で片側振幅１ｍｍ（ピーク間振幅２ｍｍ）で加振した場合、ランダム波で加振した場合について振動伝達率を測定した。被験者Ａの試験結果を図１７及び図１８に示す。また、被験者Ｂ（日本人男性：体重５８ｋｇ）は、実施例１のシートと比較例２のシートに着座し、サイン波、ランダム波で加振した場合について振動伝達率を測定した。被験者Ｂの試験結果を図１９及び図２０に示す。

図１７及び図１８から明らかなように、実施例１のシートは、比較例１のシートと比較して、共振点における振動伝達率が低下していると共に、７Ｈｚ以上の高周波領域において振動伝達率が低減していることがわかる。図１９及び図２０からも、実施例１のシートは、共振点及び高周波領域における振動伝達率が比較例２のシートよりも低減していることがわかる。

また、図１８及び図２０のランダム波で加振した際の振動伝達率を見ると、呼吸の周波数（０．３〜０．５Ｈｚ）の１０倍周波数３〜５Ｈｚ付近の振動伝達率が平均して約１．２〜１．３程度であり、３〜５Ｈｚの低周波振動が被験者に僅かに作用し、呼吸運動を援助できることが推測できる。

図１は、本発明の一の実施形態に係る座席構造を示す斜視図である。 図２は、上記実施形態に係る座席構造を示す正面図である。 図３は、図２の側面図である。 図４は、図２の底面図である。 図５は、図２のＡ−Ａ線断面図である。 図６は、図２に示した座席構造の底面方向から見た斜視図である。 図７は、シートクッション部の構成を示す断面図である。 図８は、図１の座席構造において、ベースフレーム、上層フレーム、各種クッション材を取り外した状態のフレームを示す図である。 図９は、図１の座席構造のシートクッション部の分解斜視図である。 図１０は、シートクッション部を構成するベースクッションを上面方向から見た斜視図である。 図１１は、シートクッション部を構成するベースクッションを底面方向ら見た斜視図である。 図１２（ａ）は、上層フレームを上面方向から見た斜視図であり、図１２（ｂ）は、上層フレームを底面方向から見た斜視図である。 図１３（ａ），（ｂ）は、着座時における第１の弾性支持機構、第２の弾性支持機構の作用を説明するための図である。 図１４は、シートクッション部の荷重−たわみ特性を示した図である。 図１５は、三次元立体編物の変位励振による振動特性を示したリサージュ図形である。 図１６は、正のバネ特性を有するトーションバーに支持した三次元立体編物の変位励振による振動特性を示したリサージュ図形である。 図１７は、実施例１及び比較例１のシートに被験者Ａが着座してサイン波で加振したときの振動伝達率を示した図である。 図１８は、実施例１及び比較例１のシートに被験者Ａが着座してランダム波で加振したときの振動伝達率を示した図である。 図１９は、実施例１及び比較例２のシートに被験者Ａが着座してサイン波で加振したときの振動伝達率を示した図である。 図２０は、実施例１及び比較例２のシートに被験者Ａが着座してランダム波で加振したときの振動伝達率を示した図である。

符号の説明

１ 座席構造
１０ シートクッション部
１１ サイドフレーム
１２ ベースフレーム
１３ 上層フレーム
１３ａ 露出部
１３０ 二次元ネット材
１３５ 連結部材
１３５ａ 板バネ部材
１３５ｂ ガイドピン
１４ 中間クッション材
１５ 上層クッション材
１７ 第１の弾性支持機構
１７１ 前リンク部
１７２ 後リンク部
１７３ 接続リンク板
１７４ トーションバー
１８ 第２の弾性支持機構
１８１ 前リンク部
１８２ 後リンク部
１８３ 取付板
１８４ トーションバー

Claims (11)

1. 所定の間隔をおいて配置された一対のサイドフレームに、第１の弾性支持機構を介して支持される所定幅の合成樹脂製のベースフレームと、
   前記ベースフレームに、第２の弾性支持機構を介して支持される合成樹脂製の上層フレームと、
   前記ベースフレームと上層フレームとの間に、一部が該ベースフレームに係合されて配置される中間クッション材と、
   前記上層フレームを被覆する上層クッション材と
   を備えたシートクッション部を有することを特徴とする座席構造。
2. 前記第１の弾性支持機構は、前記サイドフレームの前部付近及び後部付近にそれぞれに配設される前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
   前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
   を備えてなることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
3. 前記第２の弾性支持機構は、前記ベースフレームの各側部付近に該ベースフレームに軸支されて設けられる前リンク部及び後リンク部を有する平行リンク機構と、
   前記前リンク部の回転中心と後リンク部の回転中心のうちのいずれか少なくとも一方に連結されるトーションバーと
   を備えてなることを特徴とする請求項１又は２記載の座席構造。
4. 前記第１の弾性支持機構のトーションバーと前記第２の弾性支持機構のトーションバーとは、バネ定数の異なるものが用いられていることを特徴とする請求項２又は３記載の座席構造。
5. 前記第１の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数が、前記第２の弾性支持機構のトーションバーのバネ定数よりも高いことを特徴とする請求項４記載の座席構造。
6. 前記第１の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持されるベースフレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の座席構造。
7. 前記第２の弾性支持機構の平行リンク機構を構成する前リンク部及び後リンク部は、それらに支持される上層フレームの位置が、加重時において斜め前下方に変位し、抜重時において斜め後上方に変位するように取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の座席構造。
8. 前記上層フレームは、二次元ネット材がインサートされて板状に形成されており、前後方向中央よりも後部における少なくとも裏面に、前記二次元ネット材を外部に露出させる露出部を備えていることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
9. 前記第２の弾性支持機構における平行リンク機構の前リンク部及び後リンク部の先端間に、両者を連結する取付板が架け渡されており、
   前記上層フレームは、前記取付板に対応する位置に、該取付板を挟む板バネ部材を有し、上層フレームがベースフレームに対して、振動の入力によって相対運動すると該板バネ部材と取付板との間で摩擦抵抗が生じる構成であることを特徴とする請求項３、７又は８記載の座席構造。
10. 前記中間クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項１記載の座席構造。
11. 前記上層クッション材が、三次元立体編物から形成されることを特徴とする請求項１記載の座席構造。

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