JP5548644B2 - シート用サスペンション装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に車両用のシートを支持するサスペンション装置に係り、特にＸ型のリンク機構の改善技術に関する。

例えば、トラックやバス等の大型自動車のシートにおいては、Ｘ型のリンク機構を用いたエアサスペンション装置が用いられている（特許文献１，２等参照）。この種のサスペンション装置は、フロア等の固定部材に固定されるロアフレームの上方にＸ型のリンク機構を介してアッパーフレームが上下動可能に支持され、アッパーフレームに車両用シートのシートクッションが固定され、ロアフレームとアッパーフレームとの間に、シートに着座した乗員の荷重をアッパーフレームを介して受けるエアスプリング等の緩衝手段が配されている。

リンク機構は、一対のリンクアームがリンク軸を介してＸ状に組まれ、上下方向に伸縮可能とされた構成である。ロアフレームとアッパーフレームは、前後方向に延びる左右一対のメンバーを有し、リンク機構の一対のリンクアームは、前後の端部のうちの一方の端部が固定端部とされてロアフレームおよびアッパーフレームにそれぞれ回転可能に支持されている。リンクアームの他端部は可動端部とされてローラが回転可能に設けられており、これらローラが、ロアフレームおよびアッパーフレームに設けられた断面コ字状のレール状部分に嵌合され、リンク機構が伸縮するに伴い、ローラがロアフレームおよびアッパーフレームを転動するように構成されている（特許文献２，３等参照）。

特開平７−１１７５４３号公報 実開平７−２４６３５号公報 特開２００６−２１９１２３号公報

上記従来のサスペンション装置にあっては、リンクアームの可動端部に設けられてロアフレームおよびアッパーフレームを転動するローラは、これらフレームにおける断面コ字状のレール状部分に回転可能に収容されている。したがってローラと各フレームとの間にはどうしても隙間が生じ、これがガタを生じさせることになっていた。また、ローラは、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等の摺動性や滑走性に優れた樹脂製が用いられるが、フレームに対する摩擦が大きくなると転動せずに摺動してしまい、ローラの周面の一部が偏って摩耗しまう場合があった。このような偏摩耗は、ローラの転動を阻害して摩耗の促進を招くため、抑制されねばならない。

よって本発明は、Ｘ型リンク機構のリンクアームの可動端部に設けられるローラをガタが生じることなくロアフレームおよびアッパーフレームに組み込むことができるとともにローラの摩耗を抑えることができるシート用サスペンション装置を提供することを目的としている。

本発明のシート用サスペンション装置は、ロアフレームと、このロアフレームの上方に配され、シートを支持するアッパーフレームと、リンク軸を介してＸ状に組まれた一対のリンクアームを有し、前記ロアフレームに対して前記アッパーフレームを上下動可能に支持するリンク機構と、前記アッパーフレームにかかる荷重を緩衝する緩衝手段とを備えたシート用サスペンション装置において、前記一対のリンクアームの各可動端部には、前記リンク軸と平行な回転軸を介してローラが回転可能に支持されるとともに、該ローラの軸方向に隣接してスライダが設けられ、前記ロアフレームと前記アッパーフレームには、前記スライダの上端面または下端面のうちの一方側のみが当接し、前記リンク機構の伸縮に伴って該スライダが前後方向に摺動するスライダ当接部と、前記ローラの上端面または下端面のうちの前記スライダが前記スライダ当接部に当接している面とは反対側の面のみが当接し、前記リンク機構の伸縮に伴って該ローラが前後方向に転動するローラ当接部とを有するリンクガイド部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、スライダの上端面または下端面のうちの一方側がロアフレームおよびアッパーフレームに常に当接し、ローラの上端面または下端面のうちの他方側（スライダの上端面が当接している場合には下端面、スライダの下端面が当接している場合には上端面）がロアフレームおよびアッパーフレームに常に当接する。このようにスライダとローラとでロアフレームおよびアッパーフレームにそれぞれ当接する１組のガイド部材を構成することにより、ローラはガタなく各フレームに組み込まれる。また、スライダがロアフレームおよびアッパーフレームに摺動することによりローラへの荷重が減少するため、ローラが摺動しても摩耗しにくい。

本発明では、前記アッパーフレーム側の前記リンクガイド部においては、前記スライダの下端面のみが前記スライダ当接部に当接し、前記ローラの上端面のみが前記ローラ当接部に当接し、前記ロアフレーム側の前記リンクガイド部においては、前記スライダの上端面のみが前記スライダ当接部に当接し、前記ローラの下端面のみが前記ローラ当接部に当接する形態を含む。この形態では、アッパーフレームが下降するシートのバウンド時においてローラが各フレームに大きな荷重で当接する。すなわち、スライダよりも、転動するローラが大きな荷重を受けるように設定しており、このため、大きな荷重による摩擦が低減する。なお、アッパーフレームが上昇するシートのリバウンド時にはローラよりもスライダが各フレームに大きな荷重で当接するが、リバウンド時の荷重はバウンド時の荷重よりも小さく、スライダの摺動抵抗も小さい。これらのことから、リンク機構は円滑に作動する。

また、本発明の前記リンクガイド部は、具体的には、前後方向に延びる上下一対の水平板部と、これら水平板部の幅方向一端部を連結する縦板部とからなる断面コ字状に形成され、一方の水平板部が前記スライダ当接部を有し、他方の水平板部が前記ローラ当接部を有している形態が挙げられる。

また、本発明では、前記スライダの前記スライダ当接部に対する接触面積が、前記ローラの前記ローラ当接部に対する接触面積よりも大きい形態を含む。この形態によれば、スライダで受ける荷重が大きくなり、ローラの摩擦を低減させることができる。

本発明によれば、Ｘ型リンク機構のリンクアームの可動端部に設けられるローラをガタが生じることなくロアフレームおよびアッパーフレームに組み込むことができるとともにローラの摩耗を抑えることができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るシート用サスペンション装置の全体を示す斜視図である。 同装置の全体側面図である。 図２のIII−III矢視に相当する図であって、上下のレールメンバーに対するリンクアームのガイド構造を示す断面図である。 図３のIV−IV矢視図である。 図３のV−V矢視におけるスライダおよび先端軸部を示す断面図である。 スライダの斜視図であって、（ａ）外側の端面、（ｂ）内側の端面を示している。

以下、図面を参照して本発明に係るシート用サスペンション装置の一実施形態を説明する。

（１）基本構成
図１は一実施形態に係る車両用シートのサスペンション装置１の全体を示す斜視図であり、図２は同装置１の側面図である。このサスペンション装置１は、水平に設置されて互いに平行な上下のアッパーフレーム１０およびロアフレーム２０と、ロアフレーム２０に対しアッパーフレーム１０を上下動可能に支持する左右一対のリンク機構３０を備えている。図１および図２の矢印Ｆは車両に組み込まれた状態での前方、矢印Ｒは後方を示しており、以下の説明での前後方向、左右方向および上下方向は、これら図面に基づくものとする。

アッパーフレーム１０上には、図示せぬ車両用シートのシートクッションが設置される。図２に示すように、アッパーフレーム１０とロアフレーム２０との間には、シートクッションを介してアッパーフレーム１０が上方から受ける荷重を受けるエアスプリング４０と、このエアスプリング４０の振動を吸収する油圧シリンダ式のダンパ４１が配設されている。

ロアフレーム２０は、前後方向に延びる左右一対のレールメンバー２１と、レールメンバー２１の前端部どうし、および後端部どうしを連結する左右方向に延びる前後一対の横メンバー２２とを備えている。ロアフレーム２０は、前端部および後端部にそれぞれ左右一対に設けられたブラケット２３，２４を介して、図示せぬ車両のフロアに水平に固定される。

ロアフレーム２０の上方に平行に配設されたアッパーフレーム１０もロアフレーム２０と同様の構成であって、前後方向に延びる左右一対のレールメンバー１１と、レールメンバー１１の前端部どうし、および後端部どうしを連結する左右方向に延びる前後一対の横メンバー１２とを備えている。

左右一対のリンク機構３０は、２本のリンクアーム３１，３２、すなわち、前上がりに傾斜するリンクアーム３１と前下がりに傾斜するリンクアーム３２の中間部がリンク軸３３を介してＸ状に組まれ、リンク軸３３を支点として相対回転可能とされたものである。リンク機構３０はリンク軸３３を共有しており、換言すると、１本のリンク軸３３の両端部に、リンク機構３０の２本のリンクアーム３１，３２がそれぞれ回転可能に支持されている。

図２に示すように、左右のリンク機構３０における前上がり側のリンクアーム３１は、前端部が左右方向に延びる固定軸３１Ａを介してアッパーフレーム１０の各レールメンバーの前端部に回転可能に支持され、またこれと同様に、前下がり側のリンクアーム３２は、前端部が左右方向に延びる固定軸３２Ａを介してロアフレーム２０の各レールメンバー２１に回転可能に支持されている。アッパーフレーム１０側の固定軸３１Ａは、左右一対のレールメンバー１１の前端部に架け渡されてこれらレールメンバー１１に固定されており、ロアフレーム２０側の固定軸３２Ａは、左右一対のレールメンバー２１の前端部に架け渡されて固定されている。

一方、各リンクアーム３１，３２の後端部は前後方向に移動可能な可動端部となっており、これら後端部は、可動軸３１Ｂ，３２Ｂを介して、それぞれアッパーフレーム１０およびロアフレーム２０の各レールメンバー１１，２１に沿って前後方向に移動可能に支持されている。アッパーフレーム１０側の可動軸３１Ｂは、左右一対のレールメンバー１１の後端部に架け渡され、これらレールメンバー１１に沿って前後方向に移動可能に支持されている。また、ロアフレーム２０側の可動軸３２Ｂは、左右一対のレールメンバー２１の後端部に架け渡され、これらレールメンバー２１に沿って前後方向に移動可能に支持されている。

左右のリンク機構３０は、ロアフレーム２０側の固定軸３２Ａを支点として伸縮し、伸縮に伴ってアッパーフレーム１０が昇降する。すなわち、リンクアーム３１，３２が開くようにして立ち上がるとリンク機構３０は上方に伸張してアッパーフレーム１０が上昇し、リンクアーム３１，３２が閉じるように折り畳まれるとリンク機構３０は下方に縮小してアッパーフレーム１０が下降する。リンク機構３０が伸張してアッパーフレーム１０が上昇する際には、各リンクアーム３１，３２の後端部は可動軸３１Ｂ，３２Ｂとともに前方の固定軸３１Ａ，３２Ａにそれぞれ接近し、縮小してアッパーフレーム１０が下降する際には、各リンクアーム３１，３２の後端部は可動軸３１Ｂ，３２Ｂとともに固定軸３１Ａ，３２Ａから離間する。

アッパーフレーム１０内には、アッパーフレーム１０と一体に昇降する受圧板１３が固定されており、この受圧板１３に、上記エアスプリング４０の上端部が固定されている。エアスプリング４０には、図示せぬエア供給源から圧縮空気が供給され、また、内部の空気が排気される。エアスプリング４０に対する給排気は、ロアフレーム２０内に配置されたバルブ４２を操作することによってなされる。

アッパーフレーム１０上に設置されたシートに着座する乗員の荷重は、受圧板１３を介してエアスプリング４０で受けられ、緩衝される。また、エアスプリング４０は、空気が供給されると上方に膨出し、これによりアッパーフレーム１０が上昇してシートが高く調整され、排気されると下方に縮小し、これによりアッパーフレーム１０が下降してシートを低く調整される。車両がエアブレーキ装置を備えている場合には、該エアブレーキ装置用のエアコンプレッサをエアスプリング４０のエア供給源とすることができる。

上記ダンパ４１は、エアスプリング４０に生じる振動を吸収するもので、上端部が一方のリンク機構３０（この場合、前方に向かって左側のリンク機構３０）の前下がり側のリンクアーム３２の上端部に軸受けロッド３４を介して回転可能に、また、他端部がロアフレーム２０側の固定軸３２Ａに回転可能に装着されている。このダンパ４１はリンク機構３０の伸縮に追従して伸縮し、伸縮時の抵抗作用により、エアスプリング４０に生じる振動が吸収されてシートの上下動が緩衝される。

図１で符号１５はアッパーフレーム１０の前端部に設けられたフックであり、このフック１５をロアフレーム２０の前端部に設けられたピン２５に掛けることにより、アッパーフレーム１０の昇降が強制的に停止させられるようになっている。

（２）リンクアームのガイド構造
以上が一実施形態のサスペンション装置１の基本構成であり、次いで、本発明に係る、リンク機構３０における各リンクアーム３１，３２をレールメンバー１１，２１に沿って移動させるガイド構造について説明する。

図３に示すように、アッパーフレーム１０側およびロアフレーム２０側の各レールメンバー１１，２１は、内側に溝部５１を有する断面コ字状に形成されたもので、前後方向に延びる互いに平行な上下一対の水平板部５２，５３と、これら水平板部５２，５３の幅方向の外側の端部を連結する縦板部５４を有している。図３は左側のレールメンバー１１，２１を示しており、右側のレールメンバー１１，２１は左右対称の同じ構造である。

上下のレールメンバー１１，２１の各水平板部５２，５３は幅が異なっており、幅が大きな水平板部（以下、幅大板部）５３が上下方向の外側にそれぞれ配され、幅が小さな水平板部（以下、幅小板部）５２が上下方向の内側にそれぞれ配された上下対称の構造となっている。幅大板部５３は、幅小板部５２よりも左右方向内側に突出しており、その突出端部は、ローラ当接部５３ａとされる。

リンクアーム３１，３２の後端部が回転可能に支持される上記可動軸３１Ｂ，３２Ｂの両端部には、小径の先端軸部３１ｂ、３２ｂがそれぞれ同心状に形成されている。そしてこれら先端軸部３１ｂ、３２ｂに、内側から、ローラ６０と、矩形状のブロック体からなるスライダ７０とが、回転可能に嵌合されている。スライダ７０は、一端面の中央部に円形の凹所７１が形成され、この凹所７１の内周面には、図５に示すように、摩擦を低減させるための複数の軸方向に延びる溝７１ａが形成されている。

上下の可動軸３１Ｂ，３２Ｂの両端部に上記のように設けられたローラ６０およびスライダ７０は、図３に示すように、先端側のスライダ７０が、上下のレールメンバー１１，２１の溝部５１内に幅大板部５３と幅小板部５２とに挟み込まれた状態で収容され、スライダ７０の内側のローラ６０が、幅大板部５３のローラ当接部５３ａの内面に当接した状態に組み込まれる。

このような組み込み状態で、常に、スライダ７０は４辺の平面のうちの一面のみが幅小板部５２の内面に当接し、かつ、幅大板部５３には当接せず幅大板部５３との間に隙間５６が形成される。また、常に、ローラ６０は幅大板部５３のローラ当接部５３ａのみに当接し、かつ、幅小板部５２には当接しない。

すなわち、アッパーフレーム１０側においては、スライダ７０の下端面のみが幅小板部５２に当接し、ローラ６０は上端面のみが幅大板部５３のローラ当接部５３ａに当接して下方が開放している。また、ロアフレーム２０側においては、スライダ７０の上端面のみが幅小板部５２に当接し、ローラ６０は下端面のみが幅大板部５３のローラ当接部５３ａに当接して上方が開放している。スライダ７０およびローラ６０をこのように上下のレールメンバー１１，２１に接触させるには、スライダ７０の形状や寸法、スライダ７０と先端軸部３１ｂ、３２ｂとの位置関係、ローラ６０の外径寸法、スライダ７０とローラ６０の位置関係等を適宜に調整することによって可能とされる。

また、図６に示すように、スライダ７０の、ローラ６０側の端面および縦板部５４側の端面には、それぞれ環状の内側スペーサ７２および外側スペーサ７３が凹所７１と同心状に形成されている。内側スペーサ７２は全周にわたって高さが均一であるが、外側スペーサ７３には軸方向に延びる複数の切欠き７３ａが等間隔をおいて形成されている。さらに、図３に示すように、凹所７１の底部の中心には、凸部７４が形成されている。ローラ６０は、内側スペーサ７２に当接することによりスライダ７０との摩擦が低減されるとともに軸方向のガタが抑えられる。また、スライダ７０は外側スペーサ７３がレールメンバー１１，２１の縦板部５４に当接することにガタが抑えられ、また、凸部７４に先端軸部３１ｂ，３２ｂの先端面が当接することにより、可動軸３１Ｂ，３２Ｂの軸方向のガタが抑えられる。

ローラ６０およびスライダ７０は適宜な材料で構成されるが、例えばローラ６０は前述のＰＯＭ等の摺動性や滑走性に優れた樹脂で構成される。また、スライダ７０は、例えば炭素繊維含有でさらに含有タイプのＰＯＭが好適である。

このようなリンクアームのガイド構造によると、リンク機構３０が伸縮してアッパーフレーム１０が昇降する際には、スライダ７０が先端軸部３１ｂ，３２ｂに対して相対回転しながら幅小板部５２の内面に前後方向に摺動するとともに、ローラ６０が幅大板部５３のローラ当接部５３ａの内面を転動する。これによりリンクアーム３１，３２の後端部は、可動軸３１Ｂ，３２Ｂを介しレールメンバー１１，２１に沿って前後方向に移動する。

本実施形態においては、上下のレールメンバー１１，２１の後端部であってリンク機構３０が伸縮するに伴いスライダ７０およびローラ６０が移動する領域が、リンクガイド部１１Ａ，２１Ａとされる。本実施形態では、上下のレールメンバー１１，２１の全長にわたって幅大板部５３のローラ当接部５３ａが形成されているが、少なくともリンクガイド部１１Ａ，２１Ａのみにローラ当接部５３ａが形成されていればよい。

本実施形態によれば、上下のレールメンバー１１，２１の溝部５１内に対し、常に、スライダ７０の上下方向の内側の端面のみが当接し、かつ、ローラ６０の上下方向の外側の端面のみが当接するように組み込まれるため、径方向へのローラ６０のガタを防ぐことができる。また、スライダ７０が各レールメンバー１１，２１の幅小板部５２に摺動することによりローラ６０への荷重が減少するため、ローラ６０が摺動しても摩耗しにくいものとなっている。

また、本実施形態においては、アッパーフレーム１０が下降するシートのバウンド時においてローラ６０が各レールメンバー１１，２１のローラ当接部５３ａに大きな荷重で当接する。すなわち、スライダ７０よりも、転動するローラ６０が大きな荷重を受けるように設定している。このため、ローラ６０およびスライダ７０は、ともに大きな荷重による摩擦が低減する。なお、アッパーフレーム１０が上昇するシートのリバウンド時にはローラ６０よりもスライダ７０が各レールメンバー１１，２１の幅小板部５２に大きな荷重で当接するが、リバウンド時の荷重はバウンド時の荷重よりも小さく、スライダ７０の摺動抵抗も小さい。これらのことから、リンク機構３０は円滑に作動する。

また、ローラ６０のローラ当接部５３ａへの接触面積に比べるとスライダ７０の幅小板部５２に対する接触面積の方が大きいため、スライダ７０で受ける荷重がローラ６０よりも大きく、これによってもローラ６０の摩擦を低減させることができる。

１…サスペンション装置、１０…アッパーフレーム、１１Ａ，１１Ｂ…リンクガイド部、２０…ロアフレーム、３０…リンク機構、３１，３２…リンクアーム、３１ｂ，３２ｂ…先端軸部（回転軸）、３３…リンク軸、４０…エアスプリング（緩衝手段）、５２…幅小板部（水平板部、スライダ当接部）、５３…水平板部、５３ａ…ローラ当接部、５４…縦板部、６０…ローラ、７０…スライダ。

Claims (4)

1. ロアフレームと、
   このロアフレームの上方に配され、シートを支持するアッパーフレームと、
   リンク軸を介してＸ状に組まれた一対のリンクアームを有し、前記ロアフレームに対して前記アッパーフレームを上下動可能に支持するリンク機構と、
   前記アッパーフレームにかかる荷重を緩衝する緩衝手段と、
   を備えたシート用サスペンション装置において、
   前記一対のリンクアームの各可動端部には、前記リンク軸と平行な回転軸を介してローラが回転可能に支持されるとともに、該ローラの軸方向に隣接してスライダが設けられ、
   前記ロアフレームと前記アッパーフレームには、
   前記スライダの上端面または下端面のうちの一方側のみが当接し、前記リンク機構の伸縮に伴って該スライダが前後方向に摺動するスライダ当接部と、前記ローラの上端面または下端面のうちの前記スライダが前記スライダ当接部に当接している面とは反対側の面のみが当接し、前記リンク機構の伸縮に伴って該ローラが前後方向に転動するローラ当接部とを有するリンクガイド部が設けられていること
   を特徴とするシート用サスペンション装置。
2. 前記アッパーフレーム側の前記リンクガイド部においては、
   前記スライダの下端面のみが前記スライダ当接部に当接し、前記ローラの上端面のみが前記ローラ当接部に当接し、
   前記ロアフレーム側の前記リンクガイド部においては、
   前記スライダの上端面のみが前記スライダ当接部に当接し、前記ローラの下端面のみが前記ローラ当接部に当接すること
   を特徴とする請求項１に記載のシート用サスペンション装置。
3. 前記リンクガイド部は、前後方向に延びる上下一対の水平板部と、これら水平板部の幅方向一端部を連結する縦板部とからなる断面コ字状に形成され、
   一方の水平板部が前記スライダ当接部を有し、他方の水平板部が前記ローラ当接部を有していること
   を特徴とする請求項１または２に記載のシート用サスペンション装置。
4. 前記スライダの前記スライダ当接部に対する接触面積が、前記ローラの前記ローラ当接部に対する接触面積よりも大きいこと
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のシート用サスペンション装置。

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