JP6632985B2 - 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート - Google Patents
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Description
また、本出願人は、特許文献4に、横揺れ吸収機能を備えたサスペンション機構を開示すると共に、この横揺れ吸収用のサスペンション機構を、上下振動吸収用のサスペンション機構の上部に積層配設することを開示している。
また、該クッションフレームは、リフターによる高さ調整と、振動吸収のための弾性作用とを組み合わせた構造とした場合であっても、これを特許文献4に示されたようなサスペンション機構と組み合わせれば、さらに高い振動吸収機能が期待できる。
前記リフターが、回転力を付与するクラッチ機構と、前記クラッチ機構から伝達される回転力によって回転する回転体を備えた回転力伝達機構とを有して構成されると共に、
一端部が前記リフターにおける回転力伝達機構の回転体の回転中心に連結され、他端部が前記リンク機構に連結されて前記クッションフレームの幅方向に掛け渡されるトーションバーを有し、
前記トーションバーが、前記リフターによる高さ調整時に、前記リンク機構に連結される他端部を固定端としてその弾性力により前記クッションフレームが高さ調整する機能と、外部振動の入力時に、前記クッションフレームの前記ベース部に対する相対的な変位よる前記リンク機構の動きにより、前記回転力伝達機構の回転体に連結された一端部を固定端としてその弾性力によって振動を吸収する機能とを併有することを特徴とする。
前記トーションバーとして、前記前部リンク機構に対応する前部トーションバーと、前記後部リンク機構に対応する後部トーションバーとを有し、
前記前部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記前部リンク機構の前部可動リンクにそれぞれ連結され、
前記後部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記後部リンク機構の後部可動リンクにそれぞれ連結されていることが好ましい。
前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構を連結する連結可動リンクを有し、前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が同期して動作する構成とすることができる。
前記回転力伝達機構の回転体は、前記クラッチ機構の回転力によって回転する前部回転体と、前記前部回転体に連結駆動リンクによって回転する後部回転体とを有してなり、前記前部回転体の回転中心に前記前部トーションバーの一端部が連結され、前記後部回転体の回転中心に前記後部トーションバーの一端部が連結されていることが好ましい。
前記ベース部が、乗物のフロアに取り付けられるスライダのアッパーレールとして構成されることが好ましい。
また、本発明の座席構造は、前記座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造であって、前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることを特徴とする。
前記ベースネットが、二次元又は三次元の布帛から構成され、前記ばね部材が、コイルスプリングから構成されていることが好ましい。
前記ベースネットを被覆して配設される前記クッション部材が、ウレタン材、三次元の布帛又はそれらの組み合わせから構成されることが好ましい。
また、本発明のサスペンションシートは、左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、前記座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造のベース部が支持されていることを特徴とする。
本発明のサスペンションシートは、前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることが好ましい。
また、本発明の座席構造は、クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間にベースネットを掛け渡し、そのベースネットの前端縁及び後端縁間をばね部材で連結し、このベースネットを被覆してクッション部材を配設する構成とすることが好ましい。これにより、外部振動入力時には、クッションフレームを支持するトーションバーの弾性力の機能だけでなく、ベースネットの前端縁及び後端縁間を連結するばね部材の弾性力も機能するため、振動吸収特性をさらに向上させることができる。
また、本発明のサスペンションシートは、 左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、いずれかの高さに調整しても所定の振動吸収機能を有する上記のリフター付きの座席支持機構が配設されている。リフター付きの座席支持機構は、それ自身がサスペンション機能を有するという意味で、従来のリフターと専用のサスペンション機構とを組み合わせた構成より簡易にできるという利点を有しているが、他のサスペンション機構と組み合わせた構成とすれば、リフター付きの座席支持機構の有するサスペンション機能に加えて他のサスペンション機構が作用することになり、除振性能をさらに高めることができる。他のサスペンション機構と組み合わせると、高さ方向の配置スペースが大きくなるため、このような構成は、高さ方向の配置スペースを十分確保できるトラック、バスなどの大型車両用として適している。
図18に示したサスペンションシート2000について振動実験を行った。実験に使用したサスペンションシート2000の特性は次のとおりである。該サスペンションシート2000を構成する座席構造1000のクッション部材120の特性は、自動車用シートに使われるものとしては若干硬めの特性でばね定数26542N/m(図17の「TB固定−CoilSpring無」のデータから算出)で、座席支持機構1のトーションバー330,340のばね定数は58500N/mで、両者を併せたばね定数は19425N/mであった(図17の「TB通常−CoilSpring有」のデータから算出)。
被験者は、健康な20歳代の男性1名と40歳代の男性2名の計3名で、体重はそれぞれ60kg、72kg、84kgである。本実施形態の6自由度のサスペンションシート2000(サスペンション機構3000の上下ストローク:80mm)を加振機にセットし、被験者が着座した状態で励振して加振実験を行った。比較のため、ドイツ製の1自由度のサスペンション機構(上下ストローク:160mm)を用いた場合についても測定した。励振波形は、正弦波掃引波形と、広島市の一般道で採取した路面電車の軌道を模擬した3軸の不規則振動波形である。なお、模擬用の振動波形の採取に用いた車両はバン型の普通車で、走行速度は40km/hで行った。
図36は、衝撃性振動入力に対する吸収性能を示したもので、本実施形態のサスペンションシート2000によれば、最大加速度が半分以下に軽減されていることがわかる。
を用いて解析した結果を示す。m1は、サスペンション機構3000のばね上質量(上下サスペンション3100の上部フレーム体3130と、それに支持される前後サスペンション3200及び左右サスペンション3300を合わせた質量:この例では14.2kg)と、座席支持機構1のばね下質量(座席支持機構1において、座席支持機構1に支持されるクッションフレーム10よりも下方位置の部材の質量:この例では3.0kg)の総和で17.2kgである。m2は、座席構造1000のばね上質量(座席支持機構1に支持されるクッションフレーム10を含むその上方位置の部材の質量:この例では16.6kg)と人の体重(60kg、72kg、84kg)との総和で表されるが、人の体重は背もたれに入る重量と足の重量を除外するため8割を荷重分担とすると、m2は64.6kg、74.6kg、83.8kgとなる。u20はm2の振幅であり、入力振動は質量m1に加わる外力P0sinωtとした。このP0sinωtは、車両の加速度及び慣性力並びにフロアから入力される加速度である。k1はサスペンション機構3000のばね定数2949N/mで、k2は座席構造1000のばね定数19425N/mで、μは減衰係数、ζは減衰比で0.2とする。この値は通常のシートで用いられるもので実験的に得られた数値である。
但し、より詳細に見ると、図40(b)において、体重72kgの被験者の場合、1〜3Hzの間に2つのピークが生じているが他の被験者はこのような傾向が見られない。これは、他の被験者が深く腰掛け、背を背もたれに十分当接した着座姿勢であったのに対し、体重72kgの被験者が、背を背もたれから離間した着座姿勢で測定したことによるものである。図29に示したように、本実施形態のサスペンションシート2000は、着座状態で、シートバック及びシートクッション共に、上下だけでなく前後にも運動する。これは、本実施形態のサスペンションシート2000が、座席支持機構1のトーションバー330,340の動きを含め、3軸方向に運動可能だからであるが、シートバックに背を当接していない場合には、シートバックを介しての振動除振機能を十分には得ることができない。体重72kgの被験者のデータにおいて上記のような2つのピークが出現したのはこのためである。
10 クッションフレーム
11 サイドフレーム
12 前部フレーム
13 後部フレーム
110 ベースネット
113 コイルスプリング
20 スライダ
30 リフター
310 クラッチ機構
312a 出力ギヤ
320 回転力伝達機構
323 セクタギヤ(前部回転体)
325 連結駆動リンク
327 後部駆動リンク(後部回転体)
330 前部トーションバー
340 後部トーションバー
350 スクリュー
351 ナット部材
40 リンク機構
410 前部リンク機構
411 前部固定リンク
412 フレーム側前部リンク
413 第1前部可動リンク
414 第2前部可動リンク
420 後部リンク機構
421 後部固定リンク
422 後部可動リンク
430 連結可動リンク
1000 座席構造
2000 サスペンションシート
3000 サスペンション機構
3100 上下サスペンション
3200 前後サスペンション
3300 左右サスペンション
Claims (11)
- シートクッションの高さ調整を行うリフターと、前記シートクッションのクッションフレームを支持するベース部と前記クッションフレームの間に設けられ、高さ調整によって変位するリンク機構とを有する座席支持機構であって、
前記リフターが、回転力を付与するクラッチ機構と、前記クラッチ機構から伝達される回転力によって回転する回転体を備えた回転力伝達機構とを有して構成されると共に、
一端部が前記リフターにおける回転力伝達機構の回転体の回転中心に連結され、他端部が前記リンク機構に連結されて前記クッションフレームの幅方向に掛け渡されるトーションバーを有し、
前記トーションバーが、前記リフターによる高さ調整時に、前記リンク機構に連結される他端部を固定端としてその弾性力により前記クッションフレームが高さ調整する機能と、外部振動の入力時に、前記クッションフレームの前記ベース部に対する相対的な変位よる前記リンク機構の動きにより、前記回転力伝達機構の回転体に連結された一端部を固定端としてその弾性力によって振動を吸収する機能とを併有し、
前記リンク機構は、前記クッションフレームの前部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の前部リンク機構と、後部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の後部リンク機構とを備えてなり、
前記トーションバーとして、前記前部リンク機構に対応する前部トーションバーと、前記後部リンク機構に対応する後部トーションバーとを有し、
前記前部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記前部リンク機構の前部可動リンクにそれぞれ連結され、
前記後部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記後部リンク機構の後部可動リンクにそれぞれ連結されていることを特徴とする座席支持機構。 - 前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が、それぞれ独立して機能する独立懸架式である請求項1記載の座席支持機構。
- 前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構を連結する連結可動リンクを有し、前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が同期して動作する請求項1記載の座席支持機構。
- 前記回転力伝達機構の回転体は、前記クラッチ機構の回転力によって回転する前部回転体と、前記前部回転体に連結駆動リンクによって回転する後部回転体とを有してなり、前記前部回転体の回転中心に前記前部トーションバーの一端部が連結され、前記後部回転体の回転中心に前記後部トーションバーの一端部が連結されている請求項1〜3のいずれか1に記載の座席支持機構。
- 前記前部回転体が、前記クラッチ機構の出力ギヤによって回転するセクタギヤであり、その回転中心に、前記前部トーションバーの一端部が連結される請求項4記載の座席支持機構。
- 前記ベース部が、前後位置調整用のスライダのアッパーレールである請求項1〜5のいずれか1に記載の座席支持機構。
- 請求項1〜6のいずれか1に記載の座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造であって、
前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、
前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、
前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることを特徴とする座席構造。 - 前記ベースネットが、二次元又は三次元の布帛から構成され、前記ばね部材が、コイルスプリングから構成されている請求項7記載の座席構造。
- 前記ベースネットを被覆して配設される前記クッション部材が、ウレタン材、三次元の布帛又はそれらの組み合わせから構成される請求項7又は8記載の座席構造。
- 左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、請求項1〜6のいずれか1に記載の座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造のベース部が支持されていることを特徴とするサスペンションシート。
- 前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、
前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、
前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっている請求項10記載のサスペンションシート。
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