JP7115715B2 - アクチュエータユニット及びシート支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータユニット及びシート支持装置に関する。

下記特許文献１には、カム部材の回転移動により弁棒を押し込んで、エアスプリングへ空気を給排気する車両用エアサスペンション式シート支持装置が開示されている。

特開２０１３－２１６１９９号公報

上記特許文献１においては、シート高さに連動するメカ機構によりカム部材へトルクを付与している。カム部材へのトルク付与をモータなどの電動アクチュエータで行うと、電気的制御による操作の簡易化や高さメモリー機能などによる利便性向上が期待できる。しかし、エアスプリングへ空気を給排気している間は弁棒を押し込み続けるため、カム部材へトルクを付与するために電力をかけ続ける必要がある。

本発明は上記事実を考慮して、消費電力を低減できるアクチュエータユニット及びシート支持装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るアクチュエータユニットは、押し込まれた状態で制御対象を動作させるスイッチと、通電状態で前記スイッチを押し込み、非通電状態で前記スイッチを押し込んだ状態を維持するカム機構と、を備え、前記カム機構は、一方向へ回転して前記スイッチを押し込み、他方向へ回転して押し込み状態を解除するカムと、前記カムを回転させるモータと、を備え、前記スイッチが押し込まれた状態において、前記カムが前記スイッチから受ける摩擦力及び反力によって前記カムに作用する回転モーメントが、前記一方向に向って正の値とされている。

請求項１に記載のアクチュエータユニットでは、非通電状態でスイッチを押し込んだ状態が維持される。すなわち、スイッチを押し込み続けるために電力を必要としない。このため、スイッチを押し込み続けるために電力が必要なアクチュエータユニットと比較して消費電力を低減できる。

一態様のアクチュエータユニットは、前記カム機構は、一方向へ回転して前記スイッチを押し込み、他方向へ回転して押し込み状態を解除するカムと、前記カムを回転させるモータと、を備え、前記スイッチが押し込まれた状態において、前記カムが前記スイッチから受ける摩擦力及び反力によって前記カムに作用する回転モーメントが、前記一方向に向って正の値とされている。

一態様のアクチュエータユニットでは、モータによってカムが回転する。カムは、一方向へ回転することでスイッチを押し込む。また、他方向へ回転することでスイッチの押し込み状態を解除する。すなわち、モータを駆動させることでスイッチの動作を制御できる。

スイッチが押し込まれた状態においては、カムがスイッチから受ける摩擦力及び反力によってカムに作用する回転モーメントが、一方向、つまりスイッチを押し込む方向に向って正の値とされている。すなわち、カムはスイッチを押し込む方向へ回転し続けようとする。このため、電力をかけなくてもスイッチの押し込み状態を維持できる。

請求項２に記載の発明に係るアクチュエータユニットは、請求項１に記載のアクチュエータユニットにおいて、前記回転モーメントによる前記カムの回転を止める回転抑制機構を備えている。

請求項２に記載のアクチュエータユニットでは、回転抑制機構を備えているため、カムが回転し続けることを抑制できる。このため、スイッチの過剰な押し込みによる反力の増加を抑制できる。

請求項３に記載の発明に係るアクチュエータユニットは、請求項２に記載のアクチュエータユニットにおいて、前記カムにおける一部の外周面が前記カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成され、前記一部の外周面が前記スイッチを押し込む際に、前記スイッチが最も押し込まれた状態とされる。

請求項３に記載のアクチュエータユニットでは、カムの外周面が、カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成されている。このため、スイッチを押し込んだ状態から押し込み状態を解除する方向（他方向）へカムが回転する際に、スイッチが当該外周面と接している間は、押し込み状態が維持される。さらに、スイッチと当該外周面との接触が解除されると、スイッチの押し込み状態が解除される。

これにより、スイッチの押し込み状態を解除する方向へカムが回転する際に、スイッチをさらに押し込む必要がなく、消費電力を少なくできる。

請求項４に記載の発明に係るアクチュエータユニットは、請求項１に記載のアクチュエータユニットにおいて、前記カム機構は、一方向へ回転して前記スイッチを押し込み、他方向へ回転して押し込み状態を解除するカムと、前記カムを回転させるモータと、を備え、前記カムにおける一部の外周面が前記カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成され、前記一部の外周面が前記スイッチを押し込む際に、前記スイッチが最も押し込まれた状態とされる、請求項１に記載のアクチュエータユニット。

請求項４に記載のアクチュエータユニットでは、カムの外周面は、カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成されている。カムの外周面には、押し込まれたスイッチの反発力によって、外周面に垂直な垂直力と、外周面に沿う力とが作用する。このうち外周面に垂直な垂直力は、回転半径方向と一致するため、カムの回転に寄与しない。また、カムの外周面に沿う力は、回転方向と一致するが、この力は最大静止摩擦力を上回ることがない。このためカムは、スイッチの反発力によって回転しない。したがって、電力をかけなくてもスイッチの押し込み状態を維持できる。また、スイッチの押し込み状態を解除する方向へカムが回転する際に、スイッチをさらに押し込む必要がなく、消費電力を少なくできる。

請求項５に記載の発明に係るシート支持装置は、請求項１～請求項４の何れか１項に記載のアクチュエータユニットと、前記スイッチによって開閉される前記制御対象としてのバルブと、前記バルブの開閉に応じて空気が給排気されるエアスプリングと、シート本体を支持すると共に前記エアスプリングの圧力によって上下方向に伸縮するリンク機構と、を備えている。

請求項５に記載のシート支持装置では、通電状態でスイッチが押し込まれ、バルブが開閉し、エアスプリングへ空気が給排気される。また、非通電状態でスイッチを押し込んだ状態が維持されるため、エアスプリングへの空気の給排気が維持される。
これにより、シート本体を支持するリンク機構を上下方向に伸縮するためのエアスプリングの圧力調整を、非通電状態で維持できる。

例えばこのシート支持装置を車両用シートに組付ける際、車両の走行時に、エアスプリングに給排気を繰り返しながらシート本体の高さを一定に保つ際の消費電力が抑えられる。

本発明に係るアクチュエータユニット及びシート支持装置によると、消費電力を低減できる。

本発明の実施形態に係るアクチュエータユニット及びシート支持装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータユニット及びシート支持装置を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータユニット及びシート支持装置を示す上面図である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットを示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットを示す部分拡大上面図であり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットにおけるカムを回転させて排気弁棒を押し込んだ状態を示す部分拡大上面図である。 本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットにおいてカムが排気弁棒から受ける力の状態を示した部分拡大上面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係るアクチュエータユニットにおけるカムの外周面を円弧に沿って形成した変形例を示す部分拡大上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のカムの外周面で排気弁棒を押し込んだ状態を示す部分拡大上面図である。

以下、図１～図７を用いて、本発明に係るアクチュエータユニット４０及びシート支持装置１０の一実施形態について説明する。なお、図中矢印ＦＲはアクチュエータユニット４０及びシート支持装置１０が取り付けられる車両における車両前方向を示し、矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印Ｗは車両幅方向（車両左右方向）を示している。また、本実施形態に係るアクチュエータユニット４０及びシート支持装置１０の前後左右上下の方向性は、車両の方向性と一致している。以下の説明で使用する前後左右上下の方向性は、車両に対する方向性である。

＜シート支持装置＞
図１はシート支持装置１０の全体を示す斜視図であり、図２は側面図、図３は上面図である。本発明に係るシート支持装置１０は、車両の乗員が着座する車両用サスペンションシートに用いられ、乗員が着座するシート本体を上下動可能に支持するものである。

シート支持装置１０には、シート本体に着座する乗員の荷重をエアスプリング３０で緩衝的に受けるエアサスペンション機構１２が備えられている。このエアサスペンション機構１２は、ロアフレーム１４と、アッパフレーム１６と、リンク機構２０と、エアスプリング３０及びアクチュエータユニット４０を備えて構成されている。

（ロアフレーム、アッパフレーム）
ロアフレーム１４は、シート本体を車両へ固定する支持体である。ロアフレーム１４は、リンク機構２０を介してアッパフレーム１６と連結されている。リンク機構２０は、アクチュエータユニット４０から給排気されたエアスプリング３０の膨張及び縮小に伴って上下に伸縮して、アッパフレーム１６及びシート本体を上下に移動させる。

ロアフレーム１４は、前後方向に延びる左右一対のレールメンバー１４Ａと、レールメンバー１４Ａの前端同士及び後端同士を連結し左右方向に延びる前後一対の横メンバー１４Ｂとを備えている。

また、アッパフレーム１６は、前後方向に延びる左右一対のレールメンバー１６Ａと、レールメンバー１６Ａの前端同士及び後端同士を連結し左右方向に延びる前後一対の横メンバー１６Ｂとを備えている。

アッパフレーム１６とロアフレーム１４との間には、アッパフレーム１６が上方から受ける荷重を受けるエアスプリング３０と、このエアスプリング３０の振動を吸収する油圧シリンダ式のダンパ３２（図２参照）が配設されている。

（リンク機構）
図２に示すように、リンク機構２０は、２本のリンクアーム２１、２２がリンク軸２４Ａを介してＸ状に組まれた左右一対のＸリンク２４と、前側の上下の可動軸２１Ａ、２２Ａ（図１参照）とを備えている。Ｘリンク２４は、前上がりに傾斜するリンクアーム２１と前下がりに傾斜するリンクアーム２２の中間部がリンク軸２４Ａを介してＸ状に組まれ、リンク軸２４Ａを支点として相対回転可能とされたものである。

左右のＸリンク２４における前上がり側のリンクアーム２１の後端部には、左右方向に延びる固定軸２１Ｂが固定されている。固定軸２１Ｂは、ロアフレーム１４の各レールメンバー１４Ａの後端部に回転可能に支持されている。

またこれと同様に、前下がり側のリンクアーム２２の後端部には、左右方向に延びる固定軸２２Ｂが固定されている。固定軸２２Ｂは、アッパフレーム１６の各レールメンバー１６Ａの後端部に回転可能に支持されている。

アッパフレーム１６側の固定軸２２Ｂは、左右一対のレールメンバー１６Ａの後端部に架け渡されてこれらレールメンバー１６Ａに回転自在に支持されており、ロアフレーム１４側の固定軸２１Ｂは、左右一対のレールメンバー１４Ａの後端部に架け渡されて回転自在に支持されている。

一方、各リンクアーム２１、２２の前端部は、可動軸２１Ａ、２２Ａ（図１参照）を介して、それぞれアッパフレーム１６およびロアフレーム１４の各レールメンバー１６Ａ、１４Ａに沿って前後方向に移動可能に支持されている。

アッパフレーム１６側の可動軸２１Ａは、左右一対のレールメンバー１６Ａの前端部に架け渡され、レールメンバー１６Ａ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１４側の可動軸２２Ａは、左右一対のレールメンバー１４Ａの前端部に架け渡され、レールメンバー１４Ａに沿って前後方向に移動可能に支持されている。

このリンク機構２０によれば、ロアフレーム１４側の固定軸２１Ｂを支点として左右のＸリンク２４が同期して伸縮し、伸縮に伴ってアッパフレーム１６が昇降する。すなわち、リンクアーム２１、２２の傾斜角度が鉛直方向に近づくように立ち上がると、Ｘリンク２４が上方に伸張してアッパフレーム１６が上昇する。逆に、リンクアーム２１、２２の傾斜角度が水平方向に近づくように折り畳まれるとＸリンク２４が下方に縮小してアッパフレーム１６が下降する。

このようにリンク機構２０が作動してアッパフレーム１６が上昇する際には、各リンクアーム２１、２２の前端部は可動軸２１Ａ、２２Ａとともに後方の固定軸２２Ｂ、２１Ｂにそれぞれ接近し、アッパフレーム１６が下降する際には、各リンクアーム２１、２２の前端部は可動軸２１Ａ、２２Ａとともに固定軸２２Ｂ、２１Ｂから離間する。

（エアスプリング）
エアスプリング３０は、図１に示すように、ロアフレーム１４内の後側のスペースに配置されており、その上端部が、左右の前上がり側のリンクアーム２１間にわたって固定されリンク機構２０の作動に伴って昇降する受圧板３４に固定されている。エアスプリング３０には、例えば車両のエアブレーキ装置を構成するエアコンプレッサ(空気供給源)から圧縮空気が供給されるようになっている。エアスプリング３０は、空気が供給されると上方に膨出し、排気されると下方に縮小する。

アッパフレーム１６上に設置されたシート本体に着座する乗員の荷重は、受圧板３４を介してエアスプリング３０で受けられ、ダンパ３２の振動吸収作用とともに緩衝される。また、エアスプリング３０は、空気が供給されると上方に膨出し、これによりアッパフレーム１６が上昇してシート本体が高く調整され、排気されると下方に縮小し、これによりアッパフレーム１６が下降してシート本体が低く調整される。

（アクチュエータユニット）
アクチュエータユニット４０は、図１に示すように、ロアフレーム１４内の後側のスペースに配置されており、図４に示すように、筐体４２と、モータ４４と、ウォーム４６と、ウォームホイール４８と、カム５０と、バルブ６０と、を備えて構成されている。筐体４２は、モータ格納部４２Ａと、バルブ格納部４２Ｂと、モータ格納部４２Ａ及びバルブ格納部４２Ｂを連結する連結部４２Ｃと、を備えている。また、筐体４２には、モータ４４、ウォーム４６、ウォームホイール４８、カム５０及びバルブ６０を上方から覆うように、図示しない蓋が固定される。なお、モータ４４、ウォーム４６、ウォームホイール４８及びカム５０は、本発明におけるカム機構の一例である。

モータ格納部４２Ａには、円柱状のモータ４４が格納及び固定されている。モータ４４の一端は端子台４４Ａに接続されている。端子台４４Ａに外部から電源ケーブルが接続されることで、モータ４４に電力が供給される。なお、モータ４４の一端には、端子台４４Ａに代えてバッテリを固定してもよい。モータ４４の他端からはシャフトが突出し、このシャフトはウォーム４６に接続されている。シャフトが略水平方向に沿う回転軸４４Ｂを中心に回転することで、ウォーム４６がモータ４４におけるシャフトの回転方向と同じ方向へ軸回転する。

ウォーム４６は円柱形状に形成されており、ウォーム４６の中心軸４６Ｂとモータ４４の回転軸４４Ｂとが略一致するように、筐体４２の連結部４２Ｃに配置されている。モータ４４のシャフトが回転することにより、ウォーム４６が中心軸４６Ｂを回転中心として軸回転する。

ウォーム４６は、ウォームホイール４８と一体的に用いられるギア機構であり、ウォーム４６Ａの外周面には「ねじ歯車」が形成されている。

ウォームホイール４８は、円弧状に形成された外周面４８Ａを備え、当該外周面４８Ａには、ウォーム４６のねじ歯車と噛み合う「はす歯歯車」が形成されている。ウォームホイール４８は、略鉛直方向に沿う回転軸４８Ｂを中心に軸回転する。なお、外周面４８Ａは回転軸４８Ｂを中心とする円周上に沿うように形成されている。

これにより、モータ４４が略水平方向に沿う回転軸４４Ｂを中心に回転すると、ウォームホイール４８が、略鉛直方向に沿う回転軸４８Ｂを中心に軸回転する。なお、モータ４４の回転軸４４Ｂは必ずしも略水平方向に沿う必要はなく、モータ４４及びウォームホイール４８にけるそれぞれの回転軸４４Ｂ、４８Ｂが互いに略直交すればよい。

ウォームホイール４８には、カム５０が固定されている。または、ウォームホイール４８とカム５０とは一体的に形成されている。このため、カム５０は、ウォームホイール４８の回転に同調して回転する。つまり、カム５０は、ウォームホイール４８と等しい角度だけ回転する。

例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ウォーム４６が略水平方向（図５（Ａ）、（Ｂ）における紙面に沿う方向）に沿う中心軸４６Ｂを中心に軸回転すると、ウォームホイール４８が略鉛直方向（図５（Ａ）、（Ｂ）における紙面前後方向）に沿う回転軸４８Ｂを中心に軸回転する。これに伴い、カム５０が、回転軸４８Ｂを中心にウォームホイール４８と等しい角度だけ軸回転する。

カム５０は、回転軸４８Ｂ上に配置されウォームホイール４８と一体化した中心部５０Ａと、中心部５０Ａから外側（回転軸４８Ｂを中心とする円の径方向外側）へ突出した一対の突出部５０Ｂ、５０Ｃと、を備えている。

図５（Ｂ）に示すように、カム５０が一方向（反時計回り）へ回転すると、突出部５０Ｂによってバルブ６０における排気弁棒６２Ｂが押し込まれる。排気弁棒６２Ｂが押し込まれた状態から、カム５０が他方向（時計回り）へ回転すると、排気弁棒６２Ｂの押し込み状態が解除される。

さらにカム５０が他方向（時計回り）へ回転すると、突出部５０Ｃによってバルブ６０における給気弁棒６２Ｃが押し込まれる。給気弁棒６２Ｃが押し込まれた状態から、カム５０が上述した一方向（反時計回り）へ回転すると、給気弁棒６２Ｃの押し込み状態が解除される。なお、排気弁棒６２Ｂ、給気弁棒６２Ｃは本発明におけるスイッチの一例である。バルブ６０は、本発明における制御対象の一例であり、筐体４２におけるバルブ格納部４２Ｂに固定されている。

図４に示すように、バルブ６０には、空気供給源から圧縮空気をバルブ６０内に導入する配管が接続される給気口６４Ｃと、空気を排出してエアスプリング３０に空気を送出する配管が接続される排気口６４Ｂとが設けられている。

給気弁棒６２Ｃが押し込まれると、バルブ６０は給気状態となり、給気口６４Ｃからエアスプリング３０へ空気が給気される。エアスプリング３０に空気が供給されるとアッパフレーム１６が上昇させられ、シート本体が上昇する。

また、排気弁棒６２Ｂが押し込まれると、バルブ６０は排気状態となる。バルブ６０が排気状態になると、シート本体に着座する乗員の荷重によりエアスプリング３０から空気が排出され、これによりシート本体が下降する。

排気弁棒６２Ｂ及び給気弁棒６２Ｃには一例としてコイルバネＫ（図６参照）が内挿されている。このため排気弁棒６２Ｂ及び給気弁棒６２Ｃは、無負荷の状態においてバルブ６０から突出した状態で保持されている。この排気弁棒６２Ｂ、給気弁棒６２Ｃは、それぞれ突出部５０Ｂ、５０Ｃに押圧されることにより、コイルバネＫの付勢力に抗してバルブ６０の内部へ押し込まれる。

図６には、排気弁棒６２Ｂがカム５０の突出部５０Ｂによって押し込まれた状態が示されている。ここに示されている状態においては、バルブ６０が排気状態とされている。排気弁棒６２Ｂにおける先端部６２Ｓは半球形状とされており、突出部５０Ｂにおける排気弁棒６２Ｂとの接触面５２Ｂは平坦面とされている。

このため、カム５０の回転軸４８Ｂに沿った方向から見て、接触面５２Ｂは、先端部６２Ｓとカム５０との接点Ｐ１における接線ＰＬと一致する。

カム５０には、排気弁棒６２Ｂに内挿されたコイルバネＫの付勢力により、排気弁棒６２Ｂから押圧力Ｆが作用する。この押圧力Ｆは、接線ＰＬに沿う分力Ｆ２と、接線ＰＬの法線ＣＬに沿う分力Ｆ１と、に分解することができる。

さらにカム５０には、排気弁棒６２Ｂからの摩擦力Ｆ３が作用する。摩擦力Ｆ３は、接触面５２Ｂ及び先端部６２Ｓの摩擦係数等に応じて適宜設定することができる。分力Ｆ１、Ｆ２、摩擦力Ｆ３は、図６における矢印の向きに向う力である。

この状態において、カム５０に作用する「時計回り」の回転モーメントＭ１は、回転軸４８Ｂから接線ＰＬまでの距離をｄ２として、Ｍ１＝Ｆ２・ｄ２で表される。また、カム５０に作用する「反時計回り」の回転モーメントＭ２は、回転軸４８Ｂから法線ＣＬまでの距離をｄ１として、Ｍ２＝Ｆ１・ｄ１＋Ｆ３・ｄ２で表される。

ここで、本実施形態に係るアクチュエータユニット４０においては、Ｍ２＞Ｍ１とされている。つまり、排気弁棒６２Ｂが押し込まれ、バルブ６０が排気状態とされている図６の状態において、カム５０に作用する「反時計回り」の回転モーメントが、カム５０に作用する時計回りの回転モーメントより大きい。換言すると、カム５０が排気弁棒６２Ｂから受ける摩擦力及び反力によってカム５０に作用する回転モーメントが、反時計回りに向って正の値（Ｍ２－Ｍ１＞０）とされている。

本実施形態においては、（Ｍ２－Ｍ１＞０）となるように、コイルバネＫのばね定数、接触面５２Ｂ及び先端部６２Ｓの摩擦係数、回転軸４８Ｂと接線ＰＬとの距離ｄ２、回転軸４８Ｂと法線ＣＬとの距離ｄ１等が設定されている。

なお、カム５０が「反時計回り」の回転モーメントによって回転し続けないように、カム５０は、バルブ６０の外側面と、接点Ｐ２において接触している。なお、カム５０がバルブ６０の外側面と接触する構成は、本発明における回転抑制機構の一例である。回転抑制機構としては、モータ４４回転軸４４Ｂ又はウォーム４６の中心軸４６Ｂの軸周りに回転ストッパを設けてもよいし、カム５０の回転軸４８Ｂの軸周りに回転ストッパを設けてもよい。

以上の説明においては、排気弁棒６２Ｂと突出部５０Ｂとの関係について図６を用いて説明したが、給気弁棒６２Ｃと突出部５０Ｃとの関係についても同様である。この場合、上記説明における「時計回り」を「反時計回り」と読み替えるものとする。また、「反時計回り」を「時計回り」と読み替えるものとする。

＜作用・効果＞
本発明の実施形態に係るアクチュエータユニット４０では、バルブ６０が排気状態とされている図６の状態において、カム５０に作用する「反時計回り」の回転モーメントが、カム５０に作用する時計回りの回転モーメントより大きくされている。換言すると、バルブ６０の排気状態において、カム５０には排気弁棒６２Ｂを押し込む方向の回転力が付与される。

このため、非通電状態で排気弁棒６２Ｂを押し込んだ状態を維持できる。すなわち、排気弁棒６２Ｂを押し込み続けるための電力を必要としない。このため、排気弁棒６２Ｂを押し込み続けるために電力が必要な場合と比較して消費電力を低減できる。

排気弁棒６２Ｂの押し込み状態を解除するためには、電力によりモータ４４を逆回転させて、カム５０を時計回りに回転させればよい。

同様に、アクチュエータユニット４０では、バルブ６０の給気状態において、カム５０には給気弁棒６２Ｃ（図５参照）を押し込む方向の回転力が付与される。

このため、非通電状態で給気弁棒６２Ｃを押し込んだ状態を維持できる。すなわち、給気弁棒６２Ｃを押し込み続けるための電力を必要としない。このため、給気弁棒６２Ｃを押し込み続けるために電力が必要な場合と比較して消費電力を低減できる。

給気弁棒６２Ｃの押し込み状態を解除するためには、電力によりモータ４４を逆回転させて、カム５０を反時計回りに回転させればよい。

また、本発明の実施形態に係るシート支持装置１０には、上記のアクチュエータユニット４０が組み付けられている。このため、バルブ６０の給気状態において、エアスプリング３０へ空気が供給される。また、非通電状態で給気弁棒６２Ｃを押し込んだ状態が維持されるため、エアスプリング３０への空気の給気が維持される。同様に、バルブ６０の排気状態において、エアスプリング３０から空気が排出される。また、非通電状態で排気弁棒６２Ｂを押し込んだ状態が維持されるため、エアスプリング３０からの空気の排出が維持される。

これにより、シート本体を支持するリンク機構２０を上下方向に伸縮するためのエアスプリング３０の圧力調整を、非通電状態で維持できる。このため、車両の走行時に、エアスプリング３０に給排気を繰り返しながらシート本体の高さを一定に保つ際の消費電力が抑えられる。また、給気弁棒６２Ｃ及び排気弁棒６２Ｂを押し続けるための電力が不要となるため、モータ４４が発熱することが抑制される。これによりアクチュエータユニット４０の耐久性が向上する。

さらに、アクチュエータユニット４０においては、モータ４４の回転力によってカム５０を回転させているが、図４に示すように、カム５０の回転軸４８Ｂとモータ４４の回転軸４４Ｂとが、略直交するように配置されている。このため、カム５０の回転軸４８Ｂとモータ４４の回転軸４４Ｂとが一致するように配置されている場合（例えば図４においてカム５０の上方にモータ４４が配置されている場合）と比較して、アクチュエータユニット４０の高さ寸法を小さくすることができる。このため、アクチュエータユニット４０をエアサスペンション機構１２へ組付け易い。

なお、上記実施形態においては、カム５０の突出部５０Ｂにおける排気弁棒６２Ｂとの接触面５２Ｂは平坦面としたが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば図７（Ａ）、（Ｂ）に示すカム７０のように、排気弁棒６２Ｂとの接触面７２Ｂを、カム７２Ｂの回転軸４８Ｂを中心とする円周に沿って形成した曲面としてもよい。

カム７０においては、接触面７２Ｂが、回転軸４８Ｂから最も離れた部分とされている。すなわち、カム７０が回転した際に、カム７０における全ての部分の軌跡が、接触面７２Ｂが描く軌跡Ｔの内側に配置される。このため排気弁棒６２Ｂは、図７（Ｂ）に示す接触面７２Ｂと接している状態において、最も押し込まれた状態とされている。

これにより、カム７０が反時計回りに回転し、図７（Ａ）に示す排気弁棒６２Ｂと接した状態から図７（Ｂ）に示す状態まで、排気弁棒６２Ｂは徐々に押し込まれる。カム７０の回転角が、排気弁棒６２Ｂと接触面７２Ｂとが接触している回転角範囲ΔＷにおいては、排気弁棒６２Ｂは押し込まれもしないし、押し込み状態の解除もされない。

このため、例えばバルブ６０の排気状態を解除するために排気弁棒６２Ｂの押し込み状態を解除する際、カム７０を時計回りに回転させるが、この際排気弁棒６２Ｂをさらに押し込む必要がない。これにより、モータ４４に与える回転トルクを小さくして消費電力を節約できる。

なお、カム７０においては、図６を用いて上記実施形態で説明したように、排気弁棒６２Ｂから押圧力を受け、分力Ｆ１、Ｆ２、摩擦力Ｆ３（図６参照）が作用する。これらの力によってカム７０に作用する回転モーメントは、カム５０と同様に、反時計回りに向って正の値とされている。これにより、カム７０は、非通電状態で排気弁棒６２Ｂを押し込んだ状態を維持できる。すなわち、排気弁棒６２Ｂを押し込み続けるための電力を必要としない。このため、排気弁棒６２Ｂを押し込み続けるために電力が必要な場合と比較して消費電力を低減できる。

但し、カム７０を用いた実施形態においては、排気弁棒６２Ｂから受ける押圧力によってカム７０に作用する回転モーメントを、反時計回りに向って正の値とすることは必須ではない。

つまり、図７（Ｂ）に示すように、カム７０の外周面には、押し込まれた排気弁棒６２Ｂの反発力によって、外周面７２Ｂに垂直な垂直力Ｆ５と、外周面７２Ｂに沿う力Ｆ６とが作用する。このうち外周面に垂直な垂直力Ｆ５は、回転半径方向と一致するため、カム７０の回転に寄与しない。また、カム７０の外周面７２Ｂに沿う力Ｆ６は、回転方向と一致するが、この力は最大静止摩擦力（カム７０と排気弁棒６２Ｂとの間に発生する摩擦力Ｆ７の最大値）を上回ることがない。このためカム７０は、排気弁棒６２Ｂの反発力によって回転しない。したがって、電力をかけなくても排気弁棒６２Ｂの押し込み状態を維持できる。また、排気弁棒６２Ｂの押し込み状態を解除する方向へカム７０が回転する際に、排気弁棒６２Ｂをさらに押し込む必要がなく、消費電力を少なくできる。

また、上記実施形態におけるアクチュエータユニット４０においては、カム５０に２つの突出部５０Ｂ、５０Ｃを設けているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えば突出部を１つだけ設けるものとしてもよい。突出部を１つだけ設けたカムは、スイッチを１つだけ備えたバルブその他のアクチュエータに使用できる。例えば機械的に給気し自然排気する換気システム等に用いることができる。また、カムには突出部を３つ以上設けてもよい。突出部を３つ以上設けたカムは、スイッチを３つ以上備えたバルブその他のアクチュエータに使用できる。

また、上記実施形態においては、ウォーム４６及びウォームホイール４８を用いてモータ４４のトルクをカム５０へ伝達しているが、本発明の実施形態はこれに限らない。例えばウォーム４６及びウォームホイール４８を用いずに、モータ４４からカム５０へ直接トルクを伝達してもよい。このような実施形態は、アクチュエータユニットを配置するスペースに余裕がある場合等において適宜採用できる。すなわち、本発明におけるカム機構は、少なくともモータ４４及びカム５０を備えていればよい。このように、本発明は様々な態様で実施することができる。

１０ シート支持装置
２０ リンク機構
３０ エアスプリング
４０ アクチュエータユニット
４４ モータ（カム機構）
４６ ウォーム（カム機構）
４８ ウォームホイール（カム機構）
５０ カム（カム機構）
６０ バルブ（制御対象）
６２Ｂ 排気弁棒（スイッチ）
６２Ｃ 給気弁棒（スイッチ）
７０ カム（カム機構）
７２Ｂ 外周面（一部の外周面）

Claims (5)

1. 押し込まれた状態で制御対象を動作させるスイッチと、
   通電状態で前記スイッチを押し込み、非通電状態で前記スイッチを押し込んだ状態を維持するカム機構と、
   を備え、
   前記カム機構は、一方向へ回転して前記スイッチを押し込み、他方向へ回転して押し込み状態を解除するカムと、前記カムを回転させるモータと、を備え、
   前記スイッチが押し込まれた状態において、
   前記カムが前記スイッチから受ける摩擦力及び反力によって前記カムに作用する回転モーメントが、前記一方向に向って正の値とされている、
   アクチュエータユニット。
2. 前記回転モーメントによる前記カムの回転を止める回転抑制機構を備えている、請求項１に記載のアクチュエータユニット。
3. 前記カムにおける一部の外周面が前記カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成され、
   前記一部の外周面が前記スイッチを押し込む際に、前記スイッチが最も押し込まれた状態とされる、請求項２に記載のアクチュエータユニット。
4. 前記カム機構は、一方向へ回転して前記スイッチを押し込み、他方向へ回転して押し込み状態を解除するカムと、前記カムを回転させるモータと、を備え、
   前記カムにおける一部の外周面が前記カムの回転中心を中心とする円周に沿って形成され、
   前記一部の外周面が前記スイッチを押し込む際に、前記スイッチが最も押し込まれた状態とされる、請求項１に記載のアクチュエータユニット。
5. 請求項１～請求項４の何れか１項に記載のアクチュエータユニットと、
   前記スイッチによって開閉される前記制御対象としてのバルブと、
   前記バルブの開閉に応じて空気が給排気されるエアスプリングと、
   シート本体を支持すると共に前記エアスプリングの圧力によって上下方向に伸縮するリンク機構と、
   を備えたシート支持装置。

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