JPH0688514B2

JPH0688514B2 - 共振低減クツシヨン

Info

Publication number: JPH0688514B2
Application number: JP61013251A
Authority: JP
Inventors: 浩司土屋; 桂一郎筒井; 勝小出
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1986-01-24
Filing date: 1986-01-24
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPS62171541A; US5054145A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、例えば車両等に備えられるシートの共振低減
クッションに関するものである。

（ロ）従来技術とその問題点従来から例えば自動車等の車両に用いられるシートに
は、エアの粘性抵抗を利用した振動抑制装置が設けられ
たタイプのものがある。このタイプのシートにおいて
は、振動時の運動方程式が次のの如くなるので、その
強制振動の対策として、運動方程式の左辺第三項にお
けるエアの粘性抵抗の粘性減衰係数C₁を振動方向により
変化せしめることにより、強制振動時の過度特性を改良
している。

但し、M₁;主として乗員より成る振動体の質量 C₁;エアの粘性減衰係数 K₁;クッションの弾性材のバネ常数 x₀;振動方向に於いて車体側からの変位量 χ₁;振動方向に於いて釣合状態からの変位量左辺第一
項：慣性力左辺第二項：復元力左辺第三項：速度に比例する粘性抵抗即ち、従来技術に於いては、シートのシートクッションに単一のダンピング特性を保
有させ、走行路面の凹凸，加速度による慣性，車体の振
動等の全ての一般的条件に先ず対応を図るものである。

また、振動系の振幅がχ_ｎである時の共振周波数をｆ_ｎ
とした場合、上記式より但し、振動の振幅をａとする。

式を得ることができる。従って、上述したシートクッシ
ョンの共振特性は、第12図に示すように、粘性減衰係数
C₁が小さい場合には曲線〔Ｉ〕の如くなり、粘性減衰係
数C₁が大きい場合には曲線〔II〕の如くなる。この様な
ことから上述したシートに於いては、「共振周波数ｆ_n3
（３〜5H_Ｚ）の付近で減衰効果が大きくフワフワ感を小
さくする」ことで良好な座り心地となる曲線〔II〕の特
性を多く選定している。

しかし、上記曲線〔II〕においては、振動周波数ｆ
_n6（6H_Ｚ）付近で外力の吸収、緩和作用が不足してゴッ
ゴツ感が生じる。この6H_Ｚ付近の振動入力は路面の凹凸
等に起因して生じるものであり、その振動入力方向は下
から突き上げる方向、即ち、シートクッションの弾性体
を圧縮する方向である。従って、6H_Ｚ付近でのゴツゴツ
感を小さくする方法としては、シートクッションの膨伸
する方向の粘性減衰係数Ｃ_1Tが大きくなり、圧縮する方
向の粘性減衰係数Ｃ_1Cが小となるように、気密体とした
シートクッションの内圧を変更することによって、前記
気密体に流出入する気体の粘性減衰係数C₁を可変とさせ
ている。

実公昭60−31,549号公報には、上述したシートの一例、
即ち、第13図〜第15図に示した様なシートが開示されて
いる。このシートのシートクッション１は、気密性のあ
る表皮層２で被覆された弾褥材層３（第13図）と、シー
トクッション底面板４に付設された第一スリット５及び
定圧一方向弁６を有する第二スリット７を有している
（第14図）。

そして、乗員がシートに着座した時には、シートクッシ
ョン１内のエアが乗員負荷により加圧され、この加圧に
よるエアが第一スリット５、第二スリット７を介して排
出される。また、エンジンの振動、あるいは平地走行、
操舵時の車体振動等通常発生する軽微な振動や緩徐な振
動等が発生している時には、第一スリット５のダンピン
グ特性によって対処している。また、シートが路面の凹
凸等、下方から突き上げられる方向の急激な振動を受け
て、シートクッションが圧縮作用時を受けたときには、
エアを上記第一スリット５、第二スリット７で排出し、
膨伸作用時には第一スリット５のみでエアを吸入する。
このため、上述したシートにおいては、エア吸入時の粘
性抵抗が大となり、従って緩徐なものに制約され、膨伸
の間のダンピング作用が大と対処する。

実開昭57−100,536号公報には、上述したシートの二
例、即ち、第15図，第16図に示したシートが開示されて
いる。このシートのシートクッション８は、気密性のあ
る表皮層９で被覆された弾褥材層10、シートクッション
底面固定板11に穿設された穿設孔12、シートクッション
８下面とシートクッション底面固定板11の中間に重積さ
れた孔付摺動板13、孔付摺動板13の駆動装置14、孔付摺
動板13の位置検知計15、車軸と車体の相対振動周波数の
検出計16等を有している。

このシートにおいては、車軸と車体の相対振動周波数の
変化に追従させて孔付摺動板13を駆動装置14により図中
左又は右に移動させることにより、孔付摺動板13の孔13
aと穿設孔12との間の開口度合を変化させ、即ち、穿設
孔12の開口面積を変化させ、以って穿設孔12を介して流
出入する空気の粘性抵抗変化によるダンピング特性の自
動調整を以って対処している。しかし最近の乗り心地に
対する上級指向の度合いは著しく、車両諸特性が向上し
ていることと、車両の使用態様の多様化は、従来、黙許
されていた過度応答に対しても、一段と、その効果上、
慣性力、復元力に関する技術の進展が待たれて止まない
ことに至った。

（ハ）発明の目的本発明は、時代の要請に鑑み創案されたもので、従来技
術がその解決策として手を付け難かった前記の式の左
辺第一項、第二項について、振動時の制振対策としてダ
イナミック固定若しくは変動マスダンパ、又は、此のダ
イナミック・マスダンパとダイナミック変動マスの流体
粘性減衰を併用したものを採用することにより、その相
乗作用に一層の成果をもたらすものである。

即ち、乗心地の優れたクッションの条件を例えば車両用
クッションを一例として説明すると、その条件はとして
は、 I.エンジン振動や平坦走行時の車体振動、操舵時の車体
振動等の通常発生する軽微な振動や緩徐な振動を吸収で
きることは勿論、 II.路面の凹凸等下方から突き上げられる方向の急激な
振動とその共振も充分に吸収できることが望ましい。

III.しかも、ダイナミック固定若しくは変動マスダンパ
とダイナミック変動マスの流体粘性減衰を併用したもの
においては、広範囲に亘る振動周波数帯域への対応が図
られるクッションの減衰作用の改良に当たり採り挙げた
ダイナミック・マスダンパーとダイナミック変動マスの
流体粘性減衰を、（ａ）．クッションの圧縮時にあっては、着座者に外力
の振動伝達を極力小とするべくマスダンパーのマスを含
めダンピング作用を小さくし、フワフワ感の持続・維持
に努め、（ｂ）．クッションの膨伸時にあっては着座者の外方伝達が圧縮とは逆位相でなされることも配
慮し、特に急激とならぬよう流体粘性減衰作用を一層活
用してダンピング作用を大としていつまでもフワフワし
た感じを与え続けないようにするのが良い。

本発明は、この様な条件の少なくとも一部を満足させる
ことにより従来以上に乗心地の良いクッションを提供す
ることを、その目的としている。

（ニ）発明の構成この目的を達成するために、本発明は、フレームと、該
フレームの一面側に装着されたクッション層と、前記フ
レームの他面側に弾性支持手段を介して装着された乗錘
とから成るシートの共振低減クッションとしたことを特
徴とするものである。

（ホ）．作用この様な構成によれば、所定周波数の振動がクッション
に作用すると、乗錘がダイナミック・マスダンパとして
作用し、クッションの振動を抑制する。

（ヘ）．本発明の実施例以下、本発明の実施例を第１図〜第12図に基ずいて説明
する。尚、各実施例において、同一部材または類似する
部材には同一符号を附して、後の実施例の同一部分につ
いては説明を省略する。

〔Ｉ〕．固定マス利用の共振低減クッション（ｉ）．第１実施例（第１図）第１図は、本発明のダイナミック固定マスダンパーを有
する共振低減クッションの構造を示す断面図である。本
実施例は、自動車等の車両の車体側に取付けられるクッ
ションについて示したものである。

本実施例のクッション17は、此れが車体側に取付けられ
る際にその支持具の一部をなす基面板18をクッションフ
レームとして有する。この基面板18の上面側（一面側）
には弾性部材層19がクッション層として装着されてい
る。この弾性部材層19は、スポンジゴム層19aと、この
スポンジゴム層19aの四周と表面を被覆している表皮層2
0から構成されている。また、上記基面板18の下面側
（他面側）には、ダイナミック固定マスとなる塊体21が
重錘として押板22とゴム製の弾性支持部材23（弾性支持
手段としての密閉材）も介して吊下されている。この弾
性支持部材23は押板22とボルト又は溶着により基面板18
に固定されている。

尚、塊体21は剛体でも柔体でもよい。また、表皮層20に
は、その整形上の補助骨材24が併用されることが多い。

〔II〕．変動マス利用の共振低減クッション（第２〜第
８実施例）振動モデル（第９図，第10図）変動マス備えた振動モデルは第９図，第10図に夫々示す
通りであり、この場合の本発明の運動方程式は下記に示
す通りである。この運動方程式は前述した従来技術との
相違を示すために示したものである。

本発明の運動方程式は、第９図のモデルでは、 M₁ _１＋（χ_１−χ_０）K₁＋（_１−_０）C₁＝M₂ _２＋（χ_１−χ_２）K₂＋（_１−_２）C₂…………………
… M₂ _２＋（χ_２−χ_１）K₂＋（_２−_１）C₂＝０……
… 第10図のモデルでは、 M₁ _１＋（χ_１−χ_０）K₁＋（χ_１−χ_２）K₂＝０……
（S₁/S₂）ｍ＋（χ_２−χ_０）K₃ ＋（χ_２−χ_０）（S₁/S₃）K₅＋（χ_２−χ_０）Ｃ＋（χ_２−χ_１）K₂＝０ ……… 但し、M;主として乗員等より成る振動体の質量 ΔM;乗員等より成る静的負荷時の密閉室間の移動質量 M₁;M−ΔＭ ………………………………… M₂;ダイナミックマスとなる質量 m;オリフィスに作用するみかけの質量 K₁;クッションの弾性材のバネ定数 K₂;ダイナミックマスの弾性材のバネ定数 K₃;クッション〜オリフィス系に係るバネ定数 K₅;クッション〜ダイナミックマス系に係るバネ定数 χ₀,χ₁,χ₂;振動方向に於ける変位量 C₁;粘性減衰係数 S₁;乗員等より成る振動体の受圧面積 S₂;オリフィス断面積 S₃;ダイナミックマスの受圧面積となる。

第二実施例以下は、この様な振動モデルの応用構造を示
すもので、効果をより一層高めて行くための諸例を順次
示すものである。

即ち、クッションに於いて、その基面板の一面側に設け
た密閉室と、他面側に設けた密閉室とをオリフィスで連
通させた例を示したものである。

特に、基面板の他面側に吊垂した弾性密閉室をダイナミ
ックマス・ダンパーとなすことにより、固定マスでなく
変動マスとしたこと、及び、上記密閉室内に出入りする
際の流体量変化が粘性減衰をもたらすオリフィスの構造
とに大きな特徴がある。又、上記の吊垂せる弾性密閉室
の外部が被覆される外部圧力調整室を設けると共に、こ
の外部圧力調整室壁部に一方向弁とオリフィスを設け
て、外部大気と連通することにより、一層その減衰効果
を高めて、上記目的を達成する。

更に、高比重流体を封入した弾性小密閉室を上記基面板
の両面に設けると共に、この両弾性小密閉室を連通する
オリフィスを仕切板上に設けることと合わせて、尚一層
の高減衰効果を以って上記目的を達成する。

（ii）．第２実施例（第２図）第２図は、本発明のダイナミックマス・ダンパーを有す
る共振低減クッション１の構造を示す断面図である。

本実施例では、フレームを平板状の基面板18から構成し
ている。また、クッション層Ｃを前記基面板18の一面側
に添着した弾性部材層19と此の弾性部材層19内に設けた
第１一面側密閉室25から構成している。しかも、有底筒
状に形成され且つ開口端が前記基面板18の他面に弾性支
持手段26を介して気密に固着されたダイヤフラム27（筒
状体）を設けて、該ダイヤフラム27内に第１他面側密閉
室28を形成し、前記基面板18に前記両密閉室25,28を連
通させる液体案内用の第1,第２オリフィス29,30を設
け、前記両密閉室25,8内に液体を充填して、前記第１他
面側密閉室28内の液体を重錘すなわち変動マスとしてい
る。

また、本実施例では、第１一面側密閉室25をスポンジゴ
ム層19aに基面板18に臨む空隙を設けることにより形成
したもので、この第１一面側密閉室25とスポンジゴム層
19a内の微細な空隙が一面側密閉室を構成している。し
かも、弾性支持手段26は、断面コ字状でゴム製の密閉材
31と断面Ｌ字状でゴム製の密閉材32から構成されてい
る。さらに、スポンジゴム層19aと基面板18との間には
ゴム製の密閉材33が介装され、表皮層20と基面板18との
間にはゴム製の密閉材34が介装されている。

尚、表皮層20は気密性のある材料から形成されている。
また、たダイヤフラム27とこれらを押さえる密閉材31,3
2は、押板22とネジ等を介して基面板18に取付けられて
いる。

（iii）．第３実施例（第３図）本実施例は、一面側密閉室を、前記基面板18に臨む第１
一面側密閉室25と、弾性気密部材35を介して前記第１一
面側密閉室25と区画された第２一面側密閉室36とから構
成すると共に、前記第１一面側密閉室25と第１他面側密
閉室28とを液体案内用の第1,第２オリフィス29,30で連
通させ、前記第１一面側密閉室25及び第１他面側密閉室
28内に液体を充填した構成としたものである。尚、本実
施例ではクッション層Ｃは、弾性部材層19,第１一面側
密閉室25,第２一面側密閉室36等から構成されている。

ダイナミックマス・ダンパーの特性を十分に発揮するに
は、両密閉室25,28内にある流体の比重が大きいことが
望ましく、且つ、シートクッション17の受圧部が出来る
だけ広いことも望ましい。このため、本実施例では、弾
性気密部材35を密閉材33の側面に嵌合、密着させること
により、弾性気密部材35の表面積を広くすると共に、第
２一面側密閉室36内の液体より高比重の液体を第１一面
側密閉室25内に封入している。図中、35aは弾性気密部
材35の形状を保持するためのリング状の補助骨材であ
る。

（iv）第４実施例（第４図）本実施例では、筒状体Ａが有底筒状の外被覆筒37と該外
被覆筒37内に遊挿された有底筒状のダイヤフラム27とか
ら内外二重に構成されていて、前記ダイヤフラム27内に
第１他面側密閉室28が形成されている。また、前記ダイ
ヤフラム27と外被覆筒37との間には第２他面側密閉室38
が形成され、前記第１一面側密閉室25と第１他面側密閉
室28とが前記液体案内用の第1,第２オリフィス29,30で
連通させられていて、前記第１一面側密閉室25及び第１
他面側密閉室28内に液体が充填されている。しかも、前
記外被覆筒37の底壁37aには、前記第２他面側密閉室38
を大気に連通させるエア用のオリフィス39と、弁孔37b
が形成されている。そして、弁孔37bは大気を第２他面
側密閉室38内にのみ流す板状の一方向弁40（リード弁）
で開閉されるようになっている。

（ｖ）第５実施例（第６図）本実施例では、小球状で中空の弾性気密部材41が基面板
18に臨む第１一面側密閉室25内に遊挿され、この弾性気
密部材41内に小一面側密閉室42が形成されている。ま
た、小球状で中空の弾性気密部材43が基面板18に臨む第
１他面側密閉室28内に遊挿され、この弾性気密部材43内
に小他面側密閉室44が形成されている。そして、前記小
一面側密閉室42と小他面側密閉室44とは前記第２オリフ
ィス30で互いに連通されていて、その内部には第１一面
側密閉室25及び第１他面側密閉室28の内部に充填した高
比重流体を封入する。

（vi）第６実施例本実施例は、第５実施例での高比重流体より更に極高比
重流体を密閉室42,44内に封入したものである。

（vii）第７実施例（第７図）本実施例は、前記基面板18を固定板45と該固定板45の中
央孔45a縁部に弾性支持部材46を介して両面側に移動可
能に且つ気密に支持された移動可能板47から構成すると
共に、前記固定板45にクッション層Ｃ及び筒状体Ａを支
持させ、前記移動可能板47に前記液体案内用の第1,第２
オリフィス29,30を設けたものである。

前記移動可能板47は、上方に開放する凹部48aが設けら
れた第１可動板48と、この第１可動板48の中央孔48b側
縁部に気密に保持された薄肉の第２可動板49から構成さ
れている。この第２可動板49は、周縁部に波状の可撓部
49aを有していて、この可撓部49aを伸縮させながら上下
に変位できる。また、上述した第1,第２オリフィス29,3
0は第２可動板49に設けられている。

（viii）第８実施例（第８図）本実施例では、前記第１一面側密閉室25が所定範囲の周
波数の振動圧力を受けている間、前記第１オリフィス29
を閉塞する開閉弁50を前記第１オリフィス29に設けた構
成としたものである。

開閉弁50は、第１オリフィス29内に遊挿された弁ロッド
51と、第１一面側密閉室25内において弁ロッド51の上端
部に固定された弁本体としての閉塞板52と、第１他面側
密閉室28内において弁ロッド51の下端部に固定された係
留板53と、この係留板53と第２可動板49との間に介装さ
れた引っ張りコイルスプリング54等から構成されてい
る。

尚、エア案内用のオリフィス39は第５図にその拡大図を
示すが、第２一面側密閉室36の外部負荷による静圧変動
の現れた空隙15の圧力によって、そのオリフィス径をｄ
〜ｄ′と伸縮自在とするものである。

（ト）各実施例の作用第１実施例（第１図）によれば、所定周波数の振動がク
ッション17に作用すると、重錘である塊体21がダイナミ
ックマス・ダンパとして作用し、クッション17の振動を
抑制する。

また、第２実施例（第２図）において、クッション17に
着座者等の負荷が存在せず、静止している状態では、第
１オリフィス29により互いに連通している第１一面側密
閉室25と第１他面側密閉室28とが等圧になっている。

しかも、第３〜第８実施例（第３図〜第８図）におい
て、クッション17に着座者等の負荷が存在せず、静止し
ている状態では、第２一面側密閉室36の圧力は第１一面
側密閉室25及び第１他面側密閉室28と等圧になってい
る。

即ち、この第３〜第８実施例においては、剛性体なる外
被覆筒37が存在したとしても、第２他面側密閉室38はオ
リフィス39によりクッション外の大気と連通しているの
で、第２他面側密閉室38は大気圧下にある。よって、一
方向弁40の両側とも大気圧での静圧状態下に置かれてい
るので、その弁孔37bは閉塞している。また、この様に
ダイヤフラム27の外面圧が大気圧と等しい状態から、ダ
イヤフラム27内の内面圧（第１他面側密閉室28内を充満
する流体の圧力）と外面圧との間に差圧が生ずると、ダ
イヤフラム27の内の圧力がダイヤフラム27自体の張剛性
で大気圧と平衡を保つまで、ダイヤフラム27が伸縮して
第１他面側密閉室28の容積が増減する。

この結果、第1,第２一面側密閉室25,36の圧力は、第１
他面側密閉室28と等圧になっているか、もしくは、第１
一面側密閉室25と第２一面側密閉室36とを区画している
弾性気密部材35の張剛性による分担分と除外した形態で
伝達された圧力となっていて、クッション17周辺の大気
圧とは気密性の表皮層20とスポンジゴム層19aの張剛性
を含めて平衡している。

クッション17に着座者等の負荷が存在するようになる
と、クッション層Ｃは上記負荷Ｍ（図示せず）により気
密性の表皮層20,弾性部材層19の順でその負荷を受けて
歪み、圧縮を進めて行くので、クッション層Ｃの第２一
面側密閉室36も圧縮変形されることになる。このため、
第１一面側密閉室25の内圧は高まる。

この様に第１一面側密閉室25の内圧や高まると、、第２
図に示した如く、第３図に示した第２一面側密閉室36が
存在しない場合は、第１一面側密閉室25内の液体の一部
が第1,第２オリフィス29,30を介して第１他面側密閉室2
8内に移動する。また、第３図の如く第２一面側密閉室3
6の存在する場合は、弾性気密部材35が第２一面側密閉
室36内の液圧により圧迫され、第１一面側密閉室25の内
圧が上昇させられる。これにより、第３図及び第４図の
ものでは第１一面側密閉室25に封入された高比重流体は
第1,第２オリフィス29,30を緩やかに通過して第１他面
側密閉室28へ移動し、又、第６図〜第８図のものでは第
１オリフィス29を緩やかに通過して第１他面側密閉室28
へ移動する。

かくして、第１他面側密閉室28内に移動した液体（流
体）は第１他面側密閉室28を構成するダイヤフラム27を
加圧変形させる。しかも、この様な液体の第１他面側密
閉室28への移動に伴う第２一面側密閉室36,第１一面側
密閉室25,第１他面側密閉室28の変形又は容積変化は、
夫々所定の分担割合を以ってダンピング作用が小さい状
態で、クッション17に作用する負荷変動を吸収するまで
継続する。そして、第２一面側密閉室36,第１一面側密
閉室25,第１他面側密閉室28の容積は、最終的に所定の
容積分担割合で安定する。

この時、ダイヤフラム27の弾性密閉室なる第１他面側密
閉室28内の液体重量すなわち質量M₂は、通常のマスダン
パーである固定マスとは異なり、変動マスとなるので、
第１他面側密閉室28内へ移動した液体の移動質量ΔＭだ
け増大させられ、ダイヤフラム16の質量に初期の第１他
面側密閉室28内に存在した液体の質量の合計となる。

この様なダイナミックマスは、クッション17への初期負
荷の時点でクッション17への負荷とある比率を以って自
動的に増加する。尚、剛性体なる外被覆筒37が存在する
場合、第１他面側密閉室28の膨伸により第２他面側密閉
室38内の容積が緩徐に減少させられて、第２他面側密閉
室38内の大気が緩徐に圧迫されるが、この際の圧力は所
定値範囲で作動する一方向弁40の作動圧力範囲以下であ
るので、第２他面側密閉室38内の大気はオリフィス39の
みを通過してクッション外へ排出される。

また、一般使用における車両の振動は、エンジン振動や
加減速，操舵等に起因する車体振動，平坦航行面からの
車体振動等は軽微な振動や緩徐な振動等である。これら
の振動がクッション17に入力された場合も、クッション
17の作用は前述せる静的負荷変動時の作用状態と大差が
ないので、この場合の振動も第２図〜第４図の場合には
第1,第２オリフィス29,30によって規制されるダンピン
グ特性を以って十分に吸収緩和でき、塊体21若しくは第
２他面側密閉室38が存在しても、その作用は同じく前述
せる静的負荷変動時の状態と大差ない。

しかし、例えば路面の凹凸等により、下方より突き上げ
られるような振動を急激に伝達されると、クッション17
上の負荷の慣性がクッション17に更に働いて、クッショ
ン17の表皮層20,スポンジゴム層19aが順次その慣性によ
る負荷を受けて急激に歪み、圧縮を進めて行く。この結
果、第２図の場合にはクッション17内に存する第１一面
側密閉室25が急激に圧縮変形させられ、又、第３図〜第
８図の場合には先ずクッション17のスポンジゴム層19a
内に存する第２一面側密閉室36が急激に圧縮変形され
る。

このため、第２図のものでは第１一面側密閉室25の内圧
は急激に高まる。また、第３図〜第８図の如く第２一面
側密閉室36及び第１一面側密閉室25が存在する場合に
は、第２一面側密閉室36内の液体が弾性気密部材35を急
激に圧迫して、第１一面側密閉室25の内圧を急激に上昇
させる。しかも、第１一面側密閉室25に封入された高比
重液体は、第２図〜第４図のものでは第1,第２オリフィ
ス29,30を急速に通過し、又、第６図〜第８図のもので
は第１オリフィス29を通過して、第１他面側密閉室28内
へと移動を始める。

そして、第１他面側密閉室28内に移動した液体は第１他
面側密閉室28を構成するダイヤフラム27を急速に加圧変
形させる。この結果、基面板18の一面側（上面側）の第
１一面側密閉室25に係る質量は上記の移動した液体の移
動質量Δｍだけ減少し、基面板18の他面側（下面側）に
吊下した弾性気密部材であるダイヤフラム27内の第１他
面側密閉室28では上記の移動した液体の移動質量Δｍだ
け、上記第１他面側密閉室28の質量M₂を増大させるもの
で、ダイナミックマスはM₂＋Δｍとなる。

また、剛性体なる外被覆筒37が存在すれば、第１他面側
密閉室28の膨伸により第２他面側密閉室38内の大気は急
激に圧迫されるので、所定値範囲で作動する一方向弁40
が作動して、弁孔37bを開放するため、オリフィス39と
協働して上記第２他面側密閉室38内で急激に圧迫された
大気は、急速にクッション17外へ排出される。

しかし、車体側の弾性と、クッション17を構成する弾性
部材層19の相乗作用で復元力が発生するために、弾性部
材層19は圧縮に次いで急激に膨伸し始め、よって第１一
面側密閉室25内の容積は急速に拡大し、その内圧を急速
に低下させる。

ここで、ダイナミックマスとして固定マスなる塊体21を
用いた場合を別として、先に第１他面側密閉室28へ移動
した第１一面側密閉室25内の液体の質量ΔＭは元の第１
一面側密閉室25に係るM₁をΔｍだけ軽減せしめている。

そこで、基面板18の他面側に設けた弾性密閉室なる第１
他面側密閉室28内には、車体側の弾性とクッション17を
構成する弾性部材層19の弾性の相乗作用での復元力の影
響を受け始める時点ではダイナミックマスM₂＋Δｍにそ
れまでの慣性力が残留している。従って、第１他面側密
閉室28に逆方向の復元力が作用して行くにはダイナミッ
クマスの急激な増加分であったΔｍ分の慣性力に見合う
作用時間遅れが避けられなくなる。

即ち、先に第１一面側密閉室25より第１他面側密閉室28
へと第１オリフィス29又は第1,第２オリフィス29,30を
通過して行った液体の復動は必然的に作用遅れとなって
現れる。さらに、剛性体なる外被覆筒37に所定範囲で作
動する一方向弁40とその弁孔37a及びオリフィス39が設
けられている場合は、前記往動時に作動した一方向弁40
は復動時は逆方向のため作動せず閉塞したままであるの
で、大気は第２他面側密閉室38にオリフィス39のみから
しか流入できなくなる。この復動時の流体粘性抵抗は非
常に大きなものとなるので、第１一面側密閉室25の膨伸
のための前記液体の復動質量増加を妨害する作用とな
る。

その上、第１一面側密閉室25内に存在する質量M₁−Δｍ
は、復動時よりΔｍだけ減少していることは前述した通
りで、この復動時の質量M₁−Δｍはその復動のため慣性
力の面でも往動時よりΔｍ分減少しているので、第１一
面側密閉室25の膨伸のための液体の復動量が減少するこ
とになる。故に、クッション17の膨伸の際はダンピング
作用が大となる。

つまり、路面の凹凸等によって下方より突き上げられる
ような振動を急激に伝達されると、クッション17は、小
さなダンピング作用で圧縮された後に大きなダンピング
作用で膨伸させられて、これを繰り返しながら速やかに
この不快な振動を減衰、吸収してしまうのである。

以上のように構成されたクッション17にあって、これ迄
以上の振動減衰効果を更に得させるものとしては、第７
図に示した如く、基面板18の一部を基面板18に対して移
動可能とした移動可能板47で構成したものがある。ここ
で車体側から伝達される振動が高周波微振動の場合は、
振動が小さいからクッションの弾性部材層19の伸縮量は
小さく、よってこれにより生じる第１一面側密閉室25の
圧力変動も小さい。従って、第1,第２可動板48,49から
なる移動可能板47の固有振動数ｆ_ｗをクッション17の固
有振動数f₀（３〜5H_Ｚ）よりはるかに高いエンジン回転
による低速振動50H_Ｚ位いないし高速振動400H_Ｚの帯域
に設定しておけば、上記入力される高周波振動は上記移
動可能板47の系の固有振動数ｆ_ｗを超えるため、移動可
能板47の動きは固有振動数ｆ_ｗを境として第11図に示す
如く、逆位相を呈する。

そこで、基面板18が振動して生じるところの第１一面側
密閉室25の容積変化と移動可能板47が振動して生じる第
１一面側密閉室25の容積変化が殆ど相殺されることとな
るため、第１一面側密閉室25の容積変化は事実上殆ど生
じない。

しかも、上記固有振動数ｆ_ｗを超えて、基面板18に入力
される振動周波数ｆが上昇するに伴い、移動可能板47の
振幅は減少するから、入力振動ｆの周波数上昇により生
じる第１一面側密閉室25内の圧力波を低減する。

この入力される振動数ｆは充分高い領域であるので、前
述の如く、移動可能板47の振幅は、極めて小さいもので
あることとなり、基面板18からの入力により、第１一面
側密閉室25の容積変化による減衰力が残りはするもの
の、これ又、極めて小さい。又、振動周波数ｆの上昇と
共に第１オリフィス29を通過する液体の流れ速度が上昇
して、その流通抵抗により減衰力が上昇するかのように
見えても、実際には、第１一面側密閉室25内の圧力上昇
による第1,第２可動板48,49の変形量の増加で、上記第
１オリフィス29を通過する液体の流れは少なくなり、速
度も低いものに抑えられるため、液体の流通抵抗による
減衰力の上昇は小さく、殆ど無止できる。

尚、第1,第２オリフィス29,30を設けた第２可動板49の
振動による減衰力は、高周波振動下に於いては仕切面積
とオリフィス面積との比の自乗に反比例することは良く
知られていることであることから、移動可能板47の面積
が第１オリフィス29の10倍もあれば、その減衰力は1/10
0に低減するから、第１オリフィス29による減衰力は、
これまた殆ど無視できる。

即ち、高周波微振動入力時には第１オリフィス29による
振動入力の減衰は殆ど生じない。

かくして、高周波微振動の場合には、クッション17の移
動可能板47部の構造の伸縮によって殆ど吸収される。車
体側より伝達される振動数が低周波振動の場合は、前記
高周波微振動より振幅が大であるから、クッションの弾
性部材層19の伸縮量は大きく、これが伝達される第１一
面側密閉室25の圧力変動も大きくなる。そして、第1,第
２可動板48,49の変位量も大きくなるが、第１一面側密
閉室25の容積変化速度が低いため、前記第１一面側密閉
室25内に封入された液体は、第１オリフィス29を通過し
て第１他面側密閉室28へと緩徐に移動する。

この様にして低周波振動の場合には、第１一面側密閉室
25と第１他面側密閉室28との間で、第１オリフィス29を
介して液体がΔｍ移動するので、その液体の粘性抵抗を
充分に発揮した減衰力を得られる。

又、第７図及び第８図の如く、第２オリフィス30で互い
に連通する小一面側密閉室42及び小他面側密閉室44を更
に付設した前述の構成でも上記と同様の作用は当然発揮
される。

そして、クッション17の共振点付近の振動周波数域で
は、第１他面側密閉室28内のダイナミックマスとして作
用する液体の質量が往動時と復動時では変動マスとして
作用し、その作用時間の遅れが振動系の位相ズレをもた
らして、クッションの共振現象を制振するとの相乗作用
を発揮する。

その周波数と振動の減衰力との関係は、第12図の曲線
〔III〕が示すように、クッション17の共振点f₀近辺で
位相差が有効に作用し、協働して重乗，相殺することか
ら、減衰比の突出を妨げ減衰比を平坦化すると共に、そ
の第二次高調波付近に対しても、充分な制振をなし、減
衰比の高騰を抑える。

ところで、流体の諸特性を利用してオリフィスを設けた
制限機構に於いて、オリフィスを通過する流体の粘性に
基ずく流動抵抗によって減衰効果を効果的に得させるに
は、オリフィスの径ｄと長さｌの関係はl/d≒２〜８を
活用することもさることながら、上記オリフィス内にあ
る流体の振動によっても減衰効果が得られることに注目
し、第７図及び第８図の如く、第２オリフィス30で互い
に連通する小一面側密閉室42及び小他面側密閉室44を更
に付設し、小一面側密閉室42及び小他面側密閉室44内に
極高比重流体を封入したものにあっては、クッション17
の全体重量増加を殆ど伴わない形態でもって著しく振動
の減衰作用をなさしめることができる。

その他としては、ある特定の振動範囲についての制限に
係るもので、極く限定される周波数帯域のみオリフィス
による流体の移動によっての振動減衰効果を中断させる
ために、オリフィスの閉塞をなすものである。物理的手
段の一つによれば第８図の如く第１オリフィス29に付加
される閉塞板50は第１一面側密閉室25の液体の圧力変化
が復帰用の引っ張りコイルスプリング54の設定域内であ
る間は、第１オリフィス29を開通させておいて、引っ張
りコイルスプリング54の設定域外となりしときはその閉
塞板52が作動して第１オリフィス29を閉塞する。

物理的手段の二によれば、高周波振動を受けたオリフィ
ス内の流体の振動は周波数の増加につれ、その流速を高
めるよう作用するが、その流体の粘性により、オリフィ
ス内での流体の流動が振動に追従することができなくな
ると、その流速を急速に低下させ、遂にはオリフィスを
閉塞状態に至らすものである。この閉塞状態の発生は、
オリフィス内の流速が速いほど、流体の粘性が高いほ
ど、流体の質量が大きいほど起こり易い。従って、オリ
フィスを複数個設けることにより、個々のオリフィス内
の流速を下げながら、一方では、より粘性の高い流体を
用いることで、相乗的減衰の大なる作用となせる。尚、
上記オリフィスを通過させる流体としては、空気よりも
水＋エチレングリコール若しくは塩の水溶液（例えば、
沃化亜鉛，沃化アンモニューム，硝酸セリューム等の水
溶液）；流体金属（例えば水銀）；微粒子が分散された
液体（例えば磁性流体）が適している。耐久性を高める
上からは、沸点，凝固点の調整し易いエチレングリコー
ル水溶液などは好ましいものといえる。

以上、説明して来たところのクッションの減衰作用の改
良なるダイナミックマス・ダンパー；ダイナミックマス
の変動マス化；密閉室とそこに出入する流体のオリフィ
ス部構造等の具体的実施例としては運搬輸送に係る車
両，船舶，航空機等での通常の振動以外に、時として予
想せざるような衝撃を伴うような運搬輸送装置のクッシ
ョン（例えば、シートクッション，シートバック，ヘッ
ドレスト，ベッド）に適していることが理解されよう。

（チ）発明の効果本発明は、以上説明した様に、フレームと、該フレーム
の一面側に装着されたクッションと、前記フレームの他
面側に弾性支持手段を介して装着された重錘とから成る
共振低減クッションとしたので、（ｉ）．エンジンの振動や平坦走行時の車体振動、操
舵時の車体振動等の通常発生する軽微な振動や緩徐な振
動を吸収できることは勿論、（ii）．路面の凹凸等下方から突き上げられる方向の急
激な振動とその共振も充分に吸収できる。

（ｉ）．しかも、共振低減用の重錘がシートのフレー
ムに弾性支持手段を介して装着された構成としているの
で、共振低減のためにシートの車体への取り付け構造を
変更する必要がなく、既存の車両のシートにも容易に適
用できる。

（ii）．又、シートのシートクッションと車体フロアと
の間隔が振動により変化することもないので、運転性を
損なうようなこともない。

等の効果を奏する。

また、前記フレームを平板状の基面板から構成し、前記
クッション層を前記基面板の一面側に添着した弾性部材
層と此の弾性部材層内に設けた一面側密閉室から構成
し、有底筒状に形成され且つ開口端が前記基面板の他面
に弾性支持手段を介して気密に固着された筒状体を設け
て、該筒状体内に他面側密閉室を形成し、前記基面板に
前記両密閉室を連通させる液体案内用のオリフィスを設
け、前記両密閉室内に液体を充填して、前記他面側密閉
室内の液体を前記重錘として場合には、「．広範囲に亘る振動周波数帯域への対応が図られる
クッションの減衰作用の改良に当たり取り挙げたダイナ
ミック・マスダンパーとダイナミック・マスの流体粘性
減衰を、（ａ）．クッションの圧縮時にあっては、着座者に外力
の振動伝達を極力小とするべくマスダンパーのマスを含
めダンピング作用を小さくし、フワフワ感の持続・維持
ができ、（ｂ）．クッションの膨伸時にあっては着座者の外力伝達が圧縮とは逆位相でなされることも配
慮し、特に急激とならぬよう流体粘性減衰作用を一層活
用してダンピング作用を大としていつまでもフワフワし
た感じを与え続けないようにできる。」等の効果を奏する。

さらに、前記一面側密閉室を、前記基面板に臨む第１一
面側密閉室と、弾性気密部材を介して前記第１一面側密
閉室と区画された第２一面側密閉室とから構成すると共
に、前記第１一面側密閉室と他面側密閉室とを液体案内
用のオリフィスで連通させ、前記第１一面側密閉室及び
他面側密閉室内に液体を充填した場合には、第１一面側
密閉室と第２一面側密閉室とに封入する流体を異ならせ
て、良好な座り心地を得る様に設定できると共に、振動
吸収も良好に行うことができる。

その上、前記筒状体を有底筒状の外被覆筒と該外被覆筒
内に遊挿された有底筒状のダイヤフラムとから内外二重
に構成して、前記ダイヤフラム内に第１他面側密閉室を
形成すると共に、前記ダイヤフラムと外被覆筒との間に
第２他面側密閉室を形成し、前記第１一面側密閉室と第
１他面側密閉室とを前記液体案内用のオリフィスで連通
させ、前記第１一面側密閉室及び第１他面側密閉室内に
液体を充填し、前記第２他面側密閉室を大気に連通させ
るエア用のオリフィスと大気を第２他面側密閉室内から
外方にのみ流す一方向弁を前記外被覆筒に設けた場合に
は、クッション層に衝撃的な荷重が作用しても、各オリ
フィス及び一方向弁の作用によりクッション層が急激に
変形するのをより確実に防止して、衝撃を滑らかに吸収
すると共に、通常の振動も上記したものより更に良好に
吸収できる。

しかも、前記基面板に設けた互いに径の異なる第1,第２
オリフィスを前記液体案内用のオリフィスとした場合に
は、複数範囲の振動周波数を吸収できる。

また、基面板に臨む一面側密閉室内に小一面側密閉室を
遊挿し、基面板に臨む他面側密閉室に小他面側密閉室を
遊挿すると共に、前記小一面側密閉室と小他面側密閉室
とを前記第２オリフィスで互いに接続した場合には、低
周波振動の吸収に加えて、高周波振動も吸収できる。

さらに、前記前記小一面側密閉室及び小他面側密閉室の
内外の液体の比重を異ならせた場合には、小一面側密閉
室及び小他面側密閉室の内の液体の比重を外の比重より
も大きくし且つ外の液体の比重を小さくして、高周波振
動をより確実に吸収可能とできると共に、全体の重量低
減を図ることができる。

しかも、前記基面板を固定板と該固定板の中央孔縁部に
弾性支持部材を介して両面側に移動可能に且つ気密に支
持された移動可能板から構成すると共に、前記固定板に
クッション層及び筒状体を支持させ、前記移動可能板に
前記液体案内用のオリフィスを設けた場合には、クッシ
ョン層に作用する衝撃的な荷重をオリフィスの流体抵抗
の増加なしで吸収できる。

また、前記第１一面側密閉室が所定範囲の周波数の振動
圧力を受けている間、前記第１オリフィスを閉塞する開
閉弁を前記第１オリフィスに設けた場合には、所定範囲
の周波数の振動圧力が作用している間、小一面側密閉室
と小他面側密閉室の液体が第２オリフィスを介して相互
に移動して、この周波数の振動を収する。

さらに、前記弾性部材層の外側面及び前記弾性気密部材
の外側面をリング状の補助骨材で支持保形させた場合に
は、弾性部材層及び弾性気密部材を一定の形状に保持し
て、常に良好に振動吸収を行わせることができる。

この様に本発明の各実施例によれば、クッションの減衰
作用の改良として、ダイナミックマス・ダンパー；ダイ
ナミックマスの変動マス化；密閉室とそこに流出入する
流体のオリフィス部構造変更等をなすことにより、車体
部より入力されるところの低周波振動から高周波振動の
全範囲に亘っても、減衰比の急激な変動を抑える作用が
有効になされることは（ヘ），（ト）で前述した実施例
とその作用説明で理解されるところである。

この作用がなされた効果としては、即ち、非常に良好な
クッションの減衰性能を車体側から入力されるところの
全周波数帯域に亘っての振動周波数に対して、余すとこ
ろなく発揮できるので、健康人は素より、老人、乳幼
児、病人、怪我人に於いても満足度が高められる。更
に、負荷質量（特に体重）の固体差（個人差）に追従し
たダイナミックダンピング効果を自動的に発揮できるほ
か、時々刻々の振動入力変化にも自動的に追従するとの
性能面の向上は大きいものがある。そうして、クッショ
ンの減衰性能と、クッションに接する負荷物体なる乗員
の身体部分への反力の自動連続変化は、乗員の身体部分
の血液循環障害をも軽減あるいは防止し、疲労の回復・
軽減にも大いに役立つものである。又、その製品化にあ
っては、複雑高価な電子制御装置に必要とせず、且つ、
組立誤差の少ない構造であるので、その作業性も良く、
従ってその経済的効果が非常に高い。

その他としては、ダイナミックマス付設箇所は、クッシ
ョンの裏面部で通常人目に触れぬ場所か、裏面部被覆体
の内部となるので、その外観性能を損うこともなく、且
つ、従来遊休的であった空間の有効利用も図れる等々、
構成の自由度合、選択の範囲と耐久性を含めて、クッシ
ョンの多様化、高級化に数々の貢献をなすものである。
更に、ダイナミックマス・アッセンブリの小ユニット分
割や着脱自由性をボルト取付板等にて設けておくと、既
製クッションへの汎用性が高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のダイナミック固定マスダンパーを有す
る車両の共振低減クッションの構造を示す第１実施例の
断面図、第２図はダイナミック変動マスダンパーを有する車両の
共振低減クッションの構造を示す第２実施例に係る断面
図、第３図は第２実施例の密閉室圧力変化を有効に伝達する
ため第２一面側密閉室を設けてある第３実施例の断面
図、第４図は第１一面側密閉室の減衰作用の効果を高めるた
めに第２他面側密閉室（外部圧力調整室）を設けてある
第４実施例の断面図、第５図はエア案内用のオリフィスの拡大図で、空隙内の
圧力に追従したオリフィスの径の可変を示す。第６図は高周波振動減衰を更に有効に処するため、小一
面側密閉室と小他面側密閉室等を付設した第５実施例の
断面図、第７図は高周波振動減衰を更に有効に処するため、基面
板部の構造を異ならせた移動可能板を設け第７実施例の
断面図、第８図は特定振動数の影響を軽減するために、第一オリ
フィスの一時閉塞を行わせる構造の第８実施例の断面
図、第９図本発明のダイナミック固定マスダンパーを備えた
振動モデル、第10図は本発明のダイナミック変動マスダンパーを備え
た振動モデル、第11図は基面板の可動化をなしたとき、その系の共振点
を境として位相変化を示す図、第12図は振動周波数と振動の減衰比を示した相関図、第13図〜第17図は従来技術である二例の構造図及び振動
周波数と振動の減衰比を示した相関図である。 17……クッション 18……基面板（クッションフレーム） 19……弾性部材層（クッション層） 20……表皮層 21……塊体（重錘） 23……弾性支持部材（弾性支持手段） 24……補助骨材 25……第１一面側密閉室 26……弾性支持手段 27……ダイヤフラム（筒状体） 28……第１他面側密閉室 29……第１オリフィス 30……第２オリフィス 35……弾性気密部材 36……第２一面側密閉室 37……外被覆筒 37a……底壁 37b……弁孔 38……第２他面側密閉室 39……エア案内用オリフィス 40……一方向弁 41……弾性気密部材 42……小一面側密閉室 43……弾性気密部材 44……小他面側密閉室 45……固定板 46……弾性支持部材 47……移動可能板 48……第１可動板 49……第２可動板 50……開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−142827（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−46484（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−158453（ＪＰ，Ｕ) 実公昭54−13695（ＪＰ，Ｙ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フレームと、該フレームの一面側に装着されたクッション層と、前記フレームの他面側に弾性支持手段を介して装着され
た重錘とから成ることを特徴とする共振低減クッショ
ン。
【請求項２】前記フレームを平板状の基面板から構成
し、前記クッション層を前記基面板の一面側に添着した
弾性部材層と此の弾性部材層内に設けた一面側密閉室か
ら構成し、有底筒状に形成され且つ開口端が前記基面板
の他面に弾性支持手段を介して気密に固着された筒状体
を設けて、該筒状体内に他面側密閉室を形成し、前記基
面板に前記両密閉室を連通させる液体案内用の少なくと
も１以上のオリフィスを設け、前記両密閉室内に液体を
充填して、前記他面側密閉室内の液体を前記重錘とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の共振低減
クッション。
【請求項３】前記一面側密閉室を、前記基面板に臨む第
１一面側密閉室と、弾性気密部材を介して前記第１一面
側密閉室と区画された第２一面側密閉室とから構成する
と共に、前記第１一面側密閉室と他面側密閉室とを液体
案内用の少なくとも１以上のオリフィスで連通させ、前
記第１一面側密閉室及び他面側密閉室内に液体を充填し
たことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の共振低
減クッション。
【請求項４】前記筒状体を有底筒状の外被覆筒と該外被
覆筒内に遊挿された有底筒状のダイヤフラムとから内外
二重に構成して、前記ダイヤフラム内に第１他面側密閉
室を形成すると共に、前記ダイヤフラムと外被覆筒との
間に第２他面側密閉室を形成し、前記第１一面側密閉室
と第１他面側密閉室とを前記液体案内用の少なくとも１
以上のオリフィスで連通させ、前記第１一面側密閉室及
び第１他面側密閉室内に液体を充填し、前記第２他面側
密閉室を大気に連通させるエア用のオリフィスと大気を
第２他面側密閉室から外方にのみ流す一方向弁を前記外
被覆筒に設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項
又は第３項記載の共振低減クッション。
【請求項５】前記基面板に設けた互いに径の異なる第1,
第２オリフィスを前記液体案内用のオリフィスとしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項〜第４項のいずれ
か一つに記載の共振低減クッション。
【請求項６】基面板に臨む一面側密閉室内に小一面側密
閉室を遊挿し、基面板に臨む他面側密閉室に小他面側密
閉室を遊挿すると共に、前記小一面側密閉室と小他面側
密閉室とを前記第２オリフィスで互いに接続したことを
特徴とする特許請求の範囲第５項記載の共振低減クッシ
ョン。
【請求項７】前記小一面側密閉室及び小他面側密閉室の
内外の液体の比重を異ならせたことを特徴とする特許請
求の範囲第６項記載の共振低減クッション。
【請求項８】前記基面板を固定板と該固定板の中央孔縁
部に弾性支持部材を介して両面側に移動可能に且つ気密
に支持された移動可能板から構成すると共に、前記固定
板にクッション層及び筒状体を支持させ、前記移動可能
板に前記液体案内用の少なくとも１以上のオリフィスを
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第２項〜第８項
のいずれか一つに記載の共振低減クッション。
【請求項９】前記第１一面側密閉室が所定範囲の周波数
の振動圧力を受けている間、前記第１オリフィスを閉塞
する開閉弁を前記第１オリフィスに設けたことを特徴と
する特許請求の範囲第８項記載の共振低減クッション。
【請求項１０】前記弾性部材層の外側面及び前記弾性気
密部材の外側面をリング状の補助骨材で支持保形させた
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の共振低減
クッション。