KR101018394B1 - 탑승물용 시트 및 탑승물용 시트의 평가 방법 - Google Patents

Abstract

진동 흡수 특성을 더욱 향상시킬 수 있음과 아울러, 안정된 착좌(着座) 자세를 확보하여, 차량 조종성이 높고, 장시간 착좌에 의한 피로의 저감을 도모할 수 있는 탑승물용 시트를 제공한다. 탑승물용 시트(1)의 좌석부(10)에 있어서, 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 대략 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부(11)와, 사람의 대퇴부의 윗부분 부근에 대응하여, 제1 인체 지지부(11)로부터 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부(12)를, 각각 스프링 요소로서 간주하여, 그 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수를 소정의 관계로 설정했다. 이에 따라, 정적 착좌시의 안정성과 진동 흡수성의 향상이 도모된다.

시트, 스프링 부재, 동적 스프링 상수, 정적 스프링 상수, 인체지지부

Description

탑승물용 시트 및 탑승물용 시트의 평가 방법 {VEHICLE SEAT AND VEHICLE SEAT EVALUATION METHOD}

본 발명은, 자동차, 항공기, 열차, 선박, 포크리프트(forklift) 등의 탑승물용 시트 및 탑승물용 시트의 평가 방법에 관한 것이다.

시트의 성능을 평가하는 수법으로서, 가압반(加壓盤)에 의해 소정의 부위를 눌러, 그때의 힘(하중)과 변위(휨)와의 관계를 구하고, 그에 따라, 당해 부위의 탄성 특성으로서의 스프링 상수(spring constant)(정적 스프링 상수)를 구하거나, 또는, 소정의 부위에 저울추를 올려놓고, 자중(自重)으로 안정된 상태에서 진동을 가(加振)하여, 저울추에 작용하는 하중(F=ma(m은 저울추의 질량, a는 진동에 의해 저울추에 생기는 가속도))과 저울추의 상대 변위와의 관계를 리사주(Lissajous) 도형으로 그려, 당해 리사주 도형의 기울기로부터 정적 스프링 상수를 구하거나 하는 것이 행해지고 있다. 한편, 제진(除振) 성능을 평가하기 위해, 정적인 스프링력과 감쇠력으로부터 동적인 탄성 특성으로서의 스프링 상수(동적 스프링 상수)를 구하거나 하는 것이 행해지고 있다.

착좌(着座) 성능을 평가함에 있어서는, 인체 모델에 가까운 가압반이나 저울추를 이용하는 것이 바람직하고, 체압(體壓) 분포의 정점(頂点)이 되는 좌골결절 (座骨結節)아래를 중심으로 한 직경 약 100mm(정확하게는 직경 98mm)의 범위에 대응하는 크기, 즉, 사람의 둔부(골반)의 편측 내지는 대퇴부의 편측에 상당하는 크기의 가압반이나 저울추를 이용하여 평가하는 것이 기준이 된다. 또한, 동적 스프링 상수를 측정할 때의 저울추의 질량은, 좌골결절 아래를 중심으로 한 직경 약 100mm(정확하게는 직경 98mm)의 범위의 압력에 대응시킨 것이 기준이 된다.

그래서, 좌석부에 착좌했을 때의 지지감은, 좌골결절 아래에 있어서 충분한 지지가 얻어지는지 아닌지에 따라 결정된다는 전제 아래, 시트를 평가함에 있어서, 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수 모두, 직경 98mm의 가압반 또는 저울추를 이용한 평가를 중시하고, 그 평가 데이터에 있어서, 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수 모두, 좌골결절 아래에 위치하는 부위에서 가장 높고, 대퇴부의 윗부분 부근에 상당하는 부위, 대퇴부의 대략 중앙 부근으로부터 무릎 뒤쪽 부근에 상당하는 부위와 같이, 좌석부의 전방을 향함에 따라 낮아지도록 설정하고 있는 것이 일반적이다. 즉, 인체의 무게 중심 위치에 대응하는 좌골결절 아래의 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수를 높게 설정함으로써, 인체의 지지성을 높이는 것이 시트 설계의 기본으로 되어 있다. 그러나, 이러한 구조의 시트는, 좌골결절 아래의 동적 스프링 상수가 큰 점에서, 좌골결절 아래에 배치된 부재(쿠션재, 프레임 부재 등)로부터 입력되는 진동의 영향이 크다는 결점이 있다.

이러한 점을 감안하여, 본 출원인은, 특허 문헌 1에 있어서, 스프링 상수가 다른 스프링 부재를 직렬 결합시킴으로써, 좌골결절 아래에 있어서의 인체 지지부(스프링 요소)의 정적 스프링 상수를 작게 하고, 그에 따라 동적 스프링 상수도 작 게 하는 것을 시도한 시트를 제안하고 있다. 이 구조에 의하면, 좌골결절 아래에 배치된 부재를 통하여 전달되는 진동의 영향은 작아진다.

특허 문헌 1 : 일본공개특허공보 2005-7078호

(발명의 개시)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

그러나, 특허 문헌 1에 나타난 것도, 좌골결절 아래에 있어서의 인체 지지부의 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수가 작다고 해도, 특허 문헌 1에 있어서는 명시되어 있지 않지만, 대퇴부 윗부분 부근, 대퇴부의 대략 중앙 부근으로부터 무릎 뒤쪽 부근에 상당하는 부위와 같이, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 전방을 향함에 따라, 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수 모두 낮아지고 있는 점에서는, 상기 일반의 시트와 다르지 않다. 또한, 특허 문헌 1에서는 명기되어 있지 않지만, 이런 종류의 시트에서는, 무릎 뒤쪽으로의 프레임의 위화감을 경감하는 방안의 하나로서, 부드러운 우레탄재(材)로 대퇴부의 대략 중앙부로부터 무릎 뒤쪽 부근까지를 지지하는 구성을 채용하는 일이 많다. 그러나, 이와 같은 우레탄재를 배치해도, 압축에 의한 반력에 의해, 말초 신경계, 말초 순환계가 있어 민감한 무릎 뒤쪽 부근을 압박하고, 불쾌감을 탑승자에게 주어, 피로감을 증가시키는 일도 있다. 이 때문에, 더욱 부드러운 우레탄 재료를 이용할 필요가 있지만, 부드러운 것일수록, 무릎 뒤쪽으로의 프레임의 접촉감이 증가한다. 그 대책으로서는 우레탄재의 두께를 두껍게 하는 것이 생각되지만, 그렇게 하면, 이번은 무릎 뒤쪽으로의 압박 정도가 또한 커진다. 따라서, 어느 정도의 부드러움이나, 두께로 타협하지 않으면 안되는 상황으로 되어 있었다.

그 한편, 좌골결절 아래에 있어서의 정적 스프링 상수 및 동적 스프링 상수를 작게 하면, 좌석부의 사이드 프레임에 의한 하중의 분담 지지의 비율이 비교적 커지고, 사이드 프레임을 통하여 대퇴부 측부나 둔부 측부로 고주파 진동이 입력될 가능성이 있고, 또한, 엉덩이 미끄러짐에 의해 자세의 무너짐도 유발한다. 피로감을 개선하기 위해서는, 이 자세의 무너짐과 고주파 진동의 흡수 특성의 점에서 추가적인 개선의 여지가 필요했었다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 진동 흡수 특성을 더욱 향상시킬 수 있음과 아울러, 안정된 착좌 자세의 확보, 또한, 운전석 시트에 있어서는 페달의 조작성의 향상을 도모할 수 있고, 게다가, 장시간 착좌에 의한 피로의 저감을 도모할 수 있는 탑승물용 시트를 제공하는 것을 과제로 한다. 또한, 본 발명은, 높은 진동 흡수 특성, 안정된 착좌 자세의 확보를 달성할 수 있어, 장시간 착좌에 따른 피로 저감을 도모할 수 있는 탑승물용 시트인지 아닌지를 판정하기 위한 평가 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자는 예의 검토를 한 결과, 다음과 같은 지식을 얻었다. 즉, 우선, 사람의 무게 중심 위치인 좌골결절 아래에 있어서, 정적인 착좌 상태에서의 지지감을 평가하는 정적 스프링 상수는, 직경 98mm의 가압반이 아니라, 인간의 둔부에서 대퇴부의 중도까지 이르는 직경 200mm의 가압반에서의 평가를 중시하고, 그 평가에 있어서 좌골결절 아래의 정적 스프링 상수가 높으면, 실제로 앉았을 때에 충분한 지지감이 얻어진다는 것에 주목했다. 또한, 직경 98mm의 저울추로의 진동에 대한 부위별의 평가 지표인 동적 스프링 상수를 이용하여, 근육으로 덮여진 대퇴부를 지지점으로 하여 좌골결절 아래의 부위에 역위상(逆位相)을 생기게 함으로써, 충격성의 대진폭 저주파의 진동을 흡수하는 특성 및, 대퇴부의 근육과 탄성 컴플라이언스(compliance)가 매칭하는 표피재(좌석부를 구성하는 스프링 부재 중, 얕은 층의 스프링 부재에 상당함)의 스프링 상수가 실질적으로 0에 가까운 특성(스프링 제로 특성)에 의해 발휘되는 감쇠 특성에 의해 고주파 진동을 감쇠시키는 특성을 평가하고, 그 평가에 있어서 소정의 조건을 만족함으로써, 저주파의 공진영역에 있어서의 진동 흡수 특성과 고주파의 감쇠영역에 있어서의 진동 흡수 특성을 함께 향상시키는 구조를 구비시킬 수 있다고 생각했다. 즉, 자세의 지지와, 고주파·소진폭·고가속도의 입력과, 충격성의 저주파·대진폭·고가속도의 입력은, 좌석부에 설정된 복수의 스프링 부재를 항상 동일하게 기능시키는 것이 아니라, 각각 다른 조건·조합으로 기능시킬 필요가 있고, 그 결과, 공진영역 및 감쇠영역의 양쪽의 진동 흡수 특성의 향상과, 상기한 정적으로 안정된 착좌감을 얻는다는 이율 배반적인 특성의 개선을 도모하는 것이 가능한 시트를 제공할 수 있다.

또한, 대퇴부의 압박이나 페달의 조작성을 개선하기 위해, 무릎 뒤쪽 부근에 배치되는 쿠션 재료(우레탄 등의 패드 재료)로서, 면 강성이나 스프링 상수가 높은 것을 이용함으로써, 낮은 부하 하중에 의해서는 용이하게 압박 방향에서 변형하지 않도록 생각했다. 그러나, 이대로는, 페달 조작의 다리 운동을 방해하는 특성이 되기 때문에, 고강성으로 스프링 상수가 높은 우레탄을, 다리의 운동에 의해 발생하는 힘의 전후 방향의 분력에 의해, 좌석부 전체 가장자리에 배치된 당해 우레탄에 회동의 계기를 부여하고, 그리고, 중력 방향의 분력에 의해 회동시켜, 페달 조작에 의한 다리의 운동을 방해하지 않는 곳으로 우레탄이 움직이는 것을 생각했다. 그리고, 상기한 점이 통합됨으로써, 피로감이 작은 시트가 만들어진다.

즉, 청구항 1 기재의 본 발명에서는, 복수의 스프링 부재를 구비하고, 각 스프링 부재를 작용시켜 인체를 지지하는 좌석부를 구비한 탑승물용 시트로서,

좌석부에 있어서의 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 대략 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부와, 당해 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부를, 각각 상기 복수의 스프링 부재의 작용에 의해 만들어지는 스프링 요소로서 간주한 경우,

제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd1)와 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd2)가, kd1<kd2의 관계를 갖고, 제2 인체 지지부가 제진(除振) 작용시에 있어서의 운동 지지점이 되도록 설정되어 있고,

그에 따라, 입력 진동의 여진력(excitation force)이 변화하면, 상기 복수의 스프링 부재 중에서, 가장 큰 탄성력을 발휘하는 스프링 부재가, 상기 복수의 스트링 부재 중에서 바뀌고, 상기 각 동적 스프링 상수(kd1, kd2)가 변화하는 구조인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 2에 기재된 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 인체 지지부를 제3 인체 지지부로 하고, 그 동적 스프링 상수를 kd3으로 했을 때에, 상기 각 동적 스프링 상수가,

kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시킴과 함께,

다음의 조건식;

1≤kd2/kd1≤6,

1≤kd3/kd2≤3 및,

1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 3 기재의 본 발명에서는, 상기 각 동적 스프링 상수는, 직경 98mm의 저울추의 중심을, 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서, 당해 저울추가 자중으로 안정된 상태를 원점으로 하여 소정의 주파수로 진동을 가해 구해지는 값인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 4 기재의 본 발명에서는, 직경 200mm의 가압반의 중심을 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서 가압했을 때의 하중-변위 특성으로부터 얻어지는 정적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks1, 제2 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks2로 했을 때에, ks1>ks2인 것을 특징으로 하는 청구항 1∼3 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 5 기재의 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부의 중심은, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 50∼150mm의 범위 내에 설정되는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 6 기재의 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부의 중심은, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 5 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 7 기재의 본 발명에서는, 상기 좌석부는, 전후 방향 및 좌우 방향으로 탄성적으로 펼쳐 설치되는 면 형상 지지 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 8 기재의 본 발명에서는, 상기 좌석부는, 전후 방향으로 탄성적으로 펼쳐 설치되는 면 형상 지지 부재와,

상기 면 형상 지지 부재에 적층되고, 상기 제1 인체 지지부의 중심으로부터, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 후단(後端) 가장자리의 대략 중앙부가 위치하도록 좌우 방향으로 설치되어 형성되는 보조면 형상 지지 부재를 갖고 구성되며,

상기 제1 인체 지지부의 중심이 상기 면 형상 지지 부재 상에 위치하고, 상기 제2 인체 지지부의 중심이, 상기 면 형상 지지 부재와 보조면 형상 지지 부재가 적층된 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 9 기재의 본 발명에서는, 상기 면 형상 지지 부재의 후방 가장자리부가, 좌석부의 후부에 설치되는 후부 스프링 부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 7 또는 8 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 10 기재의 본 발명에서는, 상기 후부 스프링 부재는, 좌석부에 폭방향을 따라 배치된 토션 바(torsion-bar)이며, 당해 토션 바에 부착한 아암 부재에 연결되는 지지 프레임에, 당해 면 형상 지지 부재의 후방 가장자리부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 9 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 11 기재의 본 발명에서는, 상기 후부 스프링 부재는, 좌석부의 후단에 배치되는 후단 프레임에 걸어 맞춰지는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 청구항 9 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 12 기재의 본 발명에서는, 또한, 상기 좌석부의 전부(前部)에 있어서, 상기 면 형상 지지 부재의 전방 가장자리부에 걸어 맞춰져 형성되고, 상기 후부 스프링 부재와 함께, 상기 면 형상 지지 부재를 탄성적으로 지지하는 전부(前部) 스프링 부재를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 9 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 13 기재의 본 발명에서는, 상기 전부 스프링 부재는, 좌석부에 폭방향을 따라 배치된 토션 바 이며, 당해 토션 바에 부착한 아암 부재에 연결되는 지지 프레임에, 당해 면 형상 지지 부재의 전방 가장자리부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 12 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 14 기재의 본 발명에서는, 상기 면 형상 지지 부재의 각 측방 가장자리부에, 좌석부의 각 사이드 프레임과의 사이에 걸쳐진 측부 스프링 부재가 각각 설치되어 있고, 당해 측부 스프링 부재의 모든 합성 스프링 상수가, 상기 후부 스프링 부재의 합성 스프링 상수보다도 높은 것을 특징으로 하는 청구항 7∼13 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 15 기재의 본 발명에서는, 상기 보조면 형상 지지 부재의 각 측방 가장자리부에, 좌석부의 각 사이드 프레임과의 사이에 걸쳐진 측부 스프링 부재가 각각 설치되어 있고, 당해 측부 스프링 부재의 모든 합성 스프링 상수가, 상기 후부 스프링 부재의 합성 스프링 상수보다도 높은 것을 특징으로 하는 청구항 8∼14 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 16 기재의 본 발명에서는, 상기 측부 스프링 부재 중, 적어도 가장 좌석부의 후단 쪽에 설치되는 측부 스프링 부재는, 상기 제1 인체 지지부의 중심과 제2 인체 지지부(12)의 중심과의 사이의 영역에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 14 또는 15 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 17 기재의 본 발명에서는, 좌석부의 전방 가장자리부에 있어서 상기 면 형상 지지 부재의 상부에 설치되는 우레탄재를 갖고, 상기 우레탄재가 설치된 범위에, 상기 제3 인체 지지부의 중심이 위치하는 구조인 것을 특징으로 하는 청구항 7∼16 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 18 기재의 본 발명에서는, 상기 우레탄재가, 전방으로 회전 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 17 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 19 기재의 본 발명에서는, 상기 면 형상 지지 부재 및 좌석부의 전방 가장자리부에 설치되는 우레탄재를 피복하는 3차원 입체 편물이, 착좌시의 평형 상태에 있어서 신장률 5% 이하로, 좌석부를 구성하는 쿠션 프레임에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 7∼18 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 20 기재의 본 발명에서는, 상기 좌석부는, 면 형상 스프링 부재와 당해 면 형상 스프링 부재의 상부에 설치되는 우레탄재를 구비하여 이루어지고,

상기 우레탄재에 있어서, 상기 제1 인체 지지부의 중심으로부터, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 좌석부의 폭방향을 길이 방향으로 하여 소정의 깊이로 형성된 슬릿을 갖고,

상기 제1 인체 지지부의 중심이 상기 슬릿보다도 후부 쪽에 위치하고, 상기 제2 인체 지지부의 중심이, 상기 슬릿보다도 전부 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 청구항 1∼6 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 21 기재의 본 발명에서는, 상기 면 형상 스프링 부재의 후방 가장자리부가, 좌석부의 후부에 설치되는 후부 스프링 부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 20 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 22 기재의 본 발명에서는, 상기 슬릿은, 좌석부의 종방향 중심선에 대략 직교하여 160∼240mm의 길이로 형성되어 있음과 아울러, 당해 슬릿을 길이 방향의 대략 중앙 부근의 깊이가 그 양단 부근보다도 얕은 것을 특징으로 하는 청구항 20 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 23 기재의 본 발명에서는, 상기 슬릿의 길이 방향의 대략 중앙 부근의 깊이는, 18∼30mm의 범위이며, 그 양단 부근의 깊이는, 23∼50mm의 범위인 것을 특징으로 하는 청구항 22 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 24 기재의 본 발명에서는, 상기 슬릿은, 폭이 2∼20mm의 범위인 것을 특징으로 하는 청구항 22 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 25 기재의 본 발명에서는, 상기 슬릿은, 폭이 3∼10mm의 범위인 것을 특징으로 하는 청구항 22 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 26 기재의 본 발명에서는, 상기 우레탄재 중, 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 제3 인체 지지부를 포함하는 부위가, 전방으로 회전 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 20 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 27 기재의 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 제3 인체 지지부를 포함하는 부위와 상기 제2 인체 지지부를 포함하는 부위와의 경계에 있어서 분리 슬릿이 형성되고, 당해 분리 슬릿을 경계로 하여, 상기 제3 인체 지지부를 포함하는 부위가, 전방으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 청구항 26 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 28 기재의 본 발명에서는, 상기 제3 인체 지지부를 포함하는 부위의 무게 중심이, 당해 부위의 전방으로의 회전 중심보다도, 전방 쪽이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 26 또는 27 기재의 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 29 기재의 본 발명에서는, 상기 좌석부의 좌석각이, 20도∼28도의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1∼28 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트를 제공한다.

청구항 30 기재의 본 발명에서는, 좌석부에 있어서의 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 대략 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부와, 당해 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부와, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 제3 인체 지지부를, 각각 스프링 요소로서 간주하여,

제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd1, 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd2 및, 제3 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd3으로 했을 때에,

상기 각 동적 스프링 상수가,

kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시키고, 그리고,

다음의 조건식;

1≤kd2/kd1≤6,

1≤kd3/kd2≤3 및,

1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는지 아닌지를 판정하여,

좌석부의 평가를 행하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법을 제공한다.

청구항 31 기재의 본 발명에서는, 상기 각 동적 스프링 상수는, 직경 98mm의 저울추의 중심을, 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서, 당해 저울추가 자중으로 안정된 상태를 원점으로 하여 소정의 주파수로 진동을 가해 구해지는 값인 것을 특징으로 하는 청구항 30 기재의 탑승물용 시트의 평가 방법을 제공한다.

청구항 32 기재의 본 발명에서는, 또한 직경 200mm의 가압반의 중심을 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서 가압했을 때의 하중-변위 특성으로부터 얻어지는 정적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks1, 제2 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks2로 했을 때에, ks1>ks2인지 아닌지를 판정하는 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 청구항 30 또는 31 기재의 탑승물용 시트의 평가 방법을 제공한다.

청구항 33 기재의 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부의 중심을, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 50∼150mm의 범위 내에 설정하여 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 청구항 30∼32 중 어느 한 항에 기재된 탑승물용 시트의 평가 방법을 제공한다.

청구항 34 기재의 본 발명에서는, 상기 제1 인체 지지부의 중심을, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정하여 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 청구항 33 기재의 탑승물용 시트의 평가 방법을 제공한다.

(발명의 효과)

본 발명의 탑승물용 시트는, 복수의 스프링 부재를 구비하고, 각 스프링 부재를 작용시켜 인체를 지지하는 좌석부를 구비한 탑승물용 시트로서, 좌석부에 있어서의 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 대략 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부와, 당해 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부를, 각각 상기 복수의 스프링 부재의 작용에 의해 만들어지는 스프링 요소로서 간주한 경우, 제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd1)와 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd2)가, 사람이 착좌한 상태에서, 입력 진동에 의해 제1 인체 지지부 및 제2 인체 지지부의 각각에 작용하는 여진력과 실질적으로 동일 여진력이 되는 가진 조건에 있어서 kd1<kd2의 관계를 갖고, 제2 인체 지지부가 제진 작용시에 있어서의 운동 지지점이 되도록 설정되어 있다. 이 때문에, 입력 진동의 여진력이 변화하면, 복수의 스프링 부재 중에서, 지배적으로 기능하는 스프링 부재가 변화하고, 각 동적 스프링 상수(kd1, kd2)가 변화한다.

구체적으로는, 복수의 스프링 부재는, 인체와 접할 때에 두께 방향으로 눌러져 작용하고, 매우 부드러운 정적 스프링 상수, 즉, 어느 휨 범위에 있어서 하중의 증가가 거의 없는, 그 범위에 있어서 실질적으로 정적 스프링 상수가 변화하지 않는 특성, 이를 테면 「스프링 제로(zero) 특성」을 갖는 표피재, 면 형상 지지 부재 등의 스프링 부재(이하, 「얕은 층의 스프링 부재」)와, 선형성(線形性)이 높고, 주로 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 만들어 낼 때에 기능하는 스프링 부재(이하, 「중간층의 스프링 부재」), 및, 스프링력과 함께, 중력 방향 및 항중력(抗重力) 방향에서 위상차(位相差)에 의한 감쇠력을 발휘시켜, 주로 제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 만들어낼 때에 기능하는 스프링 부재(이하, 「깊은 층의 스프링 부재」)를 갖고 구성된다.

즉, 진동이 입력되었을 때, 뼈 돌출이 있는 좌골결절을 포함하는 골반이 위치하는 부위와, 근육으로 덮여진 대퇴부가 위치하는 부위에서는, 인체의 각 부위의 고유 진동수에 의존하여, 진동의 전달되기 쉬움에 있어서 차이가 있다. 즉, 변위량이 큰 저주파의 입력 진동에서는, 체간(體幹) 전체를 흔드는 진동이 되기 때문에, 무게 중심 바로 아래인 좌골결절 아래에 위치하는, 동적 스프링 상수가 낮은, 스프링 요소로서의 제1 인체 지지부가 주로 작용하고, 저주파 진동을 제진한다. 즉, 좌골결절 아래를 지지하는 제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd1)를 결정하는 스프링 부재의 탄성이 주로 작용하여, 이러한 저주파 진동이 제진된다. 한편, 변위량이 작은 고주파의 진동이 입력된 경우는, 대퇴부 윗부분으로부터 대퇴부 대략 중앙부(내지는 무릎 뒤쪽 부근)를 지지하는 인체 지지부가 진동의 영향을 받기 쉽고, 또한, 좌골결절 아래를 지지하는 제1 인체 지지부보다도 부하 질량이 작기 때문에, 점성 감쇠 및 쿨롬 마찰력을 포함한 동적 스프링 상수(kd2(및 kd3))는, 좌골결절 아래를 지지하는 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd1)를 만들 때에 지배적으로 기능하는 깊은 층의 스프링 부재의 영향을 받지 않고, 중간층의 스프링 부재가 지배적으로 작용하여, 동적 스프링 상수(kd1)보다도 높아진다. 그리고, 대퇴부 윗부분으로부터 대퇴부 대략 중앙부(내지는 무릎 뒤쪽 부근)을 지지하는 인체 지지부에서는, 중간층의 스프링 부재 및 얕은 층의 스프링 부재가 지배적으로 작용하여, 동적 스프링 상수(kd2, kd3)로, 대퇴부 부근이 지지된다. 이 때문에, 좌골결절 아래의 인체 지지부의 동적 스프링 상수보다도 대퇴부하의 인체 지지부의 동적 스프링 상수가 작아져 있는 종래의 구조와 비교한 경우, 대퇴부하의 스프링 요소인 인체 지지부의 분담 지지의 비율이 커진다. 한편, 대퇴부 부근의 지지가 있기 때문에, 중력 방향에서의 가라앉음이, 둔부 전체가 아니라, 특히, 좌골결절 아래의 좁은 범위에 제한되고, 사이드 프레임에 따른 하중의 분담 지지의 비율이 작아져, 대퇴부 측부나 둔부 측부로 입력되는 고주파 진동의 영향이 완화된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 저주파에서 고주파까지의 넓은 영역에 있어서의 진동 흡수 특성이 향상된다.

또한, 본 발명의 탑승물용 시트는, 주행 중의 진동 입력 시에 있어서는, 대퇴부 윗부분 부근으로부터 무릎 뒤쪽 부근에 이르는 대퇴부 전체가 동적 스프링 상수(kd2, kd3)의 인체 지지부에 의해 지지됨으로써, 골반의 후방으로의 기울임이 방지되고, 그리고, 부하 질량이 작은 대퇴부에 대하여 지배적으로 작용하는 동적 스프링 상수(kd2, kd3)는 선형성이 강하고 복원력도 크기 때문에, 페달 조작시의 하지(下肢)의 운동에 따른 골반면의 상하 운동에 의한 압박 방향의 변위가 작게되도록 억제됨과 아울러, 좌석부 전방 가장자리부의 전후 방향의 회동을 수반하여 페달 조작 운동이 행해지는 것으로부터, 좌석부 전방 가장자리부의 휨으로 무릎 뒤쪽이 부분적으로 압박되는 것이 억제되고, 좌압(座壓)에 의한 대퇴부의 근육에 주는 영향을 경감하여, 즉, 무릎 뒤쪽의 근육의 휨이 보다 작아져, 근육이 압박되는 것에 따른 변위량이 작아진다. 이 때문에, 운전석 시트에 적용한 경우에는, 좌석부의 표면을 미끄러지도록 다리 또는 대퇴부가 움직이게 되고, 페달의 조작성도 향상하여, 피로의 경감에 기여한다.

또한, 좌골결절 아래에 대응하는 제1 인체 지지부를 직경 200mm의 가압반으로 가압했을 때의 정적 스프링 상수가, 제2 인체 지지부보다도 커지도록 설정한다. 가압반의 크기가 직경 200mm이라고 하는 것은, 좌골결절 아래에 상당하는 제1 인체 지지부의 스프링 특성을 결정하는 스프링 부재의 작용 외에, 대퇴부의 윗부분 부근에 상당하는 위치에서는, 제2 인체 지지부의 스프링 부재도 작용하고, 제1 인체 지지부에 있어서의 스프링 특성과 제2 인체 지지부에 있어서의 스프링 특성이 병렬로 작용한다. 이에 따라, ks1이 ks2보다도 높아지고, 좌골결절 아래를 충분히 지지할 수 있다. 따라서, 본 발명은, 정적인 착좌 상태라도, 안정된 착좌 자세를 실현할 수 있다.

도1 은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 탑승물용 시트를 나타낸 개념도이다.

도2 는 제1 인체 지지부, 제2 인체 지지부, 제3 인체 지지부의 위치를 설명하기 위한 좌석부의 평면도이다.

도3 은 실시예 1에 따른 탑승물용 시트를 나타낸 도면이다.

도4 는 실시예 1에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 정적 스프링 상수를 나타내는 도면으로서, 직경 200mm의 가압반에 의해, 50mm/min으로 1000N까지 가압해 갔을 때에, 45kg, 60kg, 75kg의 각 위치를, 각각 변위량 0mm의 평형 위치로 하여 구한 정적 스프링 상수값을 나타낸 그래프이다.

도5 는 실시예 1에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수를 나타낸 도면이다.

도6 은 실시예 1에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수의 비(比)를 나타낸 도면이다.

도7 은 실시예 2에 따른 탑승물용 시트를 나타낸 사시도이다.

도8 은 실시예 2에 따른 탑승물용 시트를 나타낸 측면도이다.

도9 는 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 페달 조작시의 작용을 설명하기 위한 측면도이다.

도10 은 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 정적 스프링 상수를 나타낸 도면으로서, 직경 200mm의 가압반에 의해, 50mm/min으로 1000N까지 가압해 갔을 때에, 45kg, 60kg, 75kg의 각 위치를, 각각 변위량 0mm의 평형 위치로 하여 구한 정적 스프링 상수값을 나타낸 그래프이다.

도11 은 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수를 나타낸 도면이다.

도12 는 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수의 비를 나타낸 도면이다.

도13 은 실시예 1과 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수를 나타낸 도면이다.

도14 는 실시예 1과 실시예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수의 비를 나타낸 도면이다.

도15 는 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 2에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 진동 전달률을 나타낸 도면이다.

도16 은 시험예 2-4에서 이용한 실시예 2의 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수를 나타낸 도면이다.

도17 은 시험예 2-4에서 이용한 실시예 2의 탑승물용 시트의 좌석부의 동적 스프링 상수의 비를 나타낸 도면이다.

도18 은 실시예 2의 시트(시험예 2-4에서 이용한 표피재로서 두께 0.8mm의 얇은 피혁을 이용한 것)와 비교예 2의 시트에 대하여 측정한, 진동 주파수에 대한 압력 진폭차를 나타낸 도면이다.

도19 는 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 1Hz일 때의 리사주(Lissajous) 도형이다.

도20 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 2Hz일 때의 리사주 도형이다.

도21 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 3Hz일 때의 리사주 도형이다.

도22 는 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 4Hz일 때의 리사주 도형이다.

도23 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 5Hz일 때의 리사주 도형이다.

도24 는 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 6Hz일 때의 리사주 도형이다.

도25 는 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 7Hz일 때의 리사주 도형이다.

도26 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 8Hz일 때의 리사주 도형이다.

도27 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 9Hz일 때의 리사주 도형이다.

도28 은 시험예 2-6에 있어서, 제1 인체 지지부에 저울추를 세트하여 측정한 10Hz일 때의 리사주 도형이다.

도29 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 1Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도30 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 2Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도31 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 3Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도32 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 4Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도33 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 5Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도34 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 6Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도35 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 7Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도36 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 8Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도37 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 9Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도38 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm), 10Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도39 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 1Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도40 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 2Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도41 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 3Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도42 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 4Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도43 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 5Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도44 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 6Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도45 는 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 7Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도46 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 8Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도47 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 9Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도48 은 시험예 2-7에 있어서, 제2 인체 지지부에 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 10Hz로 진동을 가했을 때의 리사주 도형이다.

도49 는 시험예 2-7에 있어서, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm)으로 진동을 가했을 때의 제2 인체 지지부(12(C100)) 및 제3 인체 지지부(13(C200))에 있어서의 동적 스프링 상수를 나타낸 도면이다.

도50 은 도49 의 동적 스프링 상수의 비(kd3/kd2)를 나타낸 도면이다.

도51 은 실시예 2의 시트(시험예 2-4 등에서 이용한 시트)의 체압 분포를 나타낸 도면이다.

도52 는 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 1Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도53 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 2Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도54 는 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 3Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도55 는 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 4Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도56 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 5Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도57 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 6Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도58 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 7Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도59 는 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 8Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도60 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 9Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도61 은 시험예 2-8에 있어서, 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm), 10Hz로 진동을 가하여 그린 리사주 도형이다.

도62(a), (b) 는 실시예 3에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도63 은 실시예 3에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도64 는 실시예 4에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도65 는 실시예 5에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도66 은 실시예 6에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도67 은 실시예 6에 따른 탑승물용 시트에 있어서, 소프트한 우레탄재를 대신하여, 당해 부위에, 3차원 입체 편물(네트)를 설치한 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도68 은 실시예 7 에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도69(a)∼(c) 는 실시예 5∼실시예 7에 따른 탑승물용 시트의 좌석부에서 형성한 슬릿의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도70 은 도66 에 나타낸 구조의 시트에 있어서, 슬릿을 형성한 경우(슬릿 있음)와 형성하지 않는 경우(슬릿 없음)에 대하여, 제1 인체 지지부와 제2 인체 지지부에 있어서의 동적 스프링 상수의 비(kd2/kd1)를 구한 도면이다.

도71 은 실시예 8 에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도72 는 실시예 8에 따른 탑승물용 시트의 좌석부의 측면에서 본 개략 구성을 나타낸 도면이다.

도73 은 실시예 3 및 실시예 8의 제1 인체 지지부, 제2 인체 지지부, 제3 인체 지지부에 있어서의 동적 스프링 상수를 비교한 도면이다.

도74(a) 는 실시예 8의 좌석부에 있어서의 체압 분포를, 도74(b) 는 실시예 3의 좌석부에 있어서의 체압 분포를 각각 나타낸 도면이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 탑승물용 시트

10 : 좌석부

11 : 제1 인체 지지부

12 : 제2 인체 지지부

13 : 제3 인체 지지부

20 : 면 형상 지지 부재

25 : 우레탄재(材)

30 : 코일 스프링(후부 스프링 부재)

31 : 코일 스프링(측부 스프링 부재)

300 : 측부 스프링 부재

40 : 보조면 형상 지지 부재

50 : 면 형상 스프링 부재

60 : 우레탄재

60a, 60b : 슬릿

61 : 후부(後部) 패드

62 : 중앙부 패드

63 : 전부(前部) 패드

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하, 도면에 기초하여, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도1 은, 본 발명의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는, 탑승물용 시트(1)의 좌석부(10)에 있어서, 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 대략 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부(11)와, 사람의 대퇴부의 윗부분 부근에 대응하여, 제1 인체 지지부(11)로부터 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부(12)를, 각각 스프링 요소로서 간주하여, 그 스프링 특성을 다음과 같이 설정한 것을 최대의 특징으로 하는 것이다.

즉, 우선, 착좌감을 평가할 때에 이용되는 통상의 스프링 상수(본 명세서에서는, 감쇠력과 스프링력의 합력으로 규정되는 「동적 스프링 상수」와의 구별을 명확하게 하기 위해 「정적 스프링 상수」라고 부름)를, 제1 인체 지지부(11)의 정적 스프링 상수를 ks1, 제2 인체 지지부(12)의 정적 스프링 상수를 ks2로 했을 때에, ks1>ks2가 되도록 설정한다. 정적 스프링 상수(ks1, ks2)는, 직경 200mm의 원형의 가압반의 중심을 상기 각 인체 지지부(11, 12)의 중심에 맞춰서 가압했을 때의 하중-변위 특성으로부터 구한다. 제1 인체 지지부(11)는, 사람의 무게 중심 위치인 좌골결절 아래에 상당하지만, 정적인 착좌 상태에서 사람이 느끼는 지지감은, 좌골결절 아래 주위의 좁은 범위뿐만 아니라, 대퇴부 윗부분 부근이 지지되어 있는지 아닌지에 의해서도 변화한다. 따라서, 사람의 둔부로부터 대퇴부의 중도 부근까지 이르는 직경 200mm의 가압반으로 평가하고, 그 평가에 있어서 좌골결절 아래의 정적 스프링 상수가 적절한지 아닌지를 판정하는 것이 타당하다.

한편, 제동 성능으로 대표되는 차량 조종성에 큰 영향을 미치는 페달 조작성, 페달 조작에 의한 반력을 받는 안정성을 확보하는 전후의 자세의 홀드성의 관점, 또는 승차감에 큰 영향을 미치는 제진 성능의 관점에서는, 동적 스프링 상수의 설정, 특히, 둔부를 지지하는 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수의 설정이 중요해진다. 입력 진동의 진동 전달 특성은, 좌골결절을 포함하는 골반이 위치하는 부위와, 근육으로 덮여진 대퇴부가 위치하는 부위에서는, 근육 자체의 스프링성, 감쇠성의 영향에 의해, 진동 흡수성에 차이가 있다. 따라서, 골반에는, 골전도(骨傳導)하기 쉬운 고주파의 진동을 입력되기 어렵게 하는 한편, 체간의 상하 운동을 유발하는 저주파의 진동을, 대퇴부를 지지점으로 한 180도의 위상차에 의해 흡수하도록 한다. 그러기 위해서는, 좌골결절 아래부의 동적 스프링 상수를 대퇴부의 동적 스프링 상수보다 작게 설정할 필요가 있다. 즉, 동적 스프링 상수라는 관점에서 보면, 인체를, 이를 테면, 골반이 위치하는 블록과, 대퇴부가 위치하는 블록과 같이 나누어 고찰해야 한다. 이 때문에, 직경 98mm의 저울추로의 부위별의 평가를 중시하여, 골반을 중심으로 한 체간 전체를 흔드는 저주파 진동과, 대퇴부 등의 근육을 흔드는 고주파 진동과의 양쪽에 대처 가능한 특성을 구비한 구조로 하기 위해, 직경 98mm의 원형의 저울추의 중심을, 각 인체 지지부(11, 12)의 중심에 맞춰서, 당해 저울추가 자중으로 안정된 상태를 원점으로 하여 진동을 가하여 얻어지는 동적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수를 kd1, 제2 인체 지지부(12)의 동적 스프링 상수를 kd2로 했을 때에, kd1<kd2가 되도록 설정한다. 단, 사람이 착좌한 상태에서, 입력 진동에 의해 제1 인체 지지부(11) 및 제2 인체 지지부(12)의 각각에 작용하는 여진력과 실질적으로 동일 여진력이 되는 가진(加振) 조건에 있어서 kd1<kd2를 만족할 필요가 있다. 사람이 착좌한 경우와 동일한 여진력의 밸런스를, 직경 98mm의 저울추를 이용하여 만들어 내기 위해서는, 후술하는 바와 같이, 제1 인체 지지부(11)에 세트한 경우와, 제2 인체 지지부에 세트한 경우에서 가진 진폭을 변화시키거나 하여 측정한다. 또한, 강성이 높은 표피재를 이용할지 아닌지에 따라서도 다르며, 동일 가진 진폭으로 실험하여 사람이 착좌한 상태와 동일한 여진력 밸런스가 되는 경우도 있으면, 예를 들면, 부드러운 표피재를 이용함으로써, 제1 인체 지지부(11)에 세트했을 때에는, 가진 진폭을 크게 하여 실험할 필요가 있는 경우도 있다. 상세한 시험 결과에 대해서는 후술한다.

또한, 제1 인체 지지부(11)로부터 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 인체 지지부를 제3 인체 지지부(13)로 하고, 그 동적 스프링 상수를 kd3으로 했을 때에, 각 동적 스프링 상수의 관계가, kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시킴과 함께, 다음의 조건식;

1≤kd2/kd1≤6,

1≤kd3/kd2≤3 및,

1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는 값으로 설정되어 있는 것이 보다 바람직하다.

제1 인체 지지부(11)는, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 50∼150mm의 범위 내에 설정된다. 이러한 범위 내이면, 체격의 대소를 흡수할 수 있어, 착좌 시에 있어서 사람의 좌골결절 아래에 상당하게 된다. 제1 인체 지지부(11)는, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 위치가 좌골결절 아래에 상당하게 되는 경우가 가장 많기 때문이다.

제2 인체 지지부(12)는, 상기와 같이, 제1 인체 지지부(11)로부터 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방으로 하고, 제3 인체 지지부(13)는, 제1 인체 지지부(11)로부터 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방으로 하는 것이 바람직하다. 이 위치에서, 사람의 대퇴부의 윗부분 부근, 및, 사람의 대퇴부의 대략 중앙부 부근으로부터 무릎 뒤쪽 부근에 걸친 부위를 지지하게 되기 때문이다.

각 인체 지지부(11∼13)의 위치, 및, 직경 200mm의 가압반, 직경 98mm의 저울추를 세트하는 위치를 평면에서 본 도면이 도2 이다. 부호 11a, 12a, 13a 는 각 인체 지지부(11∼13)의 중심이며, 그들의 중심(11a, 12a, 13a)에 중심이 일치하는 실선으로 나타낸 작은 원(98a, 98b, 98c)은, 동적 스프링 상수를 측정할 때의 직경 98mm의 저울추의 세트 위치이다. 이 실선으로 나타낸 3개의 작은 원 중, 작은 원(98a)의 양측에, 동일 크기로 파선으로 나타낸 작은 원(98a')은, 사람의 좌골결절의 바로 아래에 상당하고, 둔부 중에서 가장 높은 체압 분포가 되는 위치이다. 또한, 실선의 작은 원(98b)의 양측에, 동일 크기로 파선으로 나타낸 작은 원(98b')은, 대퇴부의 윗부분 부근에 상당하고, 대퇴부 중에서 가장 높은 체압 분포가 되는 위치이다. 동적 스프링 상수는, 실제로는, 파선의 작은 원(98a', 98b')에 저울추를 세트하여 측정하는 것이 이상적이지만, 측정의 편의상, 한쪽측 또는 다른 한쪽측의 파선의 작은 원(98a'와 98b')의 대응 위치 관계를, 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따른 실선의 작은 원(98a와 98b)의 대응 위치 관계에 상당하는 것으로 간주하고 있다. 또한, 도2 에 있어서, 각 인체 지지부(11∼13)의 중심(11a∼13a)에 중심을 맞춰서 나타난 파선의 큰 원은, 정적 스프링 상수를 측정하는 직경 200mm의 가압반의 세트 위치이지만, 이 상세에 대해서는 후술한다.

한편, 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)는, 진동 상태에서 측정되는 스프링 상수이며, 측정용 저울추의 중심을, 상기한 바와 같이, 제1 인체 지지부(11), 제2 인체 지지부(12) 및, 제3 인체 지지부(13)의 중심에 각각 맞춰서 올려놓은 상태에서 진동을 가해 구해진다. 본 실시 형태에 있어서는, 측정용 저울추로서, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 원형의 저울추를 이용하여, 진동 주파수 4∼10Hz로 진동을 가 해 구해지는 값이다.

정적 스프링 상수를 ks1, ks2가, ks1>ks2가 되도록 설정되어 있음으로써, 정지 상태에서는, 높은 스프링 상수가 둔부 아래를 지지할 수 있기 때문에, 안정된 착좌감이 얻어진다. 한편, 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)가, kd1<kd2<kd3의 관계를 가짐으로써, 진동시(주행시)에 있어서의 사람의 체중의 하중 분담이 동적 스프링 상수(kd2, kd3)의 제2 및 제3 인체 지지부(12, 13)에서 많아져, 주행시에 있어서도 안정된 착좌 자세가 확보되고, 상기 조건식의 범위에 들어감으로써, 진동 흡수 특성이 향상된다. 또한, 정적 착좌시의 안정성을 높임과 함께, 주행시의 운전 자세가 항상 일정한 위치에 두어지도록, 체간과 스티어링, 골반과 페달의 전후 방향의 위치 관계의 안정화를 도모하고, 나아가 상기 진동 흡수 특성을 높이기 위해서는, 좌석부(10)의 좌석각은, 20∼28도, 바람직하게는, 22∼26도, 보다 바람직하게는, 25도로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

진동 주파수에 관계없이, kd2/kd1가 1 미만의 경우 및 kd3/kd1가 1 미만의 경우에는, 주행시에 있어서 사람의 체중을 제1 인체 지지부(11)에서 지지하게 되기 때문에, 대진폭 저주파의 여진력이 작용한 경우, 반력이 좌골결절부에 집중하여 입력되기 때문에, 좌골결절부 주변에 있어서 가라앉음을 유발한다. 이 가라앉음에 의해, 근육을 변형시켜, 말초 순환계의 혈관이나 신경계를 압박하게 된다. 또한, 고주파 진동의 영향이 직접적으로 골반에 입력되기 때문에, 주로 두부(頭部)에 이르는 제진 성능이 떨어져, 바람직하지 않다. 한편, kd2/kd1가 1이상의 경우 및 kd3/kd1이 1이상의 경우에는, 대퇴부가 접하는 제2 인체 지지부(12)가 지지지점이 되고, 대퇴부를 지지점으로 한 둔부의 전하방으로의 회전 운동에 의해, 쓸데없는 골반의 가라앉음을 경감하여, 중력의 반대(拔重) 방향으로의 작은 반력에 의해 근육의 변형이 억제된다. 또한, kd3/kd2가 1미만의 경우에는, 무릎 뒤쪽 부근의 지지성이 약해져, 압박되기 쉬워진다. kd2/kd1, kd3/kd2 및, kd3/kd1이 모두 크게 1을 넘어 10 가까이 되는 경우, 특히, kd2/kd1에서는 6을 넘는 경우, kd3/kd2에서는 3을 넘는 경우, kd3/kd1에서는 7을 넘는 경우에는, 최종적인 착좌감으로서, 떠받침을 느끼지 않는 상태가 되는 것(가라앉는 느낌)이 염려된다.

다음으로, 상기한 정적 스프링 상수(ks1, ks2) 및 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)를 구비한 탑승물용 시트의 구체적 실시예를 설명한다.

(실시예 1)

실시예 1은, 도3 에 나타낸 바와 같이, 좌석부(10)로서, 전후 방향으로 설치되는 면 형상 지지 부재(20)를 구비하여 이루어진다. 면 형상 지지 부재(20)는, 좌석부(10)를 구성하는 쿠션 재료에 있어서 최하층에 설치되는 것이며, 3차원 입체 편물, 3차원의 직물 등을 사용할 수 있지만, 본 실시 형태에서는 3차원 입체 편물을 사용하고 있다. 면 형상 지지 부재(20)의 후방 가장자리부(21)는, 좌석부(10)의 후단 프레임(10a)에 걸어 맞춰지는 후부 스프링 부재로서의 복수개의 코일 스프링(30)에 의해 지지된다. 각 코일 스프링(30)은, 대략 등간격으로 서로 거의 평행하게 되도록 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 스프링 상수(정적 스프링 상수) 0.4kg/mm의 인장 코일 스프링 4개를 사용하고 있다. 또한, 3차원 입체 편물(3차원 네트재)이란, 소정 간격을 두고 위치하는 한 쌍의 그랜드 편지(ground knitted fabrics) 사이에 연결 실을 왕복시켜 편성한 것으로, 더블 라셀기(raschel machine) 등을 이용하여 소정의 형상으로 형성되고, 예를 들면, 아사히가세이(가부시키가이샤) 제조, 제품 번호: T24004A, 또는 스미노에오리모노(가부시키가이샤) 제조, 제품 번호: 49076D, 49013D 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 아사히가세이(가부시키가이샤) 제조의 제품 번호: T24004A를 사용하고 있다.

또한, 본 실시예에서는, 면 형상 지지 부재(20)의 하부에 보조면 형상 지지 부재(40)가 설치되어 있고, 당해 보조면 형상 지지 부재(40)의 측방 가장자리부(42) 중, 제2 인체 지지부(12)에 상당하는 위치의 측방에 위치하는 부위에는, 좌석부(10)의 사이드 프레임(12)의 대략 중앙부에 일단이 걸어 맞춰지는 측부 스프링 부재로서의 복수개의 코일 스프링(31)이 걸어 맞춰진다. 이 코일 스프링(31)은, 스프링 상수(정적 스프링 상수) 0.35kg/mm의 인장 코일 스프링으로 이루어지고, 좌석부(10)의 한쪽의 사이드 프레임(12)과 한쪽의 측방 가장자리부(42)와의 사이, 다른 한쪽의 사이드 프레임(12)과 다른 한쪽의 측방 가장자리부(42)와의 사이에 각각 3개씩 대략 평행하게 설치되어, 당해 보조면 형상 지지 부재(40)를 좌우 방향으로 펼쳐 설치하고 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 측부 스프링 부재인 코일 스프링(31)의 합성 스프링 상수가 2.1kg/mm로서, 후부 스프링 부재인 코일 스프링(30)의 합성 스프링 상수인 1.6kg/mm보다도 크게 되어 있다.

또한, 측부 스프링 부재 중, 적어도 가장 좌석부(10)의 후단 쪽에 설치되는 측부 스프링 부재(300)는, 제1 인체 지지부(11)의 중심(11a)과 제2 인체 지지부(12)의 중심(12a)과의 사이의 영역에 대응하는 위치, 즉, 제1 인체 지지부(11)의 중심(11a)으로부터, 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 정적인 착좌 상태를 평가함에 있어서, 제1 인체 지지부(11)의 중심(11a)에 직경 200mm의 가압반의 중심을 맞추어 누르면, 후부 스프링 부재 외에, 측부 스프링 부재의 탄성이 대퇴부 윗부분 부근에 작용하여, 확실하게 둔부를 지지할 수 있다. 게다가, 충돌시와 같이 큰 가속도가 하방향 및 전방 경사 방향으로 입력된 경우, 측부 스프링 부재는 전방으로 이동하여, 항중력 방향에서 스프링 상수가 작아진다.

면 형상 지지부(20)의 전방 가장자리부(23)는, 좌석부(10)의 전방 가장자리 지지 프레임(10c)에 의해 지지되고 있다. 본 실시예에서, 이 전방 가장자리부 지지 프레임(10c)은, 토션 바(10d)에 의해 비틀림 방향으로 탄성적으로 지지되는 아암 부재(10e)에 연결되어 있어, 좌석부(10)의 전후 방향으로 요동함으로써, 토션 바(10d)의 비틀림 토크에 의한 탄성이 기능한다.

면 형상 지지 부재(20)의 대략 중앙 부근으로부터 전방 가장자리 부근에 걸쳐 소정의 두께의 우레탄재(25)가 적층된다. 이 우레탄재(25)에 의해, 대퇴부 대략 중앙 부근으로부터 무릎 부근에 걸친 부위가 지지된다.

상기와 같이 하여 설치된 면 형상 지지 부재(20) 및 우레탄재(25)의 상면에는, 표피재(28)가 설치된다. 본 실시예에서는 표피재(28)로서 3차원 입체 편물을 이용하고 있지만, 당해 3차원 입체 편물은, 착좌시의 평형 상태에 있어서 신장률 5% 이하로, 좌석부(10)를 구성하는 사이드 프레임(12)을 포함하여 이루어지는 쿠션 프레임 전체를 덮도록 설치된다. 표피재(3차원 입체 편물)(28)를 이와 같이 낮은 신장률로 설치함으로써, 착좌하여 평형 상태에 이르기까지는, 주로, 면 형상 지지 부재(20)의 신장, 토션 바(10d) 및 보조면 형상 지지 부재(40)를 좌우 방향으로 설치하는 코일 스프링(31)의 탄성이 지배적으로 되어, 코일 스프링(30)은 이 단계에서는 크게 작용하지 않는다. 즉, 코일 스프링(30)은, 평형 착좌 상태를 만드는 상태에서는 그 탄성 기능이 그다지 작용하지 않게 되기 때문에, 외부 입력이 작용했을 때에 측부 스프링 부재가 전하방으로 회동하여, 당해 코일 스프링(30)의 탄성 기능이 크게 작용하게 된다.

본 실시예의 제1 인체 지지부(11)는, 좌석부 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정되어 있다. 이 제1 인체 지지부(11)는, 스프링 요소로서 기능하지만, 이는, 상기한 후부 스프링 부재인 코일 스프링(30)의 탄성이 주로 작용하는 것에 의한다. 제1 인체 지지부(11)에 대하여 수평 거리로 100mm 전방의 제2 인체 지지부(12)는, 상기한 측부 스프링 부재인 코일 스프링(31)의 탄성이 주로 작용함으로서 스프링 요소로서 기능한다. 제1 인체 지지부(11)에 대하여 수평 거리로 200mm 전방의 제3 인체 지지부(13)는, 우레탄재(25)가 갖는 탄성이 주로 작용하여, 스프링 요소로서 기능한다.

전방 가장자리 지지 프레임(10c)을 지지하는 토션 바(10d)의 탄성은, 상기 각 인체 지지부(11∼13)의 모두에 관련되지만, 주로 제1 인체 지지부(11)에 위상(位相) 지연을 생기게 하는 직렬 스프링(깊은 층의 스프링 부재)으로서 작용한다. 정밀하게 생각하면, 면 형상 지지 부재(20)나 표피재(28)로서 이용되는 3차원 입체 편물 자체의 탄성도, 각 인체 지지부(11∼13)에 있어서의 정적 스프링 상수, 동적 스프링 상수에 영향을 준다. 또한, 예를 들면, 측부 스프링 부재인 코일 스프링(31)의 탄성도, 정적인 착좌 상태에서는, 제1 인체 지지부(11)의 정적 스프링 상수에 영향을 주는 바와 같이, 각 인체 지지부(11∼13)는 좌석부(10)에 형성된 각종 스프링 부재의 영향을 상승(相乘)적으로 받는 경우도 있지만, 각 인체 지지부(11∼13)의 정적 스프링 상수, 동적 스프링 상수를 주로 결정하는 스프링 부재는, 상기한 바와 같다.

(시험예 1-1)

실시예 1의 탑승물용 시트에 의하면, 상기한 각종 부재를 구비함으로써, 제1 인체 지지부(11), 제2 인체 지지부(12) 및 제3 인체 지지부(13)의 정적 스프링 상수(ks1, ks2), 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)가 소정의 관계를 갖는 구조가 된다. 도4 는, 직경 200mm의 가압반에 의해, 50mm/min로 1000N까지 가압해 갔을 때에, 45kg, 60kg, 75kg의 각 위치를, 각각 변위량 0mm의 평형 위치로서 구한 정적 스프링 상수값을 나타낸 그래프이다. C000은 제1 인체 지지부(11)에 중심을 맞춰서 측정한 값을 의미하고, C100은 제2 인체 지지부(12)에 중심을 맞춰서 측정한 값을 의미하고, C200은 제3 인체 지지부에 중심을 맞춰서 측정한 값을 의미한다. 또한, 비교를 위해, 둔부 아래 75mm 두께의 콜드큐어의 우레탄 폼으로 구성된 풀 폼 구조의 시트에 대하여, 동일하게 정적 스프링 상수를 측정하여, 동일하게 도4 에 나타냈다.

이 결과로부터, 본 실시예에서는, 제1 인체 지지부(11)인 C000의 정적 스프 링 상수(ks1)가, 제2 인체 지지부(12)인 C100의 정적 스프링 상수(ks2), 나아가서는, 제3 인체 지지부(13)인 C200의 정적 스프링 상수(ks3)의 어떤 것보다도 큰 값이었다. 이 점은, 비교예 1의 시트에서도 동일하며, 양자 모두 둔부 아래의 정적 착좌시의 지지성은 우수하지만, 후술하는 바와 같이 동적인 특성이 다르다.

(시험예 1-2)

도5 는, 4∼10Hz의 진동 주파수에 있어서, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 이용하여 측정한 동적 스프링 상수를 나타낸다. 도5 로부터, 본 실시예의 시트는, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 낮고, 제2 인체 지지부(12)의 동적 스프링 상수(kd2), 제3 인체 지지부(13)의 동적 스프링 상수(kd3)의 순으로 높아져 있었다. 즉, 본 실시예의 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)는, kd1<kd2<kd3의 조건을 만족시킨 구조였다. 또한, kd2/kd1, kd3/kd2, kd3/kd1의 비를 구한 바, 도6 에 나타낸 바와 같이, 어떤 진동 주파수에 있어서도, 상기 조건식의 범위에 들어가 있었다. 이에 대하여, 비교예 1은, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 높고, kd2, kd3과 같이 전방을 향할수록 값이 작아지고 있고, kd1에 대한 kd2 또는 kd3의 비가 모두 1 미만으로 되어 있다. 또한, 진동 주파수가 변화해도, 각 비는 그다지 크게는 변화하지 않는다.

즉, 실시예 1에서는, 제1 인체 지지부(11)에 있어서의 정적 스프링 상수(ks1)는 측부 스프링 부재의 영향에 의해 커져 있지만, 진동이 입력되었을 때에는, 골반을 포함하는 체간의 블록과 대퇴부를 포함하는 블록으로 나누어 생각하고, 골반을 포함하는 체간의 블록은, 후부 스프링 부재와 전부 스프링 부재(토션 바)와 의 직렬 스프링에 의한 낮은 동적 스프링에 의해 제진된다. 이에 대하여, 비교예 1에서는, 골반을 포함하는 체간의 블록이, 체간 전체를 흔드는 진동임에도 불구하고, 동적 스프링 상수가 높기 때문에, 효과적인 제진이 이루어지지 않는다.

또한, 실시예 1에서는, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 작고, 상기 조건식의 범위에 들어가 있지만, 진동 주파수가 변화하면, 각 동적 스프링 상수간의 비도 상기 조건식의 범위 내에서 현저하게 변화한다. 이는, 진동 주파수에 따라, 지배적으로 작용하는 인체 지지부(11, 12, 13)가 변화하는 것을 의미한다. 즉, 각 인체 지지부(11, 12, 13)를 스프링 요소로서 기능시키고 있는 각 스프링 부재(코일 스프링(30, 31), 토션 바(10d) 등)의 영향력이 진동 주파수에 따라 변화하는 것을 의미한다. 따라서, 실시예 1에 의하면, 진동 주파수에 따라 높은 제진 성능이 얻어진다. 이 점에 대한 시험 결과는 후술한다.

(실시예 2)

실시예 2는, 도7 및 도8 에 나타낸 바와 같이, 실시예 1과 동일하게, 면 형상 지지 부재(20)의 하층으로서, 제2 인체 지지부(12) 및 제3 인체 지지부(13)에 상당하는 범위에 있어서, 보조면 형상 지지 부재(40)를 갖는 구조이다. 또한, 좌석부(10)의 후부에는, 좌석부의 폭방향을 따라 배치된 토션 바(10f)가 설치되어 있고, 이 토션 바(10f)에 대하여 아암 부재(10g)가 연결되고, 이 아암 부재(10g)에 후방 가장자리 지지 프레임(10h)이 연결되어 있다. 이에 따라, 후방 가장자리 지지 프레임(10h)은, 토션 바(10f)의 탄성에 의해 전후 방향으로 요동할 수 있도록 지지된다. 따라서, 본 실시예에 있어서는, 이 토션 바(10f)가 후부 스프링 부재로서 기능하고, 스프링력과 감쇠력을 부여하는 깊은 층의 스프링 부재를 구성한다.

보조면 형상 지지 부재(40)는, 보다 상세하게는, 제1 인체 지지부(11)의 중심(11a)으로부터, 좌석부(10)의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 후단 가장자리 대략 중앙부가 위치하도록 형성된다. 도2 에 나타낸 보조면 형상 지지 부재(40)는, 대략 중앙부가 전방에 위치하도록 원호 형상으로 형성되어 있지만, 실시예 2에서 사용하는 보조면 형상 지지 부재(40)도, 이와 같이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 그에 따라, 정적인 착좌 상태에서의 둔부 아래의 지지성이 높아져, 충격성 진동이 입력되었을 때에, 코일 스프링을 전하방(前下方)으로 하여, 빠져 나가게 하기 쉬워진다.

또한, 측부 스프링 부재는, 상기 실시예 1과 동일한 코일 스프링(31)을 이용하고 있고, 이 코일 스프링(31)을 보조면 형상 지지 부재(40)의 측방 가장자리부에 연결하고 있지만, 측부 스프링 부재 중, 적어도 가장 좌석부의 후단 쪽에 설치되는 측부 스프링 부재(도2 부호 300으로 나타낸 측부 스프링 부재)는, 제1 인체 지지부(11)의 중심(11a)과 제2 인체 지지부(12)의 중심(12a)과의 사이의 영역에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 정적인 착좌시에 있어서, 이러한 측부 스프링 부재의 탄성도 작용하기 때문에, 둔부 아래의 지지성이 더욱 높아진다. 또한, 보조면 형상 지지 부재(40)는, 3차원 입체 편물이나 3차원의 탄성 직물 등으로 이루어지지만, 이에 따라, 면 형상 지지 부재(20)의 탄성을 보강하고, 제2 인체 지지부(12) 및 제3 인체 지지부(13)의 면 강성을 높이는 기능도 갖는다. 또한, 이 보조면 형상 지지 부재(40)는, 면 형상 지지 부재(20)의 하층에, 비(非)착좌시에 있어서 인접면 끼리가 근소하게 접하는 정도로 가깝게 설치된다. 좌석부(10)의 그 외의 구성은, 상기 실시예 1과 거의 동일하고, 대퇴부 대략 중앙 부근으로부터 무릎 뒤쪽 부근에 걸쳐 우레탄재가 설치되어 있음과 함께, 면 형상 지지 부재(20)의 전방 가장자리부는, 토션 바(10d)에 의해 지지된 전방 가장자리 지지 프레임(10c)에 연결되어 있다.

또한, 제3 인체 지지부(13)에 상당하는 위치에 형성되는 우레탄재(25)는, 도8 에 나타낸 바와 같이, 통상의 착좌시에 있어서는, 당해 우레탄재(25) 중, 거의 제2 인체 지지부(12) 부근에 위치하고 있는 후방 가장자리부(25a)가 대퇴부 대략 중앙 부근에 의해 압축되도록 변형하고 있다. 도8 의 사선으로 나타낸 부분이 이 압축대이며, 이 압축대에 의한 반력이 제2 인체 지지부(12)의 스프링 상수를 높이는 방향으로 작용하고 있지만, 페달 조작시에 있어서 무릎이 펴지려고 했을 때에는, 도9 에 나타낸 바와 같이, 몸의 움직임에 따라, 우레탄재(25)의 전방 가장자리부가 전방으로 회동한다. 이 결과, 우레탄(25)의 후방 가장자리부(25a)도, 도9 의 파선으로 나타낸 바와 같이 변위하려고 하지만, 대퇴부의 하중에 의해, 파선과 같이는 변위하지 않고, 하향 화살표 방향으로 구부러져 버린다. 즉, 우레탄재(25)가 전방으로 회동하도록 이동하면서, 후방 가장자리부(25a)가 구부러지게 되기 때문에, 후방 가장자리부(25a)의 압축에 의한 반력이 작아져, 꼭 맞도록 대퇴부를 지지한다. 이에 따라, 페달 조작시에 있어서 대퇴부가 뜬 느낌이 들거나, 역으로 대퇴부에 대하여 강한 반력이 생기거나 하는 일이 없이, 원활한 페달 조작을 실현할 수 있다.

(시험예 2-1)

도10 은, 실시예 2의 좌석부(10)에 대하여, 직경 200mm의 가압반에 의해, 50mm/min으로 1000N까지 가입해 갔을 때에, 45kg, 60kg, 75kg의 각 위치를, 각각 변위량 0mm의 평형 위치로서 구한 정적 스프링 상수치를 나타내는 그래프이다. 또한, 좌석부(10)에는, 표피재로서 두께 1.6mm의 피혁을 착좌시의 평형 상태에 있어서 신장률 5% 이하로 형성하고 있다. 두께 1.6mm의 피혁은, 면 강성이 높기 때문에, 상기한 토션 바나 코일 스프링 등의 각종의 스프링을 유기적으로 연동하여 작동시킨다는 특징을 구비한다. 도10 에 있어서도, 제1 인체 지지부(11)인 C000의 정적 스프링 상수(ks1)가, 제2 인체 지지부(12)인 C100의 정적 스프링 상수(ks2), 나아가서는, 제3 인체 지지부(13)인 C200의 정적 스프링 상수(ks3)의 어떤 것보다도 큰 값이었다. 이 점은, 비교예 2의 시트에서도 동일하며, 양자 모두 둔부 아래의 정적 착좌시의 지지성은 우수하지만, 후술하는 바와 같이 동적인 특성이 다르다. 또한, 비교예 2는, 둔부하 60mm 두께의 콜드큐어의 우레탄 폼으로 구성된 풀 폼 구조의 시트이다.

(시험예 2-2)

도11 은, 시험예 2-1에서 이용한 시트와 동일 시트에 대하여, 4∼10Hz의 진동 주파수에 있어서, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 이용하여 측정한 동적 스프링 상수를 나타낸다. 도11 로부터, 본 실시예의 시트도, 실시예 1과 동일하게, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 낮고, 제2 인체 지지부(12)의 동적 스프링 상수, 제3 인체 지지부(13)의 동적 스프링 상수의 순으로 높아져 있었다. 즉, 본 실시예의 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)는, kd1<kd2<kd3의 조건을 만족시킨 구조였다. 또한, kd2/kd1, kd3/kd2, kd3/kd1의 비를 구한 바, 도12 에 나타낸 바와 같이, 어떤 진동 주파수에 있어서도, 상기 조건식의 범위에 들어가 있었다. 단, 본 실시예의 경우는, 도11 로부터, 상기 실시예 1과 달리, kd1, kd2, kd3과 같이, 전방의 인체 지지부의 동적 스프링 상수일수록, 비선형성이 강해지고 있다. 이는, 토션 바를 전부뿐만 아니라, 후부에도 설치함으로써, 면 형상 지지 부재(20)의 상하 방향의 감쇠비가 실시예 1보다도 높아져, 주파수에 의존하여 그 직렬 스프링 상수가 변화하는 것이 영향받고 있다.

도11 및 도12 를 보면, 비교예 2는, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 높기 때문에, kd2, kd3의 비가 모두 1 미만으로 되어 있고, 또한, 진동 주파수가 변화해도, 각 비는 그다지 크게 변화하지 않는다. 이 점은, 비교예 1과 거의 동일하다. 이에 대하여, 실시예 2에서는, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 작고, 상기 조건식의 범위에 들어가 있지만, 진동 주파수가 변화하면, 각 동적 스프링 상수간의 비도 상기 조건식의 범위 내에서 현저하게 변화하고, 진동 주파수에 따라, 지배적으로 작용하는 인체 지지부(11, 12, 13)가 변화하고 있어, 실시예 1과 동일하게, 진동 주파수에 따라 높은 제진 성능이 얻어지는 것을 알 수 있다.

도5 및 도11 에 나타낸 실시예 1 및 실시예 2의 동적 스프링 상수의 데이터를 병행하여 표시한 것이 도13 이며, 도6 및 도12 에 나타낸 실시예 1 및 실시예 2의 데이터를 병행하여 표시한 것이 도14 이다. 도13 및 도14 로부터, 동적 스프링 상수는, 전체적으로 실시예 2 쪽이 큼과 함께, 비선형성이 강한 것으로부터, 상기와 같이, 실시예 1보다도 감쇠비가 큰 것을 알 수 있다.

(시험예 2-3)

다음으로, 상기 시험예 1-1 및 1-2에서 이용한 실시예 1의 시트, 시험예 2-1∼시험예 2-3에서 이용한 실시예 2의 시트 및 비교예 2의 시트에 관하여 진동 전달률을 측정했다. 진동 전달률은, 가진기(加振機)의 플랫 폼 상에 상기한 탑승물용 시트를 부착함과 함께, 좌석부(10)의 좌골결절 아래에 상당하는 부근, 즉, 제1 인체 지지부(11)에 가속도 센서를 부착하여, 체중 58kg의 남성을 각 탑승물용 시트에 착좌시키고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm)의 정현파로, 진동 주파수를 180초간으로 0.5Hz에서 15Hz까지 변화시켜 진동을 가하여 측정했다. 그 결과를 도15 에 나타낸다.

우선, 비교예 2는, 공진점이 5Hz를 넘고 있음과 함께, 공진점의 진동 전달률이 1.7로 낮기 때문에, 7Hz 이상의 고주파대의 진동 흡수 특성의 값이 좋지 않다. 이에 대하여, 실시예 1에서는, 공진점이 5Hz 이하가 되고, 7Hz 이상의 고주파대의 진동 흡수 특성이 비교예 2보다도 크게 개선되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 2는, 실시예 1보다도 조금 공진점은 높기는 하지만, 비교예 2보다는 낮고, 또한, 7Hz 이상의 고주파대의 진동 흡수 특성은, 실시예 1보다도 더욱 개선되어 있는 것을 알 수 있다.

(시험예 2-4)

도16 은, 시험예 2-1∼2-3의 시트와 구조적으로는 동일하지만, 표피재로서 이용한 피혁의 두께가, 시험예 2-1∼2-3의 1.6mm에 대하여, 본 시험예 2-4에서는, 0.8mm로 얇은 것을 이용한 시트의 동적 스프링 상수를 나타낸 데이터이다. 본 시험예 2-4에서는, 상기한 강성이 높은 1.6mm의 피혁을 이용한 경우와 비교하여, 표층의 피혁의 장력이 작고, 소프트한 착석감을 제공한다. 이에 따라, 토션 바, 코일 스프링, 면 형상 지지 부재 등의 각종의 스프링 부재가 작용할 때의 독립성이, 시험예 2-1∼2-3의 두께 1.6mm의 강성이 높은 피혁을 이용한 것과 비교하면 높아진다. 즉, 본 시험예 2-4에서는, 두께 1.6mm의 피혁을 이용한 경우와 비교하면, 각종의 스프링 부재의 작용이 여진력의 크기에 대응하여 다르다는 성질이 나타나기 쉬워진다. 예를 들면, 여진력이 작은 경우에는, 면 형상 지지 부재가 주로 기능하고, 여진력이 큰 경우에, 중간층의 스프링 부재인 측부의 코일 스프링이 전하방으로 이동하여, 잡아당기는 방향에서는 크게 작용하지 않고, 신축하면서 회전 운동(이하, 「탄성 진자 운동」이라고 함)하는 탄성 진자로서 기능하고, 또한, 대퇴부를 지지점으로 한 둔부의 전하전(前下前)으로의 이동에 의해, 깊은 층에 배치된 토션 바(깊은 층의 스프링 부재)의 작용이 커져, 진동을 흡수할 수 있다. 따라서, 표피재로서는, 이와 같이 얇은 것을 이용하는 것이 보다 바람직하고, 그에 따라, 가라앉는 느낌이 없는 안정된 착석감을 달성할 수 있음과 함께, 미소(微小) 진동으로부터 충격성 진동까지 대응할 수 있는 높은 제진 성능에 의해, 쾌적한 승차감을 달성할 수 있다.

얇은 피혁(표피재)을 이용한 시트는 이러한 특징을 구비하기 때문에, 시험예 2-2와 완전히 동일 조건에서는, 제1 인체 지지부(11)에 무게 6.7kg의 부하 질량을 올려놓았을 때에, 피혁이 깊게 가라앉아, 그 평형 위치에 있어서 이미 후부 토션 바가 작동하고 있기 때문에, 미소 변위에서는 당해 후부 토션 바가 작동하지 않는다. 그래서, 본 시험예 2-4에서는, 가진 조건을 편측(片側) 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm)로 크게 하고, 후부 토션 바가 평형 위치로부터 진동에 의해 작동 가능한 여진력을 부여하여, 제1 인체 지지부(11)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd1)를 구했다.

그 한편, 제2 및 제3 인체 지지부(12, 13)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd2, kd3)에 대해서는, 상기 시험예 2-2와 동일하게 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm)로 구했다. 본 발명의 시트는, 동적 스프링 상수를 kd1<kd2로 하고, 대퇴부를 지지하는 제2 인체 지지부(12)가 운동의 지지점이 되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 동적 스프링 상수(kd1)와 동일한 조건으로 구하면, 부하 질량 6.7kg이 상대적으로 너무 무겁고, 큰 가속도가 발생하기 때문에, 실제로 사람이 착좌했을 때의 압력 분포와 다르게 된다. 즉, 본 시험예 2-4에서는, 실제로 사람이 착좌했을 때의 체압 분포가 부위에 따라 상위하는 것에 따른, 입력 진동에 대한 영향의 차이를 고려하여, 실제의 착좌 조건에 맞춰서 각 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)를 구한 것이다.

도16 으로부터, 본 시험예 2-4의 시트도, 시험예 2-2와 동일하게, kd1<kd2<kd3의 조건을 만족시킨 구조였다. 또한, kd2/kd1, kd3/kd2, kd3/kd1의 비를 구한 바, 도17 에 나타낸 바와 같이, 어떤 진동 주파수에 있어서도, 상기 조건식의 범위에 들어가 있었다.

또한, 동적 스프링 상수(kd2)도, 제1 인체 지지부(11)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd1)와 같이, 큰 여진력(편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm))으로 진동을 가하여 구한 경우에는, 동적 스프링 상수(kd1)와 동일한 정도가 된다. 그 결과, 제2 인체 지지부(12)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd2)와 제3 인체 지지부(13)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd3)와의 관계는, 상기한 kd1과 kd2와의 관계와 동일해진다. 이는, 비만한 체격의 둔부가 큰 사람이나 충돌 등의 충격성 진동이 입력되었을 때의 진동 특성을 나타내는 것이 된다. 이는, 측부의 코일 스프링이 전하방으로 이동함으로써, 제2 인체 지지부(12)의 위치가, 둔부가 큰 사람의 좌골결절 아래에 상당하고, 또한, 충격성 진동이 입력되어 둔부가 전방으로 이동했을 때의 좌골결절 아래에 상당하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 시트는, 이 의미에서, 체격 차이, 착좌 자세 차이를 흡수하여, 부하 질량 의존에 따라, 그 동적 스프링 상수의 분포를 임의로 바꿔 갈 수 있다. 또한, 이 점에 대해서는 도39∼도50 을 이용하여 다시 후술한다.

(시험예 2-5)

다음으로, 실시예 2의 시트(시험예 2-4에서 이용한 표피재로서 두께 0.8mm의 얇은 피혁을 이용한 것)와 비교예 2의 시트에 대하여, 체중 58kg의 피실험자가 착좌한 상태에 있어서, 표피재와 근육과의 경계면이 어느 정도 움직이고 있는지의 지표가 되는 진동 주파수에 대한 압력 진폭차를 구했다. 그 결과를 도18 에 나타낸다.

도18 에 나타낸 바와 같이, 제1 인체 지지부(11)에 상당하는 좌골결절부, 및, 골반 전부에 상당하는 위치에 대하여 구하고 있지만, 어떤 경우도, 시험예 2-4 쪽이 비교예 2보다도 낮아져 있다. 도11 에 나타낸 비교예 2의 좌골결절부(C000)의 동적 스프링 상수(kd1)와 도16 에 나타낸 본 시험예 2-5의 C000에 있어서의 동적 스프링 상수(kd1)를 비교한 경우, 본 시험예 2-5 쪽이 낮아져 있는 것이 크게 영향을 주고 있고, 본 시험예 2-5에서 이용한 시트는, 진동 전달률로 나타낸 바와 같이, 압력의 중앙값의 저감뿐만 아니라, 압력 진폭 저감 효과가 높다.

(시험예 2-6)

여기서, 상기한 설명에서는, 동적 스프링 상수를, 상기 조건식을 만족하도록 설정함으로써, 진동 주파수에 따라, 지배적으로 작용하는 인체 지지부가 변화한다고 서술하고 있는데, 이에 대한 근거로서, 제1 인체 지지부(11)에, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm)의 정현파로, 진동 주파수 1Hz에서 10Hz까지의 10단계로 진동을 가하여, 저울추의 상대 변위량과 저울추에 작용하는 하중과의 관계를 리사주 도형으로 나타냈다. 결과를 도19∼도28 에 나타낸다. 리사주 도형으로부터는, 스프링성만을 고려한 정적 스프링 상수도 읽어낼 수 있어, 저울추가 하방향으로 변위하는 중력 방향의 정적 스프링 상수를 s-1로 하고, 저울추가 상방향으로 변위하는 중력의 반대 방향의 정적 스프링 상수를 s-2로 하여 나타냈다. 또한, 시험예 2-6에서는, 시험예 2-4 및 2-5와 동일한 시트, 즉, 실시예 2의 구조의 시트이지만, 두께 0.8mm의 얇은 피혁을 표피재로서 이용한 시트를 사용하고 있다.

도19 에 나타낸 1Hz의 진동 주파수에서는, 면 형상 지지 부재(20)의 탄성이 주로 작용하고 있는 것을 알 수 있다. 후측의 토션 바(10f)는 작용하고 있지 않다. 2Hz, 3Hz가 되면, 도20 및 도21 에 나타낸 바와 같이, 제1 인체 지지부(11)로부터 거리가 떨어져 있기 때문에, 중력 방향의 하중의 지지에는, 면 형상 지지 부재(20)의 압축 방향에서의 하중 지지에 가하여, 코일 스프링(31)의 복원력이 작용하고, 이어서, 전후의 토션 바(10d, 10f)가 작용하여, 중력의 반대 방향의 스프링 상수가 작아짐과 함께 점성 감쇠가 생기기 시작하고 있다. 또한 도22 의 4Hz가 되면, 측부의 코일 스프링의 전하(前下) 방향으로의 회동(탄성 진자 운동)에 의한 후측의 토션 바(10f)의 영향이 크게 나타나고, 서서히, 사선으로 나타낸 바와 같이, 점성 감쇠의 영향도 커진다. 3Hz, 4Hz의 리사주 도형으로부터 명백한 바와 같이, 중력의 반대 방향의 정적 스프링 상수(s-2)는, 중력 방향의 정적 스프링 상수(s-1)보다도 작은 기울기로 되어 있다. 즉, 진동 주파수가 커져, 상대 변위량이 커져 오면, 즉, 제1 인체 지지부(11)에 작용하는 힘이 커져 오면, 면 형상 지지 부재(20)의 탄성과 횡방향으로부터 복원력을 주고 있는 코일 스프링(31)의 탄성에, 그 전하 방향으로의 운동이 가해지고, 또한, 전측의 토션 바(10d), 후측의 토션 바(10f)의 작용이 가해짐과 함께, 전측의 토션 바(10d)와 후측의 토션 바(10f)가 위상차를 가지고 작용하는 것으로부터, 정적 스프링 상수(s-2)가 낮아지는 것이다.

특히, 도22∼도25 에서 나타낸 부호 A부(중력 방향으로부터 중력의 반대 방향으로 변화하는 부근)에 있어서, 리사주 도형이 단부(段部)를 그리면서 변화하고 있는 것으로부터 전측의 토션 바(10d)와 후측의 토션 바(10f)가 위상차를 가지고 작용하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도23∼도27 의 5Hz∼9Hz에 있어서, 리사주 도형의 면적이 도면에 있어서 하방향으로 팽출하도록 커지는 것으로부터, 서서히 점성 감쇠가 생겨, 감쇠력이 커져 있고, 진동 주파수에 따라, 동적 스프링 상수가 변화하는 것도 알 수 있다. 또한, 고주파 진동이 됨으로써, 본 시트를 구성하고 있는 각종 스프링 부재의 운동, 작용이 원활하게 되고, 리사주 도형이 깨끗한 파형으로 되고 있다. 한편, 도28 의 10Hz에서는, 리사주 도형의 하방향으로의 팽출 경향이 작아져 있고, 8Hz, 9Hz의 경우보다도, 감쇠가 조금 작아져 있다. 이는, 진동 주파수가 고주파로 이행함으로써, 제1 인체 지지부(11)로부터 떨어져 있는 전측의 토션 바(10d)의 작용이 둔해져, 후측의 토션 바(10f)의 작용이 지배적으로 되어 역위상으로 진동을 흡수하고 있는 것에 따른다.

이런 것들로부터, 본 실시예에 의하면, 제1 인체 지지부(11)를 지지하는 전측의 토션 바(10d), 후측의 토션 바(10f), 면 형상 지지 부재(20) 등의 작용이, 진동 주파수에 따라 다르게 되어, 진동 주파수에 따라 높은 제진 성능이 얻어지는 것을 알 수 있다. 특히, 도21∼도27 의 특징이 있는 리사주 도형에는, 본 발명의 시트의 깊은 층의 스프링 부재의 특징이 잘 나타나 있다고 말할 수 있다.

(시험예 2-7)

다음으로, 도29∼도38 에, 제2 인체 지지부(12)에, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm)의 정현파로, 진동 주파수 1Hz에서 10Hz까지의 10단계로 진동을 가하고, 저울추의 상대 변위량과 저울추에 작용하는 하중과의 관계를 리사주 도형으로 나타냈다.

도29∼도38 의 리사주 도형으로부터 명백한 바와 같이, 제2 인체 지지 부(12(C100의 위치))에서는, 어떤 진동 주파수에 있어서도, 중력 방향 및 중력의 반대 방향 모두 거의 동일한 기울기의 정적인 스프링 상수로 되어 있고, 타원형 내지는 평행사변형에 가까운 리사주 도형으로 되어 있다. 이는, 제2 인체 지지부(12)에서는, 코일 스프링(31)과 우레탄재(25)의 후방 가장자리부(25a)의 탄성의 작용이 크게 영향을 주고 있고, 시험예 2-6에서 설명한 바와 같은 점성 감쇠가 거의 생기고 있지 않다는 것을 나타낸다. 이것으로부터, 감쇠비를 고려하여 산출되는 동적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부(11)보다도 제2 인체 지지부(12) 쪽이 커져 있고, 즉, 상기 조건식의 kd1<kd2를 만족시키는 구조로 되어 있고, 주행중의 진동 입력시에 있어서는, 좌골결절 아래의 제1 인체 지지부(11)가 아니라, 대퇴부 하의 제2 인체 지지부(12)에 의한 지지성이 높은 시트로 되어 있다. 이것이 중간층의 스프링 부재의 특징이다.

또한, 이 제2 인체 지지부(12)도 입력 하중을 크게 하면(직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm)로 진동을 가한 경우), 도39∼도48 에 나타내는 바와 같이, 깊은 층에 위치하는 토션 바 등의 스프링의 특성이 더욱 출현하고 있어, 중간층의 스프링 부재의 특성으로부터 깊은 층의 스프링 부재의 특성으로 변화하고 있다. 이는, 대퇴부를 지지점으로 한 둔부의 회동에 의해, 측부의 코일 스프링의 전하방으로의 탄성 진자 운동이 커진 것을 나타낸다. 이에 따라, 충돌시에 있어서의 보다 큰 에너지의 흡수에 도움이 되는 시트인 것을 알 수 있다. 따라서, 부하 질량이나 입력의 크기에 의해, 리사주 도형이, 도29∼도38 과 같이 선형성이 높은 도형이 되거나, 도39∼도48 에 나타낸 바 와 같이, 점성 감쇠가 크게 나와 있는 도형이 되어 있어, 이 차이가 본 발명의 시트의 큰 특징이 된다. 이를 테면, 본 발명의 시트는, 복수의 특성이 중첩되어 있다고 하나, 입력의 크기나 부하 질량의 변동에 따라, 다른 특성이 나온다. 제2 인체 지지부(12)에 있어서 충격성 진동이 입력되었을 때의 동적 스프링 상수(kd2)는, 통상 주행시에 있어서의 진동이 입력되었을 때의 제1 인체 지지부(11)의 kd1에 상당하는 것으로 하고, 제3 인체 지지부(13)의 동적 스프링 상수(kd3)가, 통상 주행시에 있어서의 제2 인체 지지부(12)의 kd2에 상당하는 것으로 하여 생각한다. 이 경우, 제2 인체 지지부(12)의 kd2와 제3 인체 지지부(13)의 kd3과의 관계는, 상기 조건식의 kd1과 kd2의 조건식에 해당되는지 아닌지를 검토하게 된다. 제2 인체 지지부(12(C100)) 및 제3 인체 지지부(13(C200))에 있어서의 동적 스프링 상수를 나타낸 것이 도49이며, 양자의 비(kd3/kd2)를 나타낸 것이 도50이다. 이 2개의 도면으로부터 명백한 바와 같이, 이 kd2, kd3의 관계는, 상기한 kd1, kd2의 관계를 만족시키고 있고, 본 발명의 시트가 충격성 진동에 대한 진동 흡수 특성도 개선할 수 있는 것을 알 수 있다.

또한, 시험예 2-7의 시트는, 시험예 2-4 등에서 이용한 시트와 동일하며, 실시예 2의 구조의 시트이지만, 두께 0.8mm의 얇은 피혁을 표피재로서 이용한 시트이다.

(시험예 2-8)

상기한 바와 같이, 본 발명의 시트는, 동적 스프링 상수를 kd1<kd2로 하고, 대퇴부를 지지하는 제2 인체 지지부(12)가 운동의 지지점이 되는 것을 특징으로 하고 있다. 그리고, 시험예 2-7에서 설명한 바와 같이, 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 이용하여 검증한 바, 통상의 진동 입력시에서는, 제2 인체 지지부(12)가 선형으로 비교적 높은 정적 스프링 특성을 구비하여, 인체를 대퇴부로 지지할 수 있는 것을 알 수 있다. 그 한편, 대퇴부가 지지점이 되는 것으로부터, 쾌적한 승차감을 실현하기 위해, 대퇴부 근육 및 피부 표면으로의 채터링 진동(chattering vibration)의 영향을 작게 할 필요가 있다. 그래서, 채터링 진동이 입력되었을 때의 영향을 검증했다. 채터링 진동은, 지지점이 되는 대퇴부로의 직접의 영향이기 때문에, 대퇴부의 체압 분포에 상당하는 부하 질량에 의해 검증한다. 이는, 실시예 2의 시트(시험예 2-4 등에서 이용한 시트)의 경우, 도51 의 체압 분포로부터 명백한 바와 같이, 직경 98mm의 저울추의 경우에서 질량 2kg에 상당한다. 이 2kg의 저울추를 제2 인체 지지부(12)에 세트하고, 편측 진폭 2.5mm(상하의 피크간 진폭 5mm)로 진동을 가하여 도시한 리사주 도형이, 도52∼도61이다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 가진 진폭이 큼에도 불구하고 정적 스프링 상수가 작고, 채터링 진동에 의한 반력은 이들의 도면에 나타낸 바와 같은 작은 스프링 상수로 흡수되기 때문에, 채터링 진동에 대한 진동 흡수성도 높다. 이 스프링 특성이 얕은 층의 스프링 부재의 특성, 즉, 스프링 제로 특성이다. 따라서, 지지점이 되는 대퇴부로부터의 고주파 진동의 입력의 영향은 매우 작다. 또한, 이 가진 조건에서는, 토션 바의 작용은 거의 없고, 이러한 작은 스프링 상수가 실현할 수 있다는 것은, 표피재로서 이용하고 있는 부드러운 피혁과 면 형상 스프링 부재(20)로서 이용하고 있는 3차원 입체 편물의 스프링 특성에 의한 바가 크다.

(실시예 3)

실시예 3은, 실시예 1이나 실시예 2와 같이, 3차원 입체 편물 등을 설치하는 구조와 다르며, 면 형상 스프링 부재 상에 우레탄재를 올려놓아 이용하는 구조에 있어서, 본 발명의 동적 스프링 상수를 갖는 구조를 실현한 실시예이다.

즉, 본 실시예에서는, 도62∼도63 에 나타낸 바와 같이, 좌석부(10)의 후부에, 후부 스프링 부재로서, 깊은 층의 스프링 부재가 되는 토션 바(10k)를 배치하고, 당해 토션 바(10k)를 중심으로 하여 도면의 대략 수평 위치로부터 하방으로 회동하는 아암 부재(10m)를 형성하여, 이것에 후방 가장자리 지지 프레임(10n)을 연결한다. 그리고, 이 후방 가장자리 지지 프레임(10n)에, 중간층의 스프링 부재를 구성하는 우레탄재(60)와 함께 면 형상 스프링 부재(50)의 후단을 걸어 맞춰 지지한다. 면 형상 스프링 부재(50)의 전단은, 쿠션 프레임의 전방 가장자리부에 위치하는 고정 프레임(10j)에 걸어맞춘다. 이 구조에 따라, 대퇴부가 지지점이 되어, 전하방으로 둔부가 회동하기 쉬워진다. 한편, 고정 프레임(10j)은 도63 에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 전방 가장자리부에 있어서 소정의 면적을 갖는 판 형상으로 형성되어 있다.

이와 같이 하여 지지된 면 형상 스프링 부재(50)의 상부에 패드재로서의 우레탄재(60)를 올려놓는다. 그러면, 탑승자가 착좌했을 때의 자세는, 면 형상 스프링 부재(50)가 휨으로써, 토션 바(10k)의 대략 전방에 탑승자의 체중에 의한 분력이 작용하고, 주로, 토션 바(10k) 이외의 탄성을 이용하여 만들어지는 것을 알 수 있다. 외부로부터의 가속도나 관성력이 입력되었을 때나, 체격 차이의 흡수에 토션 바(10k)의 탄성력이 이용된다. 즉, 외부 입력이 생겼을 때는, 면 형상 스프링 부재(50)의 전하방으로의 회동에 의해, 토션 바(10k)에 지지된 후방 가장자리 지지 프레임(10n)이 상하이동하고, 제1 인체 지지부(11)는, 우레탄재(60), 면 형상 스프링 부재(50)에 더하여, 토션 바(10k)의 탄성이 직렬적으로 작용하게 된다. 한편, 제2 인체 지지부(12)에 있어서는, 우레탄재(60) 및 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성이 주로 작용한다. 또한, 제3 인체 지지부(13)에 있어서는, 우레탄재(60)의 탄성이 주로 작용한다. 이 결과, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 낮고, 이어서, 제2 인체 지지부(12)의 동적 스프링 상수(kd2), 제3 인체 지지부(13)의 동적 스프링 상수(kd3)가 순서대로 높아지는 구조가 형성된다.

(실시예 4)

실시예 4는, 실시예 3과 거의 동일 구조이지만, 도64 에 나타낸 바와 같이, 실시예 3의 토션 바(10k)를 대신하여, 후부 스프링 부재로서, 코일 스프링(32)을 이용한 구조이다. 본 실시예에 있어서도, 실시예 3과 동일하게, 제1 인체 지지부(11)가 우레탄재(60) 및 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성에 가하여, 당해 코일 스프링(32)의 탄성이 직렬적으로 기능하기 때문에, 동적 스프링 상수(kd1)가 작아진다. 또한, 코일 스프링(32)은, 토션 바(10k)를 갖는 구조보다, 전방으로 회동하기 쉽기 때문에, 토션 바 구조보다, 더욱 민감하게 작용하기 시작한다. 도63 및 도64 에 나타낸 실시예 3 및 4의 우레탄재(60)는, 모두, 제2 인체 지지부(12)와 제3 인체 지지부(13)와의 경계에 있어서, 표면에서 이면까지, 경사지게 관통하는 분리 슬릿(60b)이 형성되어 있고, 당해 분리 슬릿(60b)을 사이에 두고 2개의 블록으로 분단되어 있다. 이는, 원활한 페달 조작을 실현하기 위한 방안이지만, 상세에 대해서는, 후술의 실시예 5(도65)에 있어서 설명한다.

(실시예 5∼실시예 7)

도65∼도68 에 나타낸 바와 같이, 실시예 5 내지 실시예 7은, 모두, 면 형상 스프링 부재(50)의 상부에 우레탄재(60)를 배치한 구성인 점에서, 상기 실시예 3 및 실시예 4와 동일하지만, 면 형상 스프링 부재(50)의 후단이, 토션 바(10k)나 코일 스프링(32)과 같은 후부 스프링 부재의 탄성에 의해 지지되어 있는 것이 아니라, 좌석부(10)의 후단에 배치된 고정 프레임(10p)에 걸어 맞춰져 있다. 이 때문에, 이 구조는, 실시예 2와 같이, 부하 질량이나 입력에 대응하여 깊은 층에 위치하는 스프링의 특성이 출현하는 일은 없지만, 우레탄의 경도 차이에 의해, 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)의 비 또는 페달 조작성의 측면에서는, 완만하지만 동일한 경향을 나타낸다.

한편, 우레탄재(60)는, 좌골결절 부근에, 소정의 깊이의 슬릿(60a)이 형성되어 있고, 당해 슬릿(60a)에 의해, 후부 패드(61)와 중앙부 패드(62)로 구획되어 있다. 이 슬릿(60a)은, 스프링 제로 특성을 얕은 층에 만들기 위한 것이며, 그리고, 압력의 균일성을 향상시켜, 착좌감을 높이기 위해 형성하는 것이며, 상세에 대해서는 후술하지만, 우레탄재(60)의 두께 방향으로 관통하지 않을 정도의 깊이로 형성된다. 또한, 좌석부의 중앙보다도 조금 전방에는, 측면에서 보아, 표면으로부터 이면 방향을 향함에 따라 전방으로 경사지는 분리 슬릿(60b)이, 표면에서 이면에 이르기까지 관통 형성되어 있고, 당해 분리 슬릿(60b)을 경계로 하여 중앙부 패드(62)와 전부 패드(63)로 구획되어 있다. 그리고, 후부 패드(61)가 상기 제1 인체 지지부로 되고, 중앙부 패드(62)가 상기 제2 인체 지지부로 되고, 전부 패드(63)가 상기 제3 인체 지지부로 되어 있다.

분리 슬릿(60b)에 의해 중앙부 패드(62)로부터 분리된 전부 패드(63)에는, 무릎 뒤쪽 부근으로부터 대퇴 전부(前部)가 맞닿는다. 따라서, 페달 조작할 때에 무릎을 구부리거나 펴거나 함으로써, 전부 패드(63)를 상측에서 누른다. 이때, 통상 우레탄재와 동일하게, 전부 패드(63)가 중앙부 패드(62)와 분리되어 있지 않은 경우에는, 전부 패드(63)가 눌려찌그러지듯이 변형하고, 무릎 뒤쪽 부근으로부터 대퇴 전부에 반력을 주어, 페달 조작시의 위화감으로 연결된다. 이에 대하여, 본 실시예와 같이, 전부 패드(63)를 분리한 구성으로 한 경우에는, 무릎 뒤쪽 부근으로부터 대퇴 전부에 의해 전부 패드(63)를 상측에서 누르면, 전부 패드(63)는, 도65 에 나타낸 바와 같이, 회전 중심의 둘레를 전방으로 회전한다. 이 때문에, 무릎 뒤쪽 부근으로부터 대퇴 전부에 대하여 입력되는 페달 조작시의 반력이 매우 작아져, 페달 조작성이 향상된다. 또한, 전부 패드(63)는, 회전 동작을 용이하게 하기 때문에, 그 무게 중심 위치는, 회전 중심보다도 약간 전방이 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 분리 슬릿(60b)에 의해, 전부 패드(63)(제3 인체 지지부(13))를 분리하고, 회전 가능하게 지지하는 것이 바람직한 것은, 본 실시예에 한정되지 않고, 다른 실시예에서도 완전히 동일하다. 또한, 분리 슬릿(60b)은, 전부 패드(63)를 전방으로 회전 가능하게 하기 위해 형성하는 것이며, 반드시, 표면에서 이면까지 관통 형성되어 있을 필요는 없고, 적절한 깊이로 형성할 수도 있다. 또한, 둔 부 가까이에 설정하면 위화감이 생기기 때문에, 그 전후 방향의 위치는 우레탄의 경도에 의해 전후한다.

좌골결절 부근에 형성되는 슬릿(60a)은, 제1 인체 지지부의 중심으로부터, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 좌석부의 폭방향을 길이 방향으로 하여 소정의 깊이로 형성되어 있고, 상기 제1 인체 지지부의 중심이 상기 슬릿(60a)보다도 후부 쪽에 위치하고, 상기 제2 인체 지지부의 중심이, 상기 슬릿(60a)보다도 전부 쪽에 위치한다. 이 결과, 직경 200mm의 가압반을 이용하여 측정하는 경우에는, 제1 인체 지지부의 중심에 당해 가압반의 중심을 합치시키면, 당해 가압반이 슬릿(60a)을 걸치게 되기 때문에, 직경 200mm의 가압반을 이용하여 측정되는 정적 스프링 상수(ks1)는, 중앙부 패드(62)의 탄성 또한 작용하여, 정적 스프링 상수(ks1)를 높인다. 한편, 동적 스프링 상수는, 슬릿(60a, 60b)을 통하여 각 패드(61∼63)의 탄성을 다르게 함으로써, 상기한 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)로 조정할 수 있다.

실시예 5에서는, 도65 에 나타낸 바와 같이, 후부 패드(61), 중앙부 패드(62) 및 전부 패드(63)를 구성하는 우레탄재(60)의 재질을 변화시키고, 동적 스프링 상수(kd1)의 후부 패드(61)가 가장 소프트한 우레탄재로, 중앙부 패드(62), 전부 패드(63)가 후부 패드보다도 경도가 단단한 하드(hard)한 우레탄재를 사용한 구성이다. 후부 패드(61)에서는, 당해 패드의 유연한 탄성에 더하여, 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성이 직렬적으로 기능하고, 중앙부 패드(62)에서는, 후부 패드(61)보다도 단단한 우레탄재의 탄성과 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성이 직렬적으로 기능하고, 전부 패드(63)에서는, 후부 패드(61)보다도 단단한 우레탄재의 탄성만이 기능하기 때문에, 동적 스프링 상수(kd1)가 가장 작고, kd2, kd3의 순서로 커지는 구성이 만들어진다.

실시예 6은, 도66 에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 후부 패드(61)로서, 면 강성이 높은 층을 통하여, 그 하층에 소프트한 우레탄재를, 그 상층에 하드한 우레탄재를 배치하고, 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성과 직렬로 기능함으로써, 실시예 5와 동일하게, 상기 조건식을 만족시키는 동적 스프링 상수(kd1, kd2, kd3)가 설정된다. 또한, 도66 의 소프트한 우레탄재를 대신하여, 도67 에 나타낸 바와 같이, 당해 부위에, 3차원 입체 편물(네트)을 설치하는 구성으로 할 수도 있다.

실시예 7은, 도68 에 나타낸 바와 같이, 거의 동일 두께의 우레탄재(60)를 이용하는 한편, 후부 패드(61) 및 중앙부 패드(62)에, 스프링 특성이 다른 부재, 바람직하게는, 얕은 층의 스프링 부재 특성을 담당하는 것으로서, 3차원 입체 편물(64)을, 슬릿(60a)을 걸쳐 적층한 구성이다. 이 결과, 후부 패드(61)에 있어서는, 3차원 입체 편물(64)의 탄성, 후부 패드(61)의 탄성 및 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성이 직렬로 작용하기 때문에, 동적 스프링 상수(kd1)가 작아진다. 중앙부 패드(62)는, 당해 중앙부 패드(62)의 탄성, 면 형상 스프링 부재(50)의 탄성과의 작용으로 되기 때문에, 후부 패드(61)에 있어서의 동적 스프링 상수(kd1)보다도 높은 동적 스프링 상수(kd2)가 된다. 전부 패드(63)에 있어서는, 당해 전부 패드(63)의 탄성만의 기능이 되기 때문에, 보다 높은 동적 스프링 상수(kd3)가 된다.

실시예 5∼7에서 형성하는 좌골결절 부근에 위치하는 슬릿(60a)은, 우레탄에, 부하 질량의 대소나 휨의 대소로 얕은 층과 중간층의 2종류의 스프링을 만드는 것을 촉진한다. 도69 에 나타낸 바와 같이, 좌석부(10)의 종방향 중심선에 대략 직교하여 160∼240mm의 길이로 형성되어 있음과 함께, 길이 방향의 대략 중앙 부근의 깊이가 그 양단 부근보다도 얕은 것이 바람직하다. 슬릿(60a)의 길이 방향의 대략 중앙 부근의 깊이는, 18∼30mm의 범위이며, 그 양단 부근의 깊이는, 23∼50mm의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 슬릿(60a)의 폭은, 2∼20mm의 범위, 바람직하게는, 3∼10mm의 범위, 더욱 바람직하게는 3∼5mm의 범위이다. 이와 같은 슬릿 형상으로 함으로써, 착좌시에 있어서는, 도69(c) 의 화살표로 나타낸 바와 같이 슬릿 형상이 변화한다. 즉, 무게 중심에 걸리는 좌골결절 아래를 중심으로 끌어 당겨지기 때문에, 당해 슬릿의 길이 방향의 대략 중앙 부근의 변형이 작고, 그 양단 부근의 변형 쪽이 커진다. 이에 따라, 좌석부에 걸리는 압력이 둔부 형상을 따라 걸리기 때문에, 압력의 균일성이 높아진다. 또한, 슬릿(60a)의 구조는, 상기 실시예 3, 4에 있어서도 병행하여 적용하면 착좌감이 더욱 개선되기 때문에 바람직하다.

예를 들면, 도66 에 나타낸 실시예 6에서는, 패드 두께가 변화하기 때문에, 위화감이 생길 가능성이 있다. 그 때문에, 슬릿(60a)을 형성함으로써 착좌시의 위화감을 경감할 수 있다. 도70 은, 도66 에 나타낸 구조의 시트에 있어서, 슬릿(60a)을 형성한 경우(슬릿 있음)와 형성하지 않는 경우(슬릿 없음)에 대하여, 제1 인체 지지부(11)와 제2 인체 지지부(12)에 있어서의 동적 스프링 상수의 비(kd2/kd1)를 구한 도면이다. 우레탄의 아래에 배치된 스프링의 층의 강성이 높기 때문에, 이 적용예에서는, 동적 스프링 상수비(kd2/kd1)는, 1∼1.5의 사이에 있 는 편이 지지면의 연속감을 주기 때문에, 바람직하다. 너무 이 비가 커지면, 다른 강성이 높은 스프링 부재로 지지되어 있지 않기 때문에, 4Hz일 때에 가라앉는 느낌을 느끼기 쉬워진다. 시험은, 제1 인체 지지부(11) 및 제2 인체 지지부(12)에, 각각 직경 98mm, 질량 6.7kg의 저울추를 세트하고, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm)의 정현파로, 진동 주파수 4Hz로부터 10Hz로 진동을 가하여 행하였다. 또한, 상기한 도14 및 도15 에 나타낸 바와 같이, 편측 진폭 1mm(상하의 피크간 진폭 2mm)이라는 미진동에서는, kd2/kd1이 전체적으로 1에 가까운 실시예 2 쪽이 진동 흡수성의 점에서 우수하다(상기한 바와 같이, 특히, 고주파대에서의 진동 흡수성이 크다). 도70 에 있어서는, 슬릿(60a)을 형성한 경우의 쪽이, kd2/kd1이 1에 가깝게 되어 있는 점으로부터, 슬릿(60a)을 형성함으로써, 자세의 지지성과 진동 흡수 특성의 개선의 양립을 도모할 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실시예 8)

실시예 8 은, 실시예 3과 거의 동일 구조이지만, 면 형상 스프링 부재(50')의 구조가 다르다. 실시예 3에서 이용한 면 형상 스프링 부재(50)는, 도62 및 도63 에 나타낸 바와 같이, 좌석부의 전후 방향으로 배치된 복수개의 S자 스프링(50a)과, 이 S자 스프링(50a)의 하측에 적층되고, 복수개의 S자 스프링(50a)끼리를 연결하는 대략 ㄷ자 형상으로 형성된 스프링(ㄷ자 형상 스프링)(50b)과의 조합으로 이루어진다. ㄷ자 형상 스프링(50b)은, 도63 에 나타낸 바와 같이, 측면에서 보면, 제1 인체 지지부(11)와 제2 인체 지지부(12)와의 경계 부근에 있어서 양자에 걸치듯이 S자 스프링(50a)에 고정되어 있다. 이에 대하여, 실시예 8에 있어서는, 도71 및 도72 에 나타낸 바와 같이, ㄷ자 형상 스프링(50'b)의 후방 가장자리 부근을, S자 스프링(50'a)에 접촉시키지 않고, S자 스프링(50'a)으로부터 떨어지는 형상으로 형성되어 있다. 이 때문에, ㄷ자 형상 스프링(50'b)의 후방 가장자리 부근에 있어서는, 틈이 생기기 때문에, 이에 대응하는 위치에 상당하는 좌골결절 부근의 제1 인체 지지부(11)의 스프링감이 제2 인체 지지부(12)보다도 보다 부드러워진다.

도73 은, 실시예 3 및 실시예 8의 제1 인체 지지부(11), 제2 인체 지지부(12), 제3 인체 지지부(13)에 있어서의 동적 스프링 상수를 비교한 것이다. 기본적으로는 양자간에 현저한 차이는 없지만, 실시예 8의 제1 인체 지지부(11)에 있어서의 동적 스프링 상수는, 실시예 3보다도 약간 낮게 되어 있다. 한편, 도74(a) 는 실시예 8의 좌석부에 있어서의 체압 분포를, 도74(b) 는 실시예 3의 좌석부에 있어서의 체압 분포를 각각 조사한 도면이다. 전후 거리 30cm 부근이, 좌골결절에 상당하는 위치가 되지만, 양자를 비교하면, 실시예 8 쪽이 체압 분산성이 우수하다고 말할 수 있다. 실시예 8은, 후방 가장자리전방 가장자리측방 가장자리어서 S자 스프링(50'a)과의 사이에 틈이 형성되는 ㄷ자 형상 스프링(50'b)을 이용하고 있는 점에서 실시예 3과 다를 뿐이지만, 이와 같이, ㄷ자 형상 스프링(50'b)의 형상 변경에만 의해서도, 체압 분산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시예 3∼8에 있어서, 제1 인체 지지부(11)의 동적 스프링 상수(kd1), 제2 인체 지지부(12)의 동적 스프링 상수(kd2), 제3 인체 지지부(13)의 동적 스프링 상수(kd3)를, kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시킬 수 있는 것은 상기한 대로이지만, 상기 조건식, 즉, 1≤kd2/kd1≤6, 1≤kd3/kd2≤3 및, 1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는 값으로 설정하는 것은, 상기 실시예에서 이용한 각종 스프링 부재(토션 바, 코일 스프링, 우레탄재, 면 형상 스프링 부재 등)의 탄성을 조정함으로써 실현할 수 있는 것은 물론이다. 또한, 상기한 바와 같이, 본 발명에서는, 좌석부에 대하여, 부위에 의해 다른 특성을 갖는 구조로 하고 있다. 즉, 종래, 일반의 시트에서 좌석부와 등받이부를 비교한 경우, 좌석부는, 비교적, 면 강성이 높고 일관적인 쿠션 특성으로 되어 있는 것에 대하여, 등받이부는, 요추부나 흉부의 지지압이 부분적으로 높아지는 특성을 부여하고 있다. 이 시점에서 고찰하면, 본 발명은, 이를 테면, 종래의 등받이부의 특징을 좌석부에 적용하여, 부위에 의해 쿠션 특성이나 지지압을 변화시키고, 등받이부는, 종래의 좌석부의 특징을 적용하여, 요철이 적고, 면 강성이 높고 비교적 균일한 쿠션 특성으로 한 것으로 볼 수도 있다.

여기서, 각 인체 지지부의 동적 스프링 상수가 소정의 범위로 설정되어 있으면, 나아가서는, 정적 스프링 상수가 소정의 범위로 설정되어 있으면, 진동 흡수 특성의 향상, 착좌 자세의 안전성 등이 우수한 탑승물용 시트를 제공할 수 있는 것이, 상기한 것으로부터 명백해졌다. 따라서, 탑승물용 시트의 좌석부가 상기한 각 동적 스프링 상수나 정적 스프링 상수의 조건을 만족시키는지 아닌지를 상기 각 실시예에서 행한 방법을 이용하여 판정함으로써, 높은 진동 흡수 특성, 안정된 착좌 자세의 확보를 달성할 수 있고, 장시간 착좌에 의한 피로 저감을 도모할 수 있는 탑승물용 시트인지 아닌지를 객관적으로 평가할 수 있다.

Claims (34)

1. 복수의 스프링 부재를 구비하고, 각 스프링 부재를 작용시켜 인체를 지지하는 좌석부를 구비한 탑승물용 시트로서,

   좌석부에 있어서의 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부와, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부를, 각각 상기 복수의 스프링 부재의 작용에 의해 만들어지는 스프링 요소로서 간주한 경우,

   제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd1)와 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수(kd2)가, kd1<kd2의 관계를 갖고, 제2 인체 지지부가 제진(除振) 작용시에 있어서의 운동 지지점이 되도록 설정되어 있고,

   그에 따라, 입력 진동의 여진력(excitation force)이 변화하면, 상기 복수의 스프링 부재 중에서 가장 큰 탄성력을 발휘하는 스프링 부재가, 상기 복수의 스프링 부재 중에서 바뀌고, 상기 각 동적 스프링 상수(kd1, kd2)가 변화하는 구조인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 인체 지지부를 제3 인체 지지부로 하고, 그 동적 스프링 상수를 kd3으로 했을 때에, 상기 각 동적 스프링 상수가,

   kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시킴과 함께,

   다음의 조건식;

   1≤kd2/kd1≤6,

   1≤kd3/kd2≤3 및,

   1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 동적 스프링 상수는, 직경 98mm의 저울추의 중심을, 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서, 상기 저울추가 자중으로 안정된 상태를 원점으로 하여 소정의 주파수로 진동을 가해 구해지는 값인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   직경 200mm의 가압반의 중심을 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서 가압했을 때의 하중-변위 특성으로부터 얻어지는 정적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks1, 제2 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks2로 했을 때에, ks1>ks2인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 인체 지지부의 중심은, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 50∼150mm의 범위 내에 설정되는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제1 인체 지지부의 중심은, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 좌석부는, 전후 방향 및 좌우 방향으로 탄성적으로 펼쳐 설치되는 면 형상 지지 부재를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 좌석부는, 전후 방향으로 탄성적으로 펼쳐 설치되는 면 형상 지지 부재와,

   상기 면 형상 지지 부재에 적층되고, 상기 제1 인체 지지부의 중심으로부터, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 후단(後端) 가장자리 중앙부가 위치하도록 좌우 방향으로 펼쳐 설치되어 형성되는 보조면 형상 지지 부재를 갖고 구성되며,

   상기 제1 인체 지지부의 중심이 상기 면 형상 지지 부재 상에 위치하고, 상기 제2 인체 지지부의 중심이, 상기 면 형상 지지 부재와 보조면 형상 지지 부재가 적층된 범위 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
9. 제7항에 있어서,

   상기 면 형상 지지 부재의 후방 가장자리부가, 좌석부의 후부에 설치되는 후부 스프링 부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
10. 제9항에 있어서,

    상기 후부 스프링 부재는, 좌석부에 폭방향을 따라 배치된 토션 바(torsion-bar)이며, 상기 토션 바에 부착한 아암 부재에 연결되는 지지 프레임에, 상기 면 형상 지지 부재의 후방 가장자리부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
11. 제9항에 있어서,

    상기 후부 스프링 부재는, 좌석부의 후단에 배치되는 후단 프레임에 걸어 맞춰지는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
12. 제9항에 있어서,

    상기 좌석부의 전부(前部)에 있어서, 상기 면 형상 지지 부재의 전방 가장자리부에 걸어 맞춰져 형성되고, 상기 후부 스프링 부재와 함께, 상기 면 형상 지지 부재를 탄성적으로 지지하는 전부 스프링 부재를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
13. 제12항에 있어서,

    상기 전부 스프링 부재는, 좌석부에 폭방향을 따라 배치된 토션 바 이며, 상기 토션 바에 부착한 아암 부재에 연결되는 지지 프레임에, 상기 면 형상 지지 부재의 전방 가장자리부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
14. 제9항에 있어서,

    상기 면 형상 지지 부재의 각 측방 가장자리부에, 좌석부의 각 사이드 프레임과의 사이에 걸쳐진 측부 스프링 부재가 각각 설치되어 있고, 상기 측부 스프링 부재의 모든 합성 스프링 상수가, 상기 후부 스프링 부재의 합성 스프링 상수보다도 높은 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
15. 제8항에 있어서,

    상기 면 형상 지지 부재의 후방 가장자리부가, 좌석부의 후부에 설치되는 후부 스프링 부재에 연결되어 있으며,

    상기 보조면 형상 지지 부재의 각 측방 가장자리부에, 좌석부의 각 사이드 프레임과의 사이에 걸쳐진 측부 스프링 부재가 각각 설치되어 있고, 상기 측부 스프링 부재의 모든 합성 스프링 상수가, 상기 후부 스프링 부재의 합성 스프링 상수보다도 높은 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
16. 제14항에 있어서,

    상기 측부 스프링 부재 중, 적어도 가장 좌석부의 후단 쪽에 설치되는 측부 스프링 부재는, 상기 제1 인체 지지부의 중심과 제2 인체 지지부(12)의 중심과의 사이의 영역에 대응하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
17. 제2항에 있어서,

    상기 좌석부는, 전후 방향 및 좌우 방향으로 탄성적으로 펼쳐 설치되는 면 형상 지지 부재를 구비하여 이루어지며,

    좌석부의 전방 가장자리부에 있어서 상기 면 형상 지지 부재의 상부에 설치되는 우레탄재를 갖고, 상기 우레탄재가 설치된 범위에, 상기 제3 인체 지지부의 중심이 위치하는 구조인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
18. 제17항에 있어서,

    상기 우레탄재가, 전방으로 회전 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
19. 제17항에 있어서,

    상기 면 형상 지지 부재 및 좌석부의 전방 가장자리부에 설치되는 우레탄재를 피복하는 3차원 입체 편물이, 착좌시의 평형 상태에 있어서 신장률 5% 이하로, 좌석부를 구성하는 쿠션 프레임에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
20. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 좌석부는, 면 형상 스프링 부재와 상기 면 형상 스프링 부재의 상부에 설치되는 우레탄재를 구비하여 이루어지고,

    상기 우레탄재에 있어서, 상기 제1 인체 지지부의 중심으로부터, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 50mm 이상 100mm 미만의 위치에, 좌석부의 폭방향을 길이 방향으로 하여 소정의 깊이로 형성된 슬릿을 갖고,

    상기 제1 인체 지지부의 중심이 상기 슬릿보다도 후부 쪽에 위치하고, 상기 제2 인체 지지부의 중심이, 상기 슬릿보다도 전부 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
21. 제20항에 있어서,

    상기 면 형상 스프링 부재의 후방 가장자리부가, 좌석부의 후부에 설치되는 후부 스프링 부재에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
22. 제20항에 있어서,

    상기 슬릿은, 좌석부의 종방향 중심선에 직교하여 160∼240mm의 길이로 형성되어 있음과 아울러, 상기 슬릿을 길이 방향의 중앙 부근의 깊이가 그 양단 부근보다도 얕은 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
23. 제22항에 있어서,

    상기 슬릿의 길이 방향의 중앙 부근의 깊이는, 18∼30mm의 범위이며, 그 양단 부근의 깊이는, 23∼50mm의 범위인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
24. 제22항에 있어서,

    상기 슬릿은, 폭이 2∼20mm의 범위인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
25. 제24항에 있어서,

    상기 슬릿은, 폭이 3∼10mm의 범위인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
26. 제20항에 있어서,

    상기 우레탄재 중, 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 제3 인체 지지부를 포함하는 부위가, 전방으로 회전 가능하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
27. 제26항에 있어서,

    상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치를 중심으로 한 제3 인체 지지부를 포함하는 부위와 상기 제2 인체 지지부를 포함하는 부위와의 경계에 있어서 분리 슬릿이 형성되고, 상기 분리 슬릿을 경계로 하여, 상기 제3 인체 지지부를 포함하는 부위가, 전방으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
28. 제26항에 있어서,

    상기 제3 인체 지지부를 포함하는 부위의 무게 중심이, 상기 부위의 전방으로의 회전 중심보다도, 전방 쪽이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
29. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 좌석부의 좌석각이, 20도∼28도의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트.
30. 좌석부에 있어서의 인체의 한 쌍의 좌골결절 사이의 중앙부에 대응하는 위치에 중심을 갖는 제1 인체 지지부와, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 100mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제2 인체 지지부와, 상기 제1 인체 지지부로부터 좌석부의 종방향 중심선을 따른 수평 거리로 200mm 전방의 위치에 중심을 갖는 제3 인체 지지부를, 각각 스프링 요소로서 간주하여,

    제1 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd1, 제2 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd2 및, 제3 인체 지지부의 동적 스프링 상수를 kd3으로 했을 때에,

    상기 각 동적 스프링 상수가,

    kd1<kd2<kd3의 관계를 만족시키고, 그리고,

    다음의 조건식;

    1≤kd2/kd1≤6,

    1≤kd3/kd2≤3 및,

    1≤kd3/kd1≤7을 만족시키는지 아닌지를 판정하여,

    좌석부의 평가를 행하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법.
31. 제30항에 있어서,

    상기 각 동적 스프링 상수는, 직경 98mm의 저울추의 중심을, 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서, 상기 저울추가 자중으로 안정된 상태를 원점으로 하여 소정의 주파수로 진동을 가해 구해지는 값인 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법.
32. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    직경 200mm의 가압반의 중심을 상기 각 인체 지지부의 중심에 맞춰서 가압했을 때의 하중-변위 특성으로부터 얻어지는 정적 스프링 상수가, 제1 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks1, 제2 인체 지지부의 정적 스프링 상수를 ks2로 했을 때에, ks1>ks2인지 아닌지를 판정하는 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법.
33. 제30항 또는 제31항에 있어서,

    상기 제1 인체 지지부의 중심을, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 50∼150mm의 범위 내에 설정하여 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법.
34. 제33항에 있어서,

    상기 제1 인체 지지부의 중심을, 좌석부의 종방향 중심선을 따라 등받이부와 좌석부와의 경계로부터 전방으로 수평 거리로 100mm의 위치에 설정하여 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 탑승물용 시트의 평가 방법.

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