WO2016060270A1 - 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート - Google Patents

座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート Download PDF

Info

Publication number
WO2016060270A1
WO2016060270A1 PCT/JP2015/079382 JP2015079382W WO2016060270A1 WO 2016060270 A1 WO2016060270 A1 WO 2016060270A1 JP 2015079382 W JP2015079382 W JP 2015079382W WO 2016060270 A1 WO2016060270 A1 WO 2016060270A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
link
seat
torsion bar
cushion
frame
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/079382
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
輝三 朝居
井上 勝博
藤田 悦則
Original Assignee
株式会社デルタツーリング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デルタツーリング filed Critical 株式会社デルタツーリング
Priority to JP2016554150A priority Critical patent/JP6632985B2/ja
Priority to EP15850048.8A priority patent/EP3208139B1/en
Priority to CN201580055606.8A priority patent/CN106794783B/zh
Priority to US15/519,320 priority patent/US10315535B2/en
Publication of WO2016060270A1 publication Critical patent/WO2016060270A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/02Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable
    • B60N2/04Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable
    • B60N2/16Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable height-adjustable
    • B60N2/1605Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable height-adjustable characterised by the cinematic
    • B60N2/161Rods
    • B60N2/1615Parallelogram-like structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/02Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable
    • B60N2/04Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable
    • B60N2/16Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable height-adjustable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/02Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable
    • B60N2/04Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable
    • B60N2/16Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable height-adjustable
    • B60N2/1635Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable height-adjustable characterised by the drive mechanism
    • B60N2/165Gear wheel driven mechanism
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50Seat suspension devices
    • B60N2/505Adjustable suspension including height adjustment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50Seat suspension devices
    • B60N2/506Seat guided by rods
    • B60N2/507Parallelogram-like structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50Seat suspension devices
    • B60N2/52Seat suspension devices using fluid means
    • B60N2/522Seat suspension devices using fluid means characterised by dampening means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50Seat suspension devices
    • B60N2/54Seat suspension devices using mechanical springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/50Seat suspension devices
    • B60N2/54Seat suspension devices using mechanical springs
    • B60N2/548Torsion springs, e.g. torsion helicoidal springs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/70Upholstery springs ; Upholstery
    • B60N2/7011Upholstery springs ; Upholstery of substantially two-dimensional shape, e.g. hammock-like, plastic shells, fabrics

Definitions

  • the present invention relates to a seat support mechanism with a lifter for adjusting the height of a seat cushion, and a seat structure and a suspension seat provided with the seat support mechanism.
  • Seat structures such as vehicle seats are usually provided with a lifter that adjusts the vertical position (height) of the seat cushion, in addition to a slider that adjusts the longitudinal position of the seat structure.
  • a link mechanism including a pair of left and right rear link mechanisms and a pair of left and right front link mechanisms is disposed between a cushion frame and an upper rail of the seat cushion, and the seat cushion side
  • the lever provided in the section is operated to apply input torque, thereby transmitting the rotational force, rotating the gear provided in the cushion frame, and moving the cushion frame up and down relative to the upper rail.
  • the present applicant arranges a torsion bar along the width direction on both the front and rear sides or one side of the cushion frame, supports the arm at a predetermined interval on the torsion bar, and disposes the frame between the arms.
  • a vehicle seat in which a two-dimensional or three-dimensional net member is arranged on a frame is proposed (see Patent Documents 2 and 3).
  • the applicant of the present application discloses a suspension mechanism having a roll absorbing function in Patent Document 4, and this roll absorbing suspension mechanism is disposed on top of the suspension mechanism for absorbing vertical vibration. It is disclosed.
  • the lifter mechanism is not limited to Patent Document 1 and various types are known. However, all of them basically have only a function of adjusting the height of the seat cushion (cushion frame). In addition to height adjustment, there is also known one that performs front-rear position adjustment at the same time, but in any case, it is only used for position adjustment mainly using the height of the cushion frame.
  • Patent Documents 2 and 3 have a feature that the vibration absorbing function during traveling is high because the net member is supported by the torsion bar.
  • this torsion bar elastically supports the net member supported by the cushion frame, and does not elastically support the cushion frame itself with respect to the upper rail. If the cushion frame itself is elastically supported with respect to the upper rail, not only the case where the net member is supported on this cushion frame, but also a cushion pan and a planar spring are arranged and the urethane material is placed thereon. Even in the structure, the vibration absorbing function can be improved by the elasticity of the elastic member that supports the cushion frame.
  • the cushion frame preferably has a structure in which the vertical height can be adjusted by a lifter, and if both functions are combined, the structure becomes complicated and the cost is inevitably high. Further, even when the cushion frame has a structure in which the height adjustment by the lifter and the elastic action for absorbing vibration are combined, this can be combined with a suspension mechanism as disclosed in Patent Document 4. In this case, a higher vibration absorbing function can be expected.
  • the present invention has been made in view of the above, and can be supported with a predetermined elasticity regardless of the arrangement of the cushion material, even when the cushion frame is adjusted to any height, even with a lifter. It is an object of the present invention to provide a seat support mechanism that can be used, and a seat structure that includes the seat support mechanism and is particularly suitable as a vehicle seat. Another object of the present invention is to provide a suspension seat that can exhibit a higher vibration absorbing function by combining a seat structure including the seat support mechanism with another suspension mechanism.
  • a seat support mechanism of the present invention is provided between a lifter that adjusts the height of a seat cushion, a base portion that supports the cushion frame of the seat cushion, and the cushion frame, and adjusts the height.
  • a seat structure having a link mechanism displaced by The lifter is configured to include a clutch mechanism that applies a rotational force, and a rotational force transmission mechanism that includes a rotating body that rotates by the rotational force transmitted from the clutch mechanism.
  • One end portion is connected to the rotation center of the rotating body of the rotational force transmission mechanism in the lifter, and the other end portion is connected to the link mechanism and has a torsion bar spanned in the width direction of the cushion frame,
  • the cushion frame is adjusted by the elastic force of the other end connected to the link mechanism as a fixed end, and the cushion is It also has a function of absorbing vibration by its elastic force with one end connected to the rotating body of the rotational force transmission mechanism as a fixed end by the movement of the link mechanism due to the relative displacement of the frame with respect to the base portion. It is characterized by.
  • the link mechanism includes a pair of front link mechanisms positioned at the front portion of the cushion frame and spaced apart in the width direction, and a pair of rear link mechanisms positioned at the rear portion and spaced apart in the width direction.
  • the torsion bar has a front torsion bar corresponding to the front link mechanism and a rear torsion bar corresponding to the rear link mechanism
  • the front torsion bar has one end connected to the rotating body of the rotational force transmission mechanism and the other end connected to the front movable link of the front link mechanism, It is preferable that one end of the rear torsion bar is connected to the rotating body of the rotational force transmission mechanism and the other end is connected to the rear movable link of the rear link mechanism.
  • the front link mechanism and the rear link mechanism are independent suspensions that function independently of each other. It has a connection movable link which connects the front link mechanism and the rear link mechanism, and the front link mechanism and the rear link mechanism operate synchronously.
  • the rotating body of the rotational force transmission mechanism includes a front rotating body that rotates by the rotating force of the clutch mechanism, and a rear rotating body that rotates by a driving link linked to the front rotating body. It is preferable that one end of the front torsion bar is connected to the rotation center of the rotating body, and one end of the rear torsion bar is connected to the rotation center of the rear rotating body.
  • Either the front rotating body or the rear rotating body is a sector gear that is rotated by the output gear of the clutch mechanism, and one end of the front torsion bar or the rear torsion bar is connected to the rotation center thereof. It is preferable to adopt a configuration. It is preferable that the base portion is configured as an upper rail of a slider attached to a vehicle floor. Further, the seat structure of the present invention is a seat structure including a seat cushion supported by the seat support mechanism, wherein the seat cushion is disposed at a predetermined interval in the front-rear direction of the cushion frame. A base net that spans between the two frame members, and a cushion member that is disposed so as to cover the base net.
  • the base net has a front end edge side and a rear end edge side that are hung on the frame members.
  • the front end edge and the rear end edge are connected by a spring member, and the spring member is arranged in series with the torsion bar constituting the seat support mechanism.
  • the base net is made of a two-dimensional or three-dimensional fabric, and the spring member is made of a coil spring.
  • the cushion member disposed so as to cover the base net is preferably made of a urethane material, a three-dimensional fabric, or a combination thereof.
  • a base portion of a seat structure including a seat cushion supported by the seat support mechanism is supported on an upper part of a suspension mechanism having a vibration absorbing function in three directions of left and right, front and rear, and top and bottom. It is characterized by.
  • the seat cushion is disposed so as to cover the base net, and the base net is spanned between two frame members disposed at a predetermined interval in the front-rear direction of the cushion frame.
  • the base net has a front end edge side and a rear end edge side wound around each frame member, and the front end edge and the rear end edge are connected by a spring member.
  • the spring member is arranged in series with the torsion bar constituting the seat support mechanism.
  • the torsion bar that is stretched in the width direction of the cushion frame and elastically supports the cushion frame is supported by the link mechanism disposed between the base portion and the cushion frame. ing. For this reason, even if the posture of the link mechanism is displaced due to the height adjustment of the lifter, the position of the torsion bar is displaced following it. Even if the torsion bar is displaced to any height, the cushion frame remains elastically supported. Therefore, the torsion bar can be supported with a predetermined elasticity even when adjusted to any height. It can exhibit vibration absorption characteristics.
  • the present invention has a function of adjusting the height of the cushion frame using the elastic force of the torsion bar connected to the link mechanism when adjusting the height by the lifter, and the elastic force of the same torsion bar when inputting external vibration. And the function of absorbing the vibration of the cushion frame. Therefore, there is no need to provide a dedicated suspension mechanism separately from the lifter, and a simple structure and a low-cost seat structure can be provided.
  • a base net is stretched between two frame members arranged at a predetermined interval in the front-rear direction of the cushion frame, and a spring member is provided between the front edge and the rear edge of the base net. It is preferable that the cushion member is disposed by covering the base net.
  • the suspension seat of the present invention is provided with the above-described lifter having a predetermined vibration absorbing function even if it is adjusted to any height on the upper part of the suspension mechanism having the vibration absorbing function in three directions of left, right, front and rear, and up and down.
  • the seat support mechanism is provided.
  • the seat support mechanism with a lifter has the advantage that it can be simpler than a combination of a conventional lifter and a dedicated suspension mechanism in the sense that it has a suspension function.
  • the other suspension mechanism acts in addition to the suspension function of the seat support mechanism with a lifter, and the vibration isolation performance can be further enhanced.
  • the arrangement space in the height direction becomes large. Therefore, such a configuration is suitable for large vehicles such as trucks and buses that can sufficiently secure the arrangement space in the height direction.
  • FIG. 1 is a rear perspective view showing a cushion frame, a lifter, a link mechanism, etc., which are the main parts of a seat support mechanism according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially exploded perspective view seen from the front of FIG.
  • FIG. 3 is a side view of FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 1 viewed from the front.
  • FIGS. 5A to 5C are diagrams for explaining the operation of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a rear perspective view showing a cushion frame, a lifter, a link mechanism, and the like, which are the main parts of the seat support mechanism according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view of FIG.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view seen from the front showing an aspect in which a rotation transmission mechanism is provided on both sides of the structure of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the measurement result of the vibration transmissibility of the subject A.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a measurement result of the vibration transmissibility of the subject B.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a measurement result of the vibration transmissibility of the subject C.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an embodiment of the seat structure of the present invention.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a measurement result of the vibration transmissibility of the subject D.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a measurement result of the vibration transmissibility of the subject E.
  • FIG. 17 is a diagram showing the results of a static load characteristic test.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a suspension seat of the present invention.
  • FIG. 19 is a perspective view showing the suspension mechanism used in the embodiment of FIG. 20 (a) is a plan view of the suspension mechanism shown in FIG. 19, FIG. 20 (b) is a front view of FIG. 20 (a), and FIG. 20 (c) is FIG. 20 (a).
  • FIG. FIG. 21 is a perspective view showing the upper and lower suspensions used in the suspension mechanism. 22 (a) is a plan view of the upper and lower suspensions shown in FIG. 21, FIG. 22 (b) is a front view of FIG. 22 (a), and FIG. 22 (c) is FIG. 22 (a).
  • FIG. 23 is a perspective view showing a front and rear suspension used in the suspension mechanism.
  • 24A is a plan view of the front and rear suspension shown in FIG. 23
  • FIG. 24B is a front view of FIG. 24A
  • FIG. 24C is FIG.
  • FIG. 25 is a perspective view showing left and right suspensions used in the suspension mechanism.
  • 26 (a) is a plan view of the left and right suspension shown in FIG. 25
  • FIG. 26 (b) is a front view of FIG. 26 (a)
  • FIG. 26 (c) is FIG.
  • FIG. FIG. 27 is an exploded perspective view of the main part of the left and right suspensions.
  • FIGS. 28A to 28C are diagrams for explaining the movement of the left and right suspensions.
  • FIG. 29A is a view for explaining the movement of the seat structure in the suspension seat according to the embodiment, and FIG. 29B shows the upper end position of the seat support mechanism shown in FIG.
  • FIG. 29 (c) is a diagram showing the lower end position.
  • FIG. 30 is a diagram showing the load-deflection characteristics of the suspensions constituting the suspension mechanism used in the experimental example.
  • FIG. 30 (a) shows the load-deflection characteristics of the left and right suspensions
  • FIG. FIG. 30 (c) is a diagram showing the load-deflection characteristics of the upper and lower suspensions.
  • FIG. 31 is a diagram showing load-deflection characteristics of the upper and lower suspensions, the magnetic spring, and the torsion bar.
  • FIG. 32A shows the vibration transmission characteristics of the left and right suspensions when the input amplitude is 2.5 mm
  • FIG. 32B shows the vibration transmission characteristics of the left and right suspensions when the input amplitude is 5.0 mm.
  • FIG. 33 is a diagram showing a cent load of the left and right suspensions.
  • FIG. 34 is a diagram showing vibration transmission characteristics when a test subject weighing 84 kg is seated.
  • FIG. 34 (a) shows the left-right direction
  • FIG. 34 (b) shows the front-rear direction
  • FIG. 34 (c) shows the vertical direction. It is the figure which showed the characteristic with respect to the vibration input of a sine wave.
  • FIG. 35 is a diagram collectively showing vibration transmission characteristics of the six-degree-of-freedom suspension seat in FIGS.
  • FIG. 36 is a diagram showing characteristics of the 6-DOF suspension seat with respect to impact vibration.
  • FIG. 37A is a diagram showing a two-degree-of-freedom vibration model used for analysis, and FIG. 37B is a diagram showing the analysis result.
  • FIG. 38 is a diagram showing the results of evaluating vibration characteristics of a test subject weighing 84 kg using reproduced waveforms of left, right, front, back, and top and bottom taken from the Ujina tram track in Hiroshima City.
  • FIG. 39 is a diagram showing a result of measuring a dynamic spring constant of a torsion bar built in the suspension mechanism.
  • FIG. 40 is a diagram showing the vibration characteristics of three subjects. Among these, FIG.
  • FIG. 40A shows the vibration characteristics with respect to the vibration input of the sine wave in the left-right direction
  • FIG. 40B shows the vibration characteristics with respect to the vibration input of the sine wave in the front-rear direction
  • FIG. It is the figure which each showed the vibration characteristic with respect to the vibration input of a sine wave.
  • FIG. 40 (d) shows the vibration characteristics using the reproduced waveform in the left-right direction collected from the Ujina tram track
  • FIG. 40 (e) shows the vibration characteristics using the reproduced waveform in the front-rear direction collected from the Ujina tram track.
  • FIG. 40 (f) is a diagram showing vibration characteristics using the reproduced waveforms in the front-rear direction collected from the Ujina tramway.
  • FIG. 41 is a diagram showing the fatigue level for 30 minutes when seated in a static state.
  • FIG. 42 is a diagram showing the fatigue level for 30 minutes when seated in a dynamic state using a reproduced waveform of the Ujina tramway.
  • FIG. 1 to 6 are views showing a main part of the seat support mechanism 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the seat support mechanism 1 of the present embodiment is employed in a seat structure used as a vehicle seat for an automobile or the like, and includes a lifter 30 attached to the cushion frame 10, a link mechanism 40, and the like.
  • the cushion frame 10 which is a skeleton of the seat cushion, includes a pair of left and right side frames 11, 11 provided at a predetermined interval, and a front side between the pair of left and right side frames 11, 11.
  • the front frame 12 is disposed on the rear side
  • the rear frame 13 is disposed on the rear side.
  • a reinforcing pipe 14 is disposed between the left and right second front movable links 414 and 414 in the link mechanism 40 described later.
  • a planar spring such as a cushion pan or an S-shaped spring is supported on the cushion frame 10, and a cushion material made of urethane material or the like having a predetermined thickness is disposed on the cushion frame 10 to constitute a seat cushion.
  • the base portion that supports the cushion frame 10 is a pair of left and right sliders 20 and 20 arranged on the floor of the vehicle body.
  • the sliders 20 and 20 have a predetermined length and are fixed along the longitudinal direction of the lower rails 21 and 21, and the lower rails 21 and 21 that are fixed so that the longitudinal direction is along the longitudinal direction of the seat cushion (cushion frame 10).
  • the upper rails 22 and 22 are movably disposed.
  • the lower rails 21 and 21 are fixed to the floor, and the left and right side frames 11 and 11 of the cushion frame 10 are supported by the upper rails 22 and 22 so that the upper rails 22 and 22 are slid with respect to the lower rails 21 and 21.
  • the front / rear position of the cushion frame 10 can be adjusted.
  • the lifter 30 includes a clutch mechanism 310, a rotational force transmission mechanism 320, a front torsion bar 330, and a rear torsion bar 340.
  • the clutch mechanism 310 is provided with a case 311 in which a rotation control unit is accommodated attached to a portion closer to the front of one side frame 11.
  • An operation member 314 such as a lever or a handle is attached to a rotation base 313 that is linked to the rotation control unit 312 in the case 311 and protrudes outward from the case 311.
  • An output gear 312 a is provided on the output side of the rotation control unit 312. Then, when the operation member 314 is rotated forward or backward, the rotational force is transmitted to the output gear 312a via the rotation control unit 312 and rotated.
  • the rotation control unit 312 transmits the rotational force from the operation member 314 as described above, but locks when the rotational force is applied to the output gear 312a due to the load from the cushion frame 10.
  • the cushion frame 10 can be prevented from gradually descending when a load is repeatedly applied to the cushion frame 10 due to vibration during traveling.
  • the structure of the rotation control unit 312 is not limited to this.
  • a configuration in which a conventionally known brake spring is expanded and contracted is used to transmit the rotational force from the operation member 314 side, and the input in the reverse direction is blocked. It is also possible to use a mechanism or the like.
  • Rotational force transmission mechanism 320 is provided on the outer side of one side frame 11 constituting cushion frame 10 and moves up and down as cushion frame 10 moves up and down, similarly to clutch mechanism 310.
  • the rotational force transmission mechanism 320 includes a first transmission gear 321 that meshes with the output gear 312 a of the clutch mechanism 310, a second transmission gear 322 that is arranged coaxially with the first transmission gear 321, and a sector gear 323 that meshes with the second transmission gear 322. I have.
  • the sector gear 323 corresponds to a rotating body (front rotating body) that is rotated by the clutch mechanism 310 in the present embodiment, and is disposed on the inner side of the cover member 11a attached to the side frame 11, and is disposed in front of the bearing portion 323a at the center of rotation.
  • One end 331 of the torsion bar 330 is fixedly connected.
  • a front guide hole 11b is formed in an arc shape along the front-rear direction in the upper part of the cover member 11a.
  • a front guide pin 324 is provided at an upper portion along the outer peripheral edge where the teeth 323b of the sector gear 323 are formed, and the front guide pin 324 engages with the front guide hole 11b of the cover member 11a. Therefore, when the sector gear 323 rotates, the front torsion bar 330 connected to the bearing portion 323a is twisted.
  • the rotational force transmission mechanism 320 further includes a connection drive link 325 whose front end is pivotally supported by the front guide pin 324 engaged with the front guide hole 11b, and a rear guide at the rear end of the connection drive link 325.
  • a rear drive link 327 whose upper part is pivotally supported via a pin 326 is provided.
  • the rear drive link 327 corresponds to a rotating body (rear rotating body) that rotates via the coupling drive link 325 by the clutch mechanism 310 in the present embodiment.
  • a connection hole 327a is formed in the lower part of the rear drive link 327, and a rotation-preventing bush is loaded around the connection hole 327a as a rotation center, and one end 341 of the rear torsion bar 340 is connected and fixed (FIG. 4). reference).
  • the rear guide pin 326 engages with the arcuate rear guide hole 11 c along the front-rear direction formed in the side frame 11 above the position where the rear torsion bar 340 is disposed.
  • the connecting drive link 325 moves forward or backward
  • the rear guide pin 326 also moves in the rear guide hole 11c. Move forward or backward.
  • the rear drive link 327 tilts forward or rearward with the connection hole 327a as the rotation center, so that the rear torsion bar 340 connected to the connection hole 327a is twisted.
  • reference numeral 370 denotes a spiral spring that urges the cushion frame 3 (side frames 31 and 31) upward with respect to the upper rails 22 and 22 and applies a force assisting the ascending operation.
  • the link mechanism 40 includes a pair of left and right front link mechanisms 410 and a pair of left and right rear link mechanisms 420.
  • Each front link mechanism 410 includes a front fixed link 411, a frame-side front link 412, a first front movable link 413, and a second front movable link 414.
  • the front fixing link 411 includes a front bracket 4111 having a lower portion attached to the front portion of the upper rail 22 and an auxiliary bracket 4112 fixed to the front bracket 4111.
  • the front fixing link 411 is provided on the upper portion of the front bracket 4111.
  • a hole portion 413a provided at the front portion of the first front movable link 413 is rotatably supported by the shaft portion 4111a.
  • a hole portion 414a provided at the front portion of the second front movable link 414 is rotatably supported by a shaft portion 4112a provided at the lower portion of the auxiliary bracket 4112.
  • the frame-side front link 412 is fixed to the side frame 11 of the cushion frame 10 so as to protrude downward, a through hole 412a is formed in the upper part, and a shaft part 412b is provided in the lower part. .
  • a hole portion 414b provided in the rear portion of the second front movable link 414 is rotatably supported by the shaft portion 412b provided in the lower portion.
  • a hole 413b provided in the rear part of the first front movable link 413 is aligned with the through hole 412a provided in the upper part of the frame-side front link 412.
  • one end portion 331 of the front torsion bar 330 is aligned with the inside of the one side frame 11 of the first front movable link 413.
  • a hole 413b provided in the rear part and a through hole 412a provided in the upper part of the frame side front link 412 are inserted into the bearing part 323a of the sector gear 323 loaded with a non-rotating bush on the outside of one side frame 11. Connected and fixed.
  • a non-rotating bush 413 c is loaded in a hole 413 b provided at the rear of the first front movable link 413 (see FIG. 4), and the other end of the front torsion bar 330. 332 is coupled and fixed to the rotation-preventing bush 413c, and is rotatably inserted into a through hole 412a provided in the upper part of the frame-side front link 412.
  • the rotation of the sector gear 323 causes the front torsion bar 330 to be twisted at one end 331 with the other end 332 as a fixed end.
  • the other end 332 is twisted with the one end 331 as a fixed end to absorb the vibration.
  • the rear link mechanism 420 is pivotally supported by a rear fixed link 421 whose lower portion is fixed to the upper rail 22 and raised upward, and a shaft portion 421a provided at the upper portion of the rear fixed link 421 and a hole 422a provided near the front end.
  • the rear movable link 422 is configured.
  • the rear movable link 422 is formed in a substantially V shape having an obtuse internal angle, and the rear torsion bar 340 is supported closer to the rear end than the substantially central portion of the rear movable link 422.
  • the rear torsion bar 340 has one end portion 341 at the rear movable link 422 and one side.
  • the frame 11 passes through the frame 11 and is fixedly connected to the connecting hole 327a of the rear drive link 327 in which a rotation-preventing bush located outside the one side frame 11 is loaded.
  • the other end 342 of the rear torsion bar 340 may be functionally connected to the rear movable link 422 on the other side frame 11 side so as not to mutually rotate, but in this embodiment, the rear torsion bar 340 is connected to a predetermined portion.
  • the structure can be adjusted to elastic force. That is, a screw 350 having a predetermined length is disposed substantially parallel to the rear torsion bar 340, and each end of the screw 350 is supported by the rear movable link 422, and a nut member 351 that is relatively displaced along the screw 350 is provided. Arrange.
  • the nut member 351 is formed in a substantially oval shape, and has an internal thread portion 351a threadedly engaged with the screw 350 at one end side, and a fitting hole 351b that supports the rear torsion bar 340 in a non-rotatable manner at the other end side. ing.
  • the nut member 351 is relatively displaced in the longitudinal direction of the screw 350, so that the position of the fitting hole 351b for fixing the rear torsion bar 340 to be non-rotatable changes accordingly, thereby the rear portion.
  • the actual elasticity acting by twisting the torsion bar 340 can be adjusted.
  • the other end side of the rear torsion bar 340 is fixed by the fitting hole 351b of the nut member 351. Therefore, the fixed portion is referred to as the other end portion 342.
  • Reference numeral 352 denotes a cover pipe having a substantially elliptical cross section that surrounds the rear torsion bar 340, the screw 350, and the nut member 351 and is supported by the rear movable links 422 and 422, and fixes the mounting angle of the nut member 351.
  • the nut member 351 is provided to prevent the nut member 351 from rotating.
  • the rear movable link 422 disposed on the side frame 11 side where the lifter 30 is provided has a substantially arc-shaped elongated hole 422b formed at the rear end thereof.
  • a rear guide pin 326 provided at the rear end of the coupling drive link 325 is engaged with the elongated hole 422b in the rotational force transmission mechanism 320.
  • the rear torsion bar 340 passes through the rear movable link 422 and the one side frame 11, and is arranged to rotate freely with respect to these.
  • the through hole 11d of the side frame 11 is preferably formed in a long hole shape that is long in the front-rear direction. Accordingly, as shown in FIGS. 5 and 6, when the rear torsion bar 340 is displaced upward or downward relative to the position of the rear torsion bar 340 in the neutral position, the rear torsion bar 340 is displaced forward. Since the rear torsion bar 340 is rearward at the position viewed from the side than the height at which the neutral position is displaced upward or downward, the spring constant of the rear torsion bar 340 can be lowered.
  • the operation member 314 of the clutch mechanism 310 of the lifter 30 is rotated in either the forward or reverse direction.
  • the rotational force input via the rotation control unit 312 built in the clutch mechanism 310 is transmitted to the output gear 312a.
  • the sector gear 323 is rotated via the first transmission gear 321 and the second transmission gear 322 of the rotational force transmission mechanism 320.
  • the connection drive link 325 moves forward or backward, and accordingly, the rear drive link 327 is rotated.
  • the front torsion bar 330 is twisted at one end 331 connected to the bearing 323a with the other end 332 as a fixed end, and similarly, the rear torsion bar 330 is rotated by rotation of the rear drive link 327.
  • 340 is twisted on the one end 341 side connected to the connecting hole 327a with the other end 342 as a fixed end.
  • the operation member 314 when raising from the neutral position of (b) to the upper end position of (a), the operation member 314 is rotated in one direction. Thereby, the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 are twisted in one direction as described above, and the elastic force of the front link mechanism 410 causes the first front movable link 413 and the second front movable bar to move.
  • the rear end side is displaced upward with the front end portion of the link 414 as the center, and the rear movable mechanism 422 of the rear link mechanism 420 is displaced upward with the front end portion as the center.
  • the operation member 314 when lowering from the neutral position of (b) to the lower end position of (c), the operation member 314 is rotated in the reverse direction.
  • the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 are twisted in the direction opposite to the above, and due to their elastic force, the front link mechanism 410 has the first front movable link 413 and the second front movable link 414.
  • the rear end side of the rear link mechanism 420 is displaced downward with the front end portion of the rear link mechanism 420 as the center, and the rear movable link 422 of the rear link mechanism 420 is displaced downward with the front end portion as the center.
  • the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 are elastic so as to exhibit a lifting force that raises and lowers the cushion frame 10 as a constituent member of the lifter 30 when the height of the cushion frame 10 is adjusted. In the state where the height is adjusted and the lifter 30 is not functioning, it functions as a suspension that exhibits elasticity to absorb vibration.
  • the front link mechanism 410 and the rear link mechanism 420 are not linked and are independent. Further, as shown in FIG. 6, the shaft portion 412 b is located around the shaft portion 412 b that is positioned below the frame-side front link 412 and on which the hole portion 414 b of the second front movable link 414 is pivotally supported.
  • An angle B formed by a line extending from the torsion bar 330 in the direction of the shaft 412b and a line extending from the front torsion bar 330 in the direction of the rear torsion bar 340 is set to an acute angle.
  • the front link mechanism 410 moves larger than the rear link mechanism 420, and the front side of the cushion frame 10 is deeper. Works like sinking. This facilitates pedal operation and the like.
  • FIG. 7 to 9 are views for explaining the seat support mechanism 1 according to the second embodiment of the present invention.
  • the seat support mechanism 1 of the present embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the link mechanism 40.
  • a shaft portion 412b positioned below the frame-side front link 412 and a shaft portion 4112a provided below the auxiliary bracket 4112 of the front fixed link 411.
  • the second front movable link 414 that is pivotally supported by each other is abolished.
  • an auxiliary bracket 4212 having a shaft portion 4212a provided at the lower portion is attached to a rear fixed link 421 whose lower portion is fixed to the upper rail 22 and raised upward.
  • the front / rear connecting movable link 430 is spanned between the shaft portion 412b positioned below the frame-side front link 412 of the front link mechanism 410 and the shaft portion 4212a of the rear fixed link 421 of the rear link mechanism 420.
  • the front-rear connecting movable link 430 is spanned between the left and right front link mechanisms 410 and 410 and the rear link mechanisms 420 and 420, and a pair of left and right is provided.
  • the height adjustment method using the lifter 30 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and vibration can be absorbed by the elasticity of the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 at any height. The same applies to the point.
  • the cushion frame can be used when adjusting the height, or when changing the posture such as external vibration input or pedal operation, regardless of the seating position. 10 moves up and down in parallel (see FIG. 9).
  • the lifter 30 including the clutch mechanism 310 and the rotational force transmission mechanism 320 is provided only on one side frame 11, but as shown in FIG. Only the structural part of the rotation control unit 312 that transmits the rotational force from 314 and blocks the rotational force from the reverse direction, and the rotational force transmission mechanism 320 that operates in conjunction with the output gear 312a of the rotation control unit 312.
  • the included structure can also be provided on the other side frame 11.
  • the rotation control units 312 provided on the one and the other side frames 11 and 11 are connected to each other by the left and right connecting rods 360, and the rotation transmission mechanisms 320 on both sides are operated in synchronization to increase the strength.
  • FIG. 11 to 13 show the cushion frame 10 using the seat support mechanism 1 according to the first embodiment, that is, the independent suspension type cushion frame 10 in which the front link mechanism 410 and the rear link mechanism 420 are independent.
  • the vibration transmissibility of the seat structure (TYPE B) provided with the frame 10 is measured.
  • a cushion material made of a urethane material having a thickness of 55 mm was supported on the cushion frame 10, and a subject was seated on the cushion material and set on a shaker table for measurement.
  • the excitation condition is Z-axis single-axis vibration by a sine wave log sweep with a frequency of 0.5 to 15 Hz, a single amplitude of 1 mm, and a sweep time of 180 seconds.
  • the subjects were three Japanese males (JM) (subject A, subject B, subject C), and the measurement results of each subject are shown in FIGS.
  • the vibration transmissibility of the resonance peak is lower in TYPE B than in TYPE A, but the frequency of the appearance of the resonance peak in TYPE A is lower, and the TYPE in the region of 5 Hz or higher. A generally had a lower vibration transmission rate. This is presumably because in TYPE A, the front link mechanism 410 and the rear link mechanism 420 are not connected, and therefore a phase difference occurs between them, resulting in a damping effect.
  • the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 are linked to the lifter 30, and the elasticity is used to increase the vertical height.
  • the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 function as a suspension after being adjusted to a predetermined height. Therefore, there is no need to provide a dedicated suspension mechanism separately from the lifter, and a compact and low-cost seat structure can be provided.
  • two torsion bars are used at the front and rear, but it is also possible to adopt a configuration in which only one of the functions of the lifter and the suspension is combined. However, as in the above-described embodiment, it is of course desirable to use two torsion bars in terms of load bearing performance and vibration absorption function.
  • FIG. 14 shows a cushion frame 10 using the seat support mechanism 1 according to the second embodiment as a seat cushion 100, that is, a cushion in which a front link mechanism 410 and a rear link mechanism 420 are connected by a connecting movable link 430.
  • 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a seat structure 1000 in which a frame 10 is used, a base net 110 is disposed, and a cushion member 120 is disposed so as to cover the base net 110.
  • the rotational force of the front torsion bar 330 is provided to be transmitted to the substantially rectangular first front movable link 413, and the rotational force of the rear torsion bar 340 is formed in a substantially V shape.
  • the front movable link 450 and the rear movable link 460 are both substantially triangular so as to simplify the configuration.
  • the functions performed by the substantially triangular front movable link 450 and the rear movable link 460 are the same as those of the first front movable link 413 and the rear movable link 422 of the above embodiment.
  • the base net 110 is stretched between the frame members disposed at a predetermined interval in the front-rear direction of the cushion frame 10, in this embodiment, between the front torsion bar 330 and the rear frame 13.
  • the front torsion bar 330 is covered with the cover pipe 331
  • the front end edge 111 side of the base net 110 is hung from the upper side to the lower side of the cover pipe 331
  • the rear end edge 112 side is the rear part.
  • the front end edge 111 and the rear end edge 112 are connected by a coil spring 113, which is a spring member.
  • a two-dimensional fabric or a three-dimensional fabric (for example, a three-dimensional solid knitted fabric) can be used.
  • the base net 110 is covered with a cushion member 120.
  • a cushion member 120 a urethane material, a three-dimensional fabric (preferably, a three-dimensional knitted fabric), a laminate of a urethane material and a three-dimensional fabric, or the like can be used.
  • a front edge support 12 a is disposed on the front frame 12
  • the cushion member 120 is disposed on the front edge support 12 a, the base net 110, and the rear support frame 13.
  • the base net 110 in which the front end edge 111 and the rear end edge 112 are connected by the coil spring 113 is disposed on the seat cushion 100, the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 described above. Then, the coil springs 113 are arranged in series. Accordingly, the overall spring constant is lower than in the case of only the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340, and the vibration absorbing function is improved. In addition to this, the elastic force of the base net 110 acts. Therefore, the resonance peak becomes a lower frequency band, the vibration transmissibility is reduced, and the function of absorbing minute vibrations in the high frequency band that is always input during traveling is further improved. Further, the coil spring 113 improves the feeling of stroke during the seating operation.
  • a two-dimensional fabric is used as the base net 110, and the front end edge 111 and the rear end edge 112 are connected by a coil spring 113, and a cushion material made of a urethane material having a thickness of 20 mm is supported on the base net 110.
  • the subject was seated on the top and set on the shaker table to measure the vibration transmissibility.
  • the excitation condition is Z-axis single-axis vibration by a sine wave log sweep with a frequency of 0.5 to 15 Hz, a single amplitude of 1 mm, and a sweep time of 180 seconds.
  • the test subject was a Japanese male weighing 100 kg (subject D), and the measurement results are shown in FIG.
  • the thick solid line (TB normal) shows the measurement result of the seat structure 1000 according to the present embodiment
  • the thin solid line (TB fixed) prevents the elasticity of the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 from functioning.
  • This is the measurement result when fixed
  • the broken line (conventional urethane sheet) is a front torsion bar, rear torsion bar, and a general 180mm thick urethane material that does not have a base net. It is a measurement result using. From FIG.
  • the seat structure 1000 of the present embodiment has a difference in vibration absorption characteristics in a frequency band of 4 Hz or more due to the effect of the torsion bar, as compared with the seat structure in which the front torsion bar and the rear torsion bar are fixed.
  • a difference in the resonance characteristics is recognized as compared with the conventional sheet, and the gain of the resonance peak is lowered although it does not have a damper function. Therefore, using the front torsion bar and the rear torsion bar greatly helps to improve the vibration transmissibility.
  • FIG. 16 shows a vibration transmissibility measured by a Japanese male (subject E) weighing 62 kg seated on the seat structure 1000 according to the present embodiment used in the test of FIG. 15 and measured under the same conditions as FIG. (“With CoilSpring” in FIG. 16). Further, the coil spring 113 was removed, and a comparison was made with a structure in which the front end edge 111 and the rear end edge 112 of the base net 110 are connected by a cloth close to a rigid body having little stretchability (“No Coil Spring” in FIG. 16). The other configurations are exactly the same, and both the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 are set so that their elasticity functions.
  • the seat structure 1000 with “TB normal-CoilSpring” has a lower spring constant in the range up to a load of 1000 N than the seat structure with “TB normal—no CoilSpring”.
  • the load in the normal region applied to the seat cushion 100 is significantly lower, and the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 and the coil spring 113 are acting in series. Recognize. This contributes to the improvement of the vibration transmissibility of the seat structure 1000 with “CoilSpring” shown in FIG.
  • both of the data of “TB normal” have spring constants than the two data of “TB fixed”. It can be seen that the use of the front torsion bar 330 and the rear torsion bar 340 greatly contributes to the improvement of the stroke feeling and the improvement of the vibration isolation performance.
  • the suspension seat 2000 has a structure in which the seat structure 1000 shown in FIG. 14 is fixed to the upper part of the suspension mechanism 3000.
  • the suspension mechanism 3000 used in this embodiment is a three-axis suspension in which an upper and lower suspension 3100, a front and rear suspension 3200, and a left and right suspension 3300 are combined.
  • the upper and lower suspensions 3100 are fixed to the vehicle body floor or the like, and are stretched around the left and right side frames 3111 and 3111 and the front and rear portions between the side frames 3111 and 3111.
  • the lower frame body 3110 formed in a substantially square frame shape in plan view with the connection frames 3112 and 3112 to be connected to the lower frame body 3110 via the parallel link mechanism 3120 is provided.
  • An upper frame body 3130 formed in a substantially square frame shape in plan view, comprising a pair of side frames 3131, 3131 and connecting frames 3132, 3132 spanned between the front part and the rear part between them; And a spring mechanism 3140 that elastically supports the upper frame body 3130 with respect to the lower frame body 3110.
  • the spring mechanism 3140 includes two types, a spring mechanism having a positive spring constant and a spring mechanism having a negative spring constant.
  • the positive spring constant is superposed within a range in which the negative spring constant functions, thereby superimposing. This has a constant load region in which the spring constant is substantially zero (see FIG. 31), and has a high function of blocking transmission of vibration transmitted from the vehicle body floor to the upper frame body 3130 side.
  • a cylindrical front rotary shaft 3133 and a rear rotary shaft 3133 provided adjacent to the connection frames 3132 and 3132 of the upper frame body 3130 and the connection frames 3112 and 3112 of the lower frame body 3110 are provided.
  • Torsion bars 3151, 3151, 3152, 3152 are respectively inserted into cylindrical front rotating shafts 3113 and rear rotating shafts 3113 provided adjacent to each other, and one ends thereof are connected to the respective rotating shafts 3133, 3113.
  • the front link 3121 of the parallel link mechanism 3120 is connected to the front rotary shafts 3133 and 3113, and the rear link 3122 is connected to the rear rotary shafts 3133 and 3113, whereby the torsion bars 3151, 3151, 3152 and 3152 are
  • a spring mechanism having a positive spring constant is configured by urging the frame body 3130 upward.
  • a spring mechanism having a negative spring constant is composed of a magnetic spring 3160.
  • the magnetic spring 3160 includes a fixed-side unit 3161 and a movable-side unit 3162.
  • the fixed-side unit 3161 is fixed to the lower frame body 3110 and a pair of fixed-side permanent magnets arranged at a predetermined interval. have.
  • One end of a sector gear 3180 is connected to the front rotating shaft 3113 of the lower frame body 3110, and a gear 3181 that meshes with the sector gear 3180 is further provided.
  • a movable unit oscillating member 3183 that is pivotally supported by a bracket provided near the rear portion of the lower frame body 3110 and that can oscillate up and down is provided.
  • the movable side unit oscillating member 3183 has a long hole.
  • a shaft portion provided at the other end of the support plate is supported by the bracket, and a gear 3181 is attached to the shaft portion.
  • a movable unit 3162 is supported on the movable unit swing member 3183.
  • the movable side unit 3162 has a movable side permanent magnet that moves between a pair of fixed side permanent magnets of the fixed side unit 3161.
  • the roller 3184 is rotated via the support plate provided with the sector gear 3180 and the gear 3181 meshing with the sector gear 3180 to swing the movable unit swing member 3183, and the lever at this time
  • the vertical suspension 3100 has substantially the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-248798 by the applicant of the present invention, and the movable side permanent magnet of the movable side unit 3162 is displaced in the vertical direction.
  • the present invention is not limited to this, and as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-179719 and Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • the fixed-side permanent magnet of the fixed-side unit 3161 is in a state close to horizontal. It is good also as a structure which arrange
  • the initial twist amount of the torsion bars 3151, 3151, 3152, 3152 can be adjusted by turning the dial 3134. This is because the difference in weight is taken into account, and by adjusting the initial twist amount of the torsion bars 3150 and 3150, the spring constant is substantially zero in the predetermined displacement range regardless of the weight. Is.
  • the upper and lower suspensions 3100 are further provided with a damper 3170 such as an oil damper between the upper frame body 3130 and the lower frame body 3110. This is to attenuate the energy when impact vibration is input.
  • a damper 3170 such as an oil damper between the upper frame body 3130 and the lower frame body 3110. This is to attenuate the energy when impact vibration is input.
  • the front and rear suspension 3200 includes a pair of left and right fixed rails 3210 and 3210 provided at a predetermined interval, and a movable rail provided to be slidable back and forth with respect to the fixed rails 3210 and 3210.
  • a movable connection frame 3230, 3230 spanned near the front and rear of the movable rails 3220, 3220, and a middle pair between the front and rear movable connection frames 3220, 3220, and a pair of left and right fixed
  • a fixed connection frame 3240 spanned between the rails 3210 and 3210, and a plurality of coil springs spanned between the fixed link frame 3240 and one movable link frame 3230 and between the fixed link frame 3240 and the other movable link frame 3230.
  • the front and rear suspension 3200 is provided with its fixed rails 3210 and 3210 fixed to the pair of side frames 3131 and 3131 of the upper frame body 3130 of the upper and lower suspension 3100, respectively (see FIG. 19).
  • the movable rails 3220, 3220 are displaced in the longitudinal direction with respect to the fixed rails 3210, 3210.
  • the coil spring 3250 disposed between each of the movable connection frame 3230 near the front and the movable connection frame 3230 near the rear of the fixed connection frame 3240 is expanded and contracted. Vibration isolation.
  • the left and right suspension 3300 is the same as that disclosed in Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-213752). Specifically, as shown in FIG. 25 and FIG. 26, there are four brackets 3301 and 3302 provided at predetermined intervals on the front and rear and the left and right respectively.
  • the movable rails 3220 and 3220 of the front and rear suspension 3200 are sandwiched between the left and right ends of the movable connection frames 3230 and 3230, and are connected and fixed by bolts (see FIG. 19).
  • a front frame 3310 is disposed so that two brackets (front brackets) 3301 and 3301 located on the left and right sides near the front face plate-like parts 3311 and 3311 located on the left and right ends, respectively.
  • the rear frame 3320 is disposed so that the two plate-like portions 3321 and 3321 located at the left and right ends are opposed to the two brackets (rear brackets) 3302 and 3302 located on the left and right sides.
  • the rear brackets 3302 and 3302 and the corresponding plate-like portions 3321 and 3321 of the rear frame are connected through a total of four sets of link mechanisms 3330.
  • each link mechanism 3330 includes a first link 3331, a second link 3332, and a third link 3333 as shown in FIGS.
  • the front bracket 3301 is substantially L-shaped in plan view, and a base 3301a is fixed to the movable rail 3220 of the front and rear suspension 3200, and has a link support portion 3301b so as to protrude obliquely downward from the base 3301.
  • An upper connection hole 3301c is formed near the base 3301a in the link support part 3301b, and a lower connection hole 3301d is formed near the lower end located obliquely below the upper connection hole 3301c.
  • a lower connecting hole 3311a is formed near the lower end of the plate-like portion 3311 at one end of the front frame 3310.
  • the first link 3331 is disposed so as to extend substantially in the lateral direction, and an inner through hole 3331a and an outer through hole 3331b are formed in the vicinity of each end.
  • the second link 3332 is disposed so as to extend in a substantially vertical direction, and an upper through hole 3332a, a central through hole 3332b, and a lower through hole 3332c are formed at three locations near the upper end, near the center, and near the lower end.
  • the third link 3333 is formed in a substantially L shape, and an upper through hole 3333a is formed near the upper end of the substantially vertical side portion, and a lower through hole 3333b is formed near the lower end of the substantially vertical side portion.
  • the 1st link 3331 is arrange
  • the 3rd link 3333 is arrange
  • the second link 3332 is arranged between the third link 3333 arranged in this way and the plate-like part 3311 located at one end of the front frame 3310.
  • the upper connecting hole 3301c of the front bracket 3301 and the inner through hole 3331a of the first link 3331 are connected by a shaft member 3334.
  • the shaft member 3334 is spanned between the front bracket 3301 and the rear bracket 3302, and is also connected to the first link inner through hole 3331a disposed on the rear bracket 3302 side, so that front and rear synchronization is achieved. Yes.
  • the outer through hole 3331 b of the first link 3331 and the upper through hole 3332 a of the second link 3332 are connected by a connecting pin 3335.
  • the central through hole 3332b of the second link 3332 and the upper through hole 3333a of the third link 3333 are connected by a connecting pin 3336.
  • the lower through hole 3333b of the third link 3333 and the lower connection hole 3301d of the front bracket 3301 are connected by a connection pin 3337.
  • the lower through hole 3332 c of the second link 3332 and the lower connection hole 3311 a of the plate-like portion 3311 of the front frame 3310 are connected by a connection pin 3338.
  • the second link 3332 has a shape having a protruding portion 3332d that protrudes outward adjacent to the upper through-hole 3332a.
  • the protruding portion 3332d protrudes so as to be located outward from the link support portions 3301b and 3302b of the brackets 3301 and 3302, and the protruding portions of the second links 3332 and 3332 arranged near the front portion and the rear portion.
  • a reinforcing pipe 3332e is stretched between 3332d and 3332d.
  • the third link 3333 also has a protruding portion 3333c that protrudes outward, and a reinforcing pipe is interposed between the protruding portions 3333c and 3333c of the third links 3333 and 3333 that are disposed near the front portion and the rear portion. 3333d is spanned to improve the strength and synchronize the third links 3333 and 3333.
  • each is elastically connected by a spring member 3350.
  • a torsion coil spring is used as the spring member 3350, one end 3351 is engaged with each movable connection frame 3230, 3230 of the front and rear suspension 3200, and the other end 3352 is engaged with the front frame 3310 and the left and right suspension 3300.
  • the spring member 3350 is not limited to a torsion coil spring, and a coil spring that spans between the front and rear suspensions 3200 and 3300 and functions in the axial direction can also be used.
  • the mounting portions 3313 and 3323 located near the ends of the front frame 3310 and the rear frame 3320 of the left and right suspension 3300 are used in the seat structure 1000 shown in FIG. 14.
  • the lower part of the seat support mechanism 1 is fixed and arranged.
  • the lower connecting hole 3311a of the front frame 3310 is connected to the lower through hole 332c of the second link 3332 by a connecting pin 3338. Therefore, when the front frame 3310 is displaced left and right, this connection point (position of the connection pin 3338) is displaced left and right accordingly. Since the upper through hole 3332a is connected to the outer through hole 3331b of the first link 3331 via the connecting pin 3335, the second link 3332 has the lower communication hole 3311a and the lower through hole with the connecting pin 3335 as a swing fulcrum. The connecting point of 3332c (the position of the connecting pin 3338) is displaced in the left-right direction (vehicle width direction) along an arcuate track.
  • the upper through hole 3333a of the third link 3333 is connected to the central through hole 3332b of the second link 3332 via a connecting pin 3336. Accordingly, when the lower through hole 3332c side of the second link 3332 tries to make a circular motion in the left-right direction, the lower through hole 3333b of the third link 3333 is connected to the lower connection hole 3301d of the front bracket 3301 via the connection pin 3337. Therefore, the upper through-hole 3333a side performs an arc motion in the left-right direction around the connecting pin 3337.
  • the second link 3332 has the position of the upper through-hole 3332a as a swing fulcrum, and the front frame 3310 connected to the lower through-hole 3332c through the lower through-hole 3332c and the connecting pin 3338 has a stable trajectory.
  • Arc motion in the direction. Such arc motion absorbs the roll. The same applies to the trajectory of the rear frame 3320.
  • the suspension seat 2000 of the present embodiment has a structure in which the seat structure 1000 shown in FIG. 14 is fixed to the upper part of the suspension mechanism 3000 as described above.
  • a seat structure 1000 shown in FIG. 14 includes a base net 110 in which edges are connected to each other by a coil spring 113, and a cushion member 120 (a laminated structure of a three-dimensional solid knitted fabric and a urethane material in an experiment described later).
  • a layer (upper layer) for supporting a person is formed, and the lower layer is the seat support mechanism 1 including the torsion bars 330 and 340 and the link mechanism 40 of the above embodiment, and supports the person and the seat structure 1000 itself.
  • the state of the upper end position and the lower end position of the seat support mechanism 1 used in FIG. 14 is as shown in FIG.
  • this seat support mechanism 1 is a three-degree-of-freedom structure.
  • the above-described suspension mechanism 3000 that supports the seat structure 1 is a four-degree-of-freedom structure, and the suspension seat 2000 of this embodiment shown in FIG. 18 combined with these is a six-degree-of-freedom structure. .
  • the characteristics of the suspension sheet 2000 used in the experiment are as follows.
  • the characteristic of the cushion member 120 of the seat structure 1000 constituting the suspension seat 2000 is a slightly stiff characteristic as used in an automobile seat, and has a spring constant of 26542 N / m (data of “TB fixed—no coil spring” in FIG. 17).
  • the spring constant of the torsion bars 330 and 340 of the seat support mechanism 1 was 58500 N / m, and the combined spring constant was 19425 N / m (from the data of “TB normal—CoilSpring present” in FIG. 17). Calculation).
  • the load-deflection characteristics of the left and right suspensions 3300, the front and rear suspensions 3200 and the upper and lower suspensions 3100 constituting the suspension mechanism 3000 are as shown in FIG.
  • the left and right suspensions 3300 and the upper and lower suspensions 3100 have a structure having a duffing type nonlinear characteristic having an extremely low spring constant and a region substantially close to zero (see FIGS. 30A and 30C).
  • FIGS. 30A and 30C In the front and rear suspension 3200, an apparent nonlinear component due to sliding resistance is recognized at the equilibrium point, but the basic characteristics are linear (see FIG. 30B).
  • the more detailed characteristic of the upper and lower suspension 3100 is a combination of torsion bars 3150 and 3150 having a positive spring constant and a magnetic spring 3160 having a negative spring constant.
  • the upper and lower suspensions 3100 as a whole have a structure exhibiting duffing type nonlinear characteristics. Further, as apparent from FIGS. 30C and 31, since the magnetic spring 3160 is provided, the rolling friction force acts on the vibration transmitted from the vehicle body floor instead of the Coulomb friction force. It has no structure.
  • FIG. 32 shows the arc motion (pendulum motion) of this embodiment.
  • This is a comparison of the vibration transmission characteristics of the left and right suspension 3300 exhibiting the above and the left and right suspension of the type that simply moves in the lateral direction. Comparing the two, the direct acting type left and right suspension has a high resonance peak at a low frequency, whereas the left and right suspension 3300 performing the arc motion (pendulum motion) of this embodiment has a low resonance peak. I understand that. That is, the left and right suspension 3300 of the present embodiment has a structure in which resonance does not easily occur.
  • FIG. 33 is a diagram showing the centload of the left and right suspension 3300 of this embodiment, and it can be seen that the center of rotation of the pendulum is on the subject's diagram.
  • the test subjects were a total of three people, one healthy 20-year-old male and two 40-year-old males, weighing 60 kg, 72 kg, and 84 kg, respectively.
  • the 6-DOF suspension seat 2000 (up and down stroke of the suspension mechanism 3000: 80 mm) of the present embodiment was set on a vibration exciter, and a vibration test was performed by exciting the subject while seated. For comparison, measurement was also performed using a German-made one-degree-of-freedom suspension mechanism (up / down stroke: 160 mm).
  • the excitation waveform is a sine wave sweep waveform and a three-axis irregular vibration waveform simulating a tramway trajectory collected on a general road in Hiroshima City.
  • the vehicle used for sampling the simulated vibration waveform was a van-type ordinary vehicle, and the running speed was 40 km / h.
  • FIG. 34 shows the vibration isolation performance with respect to left / right / front / rear and up / down sine wave vibration input when a test subject weighing 84 kg is seated.
  • the suspension seat 2000 of the present embodiment (in the figure, “6-degree-of-freedom suspension seat”). ) And the measurement result of the suspension sheet (in the figure, “one-degree-of-freedom suspension sheet”) using the German-made one-degree-of-freedom suspension mechanism according to the comparative example.
  • FIG. 35 shows the vibration isolation performance of the left and right, front and rear, and vertical directions of the suspension seat 2000 of this embodiment.
  • the suspension seat 2000 of this embodiment has all three directions of resonance peaks at 4 Hz or less, and all three directions of suspension function with respect to an external vibration input of 4 Hz or more.
  • FIG. 36 shows the absorption performance with respect to impact vibration input, and it can be seen that the maximum acceleration is reduced to half or less according to the suspension seat 2000 of the present embodiment.
  • FIG. 37 is a vibration model of a two-degree-of-freedom system, and the parameters shown in FIGS. The result analyzed using is shown.
  • m1 is the mass on the spring of the suspension mechanism 3000 (the mass of the upper frame body 3130 of the upper and lower suspensions 3100 and the front and rear suspensions 3200 and 3300 supported by the upper frame 3130: 14.2 kg in this example), and the seat support mechanism 1
  • the total of the unsprung mass (the mass of the member below the cushion frame 10 supported by the seat support mechanism 1 in the seat support mechanism 1: 3.0 kg in this example) is 17.2 kg.
  • m2 is the sprung mass of the seat structure 1000 (the mass of members in the upper position including the cushion frame 10 supported by the seat support mechanism 1; in this example, 16.6 kg) and the weight of the person (60 kg, 72 kg, 84 kg)
  • the weight of a person is 64.6 kg, 74.6 kg, and 83.8 kg, assuming that 80% of the weight of the person excludes the weight of the backrest and the weight of the foot.
  • u20 is the amplitude of m2, and the input vibration is an external force P0sin ⁇ t applied to the mass m1. This P0sin ⁇ t is the acceleration and inertial force of the vehicle and the acceleration input from the floor.
  • k1 is a spring constant 2949 N / m of the suspension mechanism 3000
  • k2 is a spring constant 19425 N / m of the seat structure 1000
  • is a damping coefficient
  • is a damping ratio of 0.2. This value is a numerical value experimentally obtained for a normal sheet.
  • Formula (1) is a transmission rate obtained from an amplitude ratio by creating a state equation for the vertical vibration input of the suspension sheet 2000 with 6 degrees of freedom.
  • the reason why the forced vibration model is used without using the displacement excitation model is because the analysis is performed using the acceleration that enters the sprung mass of the suspension mechanism 3000.
  • FIG. 38 evaluated the vibration characteristics using a waveform obtained by reproducing the acceleration in three directions of left, right, front, back, and top and bottom with a six-degree-of-freedom shaker taken from the Ujina tramway, which is the tramway of Hiroshima City. Although the result is shown, it can be seen that it approximates the evaluation result by the sine wave shown in FIG. And the transfer function obtained by this measurement agreed with the analysis result of the two-degree-of-freedom system having the dynamic vibration absorber using the above equation (1). Therefore, it is suggested that the vibration characteristics of the six-degree-of-freedom suspension seat 2000 of this embodiment do not depend on the vibration characteristics of the seat structure 1000 but depend on the spring characteristics and structural damping of the suspension mechanism 3000.
  • FIG. 40 is a combination of experimental results for three subjects with two additional subjects, and it can be seen that the experimental results for all subjects can be said to be similar to the above.
  • FIG. 40 (b) in the case of a subject with a weight of 72 kg, two peaks occur between 1 and 3 Hz, but other subjects do not see such a tendency. This is due to the fact that a subject with a weight of 72 kg measured in a sitting posture with the back spaced apart from the backrest, while the other subjects sat deeply and sat back against the backrest.
  • the suspension seat 2000 of the present embodiment moves not only in the vertical direction but also in the front-back direction in the seated state.
  • suspension seat 2000 of the present embodiment can move in three axial directions including the movement of the torsion bars 330 and 340 of the seat support mechanism 1, but when the back is not in contact with the seat back.
  • the vibration isolation function through the seat back cannot be sufficiently obtained. This is why the above two peaks appear in the data of a subject weighing 72 kg.
  • the left and right vibration data a plurality of peaks are generated, and the vibration transmissibility is higher than that of the data of each subject.
  • the longitudinal vibration data a resonance peak having an extremely high vibration transmissibility is generated around 2 Hz.
  • both the longitudinal vibration and the vertical vibration have higher vibration transmissibility in the region of 4 Hz or more than the data of the subject.
  • FIG. 41 shows the fatigue level due to sitting calculated using a fingertip volume pulse wave in a 30-minute static sitting experiment.
  • the 6-DOF suspension seat absorbs body motion generated on the seat well, and does not cause blood flow inhibition in the peripheral circulatory system.
  • the six-degree-of-freedom suspension seat 2000 also shows values remeasured at different times, but it is shown that the degree of progress with respect to the degree of fatigue is less dependent on the measurement time.
  • FIG. 42 shows a 30-minute dynamic seating experiment using a reproduced waveform of the Ujina tramway. Similar to FIG. 41, the six-degree-of-freedom suspension seat 2000 is less fatigued than the one-degree-of-freedom suspension seat. It can be seen that the degree of progress is not high.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Seats For Vehicles (AREA)

Abstract

 リフター付きでありながら、クッションフレームのサスペンション機能をいずれの高さに調整した場合でも発揮させる。 クッションフレーム10の幅方向に掛け渡され、クッションフレーム10を弾性的に支持するトーションバー330,340が、スライダ20とクッションフレーム10との間に配設されるリンク機構40に支持されている。リフター30の高さ調整によるリンク機構40の姿勢が変位したとしても、トーションバー330,340の位置はそれに追随して変位する。トーションバー330,340はいずれの高さに変位してもクッションフレーム10を弾性的に支持していることに変わりがないため、いずれの高さに調整した場合であっても所定の弾性で支持でき、所定の振動吸収特性を発揮することができる。

Description

座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート
 本発明は、シートクッションの高さを調整するリフター付きの座席支持機構、並びに、該座席支持機構を備えた座席構造及びサスペンションシートに関する。
 乗物用シートなどの座席構造は、通常、その前後位置を調整するスライダに加え、シートクッションの上下位置(高さ)を調整するリフターを備えている。例えば、特許文献1では、左右一対の後部リンク機構と左右一対の前部リンク機構とを有してなるリンク機構を、シートクッションのクッションフレームとアッパーレールとの間に配置し、シートクッションの側部に設けたレバーを操作して、入力トルクを付与し、これによって、回転力を伝達して、クッションフレームに設けたギヤを回転させ、アッパーレールに対して該クッションフレームを上下動させている。
 一方、本出願人は、クッションフレームの前後両方又は一方に幅方向に沿ってトーションバーを配置し、このトーションバーに所定間隔をおいてアームを支持させ、アーム間にフレームを配設してこのフレームに二次元や三次元のネット部材を配設した乗物用シートを提案している(特許文献2,3参照)。
 また、本出願人は、特許文献4に、横揺れ吸収機能を備えたサスペンション機構を開示すると共に、この横揺れ吸収用のサスペンション機構を、上下振動吸収用のサスペンション機構の上部に積層配設することを開示している。
特開2004-92718号公報 特開2006-345952号公報 特開2006-345953号公報 特開2014-213752号公報
 リフターの機構は、特許文献1に限らず種々のタイプのものが知られている。しかしながら、いずれも、基本的には、シートクッション(クッションフレーム)の高さを調整する機能を有するのみである。高さ調整に加え、前後位置調整を同時に行うものも知られているが、いずれにしてもクッションフレームの高さを主とした位置調整用として用いられているに過ぎない。
 一方、特許文献2,3では、トーションバーによってネット部材が支持されているため、走行時における振動吸収機能が高いという特徴を有している。但し、このトーションバーは、あくまでクッションフレームに支持されるネット部材を弾性的に支持するものであって、クッションフレーム自体をアッパーレールに対して弾性的に支持するものではない。クッションフレーム自体をアッパーレールに対して弾性的に支持すれば、このクッションフレームに、ネット部材を支持する場合に限らず、クッションパンや面状バネを配置してウレタン材をその上に載置する構造であっても、クッションフレームを支持する弾性部材の弾性により振動吸収機能を向上させることができる。しかし、クッションフレームは、リフターによって上下高さを調整できる構造であることが望ましく、両者の機能を併有するとなると複雑な構造になり、コストも高くならざるを得ない。
 また、該クッションフレームは、リフターによる高さ調整と、振動吸収のための弾性作用とを組み合わせた構造とした場合であっても、これを特許文献4に示されたようなサスペンション機構と組み合わせれば、さらに高い振動吸収機能が期待できる。
 本発明は上記に鑑みなされたものであり、リフター付きでありながら、クッションフレームをいずれの高さに調整した場合であってもクッション材の配置の仕方に拘わらず所定の弾性で支持することができる座席支持機構、並びに、該座席支持機構を備え、特に乗物用シートとして適する座席構造を提供することを課題とする。また、本発明は、該座席支持機構を備えた座席構造をさらに別のサスペンション機構と組み合わせ、より高い振動吸収機能を発揮できるサスペンションシートを提供することを課題とする。
 上記課題を解決するため、本発明の座席支持機構は、シートクッションの高さ調整を行うリフターと、前記シートクッションのクッションフレームを支持するベース部と前記クッションフレームの間に設けられ、高さ調整によって変位するリンク機構とを有する座席構造であって、
 前記リフターが、回転力を付与するクラッチ機構と、前記クラッチ機構から伝達される回転力によって回転する回転体を備えた回転力伝達機構とを有して構成されると共に、
 一端部が前記リフターにおける回転力伝達機構の回転体の回転中心に連結され、他端部が前記リンク機構に連結されて前記クッションフレームの幅方向に掛け渡されるトーションバーを有し、
 前記トーションバーが、前記リフターによる高さ調整時に、前記リンク機構に連結される他端部を固定端としてその弾性力により前記クッションフレームが高さ調整する機能と、外部振動の入力時に、前記クッションフレームの前記ベース部に対する相対的な変位よる前記リンク機構の動きにより、前記回転力伝達機構の回転体に連結された一端部を固定端としてその弾性力によって振動を吸収する機能とを併有することを特徴とする。
 前記リンク機構は、前記クッションフレームの前部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の前部リンク機構と、後部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の後部リンク機構とを備えてなり、
 前記トーションバーとして、前記前部リンク機構に対応する前部トーションバーと、前記後部リンク機構に対応する後部トーションバーとを有し、
 前記前部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記前部リンク機構の前部可動リンクにそれぞれ連結され、
 前記後部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記後部リンク機構の後部可動リンクにそれぞれ連結されていることが好ましい。
 前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が、それぞれ独立して機能する独立懸架式であることが好ましい。
 前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構を連結する連結可動リンクを有し、前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が同期して動作する構成とすることができる。
 前記回転力伝達機構の回転体は、前記クラッチ機構の回転力によって回転する前部回転体と、前記前部回転体に連結駆動リンクによって回転する後部回転体とを有してなり、前記前部回転体の回転中心に前記前部トーションバーの一端部が連結され、前記後部回転体の回転中心に前記後部トーションバーの一端部が連結されていることが好ましい。
 前記前部回転体又は前記後部回転体のいずれか一方が、前記クラッチ機構の出力ギヤによって回転するセクタギヤであり、その回転中心に、前記前部トーションバー又は前記後部トーションバーの一端部が連結される構成とすることが好ましい。
 前記ベース部が、乗物のフロアに取り付けられるスライダのアッパーレールとして構成されることが好ましい。
 また、本発明の座席構造は、前記座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造であって、前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることを特徴とする。
 前記ベースネットが、二次元又は三次元の布帛から構成され、前記ばね部材が、コイルスプリングから構成されていることが好ましい。
 前記ベースネットを被覆して配設される前記クッション部材が、ウレタン材、三次元の布帛又はそれらの組み合わせから構成されることが好ましい。
 また、本発明のサスペンションシートは、左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、前記座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造のベース部が支持されていることを特徴とする。
 本発明のサスペンションシートは、前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることが好ましい。
 本発明の座席支持機構によれば、クッションフレームの幅方向に掛け渡され、クッションフレームを弾性的に支持するトーションバーが、ベース部とクッションフレームとの間に配設されるリンク機構に支持されている。このため、リフターの高さ調整によるリンク機構の姿勢が変位したとしても、トーションバーの位置はそれに追随して変位する。トーションバーはいずれの高さに変位してもクッションフレームを弾性的に支持していることに変わりがないため、いずれの高さに調整した場合であっても所定の弾性で支持でき、所定の振動吸収特性を発揮することができる。すなわち、本発明は、リフターによる高さ調整時に、リンク機構に連結されるトーションバーの弾性力を利用してクッションフレームを高さ調整させる機能と、外部振動の入力時に、同じトーションバーの弾性力を利用してクッションフレームの振動を吸収する機能とを併有している。このため、リフターとは別途の専用のサスペンション機構を設ける必要がなくなり、構造が簡易で、低コストの座席構造を提供できる。
 また、本発明の座席構造は、クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間にベースネットを掛け渡し、そのベースネットの前端縁及び後端縁間をばね部材で連結し、このベースネットを被覆してクッション部材を配設する構成とすることが好ましい。これにより、外部振動入力時には、クッションフレームを支持するトーションバーの弾性力の機能だけでなく、ベースネットの前端縁及び後端縁間を連結するばね部材の弾性力も機能するため、振動吸収特性をさらに向上させることができる。
 また、本発明のサスペンションシートは、 左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、いずれかの高さに調整しても所定の振動吸収機能を有する上記のリフター付きの座席支持機構が配設されている。リフター付きの座席支持機構は、それ自身がサスペンション機能を有するという意味で、従来のリフターと専用のサスペンション機構とを組み合わせた構成より簡易にできるという利点を有しているが、他のサスペンション機構と組み合わせた構成とすれば、リフター付きの座席支持機構の有するサスペンション機能に加えて他のサスペンション機構が作用することになり、除振性能をさらに高めることができる。他のサスペンション機構と組み合わせると、高さ方向の配置スペースが大きくなるため、このような構成は、高さ方向の配置スペースを十分確保できるトラック、バスなどの大型車両用として適している。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る座席支持機構の要部であるクッションフレーム、リフター、リンク機構等を示した後方から見た斜視図である。 図2は、図1の前方から見た一部分解斜視図である。 図3は、図1の側面図である。 図4は、前方から見た図1の分解斜視図である。 図5(a)~(c)は、第1の実施形態の作用を説明するための図である。 図6は、第1の実施形態の作用を説明するための図である。 図7は、本発明の第2の実施形態に係る座席支持機構の要部であるクッションフレーム、リフター、リンク機構等を示した後方から見た斜視図である。 図8は、図7の側面図である。 図9は、第2の実施形態の作用を説明するための図である。 図10は、第1の実施形態の構造に両側に回転伝達機構を設けた態様を示した前方から見た斜視図である。 図11は、被験者Aの振動伝達率の測定結果を示した図である。 図12は、被験者Bの振動伝達率の測定結果を示した図である。 図13は、被験者Cの振動伝達率の測定結果を示した図である。 図14は、本発明の座席構造の実施形態を示した断面図である。 図15は、被験者Dの振動伝達率の測定結果を示した図である。 図16は、被験者Eの振動伝達率の測定結果を示した図である。 図17は、静荷重特性試験の結果を示した図である。 図18は、本発明のサスペンションシートの実施形態を示す概略構成図である。 図19は、図18の実施形態で用いたサスペンション機構を示した斜視図である。 図20(a)は、図19で示したサスペンション機構の平面図であり、図20(b)は、図20(a)の正面図であり、図20(c)は、図20(a)の側面図である。 図21は、上記サスペンション機構で用いた上下サスペンションを示した斜視図である。 図22(a)は、図21で示した上下サスペンションの平面図であり、図22(b)は、図22(a)の正面図であり、図22(c)は、図22(a)の側面図である。 図23は、上記サスペンション機構で用いた前後サスペンションを示した斜視図である。 図24(a)は、図23で示した前後サスペンションの平面図であり、図24(b)は、図24(a)の正面図であり、図24(c)は、図24(a)の側面図である。 図25は、上記サスペンション機構で用いた左右サスペンションを示した斜視図である。 図26(a)は、図25で示した左右サスペンションの平面図であり、図26(b)は、図26(a)の正面図であり、図26(c)は、図26(a)の側面図である。 図27は、左右サスペンションの要部の分解斜視図である。 図28(a)~(c)は、左右サスペンションの動きを説明するための図である。 図29(a)は、上記実施形態に係るサスペンションシートにおける座席構造の動きを説明するための図であり、図29(b)は、図29(a)に示した座席支持機構の上端位置を示した図であり、図29(c)は、その下端位置を示した図である。 図30は、実験例で用いたサスペンション機構を構成する各サスペンションの荷重ーたわみ特性を示した図であり、図30(a)は左右サスペンションの荷重-たわみ特性を、図30(b)は前後サスペンションの荷重-たわみ特性を、図30(c)は上下サスペンションの荷重-たわみ特性を示した図である。 図31は、上下サスペンション、磁気ばね及びトーションバーの荷重-たわみ特性を示した図である。 図32(a)は、入力振幅2.5mmの場合の左右サスペンションの振動伝達特性を示した図であり、図32(b)は、入力振幅5.0mmの場合の左右サスペンションの振動伝達特性を示した図である。 図33は、左右サスペンションのセントロードを示す図である。 図34は、体重84kgの被験者が着座した際の振動伝達特性を示した図であり、図34(a)は左右方向、図34(b)は前後方向、図34(c)は上下方向の正弦波の振動入力に対する特性を示した図である。 図35は、図34(a)~(c)における6自由度サスペンションシートの振動伝達特性をまとめて示した図である。 図36は、6自由度サスペンションシートの衝撃性振動に対する特性を示した図である。 図37(a)は、解析に用いた2自由度系振動モデルを示した図であり、図37(b)は、その解析結果を示した図である。 図38は、体重84kgの被験者について、広島市の宇品路面電車軌道から採取した左右、前後、上下の再現波形を用いて振動特性を評価した結果を示した図である。 図39は、サスペンション機構に内蔵のトーションバーの動的バネ定数を測定した結果を示した図である。 図40は被験者3人の振動特性を示した図である。このうち、図40(a)は左右方向の正弦波の振動入力に対する振動特性を、図40(b)は前後方向の正弦波の振動入力に対する振動特性を、図40(c)は上下方向の正弦波の振動入力に対する振動特性をそれぞれ示した図である。図40(d)は、宇品路面電車軌道から採取した左右方向の再現波形を用いた振動特性を、図40(e)は、宇品路面電車軌道から採取した前後方向の再現波形を用いた振動特性を、図40(f)は、宇品路面電車軌道から採取した前後方向の再現波形を用いた振動特性をそれぞれ示した図である。 図41は、静的状態で着座した際の30分間の疲労度を示した図である。 図42は、宇品路面電車軌道の再現波形を用いて動的状態で着座した際の30分間の疲労度を示した図である。
 以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図1~図6は、本発明の第1の実施形態に係る座席支持機構1の要部を示した図である。本実施形態の座席支持機構1は、自動車などの乗物用シートとして用いられる座席構造において採用されるものであり、クッションフレーム10に付設されるリフター30、リンク機構40等を有している。
 シートクッションの骨格であるクッションフレーム10は、図1に示したように、所定間隔をおいて設けられた左右一対のサイドフレーム11,11と、左右一対のサイドフレーム11,11間の前部側に配設される前部フレーム12と、後部側に配設される後部フレーム13とを有して構成される。また、後述するリンク機構40における左右の第2前部可動リンク414,414間には補強パイプ14が配設される。クッションフレーム10には、クッションパンやS字バネなどの面状バネが支持され、さらにその上部に所定厚さのウレタン材等からなるクッション材が配置され、シートクッションを構成する。
 クッションフレーム10が本実施形態のような乗物用シートの場合、クッションフレーム10を支持するベース部は、乗物ボディのフロアに配置される左右一対のスライダ20,20となる。スライダ20,20は、所定の長さを有し、シートクッション(クッションフレーム10)の前後方向に長手方向が沿うように固定されるロアレール21,21と、このロアレール21,21の長手方向に沿って移動可能に配設されるアッパーレール22,22とを有して構成される。ロアレール21,21がフロアに固定され、アッパーレール22,22にクッションフレーム10の左右のサイドフレーム11,11が支持されることにより、アッパーレール22,22をロアレール21,21に対してスライドさせることで、クッションフレーム10の前後位置を調整可能となっている。
 リフター30は、クラッチ機構310、回転力伝達機構320、前部トーションバー330及び後部トーションバー340を有して構成される。クラッチ機構310は、内部に回転制御部が収容されたケース311を一方のサイドフレーム11の前方寄りの部位に取り付けて配設される。ケース311内で回転制御部312に連係され、ケース311の外方に突出する回転基部313にレバーやハンドル等の操作部材314が取り付けられる。また、回転制御部312における出力側には、出力ギヤ312aが設けられている。そして、操作部材314を正逆いずれかに回転させると、その回転力が回転制御部312を介して出力ギヤ312aに伝達されて回転させる。
 なお、回転制御部312は、このように操作部材314からの回転力を伝達するが、クッションフレーム10からの荷重によって出力ギヤ312aに回転力が加わった場合には、ロックする機構となっており、走行中の振動などによってクッションフレーム10に繰り返し荷重が加わった場合に、クッションフレーム10が徐々に下降することを防止できる構造となっている。回転制御部312の構造はこれに限定されるものではなく、例えば、従来公知のブレーキスプリングを拡縮させる構成を採用して、操作部材314側からの回転力を伝達し、逆方向の入力は遮断する機構等を用いることも可能である。
 回転力伝達機構320は、クラッチ機構310と同様に、クッションフレーム10を構成する一方のサイドフレーム11の外側に設けられ、クッションフレーム10の上下動に伴って上下動する。回転力伝達機構320は、クラッチ機構310の出力ギヤ312aに噛み合う第1伝達ギヤ321、第1伝達ギヤ321と同軸上に配置された第2伝達ギヤ322、第2伝達ギヤ322に噛み合うセクタギヤ323を備えている。セクタギヤ323は、本実施形態においてクラッチ機構310によって回転する回転体(前部回転体)に相当し、サイドフレーム11に取り付けられるカバー部材11aの内側に配設され、回転中心の軸受け部323aに前部トーションバー330の一端部331が固定連結される。カバー部材11aの上部には、前後方向に沿って円弧状に前部ガイド孔11bが形成されている。セクタギヤ323の歯323bが形成されている外周縁に沿った上部に、前部ガイドピン324が設けられ、この前部ガイドピン324がカバー部材11aの前部ガイド孔11bに係合する。従って、セクタギヤ323が回転すると、軸受け部323aに連結された前部トーションバー330が捩られる。
 回転力伝達機構320は、さらに、前部ガイド孔11bに係合する上記の前部ガイドピン324に前端部が軸支される連結駆動リンク325と、連結駆動リンク325の後端部に後部ガイドピン326を介して上部が軸支される後部駆動リンク327を備えている。後部駆動リンク327は、本実施形態においてクラッチ機構310によって連結駆動リンク325を介して回転する回転体(後部回転体)に相当する。後部駆動リンク327の下部には、連結孔327aが形成され、この連結孔327aが回転中心となって回り止め用ブッシュが装填され、後部トーションバー340の一端部341が連結固定される(図4参照)。後部ガイドピン326は、サイドフレーム11において、後部トーションバー340の配設位置より上方に形成された前後方向に沿って円弧状の後部ガイド孔11cに係合する。セクタギヤ323が回転して、前部ガイドピン324が前部ガイド孔11bに沿って前方又は後方に移動すると、連結駆動リンク325が前方又は後方に移動し、後部ガイドピン326も後部ガイド孔11c内を前方又は後方に移動する。それにより、後部駆動リンク327は連結孔327aを回転中心として前方又は後方に傾動するため、連結孔327aに連結された後部トーションバー340が捩られる。
 なお、符号370は、アッパーレール22,22に対してクッションフレーム3(サイドフレーム31,31)を上方に付勢し、上昇動作をアシストする力を付与する渦巻きばねである。
 リンク機構40は、左右一対の前部リンク機構410と、同じく左右一対の後部リンク機構420を備えて構成される。各前部リンク機構410は、前部固定リンク411、フレーム側前部リンク412、第1前部可動リンク413及び第2前部可動リンク414を有している。前部固定リンク411は、アッパーレール22の前部に下部が取り付けられた前部ブラケット4111とこの前部ブラケット4111に固定される補助ブラケット4112とから構成され、前部ブラケット4111の上部に設けた軸部4111aに第1前部可動リンク413の前部に設けた孔部413aが回転可能に軸支される。一方、補助ブラケット4112の下部に設けた軸部4112aに第2前部可動リンク414の前部に設けた孔部414aが回転可能に軸支される。
 フレーム側前部リンク412は、クッションフレーム10のサイドフレーム11に、下方に突出するように固定されており、その上部には貫通孔412aが形成され、下部には軸部412bが設けられている。下部に設けた軸部412bには、第2前部可動リンク414の後部に設けた孔部414bが回転可能に軸支される。一方、フレーム側前部リンク412上部に設けた貫通孔412aには、第1前部可動リンク413の後部に設けた孔部413bが位置合わせされる。
 これらの点は、左右の前部リンク機構410,410に共通の構成であるが、前部トーションバー330との連結構造が相違する。まず、リフター30が配設される一方のサイドフレーム11側では、前部トーションバー330の一端部331が、一方のサイドフレーム11の内側において、位置合わせされている第1前部可動リンク413の後部に設けた孔部413b及びフレーム側前部リンク412上部に設けた貫通孔412aに挿通され、一方のサイドフレーム11の外側において、回り止め用のブッシュが装填されたセクタギヤ323の軸受け部323aに連結固定される。他方のサイドフレーム11側では、第1前部可動リンク413の後部に設けた孔部413bに回り止め用のブッシュ413cが装填されており(図4参照)、前部トーションバー330の他端部332はこの回り止め用のブッシュ413cに連結固定され、フレーム側前部リンク412上部に設けた貫通孔412aには回転可能に挿通される。
 このため、リフター30の操作時おいては、セクタギヤ323の回転により、前部トーションバー330は、他端部332を固定端として、一端部331が捩られることになる。一方、所定の高さに調整した状態において、外部振動が入力された場合には、一端部331を固定端として他端部332が捩られることで振動を吸収する。
 後部リンク機構420は、アッパーレール22に下部が固定され上方に立ち上げられる後部固定リンク421と、後部固定リンク421の上部に設けた軸部421aに前端付近に設けた孔部422aが軸支される後部可動リンク422とを有して構成される。後部可動リンク422は、内角が鈍角な略V字状に形成され、該後部可動リンク422の略中央部より後端寄りに後部トーションバー340が支持される。
 具体的には、左右の後部リンク機構420,420のうち、リフター30が配設される一方のサイドフレーム11側では、後部トーションバー340は、その一端部341が後部可動リンク422及び一方のサイドフレーム11を貫通して、一方のサイドフレーム11の外側に位置する回り止め用ブッシュが装填された後部駆動リンク327の連結孔327aに連結固定される。
 後部トーションバー340の他端部342は、機能的には、他方のサイドフレーム11側の後部可動リンク422に相互回転不能に連結すればよいが、本実施形態では、後部トーションバー340を所定の弾性力に調整できる構造としている。すなわち、後部トーションバー340に略平行に所定長さのスクリュー350を配設し、このスクリュー350の各端部を後部可動リンク422に支持すると共に、スクリュー350に沿って相対変位するナット部材351を配設する。ナット部材351は、略楕円形に形成され、一端側にスクリュー350に螺合する雌ねじ部351aが貫通形成され、他端側に後部トーションバー340を回転不能に支持する嵌合孔351bが形成されている。スクリュー350を回転させると、ナット部材351が該スクリュー350の長手方向に相対変位するため、後部トーションバー340を回転不能に固定する嵌合孔351bの位置が追随して変化し、それにより、後部トーションバー340を捩ることによって作用する実際の弾性を調整することができる。従って、後部トーションバー340の他端側は、本実施形態では、このナット部材351の嵌合孔351bで固定されるため、この固定される部位を他端部342とする。なお、符号352は、後部トーションバー340、スクリュー350及びナット部材351を取り囲んで、後部可動リンク422,422によって支持される断面略楕円形のカバーパイプであり、ナット部材351の取り付け角度を固定し、該ナット部材351の回転を阻止するために設けられる。
 なお、リフター30が設けられる一方のサイドフレーム11側に配置される後部可動リンク422は、その後端部に略円弧状の長穴422bが形成されている。この長穴422bには、回転力伝達機構320において、連結駆動リンク325の後端部に設けられる後部ガイドピン326が係合される。
 また、一方のサイドフレーム11側では、上記のように、後部トーションバー340は、後部可動リンク422及び一方のサイドフレーム11を貫通し、これらに対しては回転自由に配置されるが、一方のサイドフレーム11の貫通孔11dは前後に長い長穴形状に形成しておくことが好ましい。これにより、図5及び図6に示したように、中立位置における後部トーションバー340の位置に対し、上方又は下方に変位すると、後部トーションバー340は前方に変位する。中立位置の高さの方が上方又は下方に変位したいずれの高さよりも後部トーションバー340が側面から見た位置で後方になるため、後部トーションバー340のバネ定数を低くすることができる。
 次に、本実施形態の作用を説明する。まず、シートクッション(クッションフレーム10)を高さ調整する場合、リフター30のクラッチ機構310の操作部材314を正逆いずれかの方向に回転させる。それにより、クラッチ機構310に内蔵された回転制御部312を介して入力された回転力が出力ギヤ312aに伝達される。出力ギヤ312aが回転すると、回転力伝達機構320の第1伝達ギヤ321及び第2伝達ギヤ322を介してセクタギヤ323を回転させる。セクタギヤ323が回転すると、連結駆動リンク325が前方又は後方に動作し、それに伴って、後部駆動リンク327を回転させる。
 セクタギヤ323の回転により、前部トーションバー330は、他端部332を固定端として、軸受け部323aに連結された一端部331側が捩られ、同様に、後部駆動リンク327の回転により、後部トーションバー340は、他端部342を固定端として、連結孔327aに連結された一端部341側が捩られる。
 図5に示したように、例えば、(b)の中立位置から(a)の上端位置へと上昇させる場合には、操作部材314を一方向に回転する。それにより、前部トーションバー330及び後部トーションバー340が上記のように一方向に捩られ、それらの弾性力により、前部リンク機構410は、第1前部可動リンク413及び第2前部可動リンク414の前端部を中心として後端部側が上方に変位し、後部リンク機構420は、後部可動リンク422が、前端部を中心として後端部側が上方に変位する。一方、例えば、(b)の中立位置から(c)の下端位置へと下降させる場合には、操作部材314を上記と逆方向に回転する。それにより、前部トーションバー330及び後部トーションバー340が上記と逆方向に捩られ、それらの弾性力により、前部リンク機構410は、第1前部可動リンク413及び第2前部可動リンク414の前端部を中心として後端部側が下方に変位し、後部リンク機構420は、後部可動リンク422が、前端部を中心として後端部側が下方に変位する。
 所望の高さに調整したならば、操作部材314の操作を止める。着座者の荷重や外部振動等によって、回転力伝達機構320を介して出力ギヤ312aに出力側から回転力が入力されるが、この回転力はクラッチ装置310内の回転制御部312に機構によって遮断され、入力側には伝わらない。一方、走行時に外部振動が入力された場合、クッションフレーム10がアッパーレール22,22に対して相対的に変位するため、リフター30のセクタギヤ323及び後部駆動リンク327は回転動作しないが、クッションフレーム10と共に、第1前部可動リンク413が、アッパーレール22に固定された前部固定リンク411に軸支された孔部413aを中心に回転し、前部トーションバー330は、一端部331を固定端として他端部332側が捩られて弾性が作用する。後部側は、クッションフレーム10と共に、後部可動リンク422が後部固定リンク421に対して回転するため、後部トーションバー340も、一端部341を固定端として他端部342側が捩られ、所定の弾性が作用する。これらの作用により、外部振動を吸収する。前部トーションバー330及び後部トーションバー340による外部振動の吸収作用は、図5(a)~(c)に示したクッションフレーム10がいずれの高さに調整されている場合でも行われる。すなわち、前部トーションバー330及び後部トーションバー340は、クッションフレーム10の高さ調整の際には、リフター30の構成部材としてクッションフレーム10を昇降させる持ち上げ力を発揮するように弾性が機能するが、高さ調整を行って、リフター30として機能してない状態では、振動を吸収する弾性を発揮するサスペンションとしての機能を果たす。
 また、本実施形態では、前部リンク機構410と後部リンク機構420とが連係されておらず独立している。また、図6に示したように、フレーム側前部リンク412の下部に位置し、第2前部可動リンク414の孔部414bが軸支される軸部412bを中心として、この軸部412bからクッションフレーム10の前部パイプの下面に接する方向に伸びる線と、軸部412bから前部トーションバー330の方向に伸びる線とのなす角A、並びに、前部トーションバー330を中心として、前部トーションバー330から軸部412bの方向に伸びる線と、前部トーションバー330から後部トーションバー340の方向に伸びる線とのなす角Bが、いずれも鋭角に設定されている。これにより、シートバックに背がつくようにシートクッションに深く腰掛けた際には、すなわち、ヒップポイントを設計基準位置に合わせて腰掛けた際には、前部リンク機構410及び後部リンク機構420とのバランスがとれて、クッションフレーム10が平行に上下運動する。その一方、ペダル操作時などのように、重心がそれより前になるように腰掛けた際には、前部リンク機構410が後部リンク機構420よりも大きく動き、クッションフレーム10の前部側がより深く沈みこむように動作する。これにより、ペダル操作などを行いやすい。
 図7~図9は、本発明の第2の実施形態に係る座席支持機構1を説明するための図である。本実施形態の座席支持機構1は、第1の実施形態とリンク機構40の構成が異なる。まず、前部リンク機構410では、第1の実施形態において、フレーム側前部リンク412の下部に位置する軸部412bと、前部固定リンク411の補助ブラケット4112の下部に設けられた軸部4112aとに軸支される第2前部可動リンク414を廃止する。これに代え、本実施形態では、後部リンク機構420において、アッパーレール22に下部が固定され上方に立ち上げられる後部固定リンク421に、下部に軸部4212aが設けられた補助ブラケット4212を取り付ける。そして、前部リンク機構410のフレーム側前部リンク412の下部に位置する軸部412bと、後部リンク機構420の後部固定リンク421の軸部4212aとに、前後連結可動リンク430を掛け渡す。もちろん、前後連結可動リンク430は、左右の前部リンク機構410,410と後部リンク機構420,420との間にそれぞれに掛け渡され、左右一対設けられる。
 本実施形態のリフター30を用いた高さ調整の方法は上記第1の実施形態と同様であり、また、いずれの高さにおいても前部トーションバー330及び後部トーションバー340の弾性によって振動吸収できる点も同様である。但し、本実施形態では、前後連結可動リンク430を設けているため、着座位置がいずれであっても、高さ調整時、あるいは、外部振動入力時やペダル操作などの姿勢変化時において、クッションフレーム10が平行に上下動することになる(図9参照)。
 なお、上記実施形態では、クラッチ機構310及び回転力伝達機構320を含むリフター30を、一方のサイドフレーム11のみに設けているが、図10に示したように、クラッチ機構310のうち、操作部材314からの回転力を伝達し、逆方向からの回転力を遮断する回転制御部312の構造部分のみと、この回転制御部312の出力ギヤ312aに連係されて動作する回転力伝達機構320とを含んだ構造を、他方のサイドフレーム11に設けることもできる。一方及び他方の各サイドフレーム11,11に設けられる各回転制御部312同士を左右連結ロッド360で連結し、両側の回転伝達機構320を同期して動作させ、強度を上げることができる。
 図11~図13は、第1の実施形態に係る座席支持機構1を用いたクッションフレーム10、すなわち、前部リンク機構410及び後部リンク機構420が独立している独立懸架式のクッションフレーム10を備えた座席構造(TYPE A)と、第2の実施形態に係る座席支持機構1を用いたクッションフレーム10、すなわち、前部リンク機構410及び後部リンク機構420が連結可動リンク430によって連結されたクッションフレーム10を備えた座席構造(TYPE B)の振動伝達率を測定したものである。クッションフレーム10上には、厚さ55mmのウレタン材からなるクッション材を支持させ、その上に被験者を着座させ、加振機台上にセットして測定した。加振条件は、0.5~15Hzの周波数帯で、片振幅1mm、スイープタイム180秒の正弦波ログスイープによるZ軸単軸振動である。被験者は日本人男性(JM)3名(被験者A、被験者B、被験者C)であり、各被験者の測定結果を図11~図13に示す。
 まず、第1及び第2の実施形態に係るTYPE A及びTYPE Bのいずれも、本発明の前部トーションバー及び後部トーションバーを有していない一般の厚さ70mmウレタン材を付設しただけの自動車用シートと比較して、共振峰の振動伝達率が大幅に低下していることがわかる。図11及び図13の被験者A及び被験者Cの測定結果では、第1の実施形態に係るTYPE Aの共振峰における振動伝達率が、TYPE Bと比較しても顕著に低くなっている。図12の被験者Bの測定結果では、共振峰の振動伝達率はTYPE Bの方がTYPE Aよりも低いが、TYPE Aの共振峰出現の周波数がより低周波であり、5Hz以上の領域においてTYPE Aの方が総じて振動伝達率が低かった。これは、TYPE Aでは、前部リンク機構410及び後部リンク機構420が連結されていないため、相互間で位相差が生じ、減衰効果が生まれたためと考えられる。
 これらの測定結果からも明らかなように、上記各実施形態に係る座席支持機構1によれば、リフター30に前部トーションバー330及び後部トーションバー340を連係させ、その弾性を利用して上下高さを調整可能とすると共に、所定の高さに調整した後は、前部トーションバー330及び後部トーションバー340がサスペンションとしての機能を果たす。従って、リフターとは別途の専用のサスペンション機構を設ける必要がなくなり、コンパクトで低コストの座席構造を提供できる。
 なお、上記実施形態では、前後に2つのトーションバーを用いているが、いずれか一方のみでリフターの機能とサスペンションの機能の2つを併有させた構成とすることも可能である。但し、上記実施形態のように、2つのトーションバーを用いることが耐荷重性能の点、また、振動吸収機能の点で望ましいことはもちろんである。
 図14は、シートクッション100として、上記第2の実施形態に係る座席支持機構1を用いたクッションフレーム10、すなわち、前部リンク機構410及び後部リンク機構420が連結可動リンク430によって連結されたクッションフレーム10を用いると共に、ベースネット110を配設し、該ベースネット110を被覆してクッション部材120を配設した座席構造1000の実施形態を示した断面図である。なお、上記実施形態では、前部トーションバー330の回転力が略長方形の第1前部可動リンク413に伝達されるように設けられ、後部トーションバー340の回転力が略V字状に形成された後部可動リンク422に伝達されるように設けられているが、本実施形態では、前部可動リンク450及び後部可動リンク460としていずれも略三角形のものを用い、構成の簡素化を図っている。但し、略三角形の前部可動リンク450及び後部可動リンク460の果たす機能は、上記実施形態の第1前部可動リンク413及び後部可動リンク422と同様である。
 ベースネット110は、クッションフレーム10の前後方向に所定間隔をおいて配設されたフレーム部材間、本実施形態では、前部トーションバー330と後部フレーム13間に掛け渡されている。但し、前部トーションバー330はカバーパイプ331で被覆しているため、ベースネット110の前端縁111側は、このカバーパイプ331の上側から下側へと掛け回され、後端縁112側は後部フレーム13の上側から下側へと駆け回されて、前端縁111及び後端縁112同士がばね部材であるコイルスプリング113により連結されている。ベースネット110としては、二次元の布帛又は三次元の布帛(例えば、三次元立体編物)を用いることができる。
 ベースネット110は、クッション部材120で被覆される。クッション部材120は、ウレタン材、三次元の布帛(好ましくは、三次元立体編物)、又は、ウレタン材と三次元の布帛との積層体などを用いることができる。本実施形態では、前部フレーム12に、前縁支持体12aが配設されており、クッション部材120は、この前縁支持体12a、ベースネット110及び後部支持フレーム13上に配設される。
 本実施形態によれば、シートクッション100に、前端縁111及び後端縁112をコイルスプリング113により連結したベースネット110が配設されているため、上記した前部トーションバー330及び後部トーションバー340と、コイルスプリング113は、直列配列になる。従って、前部トーションバー330及び後部トーションバー340のみの場合よりも全体のばね定数が低くなり、振動吸収機能が高くなる。また、これに加えて、ベースネット110の弾性力が作用する。従って、共振峰がより低周波帯域になって振動伝達率が低減し、走行中常時入力される高周波帯域の微小振動の吸収機能もさらに改善される。また、コイルスプリング113により着座動作時におけるストローク感が向上する。
 ベースネット110として、二次元の布帛を用い、その前端縁111及び後端縁112をコイルスプリング113で連結し、ベースネット110上に、厚さ20mmのウレタン材からなるクッション材を支持させ、その上に被験者を着座させ、加振機台上にセットして振動伝達率を測定した。加振条件は、0.5~15Hzの周波数帯で、片振幅1mm、スイープタイム180秒の正弦波ログスイープによるZ軸単軸振動である。被験者は体重100kgの日本人男性(被験者D)であり、測定結果を図15に示す。
 図15において太い実線(TB通常)が、本実施形態に係る座席構造1000の測定結果を示し、細い実線(TB固定)は、前部トーションバー330及び後部トーションバー340の弾性が機能しないように固定した場合の測定結果であり、破線(従来ウレタンシート)が、前部トーションバー及び後部トーションバー、並びに、ベースネットを有していない一般の厚さ180mmウレタン材を付設しただけの自動車用シートを使用しての測定結果である。図15から、本実施形態の座席構造1000は、前部トーションバー及び後部トーションバーを固定した座席構造と比較して、トーションバーの効果により4Hz以上の周波数帯域で振動吸収特性に差が認められる。また、従来のシートと比較して、共振特性に差が認められ、ダンパ機能を有していないにも関わらず、共振峰のゲインが低下している。従って、前部トーションバー及び後部トーションバーを用いることは振動伝達率の改善に大いに役立つ。
 図16は、体重62kgの日本人男性(被験者E)を、図15の試験に用いた本実施形態に係る座席構造1000に着座させ、図15と同じ条件により測定した振動伝達率を示した図である(図16の「CoilSpring有」)。また、コイルスプリング113を取り外して、ベースネット110の前端縁111及び後端縁112を伸縮性がほとんどない剛体に近い布帛で接続した構造(図16の「CoilSpring無」)と比較した。なお、その他の構成はいずれも全く同じであり、前部トーションバー330及び後部トーションバー340はいずれもそれらの弾性が機能するようにセットしている。
 図16から、「CoilSpring有」の本実施形態の座席構造1000は、「CoilSpring無」の座席構造よりも、共振峰が低周波側に移行し、共振峰より高周波側の振動伝達率が低下しており、本実施形態のコイルスプリング113を用いることが振動伝達特性の改善に効果があることがわかる。
 図16で示した試験に用いた「CoilSpring有」の本実施形態の座席構造1000及び「CoilSpring無」の座席構造について、設計上のヒップポイントの下方に相当する位置に直径200mmの加圧板の中心をセットし、4.5mm/secの速度で荷重1500Nまで押圧する静荷重特性試験を行った。結果を図17に示す。なお、図17中、「TB通常」は、前部トーションバー330及び後部トーションバー340が通常通り機能するように設定した場合の測定結果であり、「TB固定」は、前部トーションバー330及び後部トーションバー340の弾性が機能しないように固定した場合の測定結果である。
 図17より、本実施形態に係る「TB通常-CoilSpring有」の座席構造1000は、「TB通常-CoilSpring無」の座席構造と比較して、荷重1000Nまでの範囲におけるばね定数が低くなっており、特に、シートクッション100にかかる通常領域の荷重(荷重800N前後まで)ではより顕著に低くなっており、前部トーションバー330及び後部トーションバー340とコイルスプリング113が直列に作用していることがわかる。そして、このことが図16に示した「CoilSpring有」の座席構造1000の振動伝達率の改善に寄与している。
 なお、併せて示した「TB固定」のデータと「TB通常」のデータとを比較すると、「TB通常」の2つのデータは、「TB固定」の2つのデータよりも、いずれもばね定数が大幅に低くなっており、前部トーションバー330及び後部トーションバー340を採用することが、ストローク感の向上と、除振性能の改善に大きく寄与していることもわかる。
 次に、サスペンションシート2000の実施形態について図18~図28に基づいて説明する。サスペンションシート2000は、図18に示したように、図14に示した座席構造1000を、サスペンション機構3000の上部に固定した構造である。
 本実施形態で用いたサスペンション機構3000は、図19及び図20に示したように、上下サスペンション3100、前後サスペンション3200及び左右サスペンション3300を組み合わせた3軸サスペンションである。
 上下サスペンション3100は、図21及び図22に示したように、車体フロア等に固定され、左右の側部フレーム3111,3111と、側部フレーム3111,3111間の前部寄り及び後部寄りに掛け渡される連結フレーム3112,3112とを備えた平面視で略四角の枠状に形成された下部フレーム体3110と、下部フレーム体3110に対して平行リンク機構3120を介して上下動可能に設けられ、同じく一対の側部フレーム3131,3131と、両者間の前部寄り及び後部寄りに掛け渡される連結フレーム3132,3132とを備えた平面視で略四角の枠状に形成された上部フレーム体3130と、上部フレーム体3130を下部フレーム体3110に対して弾性的に支持するばね機構3140とを有している。
 ばね機構3140は、正のばね定数を有するばね機構と負のばね定数を有するばね機構との2種類を備え、負のばね定数が機能する範囲において正のばね定数が重畳されることにより、重畳したばね定数が実質的にゼロになる定荷重領域を有しており(図31参照)、車体フロアから伝わる振動の上部フレーム体3130側への伝達を遮断する機能の高いものである。
 本実施形態では、上部フレーム体3130の各連結フレーム3132,3132にそれぞれ隣接して設けた筒状の前部回転軸3133及び後部回転軸3133と、下部フレーム体3110の各連結フレーム3112,3112にそれぞれ隣接して設けた筒状の前部回転軸3113及び後部回転軸3113とに、それぞれトーションバー3151,3151,3152,3152が挿入配設され、各一端が各回転軸3133,3113に連結される。平行リンク機構3120の前部リンク3121が前部回転軸3133,3113に連結され、後部リンク3122が後部回転軸3133,3113に連結されることにより、トーションバー3151,3151,3152,3152が、上部フレーム体3130を上昇させる方向に付勢し、正のばね定数を有するばね機構を構成している。
 負のばね定数を有するばね機構は、磁気ばね3160から構成される。磁気ばね3160は、固定側ユニット3161と可動側ユニット3162とを有して構成され、固定側ユニット3161は、下部フレーム体3110に固定され、所定間隔をおいて配置された一対の固定側永久磁石を有している。また、下部フレーム体3110の前部回転軸3113には、セクタギヤ3180の一端が連結され、さらに、このセクタギヤ3180に噛合するギヤ3181が設けられている。下部フレーム体3110の後部寄りに設けたブラケットに軸支されて上下に揺動可能な可動側ユニット用揺動部材3183が設けられていると共に、該可動側ユニット用揺動部材3183には長孔3183aが設けられ、この長孔3183aには、支持板(図示せず)の一端に設けた軸部に回転可能に設けられたローラ3184が配設されている。また、支持板の他端に設けた軸部はブラケットに支持されると共に、該軸部にギヤ3181が取り付けられている。可動側ユニット用揺動部材3183には可動側ユニット3162が支持される。可動側ユニット3162は、固定側ユニット3161の一対の固定側永久磁石間を移動する可動側永久磁石を有している。
 従って、上部フレーム体3130が下部フレーム体3110に対して上下に変位すると、下部フレーム体3110の前部回転軸3113が回転し、それに伴ってセクタギヤ3180が回動し、ギヤ3181、ローラ3184を介して可動側ユニット用揺動部材3183が上下に揺動する。それにより、可動側ユニット3162の可動側永久磁石が上下に動き、固定側永久磁石に対する相対位置が変化する。このとき、各永久磁石の磁力によって、所定の変位範囲において、変位量の増加に対して負荷荷重が減少する負のばね定数の特性を示す(図31参照)。なお、本実施形態では、セクタギヤ3180とこれに噛合するギヤ3181を設けた、支持板を介してローラ3184を回転させ、可動側ユニット用揺動部材3183を揺動させており、このときのレバー比の設定により、ばね機構の可動範囲が小さくても、より大きな変位を吸収することができる。なお、この上下サスペンション3100は、本出願人による特開2009-248798号公報に開示されたものとほぼ同様の構成であり、可動側ユニット3162の可動側永久磁石が上下方向に変位する構成であるが、これに限らず、同じく本出願人が提案した特開2010-179719号公報や特開2010-179720号公報に開示したように、固定側ユニット3161の固定側永久磁石を水平に近い状態で配設し、移動側永久磁石がそれに従って水平に近い方向に変位する構成としてもよい。
 また、本実施形態では、ダイヤル3134を回すことにより、トーションバー3151,3151,3152,3152の初期ねじれ量を調整できるようしている。これは、体重差を考慮したもので、トーションバー3150,3150の初期ねじれ量を調整することで、体重の大小にかかわらず、所定の変位範囲においてばね定数が実質的にゼロになるようにしたものである。
 上下サスペンション3100は、さらに、上部フレーム体3130と下部フレーム体3110の間に、オイルダンパ等のダンパ3170が配設されている。これは、衝撃性振動が入力された場合に、そのエネルギーを減衰させるためである。
 前後サスペンション3200は、図23及び図24に示したように、所定間隔をおいて設けられる左右一対の固定レール3210,3210と、固定レール3210,3210に対して前後にスライド可能に設けられる可動レール3220,3220と、可動レール3220,3220の前部寄りと後部寄りにそれぞれ掛け渡される可動連結フレーム3230,3230と、前後の可動連結フレーム3220,3220間の中間付近であって、左右一対の固定レール3210,3210間に掛け渡される固定連結フレーム3240と、固定連結フレーム3240と一方の可動連結フレーム3230間並びに固定連結フレーム3240と他方の可動連結フレーム3230間にそれぞれ複数本ずつ掛け渡されるコイルスプリング3250とを有して構成される。
 そして、前後サスペンション3200は、その固定レール3210,3210が、上下サスペンション3100の上部フレーム体3130の一対の側部フレーム3131,3131にそれぞれ固定されて積層配設される(図19参照)。前後に入力される振動が入力されると、固定レール3210,3210に対して可動レール3220,3220がその長手方向に変位する。これにより、固定連結フレーム3240を挟んで前部寄りの可動連結フレーム3230と後部寄りの可動連結フレーム3230のそれぞれの間に配設されたコイルスプリング3250が伸縮動作するため、前後方向の入力振動を除振する。
 左右サスペンション3300は、上記特許文献4(特開2014-213752号公報)に開示されたものと同様のものである。具体的には、図25及び図26に示したように、前後及び左右にそれぞれ所定間隔をおいて設けられる4つのブラケット3301,3302を有し、各ブラケット3301,3302と、前後サスペンション3200の各可動連結フレーム3230,3230の各左右端部との間に、前後サスペンション3200の可動レール3220,3220を挟み、ボルトにより連結固定される(図19参照)。前部寄りの左右に位置する2つのブラケット(前部ブラケット)3301,3301に、左右各端部に位置する板状部3311,3311を対向させるように前部フレーム3310が配設され、後部寄りの左右に位置する2つのブラケット(後部ブラケット)3302,3302に、左右各端部に位置する板状部3321,3321を対向させるように後部フレーム3320が配設される。
 そして、前部ブラケット3301,3301とこれに対応する前部フレーム3310の各板状部3311,3311との間、後部ブラケット3302,3302とこれに対応する後部フレームの各板状部3321,3321との間は、計4組のリンク機構3330を介してそれぞれ連結されている。
 次にリンク機構3330について説明する。なお、以下においては主に前部ブラケット3301と前部フレーム3310の符号を用いて説明するが、後部ブラケット3302及び後部フレーム3320に設ける場合も同様である。すなわち、各リンク機構3330は、図26及び図27に示したように、第1リンク3331、第2リンク3332及び第3リンク3333を有して構成される。前部ブラケット3301は、平面視で略L字状で、基部3301aが前後サスペンション3200の可動レール3220に固定され、基部3301から斜め下方に突出するようにリンク支持部3301bを有している。リンク支持部3301bにおける基部3301a寄りに上部連結孔3301cが形成され、その斜め下方に位置する下端付近には下部連結孔3301dが形成されている。一方、前部フレーム3310の一方の端部の板状部3311には、その下端付近に下部連結孔3311aが形成されている。
 第1リンク3331は略横方向に延びるように配置され、各端部付近に内側貫通孔3331aと外側貫通孔3331bが形成されている。第2リンク3332は略垂直方向に延びるように配置され、上端付近、中央付近、下端付近の3箇所に、上部貫通孔3332a、中央貫通孔3332b及び下部貫通孔3332cが形成されている。第3リンク3333は、略L字状に形成され、その略垂直辺部の上端付近に上部貫通孔3333aが形成され、略垂直辺部の下端付近に下部貫通孔3333bが形成されている。そして、前部ブラケット3301のリンク支持部3301bの内側上方寄りに第1リンク3331が略横方向に延びるように配置され、リンク支持部3301bの外側下方寄りに第3リンク3333が配置される。第2リンク3332は、このように配置された第3リンク3333と前部フレーム3310の一端部に位置する板状部3311との間に配置される。
 前部ブラケット3301の上部連結孔3301cと第1リンク3331の内側貫通孔3331aとは軸部材3334により連結される。なお、軸部材3334は、前部ブラケット3301及び後部ブラケット3302間に掛け渡されており、後部ブラケット3302側に配置される第1リンク内側貫通孔3331aにも連結され、前後の同期が図られている。第1リンク3331の外側貫通孔3331bと第2リンク3332の上部貫通孔3332aとは連結ピン3335により連結される。
 第2リンク3332の中央貫通孔3332bと第3リンク3333の上部貫通孔3333aとは連結ピン3336により連結される。第3リンク3333の下部貫通孔3333bと前部ブラケット3301の下部連結孔3301dとは連結ピン3337により連結される。第2リンク3332の下部貫通孔3332cと前部フレーム3310の板状部3311の下部連結孔3311aとは連結ピン3338により連結される。
 第2リンク3332は、上部貫通孔3332aに隣接して外方に突出する突出部3332dを有する形状となっている。この突出部3332dは、各ブラケット3301,3302のリンク支持部3301b,3302bよりも外方に位置するように突出しており、前部寄り及び後部寄りに配置される第2リンク3332,3332の突出部3332d,3332d間に、補強パイプ3332eが掛け渡されている。これにより、強度を向上させると共に、前部寄りと後部寄りに配置される第2リンク3332,3332の同期を図っている。同様に、第3リンク3333にも外方に突出する突出部3333cを有しており、前部寄りと後部寄りに配置される第3リンク3333,3333の突出部3333c,3333c間に、補強パイプ3333dが掛け渡され、強度の向上と、第3リンク3333,3333の同期を図っている。
 前後サスペンション3200の前部寄りの可動連結フレーム3230と左右サスペンション3300の前部フレーム3310との間、前後サスペンション3200の後部寄りの可動連結フレーム3230と左右サスペンション3300の後部フレーム3320との間には、それぞれ、ばね部材3350により弾性的に連結される。本実施形態では、ばね部材3350として、ねじりコイルばねを用いており、一端3351を前後サスペンション3200の各可動連結フレーム3230,3230に係合し、他端3352を左右サスペンション3300の前部フレーム3310及び後部フレーム3320に設けたばね固定用ブラケット3360に係合し、前後サスペンション3200に対して、左右サスペンション3300が左右に運動すると、ばね部材3350を構成するねじりコイルばねの拡縮によって弾性が作用し、左右方向の力を緩衝する。なお、ばね部材3350としては、ねじりコイルばねに限らず、前後サスペンション3200と左右サスペンション3300との間に掛け渡され、軸方向に弾性が機能するコイルスプリング等を用いることもできる。
 そして、図18及び図19に示したように、左右サスペンション3300の前部フレーム3310及び後部フレーム3320の各端部付近に位置する取り付け部3313,3323に、図14に示した座席構造1000に用いられた座席支持機構1の下部が固定されて配設される。
 左右サスペンション3300は、車両の油圧サスペンションの位相ずれ等によって横揺れ(低周期振動)が生じると、例えば、図28(a)の中立状態から、図28(b)に示したように、正面から見て、車体フロアが相対的に左方に揺動すると、前部フレーム3310及び後部フレーム3320、並びに、それらに支持された座席構造1000は相対的に右方に揺動する。
 リンク機構3330は、図28(a)~(c)に示したように、例えば、前部フレーム3310の下部連結孔3311aが、第2リンク3332の下部貫通孔332cに連結ピン3338により連結されているため、前部フレーム3310が左右に変位すると、この連結点(連結ピン3338の位置)がそれに伴って左右に変位する。第2リンク3332は、上部貫通孔3332aが第1リンク3331の外側貫通孔3331bに連結ピン3335を介して連結されているため、該連結ピン3335を揺動支点として下部連通孔3311aと下部貫通孔3332cの連結点(連結ピン3338の位置)は左右方向(車幅方向)に円弧状軌道で変位することになる。
 第2リンク3332の中央貫通孔3332bには、連結ピン3336を介して、第3リンク3333の上部貫通孔3333aが連結されている。従って、第2リンク3332の下部貫通孔3332c側が左右方向に円弧運動しようとすると、第3リンク3333は、その下部貫通孔3333bが前部ブラケット3301の下部連結孔3301dに連結ピン3337を介して連結されているため、該連結ピン3337を中心として上部貫通孔3333a側が左右方向に円弧運動する。これにより、第2リンク3332は上部貫通孔3332aの位置を揺動支点として、下部貫通孔3332c及び連結ピン3338を介して該下部貫通孔3332cに連結された前部フレーム3310が安定した軌跡で左右方向に円弧運動する。このような円弧運動により、横揺れが吸収される。なお、後部フレーム3320の軌道も同様である。
 本実施形態のサスペンションシート2000は、上記のように、図14に示した座席構造1000を、サスペンション機構3000の上部に固定した構造である。図14に示した座席構造1000は、コイルスプリング113により端縁同士を接続したベースネット110と、クッション部材120(後述の実験では三次元立体編物及びウレタン材の積層構造)とを備え、それにより人を支える層(上層)を形成し、下層が上記実施形態のトーションバー330,340及びリンク機構40を備えた座席支持機構1で、人と座席構造1000そのものを支えている。図14で用いた座席支持機構1の上端位置及び下端位置の状態は、図29に示したとおりであり、この座席支持機構1は、3自由度系の構造体である。座席構造1を支持する上記したサスペンション機構3000は、4自由度系の構造体であり、これらを併せた図18に示した本実施形態のサスペンションシート2000は、6自由度系の構造体となる。
(実験例)
 図18に示したサスペンションシート2000について振動実験を行った。実験に使用したサスペンションシート2000の特性は次のとおりである。該サスペンションシート2000を構成する座席構造1000のクッション部材120の特性は、自動車用シートに使われるものとしては若干硬めの特性でばね定数26542N/m(図17の「TB固定-CoilSpring無」のデータから算出)で、座席支持機構1のトーションバー330,340のばね定数は58500N/mで、両者を併せたばね定数は19425N/mであった(図17の「TB通常-CoilSpring有」のデータから算出)。
 サスペンション機構3000を構成する左右サスペンション3300、前後サスペンション3200及び上下サスペンション3100それぞれの荷重-たわみ特性は、図30に示したとおりである。左右サスペンション3300及び上下サスペンション3100は、ばね定数が極めて低く、実質的にゼロに近い領域を有するダッフィング型の非線形特性を示す構造である(図30(a),(c)参照)。前後サスペンション3200は、摺動抵抗による見かけ上の非線形成分が平衡点で認められるが、基本的な特性は線形である(図30(b)参照)。
 なお、上下サスペンション3100のより詳しい特性は、図31に示したように、正のばね定数を有するトーションバー3150,3150と、負のばね定数を有する磁気バネ3160との組み合わせであり、それにより、上下サスペンション3100全体としてダッフィング型の非線形特性を示す構造となっている。また、図30(c)及び図31から明らかなように、磁気バネ3160を有することにより、車体フロアから伝達される振動に対してクーロン摩擦力ではなく、転がり摩擦力が作用するため、ヒステリシスロスのない構造体となっている。
 また、左右サスペンション3300は、上記のように、横方向に直動するのではなく、円弧運動(振り子運動)で横揺れを吸収するが、図32は、本実施形態の円弧運動(振り子運動)を呈する左右サスペンション3300と、単に横方向に直動するタイプの左右サスペンションの振動伝達特性を比較したものである。両者を比較すると、直動型の左右サスペンションは、低周波で共振峰が高くなっているのに対し、本実施形態の円弧運動(振り子運動)を行う左右サスペンション3300は共振峰が低く抑えられていることがわかる。すなわち、本実施形態の左右サスペンション3300は共振が生じにくい構造である。図33は、本実施形態の左右サスペンション3300のセントロードを示す図であり、被験者の図上に振り子の回転中心があることがわかる。
(実験方法)
 被験者は、健康な20歳代の男性1名と40歳代の男性2名の計3名で、体重はそれぞれ60kg、72kg、84kgである。本実施形態の6自由度のサスペンションシート2000(サスペンション機構3000の上下ストローク:80mm)を加振機にセットし、被験者が着座した状態で励振して加振実験を行った。比較のため、ドイツ製の1自由度のサスペンション機構(上下ストローク:160mm)を用いた場合についても測定した。励振波形は、正弦波掃引波形と、広島市の一般道で採取した路面電車の軌道を模擬した3軸の不規則振動波形である。なお、模擬用の振動波形の採取に用いた車両はバン型の普通車で、走行速度は40km/hで行った。
 図34は、体重84kgの被験者が着座した際の左右、前後、上下方向の正弦波の振動入力に対する除振性能を示し、本実施形態のサスペンションシート2000(図では、「6自由度サスペンションシート」)の測定結果と、比較例に係るドイツ製の1自由度のサスペンション機構を用いたサスペンションシート(図では、「1自由度サスペンションシート」)の測定結果を併せて示したものである。図35は、本実施形態のサスペンションシート2000の左右、前後、上下方向の除振性能を併せて表示したものである。この結果から、本実施形態のサスペンションシート2000は、3方向の共振峰がいずれも4Hz以下にあり、4Hz以上の外部振動入力に対して3方向全てのサスペンションが機能することがわかる。
 図36は、衝撃性振動入力に対する吸収性能を示したもので、本実施形態のサスペンションシート2000によれば、最大加速度が半分以下に軽減されていることがわかる。
 ここで、図37は、2自由度系の振動モデルで、図17及び図30のパラメート及び次式1:
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001

を用いて解析した結果を示す。m1は、サスペンション機構3000のばね上質量(上下サスペンション3100の上部フレーム体3130と、それに支持される前後サスペンション3200及び左右サスペンション3300を合わせた質量:この例では14.2kg)と、座席支持機構1のばね下質量(座席支持機構1において、座席支持機構1に支持されるクッションフレーム10よりも下方位置の部材の質量:この例では3.0kg)の総和で17.2kgである。m2は、座席構造1000のばね上質量(座席支持機構1に支持されるクッションフレーム10を含むその上方位置の部材の質量:この例では16.6kg)と人の体重(60kg、72kg、84kg)との総和で表されるが、人の体重は背もたれに入る重量と足の重量を除外するため8割を荷重分担とすると、m2は64.6kg、74.6kg、83.8kgとなる。u20はm2の振幅であり、入力振動は質量m1に加わる外力P0sinωtとした。このP0sinωtは、車両の加速度及び慣性力並びにフロアから入力される加速度である。k1はサスペンション機構3000のばね定数2949N/mで、k2は座席構造1000のばね定数19425N/mで、μは減衰係数、ζは減衰比で0.2とする。この値は通常のシートで用いられるもので実験的に得られた数値である。
 なお、式(1)は、6自由度サスペンションシート2000の上下方向振動入力に対する状態方程式を作り、振幅比から求めた伝達率である。変位励振モデルを使用せずに、強制振動モデルを用いたのは、サスペンション機構3000のばね上質量に入る加速度を用いて解析を行っているためである。
 図38は、広島市の路面電車の軌道である宇品路面電車軌道から採取した左右、前後、上下の3方向の加速度を6自由度の加振機により再現した波形を用いて振動特性を評価した結果を示したものであるが、図35に示した正弦波による評価結果と近似していることがわかる。そして、この計測で得られた伝達関数は、上記した式(1)を用いた動吸振器をもつ2自由度系の解析結果と減衰傾向が一致した。従って、本実施形態の6自由度サスペンションシート2000の振動特性は、座席構造1000の振動特性に依存せず、サスペンション機構3000のばね特性並びに構造減衰に依存することが示唆される。そこで、サスペンション機構3000に内蔵されたトーションバーの動的なばね定数を調べたところ、図39の結果が得られた。トーションバーの動的なばね定数は入力振動の振幅に依存して上昇しており、サスペンションシート2000内の構造減衰の影響によるものであることが示唆される。
 図40は、被験者2名を追加した3名分の実験結果を併せたものであるが、いずれの被験者の実験結果も上記と同様のことが言えることがわかる。
 但し、より詳細に見ると、図40(b)において、体重72kgの被験者の場合、1~3Hzの間に2つのピークが生じているが他の被験者はこのような傾向が見られない。これは、他の被験者が深く腰掛け、背を背もたれに十分当接した着座姿勢であったのに対し、体重72kgの被験者が、背を背もたれから離間した着座姿勢で測定したことによるものである。図29に示したように、本実施形態のサスペンションシート2000は、着座状態で、シートバック及びシートクッション共に、上下だけでなく前後にも運動する。これは、本実施形態のサスペンションシート2000が、座席支持機構1のトーションバー330,340の動きを含め、3軸方向に運動可能だからであるが、シートバックに背を当接していない場合には、シートバックを介しての振動除振機能を十分には得ることができない。体重72kgの被験者のデータにおいて上記のような2つのピークが出現したのはこのためである。
 この点、図40(d)~(f)でも同様のことが言える。これらの例では、シートクッションの設計上のヒップポイントに中心を合わせて85kgのウエイトを置いた振動伝達特性も測定したが、ウエイトはシートバックに接していないため、シートバックの運動の影響を全く受けず、左右振動のデータでは、複数のピークが生じると共に、各被験者のデータよりも高い振動伝達率となっている。前後振動のデータでは、2Hz前後に極めて高い振動伝達率の共振峰が生じている。また、前後振動及び上下振動共に、4Hz以上の領域における振動伝達率が被験者のデータと比較して高くなっている。
 図41は、着座に起因する疲労度を30分間の静的着座実験で指尖容積脈波を用いて算出したものである。1自由度サスペンションシートと比べ、6自由度サスペンションシート2000は、シート上で生じる体動を良く吸収し、末梢循環系の血流阻害を生じさせないこことが示唆される。6自由度サスペンションシート2000は、時間を変えて再計測した値も示しているが、疲労度についての進行度合いが計測時間に依存しにくいものであることが示されている。図42は、宇品路面電車軌道の再現波形を用いた30分間の動的着座実験であるが、図41と同様に、6自由度サスペンションシート2000は、1自由度サスペンションシートと比較して疲労度の進行度合いが高くないことがわかる。
 1 座席支持機構
 10 クッションフレーム
 11 サイドフレーム
 12 前部フレーム
 13 後部フレーム
 110 ベースネット
 113 コイルスプリング
 20 スライダ
 30 リフター
 310 クラッチ機構
 312a 出力ギヤ
 320 回転力伝達機構
 323 セクタギヤ(前部回転体)
 325 連結駆動リンク
 327 後部駆動リンク(後部回転体)
 330 前部トーションバー
 340 後部トーションバー
 350 スクリュー
 351 ナット部材
 40 リンク機構
 410 前部リンク機構
 411 前部固定リンク
 412 フレーム側前部リンク
 413 第1前部可動リンク
 414 第2前部可動リンク
 420 後部リンク機構
 421 後部固定リンク
 422 後部可動リンク
 430 連結可動リンク
 1000 座席構造
 2000 サスペンションシート
 3000 サスペンション機構
 3100 上下サスペンション
 3200 前後サスペンション
 3300 左右サスペンション

Claims (12)

  1.  シートクッションの高さ調整を行うリフターと、前記シートクッションのクッションフレームを支持するベース部と前記クッションフレームの間に設けられ、高さ調整によって変位するリンク機構とを有する座席支持機構であって、
     前記リフターが、回転力を付与するクラッチ機構と、前記クラッチ機構から伝達される回転力によって回転する回転体を備えた回転力伝達機構とを有して構成されると共に、
     一端部が前記リフターにおける回転力伝達機構の回転体の回転中心に連結され、他端部が前記リンク機構に連結されて前記クッションフレームの幅方向に掛け渡されるトーションバーを有し、
     前記トーションバーが、前記リフターによる高さ調整時に、前記リンク機構に連結される他端部を固定端としてその弾性力により前記クッションフレームが高さ調整する機能と、外部振動の入力時に、前記クッションフレームの前記ベース部に対する相対的な変位よる前記リンク機構の動きにより、前記回転力伝達機構の回転体に連結された一端部を固定端としてその弾性力によって振動を吸収する機能とを併有することを特徴とする座席支持機構。
  2.  前記リンク機構は、前記クッションフレームの前部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の前部リンク機構と、後部に位置して幅方向に離間して設けられる一対の後部リンク機構とを備えてなり、
     前記トーションバーとして、前記前部リンク機構に対応する前部トーションバーと、前記後部リンク機構に対応する後部トーションバーとを有し、
     前記前部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記前部リンク機構の前部可動リンクにそれぞれ連結され、
     前記後部トーションバーは、一端部が前記回転力伝達機構の回転体に、他端部が前記後部リンク機構の後部可動リンクにそれぞれ連結されている請求項1記載の座席支持機構。
  3.  前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が、それぞれ独立して機能する独立懸架式である請求項2記載の座席支持機構。
  4.  前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構を連結する連結可動リンクを有し、前記前部リンク機構及び前記後部リンク機構が同期して動作する請求項2記載の座席支持機構。
  5.  前記回転力伝達機構の回転体は、前記クラッチ機構の回転力によって回転する前部回転体と、前記前部回転体に連結駆動リンクによって回転する後部回転体とを有してなり、前記前部回転体の回転中心に前記前部トーションバーの一端部が連結され、前記後部回転体の回転中心に前記後部トーションバーの一端部が連結されている請求項2~4のいずれか1に記載の座席支持機構。
  6.  前記前部回転体又は前記後部回転体のいずれか一方が、前記クラッチ機構の出力ギヤによって回転するセクタギヤであり、その回転中心に、前記前部トーションバー又は前記後部トーションバーの一端部が連結される請求項5記載の座席支持機構。
  7.  前記ベース部が、前後位置調整用のスライダのアッパーレールである請求項1~6のいずれか1に記載の座席支持機構。
  8.  請求項1~7のいずれか1に記載の座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造であって、
     前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、
     前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、
     前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっていることを特徴とする座席構造。
  9.  前記ベースネットが、二次元又は三次元の布帛から構成され、前記ばね部材が、コイルスプリングから構成されている請求項8記載の座席構造。
  10.  前記ベースネットを被覆して配設される前記クッション部材が、ウレタン材、三次元の布帛又はそれらの組み合わせから構成される請求項8又は9記載の座席構造。
  11.  左右、前後及び上下の3方向の振動吸収機能を有するサスペンション機構の上部に、請求項1~7のいずれか1に記載の座席支持機構によって支持されたシートクッションを備えた座席構造のベース部が支持されていることを特徴とするサスペンションシート。
  12.  前記シートクッションが、前記クッションフレームの前後方向に所定間隔をおいて配設された2つのフレーム部材間に掛け渡されるベースネットと、前記ベースネットを被覆して配設されるクッション部材とを有してなり、
     前記ベースネットは、前端縁側及び後端縁側が前記各フレーム部材に掛け回され、前記前端縁及び前記後端縁間がばね部材により連結されて配設され、
     前記ばね部材が、前記座席支持機構を構成する前記トーションバーと直列配列になっている請求項11記載のサスペンションシート。
PCT/JP2015/079382 2014-10-16 2015-10-16 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート WO2016060270A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016554150A JP6632985B2 (ja) 2014-10-16 2015-10-16 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート
EP15850048.8A EP3208139B1 (en) 2014-10-16 2015-10-16 Seat support mechanism, seat structure and suspension seat
CN201580055606.8A CN106794783B (zh) 2014-10-16 2015-10-16 座椅支承机构、座椅结构以及悬架座位
US15/519,320 US10315535B2 (en) 2014-10-16 2015-10-16 Seat support mechanism, seat structure and suspension seat

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-211638 2014-10-16
JP2014211638 2014-10-16
JP2015102314 2015-05-19
JP2015-102314 2015-05-19
JP2015115328 2015-06-05
JP2015-115328 2015-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016060270A1 true WO2016060270A1 (ja) 2016-04-21

Family

ID=55746802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/079382 WO2016060270A1 (ja) 2014-10-16 2015-10-16 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10315535B2 (ja)
EP (1) EP3208139B1 (ja)
JP (1) JP6632985B2 (ja)
CN (1) CN106794783B (ja)
WO (1) WO2016060270A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018221744A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 デルタ工業株式会社 サスペンション機構
WO2019049879A1 (ja) * 2017-09-07 2019-03-14 デルタ工業株式会社 サスペンション機構及びシート構造
WO2019082876A1 (ja) * 2017-10-24 2019-05-02 デルタ工業株式会社 乗物用シートのシートクッション及び乗物用シート
JP2019077437A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 デルタ工業株式会社 乗物用シートのシートクッション及び乗物用シート

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10525892B2 (en) * 2016-07-22 2020-01-07 Faraday & Future Inc. In-vehicle locking safe with detachment and breach resistant security features
JP6533247B2 (ja) 2017-04-03 2019-06-19 テイ・エス テック株式会社 車両用シート
JP7079403B2 (ja) * 2017-10-20 2022-06-02 テイ・エス テック株式会社 車両用シート
US10377281B2 (en) * 2017-10-25 2019-08-13 GM Global Technology Operations LLC Seat transformation bracket
JP2019202749A (ja) * 2018-05-22 2019-11-28 デルタ工業株式会社 サスペンション機構、マルチサスペンション機構及びダンパー
US10661684B2 (en) * 2018-07-03 2020-05-26 Sears Manufacturing Co. Seat height and tilt adjustment mechanism
US11413995B2 (en) 2019-05-09 2022-08-16 Ariens Company Suspension system for a utility vehicle
US11065989B2 (en) * 2019-09-18 2021-07-20 Ford Global Technologies, Llc Scissor lift assembly
CN110816372B (zh) * 2019-11-27 2021-03-16 安徽江淮汽车集团股份有限公司 一种卡车座椅减震器、卡车座椅以及卡车
JP7472842B2 (ja) * 2021-04-02 2024-04-23 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724638U (ja) * 1993-10-18 1995-05-09 難波プレス工業株式会社 シ−ト用サスペンション
JP2004074979A (ja) * 2002-08-21 2004-03-11 Delta Tooling Co Ltd 車両用シートのフレーム構造
JP2004147670A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Delta Tooling Co Ltd シートのクッション座角調整機構
JP2007112393A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Aisin Seiki Co Ltd 車両用シート調整装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2033531B (en) * 1978-11-09 1983-01-06 Uop Inc Vehicle seat suspension
JPH0724637U (ja) 1993-10-19 1995-05-09 三菱自動車工業株式会社 車両用シートにおける微振動吸収装置
JP3917045B2 (ja) 2002-08-30 2007-05-23 株式会社今仙電機製作所 シート高さ調整クラッチ
WO2004026080A1 (ja) * 2002-09-03 2004-04-01 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho シート
JP4611130B2 (ja) 2005-06-13 2011-01-12 株式会社デルタツーリング 座席用ベースネット支持機構及び座席構造
JP4554444B2 (ja) 2005-06-13 2010-09-29 株式会社デルタツーリング 座席構造
JP5382647B2 (ja) * 2009-02-03 2014-01-08 株式会社デルタツーリング シートサスペンション
JP5888776B2 (ja) * 2011-11-25 2016-03-22 株式会社デルタツーリング ベースネット及び座席構造
JP6080674B2 (ja) 2013-04-25 2017-02-15 株式会社デルタツーリング シートサスペンション
JP6259255B2 (ja) * 2013-10-19 2018-01-10 デルタ工業株式会社 シート

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0724638U (ja) * 1993-10-18 1995-05-09 難波プレス工業株式会社 シ−ト用サスペンション
JP2004074979A (ja) * 2002-08-21 2004-03-11 Delta Tooling Co Ltd 車両用シートのフレーム構造
JP2004147670A (ja) * 2002-10-28 2004-05-27 Delta Tooling Co Ltd シートのクッション座角調整機構
JP2007112393A (ja) * 2005-10-24 2007-05-10 Aisin Seiki Co Ltd 車両用シート調整装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018221744A1 (ja) * 2017-06-02 2018-12-06 デルタ工業株式会社 サスペンション機構
JP2018203040A (ja) * 2017-06-02 2018-12-27 デルタ工業株式会社 サスペンション機構
WO2019049879A1 (ja) * 2017-09-07 2019-03-14 デルタ工業株式会社 サスペンション機構及びシート構造
JP2019048489A (ja) * 2017-09-07 2019-03-28 デルタ工業株式会社 サスペンション機構及びシート構造
WO2019082876A1 (ja) * 2017-10-24 2019-05-02 デルタ工業株式会社 乗物用シートのシートクッション及び乗物用シート
JP2019077437A (ja) * 2017-10-24 2019-05-23 デルタ工業株式会社 乗物用シートのシートクッション及び乗物用シート
US11155193B2 (en) 2017-10-24 2021-10-26 Delta Kogyo Co., Ltd. Seat cushion for vehicle seat and vehicle seat

Also Published As

Publication number Publication date
JP6632985B2 (ja) 2020-01-22
CN106794783B (zh) 2019-01-22
US20170232871A1 (en) 2017-08-17
EP3208139A4 (en) 2018-09-05
US10315535B2 (en) 2019-06-11
EP3208139B1 (en) 2020-04-22
JPWO2016060270A1 (ja) 2017-08-17
CN106794783A (zh) 2017-05-31
EP3208139A1 (en) 2017-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016060270A1 (ja) 座席支持機構、座席構造及びサスペンションシート
JP5153345B2 (ja) 乗物用シート
JP4749449B2 (ja) 二次元ネット材
JP4484346B2 (ja) 車両用シート
JP6297409B2 (ja) 座席構造
JP5800357B2 (ja) 生体信号検出機構
JP4603396B2 (ja) シートサスペンション制御機構
CN103517828B (zh) 座椅衬垫及车用座椅
WO2004007238A1 (ja) 座席構造
Tewari et al. Three-DOF modelling of tractor seat-operator system
JP2005007078A (ja) 低周波振動構造及び低周波振動シート
JP5888776B2 (ja) ベースネット及び座席構造
JPH1130274A (ja) 磁気バネを有する振動機構
JP2019048489A (ja) サスペンション機構及びシート構造
JP2012251913A (ja) 乗り心地評価方法及び乗り心地評価装置
JP4243669B2 (ja) 座席構造
CN110525294A (zh) 一种工程车辆用4srs+sp三维并联减振座椅结构
JP5178171B2 (ja) 座席構造
CN210881753U (zh) 一种减振装置、座椅及车辆
JP5469891B2 (ja) 乗り物用座席
JP5570056B2 (ja) 座席構造
JPH1086725A (ja) 磁気浮上式サスペンションユニット
TW200836949A (en) Vehicular seat structure

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15850048

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016554150

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2015850048

Country of ref document: EP