(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、乗物に設置されるシートにおいては、効果的にシートの振動を低減することが望まれる。
【0005】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであ
り、効果的に乗員が感じる振動を低減することを目的とする。
【0006】
また、本発明は、振動減衰機構の当たり感を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記した課題を解決する本発明の乗物用シートはシートフレームと、シートフレームに架設されたSバネと、Sバネに設けられた振動減衰機構とを備える。
【0008】
このような構成によれば、乗員の荷重を着座面の裏側で支持するSバネの振動を減衰させることができるので、乗員が着座面から感じる振動を減衰して、乗員が感じる振動を効果的に低減することができる。また、振動減衰機構がシート全体を支える必要がないため、コンパクトな構成で、乗員が感じる振動を低減することができる。
【0009】
前記した乗物用シートにおいては、前記振動減衰機構は、前記シートフレームに固定され、前記Sバネの端部は、前記振動減衰機構に掛止されている構成とすることができる。
【0010】
このような構成によれば、乗員の荷重を支えるSバネの中央部から遠い箇所に振動減衰機構が配置されるので、乗員が、振動減衰機構の当たり感を感じることを抑制することができる。
【0011】
また、前記Sバネは、第1Sバネと第2Sバネを含み、前記振動減衰機構の一端は前記第1Sバネの一端に掛止され、前記振動減衰機構の他端は前記第2Sバネの一端に掛止され、前記第1Sバネの他端は、前記シートフレームに掛止され、前記第2Sバネの他端は、前記シートフレームに掛止されている構成とすることができる。
【0012】
このような構成によれば、1つの振動減衰機構で第1Sバネと第2Sバネの両方の振動を減衰することができる。
【0013】
この場合において、前記第1Sバネと前記第2Sバネとは同じ長さである構成とすることができる。
【0014】
このような構成においては、振動減衰機構がシートの中央付近に位置し、第1Sバネと第2Sバネの両方の振動を効果的に抑制することができる。
【0015】
前記した乗物用シートにおいては、前記Sバネは、前後方向に並んで複数設けられ、各前記Sバネは左右方向に架設され、各前記Sバネに前記振動減衰機構が設けられた構成とすることができる。
【0016】
このような構成によれば、前後方向に複数、振動減衰機構が設けられることになり、効果的にシートの振動を低減することができる。
【0017】
前記した乗物用シートにおいては、前記振動減衰機構は、第1回転子と、前記第1回転子に対して抵抗を発生しながら回転する第2回転子とを含んでなるロータリーダンパーであってもよい。また、前記振動減衰機構は、リニアダンパーであってもよい。さらに、前記振動減衰機構は、乗物用シートが設置される機体または乗物用シートの振動を検出するセンサと、当該センサで検出した信号に基づいて前記Sバネの振動を減衰するように前記Sバネの振動と逆位相の振動を発生する振動アクチュエータとを含む構成とすることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、乗員の荷重を着座面の裏側で支持するSバネの振動を減衰させることができるので、乗員が着座面から感じる振動を減衰して、乗員が感じる振動を効果的に低減することができる。また、振動減衰機構がシート全体を支える必要がないため、コンパクトな構成で、乗員が感じる振動を低減することができる。
【0019】
また、振動減衰機構をシートフレームに固定し、Sバネの端部を振動減衰機構に掛止した場合、振動減衰機構の当たり感を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1に示すように、本発明の第1実施形態に係る乗物用シートの一例としての車両用シートS1は、シートフレームFにクッションCを被せてなる。シートフレームFは、シートクッションを構成するクッションフレームF1と、クッションフレームF1に回動可能に支持され、シートバックを構成するシートバックフレームF2とを備えてなる。なお、本明細書において、前後左右は車両用シートS1に座った乗員を基準とする。
【0022】
クッションフレームF1は、左右に離間して配置されたサイドフレーム20と、左右のサイドフレーム20の前端部を接続するパンフレーム31と、左右のサイドフレーム20の後端部を接続するパイプからなるリアフレーム32とを備えてなる。
【0023】
左右のサイドフレーム20間には、クッションCを裏側(下側)から支持するSバネ40が架設されている。各サイドフレーム20は、左右方向内側の面に、サイドフレーム20を構成する鋼板の一部を切り起こしてなる掛止部21が、前後に並んで3つ設けられている(右側のサイドフレーム20についてのみ図示)。Sバネ40は、3つの掛止部21に対応して、前後方向に並んで3つ架設されている。各Sバネ40には、振動減衰機構の一例としてのロータリーダンパー50が設けられている。
【0024】
各Sバネ40は、第1Sバネ41と第2Sバネ42を含み、ロータリーダンパー50の右端は、第1Sバネ41の左端に係止され、ロータリーダンパーの左端は、第2Sバネ42の右端に係止されている。そして、第1Sバネ41の右端は、右のサイドフレーム20の掛止部21に掛止され、第2Sバネ42の左端は、左のサイドフレーム20の掛止部21に掛止されている。なお、各Sバネ40は、適度な引張荷重が与えられた状態で架設されている。
【0025】
各第1Sバネ41と各第2Sバネ42は、互いに同じ長さである。すなわち、ロータリーダンパー50は、左右のサイドフレーム20の左右方向の中央に配置されている。
【0026】
ロータリーダンパー50は、公知の構成を有するものであり、
図2(a)に示すように、右側に配置された第1回転子51と、第1回転子51に対して抵抗を発生しながら回転軸線CLを中心に回転する第2回転子52とを含んでなる。
【0027】
図2(a),(b)に示すように、第1回転子51は、有底筒状の本体部51Aと、本体部51Aから延出するアーム51Cとを備える。アーム51Cは、第1Sバネ41の左端部が掛止される掛止孔51Dを有している。本体部51Aは、内部に、回転軸線CLを中心に回転可能な可動部材53を有する。可動部材53は、本体部51Aの中心に配置された軸嵌合部53Aと、軸嵌合部53Aから直径方向に延びる可動壁53Bを備えてなる。軸嵌合部53Aは、四角形断面の係合穴53Dを有し、可動壁53Bは、オリフィス53Cを有する。また、本体部51Aは、内周面から軸嵌合部53Aまで延び、軸嵌合部53Aと接触する仕切壁51Bを有している。仕切壁51Bと、可動部材53によって、本体部51Aの内部は第1室55Aと第2室55Bの2つに仕切られ、第1室55Aと第2室55Bの内部にダンパーオイルが満たされている。第1室55Aと第2室55Bとは、オリフィス53Cを介して連通している。
【0028】
一方、第2回転子52は、第1回転子51の本体部51Aと回転可能に係合する本体部52Aと、本体部52Aから延出するアーム52Cとを備える。アーム52Cは、第2Sバネ42の右端が掛止される掛止孔52Dを有している。本体部52Aは、係合穴53Dに対応した四角形断面の軸部52Bを一体に有しており、軸部52Bが係合穴53Dと係合することで、第2回転子52と可動部材53が一体に回転するようになっている。
【0029】
このような構成のロータリーダンパー50は、第1回転子51と第2回転子52が互いに回転軸線CL回りに回転するとき、第1室55Aと第2室55Bの容積が変化するので、オリフィス53Cを通って第1室55Aと第2室55Bの間でダンパーオイルが流れる。このときの流れの抵抗が、第1回転子51および第2回転子52の回転抵抗となり、ダンパー効果を発生するようになっている。なお、本実施形態のロータリーダンパー50は、第1回転子51に対し、第2回転子52が図の時計回り方向、反時計回り方向のいずれに回転する場合であっても抵抗が発生するようになっている。
【0030】
以上のように構成された車両用シートS1の作用効果について説明する。
図3(a)に示すように、乗員が車両用シートS1に着座する前においては、Sバネ40に与えられた初期荷重によってSバネ40が水平に張った状態となっている。
【0031】
乗員が車両用シートS1に着座すると、
図3(b)に示す白抜きの矢印のように、車両用シートS1の左右方向中央、つまり、ロータリーダンパー50が設けられた付近に大きな荷重が掛かり、ロータリーダンパー50が回動して、第1Sバネ41と第2Sバネ42は、ともに左右中央側が下に位置するように傾斜する。この状態で、車両のエンジンによる振動や、路面の凹凸を通過したときに発生する振動が車両用シートS1に伝わると、Sバネ40およびロータリーダンパー50が上下するように僅かながら振動する。ロータリーダンパー50が上下に移動するときには、第1回転子51のアーム51Cと第2回転子52のアーム52Cとの相対角度が変化する。ところが、この相対角度の変化には、ダンパーオイルがオリフィス53Cを通過するための抵抗が掛かるため、Sバネ40に入力された振動は、ロータリーダンパー50により減衰される。
【0032】
このように、車両用シートS1によれば、乗員の荷重をクッションCの裏側で支持するSバネ40の振動を減衰させることができるので、乗員が着座面から感じる振動を減衰して、乗員が感じる振動を効果的に低減することができる。また、ロータリーダンパー50は、車両用シートS1の全体を支える必要がないため、コンパクトな構成で、乗員が感じる振動を低減することができる。
【0033】
また、ロータリーダンパー50は、両端に振動減衰機構としての第1Sバネ41と第2Sバネ42が掛止されているので、1つの振動減衰機構で第1Sバネ41と第2Sバネ42の両方の振動を減衰することができる。さらに、振動減衰機構としてのロータリーダンパー50が車両用シートS1の着座面の中央付近に位置しているので、外部から車両用シートS1に振動が入力されたときにアーム51Cとアーム52Cの角度変化が発生しやすく、ロータリーダンパー50の抵抗を発生しやすいため、第1Sバネ41と第2Sバネ42の両方の振動を効果的に抑制することができる。また、前後方向に複数、ロータリーダンパー50が設けられていることで、効果的にシートの振動を低減することができる。
【0034】
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態に係る乗物用シートについて説明する。第2実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同じ部分については、参照する図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【0035】
図4に示すように、乗物用シートの一例としての車両用シートS2の左右のサイドフレーム120の内壁面122には、振動減衰機構の一例としてのリニアダンパー150が前後方向に並んで3つ固定されている。Sバネ140は、前後に並んだ3つのリニアダンパー150に対応して3本設けられ、各Sバネ140は、右端部が右のサイドフレーム120に固定されたリニアダンパー150に掛止され、左端部が左のサイドフレーム120に固定されたリニアダンパー150に掛止されている。リニアダンパー150は、クッションCに着座した乗員が当たり感を感じにくいように、サイドフレーム120の上面よりも下に配置されている。
【0036】
図5に示すように、リニアダンパー150は、シリンダ151と、ピストンロッド152と、付勢部材の一例としての圧縮スプリング153とを備えてなる。ピストンロッド152は、シリンダ151内をシリンダ151の軸方向、すなわち左右方向に摺動可能なピストン部152Aと、ピストン部152Aに接続され、シリンダ151の軸方向端部から外部に露出するロッド部152Bとを有している。シリンダ151の内部は、ピストン部152Aによって第1室151Aと第2室151Bに区画されている。ピストン部152Aには、オリフィス152Cが設けられ、第1室151Aと第2室151Bとは、オリフィス152Cを介して連通している。そして、第1室151Aと第2室151Bの中には、ダンパーオイルが満たされている。ロッド部152Bは、端部に、Sバネ140が掛止される掛止孔152Dを有している。そして、Sバネ140は、初期荷重が与えられた状態で、つまり、圧縮スプリング153を所定量縮めた状態で端部が掛止孔152Dに掛止され、サイドフレーム120間に架設されている。
【0037】
このようなリニアダンパー150は、ピストン部152Aがシリンダ151に対し軸方向に移動可能であるが、その移動には、第1室151Aと第2室151Bの容積変化が伴うため、この容積変化を補うだけのダンパーオイルの移動が必要である。そのため、ダンパーオイルがオリフィス152Cを通って流れるときの流れの抵抗が、ピストン部152Aが移動するための抵抗となり、ダンパー効果を発生するようになっている。
【0038】
以上のように構成された車両用シートS2の作用効果について説明する。
車両のエンジンによる振動や、路面の凹凸を通過したときに発生する振動が車両用シートS2に伝わると、Sバネ140が上下するように僅かながら振動する。この振動によりSバネ140の引張荷重が変化(振動)し、ピストンロッド152を引っ張る力が変化(振動)する。この引張力の変化により、ピストンロッド152が左右に移動しようとするが、上述したように、この移動にはダンパーオイルがオリフィス152Cを通過するための抵抗が掛かるため、Sバネ140に入力された振動は、リニアダンパー150により減衰される。
【0039】
このように、車両用シートS2によれば、乗員の荷重をクッションCの裏側で支持するSバネ140の振動を減衰させることができるので、乗員が着座面から感じる振動を減衰して、乗員が感じる振動を効果的に低減することができる。また、リニアダンパー150は、車両用シートS2の全体を支える必要がないため、コンパクトな構成で、乗員が感じる振動を低減することができる。さらに、振動減衰機構としてのリニアダンパー150は、サイドフレーム120に固定され、Sバネ140の端部がリニアダンパー150に掛止されているため、リニアダンパー150が、乗員の荷重を支えるSバネの中央部から遠く、乗員がリニアダンパー150の当たり感を感じることを抑制することができる。また、前後方向に複数、リニアダンパー150が設けられていることで、効果的にシートの振動を低減することができる。
【0040】
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態に係る乗物用シートについて説明する。第3実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同じ部分については、参照する図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【0041】
図6に示すように、乗物用シートの一例としての車両用シートS3の左右のサイドフレーム220の内壁面222には、振動減衰機構の一例としての振動アクチュエータ250が固定されている。振動アクチュエータ250は、左右方向内側面に掛止部258が前後方向に並んで3つ設けられている。Sバネ240は、前後に並んだ3つの掛止部258に対応して3本設けられ、各Sバネ240は、右端部が右のサイドフレーム220に固定された振動アクチュエータ250の掛止部258に掛止され、左端部が左のサイドフレーム220に固定された振動アクチュエータ250の掛止部258に掛止されている。振動アクチュエータ250は、クッションCに着座した乗員が当たり感を感じにくいように、サイドフレーム220の上面よりも下に配置されている。
【0042】
図7に示すように、振動アクチュエータ250は、本体部251と、振動発生装置255と、前記した掛止部258を備えてなる。
本体部251は、ゴムなどの弾性を有する筐体からなり、内部に密閉された空間251Aを有している。空間251Aには、液体または粘性体が満たされている。本体部251の左右方向内側の壁には、部分的に往復移動し易くされたダイヤフラム252が設けられている。そして、ダイヤフラム252に対向して振動発生装置255が設けられている。振動発生装置255は、ボイスコイルモータと同様の構成であり、入力された信号に応じて往復運動が可能な可動部255Aの先端が、ダイヤフラム252に接触して配置されている。
【0043】
各掛止部258は、本体部251の左右方向内側の面に固定されている。各掛止部258は、掛止孔258Aを有しており、各Sバネ240の端部が掛止孔258Aに掛止されている。
【0044】
このような振動アクチュエータ250では、振動発生装置255に入力された信号に応じて可動部255Aが往復運動すると、ダイヤフラム252が振動して、その振動が本体部251の空間251A内の液体または粘性体の圧力変化(振動)を生じさせる。この圧力変化は、本体部251の表面を通じて掛止部258に伝わり、掛止部258を介してSバネ240にまで伝わるようになっている。
【0045】
図6に戻り、車両用シートS3または車体(図示せず)の適宜な箇所には車体(機体)または車両用シートS3の振動を検出するセンサ260が設けられている。本実施形態では、一例として、パンフレーム31の下側面に、センサ260が設けられている。センサ260は、制御装置270に接続され、検出信号を制御装置270に出力するようになっている。
【0046】
制御装置270は、センサ260から入力された信号に基づき、この入力信号を逆位相にしたうえ、適宜な時間(位相)だけずらした信号を振動発生装置255に出力するように構成されている。この出力信号は、外部から入力された、Sバネ240の振動が、振動発生装置255で発生する振動によりできるだけ打ち消される(減衰する)ように、その信号の大きさと位相とが調整される。この出力信号は、各車両用シートS3の剛性や、Sバネ240のバネの強さなどにより異なるので、実験により位相や信号の大きさを調整するとよい。なお、Sバネ240に入力される振動に対して振動発生装置255からSバネ240に逆位相の振動を入力すればよいので、センサ260および振動発生装置255の配置によっては、センサ260から入力された信号を逆位相にしなくてよい場合もあり得る。
【0047】
以上のように構成された車両用シートS3の作用効果について説明する。
車両のエンジンによる振動や、路面の凹凸を通過したときに発生する振動が車両用シートS3に伝わると、Sバネ240が上下するように僅かながら振動する。一方、この振動は、パンフレーム31にも伝わって、センサ260により検出される。センサ260は、検出した振動に応じた信号を制御装置270に出力し、制御装置270は、センサ260から入力された信号を予め調整された位相と出力に変換して振動発生装置255に出力する。
図7に示すように、振動発生装置255は、入力された信号に応じて可動部255Aが振動し、ダイヤフラム252を振動させる。ダイヤフラム252の振動は、本体部251の空間251A内の液体または粘性体を介して掛止部258に伝わり、掛止部258から、Sバネ240に振動が入力される。掛止部258からSバネ240に入力される振動は、車体からSバネ240に入力される振動と逆位相であって互いに打ち消し合うように位相および大きさが調整されているので、Sバネ240の振動は速やかに減衰する。
【0048】
このように、車両用シートS3によれば、乗員の荷重をクッションCの裏側で支持するSバネ240の振動を減衰させることができるので、乗員が着座面から感じる振動を減衰して、乗員が感じる振動を効果的に低減することができる。また、振動アクチュエータ250は、車両用シートS3の全体を支える必要がないため、コンパクトな構成で、乗員が感じる振動を低減することができる。さらに、振動減衰機構としての振動アクチュエータ250は、サイドフレーム220に固定され、Sバネ240の端部が振動アクチュエータ250の掛止部258に掛止されているため、振動アクチュエータ250が、乗員の荷重を支えるSバネの中央部から遠く乗員が振動アクチュエータ250当たり感を感じることを抑制することができる。また、前後方向に複数設けられた掛止部258が設けられていることで、効果的にシートの振動を低減することができる。そして、複数の掛止部258を、一つの振動発生装置255で動かすので、少ない部品点数で振動の減衰を実現することができる。
【0049】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は適宜変形して実施することが可能である。
【0050】
例えば、前記実施形態においては、Sバネを左右方向に架設していたが、前後方向に架設するように設けても構わない。また、SバネをシートバックフレームF2に左右または上下に架設し、このシートバックのSバネに振動減衰機構を設けてもよい。さらに、Sバネの数も特に限定されない。
【0051】
また、第3実施形態においては、センサをパンフレーム31の下側面に配置していたが、サイドフレームや、シートスライドレール、車体などに配置してもよい。
【0052】
また、前記実施形態においては、乗物用シートの適用例として自動車の車両用シートを示したが、本発明の乗物用シートは、その他の乗物用シート、例えば、自動車以外の鉄道などの車両のシート、もしくは、船舶用や航空機用のシートなどに適用することもできる。