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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024021013
(43)【公開日】2024-02-15
(54)【発明の名称】シートサスペンション機構
(51)【国際特許分類】
B60N 2/54 20060101AFI20240207BHJP
【ＦＩ】
B60N2/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022123635
(22)【出願日】2022-08-02
(71)【出願人】
【識別番号】594176202
【氏名又は名称】株式会社デルタツーリング
(74)【代理人】
【識別番号】100101742
【弁理士】
【氏名又は名称】麦島 隆
(72)【発明者】
【氏名】藤田 悦則
(72)【発明者】
【氏名】小倉 由美
(72)【発明者】
【氏名】巻田 聡一
(72)【発明者】
【氏名】福田 順
(72)【発明者】
【氏名】増野 将大
(72)【発明者】
【氏名】小島 重行
(72)【発明者】
【氏名】西田 篤史
(72)【発明者】
【氏名】杉本 栄治
【テーマコード（参考）】
3B087
【Ｆターム（参考）】
3B087DD02
3B087DD13
3B087DD17
3B087DE10
(57)【要約】
【課題】振動吸収特性、衝撃吸収特性を向上させる。
【解決手段】本発明のシートサスペンション機構１は、シート側フレーム２０及びベースフレーム１０間に中間フレーム３０を介在させてリンク機構４０によりシート側フレーム２０及びベースフレーム１０を並進運動可能に支持すると共に、リンク機構４０の回転運動を、中間フレーム３０及びこの中間フレーム３０に支持されるコンビネーションスプリング５０を含む質量体の略水平方向の運動にも変換させている。これにより、リンク機構４０の回転運動がシート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する並進運動に干渉することがなく、振動吸収特性、衝撃吸収特性を向上させることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のシートサスペンション機構１は、シート側フレーム２０及びベースフレーム１０間に中間フレーム３０を介在させてリンク機構４０によりシート側フレーム２０及びベースフレーム１０を並進運動可能に支持すると共に、リンク機構４０の回転運動を、中間フレーム３０及びこの中間フレーム３０に支持されるコンビネーションスプリング５０を含む質量体の略水平方向の運動にも変換させている。これにより、リンク機構４０の回転運動がシート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する並進運動に干渉することがなく、振動吸収特性、衝撃吸収特性を向上させることができる。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体構造とシートとの間に配置されるシートサスペンション機構であって、
前記車体構造側に配置されるベースフレームと、
前記シート側に配置されるシート側フレームと、
前記ベースフレーム及び前記シート側フレーム間に配置される中間フレームと、
前記シート側フレーム及び前記ベースフレームの上下方向への相対変位に伴って前記中間フレームを略水平方向に変位させつつ、前記シート側フレームを前記ベースフレームに対して上下方向に並進運動可能に支持するリンク機構と、
前記中間フレームに支持される正のばね特性を有する第１の正特性ばねと、所定の変位範囲で負のばね特性を有する磁気ばねとの組合せからなり、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って所定のばね力を発揮するコンビネーションスプリングと、
正のばね特性を有し、前記コンビネーションスプリングに対して直列の位置関係で配設される第２の正特性ばねと、
前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲において減衰力が所定以下であり、前記所定の範囲を超えると前記減衰力が増大し、さらに所定以上の変位量で前記減衰力が最大となる摩擦ダンパーと
を備え、
前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせた荷重－変位特性が、前記シート側フレームの平衡点を含む所定の範囲でばね定数が最も低く、前記所定の範囲を超えるとばね定数が高くなり、さらに所定以上の変位量でばね定数がさらに高くなる複数の変曲点を有する特性を有し、
入力振動の周波数及び振幅に応じ、主として、直列の位置関係で配設された前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせたばね力により除振する機能と、主として、前記摩擦ダンパーの減衰力で減衰する機能を有し、
かつ、
前記リンク機構の回転運動に伴い、前記中間フレーム及び前記コンビネーションスプリングを含む質量体の前記略水平方向へ運動する
ことを特徴とするシートサスペンション機構。
前記車体構造側に配置されるベースフレームと、
前記シート側に配置されるシート側フレームと、
前記ベースフレーム及び前記シート側フレーム間に配置される中間フレームと、
前記シート側フレーム及び前記ベースフレームの上下方向への相対変位に伴って前記中間フレームを略水平方向に変位させつつ、前記シート側フレームを前記ベースフレームに対して上下方向に並進運動可能に支持するリンク機構と、
前記中間フレームに支持される正のばね特性を有する第１の正特性ばねと、所定の変位範囲で負のばね特性を有する磁気ばねとの組合せからなり、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って所定のばね力を発揮するコンビネーションスプリングと、
正のばね特性を有し、前記コンビネーションスプリングに対して直列の位置関係で配設される第２の正特性ばねと、
前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲において減衰力が所定以下であり、前記所定の範囲を超えると前記減衰力が増大し、さらに所定以上の変位量で前記減衰力が最大となる摩擦ダンパーと
を備え、
前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせた荷重－変位特性が、前記シート側フレームの平衡点を含む所定の範囲でばね定数が最も低く、前記所定の範囲を超えるとばね定数が高くなり、さらに所定以上の変位量でばね定数がさらに高くなる複数の変曲点を有する特性を有し、
入力振動の周波数及び振幅に応じ、主として、直列の位置関係で配設された前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせたばね力により除振する機能と、主として、前記摩擦ダンパーの減衰力で減衰する機能を有し、
かつ、
前記リンク機構の回転運動に伴い、前記中間フレーム及び前記コンビネーションスプリングを含む質量体の前記略水平方向へ運動する
ことを特徴とするシートサスペンション機構。
【請求項2】
前記リンク機構は、前側リンク及び後側リンクを有して構成され、
前記前側リンク及び前記後側リンクは、それぞれ、
一端が前記中間フレームに軸支されていると共に、他端が前記ベースフレームに軸支される下側リンクと、
一端が前記中間フレームに軸支されると共に、他端が前記シート側フレームに軸支される上側リンクと
を有し、
前記下側リンク及び前記上側リンクの各一端が、略水平方向に円弧を描く運動軌跡となり、前記下側リンク及び前記上側リンクの各他端が、上下方向に延びる直線に沿って変位する運動軌跡となる請求項１記載のシートサスペンション機構。
前記前側リンク及び前記後側リンクは、それぞれ、
一端が前記中間フレームに軸支されていると共に、他端が前記ベースフレームに軸支される下側リンクと、
一端が前記中間フレームに軸支されると共に、他端が前記シート側フレームに軸支される上側リンクと
を有し、
前記下側リンク及び前記上側リンクの各一端が、略水平方向に円弧を描く運動軌跡となり、前記下側リンク及び前記上側リンクの各他端が、上下方向に延びる直線に沿って変位する運動軌跡となる請求項１記載のシートサスペンション機構。
【請求項3】
前記第１の正特性ばねが、前記中間フレームの前後に掛け渡されたガイド軸回りに支持された圧縮コイルスプリングからなり、
前記磁気ばねが、互いの磁界内を相対移動する２組の磁石を有し、一方の組の磁石が前記中間フレームに支持されており、
かつ、
上部が前記シート側フレームに軸支され、下部に、前記圧縮スプリングの他端を押圧可能な押圧部材が設けられていると共に、前記２組の磁石のうちの他方の組の磁石が支持されるスプリング用リンク
を有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
前記磁気ばねが、互いの磁界内を相対移動する２組の磁石を有し、一方の組の磁石が前記中間フレームに支持されており、
かつ、
上部が前記シート側フレームに軸支され、下部に、前記圧縮スプリングの他端を押圧可能な押圧部材が設けられていると共に、前記２組の磁石のうちの他方の組の磁石が支持されるスプリング用リンク
を有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
【請求項4】
前記第２の正特性ばねが、前記ベースフレーム及び前記シート側フレームの少なくとも一方と、前記前側リンク及び前記後側リンクを構成のいずれかとの軸部に配設され、前記前側リンク又は前記後側リンクの回転運動に伴ってねじりトルクを発生するトーションバーである請求項１記載のシートサスペンション機構。
【請求項5】
前記摩擦ダンパーは、
相対的に移動可能に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び第２部材の一方に設けられた立体布帛と、
前記第１部材及び第２部材の他方に設けられ、前記第１部材及び第２部材の相対移動時に前記立体布帛を圧縮すると共に、前記第１部材及び第２部材の相対位置により前記立体布帛の圧縮量を変化させ、その圧縮量に応じた減衰力を発生させる圧縮部材と
を有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
相対的に移動可能に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び第２部材の一方に設けられた立体布帛と、
前記第１部材及び第２部材の他方に設けられ、前記第１部材及び第２部材の相対移動時に前記立体布帛を圧縮すると共に、前記第１部材及び第２部材の相対位置により前記立体布帛の圧縮量を変化させ、その圧縮量に応じた減衰力を発生させる圧縮部材と
を有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
【請求項6】
前記第１部材及び第２部材の相対位置が、前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲に位置する場合に、前記所定の範囲を超えた範囲よりも圧縮量が小さく、前記減衰力が所定以下となるように設けられている請求項５記載のシートサスペンション機構。
【請求項7】
前記第１部材は、前記第２部材を構成するケース内を直線方向に移動可能であり、
前記立体布帛が、前記第１部材の外周に取り付けられ、
前記圧縮部材が、前記ケース内に、前記第１部材の移動方向の外周囲に位置するように設けられ、前記立体布帛が接することで前記立体布帛を圧縮する板状体から形成され、前記第１部材が挿入される方向から奥行き方向に向かって順に、高圧縮部、圧縮量変化部、低圧縮部、圧縮量変化部、高圧縮部の部位を有する請求項５記載のシートサスペンション機構。
前記立体布帛が、前記第１部材の外周に取り付けられ、
前記圧縮部材が、前記ケース内に、前記第１部材の移動方向の外周囲に位置するように設けられ、前記立体布帛が接することで前記立体布帛を圧縮する板状体から形成され、前記第１部材が挿入される方向から奥行き方向に向かって順に、高圧縮部、圧縮量変化部、低圧縮部、圧縮量変化部、高圧縮部の部位を有する請求項５記載のシートサスペンション機構。
【請求項8】
前記立体布帛は、前記第１部材の長手方向中心を挟んだ２つの面に設けられ、前記圧縮部材を構成する板状体が、前記２つの面に対向して２枚設けられている請求項７記載のシートサスペンション機構。
【請求項9】
前記圧縮部材を構成する板状体がばね鋼から形成されている請求項７記載のシートサスペンション機構。
【請求項10】
前記立体布帛が三次元立体編物である請求項５記載のシートサスペンション機構。
【請求項11】
非線形特性を有するばね要素を有して構成され、
前記ベースフレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方、並びに、前記シート側フレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方にそれぞれ固定され、前記中間フレームへの前記ベースフレーム又は前記シート側フレームの接近に伴って圧縮されると共に、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って摺動抵抗力を発揮し、上加速度を低下させるストッパー部材
をさらに有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
前記ベースフレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方、並びに、前記シート側フレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方にそれぞれ固定され、前記中間フレームへの前記ベースフレーム又は前記シート側フレームの接近に伴って圧縮されると共に、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って摺動抵抗力を発揮し、上加速度を低下させるストッパー部材
をさらに有する請求項１記載のシートサスペンション機構。
【請求項12】
前記ストッパー部材が、前記ベースフレーム及び前記シート側フレームに対向する、前記中間フレームの両面にそれぞれ設けられている請求項１１記載のシートサスペンション機構。
【請求項13】
前記ストッパー部材が、前記ばね要素としての三次元立体編物と、前記三次元立体編物を前記各対向面に固定するための面ファスナーとを有して構成される請求項１１記載のシートサスペンション機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、乗物のシートの支持に用いられるシートサスペンション機構に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１，２には、ベースフレームに対して上下動可能に設けられるシート側フレームを磁気ばねとトーションバーとにより弾性的に支持したシートサスペンション機構が開示されている。このシートサスペンション機構は、荷重－変位特性において、変位量の増加に伴って荷重（復元力）が増加する「正のばね特性（その時のばね定数を「正のばね定数」という）」を有するトーションバーと、荷重－変位特性において、トーションバーと同様の正のばね特性を示すだけでなく、所定の変位範囲において、変位量の増加に拘わらず荷重（復元力）が減少するすなわち逆方向に復元力が作用する「負のばね特性（その時のばね定数を「負のばね定数」という）」を示す磁気ばねとを併用し、所定の変位範囲において、両者を重畳した系全体の変位量に対する荷重値がほぼ一定となる定荷重の特性、すなわち、その変位範囲におけるばね定数が略ゼロとなる特性を有している。
【0003】
特許文献１，２のシートサスペンション機構は、所定の周波数及び振幅の通常振動に対しては、上記の磁気ばねとトーションバーを用いた構成により、両者を重畳したばね定数が略ゼロになる定荷重領域でこれらの振動を吸収し、衝撃性振動によるエネルギーはシート側フレーム及びベースフレーム間に掛け渡したダンパーによって吸収する構成となっている。
【0004】
しかし、土工機械の運転席の場合、大きな凹凸のある路面を走行する機会が多いため、振幅のより大きな衝撃性振動への対策を重視する必要がある。この点に鑑み、特許文献３では、ばね－ダンパー付きサスペンション部を複数積層された構造のシートサスペンション機構を提案している。しかし、特許文献３のシートサスペンション機構は、各層において、ばね機構とダンパー機構を備えている。そのため、高い振動吸収特性及び衝撃吸収特性を発揮できるという特徴を有しているが、構造が複雑で、重量が嵩み、軽量化の点で改良の余地がある。
【0005】
そこで、本発明者は、特許文献４として、トーションバー、磁気ばねに加え、フリープレイ領域を有する２本のダンパーをベースフレーム及びシート側フレーム間に取り付け角度を異ならせて取り付けることにより、４０ｍｍのストロークでありながら土工機械用の振動吸収、衝撃吸収の要件を満たすシートサスペンション機構を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１０－１７９７１９号公報
【特許文献2】特開２０１０－１７９７２０号公報
【特許文献3】特開２０１９－４８４８９号公報
【特許文献4】特開２０１９－２０２７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のシートサスペンション機構は、いずれもベースフレーム及びシート側フレーム間に配設されるリンク機構により、４節回転連鎖機構として、並進運動と回転自由度を持つように筐体が設計されている。入力振動に対するシート側フレームの相対的な変位量が小さい場合には線形振動とみなすことができるが、変位量が大きくなると、リンク機構の回転運動が並進運動に干渉し、それに起因する振動が発生するという問題がある。また、特許文献４では、次述するようにフリープレイ領域の位置合わせを精度よく行うことができない場合もあり、そのことが、リンク機構の回転運動に起因する振動を除去しきれない要因となる場合もある。
【0008】
特許文献４で提案されているフリープレイ領域を有するダンパーは、 外筒内で軸方向に摺動可能であると共に、周壁にオリフィスが形成された可動内筒が配設され、さらに、その可動内筒内に、摩擦力を発生する線状部材が巻回されたピストンが配設され、可動内筒内を含む外筒内には粘性液体（低稠度グリース）が充填されたものである。よって、ピストンが可動内筒と共に移動する際には、ほとんど減衰力が作用せず、ピストンが可動内筒内を相対移動する場合に、可動内筒との粘性摩擦及び粘性液体がオリフィスを通過する際の粘性抵抗によって高い減衰力を発揮する。
【0009】
しかしながら、このダンパーにおいて、減衰力がほとんど作用しないフリープレイ領域は、ピストンが可動内筒と共に移動する範囲、すなわち、可動内筒が外筒に対して独立して移動する範囲である。一方、シートサスペンション機構において高い減衰力が機能しないように設定したい範囲は平衡点付近である。従って、シートサスペンション機構の上下ストロークの範囲の中の平衡点付近において、ダンパーの上記フリープレイ領域が対応するように設定する必要がある。しかしながら、可動内筒が外筒に対して独立して移動すると共に、可動内筒とピストンとの位置関係も一定ではなく、外筒とピストンの相対位置を所定の位置に初期設定したとしても、可動内筒の位置は規制できず、フリープレイ領域に突入する開始点を常に特定位置とすることはできない。そのため、サスペンション機構に入力される振動によっては、フリープレイ領域が、サスペンション機構の平衡点付近に対応しない場合がある。
【0010】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、リンク機構における回転運動が並進運動に干渉することにより生じる振動を抑制できると共に、高周波域の微小振動から所定以上の振幅を伴う低周波域の衝撃性振動まで対応でき、特に土工機械に求められる振動吸収及び衝撃吸収の要件を満足することができるシートサスペンション機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するため、本発明のシートサスペンション機構は、
車体構造とシートとの間に配置されるシートサスペンション機構であって、
前記車体構造側に配置されるベースフレームと、
前記シート側に配置されるシート側フレームと、
前記ベースフレーム及び前記シート側フレーム間に配置される中間フレームと、
前記シート側フレーム及び前記ベースフレームの上下方向への相対変位に伴って前記中間フレームを略水平方向に変位させつつ、前記シート側フレームを前記ベースフレームに対して上下方向に並進運動可能に支持するリンク機構と、
前記中間フレームに支持される正のばね特性を有する第１の正特性ばねと、所定の変位範囲で負のばね特性を有する磁気ばねとの組合せからなり、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って所定のばね力を発揮するコンビネーションスプリングと、
正のばね特性を有し、前記コンビネーションスプリングに対して直列の位置関係で配設される第２の正特性ばねと、
前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲において減衰力が所定以下であり、前記所定の範囲を超えると前記減衰力が増大し、さらに所定以上の変位量で前記減衰力が最大となる摩擦ダンパーと
を備え、
前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせた荷重－変位特性が、前記シート側フレームの平衡点を含む所定の範囲でばね定数が最も低く、前記所定の範囲を超えるとばね定数が高くなり、さらに所定以上の変位量でばね定数がさらに高くなる複数の変曲点を有する特性を有し、
入力振動の周波数及び振幅に応じ、主として、直列の位置関係で配設された前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせたばね力により除振する機能と、主として、前記摩擦ダンパーの減衰力で減衰する機能を有し、
かつ、
前記リンク機構の回転運動に伴い、前記中間フレーム及び前記コンビネーションスプリングを含む質量体の前記略水平方向へ運動する
ことを特徴とする。
車体構造とシートとの間に配置されるシートサスペンション機構であって、
前記車体構造側に配置されるベースフレームと、
前記シート側に配置されるシート側フレームと、
前記ベースフレーム及び前記シート側フレーム間に配置される中間フレームと、
前記シート側フレーム及び前記ベースフレームの上下方向への相対変位に伴って前記中間フレームを略水平方向に変位させつつ、前記シート側フレームを前記ベースフレームに対して上下方向に並進運動可能に支持するリンク機構と、
前記中間フレームに支持される正のばね特性を有する第１の正特性ばねと、所定の変位範囲で負のばね特性を有する磁気ばねとの組合せからなり、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って所定のばね力を発揮するコンビネーションスプリングと、
正のばね特性を有し、前記コンビネーションスプリングに対して直列の位置関係で配設される第２の正特性ばねと、
前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲において減衰力が所定以下であり、前記所定の範囲を超えると前記減衰力が増大し、さらに所定以上の変位量で前記減衰力が最大となる摩擦ダンパーと
を備え、
前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせた荷重－変位特性が、前記シート側フレームの平衡点を含む所定の範囲でばね定数が最も低く、前記所定の範囲を超えるとばね定数が高くなり、さらに所定以上の変位量でばね定数がさらに高くなる複数の変曲点を有する特性を有し、
入力振動の周波数及び振幅に応じ、主として、直列の位置関係で配設された前記コンビネーションスプリング及び前記第２の正特性ばねを組み合わせたばね力により除振する機能と、主として、前記摩擦ダンパーの減衰力で減衰する機能を有し、
かつ、
前記リンク機構の回転運動に伴い、前記中間フレーム及び前記コンビネーションスプリングを含む質量体の前記略水平方向へ運動する
ことを特徴とする。
【0012】
前記リンク機構は、前側リンク及び後側リンクを有して構成され、
前記前側リンク及び前記後側リンクは、それぞれ、
一端が前記中間フレームに軸支されていると共に、他端が前記ベースフレームに軸支される下側リンクと、
一端が前記中間フレームに軸支されると共に、他端が前記シート側フレームに軸支される上側リンクと
を有し、
前記下側リンク及び前記上側リンクの各一端が、略水平方向に円弧を描く運動軌跡となり、前記下側リンク及び前記上側リンクの各他端が、上下方向に延びる直線に沿って変位する運動軌跡となる構成であることが好ましい。
前記前側リンク及び前記後側リンクは、それぞれ、
一端が前記中間フレームに軸支されていると共に、他端が前記ベースフレームに軸支される下側リンクと、
一端が前記中間フレームに軸支されると共に、他端が前記シート側フレームに軸支される上側リンクと
を有し、
前記下側リンク及び前記上側リンクの各一端が、略水平方向に円弧を描く運動軌跡となり、前記下側リンク及び前記上側リンクの各他端が、上下方向に延びる直線に沿って変位する運動軌跡となる構成であることが好ましい。
【0013】
前記第１の正特性ばねが、前記中間フレームの前後に掛け渡されたガイド軸回りに支持された圧縮コイルスプリングからなり、
前記磁気ばねが、互いの磁界内を相対移動する２組の磁石を有し、一方の組の磁石が前記中間フレームに支持されており、
かつ、
上部が前記シート側フレームに軸支され、下部に、前記圧縮スプリングの他端を押圧可能な押圧部材が設けられていると共に、前記２組の磁石のうちの他方の組の磁石が支持されるスプリング用リンク
を有する構成であることが好ましい。
前記磁気ばねが、互いの磁界内を相対移動する２組の磁石を有し、一方の組の磁石が前記中間フレームに支持されており、
かつ、
上部が前記シート側フレームに軸支され、下部に、前記圧縮スプリングの他端を押圧可能な押圧部材が設けられていると共に、前記２組の磁石のうちの他方の組の磁石が支持されるスプリング用リンク
を有する構成であることが好ましい。
【0014】
前記第２の正特性ばねが、前記ベースフレーム及び前記シート側フレームの少なくとも一方と、前記前側リンク及び前記後側リンクを構成のいずれかとの軸部に配設され、前記前側リンク又は前記後側リンクの回転運動に伴ってねじりトルクを発生するトーションバーであることが好ましい。
【0015】
前記摩擦ダンパーは、
相対的に移動可能に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び第２部材の一方に設けられた立体布帛と、
前記第１部材及び第２部材の他方に設けられ、前記第１部材及び第２部材の相対移動時に前記立体布帛を圧縮すると共に、前記第１部材及び第２部材の相対位置により前記立体布帛の圧縮量を変化させ、その圧縮量に応じた減衰力を発生させる圧縮部材と
を有することが好ましい。
相対的に移動可能に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材及び第２部材の一方に設けられた立体布帛と、
前記第１部材及び第２部材の他方に設けられ、前記第１部材及び第２部材の相対移動時に前記立体布帛を圧縮すると共に、前記第１部材及び第２部材の相対位置により前記立体布帛の圧縮量を変化させ、その圧縮量に応じた減衰力を発生させる圧縮部材と
を有することが好ましい。
【0016】
前記第１部材及び第２部材の相対位置が、前記シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲に位置する場合に、前記所定の範囲を超えた範囲よりも圧縮量が小さく、前記減衰力が所定以下となるように設けられていることが好ましい。
前記第１部材は、前記第２部材を構成するケース内を直線方向に移動可能であり、
前記立体布帛が、前記第１部材の外周に取り付けられ、
前記圧縮部材が、前記ケース内に、前記第１部材の移動方向の外周囲に位置するように設けられ、前記立体布帛が接することで前記立体布帛を圧縮する板状体から形成され、前記第１部材が挿入される方向から奥行き方向に向かって順に、高圧縮部、圧縮量変化部、低圧縮部、圧縮量変化部、高圧縮部の部位を有することが好ましい。
前記第１部材は、前記第２部材を構成するケース内を直線方向に移動可能であり、
前記立体布帛が、前記第１部材の外周に取り付けられ、
前記圧縮部材が、前記ケース内に、前記第１部材の移動方向の外周囲に位置するように設けられ、前記立体布帛が接することで前記立体布帛を圧縮する板状体から形成され、前記第１部材が挿入される方向から奥行き方向に向かって順に、高圧縮部、圧縮量変化部、低圧縮部、圧縮量変化部、高圧縮部の部位を有することが好ましい。
【0017】
前記立体布帛は、前記第１部材の長手方向中心を挟んだ２つの面に設けられ、前記圧縮部材を構成する板状体が、前記２つの面に対向して２枚設けられていることが好ましい。
前記圧縮部材を構成する板状体がばね鋼から形成されていることが好ましい。
前記立体布帛が三次元立体編物であることが好ましい。
前記圧縮部材を構成する板状体がばね鋼から形成されていることが好ましい。
前記立体布帛が三次元立体編物であることが好ましい。
【0018】
非線形特性を有するばね要素を有して構成され、
前記ベースフレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方、並びに、前記シート側フレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方にそれぞれ固定され、前記中間フレームへの前記ベースフレーム又は前記シート側フレームの接近に伴って圧縮されると共に、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って摺動抵抗力を発揮し、上加速度を低下させるストッパー部材
をさらに有することが好ましい。
前記ベースフレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方、並びに、前記シート側フレームと前記中間フレームの各対向面の少なくとも一方にそれぞれ固定され、前記中間フレームへの前記ベースフレーム又は前記シート側フレームの接近に伴って圧縮されると共に、前記中間フレームの略水平方向への運動に伴って摺動抵抗力を発揮し、上加速度を低下させるストッパー部材
をさらに有することが好ましい。
【0019】
前記ストッパー部材が、前記ベースフレーム及び前記シート側フレームに対向する、前記中間フレームの両面にそれぞれ設けられていることが好ましい。
前記ストッパー部材が、前記ばね要素としての三次元立体編物と、前記三次元立体編物を前記各対向面に固定するための面ファスナーとを有して構成されることが好ましい。
前記ストッパー部材が、前記ばね要素としての三次元立体編物と、前記三次元立体編物を前記各対向面に固定するための面ファスナーとを有して構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本発明のシートサスペンション機構は、シート側フレーム及びベースフレーム間に中間フレームを介在させてリンク機構によりシート側フレーム及びベースフレームを並進運動可能に支持すると共に、リンク機構の回転運動を、中間フレーム及びこの中間フレームに支持されるコンビネーションスプリングを含む質量体の略水平方向の運動にも変換させている。これにより、リンク機構の回転運動がシート側フレームのベースフレームに対する並進運動に干渉することがなく、振動吸収特性、衝撃吸収特性を向上させることができる。
【0021】
また、本発明のシートサスペンション機構は、ばね機構として、中間フレームに支持される第１の正特性ばねと磁気ばねとの組合せからなるコンビネーションスプリングと、このコンビネーションスプリングに直列に配設される第２の正特性ばねとを有している。この構成が固有振動数の低減に寄与し、共振点をより低周波側として振動吸収特性等の向上に貢献できる。
【0022】
また、ダンパーとして、シート側フレームの平衡点に対応する位置を含む所定の範囲において減衰力が所定以下であり、この所定の範囲を超えると減衰力が増大し、さらに所定以上の変位量で前記減衰力が最大となる摩擦ダンパーを備えている。その結果、高周波域の入力振動は、摩擦ダンパーは減衰力が所定以下の範囲が対応するため、主に、コンビネーションスプリング及び第２の正特性ばねを組み合わせた荷重－変位特性においてばね定数の最も低い範囲が対応して除振でき、所定以上の振幅を伴う低周波域の入力振動に対しては、主に、摩擦ダンパーの減衰力が最大の範囲が対応して減衰する。そして、それらの中間の入力振動に対しては、摩擦ダンパーの減衰力が増大していく範囲で減衰しつつ、ばね機構の荷重－変位特性が複数の変曲点を有するため、その範囲では、ばね定数が若干上昇する。これにより、中間の入力振動を効率よく除振できる。
【0023】
従って、本発明のシートサスペンション機構は、高周波の微小振動から低周波の大振幅まで対応でき、特に、土工機械用として適している。また、摩擦ダンパーは、第１部材及び第２部材の相対位置により減衰力が小さい所定の範囲に位置合わせでき、従来の可動内筒を用いたダンパーと比較して、中立位置の設定を正確かつ容易に行うことができる。そのため、位置合わせが不十分であることに起因する除振性能の悪化も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図9】図９（ａ）は、磁気ばねを構成する外側磁石と内側磁石の位置関係を模式的に示した斜視図であり、図９（ｂ）は、図の上から順に、中立位置、中立位置に対して±１０ｍｍの位置、中立位置に対して±２０ｍｍの位置における外側磁石と内側磁石により形成される磁界を示した図であり、図９（ｃ）は、磁気ばねの荷重－変位特性を示した図である。
【図12】図１２（ａ）は、三次元立体編物の幅方向断面から見て、連結糸がＸ型に編み込まれている様子を示した模式図であり、図１２（ｂ）は、同じ三次元立体編物をロール方向（長手方向）側から見て連結糸がＩ型に編み込まれている様子を示した模式図である。
【図13】図１３（ａ）は、実験例のシートサスペンション機構の摩擦ダンパーで用いた三次元立体編物の荷重－変位特性を示した図であり、図１３（ｂ）は、実験例で用いた摩擦ダンパー７０の減衰力と変位の関係を示すリサージュ図形である。
【図18】図１８（ａ）～（ｃ）は、上死点、中立位置、及び下死点における摩擦ダンパーを構成する第１部材、第２部材及び立体布帛の位置、並びに、圧縮部材によって圧縮される立体布帛の状態を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
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５は、本実施形態に係るシートサスペンション機構１の全体構成を示した図である。このシートサスペンション機構１は、乗用車、トラック、バス、フォークリフト等の乗物用のシートを支持するが、振幅の大きな衝撃性振動が入力される機会の多い土工機械の運転席のシート用として適している。図１に示したように、シートサスペンション機構１は、車体構造側（フロア側）に支持されるベースフレーム１０と、シート側に取り付けられ、ベースフレーム１０の上方に配置されるシート側フレーム２０と、ベースフレーム１０及びシート側フレーム２０間に配置される中間フレーム３０とを有して構成される。
【0026】
ベースフレーム１０は、平面視で略方形に形成され、前後に所定間隔をおいて配置された前部フレーム１１及び後部フレーム１２、前部フレーム１１及び後部フレーム１２の一端同士及び他端同士をそれぞれ前後に一対のサイドフレーム１３，１３を有している。シート側フレーム２０もベースフレーム１０と同様であり、平面視で略方形に形成され、前部フレーム２１、後部フレーム２２、左右一対ののサイドフレーム２３，２３を有している。中間フレーム３０もベースフレーム１０及びシート側フレーム２０と同様であり、平面視で略方形に形成され、前部フレーム３１、後部フレーム３２、左右一対のサイドフレーム３３，３３を有している。
【0027】
車体構造側から上方に向かって順に、ベースフレーム１０、中間フレーム３０及びシート側フレーム２０と配置されるが、これらはリンク機構４０により連係されている。リンク機構４０は、前部フレーム１１，２１，３１寄りに設けられ、左右一対配設される前側リンク４１と、後部フレーム１２，２２，３２寄りに設けられ、左右一対配設される後側リンク４２とを有している。
【0028】
前側リンク４１は、下側リンク４１１及び上側リンク４１２を有して構成される。下側リンク４１１は、一端４１１ａが中間フレーム３０に軸支され、他端４１１ｂがベースフレーム１０に軸支される（図３参照）。下側リンク４１１は、２枚のリンク板４１１１，４１１１を備えている（図５参照）。
【0029】
ここで、各サイドフレーム１３，２３，３３は、左右のそれぞれにおいて、所定間隔をおいて平行に配置された外側サイドフレーム１３１，２３１，３３１と内側サイドフレーム１３２，２３２，３３２を備えている。中間フレーム３０の外側サイドフレーム３３１と内側サイドフレーム３３２との間に軸部材３３３が掛け渡されており、下側リンク４１１の一端４１１ａ（２枚のリンク板４１１１，４１１１の各一端）が、それぞれ外側サイドフレーム３３１寄り及び内側サイドフレーム３３２寄りに位置するように、軸部材３３３に軸支される。
【0030】
下側リンク４１１の他端４１１ｂ（２枚のリンク板４１１１，４１１１の各他端）は、それぞれ、ベースフレーム１０に軸支される。この時、図３に示したように、側面視で、下側リンク４１１の他端４１１ｂ（２枚のリンク板４１１１，４１１１の各他端）が、下側リンク４１１の一端４１１ａ（２枚のリンク板４１１１，４１１１の各一端）よりも前方に位置するように係合される。
【0031】
前側リンク４１の上側リンク４１２は、一端４１２ａが中間フレーム３０に軸支され、他端４１２ｂがシート側フレーム２０に軸支される。上側リンク４１２は、下側リンク４１１と同様に、それぞれ外側サイドフレーム３３１寄り及び内側サイドフレーム３３２寄りに位置する２枚のリンク板４１２１，４１２１を備え、その一端４１２ａ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各一端）が、下側リンク４１１の一端４１１ａと共に、軸部材３３３に軸支される。
【0032】
上側リンク４１２の他端４１２ｂ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各他端）は、それぞれ、シート側フレーム２０に軸支されるが、図３に示したように、側面視で、上側リンク４１２の他端４１２ｂ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各他端）が、上側リンク４１２の一端４１２ａ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各一端）よりも前方に位置するように係合される。具体的には、シート側フレーム２０の外側サイドフレーム２３１と内側サイドフレーム２３２との間に軸部材２３３が掛け渡されており、この軸部材２３３に上側リンク４１２の他端４１２ｂ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各他端）が軸支される（図２及び図５参照）。
【0033】
なお、下側リンク４１１の他端４１１ｂ（２枚のリンク板４１１１，４１１１の各他端）のベースフレーム１０への軸支位置と、上側リンク４１２の他端４１２ｂ（２枚のリンク板４１２１，４１２１の各他端）の軸支位置である軸部材２３３の中心とは、上下方向に延びる同一直線上に設定される（図１４及び図１５参照）。よって、下側リンク４１１及び上側リンク４１２は、各一端４１１ａ，４１２ａが軸支される軸部材３３３を中心とし、軸部材３３３よりも側面視で前方に位置する、下側リンク４１１及び上側リンク４１２の各他端４１１ｂ，４１２ｂを開き側の端部とするＶ字状に配置される。
【0034】
後側リンク４２は、下側リンク４２１及び上側リンク４２２を有して構成される。下側リンク４２１は、一端４２１ａが中間フレーム３０に軸支され、他端４２１ｂがベースフレーム１０に軸支される。下側リンク４２１は、２枚のリンク板４２１１，４２１１を備えており、下側リンク４２１の一端４２１ａ（２枚のリンク板４２１１，４２１１の各一端）が、それぞれ外側サイドフレーム３３１寄り及び内側サイドフレーム３３２寄りに位置するように、軸部材３３４に軸支される。
【0035】
下側リンク４２１の他端４２１ｂ（２枚のリンク板４２１１，４２１１の各他端）は、それぞれ、ベースフレーム１０に軸支される。この時、図３に示したように、側面視で、下側リンク４２１の他端４２１ｂ（２枚のリンク板４２１１，４２１１の各他端）が、下側リンク４２１の一端４２１ａ（２枚のリンク板４２１１，４２１１の各一端）よりも前方に位置するように係合される。
【0036】
後側リンク４２の上側リンク４２２は、一端４２２ａが中間フレーム３０に軸支され、他端４２２ｂがシート側フレーム２０に軸支される。上側リンク４２２は、下側リンク４２１と同様に、それぞれ外側サイドフレーム３３１寄り及び内側サイドフレーム３３２寄りに位置する２枚のリンク板４２２１，４２２１を備え、その一端４２２ａ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各一端）が、下側リンク４２１の一端４２１ａと共に、軸部材３３４に軸支される。
【0037】
上側リンク４２２の他端４２２ｂ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各他端）は、それぞれ、シート側フレーム２０に軸支されるが、図３に示したように、側面視で、上側リンク４２２の他端４２２ｂ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各他端）が、上側リンク４２２の一端４２２ａ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各一端）よりも前方に位置するように係合される。具体的には、シート側フレーム２０の外側サイドフレーム２３１と内側サイドフレーム２３２との間に軸部材２３４が掛け渡されており（図２及び図５参照）、この軸部材２３４に上側リンク４２２の他端４２２ｂ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各他端）が軸支される。
【0038】
なお、下側リンク４２１の他端４２１ｂ（２枚のリンク板４２１１，４２１１の各他端）のベースフレーム１０への軸支位置と、上側リンク４２２の他端４２２ｂ（２枚のリンク板４２２１，４２２１の各他端）の軸支位置である軸部材２３４の中心とは、上下方向に延びる同一直線上に設定される（図１４及び図１５参照）。よって、下側リンク４２１及び上側リンク４２２は、各一端４２１ａ，４２２ａが軸支される軸部材３３４を中心とし、軸部材３３４よりも側面視で前方に位置する、下側リンク４２１及び上側リンク４２２の各他端４２１ｂ，４２２ｂを開き側の端部とするＶ字状に配置される。
【0039】
前側リンク４１及び後側リンク４２は、上記のように構成され、いずれも、後方寄りに配置される軸部材３３３，３３４を中心として、前方寄りに配置される（前側リンク４１の）下側リンク４１１及び上側リンク４１２の各他端４１１ｂ，４１２ｂ、並びに、（後側リンク４２の）下側リンク４２１及び上側リンク４２２の各他端４２１ｂ，４２２ｂが、それぞれ上下方向に同一直線上に設定されている。よって、シート側フレーム２０がベースフレーム１０に対して相対変位に伴って前側リンク４１及び後側リンク４２が回転運動を行う際、図１４及び図１５に示すように、前側リンク４１の各他端４１１ｂ，４１２ｂ、並びに、後側リンク４２の各他端４２１ｂ，４２２ｂは、上下方向に一直線上に変位する運動軌跡となる。これにより、シート側フレーム２０は、ベースフレーム１０に対して垂直方向に並進運動する。
【0040】
前側リンク４１及び後側リンク４２の同じ方向への回転運動に対し、前側リンク４１の各他端４１１ｂ，４１２ｂ、並びに、後側リンク４２の各他端４２１ｂ，４１２ｂの運動軌跡が上下方向に一直線上であるため、中間フレーム３０に軸支されている、前側リンク４１の各一端４１１ａ，４１２ａ、並びに、後側リンク４２の各一端４２１ａ，４２２ａは、図１５に示すように、略水平方向に円弧を描く軌道で変位する。具体的には、中間フレーム３０が中立位置より下方に変位すると斜め下後方に円弧状に変位し、上方に変位すると斜め上前方に円弧状に変位する。
【0041】
本実施形態によれば、図１４及び図１５の運動軌跡に示したように、シート側フレーム２０は、ベースフレーム１０に対して垂直方向に並進運動するため、後述のトーションバー６１，６２により付勢される前側リンク４１及び後側リンク４２の回転力が、中間フレーム３０及びこの中間フレーム３０に支持される後述のコンビネーションスプリング５０を含む質量体の略水平方向に円弧を描くような運動に変換される。これにより、リンク機構４０の回転運動がシート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する並進運動に干渉することがなく、振動吸収特性、衝撃吸収特性を向上させることができる。
【0042】
中間フレーム３０には、コンビネーションスプリング５０が支持される。コンビネーションスプリング５０は、第１の正特性ばね５１０と磁気ばね５２０との組み合わせから構成される。第１の正特性ばね５１０は、本実施形態では２本の圧縮コイルスプリング５１１，５１１から構成される。中間フレーム３０には、前後方向の中間位置より後部フレーム３２寄りに、本実施形態では、側面視で、後側リンク４２の各他端４２１ｂ，４２２ｂ同士を上下方向に結んだ直線上付近に、左右一対のサイドフレーム３３，３３間に掛け渡されて固定された断面略コ字状の取り付けブラケット（請求項で定義した「押圧部材」）３４が配設されている。この取り付けブラケット３４と前部フレーム３１との間に、平面視で左右方向に所定間隔をおいて２本のガイド軸３５，３５が掛け渡されており、このガイド軸３５，３５回りに圧縮コイルスプリング５１１，５１１が支持されている。具体的には、ガイド軸３５，３５の前部フレーム３１寄りに第１スプリング受け部材３５ａ，３５ａが設けられ、取り付けブラケット３４寄りに第２スプリング受け部材３５ｂ，３５ｂが設けられ、各圧縮コイルスプリング５１１，５１１は、ガイド軸３５，３５回りにおいて、第１スプリング部材３５ａ及び第２スプリング部材３５ｂ間に配置される（図５及び図７参照）。また、第２スプリング受け部材３５ｂ，３５ｂは、両方を取り囲む大きさを有する略方形の取り付けフレーム３６の内面に溶接され、ガイド軸３５，３５に沿って移動可能になっている。
【0043】
ここで、左右一対配設される後側リンク４２，４２の左右の下側リンク４２１，４２１の各他端４２１ｂ，４２１ｂは、図８（ａ）に示したように、それらの間に掛け渡された第１支軸１４に回転可能に支持されているが、第１支軸１４における、ベースフレーム１０の左右一対の内側サイドフレーム１３２，１３２間には、第１パイプ１５が第１支軸１４に対して回転可能に配設されている。同様に、後側リンク４２，４２の左右の上側リンク４２２，４２２の各他端４２２ｂ，４２２ｂは、それらの間に掛け渡された第２支軸２４に回転可能に支持されているが、第２支軸２４における、シート側フレーム２０の左右一対の内側サイドフレーム２３２，２３２間には、第２パイプ２５が第２支軸２４に対して回転可能に配設されている。
【0044】
上記の取り付けフレーム３６の各側部３６ａ，３６ａには、図２、図３及び図５に示したように、スプリング用リンク３７，３７が設けられる。それぞれ２枚のリンク板３７１，３７２をＶ字状に組み合わせてなり、２枚のリンク板３７１，３７２の重なり合った一端部３７１ａ，３７２ａを取り付けフレーム３６の各側部３６ａ，３６ａに軸支し、一方のリンク板３７１の他端部３７１ｂを第１パイプ１５に溶接して固定し、他方のリンク板３７２の他端部３７２ｂを第２パイプ２５に溶接して固定している（図８（ａ），（ｃ）参照）。
【0045】
スプリング用リンク３７，３７が溶接されている第１パイプ１５及び第２パイプ２５は、後側リンク４２の下側リンク４２１の他端部４２１ｂ及び上側リンク４２２の他端部４２２ｂと軸心を共通にしているため、その運動軌跡は、図１５に示したように、上下方向に一直線上となる。一方、スプリング用リンク３７，３７の２枚のリンク板３７１，３７２の一端部３７１ａ，３７２ａは、図１５に示したように、中間フレーム３０が中立位置より下方に変位すると斜め下前方に円弧状に変位し、上方に変位すると斜め上後方に円弧状に変位する。すなわち、前側リンク４１の各一端４１１ａ，４１２ａ、並びに、後側リンク４２の各一端４２１ａ，４２２ａの運動軌跡とは逆方向に変位する。
【0046】
これにより、取り付けフレーム３６に溶接されている第２スプリング受け部材３５ｂ，３５ｂは、スプリング用リンク３７，３７の一端部３７１ａ，３７２ａの運動軌跡と同様に、シート側フレーム２０が相対的に上から下に変位すると、前方に変位する。一方、中間フレーム３０自体は、前側リンク４１及び後側リンク４２の運動軌跡により、シートフレーム２０が相対的に上から下に変位すると、後方に変位し、これに伴って、中間フレーム３０の前部フレーム３１に取り付けられた第１スプリング部材３５ａ，３５ａも相対的に後方に変位する。よって、シートフレーム２０が相対的に上から下に変位していくと、圧縮コイルスプリング５１１，５１１は、図１６（ｓ）～（ｃ）の符号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３で示したように圧縮されていく。
【0047】
磁気ばね５２０は、互いの磁界内を相対移動する２組の磁石を有し、いずれか一方の組の磁石が中間フレーム３０に支持され、いずれか他方の組の磁石が上記の取り付けブラケット（押圧部材）３４に支持されている。本実施形態では、図５及び図９に示したように、２組の磁石のうちの一方は、略角筒状のケース５２１内に所定間隔をおいて対向配置された２個外側磁石５２２，５２２を有して構成され、この２個の外側磁石５２２，５２２間を、２組の磁石うちの他方である内側磁石５２３が相対移動する。内側磁石５２３は、内側磁石支持フレーム５２４に支持されている。ケース５２１は、取り付けフレーム３６において、２つの第２スプリング受け部材３５ｂ，３５ｂの間に固定されている。内側磁石支持フレーム５２４は、断面略コ字状の取り付けブラケット３４において、２本のガイド軸３５，３５の間に固定される。また、２個の外側磁石５２２，５２２は、図９（ａ）に示したように、内側磁石５２３の相対移動方向に沿って異極が着磁されており、図９（ｂ）に示したように、中立位置（符号ａ）において、内側磁石５２３が外側磁石５２２，５２２によっていずれの方向にも付勢されない位置となっている。図９（ｂ）においては、中立位置ａ、、中立位置ａに対して±１０ｍｍの位置（符号ｂ）、±２０ｍｍの位置（符号ｃ）における磁界を示しており、図９（ｃ）では、ａ．ｂ．ｃ各点における荷重－変位特性を示している。
【0048】
磁気ばね５２０は、ケース５２１が取り付けフレーム３６に固定されているため、スプリング用リンク３７，３７の一端部３７１ａ，３７２ａの運動軌跡に従って、中間フレーム３０が中立位置より下方に変位していくと前方に移動し（図１７（ｂ）の位置から図１７（ｃ）の位置へと移動）、上方に変位すると後方に移動する（図１７（ｂ）の位置から図１７（ａ）の位置へと移動）。内側磁石５２３は、内側磁石支持フレーム５２４を介して取り付けブラケット３４に固定されているため、ケース５２１が前後に移動することにより、外側磁石５２２，５２２が内側磁石５２３に対して前後に相対的に移動し、これにより、外側磁石５２２，５２２及び内側磁石５２３間の磁界が変化し、ばね力が生じる。
【0049】
図２、図３、図６及び図７に示したように、左右一対配設される前側リンク４１，４１の左右の下側リンク４１１，４１１の各他端４１１ｂ，４１１ｂ間には、第１トーションバー６１が掛け渡されており、左右の上側リンク４１２，４１２の各他端４１２ｂ，４１２ｂ間には、第２トーションバー６２が掛け渡されている。第１トーションバー６１及び第２トーションバー６２は、下側リンク４１１，４１１及び上側リンク４１２，４１２の回転運動によってそれぞれねじられ、所定の弾性力を発揮する。本実施形態では、この第１トーションバー６１及び第２トーションバー６２が正のばね特性を有する第２の正特性ばね６０を構成する。ここで、上記のコンビネーションスプリング５０と第２の正特性ばね６０である第１トーションバー６１及び第２トーションバー６２は、シート側フレーム２０、中間フレーム３０、ベースフレーム１０に、それぞれ上記の位置関係で配置されるため、ばね要素の配置としては直列配列になる。直列配列となるため、それらを組み合わせた合成ばね定数は各ばね要素のばね定数よりも低下する。このため、高周波、微振動に対する除振性能が高くなる。
【0050】
本実施形態のシートサスペンション機構１は、所定以上の振幅を備えた低周波の振動（衝撃力）を減衰するダンパーとして、図１、図２及び図６に示したように、摩擦ダンパー７０を備えている。摩擦ダンパー７０は、図１０（ａ），（ｂ）に示したように、相対的に移動可能に設けられた第１部材７１０及び第２部材７２０を有している。本実施形態では、第２部材７２０が略筒状に形成され、その内部を第１部材７１０が相対移動する構成となっており、図６に示したように、第２部材７２０がベースフレーム１０に固定され、第１部材７１０がシート側フレーム２０に固定されている。本実施形態では、シート側フレーム２０は、上記のリンク機構４０により、ベースフレーム１０に対して、垂直方向に並進運動可能に支持されているため、第１部材７１０及び第２部材７２０がシートサスペンション機構１の上下方向に相対移動する。
【0051】
第２部材７２０は、略筒状のケース７２１を備えている。ケース７２１は、具体的には、横断面で略長方形をなす略筒状に形成され、一方の対向する２面が平坦面７２１ａ，７２１ａとなっている。ケース７２１の内部には、圧縮部材７２２，７２２が配設されている。圧縮部材７２２，７２２は、板状体から形成され、ケース７２１の平坦面７２１ａ，７２１ａの内方に、対向して２枚配設されている。なお、圧縮部材７２２，７２２を構成する板状体は好ましくはばね鋼から形成される。第１部材７１０は、ケース７２１の軸方向に沿って、一端７２１ｂ及び他端７２１ｃ間で往復動するが、対向する圧縮部材７２２，７２２間の空間が、第１部材７１０の移動空間７２５となる。
【0052】
移動空間７２５は、一端７２１ｂ側から、圧縮部材７２２，７２２同士が略平行で両者間の対向間隔が最も狭い第１移動空間７２５ａ、圧縮部材７２２，７２２間の対向間隔が徐々に広がるテーパー状となっている第２移動空間７２５ｂ、圧縮部材７２２，７２２同士が略平行で両者間の間隔が最も広い第３移動空間７２５ｃ、圧縮部材７２２，７２２間の対向間隔が徐々に狭まる逆テーパー状となっている第４移動空間７２５ｄ、第１移動空間７２５ａと同様に、圧縮部材７２２，７２２同士が略平行で両者間の対向間隔が最も狭い第５移動空間７２５ｅを有して構成される。
【0053】
第１部材７１０及び第２部材７２０の一方には立体布帛７３０が設けられるが、本実施形態では、第２部材７２０に圧縮部材７２２，７２２を設けたため、第１部材７１０に立体布帛７３０が取り付けられる。第１部材７１０は、平坦な板状部材から形成されており、立体布帛７３０は、この第１部材７１０の中途に形成した貫通孔７１２を介して、長手方向中心を挟んだ２つの面７１１，７１１に積層され、さらに該第１部材７１０の先端面７１３を被覆させて固定している。これにより、立体布帛７３０は、第１部材７１０の２つの面７１１，７１１の外方に膨出するように取り付けられている。
【0054】
２枚の圧縮部材７２２，７２２により形成される上記の空間は、第３移動空間７２５ｃに立体布帛７３０が位置している際には、立体布帛７３０を大きく圧縮せず、第１移動空間７２５ａ及び第５移動空間７２５ｅに位置している際に、立体布帛７３０を最も圧縮する大きさとなっている。よって、圧縮部材７２２，７２２により形成される空間は、立体布帛７３０の圧縮量の観点からは、第１移動空間７２５ａ及び第５移動空間７２５ｅは、圧縮量が最も大きい高圧縮部となり高い減衰力を発揮する区間となり、第２移動空間７２５ｂ及び第４移動空間７２５ｄは移動に伴って圧縮量が変化していく圧縮量変化部となって、移動方向によって減衰力が変化する区間となり、第３移動空間７２５ｃは圧縮量が最も小さい低圧縮部となって減衰力がほとんど作用しない区間となる。
【0055】
立体布帛７３０としては、三次元的に構成された織物、編物若しくは不織布等から選択される。中でも、圧縮方向及び面方向共に適度な剛性と弾性を有する三次元立体編物１００を用いることがより好ましい（図１１及び図１２参照）。三次元立体編物１００は、互いに離間して配置された一対のグランド編地１１０，１２０同士を連結糸１３０で結合することにより形成されている。グランド編地１１０，１２０を形成するグランド糸の太さ等は、立体編地に必要な腰の強さを具備させることができると共に、編成作業が困難にならない範囲のものが選択される。また、グランド糸としてはモノフィラメントを用いることも可能であるが、風合い及び表面感触の柔らかさ等の観点からマルチフィラメントを用いることもできる。連結糸１３０は、マルチフィラメント糸を用いることも可能であるが、このような所望の弾性を得られやすいことからモノフィラメント糸を用いることが好ましい。
【0056】
グランド編地１１０，１２０を形成するグランド糸又は連結糸１３０の素材としては、種々のものを用いることができるが、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、レーヨン等の合成繊維や再生繊維、ウール、絹、綿等の天然繊維が挙げられる。上記素材は単独で用いてもよいし、これらを任意に併用することもできる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などに代表される熱可塑性ポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などに代表されるポリアミド系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどに代表されるポリオレフィン系繊維、あるいはこれらの繊維を２種類以上組み合わせたものである。なお、ポリエステル系繊維はリサイクル性に優れていると共に、耐熱性に優れていることからより好ましい。
【0057】
連結糸１３０の配設の仕方（パイル組織）は限定されるものではないが、三次元立体編物１００の編成後、その幅方向から見た際に、図１２（ａ）のようにＸ型に編み込まれ、ロール方向（長手方向）からは図１２（ｂ）のようにＩ型に編み込まれた構成とすることができる。
【0058】
なお、三次元立体編物１００は、生機のままでは、形状が固定されておらず、収縮や伸張が生じているため、製造の最終段階で、ヒートセットと呼ばれる加工が施され、１４０℃前後の熱によって形状、厚さが固定される。摩擦ダンパー７０は、第１部材７１０及び第２部材７２０間の運動により摩擦熱が生じるため、連結糸を構成しているモノフィラメントの温度が上記のヒートセット温度の近傍まで上昇する。これにより、モノフィラメントに復元力が作用し、三次元立体編物１００の厚さが復元する。従って、従来の粘性減衰型のダンパーと比較して連続作動による減衰力の低下を小さくすることができる。
【0059】
図１３（ａ）は、後述の実験例のシートサスペンション機構１で採用した摩擦ダンパー７０において、幅５５ｍｍの第１部材７１０に立体布帛７３０として取り付けた旭化成アドバンス（株）製、製品番号：ＡＫＥ７００４４（幅３８ｍｍ、長さ１１０ｍｍ（第１部材７１０の貫通孔７１２を介して折り返されて各面７１１，７１１に積層される範囲を含む全長）、無負荷時の厚さ７ｍｍ）の三次元立体編物の荷重－変位特性（直径３０ｍｍの円形加圧板で加圧）を示した図である。また、図１３（ｂ）は、当該摩擦ダンパー７０の減衰力と変位の関係を示すリサージュ図形である。この摩擦ダンパー７０は、減衰力が実質的に作用しない上記の第３移動空間７２５ｃ内における、立体布帛７３０付きの第１部材７１０の相対的な移動可能距離（空走距離）が５ｍｍに設定されている。よって、０ｍｍを中心とした５ｍｍの範囲では、減衰力が０に近く、実質的に減衰力が作用しないが、立体布帛７３０付きの第１部材７１０がその範囲を超えて第２移動空間７２５ｂ及び第４移動区間７２５ｄ内を相対移動している場合には、減衰力が徐々に増加する区間となり、第１移動空間７２５ａ及び第５移動空間７２５ｅの範囲に立体布帛７３０付きの第１部材７１０が位置している場合には、立体布帛７３０の圧縮量が最大となり、２５ｍｍ以上及び－２５ｍｍ以下で減衰力が非常に高くなっている。また、２５～２８ｍｍ付近及び－２５～－２８ｍｍ付近では減衰力の増減がなく、その間は、第１部材７１０が立体布帛７３０を介して第２部材７２０と一体化され、すなわち剛体となり、シート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する運動を止め、大振幅の衝撃性振動の衝撃力を受け止めて吸収できることを示している。
【0060】
摩擦ダンパー７０は、第１部材７１０が中立位置から端位置（すなわち下端位置又は上端位置）に向かう方向では、立体布帛７３０が、圧縮部材７２２，７２２間の間隔が最も狭い第１移動空間７２５ａ及び第５移動空間７２５ｅにそれぞれ突入し（図１８（ａ）又は（ｃ）参照）、摩擦係数が増大してくさび効果を発揮する。このくさび効果により、摩擦ダンパー７０は実質的に剛体となる。この実質的に剛体となる特性により、加速度が作用しない時間帯が一時的に生じ、中立位置から端位置に向かう方向では端位置における減衰力が急上昇する（図１３（ｂ）参照）。逆方向に向かう際には、第２移動空間７２５ｂ及び第４移動空間７２５ｄを形成している圧縮部材７２２，７２２のテーパーが広がっていく方向となるため速やかに中立位置に復帰することができる。よって、本実施形態で用いた摩擦ダンパー７０は、上死点及び下死点で効率的に運動を止め、また運動を再開させることができる。
【0061】
また、本実施形態の摩擦ダンパー７０は、第１部材７１０及び第２部材７２０の相対位置を調整すれば中立位置に設定できるため、図１８（ｂ）に示した減衰力がほとんど作用しない領域の開始位置を所定位置に容易に設定できる。
【0062】
本実施形態によれば、着座時の中立位置（平衡点）において、摩擦ダンパー７０の中立位置（図１８（ｂ）の位置）が対応し、磁気ばね５２０もその中立位置（図１７（ｂ）の位置）が対応するようにセットする。なお、本実施形態では、着座時においてこれらが中立位置にセットされるよう、体重調整用のダイヤル８０を設けている。ダイヤル８０を回すことにより、トーションバー６１，６２のねじり量が調整され、シート側フレーム２０を中立位置にセットできる。これにより、摩擦ダンパー７０及び磁気ばね５２０が上記の中立位置にセットされる。
【0063】
高周波域の小振幅の振動が入力された場合には、摩擦ダンパー７０は、中立位置を中心として約５ｍｍの空走区間が対応しているため、減衰力が実質的に作用しない。一方、磁気ばね５２０は、中立位置を中心とした所定の範囲（図９（ｃ）の２つのｂ点間の範囲）では、負のばね特性が作用するため、２本の圧縮コイルスプリング５１１，５１１から構成される第１の正特性ばね５１０及び２本のトーションバー６１，６２から構成される第２の正特性ばね６０の各特性が組み合わされたばね定数は、ばね定数が所定以下の実質的にゼロの領域となる。しかも、コンビネーションスプリング５０と第２の正特性ばね６０とは直列配列の位置関係となっており、両者の合成ばね定数はさらに抑制される。その結果、高周波の小振幅の振動に対しては摩擦ダンパー７０の減衰力がほとんど作用せず、コンビネーションスプリング５０と第２の正特性ばね６０のばね特性により除振される。
【0064】
また、低周波で大振幅の衝撃性振動が入力された際には、摩擦ダンパー７０を構成する立体布帛７３０付きの第１部材７１０は、第２部材７２０の第２移動空間７２５ｂ及び第４移動空間７２５ｄにより減衰力が増大していき、遂には、第１移動空間７２５ａ及び第５移動空間７２５ｅの至って第１部材７１０が立体布帛７３０を介して第２部材７２０と一体となり最も高い減衰力が発揮される（図１８（ａ），（ｃ）参照）。これにより、低周波で大振幅の衝撃性振動にも対応できる。
【0065】
また、シート側フレーム２０及びベースフレーム１０間に中間フレーム３０を介在させてリンク機構４０によりシート側フレーム２０は、図１４（ａ）～（ｃ）に示したように、ベースフレーム１０に対して垂直方向に並進運動する。そして、リンク機構４０の回転エネルギーは、図１５に示したように、中間フレーム３０及びコンビネーションスプリング５０を含む質量体の略水平方向（略円弧状に変位しながらの水平方向への変位）の運動に変換させている。これにより、リンク機構４０の回転運動がシート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する垂直方向の並進運動に干渉することがなくなる。後述の実験例で示したように、２～３Ｈｚの周波数域でのリンク機構４０の回転運動に起因する振動が吸収され、振動吸収特性、衝撃吸収特性をより向上させることができる。
【0066】
ここで、シート側フレーム２０が上下運動すると、下死点においては図１４（ａ）に示したように、ベースフレーム１０と中間フレーム３０、並びに、シート側フレーム２０と中間フレーム３０がそれぞれ接近し、やがて接触する。金属製の各フレームが直接接触し合う場合には接触時に異音が発生したり、接触時の加速度によっては着座者に衝撃を感じさせたりする。そこで、このような異音や衝撃を抑制するため、ベースフレーム１０と中間フレーム３０の各対向面の少なくとも一方、並びに、シート側フレーム２０と中間フレーム３０の各対向面の少なくとも一方には、ばね要素を有するストッパー部材９０を設けることが好ましい。
【0067】
本実施形態では、図１９に示したように、中間フレーム３０において、ベースフレーム１０との対向面３０ａとシート側フレーム２０との対向面３０ｂにストッパー部材９０を配設している。また、各対向面３０ａ，３０ｂにおいて、中間フレーム３０の前端付近及び後端付近にそれぞれ設けている。中間フレーム３０が、ベースフレーム１０及びシート側フレーム２０に並進運動するため、接触時に傾きが生じず平行に接触するように両端付近に配設したものである。
【0068】
ストッパー部材９０を構成するばね要素は、非線形特性を有するものが用いられる。本実施形態では、図１３（ａ）に示したような非線形の荷重－変位特性を有する三次元立体編物９１を用いている。三次元立体編物９１は、圧縮されるとグランド編地１１０，１２０の網目の変形や連結糸１３０が倒れるように変形し、上下方向の力を受けるだけでなく、中間フレーム３０の略水平方向への動きに対して摺動摩擦力が発生し、中間フレーム３０の相対的な上下及び略水平方向への運動を停止させるのに適している。
【0069】
ストッパー部材９０を構成するばね要素としては、この三次元立体編物９１に加え、三次元立体編物９１を中間フレーム３０に固定するための面ファスナー９２を有している。面ファスナー９２は、取り付け面が接着により中間フレーム３０に固定され、そのフック部９２ａに三次元立体編物９１に係合されて両者は一体化される。
【0070】
図２０（ａ）～（ｅ）は、図１９のＡ部の拡大図であるが、この図を用いてその作用をさらに詳述する。まず、図２０（ａ）に示したシート側フレーム２０が中間フレーム３０及びストッパー部材９０から離間した状態（ｃａｓｅ（１））から、図２０（ｂ）に示したように、シート側フレーム２０が中間フレーム３０に接触し始める状態となる（ｃａｓｅ（２））。これにより、三次元立体編物９１は圧縮されていき、連結糸１３０がたわんでいく。シート側フレーム２０が中間フレーム３０にさらに接近すると三次元立体編物９１は図２０（ｃ）のｃａｓｅ（３）、図２０（ｄ）のｃａｓｅ（４）に示したようにさらにたわんでいく。図２０（ｂ）～（ｄ）のｃａｓｅ（２）～（４）は、三次元立体編物９１が２ｍｍ，４ｍｍ，６ｍｍ圧縮されたポイントであり、おおよそ中振幅から大振幅の振動が入力された場合の圧縮量で、この範囲では、図２１の荷重－変位特性に示したように、ほぼ線形に力が変化していく。具体的には、図２２に示したように、シート側フレーム２０（又はベースフレーム１０）から入力される圧縮力は９Ｎ，１９Ｎ、２５Ｎと増加し、シート側フレーム２０（又はベースフレーム１０）から入力される摺動方向の力（摺動摩擦力）も、１．８Ｎ，３．８Ｎ，５Ｎと増加する。
【0071】
一方、図２０（ｅ）に示したように、三次元立体編物９１がほぼ完全に押しつぶされ、面ファスナー９２も押圧された状態となると、三次元立体編物９１は非線形特性を有しているため、図２１及び図２２に示したように、図２０（ｄ）から２ｍｍ押圧されただけで、圧縮力が１３０Ｎと急上昇し、これに伴って水平方向に作用する摺動摩擦力が６５Ｎと急激に上昇する。摺動摩擦力の急上昇は、図２０（ｅ）に白抜きの太い矢印で示したように、大振幅入力に対して各フレームの運動を停止させる力として作用する。また、本実施形態では、三次元立体編物９１を、中間フレーム３０に接着固定した面ファスナー９２に係合しているため、三次元立体編物９１と面ファスナー９２のフック部との間の係合力が作用し、さらには接着剤の粘性力も作用し、これらも摺動方向への抵抗力となる。
【0072】
図２３は、シートサスペンション機構１におけるコンビネーションスプリング５０及び第２の正特性ばね６０を組み合わせた荷重－変位特性と摩擦ダンパー７０のリサージュ図形を示したものであり、減衰力が最大となる範囲に至ると、ストッパー部材９０が変位するｃａｓｅ（２）～（５）に至り、下死点付近において、ストッパー部材９０の摺動摩擦力が大きく作用することがわかる。
【0073】
（実験例）
（シートサスペンション機構１の構成）
図１～図８等に示した上記実施形態のシートサスペンション機構１について振動実験を行った。シート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する最大ストロークは６０ｍｍである。図２４（ａ）は、本実験で用いたトーションバー６１，６２のそれぞれについて単体の荷重－変位特性を示しており、各トーションバー６１，６２として、ほぼ同じ荷重－変位特性を有するものを用いている。各トーションバー６１，６２のばね定数は１０９３Ｎｍｍ／ｄｅｇであった。
（シートサスペンション機構１の構成）
図１～図８等に示した上記実施形態のシートサスペンション機構１について振動実験を行った。シート側フレーム２０のベースフレーム１０に対する最大ストロークは６０ｍｍである。図２４（ａ）は、本実験で用いたトーションバー６１，６２のそれぞれについて単体の荷重－変位特性を示しており、各トーションバー６１，６２として、ほぼ同じ荷重－変位特性を有するものを用いている。各トーションバー６１，６２のばね定数は１０９３Ｎｍｍ／ｄｅｇであった。
【0074】
図２４（ｂ）は、圧縮コイルスプリング５１１，５１１のそれぞれについて単体の荷重－変位特性を示しており、各圧縮コイルスプリング５１１，５１１として、ほぼ同じ荷重－変位特性を有するものを用いている。
【0075】
磁気ばね５２０としては、上記の図９（ｃ）に示した荷重－変位特性を有するものを用いた。すなわち、中立位置ａに対し、±１０ｍｍのストローク（図９（ｃ）の２つのｂ点間の範囲）において、負のばね特性を有し、その範囲を超えると正のばね特性を有するものである。
【0076】
磁気ばね５２０の中立位置ａを中心として±１０ｍｍの範囲における圧縮コイルスプリング５１１，５１１を組み合わせた水平方向の振動に対するばね定数は、中立位置ａに対し、±１０ｍｍのストロークにおいて１５．８Ｎ／ｍｍとなり、摩擦ダンパー７０の減衰力が大きく作用するシート側フレーム２０のストロークで５０～６０ｍｍに相当する範囲では３９．０Ｎ／ｍｍとなる
【0077】
シート側フレーム２０の中立位置において、磁気ばね５２０の中立位置ａが相当するように位置合わせし、それにトーションバー６１，６２、圧縮コイルスプリング５１１，５１１を組み合わせて測定した荷重－変位特性が図２５である。図２５に示したように、４０ｍｍ付近、５０ｍｍ付近において勾配が変化するといった複数の変曲点を有しており、５次関数の近似式で示される特性を備えている。なお、図２５は、実測値と、図３２で示したシミュレーションモデルを用いて求めた分析値とを示しているが、両者はほぼ一致している。具体的には、まず変位量２５～４０ｍｍにおいて荷重値がほとんど変化しないばねゼロ領域が形成されている。よって、この実験例のばね系の組み合わせの場合、着座時の中立位置を３０～３５ｍｍ付近に設定すると、高周波の微振動を効率的に除振できる。３０ｍｍを中立位置とした場合、その鉛直方向±５ｍｍの範囲では、１．５Ｎ／ｍｍのばね定数となる。鉛直方向４０～５０ｍｍの範囲ではそれよりもばね定数が高くなり、摩擦ダンパー７０の減衰力が大きく作用する鉛直方向５０～６０ｍｍではばね定数が４．８Ｎ／ｍｍとなって、底付きを抑制する。
【0078】
摩擦ダンパー７０は、図１０（ａ），（ｂ）に示したものであり、空走区間である第３移動空間７２５ｃの空走量が５ｍｍで、図１３（ｂ）に示した特性を有している。立体布帛７３０を構成する三次元立体編物は、上記の旭化成アドバンス（株）製、製品番号：ＡＫＥ７００４４であり、その荷重－変位特性は図１３（ａ）に示したとおりである。
【0079】
（周波数応答及び時刻歴応答の測定）
シートサスペンション機構１に自動車用シートを搭載し、被験者が着座した状態で行った。被験者は身長１７１ｃｍ、体重６５ｋｇであった。ピーク間距離の振幅を２０ｍｍ（２０ｍｍｐ－ｐ）とし、周波数１．０Ｈｚ、１．５Ｈｚ、２．０Ｈｚ、２．５Ｈｚ、３．０Ｈｚ、４．０Ｈｚ、５．０Ｈｚで行った。
シートサスペンション機構１に自動車用シートを搭載し、被験者が着座した状態で行った。被験者は身長１７１ｃｍ、体重６５ｋｇであった。ピーク間距離の振幅を２０ｍｍ（２０ｍｍｐ－ｐ）とし、周波数１．０Ｈｚ、１．５Ｈｚ、２．０Ｈｚ、２．５Ｈｚ、３．０Ｈｚ、４．０Ｈｚ、５．０Ｈｚで行った。
【0080】
時刻歴応答に関しては、図２６（ａ），（ｂ）に示す加速度振幅が±０．７５Ｇ、周波数が２．０Ｈｚで、バースト波のエンベロープの立ち上がりと下がりに傾斜をつけた「ｔｈｅ ｆｉｖｅ ｐｉｐｓ（ピップバースト波）」を用いて衝撃性振動実験を行った。なお、加振機は、株式会社デルタツーリング製の６軸加振機を用いた。
その結果、周波数応答に関しては、図２７（ａ）に示したように、共振周波数１．５Ｈｚで共振ピークのゲインが１．３５となり、低周波域と高周波域の両方で高い制振性能を示した。
時刻歴応答に関しては、図２７（ｂ）に示したように、入力加速度を超えることはなく、ほぼ±０．６Ｇ以内に収まっていた。よって、ボトミングとバウンシングによって生じる乗り心地の悪化を抑制与できることがわかった。
その結果、周波数応答に関しては、図２７（ａ）に示したように、共振周波数１．５Ｈｚで共振ピークのゲインが１．３５となり、低周波域と高周波域の両方で高い制振性能を示した。
時刻歴応答に関しては、図２７（ｂ）に示したように、入力加速度を超えることはなく、ほぼ±０．６Ｇ以内に収まっていた。よって、ボトミングとバウンシングによって生じる乗り心地の悪化を抑制与できることがわかった。
【0081】
（比較例１）
磁気ばね５２０を組み込まなかったことを除いて実験例と同じ構造のシートサスペンション機構について、実験例と同様の条件で、周波数応答と時刻歴応答について測定した。荷重－変位特性は、図２８に示したとおりであり、３次関数で近似される特性となり、実験例のようにばね定数が実質的にゼロとなる領域を有していない。
周波数応答は、図２９（ａ）に示したように、共振周波数１．５Ｈｚでゲインが１．４８となり、また、時刻歴応答では、図２９（ｂ）に示したように、±０．７５Ｇ付近かそれを超える場合もあった。よって、実験例の磁気ばね５２０は入力振動の制御への貢献度が高いと言える。
磁気ばね５２０を組み込まなかったことを除いて実験例と同じ構造のシートサスペンション機構について、実験例と同様の条件で、周波数応答と時刻歴応答について測定した。荷重－変位特性は、図２８に示したとおりであり、３次関数で近似される特性となり、実験例のようにばね定数が実質的にゼロとなる領域を有していない。
周波数応答は、図２９（ａ）に示したように、共振周波数１．５Ｈｚでゲインが１．４８となり、また、時刻歴応答では、図２９（ｂ）に示したように、±０．７５Ｇ付近かそれを超える場合もあった。よって、実験例の磁気ばね５２０は入力振動の制御への貢献度が高いと言える。
【0082】
（比較例２）
図３２に示したシミュレーションモデルを用いて、摩擦ダンパー７０における空走区間である第３移動空間７２５ｃ内の移動距離を０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍと設定した場合における振幅２０ｍｍｐ－ｐの正弦波入力の影響についてシミュレーションした。その結果が、図３０（ａ）であり、空走区間２０ｍｍの設定では、２．５Ｈｚ近傍のゲインが突出していた。
図３２に示したシミュレーションモデルを用いて、摩擦ダンパー７０における空走区間である第３移動空間７２５ｃ内の移動距離を０ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍと設定した場合における振幅２０ｍｍｐ－ｐの正弦波入力の影響についてシミュレーションした。その結果が、図３０（ａ）であり、空走区間２０ｍｍの設定では、２．５Ｈｚ近傍のゲインが突出していた。
【0083】
一方、摩擦ダンパーとして、空走区間である第３移動空間７２５ｃの移動距離が２５ｍｍとなるように設定したものを、シートサスペンション機構１に、実験例の空走区間５ｍｍの摩擦ダンパ－７０に代えて組み込み実験例１と同様の条件で振動実験を行った。なお、空走区間２５ｍｍの摩擦ダンパーのリサージュ図形は図３１に示したとおりである。
図３０（ｂ）が振動実験の結果であり、１．５Ｈｚ付近の共振ピークの振動伝達率は約１．０であるものの、３Ｈｚ近傍で振動伝達率が急激に高くなっていることがわかる。
図３０（ｂ）が振動実験の結果であり、１．５Ｈｚ付近の共振ピークの振動伝達率は約１．０であるものの、３Ｈｚ近傍で振動伝達率が急激に高くなっていることがわかる。
【0084】
これに対し、実験例の空走区間５ｍｍの摩擦ダンパー７０を用いた場合には、図２７（ａ）に示したように、１．５Ｈｚで振動伝達率が１．３５となっているが、２．２Ｈｚで１．０、２．５Ｈｚで０．８となり、２～３Ｈｚ付近での振動伝達率の悪化を抑制できている。
【0085】
なお、摩擦ダンパー７０の第１部材７１０及び第２部材７２０が相対的に２Ｈｚで運動した場合、等価粘性減衰係数は６５６Ｎｓ／ｍとなるが、摩擦ダンパー７０における立体布帛７３０付きの第１部材７１０が第５移動空間７２５ｅとなっているときのばね特性は、上記のように４．８Ｎ／ｍｍである（図２５参照）。また、被験者の体重は６５ｋｇであり、これらより減衰比を求めると約０．５９となる。よって、摩擦ダンパー７０として必要な減衰比は０．６以上であり、実験例の空走区間５ｍｍの摩擦ダンパー７０はその条件を満たしている。
【0086】
また、上記の２～３Ｈｚの振動伝達率の悪化は、リンク機構４０の回転運動も起因しているが、本実施形態の中間フレーム３０及びコンビネーションスプリング５０は、シート側フレーム２０がベースフレーム１０に対して垂直方向に並進運動する際に、略水平方向に円弧を描きながら運動する（図１４及び図１５参照）。これにより、リンク機構４０の回転運動に起因する振動が吸収される。
【0087】
本実施形態のシートサスペンション機構１は、図２７（ａ）に示すように、３Ｈｚの振動伝達率が０．５９となっており、図２７（ｂ）に示すように、時刻歴応答でも入力を下回る結果となっている。よって、本実施形態のシートサスペンション機構１は、全ストローク６０ｍｍという薄型でありながら、共振ピーク：２．０未満、Ｓ．Ｅ．Ａ．Ｔ値：０．６未満（入力波の励振周波数３Ｈｚ）であり、ＩＳＯ ７０９６：２０００に基づくＪＩＳ Ａ ８３０４：２００１「土工機械－運転員の座席の振動評価試験」で規定されている入力スペクトルクラスＥＭ７「コンパクトダンパ」用の規格を満足するものであり、土工機械用として適している。
【符号の説明】
【0088】
１ シートサスペンション機構
１０ ベースフレーム
２０ シート側フレーム
３０ 中間フレーム
４０ リンク機構
４１ 前側リンク
４２ 後側リンク
５０ コンビネーションスプリング
５１０ 第１の正特性ばね
５１１ 圧縮コイルスプリング
５２０ 磁気ばね
６０ 第２の正特性ばね
６１，６２ トーションバー
７０ 摩擦ダンパー
７１０ 第１部材
７２０ 第２部材
７３０ 立体布帛
１００ 三次元立体編物
１０ ベースフレーム
２０ シート側フレーム
３０ 中間フレーム
４０ リンク機構
４１ 前側リンク
４２ 後側リンク
５０ コンビネーションスプリング
５１０ 第１の正特性ばね
５１１ 圧縮コイルスプリング
５２０ 磁気ばね
６０ 第２の正特性ばね
６１，６２ トーションバー
７０ 摩擦ダンパー
７１０ 第１部材
７２０ 第２部材
７３０ 立体布帛
１００ 三次元立体編物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】