JP2003335164A

JP2003335164A - 車両用シートサスペンション

Info

Publication number: JP2003335164A
Application number: JP2002142076A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Uno; 秀広宇野; Toshifumi Sakata; 利文坂田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車などの車両用シートと車体との間に配
されて、シートを防振的に支持するためのシートサスペ
ンションにおいて、走行時における減衰性能を確保しな
がらアイドリング時における伝達率を低下する。【解決手段】シート側取付金具１２と、車体側取付金
具１４と、両金具間に設けられたゴム状弾性体１６と、
該弾性体を介して結合され振動付加時の弾性体の弾性変
形に伴い加振方向に相対変位可能なピストン状部材１８
及びシリンダ状部材２０と、磁界強さの大きさによって
粘度が変化するＭＲ流体２２と、ピストン状部材１８と
シリンダ状部材２０の間に形成されＭＲ流体２２を流動
可能な状態に密閉保持する流路２４と、該流路を横断す
る磁路を形成しＭＲ流体２２の粘度を変化させるための
磁界強さを制御可能な電磁石２６とを備えるシートサス
ペンション１０である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車などの車両
用シートと車体との間に配されて、シートを防振的に支
持するためのシートサスペンションに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車などの車両用シートは、
ポリウレタンフォーム等の樹脂発泡成形体からなるシー
トパッドと、該シートパッドを受ける受け面にスプリン
グを備えるシートフレームとを組み合わせ、表面をカバ
ーで覆って構成される。かかる車両用シートを車室内の
フロアに載せ付ける際、自動車、特に乗用車では、シー
トフレームを剛体からなるシートサスペンションを介し
て車室内のフロア上に支持させており、すなわち、シー
トフレームをフロアに対して完全に固定した状態で取り
付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両用シー
トにおいては、エンジンのアイドリングに起因する微振
動がフロアから人体に伝達するのを防止するとともに、
走行時における比較的振幅の大きな振動を迅速に減衰さ
せることが求められる。従来、これらの要求はシートパ
ッドとシートフレームを改良することによりなされてい
たが、シート側だけで該要求を満足させることは難し
い。そこで、シートをフロアに対して支持固定するシー
トサスペンションにゴム状弾性体を用いて構成すること
が考えられるが、単にゴム状弾性体を用いただけでは、
走行時における減衰性能を確保しながらアイドリング時
における伝達率を低下することは難しい。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、走行時における減衰性能を確保しながらア
イドリング時における伝達率を低下することができるシ
ートサスペンションを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の車両用シートサ
スペンションは、シート側に取り付けられるシート側取
付部材と、車体側に取り付けられる車体側取付部材と、
両取付部材間に設けられた弾性体と、該弾性体を介して
結合され振動付加時の弾性体の弾性変形に伴い加振方向
に相対変位可能なピストン状部材及びシリンダ状部材
と、磁界強さの大きさによって粘度が変化するＭＲ流体
と、前記のピストン状部材とシリンダ状部材の間に形成
され前記ＭＲ流体を流動可能な状態に密閉保持する流路
と、前記流路を横断する磁路を形成しＭＲ流体の粘度を
変化させるための磁界強さを制御可能な電磁石とを備え
てなる。

【０００６】本発明のシートサスペンションでは、電磁
石に通電すると、ＭＲ流体の粘度が上昇してピストン状
部材が変位しにくくなり、即ち剛性が上昇するととも
に、ＭＲ流体の内部摩擦が大きくなって減衰力も増加す
る。一方、電磁石への通電をオフ、又は通電電流をより
小さくすると、ＭＲ流体の粘度が小さくなってピストン
状部材が変位しやすくなり、即ち剛性が低下する。

【０００７】そのため、本発明のシートサスペンション
では、電磁石への通電電流をアイドリング時よりも走行
時において大きくなるように、より具体的には、電磁石
への通電をアイドリング時にオフにし、走行時にオンに
するよう制御することが好ましい。このように制御する
ことにより、アイドリング時にはピストン状部材の剛性
を下げて、アイドリングに起因する微振動のシートへの
伝達率を低下させ、走行時にはピストン状部材の剛性を
上げて弾性体による減衰性能を発揮させるとともにＭＲ
流体の内部摩擦による減衰力も増加させて、比較的大振
幅の振動を迅速に減衰させることができる。

【０００８】本発明のシートサスペンションにおいて
は、前記流路が、前記のピストン状部材とシリンダ状部
材の相対変位方向に沿い互いに平行に位置する流路部分
とそれら流路部分を相互に連通するように前記相対変位
方向に直交又はほぼ直交する方向に沿って位置して磁路
の横断部を構成する流路部分とを有する断面クランク状
に形成されていることが好ましい。

【０００９】このようにＭＲ流体の流路を断面クランク
状にし、そのクランク状流路のうちピストン状部材の変
位方向に対して概略直交する流路部分に磁路を横断させ
る構成を採用したことにより、通電に伴い磁路横断箇所
に対応する流路部分のＭＲ流体の粘度増大によってＭＲ
流体の流れを堰き止めてピストン状部材の剛性を急速に
増大させることができる。詳述すると、例えば、ＭＲ流
体流路を一直線状に形成し、その直線状流路の一部分に
磁路を横断させることにより、通電に伴い粘度増大する
ＭＲ流体の内部摩擦力に依存して剛性の増大を図るよう
に構成したものに比べて、通電電流に対する剛性（ばね
定数）の変化率を大きくすることが可能である。従っ
て、上記のようなアイドリング時と走行時の振動に対す
る的確かつ十分な防振性能を少ない消費電力のもとで発
揮させてランニングコストの低減が図れるとともに、ア
イドリング時と走行時との剛性切替えの迅速化が図られ
る。

【００１０】上記構成において、電磁石は、ピストン状
部材の外周に位置するシリンダ状部材側に固定支持され
てもよいが、ピストン状部材側に固定支持させることに
より、ピストン状部材側の内部空間を電磁石の設置スペ
ースに有効利用してシートサスペンション全体をコンパ
クトに構成しやすい。

【００１１】また、上記構成において、シリンダ状部材
は、ＭＲ流体流路のうちピストン状部材との相対変位方
向に直交又はほぼ直交する方向に沿って位置する流路部
分を横断するような磁路を形成するための強磁性材質か
らなるヨーク部とこのヨーク部を取り囲み保持する非磁
性もしくは弱磁性材質からなるリング部とから構成して
もよい。これにより、電磁石により発生される磁束の漏
れをできるだけ少なくしてＭＲ流体流路のうち磁路横断
箇所に対応する流路部分に磁束を集中させることがで
き、消費電力の一層の軽減が図れるとともに、上記剛性
切替えの一層の迅速化が図られる。

【００１２】本発明のシートサスペンションにおいて、
ピストン状部材とシリンダ状部材は、それぞれ、シート
側取付部材と車体側取付部材のいずれかに対して弾性体
を介在させることなく一体に形成してもよい。但し、ピ
ストン状部材が剛体化した際に弾性体による減衰性能を
より効果的に発揮させるためには、ピストン状部材とシ
リンダ状部材はシート側取付部材及び車体側取付部材に
弾性体を介在させて取り付けられていることが好まし
い。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。

【００１４】図１は本発明の１実施形態に係るシートサ
スペンション１０の縦断面図、図２はこのシートサスペ
ンション１０を用いたシステムの概略図である。

【００１５】シートサスペンション１０は、自動車のシ
ート１を車室内のフロアに設けられた台２上に防振的に
支持するものであり、シート１の下面の四隅に１個ず
つ、計４個設けられている。なお、四隅のうちのいずれ
か３つの角部に１個ずつ、計３個設けてもよく、また、
前側又は後側の角部に１個ずつというように合計で２個
設けることもでき、更に、いずれか１の角部にのみ設け
ることもできる。

【００１６】シートサスペンション１０は、シート１の
下面から突出する固定面部３に取り付けられるシート側
取付金具１２と、フロアの台２上に取り付けられる車体
側取付金具１４との間に、ゴム状弾性体１６を介して取
り付けられたピストン状部材１８とシリンダ状部材２０
とを備えてなる。すなわち、この実施形態では、ピスト
ン状部材１８とシリンダ状部材２０は、シート側取付金
具１２に対してゴム状弾性体１６を介在させて取り付け
られており、車体側取付金具１４に対してもゴム状弾性
体１６を介在させて取り付けられている。

【００１７】ピストン状部材１８とシリンダ状部材２０
は、弾性体１６を介して互いに結合されており、フロア
側又はシート側から振動が付加されたときに弾性体１６
の弾性変形に伴って加振方向、即ち上下方向Ｘに相対変
位可能に構成されている。詳細には、ピストン状部材１
８は、外周面に周方向に延びる凹部１８Ａを持つ短円柱
状もしくは円盤状をなし、その軸方向を上下方向に向け
てシート側取付金具１２の下方に配置されている。シリ
ンダ状部材２０は、このピストン状部材１８の外周を所
定の距離をおいて取り囲む短円筒状もしくは円環状をな
している。シリンダ状部材２０は、強磁性材質からなり
ピストン状部材１８側に向けて突出する円環状のヨーク
部２０Ａと、このヨーク部２０Ａの外周部分を取り囲ん
で固定保持する非磁性あるいは弱磁性材質からなるリン
グ部２０Ｂとから構成されている。

【００１８】ピストン状部材１８とシリンダ状部材２０
との間には、磁界強さによって粘度が変化するＭＲ流体
２２を流動可能な状態に密閉保持する流路２４が、ピス
トン状部材１８とシリンダ状部材２０と弾性体１６とに
より、ピストン状部材１８の外周に全周にわたって設け
られている。

【００１９】この流路２４は、ピストン状部材１８とシ
リンダ状部材２０との上下相対変位方向Ｘに沿って互い
に平行に位置する上下一対の垂直流路部分２４Ａ，２４
Ａ及び中間垂直流路部分２４Ｂと、それら上下一対の垂
直流路部分２４Ａ，２４Ａ及び中間垂直流路部分２４Ｂ
をそれぞれ相互に連通するように上下相対変位方向Ｘに
直交又はほぼ直交する方向に沿って位置する上下一対の
水平流路部分２４Ｃ，２４Ｃとを有し、全体として断面
クランク状に形成されている。詳細には、ピストン状部
材１８の凹部１８Ａに対しその外側からシリンダ状部材
２０のヨーク部２０Ａの内周端を差し入れることで断面
クランク状の流路２４が形成されており、ヨーク部２０
Ａの上下両側にそれぞれ前記垂直流路部分２４Ａ，２４
Ａが設けられるとともに、ヨーク部２０Ａの内周端に沿
って中間垂直流路部分２４Ｂが設けられ、これらを連通
する水平流路部分２４Ｃ，２４Ｃがヨーク部２０Ａの上
下両面に沿ってそれぞれ設けられている。

【００２０】図３に示すように、上下一対の水平流路部
分２４Ｃ，２４Ｃの幅ｄ１は、上下一対の垂直流路部分
２４Ａ，２４Ａの幅ｄ２よりも狭く設定されている。ま
た、この幅ｄ１は、中間垂直流路部分２４Ｂの幅ｄ３よ
りも狭く設定されていることが好ましい。

【００２１】上記ピストン状部材１８の外周部、詳細に
は上記凹部１８Ａ内には、シリンダ状部材２０のヨーク
部２０Ａの内周端に対向する箇所に、上記流路２４の上
下一対の水平流路部分２４Ｃ，２４Ｃを横断するような
磁路ｍｐを形成する電磁石２６が円環状に配置されてピ
ストン状部材１８に固定支持されている。この電磁石２
６への通電電流をコントロールすることにより、流路２
４の上下一対の水平流路部分２４Ｃ，２４Ｃを横断する
磁路ｍｐに流れる磁界強さを制御してＭＲ流体２２の粘
度を増減変化可能に構成されている。

【００２２】なお、ＭＲ流体２２は、高濃度の懸濁液中
に１〜１０μｍ程度の粒子径をもつ強磁性金属微粒子を
分散させてなるビンガム流体で、−４０〜１５０℃の作
動温度域を有し磁界強さの大きさによって粘度が変化す
るものであり、磁気粘性流体あるいは磁気流動学的流体
と呼ばれている。

【００２３】図２に示すように、シートサスペンション
１０には、上記電磁石２６に通電するためのアンプ４
と、該アンプ４によって電磁石２６に通電する電流の大
きさや通電のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御部５が
接続されている。制御部５は、エンジンの回転数情報が
入力され、この情報に従って電磁石２６への通電を制御
する。

【００２４】この制御部５による制御方法は、電磁石２
６への通電電流がアイドリング時よりも走行時において
大きくなるように行う。具体的には、例えば、上記エン
ジンの回転数情報が所定値以下（例えば１０００回／分
以下）のときにはアイドリング時と判断して電磁石２６
への通電をＯＦＦにし、回転数情報が上記所定値を越え
たときには走行時と判断して電磁石２６への通電をＯＮ
にする。

【００２５】上記シートサスペンション１０では、電磁
石２６への通電をＯＮにすると、ＭＲ流体２２の粘度が
上昇してピストン状部材１８が変位しにくくなり、ピス
トン状部材１８とシリンダ状部材２０とが剛体化する。
また、ＭＲ流体２２の粘度が上昇することにより、その
内部摩擦が大きくなって減衰力が増加する。一方、電磁
石２６への通電をＯＦＦにすると、ＭＲ流体２２の粘度
が小さくなってピストン状部材１８が変位しやすくな
り、剛性が低下する。

【００２６】従って、上記のようにアイドリング時に通
電ＯＦＦ、走行時に通電ＯＮに制御することにより、ア
イドリング時には、ピストン状部材１８の剛性を下げ
て、アイドリングに起因する微振動を弾性体１６の弾性
変形に伴うピストン状部材１８とシリンダ状部材２０と
の上下相対変位によって吸収することができ、該微振動
のシート１への伝達率を低下させることができる。ま
た、走行時には、ピストン状部材１８の剛性を上げて弾
性体１６による減衰性能を発揮させるとともに、ＭＲ流
体２２の内部摩擦による減衰力も増加させて、走行時に
おける路面凹凸等に起因する比較的大振幅の振動を迅速
に減衰させることができる。

【００２７】図４，５は、図２に示すシートサスペンシ
ョンシステムについて、人体重心部における上下変位に
対する伝達率とパルス応答変位の測定結果を示したもの
である。測定は、シートとしては一般的な自動車用シー
トを用い、人体モデル６としては５０ｋｇのものを用い
て、伝達率はＪＡＳＯＢ−４０７に準拠したシートク
ッション振動試験機（Ｃ−１６０２ＤＬ型、伊藤精機株
式会社製）により測定した。パルス応答変位は、車体側
から５ｍｍ乗り上げに相当するパルスを入力して、ＪＡ
ＳＯＢ−４０７に準拠したシートクッション振動試験
機（Ｃ−１６０２ＤＬ型、伊藤精機株式会社製）により
測定した。また、比較例として、上記シートサスペンシ
ョン１０の代わりに、金属のみからなるシートサスペン
ションを介してシートをフロア上に支持させたものにつ
いても同様に測定した。

【００２８】図４に示すように、本実施形態のシートサ
スペンション１０では、通電をＯＦＦにしたとき、特に
５〜１０Ｈｚにおける伝達率が大幅に低減されている。
従って、５〜１０Ｈｚ付近にアイドリング振動の周波数
が存在するトラック等の車両において、アイドリング振
動のシートへの伝達を効果的に低減することができる。
特に、６Ｈｚ付近には人体の内蔵系の共振周波数がある
ため、図４のようにこの付近の伝達率を低減することに
より、乗員の内蔵系の保護を図ることができる。

【００２９】また、図５に示すように、本実施形態のシ
ートサスペンション１０では、通電ＯＦＦ時には減衰力
が小さいものの、通電をＯＮしたときには比較例と同等
以上の減衰力が発揮されており、振動を効果的に吸収し
低減することができる。

【００３０】このように本実施形態のシートサスペンシ
ョン１０であると、走行時における減衰性能を確保しな
がら、アイドリング時における伝達率を低下することが
できる。

【００３１】本実施形態のシートサスペンション１０に
おいては、また、ＭＲ流体２２の流路２４を断面クラン
ク状にし、そのうちピストン状部材１８の変位方向に対
して概略直交する方向に沿って位置し、かつ、幅の小さ
い水平流路部分２４Ｃに対して磁路ｍｐを横断させる構
成が採用されている。そのため、通電に伴い磁路横断箇
所に対応する水平流路部分２４ＣのＭＲ流体２２が粘度
増大によって、そのＭＲ流体２２の流れが堰き止められ
てピストン状部材１８の剛性が急速に増大されることに
なり、通電電流に対する剛性の変化率を大きくすること
ができる。

【００３２】図６〜９は、シートサスペンション１０の
変更例に係る要部拡大縦断面図である。

【００３３】図６に示す第１変更例では、断面クランク
状に形成されている流路２４の中間垂直流路部分２４Ｂ
を、上下一対の垂直流路部分２４Ａ，２４Ａよりもシー
トサスペンション１０の中心から遠い外側に位置させた
点で上記実施形態とは異なる。詳細には、シリンダ状部
材２０の内周面に周方向に延びる凹部２０Ｃが設けら
れ、この凹部２０Ｃにピストン状部材１８の外周面に設
けられた凸部１８Ｂの先端が差し入れられて断面クラン
ク状の流路２４が形成されている。

【００３４】図７に示す第２変更例では、中間垂直流路
部分２４Ｂと下側の垂直流路部分２４Ａとを一直線状に
配置してＭＲ流体２２の流路２４全体を片クランク状に
形成した点で上記実施形態とは異なる。

【００３５】図８及び図９に示す第３及び第４変更例で
は、電磁石２６がピストン状部材１８側ではなくシリン
ダ状部材２０側に配置固定されている点で上記実施形態
とは異なる。

【００３６】詳細には、図８に示す第３変更例では、シ
リンダ状部材２０の内周面に周方向に延びる凹部２０Ｄ
が設けられ、この凹部２０Ｄ内に電磁石２６が配置固定
されるとともに、この凹部２０Ｄにピストン状部材１８
の外周面に設けられた凸部１８Ｃの先端が差し入れられ
て断面クランク状の流路２４が形成されている。

【００３７】また、図９に示す第４変更例では、ピスト
ン状部材１８の外周面に周方向に延びる凹部１８Ｄが設
けられ、この凹部１８Ｄにシリンダ状部材２０の内周面
に設けられた電磁石２６を備える凸部２０Ｅの先端が差
し入れられて断面クランク状の流路２４が形成されてい
る。

【００３８】なお、これら第３及び第４変更例では、電
磁石２６の配置の関係から上記実施形態のものに比べて
シートサスペンション１０全体の直径が少し大きくな
る。

【００３９】上記第１〜４の変更例でも、ＭＲ流体２２
の流路２４を断面クランク状にして、水平流路部分２４
Ｃに対して磁路ｍｐを横断させる構成が採用されている
ため、上記実施形態と同様に、通電電流に対する剛性の
変化率を大きくすることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行時における減衰性能を確保しながらアイドリング時
における伝達率を低下することができる高性能なシート
サスペンションを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係るシートサスペンショ
ンの縦断面図である。

【図２】同シートサスペンションを用いたシステムの概
略図である。

【図３】同シートサスペンションの流路構成を示す要部
拡大縦断面図である。

【図４】同シートサスペンションの周波数と伝達率との
関係を示すグラフである。

【図５】同シートサスペンションのパルス応答変位を示
すグラフである。

【図６】第１変更例に係るシートサスペンションの要部
拡大縦断面図である。

【図７】第２変更例に係るシートサスペンションの要部
拡大縦断面図である。

【図８】第３変更例に係るシートサスペンションの要部
拡大縦断面図である。

【図９】第４変更例に係るシートサスペンションの要部
拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１……シート２……台１０……シートサスペンション１２……シート側取付金具１４……車体側取付金具１６……弾性体１８……ピストン状部材２０……シリンダ状部材２０Ａ……ヨーク部２０Ｂ……リング部２２……ＭＲ流体２４……流路２４Ａ，２４Ｂ……垂直流路部分２４Ｃ……水平流路部分２６……電磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｆ 15/023 Ｆ１６Ｆ 13/00 ６３０ＢＦターム(参考） 3B087 AA08 DD11 3J047 AA06 AB05 CA16 FA01 3J048 AA06 AD01 BE05 CB21 EA07 3J069 AA38 AA50 AA69 DD25 EE62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シート側に取り付けられるシート側取付部
材、車体側に取り付けられる車体側取付部材、両取付部材間に設けられた弾性体、該弾性体を介して結合され、振動付加時の弾性体の弾性
変形に伴い加振方向に相対変位可能なピストン状部材と
シリンダ状部材、磁界強さの大きさによって粘度が変化するＭＲ流体、前記のピストン状部材とシリンダ状部材の間に形成さ
れ、前記ＭＲ流体を流動可能な状態に密閉保持する流
路、及び、前記流路を横断する磁路を形成し、ＭＲ流体の粘度を変
化させるための磁界強さを制御可能な電磁石、を備えてなる車両用シートサスペンション。
【請求項２】前記流路が、前記のピストン状部材とシリ
ンダ状部材の相対変位方向に沿い互いに平行に位置する
流路部分とそれら流路部分を相互に連通するように前記
相対変位方向に直交又はほぼ直交する方向に沿って位置
して磁路の横断部を構成する流路部分とを有する断面ク
ランク状に形成されていることを特徴とする請求項１記
載の車両用シートサスペンション。
【請求項３】前記電磁石が、前記ピストン状部材側に固
定支持されている請求項２記載の車両用シートサスペン
ション。
【請求項４】前記シリンダ状部材が、前記相対変位方向
に直交又はほぼ直交する方向に沿って位置する流路部分
を横断するような磁路を形成するための強磁性材質から
なるヨーク部とこのヨーク部を取り囲み保持する非磁性
もしくは弱磁性材質からなるリング部とから構成されて
いる請求項２又は３記載の車両用シートサスペンショ
ン。
【請求項５】前記のピストン状部材とシリンダ状部材
が、前記のシート側取付部材及び車体側取付部材に前記
弾性体を介在させて取り付けられたことを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の車両用シートサスペンシ
ョン。
【請求項６】前記電磁石への通電電流をアイドリング時
よりも走行時において大きくなるよう制御することを特
徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用シート
サスペンション。