JP2020179800A - 車両用シートの駆動装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示す車両用シートの駆動装置1は、車両用シート2(以下、単にシート2という)の高さや背もたれ2aの傾斜角などを変えるためのもので、シート2の下方に位置するシリンダユニット3に複数の機能部品を取付けて構成されている。複数の機能部品とは、詳細は後述するが、シリンダユニット3の前面3a(図1においては右側の側面)に取付けられたメカニカルバルブ4と、可変スロットルバルブ5と、シリンダユニット3の後面3bに取付けられたチェックメカニカルバルブ6である。
シリンダユニット3は、シート2に接続されたピストンロッド11を有する油圧シリンダ12と、この油圧シリンダ12の油室13に連通された下部油室14を有する副シリンダ15と、油圧シリンダ12と水平方向に並ぶように位置する空油圧変換器16などによって構成されている。
この実施の形態によるシリンダユニット3は、角柱状の筐体21(図2および図3参照)の中に全ての部品を収容して構成されている。筐体21の一端部にはピストンロッド11が突出している。このシリンダユニット3は、ピストンロッド11が上下方向に延びて筐体21の上面から突出する姿勢で使用される。
筐体21の前面21aには、図2に示すように、後述するメカニカルバルブ4と可変スロットルバルブ5とが取付けられている。筐体21の後面21bには、図3に示すように、後述するチェックメカニカルバルブ6が取付けられている。
ピストン25は、円板状に形成されており、軸心部を貫通する固定用ボルト27によってピストンロッド11の下端部に固定されている。ピストン25の外周部にはシリンダ本体26との間をシールするためにシール部材28,29が設けられている。
ロッドカバー23の中心部であってシリンダ本体26内に臨む部分には円環状のクッションパッド40が設けられている。
ヘッドカバー24の中心部であってシリンダ本体26内に臨む部分には円環状のクッションパッド43が設けられている。
シリンダ孔44内のフリーピストン45より下側は、ヘッドカバー24の後側に穿設された副シリンダ用通気孔64から加圧空気が供給されて加圧空気が充填された空気圧室65である。副シリンダ用通気孔64は、ヘッドカバー24の後面24bに開口しており、空気圧室65に加圧空気を充填するときに空気パイプ66(図1参照)が接続される。空気パイプ66は、空気圧源67(図1参照)から加圧空気が送られる。この空気パイプ66は、空気圧室65に所定の圧力で加圧空気が充填された後に副シリンダ用通気孔64から取外される。この際、副シリンダ用通気孔64は、図示していない栓部材によって気密状態が保持されるように閉塞される。
筒壁部71の上端部には、第1の通気孔77が前後方向に貫通するように穿設されている。この第1の通気孔77は、筐体21の前面21aの上部に取付けられたメカニカルバルブ4(図1参照)を介して空気圧源67に接続されている。
この実施の形態による空気貯留部75の上端部には、第1の通気孔77から吹き込まれた加圧空気を空気貯留部75の周方向に分散させるためにバッフルプレート78が設けられている。
メカニカルバルブ4は、本発明でいう「切替弁」に相当するもので、図1に示すように、空気貯留部75と空気圧源67との間に設けられている。このメカニカルバルブ4は、乗員がシート2を上昇させたり、背もたれ2aを起立させる際に操作するバルブである。この実施の形態によるメカニカルバルブ4は、図7に示すように、ハウジング81の中の左側端部(図7においても左側端部)に設けられた逆止弁部82と、ハウジング81の右側の端部に設けられた操作レバー83を含む操作部84とを備えている。
ハウジング81には、図9に示すように、左右方向に貫通する穴87が形成されており、この穴87を使用してメカニカルバルブ4の構成部品が組付けられている。
第1の穴87aには第3の通気孔91が開口し、第2の穴87bには第4の通気孔92が開口している。
メカニカルバルブ4がシリンダユニット3の筒壁22に取付けられた状態においては、図4に示すように、第3の通気孔91が筒壁22の第5の通気孔93に接続され、第4の通気孔92が筒壁22の第6の通気孔94に接続される。
第6の通気孔94は、筒壁22の右側の壁面22cに開口し、この開口に接続されたサイレンサ96(図1参照)を通して大気中に開放されている。
弁体102は円柱状に形成されている。弁体102の軸心部には貫通孔104が穿設されている。この弁体102の右端には、円筒状の弁座105に当接するシート部材102aが設けられている。弁座105は、第1の穴87aと第3の穴87cとの境界部分に第1の穴87a内に突出するように形成されている。
操作部84は、図7に示すように、操作レバー83と、操作レバー83の中間部に右端が接触する円柱状のピン113と、このピン113の左端に接触するスプール114などを備えている。
スプール114の右側端部には、筒状部114aの内外を連通する連通孔119が穿設されているとともに、筒状部114aより外径が大きいフランジ120が設けられている。
スプール用ガイド部材118は、第2の穴87bの左側端部に嵌合する円筒状に形成されている。このスプール用ガイド部材118の外周部とハウジング81との間はシール部材121によってシールされている。
小径孔122と大径孔123との境界部分となる段部125と、スプール114のフランジ120との間には、スプール114を弁体102から離間する方向に付勢する圧縮コイルばね126が設けられている。スプール114は、この圧縮コイルばね126のばね力によってピン113に押し付けられている。
このように構成されたメカニカルバルブ4は、図7に示すように操作レバー83が操作されていない状態においては、逆止弁部82の弁体102が圧縮コイルばね106のばね力によって押されて弁座105に着座するために、空気圧源67側から供給された加圧空気が逆止弁部82で止められる。また、この状態においては、ハウジング81の第2の通気孔89と第4の通気孔92とが横穴88と、第3の穴87cと、スプール114内と、連通孔119と、大径孔123内と、連通孔128、環状の空間129とからなる空気通路を介して互いに連通される。このため、空気貯留部75が大気中に開放される。
この状態においては、スプール114の左端の開口部が弁体102によって閉塞され(大気開放の経路が絶たれ)、第1の穴87a内と第3の穴87c内とが互いに連通される。このため、第1の穴87a内に供給された圧力空気が第3の穴87cから横穴88と第2の通気孔89および第1の通気孔77とを通って空気貯留部75に供給される。
メカニカルバルブ4が供給形態になって加圧空気が空気貯留部75内に供給されることにより、空油圧変換器16内の作動油31が上方から空気によって押され、油貯留部74内の作動油31が第3の油孔62を通って可変スロットルバルブ5に流入する。
可変スロットルバルブ5は、本発明でいう「可変絞り弁」に相当するもので、図1に示す回路図においてシリンダユニット3の油貯留部74と後述するチェックメカニカルバルブ6との間に設けられている。この可変スロットルバルブ5は、油貯留部74とチェックメカニカルバルブ6との間を通過する作動油31の流量を変えるものである。
この実施の形態による可変スロットルバルブ5は、図10に示すように、ハウジング131の中の下部に設けられた逆止弁部132と、ハウジング131の中の上部に設けられた絞り部133とを備えている。
ハウジング131には、図12に示すように、左右方向に貫通する第4の穴136と第5の穴137とが形成されており、これらの穴136,137を使用して可変スロットルバルブ5の構成部品が組付けられている。これらの穴136,137のうち、下側に位置する第4の穴136は、ハウジング131の左側の端面に開口する小径穴138と、ハウジング131の右側の端面に開口する大径穴139とによって形成されている。
この小径穴138には、第4の油孔142が開口している。この第4の油孔142は、ハウジング131の後面に開口し、この開口から小径穴138まで延びている。可変スロットルバルブ5がヘッドカバー24に取付けられた状態においては、この第4の油孔142がヘッドカバー24の第3の油孔62に接続される。すなわち、小径穴138内は、油貯留部74に連通されている。
また、大径穴139には第5の油孔144が開口している。この第5の油孔144は、ハウジング131の後面に開口し、この開口から大径穴139まで延びている。可変スロットルバルブ5がヘッドカバー24に取付けられた状態においては、ヘッドカバー24内を前後方向に横切る第6の油孔145(図6参照)の前端に第5の油孔144が接続される。第6の油孔145は、ヘッドカバー24内のシリンダ孔44より上側を前後方向に貫通している。第6の油孔145の後端は、後述するチェックメカニカルバルブ6に接続される。
ばね受け部材146の左側部には、圧縮コイルばね149を介して弁体150が取付けられている。弁体150は、小径穴138と大径穴139との境界部分に設けられた円筒状の弁座151に圧縮コイルばね149のばね力で押し付けられている。弁体150は、油貯留部74から小径穴138に伝播された作動油31の圧力が圧縮コイルばね149のばね力を上回ることにより弁座151から離れて開き、それ以外のときは弁座151に当接して小径穴138と大径穴139との間を閉じている。このため、逆止弁部132は、油貯留部74側からチェックメカニカルバルブ6側にのみ作動油31を通す。
弁孔153の開口部は、キャップ156が螺着され、このキャップ156で閉塞されている。キャップ156には、第2のアジャストねじ157が螺合しているとともに、ばね受け部材158が移動自在に挿入されている。
弁本体161の先端部161bは、弁孔153の孔壁面との間に隙間が形成されるように、弁本体161の他の部分より小径に形成されている。
弁本体161の開口端部161aと弁孔153との間はシール部材162によってシールされている。
弁本体161の内部の空間は、ばね受け部材158に形成された連通路164と、キャップ156に形成された連通路165と、ハウジング131に形成された連通路166とによって大気中に開放されている。ハウジング131の連通路166には異物の侵入を防ぐフィルター167(図10参照)が設けられている。
テーパー部173は、大径部171から小径部172に向かうにしたがって弁本体161の外径が漸次小さくなるように形成されている。
この弁本体161の小径部172およびテーパー部173と弁孔153との間には、環状の油室175が形成されている。
弁孔153における弁本体161の大径部171およびテーパー部173と対向する部分には環状溝176が形成されている。
第2の連通孔143は、弁孔153の右側の2箇所に開口している。これらの2箇所の開口のうち、右側の開口143aは、弁孔153の主油室174となる部分に形成されている。この実施の形態による右側の開口143aは、開放位置にある弁本体161の先端部161bと対向する位置に形成されている。第2の連通孔143の左側の開口143bは、弁孔153の環状溝176に形成されている。
すなわち、弁本体161は、第2の連通孔143側(チェックメカニカルバルブ6側)の油圧によって押されることにより、絞り部133を通過する作動油31の流量が減少する方向に圧縮コイルばね163のばね力に抗して移動する。
チェックメカニカルバルブ6は、本発明でいう「開閉弁」に相当するもので、乗員がシート2に体重をかけたり背もたれ2aを押したりして背もたれ2aを傾斜させる際に操作するバルブである。本発明に係る油量制御装置61は、このチェックメカニカルバルブ6と上述した可変スロットルバルブ5とによって構成されている。
チェックメカニカルバルブ6は、油室13側から可変スロットルバルブ5側へ作動油31が流れるときは乗員の操作によってのみ開き、可変スロットルバルブ5側から油室13側へ作動油31が流れるときは油圧によって押されて開く。
ハウジング182は、複数の固定用ボルト186(図4および図5参照)によってヘッドカバー24の後面24bの下部に固定されている。固定用ボルト186は、ハウジング182の貫通孔187(図15参照)に通されてハウジング182を前後方向に貫通し、ヘッドカバー24に螺着されている。
第6の穴192には第7の油孔194が開口している。第7の油孔194は、ハウジング182の前面に開口し、この開口から第6の穴192まで延びている。この第7の油孔194は、チェックメカニカルバルブ6がヘッドカバー24の後面24bに取付けられた状態でシリンダユニット3の第2の油孔54の後端に接続される。このため、第6の穴192は、第7の油孔194と、第2の油孔54と、第1の油孔53とを介して油圧シリンダ12の油室13に接続されている。
このため、第8の油孔196は、第6の油孔145と、可変スロットルバルブ5と、第3の油孔62とを介して油貯留部74に接続されている。
ばね受け部材197の右側部には、圧縮コイルばね200を介して弁体201が取付けられている。弁体201は、第6の穴192と第7の穴193との境界部分に設けられた円筒状の弁座202に圧縮コイルばね200のばね力で押し付けられている。弁体201は、第7の穴193内の作動油31の圧力が圧縮コイルばね200のばね力を上回るときと、後述する操作部185によって押されたときとに弁座202から離れて開き、それ以外のときは弁座202に当接して第6の穴192と第7の穴193との間を閉じている。
操作部185は、操作レバー184と、操作レバー184の中間部に先端が接触する円柱状のピン205と、このピン205を操作レバー184に向けて付勢する圧縮コイルばね206などを備えている。
操作レバー184が乗員によって操作されると、図16に示すように、ピン205が圧縮コイルばね200のばね力に抗して弁体201を押し、弁体201が弁座202から離れて開く。すなわち、操作部185は、逆止弁部183を作動油31が通過するように操作する。乗員の体重や乗員が背もたれ2aを押す力が油圧シリンダ12の油室13に加えられている状態で逆止弁部183が開くことにより、作動油31が油室13から第1の油孔53、第2の油孔54、第7の油孔194を通して第6の穴192に導かれ、第6の穴192から逆止弁部183を通過して第7の穴193に流入する。この作動油31は、第7の穴193から横穴195と、第8の油孔196と、ヘッドカバー24内の第6の油孔とを通って可変スロットルバルブ5の第5の油孔144に流入する。
油室13の作動油31の量が増えることによりピストンロッド11が上方に移動してシリンダ本体26から突出し、シート2に駆動力が伝達される。このようにシート2に駆動力が伝達されることにより、例えばシート2の背もたれ2aが起立した起立形態とすることができる。
このため、ピストンロッド11が乗員によって押されて下降しているときにチェックメカニカルバルブ6の開操作を止めると、油圧シリンダ12の油室13の圧力が急上昇し、空気圧室65内の加圧空気が圧縮されてフリーピストン45が下がる。この際、副シリンダ15が実質的に空気ばねとして機能し、ピストンロッド11が停止したときの衝撃を緩和する。この結果、乗員に違和感を与えることなくシート2の動作が停止することになる。
したがって、空油圧変換器16が油圧シリンダ12の周囲に配置されて副シリンダ15と干渉することがないから、実質的に空気ばねとなる副シリンダ15を備えているにもかかわらず、コンパクトな車両用シートの駆動装置を提供することができる。
このため、乗員からピストンロッド11に加えられる力が大きいほど油室13から油貯留部74に流れる作動油31の流量が少なくなる。したがって、例えば体重が相対的に重い乗員が着座したときには、体重に抗して緩やかにシート2が下がるようになる。また、体重が相対的に軽い乗員がシート2に着座した場合には、体重に応じた速度でシート2が下がるようになる。
このため、油貯留部74側からチェックメカニカルバルブ6側に作動油31が流れるときには作動油31が逆止弁部183を通過し、絞り部133をバイパスするようになる。したがって、例えば背もたれ2aを起立させるときに作動油31が絞り部133を通過しなくてよいから、このときにシート2が速やかに動作する。
油貯留部74と空気貯留部75は、油圧シリンダ12と筒壁部71との間に形成され、油量制御装置61に含まれる弁部品(可変スロットルバルブ5およびチェックメカニカルバルブ6)と、メカニカルバルブ4とは、それぞれ筐体21に取付けられている。
Claims (5)
- 車両用シートに接続されたピストンロッドおよびこのピストンロッドに設けられたピストンが嵌合するシリンダ本体を有し、前記シリンダ本体内が前記ピストンによってヘッドカバー側の油室とロッドカバー側の大気圧室とに分けられた油圧シリンダと、
前記油室に油量制御装置を介して接続されて作動油が溜められる油貯留部を有しかつ前記油貯留部内の作動油を押圧する空気が溜められる空気貯留部を有する空油圧変換器と、
前記空気貯留部と空気圧源との間に設けられ、空気圧源から圧力空気が前記空気貯留部に供給される供給形態または前記空気貯留部の空気を排気可能な排気形態が採られる切替弁とを備え、
前記油量制御装置は、前記油室と前記油貯留部との間の油通路を開閉する開閉弁を有し、
前記開閉弁は、
前記油貯留部側から前記油室側にのみ作動油を通す逆止弁部と、
前記逆止弁部を作動油が通過するように操作する操作部とを備えていることを特徴とする車両用シートの駆動装置。 - 請求項1記載の車両用シートの駆動装置において、
前記油圧シリンダは、前記シリンダ本体が上下方向に延びるとともに前記ピストンロッドが前記シリンダ本体から上方に突出する姿勢で前記車両用シートに接続され、
前記油貯留部と前記空気貯留部は、前記シリンダ本体を囲む環状に形成されているとともに、前記油貯留部が前記空気貯留部の下に位置するように形成され、
前記油圧シリンダの下端部には、上下方向に延びて上端が前記油室に連通されたシリンダ孔と、このシリンダ孔内に移動自在に嵌合したフリーピストンとを有する副シリンダが設けられ、
前記フリーピストンは、前記シリンダ孔内の上部に形成されて作動油で満たされた下部油室と、シリンダ孔内の下部に形成されて加圧空気が充填された空気圧室とを仕切っていることを特徴とする車両用シートの駆動装置。 - 請求項1または請求項2記載の車両用シートの駆動装置において、
前記油量制御装置は、前記開閉弁から前記油貯留部に向けて流れる作動油の流量を変える可変絞り弁をさらに有し、
前記可変絞り弁は、前記開閉弁側の油圧によって押されることにより前記流量が減少する方向にばね部材のばね力に抗して移動する弁本体を備えていることを特徴とする車両用シートの駆動装置。 - 請求項3記載の車両用シートの駆動装置において、
前記可変絞り弁は、
前記弁本体によって作動油の前記流量が変えられる絞り部と、
前記油貯留部側から前記開閉弁側にのみ作動油を通す逆止弁部とを並列に備えていることを特徴とする車両用シートの駆動装置。 - 請求項1ないし請求項4のうちいずれか一つに記載の車両用シートの駆動装置において、
前記空油圧変換器は、
前記油圧シリンダの前記シリンダ本体を囲む筒状の筒壁部と、
前記油圧シリンダのロッドカバーと一体に形成されて前記筒壁部の一端を閉塞する第1の蓋部と、
前記油圧シリンダのヘッドカバーと一体に形成されて前記筒壁部の他端を閉塞する第2の蓋部とを含む筐体の中に形成され、
前記油貯留部と前記空気貯留部は、前記シリンダ本体と前記筒壁部との間に形成され、
前記油量制御装置に含まれる弁部品と、前記切替弁とは、それぞれ前記筐体に取付けられ、
前記弁部品どうしの間、前記弁部品と前記油室との間、前記弁部品と前記油貯留部との間で作動油が流れる油通路と、
前記切替弁と前記空気貯留部との間で空気が流れる空気通路とは、それぞれ前記筐体に形成されていることを特徴とする車両用シートの駆動装置。
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