(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートサスペンションシステムであって、
車両に取り付けるのに適合した下部フレームと上部フレームとを有するシステムフレームであって、前記下部フレームと上部フレームとは旋回ロッドを介して接続されていることを特徴とするシステムフレームと、
一方の端が前記旋回ロッドに回転自在に取りつけられた細長いレバーブラケットであって、他の端にシート旋回ロッドを有することを特徴とする細長いレバーブラケットと、
前記上部フレームに調整可能に取りつけられたスプリングキャリアであって、前記下部フレームから前記スプリングキャリアまでの長さはローディングロッドを介して調整可能であることを特徴とするスプリングキャリアと、
２本のスプリングであって、それぞれの一方の端が前記スプリングキャリアに取り付けられ、反対の端が、前記旋回ロッドと前記シート旋回ロッドとの間で前記レバーブラケットに固定された取り付けロッドに取り付けられることを特徴とする２本のスプリングと、
一方の端が前記取り付けロッドに取り付けられ、反対の端が、前記スプリングキャリアとは別のダンパーマウントに取り付けられたショックアブソーバであって、前記ダンパーマウントは、前記取り付けロッドと前記スプリングキャリアとの間で前記スプリングキャリアに対して相対的に固定された位置で、前記上部フレームに取り付けられることを特徴とするショックアブソーバと、
Ｌ字型シートフレームであって、前記シート旋回ロッドに旋回可能に取り付けられた前記Ｌ字の底部と、ローラに当接させた前記Ｌ字の後部とを有し、前記Ｌ字型シートフレームは、前記上部フレームに関連して垂直に動くことができることを特徴とするＬ字型シートフレームと、
を具備し、
前記Ｌ字の底部に下向きの力が加わったとき、前記レバーブラケットが前記旋回ロッドの軸を中心に旋回し、前記シート旋回ロッドを前記下部フレームに向かって動かし、前記スプリングと前記ショックアブソーバとを伸長させることを特徴とするシートサスペンションシステム。
【請求項２】
前記取り付けロッドは、前記シート旋回ロッドに５から５０ポンドの間の力が加わると、前記スプリング及び前記ショックアブソーバが約１インチ伸長するような前記レバーブラケット上の位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のシートサスペンションシステム。
【請求項３】
前記シート旋回ロッドに加えられた１０から２５ポンドの間の力により、前記スプリング及び前記ショックアブソーバが約１インチ伸長することを特徴とする、請求項２に記載のシートサスペンションシステム。
【請求項４】
前記スプリングキャリアの位置は、前記スプリングが前記シート旋回ロッドに加わる力を調整するために事前負荷調整することができるよう、前記システムフレームに対して相対的に位置調整することができることを特徴とする請求項１に記載のシートサスペンションシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、トラクターや他のオフロード機材に特に適した車両シート用サスペンションシステムに関する。ある車両、そして特にオフロード機材は、しばしば、そのような車両のオペレータに快適な乗り心地を提供するために、シートサスペンションを使用する。オペレータのストレスや疲労を軽減し、そのような車両のオペレータに快適さを提供するために、サスペンションシステムは、振動を低減し、オペレータが経験する垂直加速を制限するために使用される。
【０００２】
これらのサスペンションシステムは、異なる地形よって誘発される広範囲の振動や運き、種々のオペレータの質量、及び着座位置や姿勢などの様な多くの要因を考慮して構成する必要がある。
【０００３】
ある範囲のオペレータに対して、様々な地形上の振動と振動加速度を低減することができるサスペンションシステムは、特にオペレータが長時間車両内に着座しなければならない場合は非常に望ましい。
【０００４】
これらの車両の多くは、オペレータやオペレータが制御する機器を収容するための比較的小さなキャビンを設けている。したがって、シートは、しばしば、車両の変速機に跨る様に取り付けられている。このシートが跨った位置はスペースを制限し、シートの下に設けたより典型的なサスペンションシステムを包む形で利用できるようにする。従って、サスペンションシステムは、後部に搭載され、多くの場合シートの後ろにある。典型的な、シートの後ろのサスペンションシステムは、リバウンドを緩和し地形による振動を吸収するために、オペレータのシートに装着したスプリングを使用している。
【０００５】
伝統的に、シートの後ろのサスペンションシステムでは、1以上のスプリングの１つの端をフレームに、他の端を直接シートの後部に固定する。このようにスプリングを配置することにより、典型的には、スプリングの圧縮/伸長とオペレータシートの垂直移動距離の比率を1：1の比にする。すなわち、シートが１インチ下に移動した場合、スプリングも下方に約１インチ伸長する。これらのシステムの多くは、またシートの移動と約1：1の比で対応する減衰装置またはショックアブソーバを採用する。シートおよびサスペンションスプリングの移動の間に1：１の比を持つシートは、特に、ある政府の認定試験プログラムにおいて定める、乗車性能特性の基準にしばしば達しないことがある。さらに、このようなシステムにおけるスプリングは、頻繁なサスペンションの修理や部品の交換を必要とする重大な摩耗を受ける傾向がある。
【０００６】
従来の後部搭載サスペンションシステムに係るこれら問題は、車両のオペレータの質量が増大するに連れてさらに悪化する。ある範囲の質量を持つオペレータを収容することができ、そして広範囲の地形による振動と振動加速度を低減することができる後部搭載またはシートの後ろのサスペンションシステムに対する需要が存在する。
【発明の概要】
【０００７】
一つの態様では、サスペンションシステムは、システムフレーム、及び一端でシステムフレームに取り付けられ、他端でシートを支持するように適合された細長いブラケットを含む。またサスペンションシステムは、システムフレームとブラケットとの間に取り付けられた減衰装置を持ち、減衰装置は、そのブラケットのシステムフレームに取り付けられている一端と、シートを支持するように適合されている他端の間でブラケット上に取り付けられている。
【０００８】
一実施形態においては、減衰装置は、ショックアブソーバを含む。他の実施形態においては、減衰装置は、一つ又は複数のスプリングであってもよい。さらなる実施形態では、減衰装置は、各一つのスプリングとショックアブソーバの両方を含むことができる。さらに他の実施形態では、減衰装置はシートブラケットに取り付けられており、その位置はシートブラケットの反対側の端よりも、シートフレームに装着された、ブラケットの一端に近い方のシートブラケット上の位置である。一態様では、サスペンションシステムは、１インチ当たり約19.3ポンドのサスペンション率（suspension rate）を有する。他の実施形態では、サスペンション率は１インチ当たり10〜25ポンドであるだけでなく、１インチ当たり5から50ポンドの間とすることができる。
【０００９】
上述した特徴および利点、ならびに他の特徴および利点は、以下の発明の詳細な説明および添付の図面を参照することによって当業者により容易に明らかになるであろう。一つ又は複数のこれらの有利な特徴を含むサスペンションシステムを提供することが望ましいが、本明細書に開示された教示は、これらの教示が一つまたは複数の上記の有利な特徴を達成するかどうかにかかわらず、添付の特許請求の範囲内に入る実施形態に及ぶ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係るシートサスペンションシステムの斜視図である。
【図２】サスペンションシステムのレバーブラケットを示す斜視図である。
【図３】シートを取り付けたシートサスペンションシステムの正面斜視図である。
【図４】シートを取り付けたシートサスペンションシステムの背面斜視図である。
【図５】サスペンションシステムの偏向と取り付けたシートの垂直移動を示す斜視図である。
【発明の詳細な説明】
【００１１】
本発明の原理の理解を促進するために、図面及び以下の明細書に示された実施形態を参照して説明する。これにより、本発明の範囲を限定することを意図していないことを理解すべきである。さらに、通常本発明が関係する技術分野の当業者により可能である様に、本発明は、本発明で説明する実施形態への変更および修正を含み、そしてさらに本発明の原理の応用を含むことを理解すべきである。
【００１２】
本発明に係るシートサスペンションシステムの一つのタイプを図１に示す。サスペンションシステム10は、下部フレーム14及び上部フレーム16を含むシステムフレーム1２を含む。下部フレーム14は車両取り付けられる様に適合しており、上部フレーム16は旋回ロッド40により下部フレームに取り付けられており、両者でサスペンションシステムの骨格フレームワークを形成する。
【００１３】
上部フレームは、上部フレームの天板20に垂直に挿入されたローディングロッド18を含む。ローディングロッドの上端は上部フレームの天板20に固定されたブッシング19を貫通する。
【００１４】
ローディングロッドの反対側の端は、フレームに対するキャリアの高さの調節を可能にするために、スプリングキャリア22に接続されている。一実施形態では、スプリングキャリアは、スプリングキャリア内の孔に着座するダボ24を含み、スプリングキャリア内のダボは、その中を通るローディングロッドを受容するためのクロス孔を含む。支持ディスク25は、キャリアをサポートするために、スプリングキャリアの下方に配置され、ローディングロッドの下端にねじにより係合している。このようにローディングロッドはその回転により、支持ディスクを上昇又は下降させ、そしてその結果、スプリングキャリアをシステム・フレーム12に対して相対的に上昇又は下降させる。
【００１５】
図4に見ることができる様に、スプリングキャリアはさらにスプリングフック26及びスプリングフック28を含み、各スプリングフック26, 28は、スプリングの一端に係合するように適合されている。本開示では、スプリング30の端部30aはスプリングフック26に取り付けられ、スプリング32の端部32aは、スプリングフック28に取り付けられている。
【００１６】
スプリングキャリアがそれぞれの側の追加のばねに係合するように構成され、そして、その2つのスプリングは説明の目的のためにのみ使用されていることを理解すべきである。
ローディングロッド18の他端には、上に述べた様にローディングロッドを回転させるために（図4に示すように）ノブ34が設けられている。
【００１７】
スプリングキャリアは、このようにノブを回すことにより、異なる位置に調整することができる。スプリングの反対側の端が、以下に説明するように、サスペンションシステムに接続されている場合、ノブが回転される方向によってスプリングキャリアの位置の調整がなされ、それによってスプリングに負荷を与えまたは負荷を減少させることが理解されるであろう。スプリングのこの事前負荷調節は、後に説明するように、オペレータの質量（重量）に合う様にサスペンションシステムを調整するように行われる。
【００１８】
図1、図2及び図4を参照すると、スプリングの反対側の端部30b、32bは取付ロッド36に取り付けられている。取付けロッドは、旋回ロッド40によりシステムフレームに固定されるレバーブラケット38内に含まれる。本開示においては、旋回ロッドは、スナップリング41または他の好適な固定具によって、旋回ロッドの各端において上部フレームと下部フレームに固定されている。
【００１９】
旋回ロッドはレバーブラケットを挿通しているので、レバーブラケットが旋回ロッドの軸線周りに回転可能である。取付けロッド36もまた、スナップリング37または他の適切な固定具などによって、同様の方法によりレバーブラケットに組み付けられている。
図示の実施形態では、スプリングの反対側の端部30b、32bは、レバーブラケットの外側面とスナップリング37の間のブッシング23の周りに巻かれている。
【００２０】
ショックアブソーバ42または他の減衰装置もまた、本開示に記載のサスペンションシステムに組み込むことができる。ショックアブソーバの一端42aは取付ロッドの中央部に取り付けることができ、他方、反対側の端部42bは、上部フレーム16に固定されているダンパーマウント44に装着される。スプリングキャリアと異なり、ダンパーマウント44は、上部フレーム上の垂直の位置に固定される。ショックアブソーバの端部42a、42bは、回動を可能にするために各端部に回転可能に取り付けられている。ダンパーは、振動と振動加速度を減少させることによりオペレータに快適さを提供することを助けるために使用される。
本開示において、ショックアブソーバは本質的に受動的であるが、他のタイプのショックアブソーバは、能動的および準能動的タイプを含み使用することが意図されている。
【００２１】
シート旋回ロッド46は、旋回ロッド40から遠位のレバーブラケット38の自由端に固定されている。シート旋回ロッドは、図３に示す様に、シートフレーム48に回転自在に固定されるように構成されている。旋回ロッド40からシート旋回ロッド46までのレバーブラケットの長さは、シートフレーム48を収容できるような大きさにされている。後述するように、旋回ロッド40からシート旋回ロッド46までのレバーブラケットの長さは、またシステムの全体的なサスペンション率に寄与する。シートフレームは、シート背部50とシート底部51を収容するように、一般にある角度を持つまたはL字型の設計である。また、一般的に知られているように、シート背部の高さは、シートフレームに対して調整可能であってもよい。シートフレーム48は、シート旋回ロッド46に移動可能に連結された底部48a、及びローラ21を使用して上部フレーム16に摺動自在に連結された後部48bを含む。一実施形態では、これらのローラ21は、シートフレーム48、48a及び48bが上側部フレーム16に対して移動することを可能にする。
【００２２】
図1、図3、図4及び図5を参照すると、オペレータがシートに座ったとき、下向きの力がシート底部51及びクッションサポートパン52にかかり、それが、次にシートフレーム48に力を加え、それが次に、シート旋回ロッド46に下向きの力を及ぼすことが理解される。シートが下方に移動すると下向きの力がレバーブラケットの自由端に作用し、ブラケットを旋回ロッド４０の周りに旋回する様に作用する。ブラケットの下方への旋回は、取付ロッド36に取り付けられたスプリング30、32を伸長させる。シート底部がレバーブラケット38の自由端に支持され、スプリング30、32が旋回ロッドに近い位置に取り付けられているので、シート底部51のモーメントアームは、スプリングマウントのモーメントアームよりも大きいことが理解されるであろう。したがって、シートは、スプリングがd1伸長される量よりも大きい距離d2下方に移動する。ある特定の実施形態では、スプリングの取付ロッド36は約2.75インチのモーメントアームを持ち、シート旋回ロッド46のモーメントアームは約11.9インチである。
【００２３】
したがって、設置比（以下でより詳細に説明する）、これはシートの動きに対するスプリングの動きの比であるが、設置比は本開示では、従来例のように1：1ではなく、一実施形態では約1：4.3である。つまり、シートが4.3インチ移動するごとに、スプリングが約1インチ伸長するのである。所望のサスペンション特性を得るために、異なるスプリングの構成を使用することにより、異なる比率を用いることができることを理解することができる。オペレータに最適なシステムのサスペンション率は１インチあたり10〜25ポンドである。本開示では、サスペンション率は、一つまたは複数のスプリングを1インチ伸長するために、シート旋回ロッドに及ぼされる力の量である。システムのサスペンション率がシステムで使用されるスプリングのバネ定数、システムで使用されるスプリングの数及びシステムの設置率に関連することが当業者によって理解されるであろう。このシステムの設置率は、凡そシートの移動に対するスプリングの動きの比である。この設置率は、部分的に、旋回ロッド40と取付ロッド36との間の距離と比較した、旋回ロッド40からシート旋回ロッド46へのレバーアームの長さにより得られる。設置率は、レバーアームの長さと取付ロッドの位置を変えることによって適合させることができることが理解される。さらに、システムのサスペンション率は、システムで使用されるスプリングのばね定数、および/またはシステムで使用されるスプリングの数、および/またはシステムの設置率を変化させることによって適合させることができることがわかる。
【００２４】
したがって、他のバネ定数、他の数のスプリング、並びに他の旋回ロッド、レバーブラケット、および取付けロッドの構成により、１インチあたり10―25ポンドの範囲内の、システムの望ましいサスペンション率を作りだすことができることが理解されるであろう。上述のように、他の範囲、特に１インチ当たり5〜50ポンドの間の範囲も、オペレータの快適性を確保するために許容可能であり得る。一実施形態では、2つのスプリングがシステムで使用されており、それぞれのスプリングが1：4.3の設置比を持ち、１インチあたり179ポンドのばね定数を有する。他の実施形態では、オペレータに受け入れられるシステムのサスペンション率を作り出すために、ばね定数、使用されるスプリングの数、設置率を変えることができる。
【００２５】
オペレータは、シートサスペンションシステムを利用するための準備として、オペレータの質量に応じてスプリング30、32を事前負荷させるためにノブ34を回転する。オペレータの重量が大きい場合、ばねは引き伸ばされて事前負荷される。オペレータがシート底部51に着座すると、下向きの力がシート底部51に作用する。オペレータが座ったシートを、サスペンションシステムの移動範囲の中間に配置するためスプリングの初期伸長/収縮が行われる。
【００２６】
図1、図3及び図5に示すように、オペレータがシートに着座し車両が操作されるとき、車両はそれに取り付けられているシートを含み、動きや振動を受ける。動きはシートサスペンションシステムに作用する力を生みだす。シート底部51に下向きに作用する力は、旋回ロッド40から遠位のブラケット端部のレバーブラケット38に下向きの力を与えることが理解される。力がレバーブラケットの遠位端に加えられるため、レバーブラケット38は旋回ロッド40の周りを回転する。取付けロッド36もまた下向きの力を受けるが、取付けロッド36は旋回ロッド40に近い位置に配置されているため、シート旋回ロッド46程には下方に移動しない。その理由は、それは、シート旋回ロッド46よりも、システムの支点である旋回ロッド40により近い位置に配置されているためである。
【００２７】
取付けロッド36が移動すると、スプリング30、32と、取付ロッド36に取り付けられたショックアブソーバ42は伸長され、そして伸長後のリバウンド圧縮を受ける。しかし、取付けロッド36は、シート旋回ロッド46と同程度移動されないので、スプリングの動きは、シート旋回ロッド46の端にあるレバーブラケットの端部の移動と1：1の比とならないことを理解することができる。一実施形態では、シートの移動に対するスプリングの動きの比率は約1：4.3である。この比は、2つのバネが１インチ当たり179ポンドのばね定数を有するシステムにおいて使用される場合、システムのサスペンション率は１インチ当たり約19.3ポンドである。他の範囲の比およびスプリング率もオペレータに許容可能な乗り心地を提供することが可能である。
【００２８】
スプリングがシートフレームに直接取り付けられていないので、本開示は、車両に騒乱的動きが発生した場合に、オペレータが経験する振動と振動加速度を減少させるシステムを提供することを意図することが理解される。レバーブラケットを用いて、そしてレバーアームの支点に近い点において、このようなブラケットにスプリングを間接的に取付けているため、そのような騒乱的動きの際には全体的なシートの移動を減少させる。
【００２９】
サスペンションシステムの1以上の実施形態の前述の詳細な説明は、発明を限定するためではなく例示として本明細書に提示されている。これによって、本明細書に記載の特定の個々の特徴及び機能に有利な点があることが認識されるであろう。さらに上記開示された実施形態および他の特徴および機能の様々な代替、修正、変形、または改良形態、又はそれらの代替形形態は、多くの他の異なる実施形態、システムまたは応用に組みいれることが望ましいことが認識されるであろう。
【００３０】
現在予見または予期しない代替物、修正、変形、または改良が、今後当業者によってなされたとしても、これらは添付の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
【図１】
0006359162.tif 000002
【図２】
0006359162.tif 000003
【図３】
0006359162.tif 000004
【図４】
0006359162.tif 000005
【図５】
0006359162.tif 000006