(57)【要約】【課題】車両用シートにおいて人間が感じる振動周波数領域における振動吸収性能の向上及び大入力時の乗り心地性能の向上を図る。【解決手段】シートフレーム３とシートクッションパネルとの間に低ばね定数の小径コイルばね１２と大ばね定数の大径コイルばね１４とをガイド体１３を介して直列に設け、ガイド体１３をロッド１７により固定して大径コイルばね１４に初期荷重を与える。組み合わせばねを軟化型の特性（変位が増加するに連れてばね定数が減少する特性）とすることができ、外力の小入力時に高いばね定数による高ばね特性とし、大入力時に低いばね定数による低ばね特性とすることができるため、高ばね特性によりひょこひょこ振動（人体の共振領域としての約４〜８Ｈｚ近傍の微振動）を抑制することができると共に、低ばね特性により大入力時のピークを低減することができ、乗り心地を向上し得る。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に固定されるシートフレームと、乗員が着座するクッション体を支持するシートクッションパンと、前記シートクッションパンを弾発的に支持するべく前記シートフレームに設けられた組み合わせばねとを有し、
前記組み合わせばねが、ばね定数の低い低ばね定数ばねと、ばね定数の高い高ばね定数ばねとを直列に配設し、かつ前記高ばね定数ばねに初期荷重を与えて組み合わせたものであることを特徴とする車両シートクッション用ばね。
【請求項２】
前記組み合わせばねが、小径コイルばねと、前記小径コイルばねの一部を同心的に受容する大径コイルばねと、前記大径コイルばね内に受容されかつ前記小径コイルばねと前記大径コイルばねとの対応する各コイル端同士を連結する連結部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の車両シートクッション用ばね。
【請求項３】
前記連結部材が、前記大径コイルばねの内径よりも小径でありかつ前記小径コイルばねを同軸的に受容し得る筒状ガイドを有し、
前記筒状ガイドの内周面により前記小径コイルばねをガイドすると共に前記筒状ガイドの外周面により前記大径コイルばねをガイドすることを特徴とする請求項２に記載の車両シートクッション用ばね。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両シートクッション用ばねに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車用シートにおいて、走行時に路面から乗員に伝達される振動による乗り心地の悪化が問題にされていた。走行時の乗り心地向上のために、乗員が着座する座面をウレタン製クッション体により形成し、クッション体を支持するシートクッションパンとシートフレームとの間に支持ばね（例えばＳ字ばね）を設け、ウレタンによる振動吸収特性とばねとの組み合わせにより乗り心地を向上するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。上記ウレタン製クッション体とばねとを組み合わせた構成のシートでは、ウレタンに低反発ウレタンを用いるなどして車両からの振動を吸収するようにしている。
【０００３】
また、ウレタン材の特性を改良すると共に、線形な特性若しくは硬化型（変位が増加するに連れてばね定数が増加する特性）の非線形特性を有するばね体を用いて、乗り心地を向上することができる。
【０００４】
【特許文献１】
実願平１−１４５４９１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、車両の走行において、人間が感じる振動周波数領域（人体の共振領域）として約４〜８Ｈｚ近傍の微振動（ひょこひょこ振動）があり、そのような振動領域での振動による変位を抑えることが望まれている。その振動変位の抑制には高ばね定数のばね特性が要求されるが、そのような高ばね定数のばねを用いた場合には、悪路走行時などにおける衝撃力をばねのたわみで吸収することができず、そのような大入力時に座面の変位のピークが増大し、乗り心地性能が低下するという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決して、車両用シートにおいて人間が感じる振動周波数領域における振動吸収性能の向上及び大入力時の乗り心地性能の向上を実現するために、本発明に於いては、車両に固定されるシートフレーム（３）と、乗員が着座するクッション体（６）を支持するシートクッションパン（５）と、前記シートクッションパン（５）を弾発的に支持するべく前記シートフレーム（３）に設けられた組み合わせばね（８）とを有し、前記組み合わせばね（８）が、ばね定数の低い低ばね定数ばね（１２）と、ばね定数の高い高ばね定数ばね（１４）とを直列に配設し、かつ前記高ばね定数ばね（１４）に初期荷重を与えて組み合わせたものであるものとした。
【０００７】
これによれば、組み合わせばねを軟化型の特性（変位が増加するに連れてばね定数が減少する特性）とすることができ、外力の小入力時に高いばね定数による高ばね特性とし、大入力時に低いばね定数による低ばね特性とすることができるため、高ばね特性によりひょこひょこ振動（人体の共振領域としての約４〜８Ｈｚ近傍の微振動）を抑制することができると共に、低ばね特性により大入力時のピークを低減することができる。
【０００８】
特に、前記組み合わせばね（８）が、小径コイルばね（１２）と、前記小径コイルばね（１２）の一部を同心的に受容する大径コイルばね（１４）と、前記大径コイルばね（１４）内に受容されかつ前記小径コイルばね（１２）と前記大径コイルばね（１４）との対応する各コイル端同士を連結する連結部材（１３）とを有すると良い。これによれば、両コイルばね同士を軸線方向にラップさせて配置することができ、組み合わせばねとしての軸線方向高さを低減し得るため、コンパクト化し得る。
【０００９】
また、前記連結部材（１３）が、前記大径コイルばね（１４）の内径よりも小径でありかつ前記小径コイルばね（１２）を同軸的に受容し得る筒状ガイド（１３ａ）を有し、前記筒状ガイド（１３ａ）の内周面により前記小径コイルばね（１２）をガイドすると共に前記筒状ガイド（１３ａ）の外周面により前記大径コイルばね（１４）をガイドするものとした。これによれば、各コイルばねと筒状ガイドとの間に変位時にフリクションが発生し得るため、それにより減衰力が生じ、その減衰効果により共振ピークを下げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面に示された具体例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に基づく車両シートクッション用ばねが適用された自動車用シートの要部側面図である。このシートにあっては、例えば前後にスライド可能であると共に乗員が決めた位置に固定可能なように、自動車のフロア１に固定レール２ａ及び可動レール２ｂを有する汎用のシートスライド機構を介してシートフレーム３が取り付けられているものであって良い。
【００１２】
図２に併せて示されるように、シートフレーム３には複数本のＳばね（線ばねを連続するＳ字状に曲成したもの）４が掛け渡されている。シートフレーム３の上方には、プレス加工により皿状に形成されたシートクッションパン５がＳばね４を介して弾発的に支持されるようになっている。シートクッションパン５の上面には例えば低反発ウレタン材を成形したクッション体６が載置されている。なお、シートバック７が図示されないリクライニング機構を介してシートフレーム３に組み付けられている。そして、例えばシートフレーム３の車両後方側左右の各角部とシートクッションパン５の対応する部分との間に左右一対の組み合わせばね８が配設されている。
【００１３】
組み合わせばね８の一例を、図３を参照して以下に示す。図において、シートフレーム３にばね受け１１が固設され、そのばね受け１１には低ばね定数ばねとしての小径コイルばね１２の図における下側コイル端が当接している。ばね受け１１には、小径コイルばね１２内に没入し得る大きさの凸状ボス部１１ａが形成されており、それにより小径コイルばね１２が位置決めされている。小径コイルばね１２の図における上側部分には、連結部材としてのハット形状のガイド体１３が上側から被さるように組み付けられており、そのガイド体１３の筒状ガイドとしての有底円筒部１３ａの底面に小径コイルばね１２の上側コイル端が当接している。
【００１４】
ガイド体１３の有底円筒部１３ａの軸線方向長さだけ小径コイルばね１２の上側部分が覆われている。そのガイド体１３の有底円筒部１３ａの開口端には外向つば部１３ｂが形成されており、つば部１３ｂに高ばね定数ばねとしての大径コイルばね１４の図における下側コイル端が当接している。大径コイルばね１４は、図示された組み付け状態でガイド体１３よりも長くされており、その図における上側コイル端が、シートクッションパン５に筒状ブラケット１５を介して固設されたばね受け１６に当接している。なお、ばね受け１６には、大径コイルばね１４内に没入し得る大きさの凸状ボス部１６ａが形成されており、それにより大径コイルばね１４が位置決めされている。
【００１５】
さらに、ガイド体１３とばね受け１６とが同軸的に配置されたロッド１７を介して互いに固定されている。このロッド１７の長さを任意に設定して、小径コイルばね１２よりもばね定数の大きな大径コイルばね１４に初期荷重Ｐ０を与えている。このようにして組み合わせばね８が構成されている。
【００１６】
この組み合わせばね８における荷重−変位特性は、例えば図４に示されるようになる。図では縦軸を荷重とし、横軸を変位としている。図に示されるように、初期荷重Ｐ０に至るまでの荷重の小さい（小入力）領域Ａでは小径コイルばね１２のみのばね定数で変位する。次に初期荷重Ｐ０を超えた荷重の大きい（大入力）領域Ｂでは大径コイルばね１４もたわみ始めるので、直列組み合わせばねによるばね定数の低下により、図に示されるように荷重の増加に対する変位の増加率が大きくなる。このようにして、ひょこひょこ振動（人体の共振領域としての約４〜８Ｈｚ近傍の微振動）に有効な高ばね特性と、大入力時のピークを低減し得る低ばね特性とを有する軟化型のばね特性の組み合わせばね８を用いることができ、乗り心地が向上する。
【００１７】
なお、小径コイルばね１２が密着する荷重Ｐ１を超えても大径コイルばね１４が変位可能なように、大径コイルばね１４の有効ストローク長を大きく設定しておくことにより、荷重Ｐ１を超えた領域Ｃでは大径コイルばね１４の大きなばね定数による荷重−変位特性となり、過荷重入力時の過大なたわみを抑制することができる。これにより、機械的な破壊を防止することができる。
【００１８】
また、小径コイルばね１２及び大径コイルばね１４は、ガイド体１３の有底円筒部１３ａの内外周面にそれぞれ摺接し得る径で形成されている。これにより、外力の入力により各コイルばね１２・１４が変位した場合にはガイド体１３との間のフリクション（有底円筒部１３ａとの間の摺接抵抗）により減衰力が生じ、その減衰効果により共振ピークを下げることができる。
【００１９】
図５に、組み合わせばね８を用いた場合のシートクッション伝達特性を実線で示し、従来構造（Ｓばね及びクッション体を用いただけのもの）の伝達特性を想像線で示す。図に示されるように、人体の共振領域（約４〜８Ｈｚ近傍の微振動）でのピークを下げることができ、上記組み合わせばね８の特性と合わせて、走行時の微振動による不快感を低減することができる。
【００２０】
なお、組み合わせばね８の構造としては、上記図示例に限られず、他の例を図６に示す。なお、図６において上記図３と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。この例にあっては、両コイルばね１２・１４の配置を上記図示例と逆にしている。したがって、シートフレーム３に大径コイルばね１４が当接するばね受け１６が固設され、シートクッションパン５に結合されたブラケット１５に小径コイルばね１２が当接するばね受け１１が固設されている。このようにしても上記と同様の効果を奏し得る。
【００２１】
また、組み合わせばね８の配置箇所は、図示例のシートフレーム３とシートクッションパン５との間に限られず、シートフレーム３とＳばね４との間や、図１の想像線に示されるようにＳばね４とシートクッションパン５との間に配置しても良い。また、これら３通りの組み合わせの中から任意の２箇所、または全てに配置しても良く、この自由度の高さにより、車種毎に設計された各種シートに対して上記ばね特性が得られるシートを容易に設計することができる。さらに、コイルばねユニット８の個数は図示例では２個としたが、１個以上であればいくつでも良く、より一層シートの設計に柔軟に対応し得る。
【００２２】
【発明の効果】
このように本発明によれば、組み合わせばねを軟化型の特性（変位が増加するに連れてばね定数が減少する特性）とすることができ、外力の小入力時に高いばね定数による高ばね特性とし、大入力時に低いばね定数による低ばね特性とすることができるため、高ばね特性によりひょこひょこ振動（人体の共振領域としての約４〜８Ｈｚ近傍の微振動）を抑制することができると共に、低ばね特性により大入力時のピークを低減することができ、乗り心地を向上し得る。
【００２３】
また、大小径のコイルばねを組み合わせることにより、両コイルばね同士を軸線方向にラップさせて配置することができ、組み合わせばねとしての軸線方向高さを低減してコンパクト化し得るため、レイアウト性が向上する。また、筒状ガイドの内周面により小径コイルばねをガイドすると共に筒状ガイドの外周面により大径コイルばねをガイドすることにより、各コイルばねと筒状ガイドとの間に変位時にフリクションが発生し得るため、それにより減衰力が生じ、その減衰効果により共振ピークを下げることができ、より一層乗り心地を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく車両シートクッション用ばねが適用された自動車用シートの要部側面図。
【図２】シートクッションを示す分解組立斜視図。
【図３】組み合わせばねを示す要部破断側面図。
【図４】組み合わせばねの荷重−変位を示す図。
【図５】シートのクッション体に対する伝達特性を示す図。
【図６】他の例を示す図３に対応する図。
【符号の説明】
３  シートフレーム
５  シートクッションパン
６  クッション体
８  組み合わせばね
１２  小径コイルばね（低ばね定数ばね）
１３  ガイド体（連結部材）
１３ａ  有底円筒部（筒状ガイド）
１４  大径コイルばね（高ばね定数ばね）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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