JPH04185545A - シートのエアーサスペンション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空気ばねへの圧縮空気の供給、排気により
、空気ばねの内圧を自動的に調整して、着座者の体重に
対応したサスペンンνンカを維持するシートのエアーサ
スペンションに関する。

〔従来の技術〕

床面に伝達された衝撃、振動等から着座者を隔離すると
ともに、着座者に起因する衝撃、振動等を減衰させるサ
スペンションが、車両等のノートに装着されている。こ
の種のサスペンションとして、たとえば、空気ばねを利
用して、着座者の体重と無関係に、シートの高さ（ヒッ
プポイント）を所定の位置にニュートラル位置）に維持
可能に構成されたエアーサスペンションが知られている
。

公知のエアーサスペンションでは、シートを載置した上
枠（アッパーフレーム）が、たとえば、リンクアームか
らなる伸縮自在な略ス字形のリンクを介して、下枠（ロ
アフレーム）に支持され、空気ばねが上枠、下枠間に設
けられている。そして、たとえば、空気供給源から空気
ばねへの圧縮空気の供給、排気により、空気ばねの内圧
を加減することによって、シートのサスペンション力が
調整されている。

空気ばねへの圧縮空気の供給、排気は切換制御弁によっ
て制御され、切換制御弁は、たとえば、リンクの伸縮に
連動する切換手段によって、適宜切換え可能に構成され
ている。切換手段として、リンクの枢着点（連結点）に
回動可能に取付けられたカムが、−殻内に利用されてい
る。通常、公知の構成においては、切換制御弁がリンク
の内方のリンクアームに固着されるとともに、カムが外
方のリンクアームに突設された連動ピン等によって、外
方のリンクアームに連動して回動可能に構成されている
。

′　このような構成では、リンクが伸縮されると、リン
クの伸縮に連動して、切換手段のカムが切換制御弁の供
給ピン、排気ピンを押圧し、空気ばねへの圧縮空気の供
給、排気を適宜切換える。そして、カム（切換手段）に
よる切換制御弁の切換えによって、空気ばねの内圧が調
整され、シートの荷重に対応する内圧のもとで、シート
がニュートラル位置に維持される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、公知の構成において、リンクの伸縮にカ
ムの回動を連動させるための連動ピンは、リンクの内方
に向けて、外方のリンクアームに突設されている。その
ため、リンクが大きく縮小されるき、連動ピンが内方サ
イドのリンクアームに接触しリンクの縮小を妨害して、
圧縮空気の自動調整機能を損なう虞れがある。

つまり、公知の構成においては、連動ピンがリンクの伸
縮を妨害することのないように、リンクアームの交差角
度を所定の角度以上に維持しなければならないため、シ
ートのニュートラル位ｓＦは比較的高く設定されている
。そのため、公知の構成のエアー号スペンションにおい
ては、ノートのニュートラル位置が低く設定できず、エ
アーサスペンションの薄型化がはかれないとともに、シ
ート全体の大型化は避けられない。

この発明は、圧縮空気の自動調整機能を損なうことなく
、薄型化のはかられるシートのエアーサスベンゾ１ンの
捉供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、この発明によれば、一体的
に回動可能なピニオンギヤを一端に有するシャフトが、
上枠、下枠のいずれかに取付けられた切換制御弁の供給
ピン、排気ピンサイドに配設されている。また、シャフ
トの回動に伴って供給ピン、排気ピンを押圧可能な切換
手段が、ン＋フトに設けられるとともに、シャフトのピ
ニオンギヤが、内方のリンクアームの内面の駆動ギヤに
噛合されている。

そして、内方のリンクアームの揺動に伴うピニオンギヤ
の回動により、切換手段を作動させるこ′とによって、
切換制御弁が、リンクの伸縮に連動して切換えられるよ
うに構成されている。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながらこの発明の実施例について詳
細に説明する。

第１図、第２図に示すように、この発明に係るシートの
エアーサスペンション１０は、シート１１を載置する上
枠（アッパーフレーム）１２と、車床等に取付けられる
下枠（ロアフレーム）１４との間に、伸縮自在なリンク
１６を備えて構成されている。

リンク１６は、たとえば、同じ長さのリンクアーム１６
ａ、　１６ｂのほぼ中央部を枢支ピン１８で連結（枢着
）して、上下方向に伸縮可能な略ス形状に組立てられて
いる。そして、リンク１６は、上枠１２、下枠１４間で
左右サイドに離間して配設され、上枠を昇降可能に支持
している。実施例においては、リンクアーム１６ａが内
方に、リンクアーム１６ｂが外方にそれぞれ配置されて
いる。

左右サイドの一対のリンク１６は、それぞれ連動可能に
連結されている。第１図、第２図を見るとわかるように
、たとえば、リンクアーム１６ａ、１６ｂの後端の左右
サイド間が、（リヤ）連結ロッド２０．２１によって連
動可能に連結され、連結ロッド２０を下枠１４の後端部
に、連結ロッド２１を上枠１２の後端部に、それぞれ回
動可能に取付けている。また、リンクアーム１６ａ、　
？６ｂの前端の左右サイド開が、たとえば、（フロント
）連結ロッド２４．２５によってそれぞれ連動可能に連
結されている。そして、連結ロッド２４．２５のそれぞ
れの端末に、たとえば、ローラ２８を設け、上枠１２、
下枠１４内をそれぞれローラガイド３０として利用して
、連結ロツｌ’２０を上枠の前端部に、連結口１ド２１
を下枠の前端部にそれぞれ前後方向に移動可能に取付け
ている。

このような構成によれば、リンクアーム１６ａ、１６ｂ
の前端、つまり、リンク１６の前端が可動端として形成
され、リヤの連結口、ド２０．２１を中心としタリンク
の回動（伸縮）に伴って、リンクの可動端が前後方向に
移動し、上枠１２の連結ロッド２１．２４間および下枠
１４の連結ロッド２０．２５間の間隔の変化を補償して
いる。

′　第１図に示すように、上枠１２、下枠１４の衝撃、
振動等を吸収するンヨノクアブソーバ３２が、たとえば
、上下枠のサイドの外方で、上下枠間に架設されている
。ンヨックアブソーバ３２は、たとえば、上枠１２のサ
イドに固着されたブラケット３４に一端を、下枠１４の
対応するサイドＪこ固着されたブラケット３６に他端を
それぞれ回動可能に取付けて配設されている。なお、ン
ヨックアブソーバ３２は公知の構成とされ、その構成は
この発明の趣旨でないため、詳細に説明しない。また、
ンヨックアブソーバ３２は、上枠１２、下枠１４のサイ
ドの外方に配設されているが、上下枠間に架設されてい
れば足り、これに限定されず、左右のリンク１６の間に
設ける構成としてもよい。

更に、ブラケット３８が左右サイドの内方のリンクアー
ム１６ａ間に架設、固定されるとともに、別のブラケッ
）４０が下枠１４の左右サイド間に架設、固定されてい
る。そして、空気ばね４２が、ブラケット３８．４０間
に配設され、リンク１６を介して上枠１２にサスペンシ
ョン力を付加している。

第３図を見るとわかるように、空気ばね４２は、たとえ
ば、切換制御弁４４を介して、空気供給源４６に接続さ
れ、切換制御弁によって、空気供給源から空気ばねへの
圧縮空気の供給、排気を制御可能に構成されている。空
気供給源４６として、通常、コンプレッサーが利用され
る。

切換制御弁４４は、たとえば、流入口４８、流出口５０
、排出口５２を持ち、流入口の開放、閉塞を行なう供給
ピン５４と、流出口、排出口の開放、閉塞を切換える排
気ピン５６とを備えた３ポート３位置弁から形成されて
いる。供給ピン５４、排気ピン５６は、通常、制御弁本
体４４ａから突出して設けられ、供給ピン、排気ピンの
押込み、突出によって、流入口４８、流出口５０間、お
よび、流出口、排出口５２間の連通、遮断を切換えるよ
うに、切換制御弁４４が構成されている。ここで、切換
制御弁４４として、たとえば、供給ピン５４、排気ピン
５６への押力が解除されると、内蔵するリターンばねの
偏倚力のもとで、供給ピン、排気ピンが初期位置（突出
位置）にそれぞれ自動的に復帰するスプリングオフセラ
”＋４２のものが利用できる。そして、コンプレ・ｙ”
Ｊ−（空気供給源）４６が切換制御弁の流入口４８に、
空気ばね４２が流出口５０にそれぞれ接続されている。

このような構成において、供給ピン５４、排気ピン５６
は、通常、それぞれのリターンばねの偏倚力のもとで、
制御弁本体４４ａから突出されている。

このような状態においては、第３図を見るとわかるよう
に、切換制御弁の流入口４８、流出口５０問が遮断され
ているため、圧縮空気はコンプレッサー４６から空気ば
ね４２に供給されない。

このような状態から、たとえば、第４図に示すように、
供給ピン５４が押込まれると、切換制御弁の流入口４８
が流出口５０に連通し、フンブレツーｅ　−４６からの
圧縮空気が、空気ばね４２に供給される。

そして、押力の解除によって供給ピン５４が制御弁本体
４４ａから突出すると、切換制御弁の流入ロ４８流出ロ
５０間が遮断され、空気ばね４２への圧縮空気の供給が
停止される（第３図参照）。また、第５図に示すように
、たとえば、排気ピン５６を押込むと、切換制御弁の流
出口５０、排出口５２間が連通し空気ばね４２の圧縮空
気が、排出口から大気中に放出されるとともに、排気ピ
ンの押力を解除すると、流出口、排出口間が遮断され、
圧縮空気の放出が停止される。

第１図に加えて第６図を見るとわかるように、切換制御
弁４４は、たとえば、略コ字形状に折曲成形されたベー
スブラケット５８の底部に、供給ピン５４、排気ピン５
６を上方に向けて固着されている。

ベースブラケット５８は、たとえば、一対の側壁間に架
設、軸支されたシャフト６０を切換制御弁の供給ピン５
４、排気ピン５６の上方に回動自在に備え、下枠１２の
左右サイド間に架設、固定された取付はプレート６２に
固着されている。シャフト６０は、たとえば、切換制御
弁の供給ピン５４、排気ピン５６を押圧することによっ
て、切換制御弁を切換可能な、　　切換手段６４を備え
て構成されている。切換手段６４として、たとえば、第
６図、第７図に示すように、シャフト６０に設けられた
第１のカム６６、第２のカム６８が利用でき、第１、第
２のカムは、所定角度、　　ずらして設けられている。

第１、第２のカム６６．６′８は、たとえば、はぼ１８
００ずらして設けられて、　　いる。

そして、第６図に示すように、シャフト６０は、一方の
延出端６０ａに一体的に回動可能なピニオンギヤ７０を
備え、ピニオンギヤが、内方のリンクアーム１６ａの駆
動ギヤ７２に噛合されている。駆動ギヤ７２は、たとえ
ば、リンク後端の連結ロッド２０を中心とする扇状に形
成されたセクタギヤとされ、一対の固定ピン７４等によ
って、リンクアーム１６ａの内面に固着されている。

このような構成において、たとえば、リンク１６の伸縮
に伴って、内方のりンクアーム１６ａが連結ロッド２０
を中心として揺動すると、リンクアーム１６ａとともに
駆動ギヤ７２が移動し、ピニオンギヤ７０を対応する方
向に回動させる。すると、シャフトの第１、第２のカム
６６、６８が、シャツ）６０を介して、対応する方向に
ピニオンギヤ７０と一体的に回動し、対応するカムによ
って、切換制御弁の供給ピン５４、排気ピン５６がそれ
ぞれ押圧され、空気ばね４２への圧縮空気の供給、排気
が行なわれる（第７図参照）。

ここで、通常、第１、第２のカム６６．６８は、切換制
御弁の給気ピン５４、排気ピン５６を押圧しない位置に
配設され、リンク１６の伸縮によって、カムが所定角度
以上回動じたとき、対応するカムによって、供給ピン、
排気ピンを押圧するように構成されている。このような
構成では、第１、第２のカム６６．６８は、切換制御弁
の供給ピン５４、排気ピン５６に対して、いわゆる遊び
を有して配設され、カムによる供給ピン、排気ピンの押
圧は、リンク１６の伸縮から遅延される。そのため、車
両の走行中等において生じるわずかな振動が、第１、第
２のカム６６．６８の遊びに吸収されて、わずかな振動
による切換制御弁４４の不要な切換えが防止される。

なお、ピニオンギヤ７０、駆動ギヤ７２のギヤ比は、た
とえば、リンク１６の伸縮全範囲（フルストローク）で
、第１、第２のカム６６、６８の回動を３６０ａ以下に
抑えるように設定される。

上記のような構成のシートのエアーサスベンジフン１０
は、以下のように作動する。

′　たとえば、第２図に示すようなシート１１のニュー
トラル位置を初期位置と仮定し、ニュートラル位置での
切換制御弁の給気ピン５４、排気ピン５６と第１、第２
のカム６６、６８との位置関係を第６図、第７図に、切
換制御弁４４の状態を第３図にそれぞれ示す。第７図に
実線で示すように、ニュートラル位ｆｌｆにおいて、第
１、第２のカム６６．６８は、いずれも切換制御弁の給
気ピン５４、排気ピン５６を押圧しない位置にある。つ
まり、第３図に示すように、切換制御弁の流入０４８、
流出口５０間は遮断され、空気ばね４２内の圧縮空気は
空気ばねに封じ込められるため、シート１１の負荷に対
応した適切なサスペンション力でシートをニュートラル
位置に維持できる（第２図参照）。

たとえば、第２図、第７図に示すシート１１のニュート
ラル位置を、着座者のない状態でのニュートラル位置と
仮定し、この状態において、着座者が着座すると、空気
ばね４２のサスペンション力を越える荷重がソートに作
用し、上枠１２は、空気ばねのサスペンション力に抗し
て沈み込み、リンク１６を縮小させる。リンク１６が縮
小すると、第６図、第７図に実線で矢視するように、リ
ンクアーム１６ａが、連結ロッド２０を中心として反時
計方向に揺動され、駆動ギヤ７２が下方に移動して、ピ
ニオンギヤ７０を時計方向に回動させる。

そして、第１、第２のカム６６、６８が、ピニオンギヤ
７０の回動に伴って、シャフト６０とともに時計方向に
回動され、切換制御弁の供給ピン５４が、第１カム６６
によって押圧される。すると、第４図に示すように、切
換制御弁の流入口４８、流出口５０間が連通して、圧縮
空気がコンプレッサー４６から空気ばね４２に供給され
、空気ばねの内圧を加圧して、空気ばねのサスペンショ
ン力を増加させる。

空気ばねのサスペンション力が増加すると、ニュートラ
ル位置から沈み込んでいた上枠１２が、リンク１６の伸
長を伴って上昇する。そして、上枠１２の上昇に伴って
、リンクアーム１６ａが連結ロッド２０を中心として時
計方向に揺動すると、駆動ギヤ７２、ピニオンギヤ７０
を介して、第１、第２のカム６６．６８が反時計方向に
回動する。すると、第１力′ムロ６による切換制御弁の
供給ピン５４の押力が解除され、第３図に示すように、
切換制御弁の流入０４８、流出口５０間が遮断されて、
コンプレッサー４６からの圧縮空気の供給が阻止される
とともに、空気ばね４２内に流入された圧縮空気が封じ
込められる。そのため、シート１１に作用する荷重、つ
まりは着座者の体重に応じた最適のサスペンション力に
、空気ばね４２は維持される。

なお、着座者の体重によって、上枠１２の沈み込みの度
合いは異なるが、シート１１がニュートラル位置に戻さ
れるまで、切換制御弁の供給ピン５４は第１カム６６に
よって押圧され続けるため、着座者の体重の重さとは無
関係に、一定のニュートラル位置が設定される。

ここでは、着座者のない状態でのシート１１のニュート
ラル位置から、着座によって上枠１２が沈み込んだ場合
を仮定して説明している。しかし、たとえば、着座者の
あるときにおける、走行中の大きな振動等によって、シ
ート１１、つまり、上枠１２がニュートラル位置から沈
み込んだ場合においても、同様の動作により、シートの
ニュートラル位置が維持される。

また、着座者が降車時等において、故意に局部を浮かせ
て、シート１１に作用する荷重が、空気ばね４２のサス
ペンション力に対応する荷重より軽くなると、上枠１２
は、空気ばねのサスベンジ３ン力によって持上げられ、
リンク１６の伸長を伴って上昇する。リンク１６が伸長
すると、第６図、第７図に一点鎖線で矢視するように、
リンクアーム１６ａが、連結ロッド２０を中心として時
計方向に揺動され、駆動ギヤ１２が上方に移動して、ピ
ニオンギヤ７０を反時計方向に回動させる。そして、第
１、第２のカム６６、６８が、ピニオンギヤ７０の回動
に伴って、シャフト６０とともに反時計方向に回動され
、切換制御弁の排気ピン５６が、第２カム６８によって
押圧される。すると、第５図に示すように、切換制御弁
の流出口５０、排出口５２間が連通して、空気ばね４２
の圧縮空気が排出口から大気中に放出され、空気ばねの
内圧を減圧して、空気ばねのサスペンション力を減少さ
せる。

′　空気ばね４２のサスペンション力が減少すると、ニ
ュートラル位置から上昇していた上枠１２が、リンク１
６の縮小を伴って下降する。そして、リンク１６の縮小
に伴って、第２カム６８による切換制御弁の排気ピン５
６の押圧が解除され、切換制御弁の流出口５０、排出口
５２間が遮断されて、空気ばね４２からの圧縮空気の放
出が阻止される（第３図参照）。

そのため、たとえば、着座者のない状態に応じたサスペ
ンション力に、空気ばね４２が設定され、シート１１は
ニュートラル位置に維持される。

なお、ここでは、降車時等において、着座者がシート１
１から故意に局部を浮かせた場合を仮定しているが、た
とえば、走行中の大きな振動等によって、シートがニュ
ートラル位置から上昇した場合においても、同様の動作
により、シートのニュートラル位置が維持される。

上記のように、この発明の７−トのエアーサスペンショ
ン１０（こよれば、第１、第２のカム６６．６８を有す
るシャフト６０が、内方のリンクアーム１６ａの内面に
設けられた駆動ギヤ７２に、ピニオンギヤ７０の噛合に
よって連動可能に連結されている。そして、ニュートラ
ル位置からのリンク１６の伸縮に連動する第１、第２の
カム６６．６８の回動により、切換制御弁４４を切換え
、空気ばね４２への圧縮空気の供給、排気によって、空
気ばねのサスベンンコン力を自動的に調整するように構
成されている。

つまり、外方のリンクアームに突設部材を設ける公知の
構成と異なり、この発明によれば、外方のリンクアーム
１６ｂの内面に突設部材等を設ける必要がないため、リ
ンク１６の伸縮が他部材等によって妨害されることもな
く、リンクの伸縮範囲が広く確保できる。特に、上枠１
２の下方位置においても、リンク１６の伸縮が確保でき
、リンクの伸縮に連動する切換制御弁４４の切換えが確
実に得られるため、シート１１のニュートラル位置を低
く設定しても、号スベンンヨン力の自動調整機能を損な
うこともない。そのため、シート１１のニュートラル位
置が低く設定でき、エアーサスペンション１０の薄型化
、つまりはソート全体の小型化が１−分にはかられる。

′　そして、駆動ギヤ７４、ピニオンギヤ７０によって
、リンク１６の伸縮が第１、第２のカム６６、６８に伝
達され、リンクの伸縮に連動して、切換制御弁４４が適
確に切換えられるため、構成を複雑化することもない。

実施例において、切換手段６４は、シャツ）６０に設け
られた第１、第２のカム６６．６８として具体化してい
るが、リンク１６の伸縮に連動して、切換制御弁４４を
切換可能な構成であれば足りるため、これに限定されな
い。しかしながら、切換制御弁の供給ピン５４、排気ピ
ン５６を押圧可能な第１、第２のカム６６．６８から切
換手段６４を構成すれば、リンク１６の伸縮に連動して
、切換制御弁４４を適確に切換えるため、エアーサスペ
ン７ヨン１０に作動不良を生じることもない。

また、切換制御弁４４は、その構成等から、スプリング
オフセット型の３ポート３位置弁とすることが好ましい
とはいえ、これに限定されず、他の弁から形成してもよ
い。

更Ｉこ、この発明のエアーサスペンション１０は、自動
車等のシートに適するとはいえ、これに限定されず、た
とえば、電車、飛行機、船舶等のノートに装着してもよ
い。

上述した実施例は、この発明を説明するためのものであ
り、この発明を回答限定するものでなく、この発明の技
術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明
に包含されることはいうまでもない。

〔発明の効果３ 上記のように、この発明に係るシートのエアーサスペン
ションによれば、内方のリンクアームの内面に設けられ
た駆動ギヤから、ピニオンギヤ、シャフトを介して、リ
ンクの伸縮が切換手段に伝達され、切換制御弁が、リン
クの伸縮に連動し、切換手段によって切換えられる。

つまり、外方のリンクアームに突設部材等を設ける必要
がなく、リンクの伸縮範囲が広く確保できるため、サス
ペンション力の自動調整機能を損なうことなく、シート
のニコートラルポジションが低く設定できる。そのため
、エアー号スベンン′ヨンの薄型化、つまりはシート全
体の小型化が１−分にはかられる。

そして、駆動ギヤ、ピニオンギヤによって、リンクの伸
縮が切換手段に伝達され、リンクの伸縮に連動して、切
換制御弁が適確に切換えられるため、構成を複雑化する
こともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明Ｉこ係るシートのエアーサスペン７
ヨンの一部破断の概略斜視図、 第２図は、ソートのニュートラル位置におけるエアーサ
スペンションの概略縦断面図、第３図は、シートのニュ
ートラル位置における空気供給源、空気ばね間の接続図
、 第４図、第５図は、ニュートラル位置を基準としたシー
トの下方位置、上方位置における空気供給源、空気ばね
間の各接続図、 第６図、第７図は、切換手段、切換制御弁を中心とした
エアーサスペンションの一部破断の３１１拡大斜視図、
および、部分拡大正面図である。 １０：シートのエアーサスペンンヨン、１１：シート、
１２：上枠、１４：下枠、１６：リンク、１６ａ、　１
６ｂ内方、外方のリンクアーム、２４：連結ロッド、３
２：ンヨックアブソーバ、４２：空気ばね、４４：切換
制御弁、４６：空気供給源（コンプレッサー）、５４：
給気ピン、５６：排気ピン、６０ニシャフト、６４：切
換手段、６６．６８　：第１、第２のカム、７０：ピニ
オンギヤ、７２：駆動ギヤ（セクタギヤ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リンクアームからなる伸縮自在の略Ｘ形状のリン
   クを介して、シートを載置した上枠が下枠に支持される
   とともに、上枠、下枠間に空気ばねが設けられ、リンク
   の伸縮に連動した切換制御弁の切換えによって、空気ば
   ねへの圧縮空気の供給、排気を制御し、空気ばねの内圧
   を加減して、シートの荷重に対応したサスペンション力
   を維持するシートのエアーサスペンションにおいて、 一体的に回動可能なピニオンギヤを一端に有するシャフ
   トが、上枠、下枠のいずれかに取付けられた切換制御弁
   の供給ピン、排気ピンサイドに配設され、 シャフトの回動に伴って供給ピン、排気ピンを押圧可能
   な切換手段が、シャフトに設けられるとともに、シャフ
   トのピニオンギヤが、内方のリンクアームの内面に設け
   られた駆動ギヤに噛合されて、 内方のリンクアームの揺動に伴うピニオンギヤの回動に
   より、切換手段を作動させ、リンクの伸縮に連動して、
   切換制御弁を切換えることを特徴とするシートのエアー
   サスペンション。
2. （２）切換手段が、 切換制御弁の供給ピン、排気ピンをそれぞれ押圧可能な
   第１、第２のカムからなり、第１、第２のカムは、所定
   角度ずらして設けられた請求項１記載のシートのエアー
   サスペンション。
3. （３）切換制御弁が、スプリングオフセット型の３ポー
   ト３位置弁である請求項１または２記載のシートのエア
   ーサスペンション。