サスペンションユニット
【課題】共振周波数を低下させ、共振峰と高周波数帯における加速度を低減することができる軽量でコンパクトなサスペンションユニットを提供すること。
【解決手段】下部フレーム２と、下部フレーム２にリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレーム４とを備えたサスペンションユニットに、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持する金属ばね１４，４６及び磁気ばねユニット５４と、上部フレーム４に取り付けられ上部フレーム４の上下動を減衰させる磁気ダンパ７０とを設けた。また、磁気ダンパ７０は銅の電磁誘導を利用し、上部フレーム４の上下動をリンク機構を介して銅板７０ｃの水平移動で減衰させる動吸振器として作用させた。
【解決手段】下部フレーム２と、下部フレーム２にリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレーム４とを備えたサスペンションユニットに、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持する金属ばね１４，４６及び磁気ばねユニット５４と、上部フレーム４に取り付けられ上部フレーム４の上下動を減衰させる磁気ダンパ７０とを設けた。また、磁気ダンパ７０は銅の電磁誘導を利用し、上部フレーム４の上下動をリンク機構を介して銅板７０ｃの水平移動で減衰させる動吸振器として作用させた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ばねと磁気ばねユニットを有するサスペンションユニットに関し、さらに詳しくは、正のばね定数を持つ金属ばねと負のばね定数を持つ磁気ばねユニットを組み合わせてばね定数が所定の領域で略０を示すサスペンションユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車技術をはじめ、様々な乗り物の技術がめまぐるしい発展を遂げ、運動性能だけでなく安全性や快適性も求められてきている。最近では、高保持力、高残留磁束密度を有する永久磁石が実用化されるに伴い、磁気浮上、磁気軸受、磁性流体を用いたダンパー等の磁気制御系の研究が盛んに行われており、本願出願人も、磁気ばねを利用したサスペンションユニットをこれまで種々提案している。
【０００３】
しかしながら、正のばね定数を持つ金属ばねと負のばね定数を持つ磁気ばねユニットを組み合わせて所定の領域で略０のばね定数を示すサスペンションユニットにおいて、ストロークを大きく取ろうとすると非常に大きいユニットになるのが現状であった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、磁気ばねユニットの作動量をサスペンションユニットの作動量より小さくすることにより、大きいストロークを確保するとともに小型化を達成することができるサスペンションユニットを提案している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５３７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
作業用機械の場合、機構上、一般的な乗り物のようなサスペンションは導入できない。すなわち、尻下スペースに余裕がなく、除振のための十分なストロークが確保できないので、ばね定数も小さくできず、共振点周りの除振が困難になっている。一方、共振点周りの除振で、ばね定数を小さく設定すると、衝撃性振動で底付きが発生する可能性が高くなる。また、オペレータの運転姿勢変化による体重移動でも、除振性能が変動し、悪化するという問題がある。
【０００７】
さらに、一般的なシートサスペンションに使用される減衰機構の摩擦ダンパ、オイルダンパでは、共振周波数の上昇を誘導し、高周波帯での加速度の低減が困難になるばかりでなく、機械的な劣化も生じやすい。また、エアサスペンションは大型化、重量増加につながる。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、共振周波数を低下させ、共振峰と高周波数帯における加速度を低減することができる軽量でコンパクトなサスペンションユニットを提供することを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、下部フレームと、該下部フレームに第１のリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレームとを備えたサスペンションユニットであって、前記上部フレームを前記下部フレームに対し弾性的に支持する金属ばね及び磁気ばねユニットと、前記上部フレームに取り付けられ前記上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパをさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記磁気ばねを、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する磁石対と、該磁石対の磁極間に所定のクリアランスを置いて摺動自在に配置された銅板とで構成し、前記上部フレームの上下動により前記銅板を摺動させて前記上部フレームの上下動を減衰させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記上部フレームが前記第１のリンク機構に連結された前部連結軸を有し、該前部連結軸と前記銅板とを第２のリンク機構を介して連結し、前記上部フレームの上下動により前記第２のリンク機構を介して前記銅板を前後方向に摺動させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、前記前部連結軸を中空状に形成し、前記金属ばねが前記前部連結軸に遊挿された第１のトーションバーを有し、該第１のトーションバーの一端を前記第１のリンク機構の一部に連結するとともに、前記第１のトーションバーの他端を第３のリンク機構を介して回転駆動手段に連結し、該回転駆動手段により前記第３のリンク機構を介して前記第１のトーションバーの他端を捩ることにより前記上部フレームに加わる負荷を調整する一方、前記第１のトーションバーの一端が他端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記下部フレームが前記第１のリンク機構に連結された中空の後部連結軸を有し、前記金属ばねが前記後部連結軸に遊挿された第２のトーションバーを有し、該第２のトーションバーの一端を前記下部フレームに連結するとともに、前記第２のトーションバーの他端を前記第１のリンク機構の別の一部に連結し前記第２のトーションバーの他端が一端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、前記金属ばねが正のばね定数を有する一方、前記磁気ばねユニットが所定の領域で負のばね定数を有し、前記金属ばねのばね定数と前記磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね定数が前記所定の領域で略０を示すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上部フレームに取り付けられ上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパを設け、この磁気ダンパを動吸振器として用いることで２自由度のサスペンションを実現し、共振周波数の低減と、共振峰及び高周波ゲインの低減が可能となり、低周波の衝撃性振動による底付きを吸収することができる。
【００１６】
また、磁気ダンパを採用するとともに、金属ばねとしてトーションバーを採用したので、構成が簡素で軽量のサスペンションユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明にかかるサスペンションユニットＳを備えた作業用機械（例えば、フォークリフト）のシートを示しており、シートクッション及びシートバックを取り外した状態を示している。また、図３乃至図７は、シートフレームＦを取り外した状態のサスペンションユニットＳを示しており、図８及び図９は磁気ダンパ取付プレート（後述）を取り外した状態のサスペンションユニットＳを示している。
【００１８】
図１乃至図９に示されるように、サスペンションユニットＳは、車体フロアに取り付けられる下部フレーム２と、下部フレーム２にリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレーム４とを備えており、シートフレームＦは上部フレーム４に接合され、シートクッション及びシートバックはシートフレームＦに取り付けられる。
【００１９】
また、下部フレーム２は、前部及び後部フレーム２ａ，２ｂと左右一対のサイドフレーム２ｃからなり、略矩形状に形成されている。同様に、上部フレーム４も、前部及び後部フレーム４ａ，４ｂと左右一対のサイドフレーム４ｃからなり、略矩形状に形成されている。
【００２０】
下部フレーム２と上部フレーム４は、その両側のそれぞれが２本の平行リンク６，８により連結されており、上部フレーム４は下部フレーム２に対し前部リンク６及び後部リンク８からなる平行リンクにより上下動自在に取り付けられている。すなわち、前部リンク６の下端はサイドフレーム２ｃの前端部近傍に枢着されており、前部リンク６の上端は左右のサイドフレーム４ｃに両端が枢着された中空の前部連結軸１０の一端に接合されている。また、後部リンク８の下端は左右のサイドフレーム２ｃに両端が枢着された中空の後部連結軸１２の一端に接合されており、後部リンク８の上端はサイドフレーム４ｃの後端部近傍に枢着されている。
【００２１】
また、前部連結軸１０には、矩形断面の両端を有するトーションバー１４が遊挿されており、トーションバー１４の一端（シート乗員から見て左側の端部）はＬ字状レバー１６に連結されている。Ｌ字状レバー１６は、ブラケット１７を介して前部フレーム４ａに回動自在に取り付けられた円筒状基部１６ａとプレート状レバー１６ｂからなり、円筒状基部１６ａには矩形断面の開口部（図示せず）が形成され、この開口部にトーションバー１４の一端が嵌入している。また、プレート状レバー１６ｂはリンク１８の一端に枢着されるとともに、リンク１８の他端はリンク２０の一端に枢着されている。リンク２０の他端は、負荷調整用回転軸２２の一端に固定されており、この回転軸２２の他端は、前部フレーム４ａに螺着された断面がＬ字状のブラケット２４に枢着されている。
【００２２】
負荷調整用回転軸２２にはさらに、平行に延びる一対のナット取付レバー２６の一端が固定されており、ナット取付レバー２６の他端には直方体の形状を呈するナット２８が取付軸（図示せず）を介して取り付けられている。このナット２８は操作軸３０に形成された雄ねじと螺合しており、操作軸３０は減速ギヤユニット３２を介して回転駆動手段としての電動モータ３４に連結されている。電動モータ３４は、その取付部がＵ字状ブラケット３６に取り付けられており、Ｕ字状ブラケット３６は前部フレーム４ａに接合されたブラケット３８に取り付けられている。
【００２３】
前部フレーム４ａにはさらに、負荷調整用の目盛板４０が取り付けられており、この負荷目盛板４０に形成された長孔４０ａには、負荷調整用回転軸２２に固定されたポインタ４２の先端が長孔４０ａに沿って移動できるように遊挿されている。
【００２４】
また、一端がＬ字状レバー１６に連結されたトーションバー１４の他端はリンク４４の一端に連結されており、リンク４４の他端がピン４５（図１３参照）を介して前部リンク６の中間部に枢着されることで、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持している。
【００２５】
後部連結軸１２にも同様に、矩形断面の両端を有するトーションバー４６が遊挿されており、トーションバー４６の一端（シート乗員から見て右側の端部）はサイドフレーム２ｃに固定されている。また、トーションバー４６の他端はリンク４８の一端に連結されており、リンク４８の他端はピン５０を介して後部リンク８の中間部に枢着されている。
【００２６】
また、下部フレーム２を構成する前部及び後部フレーム２ａ，２ｂにはサポート部材５２の前端部と後端部がそれぞれ接合されており、このサポート部材５２には、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持する磁気ばねユニット５４の固定磁石ユニット５６が取り付けられている。
【００２７】
さらに詳述すると、磁気ばねユニット５４は固定磁石ユニット５６と可動磁石ユニット５８とにより構成されており、図１０に示されるように、固定磁石ユニット５６は、所定の間隔を置いて同一磁極が対向する上部磁石対５６ａと下部磁石対５６ｂとを有し、同じ側に配置された上部及び下部永久磁石は異なる磁極が同じ方向（内方あるいは外方）に向くように互いに接合されている。一方、可動磁石ユニット５８は、固定磁石ユニット５６の内部スペースに挿入された永久磁石を有し、この永久磁石は上下方向に磁極が形成されており、上部磁極は固定磁石ユニット５６の上部磁石対５６ａと同一磁極が対向する一方、下部磁極は固定磁石ユニット５６の下部磁石対５６ｂと同一磁極が対向するように設定されている。なお、図１０（ｂ）に示されるように固定磁石ユニット５６と可動磁石ユニット５８との間には所定のクリアランスが設けられている。
【００２８】
また、固定磁石ユニット５６は金属製枠体５９の側壁内面に取り付けられており、この金属製枠体５９がサポート部材５２に取り付けられている。さらに、図２、図８あるいは図９に示されるように、上部フレーム４を構成する前部及び後部フレーム４ａ，４ｂにはサポート部材６０の前端部と後端部がそれぞれ接合されており、このサポート部材６０には、可動磁石ユニット５６の支持軸６２の両端がブラケット６４，６６を介して取り付けられている。
【００２９】
また、上部フレーム４の前部フレーム４ａと一方のサイドフレーム（シート乗員から見て右側のサイドフレーム）４ｃとサポート部材６０には、磁気ダンパ取付プレート６８が取り付けられており、この磁気ダンパ取付プレート６８に取り付けられた磁気ダンパ７０の構成を図１１乃至図１６を参照しながら説明する。
【００３０】
磁気ダンパ７０は、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂとを有し、同じ側（上方あるいは下方）に配置された前部及び後部永久磁石は異なる磁極が同じ方向（上方あるいは下方）に向くように互いに接合されている。また、前部磁石対７０ａの磁極間及び後部磁石対７０ｂの磁極間には所定のクリアランスを置いて銅板７０ｃが前後方向に摺動自在に配置されており、前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂと銅板７０ｃは枠体７０ｄにより保持されている。なお、図１６は枠体７０ｄを除く前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂと銅板７０ｃの構成を模式的に図示したものである。
【００３１】
また、銅板７０ｃの後端部には連結部材７２の一端が固定されており、連結部材７２の他端には長尺リンク７４の一端が枢着されている。さらに、長尺リンク７４の他端は、中間部がブラケット７６を介して磁気ダンパ取付プレート７０に枢着されたＬ字状リンク７８の一端に枢着されており、Ｌ字状リンク７８の他端は短尺リンク８０の一端に枢着されている。また、短尺リンク８０の他端は、一端が前部連結軸１０に固定されたレバー８２の他端に枢着されている。
【００３２】
また、下部フレーム２の後部には、ベルト保持部材８４が取り付けられており、上部フレーム４の後部フレーム４ｂに巻回されたストローク規制用ベルト８６の両端はベルト保持部材８４により下部フレーム２に保持されている。さらに、シート乗員から見て左側に位置する上下のサイドフレーム２ｃ，４ｃには、例えばラバー等のクッション部材８８が互いに対向した状態でそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
上記構成の本発明にかかるサスペンションユニットＳの作用を以下説明する。
シートクッションフレームＦに取り付けられたシートクッションに人が着座すると、負荷（着座者の体重）に応じて上部フレーム４が下降する。上部フレーム４が下降すると、前部トーションバー１４及び後部トーションバー４６がそれぞれ捩れ、上部フレーム４の下降量に応じて上部フレーム４の持ち上げ力が発生する。一方、磁気ばねユニット５４は、上部フレーム４に所定値以上の負荷が加わり、上部フレーム４が所定値（例えば、２５ｍｍ）以上下降するまでは、負のばね定数を示し、上部フレーム４が前記所定値よりさらに下降すると、正のばね定数を示し、上部フレーム４の下降量に応じて持ち上げ力を徐々に発生する。
【００３４】
図１７は金属ばねの正のばね定数と磁気ばねユニット５４の負のばね定数を重畳したばね特性を示している。図１７のグラフから分かるように、変位に関係なく荷重が一定となる領域（ばね定数が略０となる領域）が存在し、本発明においては、この領域の略中央に負荷質量との平衡点を設定している。
【００３５】
ここで、電動モータ３４を駆動して行われる負荷（体重）調整について説明する。
操作軸３０は減速ギヤユニット３２を介して電動モータ３４に連結されており、操作軸３０に形成された雄ねじとナット２８に形成された雌ねじが螺合していることから、電動モータ３４を駆動して操作軸３０を回転することにより、ナット２８が前後に移動する。その結果、ナット２８が取り付けられたナット取付レバー２６が揺動することになるので、負荷調整用回転軸２２が回転して、負荷調整用回転軸２２の端部に固定されたリンク２０が揺動する。リンク２０が揺動すると、リンク１８を介してＬ字状レバー１６が回転するので、前部トーションバー１４の端部（シート乗員から見て左側の端部）が捩られ、捩られる方向に応じて負荷調整が行われる。
【００３６】
この負荷調整は、ポインタ４２が指し示す負荷目盛板４０の目盛を見ながら行うことができ、例えば５０〜１３０ｋｇの負荷範囲で調整可能である。
【００３７】
次に、磁気ダンパ７０の作用を図１８を参照しながら説明する。
図１８（ｂ）は負荷調整後の標準位置を示しており、図１８（ａ）は上部フレーム４が上死点（例えば、標準位置より上方に２０ｍｍ）まで上昇した状態を、図１８（ｃ）は上部フレーム４が下死点（例えば、標準位置より下方に２０ｍｍ）まで下降した状態をそれぞれ示している。なお、図１８において、ハッチングで示した丸印は前部リンク６の回転中心を示しており、レバー８２が固定された前部連結軸１０は前部リンク６の回転中心回りに回動する。
【００３８】
図１８（ｂ）に示される標準位置から上部フレーム４が図１８（ａ）に示される上死点まで上昇すると、前部連結軸１０は上部後方に上昇しながら前部リンク６の回転中心回りに反時計方向に回転し、レバー８２はこの方向に揺動する。その結果、短尺リンク８０を介してＬ字状リンク７８が時計方向に回転することになるので、長尺リンク７４及び連結部材７２を介して磁気ダンパ７０を構成する銅板７０ｃが後方に摺動する。
【００３９】
一方、図１８（ｂ）に示される標準位置から上部フレーム４が図１８（ｃ）に示される下死点まで下降すると、前部連結軸１０は下部前方に下降しながら前部リンク６の回転中心回りに時計方向に回転し、レバー８２はこの方向に揺動する。その結果、短尺リンク８０を介してＬ字状リンク７８が反時計方向に回転することになるので、長尺リンク７４及び連結部材７２を介して磁気ダンパ７０の銅板７０ｃが前方に摺動する。
【００４０】
図１９は、上部フレーム４の上下方向のストローク量と銅板７０ｃの前後方向のストローク量との関係を示しており、上部フレーム４の上方へのストローク量を正に、銅板７０ｃの前方へのストローク量を正にとったものである。
【００４１】
図１９のグラフから分かるように、上部フレーム４のストローク量に応じて銅板７０ｃのストローク量は略線型に変化している。
【００４２】
銅板７０ｃの上下には所定のクリアランスを置いて前部磁石対７０ａ及び後部磁石対７０ｂが配置されているので、銅板７０ｃは磁界の中を前後方向に移動することになる。したがって、銅板７０ｃの内部の磁力線が変化して、磁力線の変化を妨げる方向に渦電流が発生する。その結果、銅板７０ｃが前部磁石対７０ａ及び後部磁石対７０ｂから離反する方向に移動すると引力を生じる一方、近づく方向に移動すると斥力（反発力）を生じる。すなわち、磁気ダンパ７０は銅の電磁誘導を利用した減衰機構で、上部フレーム４の上下動をリンク機構を介して銅板７０ｃの前後（水平）移動で減衰させる動吸振器として作用するとともに、底付き軽減の役割を担っている。
【００４３】
図２０は、本発明にかかるサスペンションユニットＳと、金属ばねとオイルダンパを使用した従来のサスペンションユニットの振動伝達率を測定した結果を示しており、被験者の体重は８５ｋｇであった。
【００４４】
図２０から明らかなように、従来のサスペンションユニットに比べ、本発明にかかるサスペンションユニットＳは、共振点の振動伝達率は低く抑えられ、共振点の振動特性や衝撃力の吸収性が良好で、かつ高周波領域の振動特性も良好である。
【００４５】
なお、衝撃力が入力されて下部フレーム２が上部フレーム４に異常に接近すると、互いに対向する二つのクッション材８８が当接し、衝撃（底付き）を吸収する。また、下部フレーム２が上部フレーム４から異常に離反しようとすると、ストローク規制用ベルト８６に張力が加わり、下部フレーム２に対する上部フレーム４のストロークを規制する。
【００４６】
上記実施の形態は、シートサスペンションを例にとり説明したが、本発明はシートサスペンションに限定されるものではなく、シート以外の装置を載置して外部からの振動を減衰する除振ユニットとしても使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかるサスペンションユニットは、共振周波数を低下させ、共振峰と高周波数帯における加速度を低減することができ、軽量かつコンパクトな構成なので、尻下スペースに余裕のないフォークリフト等の作業用機械やトラック等のサスペンションとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】シートクッション及びシートバックを取り外した状態の本発明にかかるサスペンションユニットを備えたシートの斜視図である。
【図２】図１のシートの分解斜視図である。
【図３】図１に示されるサスペンションユニットの斜視図である。
【図４】図３のサスペンションユニットの別の斜視図である。
【図５】図３のサスペンションユニットの平面図である。
【図６】図３のサスペンションユニットの正面図である。
【図７】図３のサスペンションユニットの側面図である。
【図８】磁気ダンパ取付プレートを取り外した状態の図３のサスペンションユニットの斜視図である。
【図９】図８のサスペンションユニットの平面図である。
【図１０】図３のサスペンションユニットに設けられた磁気ばねユニットの概略斜視図である。
【図１１】図３のサスペンションユニットに設けられた上部フレームに磁気ダンパを取り付けたときの側面図である。
【図１２】図１１の上部フレームの底面図である。
【図１３】図１１の上部フレームを下から見たときの斜視図である。
【図１４】図１１に示される磁気ダンパの斜視図である。
【図１５】図１４の磁気ダンパの側面図である。
【図１６】図１４の磁気ダンパの概略構成を示す側面図である。
【図１７】金属ばねのばね定数と磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね特性を示すグラフである。
【図１８】磁気ダンパの作用を示す側面図である。
【図１９】上部フレームの上下方向のストローク量と磁気ダンパを構成する銅板の前後方向のストローク量との関係を示すグラフである。
【図２０】本発明にかかるサスペンションユニットと、金属ばねとオイルダンパを使用した従来のサスペンションユニットの振動伝達率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
２ 下部フレーム、 ２ａ 前部フレーム、 ２ｂ 後部フレーム、
２ｃ サイドフレーム、 ４ 上部フレーム、 ４ａ 前部フレーム、
４ｂ 後部フレーム、 ４ｃ サイドフレーム、 ６ 前部リンク、 ８ 後部リンク、
１０ 前部連結軸、 １２ 後部連結軸、 １４ トーションバー、
１６ Ｌ字状レバー、 １６ａ 円筒状基部、 １６ｂ プレート状レバー、
１７ ブラケット、 １８ リンク、 ２０ リンク、 ２２ 負荷調整用回転軸、
２４ ブラケット、 ２６ ナット取付レバー、 ３０ 操作軸、
３２ 減速ギヤユニット、 ３４ 電動モータ、 ３６ Ｕ字状ブラケット、
３８ ブラケット、 ４０ 負荷目盛板、 ４０ａ 長孔、 ４２ ポインタ、
４４ リンク、 ４５ ピン、 ４６ トーションバー、 ４８ リンク、
５０ ピン、 ５２ サポート部材、 ５４ 磁気ばねユニット、
５６ 固定磁石ユニット、 ５６ａ 上部磁石対、 ５６ｂ 下部磁石対、
５８ 可動磁石ユニット、 ５９ 枠体、 ６０ サポート部材、 ６２ 支持軸、
６４ ブラケット、 ６６ ブラケット、 ６８ 磁気ダンパ取付プレート、
７０ 磁気ダンパ、 ７０ａ 前部磁石対、 ７０ｂ 後部磁石対、 ７０ｃ 銅板、
７０ｄ 枠体、 ７２ 連結部材、 ７４ 長尺リンク、 ７６ ブラケット、
７８ Ｌ字状リンク、 ８０ 短尺リンク、 ８２ レバー、 ８４ ベルト保持部材、
８６ ストローク規制用ベルト、 ８８ クッション材、 Ｆ シートフレーム、
Ｓ サスペンションユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ばねと磁気ばねユニットを有するサスペンションユニットに関し、さらに詳しくは、正のばね定数を持つ金属ばねと負のばね定数を持つ磁気ばねユニットを組み合わせてばね定数が所定の領域で略０を示すサスペンションユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車技術をはじめ、様々な乗り物の技術がめまぐるしい発展を遂げ、運動性能だけでなく安全性や快適性も求められてきている。最近では、高保持力、高残留磁束密度を有する永久磁石が実用化されるに伴い、磁気浮上、磁気軸受、磁性流体を用いたダンパー等の磁気制御系の研究が盛んに行われており、本願出願人も、磁気ばねを利用したサスペンションユニットをこれまで種々提案している。
【０００３】
しかしながら、正のばね定数を持つ金属ばねと負のばね定数を持つ磁気ばねユニットを組み合わせて所定の領域で略０のばね定数を示すサスペンションユニットにおいて、ストロークを大きく取ろうとすると非常に大きいユニットになるのが現状であった。
【０００４】
そこで、本願出願人は、磁気ばねユニットの作動量をサスペンションユニットの作動量より小さくすることにより、大きいストロークを確保するとともに小型化を達成することができるサスペンションユニットを提案している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５３７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
作業用機械の場合、機構上、一般的な乗り物のようなサスペンションは導入できない。すなわち、尻下スペースに余裕がなく、除振のための十分なストロークが確保できないので、ばね定数も小さくできず、共振点周りの除振が困難になっている。一方、共振点周りの除振で、ばね定数を小さく設定すると、衝撃性振動で底付きが発生する可能性が高くなる。また、オペレータの運転姿勢変化による体重移動でも、除振性能が変動し、悪化するという問題がある。
【０００７】
さらに、一般的なシートサスペンションに使用される減衰機構の摩擦ダンパ、オイルダンパでは、共振周波数の上昇を誘導し、高周波帯での加速度の低減が困難になるばかりでなく、機械的な劣化も生じやすい。また、エアサスペンションは大型化、重量増加につながる。
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、共振周波数を低下させ、共振峰と高周波数帯における加速度を低減することができる軽量でコンパクトなサスペンションユニットを提供することを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、下部フレームと、該下部フレームに第１のリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレームとを備えたサスペンションユニットであって、前記上部フレームを前記下部フレームに対し弾性的に支持する金属ばね及び磁気ばねユニットと、前記上部フレームに取り付けられ前記上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパをさらに備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、前記磁気ばねを、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する磁石対と、該磁石対の磁極間に所定のクリアランスを置いて摺動自在に配置された銅板とで構成し、前記上部フレームの上下動により前記銅板を摺動させて前記上部フレームの上下動を減衰させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記上部フレームが前記第１のリンク機構に連結された前部連結軸を有し、該前部連結軸と前記銅板とを第２のリンク機構を介して連結し、前記上部フレームの上下動により前記第２のリンク機構を介して前記銅板を前後方向に摺動させるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、前記前部連結軸を中空状に形成し、前記金属ばねが前記前部連結軸に遊挿された第１のトーションバーを有し、該第１のトーションバーの一端を前記第１のリンク機構の一部に連結するとともに、前記第１のトーションバーの他端を第３のリンク機構を介して回転駆動手段に連結し、該回転駆動手段により前記第３のリンク機構を介して前記第１のトーションバーの他端を捩ることにより前記上部フレームに加わる負荷を調整する一方、前記第１のトーションバーの一端が他端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、前記下部フレームが前記第１のリンク機構に連結された中空の後部連結軸を有し、前記金属ばねが前記後部連結軸に遊挿された第２のトーションバーを有し、該第２のトーションバーの一端を前記下部フレームに連結するとともに、前記第２のトーションバーの他端を前記第１のリンク機構の別の一部に連結し前記第２のトーションバーの他端が一端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、前記金属ばねが正のばね定数を有する一方、前記磁気ばねユニットが所定の領域で負のばね定数を有し、前記金属ばねのばね定数と前記磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね定数が前記所定の領域で略０を示すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上部フレームに取り付けられ上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパを設け、この磁気ダンパを動吸振器として用いることで２自由度のサスペンションを実現し、共振周波数の低減と、共振峰及び高周波ゲインの低減が可能となり、低周波の衝撃性振動による底付きを吸収することができる。
【００１６】
また、磁気ダンパを採用するとともに、金属ばねとしてトーションバーを採用したので、構成が簡素で軽量のサスペンションユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本発明にかかるサスペンションユニットＳを備えた作業用機械（例えば、フォークリフト）のシートを示しており、シートクッション及びシートバックを取り外した状態を示している。また、図３乃至図７は、シートフレームＦを取り外した状態のサスペンションユニットＳを示しており、図８及び図９は磁気ダンパ取付プレート（後述）を取り外した状態のサスペンションユニットＳを示している。
【００１８】
図１乃至図９に示されるように、サスペンションユニットＳは、車体フロアに取り付けられる下部フレーム２と、下部フレーム２にリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレーム４とを備えており、シートフレームＦは上部フレーム４に接合され、シートクッション及びシートバックはシートフレームＦに取り付けられる。
【００１９】
また、下部フレーム２は、前部及び後部フレーム２ａ，２ｂと左右一対のサイドフレーム２ｃからなり、略矩形状に形成されている。同様に、上部フレーム４も、前部及び後部フレーム４ａ，４ｂと左右一対のサイドフレーム４ｃからなり、略矩形状に形成されている。
【００２０】
下部フレーム２と上部フレーム４は、その両側のそれぞれが２本の平行リンク６，８により連結されており、上部フレーム４は下部フレーム２に対し前部リンク６及び後部リンク８からなる平行リンクにより上下動自在に取り付けられている。すなわち、前部リンク６の下端はサイドフレーム２ｃの前端部近傍に枢着されており、前部リンク６の上端は左右のサイドフレーム４ｃに両端が枢着された中空の前部連結軸１０の一端に接合されている。また、後部リンク８の下端は左右のサイドフレーム２ｃに両端が枢着された中空の後部連結軸１２の一端に接合されており、後部リンク８の上端はサイドフレーム４ｃの後端部近傍に枢着されている。
【００２１】
また、前部連結軸１０には、矩形断面の両端を有するトーションバー１４が遊挿されており、トーションバー１４の一端（シート乗員から見て左側の端部）はＬ字状レバー１６に連結されている。Ｌ字状レバー１６は、ブラケット１７を介して前部フレーム４ａに回動自在に取り付けられた円筒状基部１６ａとプレート状レバー１６ｂからなり、円筒状基部１６ａには矩形断面の開口部（図示せず）が形成され、この開口部にトーションバー１４の一端が嵌入している。また、プレート状レバー１６ｂはリンク１８の一端に枢着されるとともに、リンク１８の他端はリンク２０の一端に枢着されている。リンク２０の他端は、負荷調整用回転軸２２の一端に固定されており、この回転軸２２の他端は、前部フレーム４ａに螺着された断面がＬ字状のブラケット２４に枢着されている。
【００２２】
負荷調整用回転軸２２にはさらに、平行に延びる一対のナット取付レバー２６の一端が固定されており、ナット取付レバー２６の他端には直方体の形状を呈するナット２８が取付軸（図示せず）を介して取り付けられている。このナット２８は操作軸３０に形成された雄ねじと螺合しており、操作軸３０は減速ギヤユニット３２を介して回転駆動手段としての電動モータ３４に連結されている。電動モータ３４は、その取付部がＵ字状ブラケット３６に取り付けられており、Ｕ字状ブラケット３６は前部フレーム４ａに接合されたブラケット３８に取り付けられている。
【００２３】
前部フレーム４ａにはさらに、負荷調整用の目盛板４０が取り付けられており、この負荷目盛板４０に形成された長孔４０ａには、負荷調整用回転軸２２に固定されたポインタ４２の先端が長孔４０ａに沿って移動できるように遊挿されている。
【００２４】
また、一端がＬ字状レバー１６に連結されたトーションバー１４の他端はリンク４４の一端に連結されており、リンク４４の他端がピン４５（図１３参照）を介して前部リンク６の中間部に枢着されることで、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持している。
【００２５】
後部連結軸１２にも同様に、矩形断面の両端を有するトーションバー４６が遊挿されており、トーションバー４６の一端（シート乗員から見て右側の端部）はサイドフレーム２ｃに固定されている。また、トーションバー４６の他端はリンク４８の一端に連結されており、リンク４８の他端はピン５０を介して後部リンク８の中間部に枢着されている。
【００２６】
また、下部フレーム２を構成する前部及び後部フレーム２ａ，２ｂにはサポート部材５２の前端部と後端部がそれぞれ接合されており、このサポート部材５２には、上部フレーム４を下部フレーム２に対し弾性的に支持する磁気ばねユニット５４の固定磁石ユニット５６が取り付けられている。
【００２７】
さらに詳述すると、磁気ばねユニット５４は固定磁石ユニット５６と可動磁石ユニット５８とにより構成されており、図１０に示されるように、固定磁石ユニット５６は、所定の間隔を置いて同一磁極が対向する上部磁石対５６ａと下部磁石対５６ｂとを有し、同じ側に配置された上部及び下部永久磁石は異なる磁極が同じ方向（内方あるいは外方）に向くように互いに接合されている。一方、可動磁石ユニット５８は、固定磁石ユニット５６の内部スペースに挿入された永久磁石を有し、この永久磁石は上下方向に磁極が形成されており、上部磁極は固定磁石ユニット５６の上部磁石対５６ａと同一磁極が対向する一方、下部磁極は固定磁石ユニット５６の下部磁石対５６ｂと同一磁極が対向するように設定されている。なお、図１０（ｂ）に示されるように固定磁石ユニット５６と可動磁石ユニット５８との間には所定のクリアランスが設けられている。
【００２８】
また、固定磁石ユニット５６は金属製枠体５９の側壁内面に取り付けられており、この金属製枠体５９がサポート部材５２に取り付けられている。さらに、図２、図８あるいは図９に示されるように、上部フレーム４を構成する前部及び後部フレーム４ａ，４ｂにはサポート部材６０の前端部と後端部がそれぞれ接合されており、このサポート部材６０には、可動磁石ユニット５６の支持軸６２の両端がブラケット６４，６６を介して取り付けられている。
【００２９】
また、上部フレーム４の前部フレーム４ａと一方のサイドフレーム（シート乗員から見て右側のサイドフレーム）４ｃとサポート部材６０には、磁気ダンパ取付プレート６８が取り付けられており、この磁気ダンパ取付プレート６８に取り付けられた磁気ダンパ７０の構成を図１１乃至図１６を参照しながら説明する。
【００３０】
磁気ダンパ７０は、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂとを有し、同じ側（上方あるいは下方）に配置された前部及び後部永久磁石は異なる磁極が同じ方向（上方あるいは下方）に向くように互いに接合されている。また、前部磁石対７０ａの磁極間及び後部磁石対７０ｂの磁極間には所定のクリアランスを置いて銅板７０ｃが前後方向に摺動自在に配置されており、前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂと銅板７０ｃは枠体７０ｄにより保持されている。なお、図１６は枠体７０ｄを除く前部磁石対７０ａと後部磁石対７０ｂと銅板７０ｃの構成を模式的に図示したものである。
【００３１】
また、銅板７０ｃの後端部には連結部材７２の一端が固定されており、連結部材７２の他端には長尺リンク７４の一端が枢着されている。さらに、長尺リンク７４の他端は、中間部がブラケット７６を介して磁気ダンパ取付プレート７０に枢着されたＬ字状リンク７８の一端に枢着されており、Ｌ字状リンク７８の他端は短尺リンク８０の一端に枢着されている。また、短尺リンク８０の他端は、一端が前部連結軸１０に固定されたレバー８２の他端に枢着されている。
【００３２】
また、下部フレーム２の後部には、ベルト保持部材８４が取り付けられており、上部フレーム４の後部フレーム４ｂに巻回されたストローク規制用ベルト８６の両端はベルト保持部材８４により下部フレーム２に保持されている。さらに、シート乗員から見て左側に位置する上下のサイドフレーム２ｃ，４ｃには、例えばラバー等のクッション部材８８が互いに対向した状態でそれぞれ取り付けられている。
【００３３】
上記構成の本発明にかかるサスペンションユニットＳの作用を以下説明する。
シートクッションフレームＦに取り付けられたシートクッションに人が着座すると、負荷（着座者の体重）に応じて上部フレーム４が下降する。上部フレーム４が下降すると、前部トーションバー１４及び後部トーションバー４６がそれぞれ捩れ、上部フレーム４の下降量に応じて上部フレーム４の持ち上げ力が発生する。一方、磁気ばねユニット５４は、上部フレーム４に所定値以上の負荷が加わり、上部フレーム４が所定値（例えば、２５ｍｍ）以上下降するまでは、負のばね定数を示し、上部フレーム４が前記所定値よりさらに下降すると、正のばね定数を示し、上部フレーム４の下降量に応じて持ち上げ力を徐々に発生する。
【００３４】
図１７は金属ばねの正のばね定数と磁気ばねユニット５４の負のばね定数を重畳したばね特性を示している。図１７のグラフから分かるように、変位に関係なく荷重が一定となる領域（ばね定数が略０となる領域）が存在し、本発明においては、この領域の略中央に負荷質量との平衡点を設定している。
【００３５】
ここで、電動モータ３４を駆動して行われる負荷（体重）調整について説明する。
操作軸３０は減速ギヤユニット３２を介して電動モータ３４に連結されており、操作軸３０に形成された雄ねじとナット２８に形成された雌ねじが螺合していることから、電動モータ３４を駆動して操作軸３０を回転することにより、ナット２８が前後に移動する。その結果、ナット２８が取り付けられたナット取付レバー２６が揺動することになるので、負荷調整用回転軸２２が回転して、負荷調整用回転軸２２の端部に固定されたリンク２０が揺動する。リンク２０が揺動すると、リンク１８を介してＬ字状レバー１６が回転するので、前部トーションバー１４の端部（シート乗員から見て左側の端部）が捩られ、捩られる方向に応じて負荷調整が行われる。
【００３６】
この負荷調整は、ポインタ４２が指し示す負荷目盛板４０の目盛を見ながら行うことができ、例えば５０〜１３０ｋｇの負荷範囲で調整可能である。
【００３７】
次に、磁気ダンパ７０の作用を図１８を参照しながら説明する。
図１８（ｂ）は負荷調整後の標準位置を示しており、図１８（ａ）は上部フレーム４が上死点（例えば、標準位置より上方に２０ｍｍ）まで上昇した状態を、図１８（ｃ）は上部フレーム４が下死点（例えば、標準位置より下方に２０ｍｍ）まで下降した状態をそれぞれ示している。なお、図１８において、ハッチングで示した丸印は前部リンク６の回転中心を示しており、レバー８２が固定された前部連結軸１０は前部リンク６の回転中心回りに回動する。
【００３８】
図１８（ｂ）に示される標準位置から上部フレーム４が図１８（ａ）に示される上死点まで上昇すると、前部連結軸１０は上部後方に上昇しながら前部リンク６の回転中心回りに反時計方向に回転し、レバー８２はこの方向に揺動する。その結果、短尺リンク８０を介してＬ字状リンク７８が時計方向に回転することになるので、長尺リンク７４及び連結部材７２を介して磁気ダンパ７０を構成する銅板７０ｃが後方に摺動する。
【００３９】
一方、図１８（ｂ）に示される標準位置から上部フレーム４が図１８（ｃ）に示される下死点まで下降すると、前部連結軸１０は下部前方に下降しながら前部リンク６の回転中心回りに時計方向に回転し、レバー８２はこの方向に揺動する。その結果、短尺リンク８０を介してＬ字状リンク７８が反時計方向に回転することになるので、長尺リンク７４及び連結部材７２を介して磁気ダンパ７０の銅板７０ｃが前方に摺動する。
【００４０】
図１９は、上部フレーム４の上下方向のストローク量と銅板７０ｃの前後方向のストローク量との関係を示しており、上部フレーム４の上方へのストローク量を正に、銅板７０ｃの前方へのストローク量を正にとったものである。
【００４１】
図１９のグラフから分かるように、上部フレーム４のストローク量に応じて銅板７０ｃのストローク量は略線型に変化している。
【００４２】
銅板７０ｃの上下には所定のクリアランスを置いて前部磁石対７０ａ及び後部磁石対７０ｂが配置されているので、銅板７０ｃは磁界の中を前後方向に移動することになる。したがって、銅板７０ｃの内部の磁力線が変化して、磁力線の変化を妨げる方向に渦電流が発生する。その結果、銅板７０ｃが前部磁石対７０ａ及び後部磁石対７０ｂから離反する方向に移動すると引力を生じる一方、近づく方向に移動すると斥力（反発力）を生じる。すなわち、磁気ダンパ７０は銅の電磁誘導を利用した減衰機構で、上部フレーム４の上下動をリンク機構を介して銅板７０ｃの前後（水平）移動で減衰させる動吸振器として作用するとともに、底付き軽減の役割を担っている。
【００４３】
図２０は、本発明にかかるサスペンションユニットＳと、金属ばねとオイルダンパを使用した従来のサスペンションユニットの振動伝達率を測定した結果を示しており、被験者の体重は８５ｋｇであった。
【００４４】
図２０から明らかなように、従来のサスペンションユニットに比べ、本発明にかかるサスペンションユニットＳは、共振点の振動伝達率は低く抑えられ、共振点の振動特性や衝撃力の吸収性が良好で、かつ高周波領域の振動特性も良好である。
【００４５】
なお、衝撃力が入力されて下部フレーム２が上部フレーム４に異常に接近すると、互いに対向する二つのクッション材８８が当接し、衝撃（底付き）を吸収する。また、下部フレーム２が上部フレーム４から異常に離反しようとすると、ストローク規制用ベルト８６に張力が加わり、下部フレーム２に対する上部フレーム４のストロークを規制する。
【００４６】
上記実施の形態は、シートサスペンションを例にとり説明したが、本発明はシートサスペンションに限定されるものではなく、シート以外の装置を載置して外部からの振動を減衰する除振ユニットとしても使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかるサスペンションユニットは、共振周波数を低下させ、共振峰と高周波数帯における加速度を低減することができ、軽量かつコンパクトな構成なので、尻下スペースに余裕のないフォークリフト等の作業用機械やトラック等のサスペンションとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】シートクッション及びシートバックを取り外した状態の本発明にかかるサスペンションユニットを備えたシートの斜視図である。
【図２】図１のシートの分解斜視図である。
【図３】図１に示されるサスペンションユニットの斜視図である。
【図４】図３のサスペンションユニットの別の斜視図である。
【図５】図３のサスペンションユニットの平面図である。
【図６】図３のサスペンションユニットの正面図である。
【図７】図３のサスペンションユニットの側面図である。
【図８】磁気ダンパ取付プレートを取り外した状態の図３のサスペンションユニットの斜視図である。
【図９】図８のサスペンションユニットの平面図である。
【図１０】図３のサスペンションユニットに設けられた磁気ばねユニットの概略斜視図である。
【図１１】図３のサスペンションユニットに設けられた上部フレームに磁気ダンパを取り付けたときの側面図である。
【図１２】図１１の上部フレームの底面図である。
【図１３】図１１の上部フレームを下から見たときの斜視図である。
【図１４】図１１に示される磁気ダンパの斜視図である。
【図１５】図１４の磁気ダンパの側面図である。
【図１６】図１４の磁気ダンパの概略構成を示す側面図である。
【図１７】金属ばねのばね定数と磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね特性を示すグラフである。
【図１８】磁気ダンパの作用を示す側面図である。
【図１９】上部フレームの上下方向のストローク量と磁気ダンパを構成する銅板の前後方向のストローク量との関係を示すグラフである。
【図２０】本発明にかかるサスペンションユニットと、金属ばねとオイルダンパを使用した従来のサスペンションユニットの振動伝達率を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
２ 下部フレーム、 ２ａ 前部フレーム、 ２ｂ 後部フレーム、
２ｃ サイドフレーム、 ４ 上部フレーム、 ４ａ 前部フレーム、
４ｂ 後部フレーム、 ４ｃ サイドフレーム、 ６ 前部リンク、 ８ 後部リンク、
１０ 前部連結軸、 １２ 後部連結軸、 １４ トーションバー、
１６ Ｌ字状レバー、 １６ａ 円筒状基部、 １６ｂ プレート状レバー、
１７ ブラケット、 １８ リンク、 ２０ リンク、 ２２ 負荷調整用回転軸、
２４ ブラケット、 ２６ ナット取付レバー、 ３０ 操作軸、
３２ 減速ギヤユニット、 ３４ 電動モータ、 ３６ Ｕ字状ブラケット、
３８ ブラケット、 ４０ 負荷目盛板、 ４０ａ 長孔、 ４２ ポインタ、
４４ リンク、 ４５ ピン、 ４６ トーションバー、 ４８ リンク、
５０ ピン、 ５２ サポート部材、 ５４ 磁気ばねユニット、
５６ 固定磁石ユニット、 ５６ａ 上部磁石対、 ５６ｂ 下部磁石対、
５８ 可動磁石ユニット、 ５９ 枠体、 ６０ サポート部材、 ６２ 支持軸、
６４ ブラケット、 ６６ ブラケット、 ６８ 磁気ダンパ取付プレート、
７０ 磁気ダンパ、 ７０ａ 前部磁石対、 ７０ｂ 後部磁石対、 ７０ｃ 銅板、
７０ｄ 枠体、 ７２ 連結部材、 ７４ 長尺リンク、 ７６ ブラケット、
７８ Ｌ字状リンク、 ８０ 短尺リンク、 ８２ レバー、 ８４ ベルト保持部材、
８６ ストローク規制用ベルト、 ８８ クッション材、 Ｆ シートフレーム、
Ｓ サスペンションユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部フレームと、該下部フレームに第１のリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレームとを備えたサスペンションユニットであって、
前記上部フレームを前記下部フレームに対し弾性的に支持する金属ばね及び磁気ばねユニットと、前記上部フレームに取り付けられ前記上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパをさらに備えたことを特徴とするサスペンションユニット。
【請求項２】
前記磁気ばねを、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する磁石対と、該磁石対の磁極間に所定のクリアランスを置いて摺動自在に配置された銅板とで構成し、前記上部フレームの上下動により前記銅板を摺動させて前記上部フレームの上下動を減衰させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションユニット。
【請求項３】
前記上部フレームが前記第１のリンク機構に連結された前部連結軸を有し、該前部連結軸と前記銅板とを第２のリンク機構を介して連結し、前記上部フレームの上下動により前記第２のリンク機構を介して前記銅板を前後方向に摺動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンションユニット。
【請求項４】
前記前部連結軸を中空状に形成し、前記金属ばねが前記前部連結軸に遊挿された第１のトーションバーを有し、該第１のトーションバーの一端を前記第１のリンク機構の一部に連結するとともに、前記第１のトーションバーの他端を第３のリンク機構を介して回転駆動手段に連結し、該回転駆動手段により前記第３のリンク機構を介して前記第１のトーションバーの他端を捩ることにより前記上部フレームに加わる負荷を調整する一方、前記第１のトーションバーの一端が他端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンションユニット。
【請求項５】
前記下部フレームが前記第１のリンク機構に連結された中空の後部連結軸を有し、前記金属ばねが前記後部連結軸に遊挿された第２のトーションバーを有し、該第２のトーションバーの一端を前記下部フレームに連結するとともに、前記第２のトーションバーの他端を前記第１のリンク機構の別の一部に連結し前記第２のトーションバーの他端が一端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のサスペンションユニット。
【請求項６】
前記金属ばねが正のばね定数を有する一方、前記磁気ばねユニットが所定の領域で負のばね定数を有し、前記金属ばねのばね定数と前記磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね定数が前記所定の領域で略０を示すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサスペンションユニット。
【請求項１】
下部フレームと、該下部フレームに第１のリンク機構を介して上下動自在に取り付けられた上部フレームとを備えたサスペンションユニットであって、
前記上部フレームを前記下部フレームに対し弾性的に支持する金属ばね及び磁気ばねユニットと、前記上部フレームに取り付けられ前記上部フレームの上下動を減衰させる磁気ダンパをさらに備えたことを特徴とするサスペンションユニット。
【請求項２】
前記磁気ばねを、所定の間隔を置いて異なる磁極が対向する磁石対と、該磁石対の磁極間に所定のクリアランスを置いて摺動自在に配置された銅板とで構成し、前記上部フレームの上下動により前記銅板を摺動させて前記上部フレームの上下動を減衰させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のサスペンションユニット。
【請求項３】
前記上部フレームが前記第１のリンク機構に連結された前部連結軸を有し、該前部連結軸と前記銅板とを第２のリンク機構を介して連結し、前記上部フレームの上下動により前記第２のリンク機構を介して前記銅板を前後方向に摺動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンションユニット。
【請求項４】
前記前部連結軸を中空状に形成し、前記金属ばねが前記前部連結軸に遊挿された第１のトーションバーを有し、該第１のトーションバーの一端を前記第１のリンク機構の一部に連結するとともに、前記第１のトーションバーの他端を第３のリンク機構を介して回転駆動手段に連結し、該回転駆動手段により前記第３のリンク機構を介して前記第１のトーションバーの他端を捩ることにより前記上部フレームに加わる負荷を調整する一方、前記第１のトーションバーの一端が他端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のサスペンションユニット。
【請求項５】
前記下部フレームが前記第１のリンク機構に連結された中空の後部連結軸を有し、前記金属ばねが前記後部連結軸に遊挿された第２のトーションバーを有し、該第２のトーションバーの一端を前記下部フレームに連結するとともに、前記第２のトーションバーの他端を前記第１のリンク機構の別の一部に連結し前記第２のトーションバーの他端が一端に対して捩られることにより前記上部フレームを弾性的に支持するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のサスペンションユニット。
【請求項６】
前記金属ばねが正のばね定数を有する一方、前記磁気ばねユニットが所定の領域で負のばね定数を有し、前記金属ばねのばね定数と前記磁気ばねユニットのばね定数を重畳したばね定数が前記所定の領域で略０を示すことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサスペンションユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−１２８３１５（Ｐ２００８−１２８３１５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１２５２８（Ｐ２００６−３１２５２８）
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年９月１５日社団法人日本機械学会主催の「２００６年度年次大会講演論文集（７）」において文書をもって発表
【出願人】（５９４１７６２０２）株式会社デルタツーリング (111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２０日（２００６．１１．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成１８年９月１５日社団法人日本機械学会主催の「２００６年度年次大会講演論文集（７）」において文書をもって発表
【出願人】（５９４１７６２０２）株式会社デルタツーリング (111)
【Ｆターム（参考）】
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