CN1199831A - 具有磁性弹簧的振动机构 - Google Patents

Abstract

本发明的具有磁性弹簧的振动机构,在下部框架上通过连杆机构而安装上下自由动作的上部框架,在上部框架与下部框架上分别安装使相斥磁极相对的2个永久磁铁,另外,通过使多个弹簧与连杆机构卡止而使上部框架产生提起力,并将永久磁铁与弹簧重叠后的弹簧常数的一部分设定为负数,通过适当设定磁性弹簧与金属弹簧重叠后的弹簧常数,可降低振动传递率,提高除振性能。

Description

具有磁性弹簧的振动机构

本发明涉及可用作为除振装置或加振装置、具有由同一(相斥)磁极相对的多个永久磁铁所构成的磁性弹簧的振动机构。

目前，提出了各种形式的振动模式并被实用化。

振动特性一般具有负荷质量依赖性和输入依赖性。负荷质量依赖性与载荷-变位特性的曲率有关，输入依赖性与载荷-变位特性的滞后有关。

例如，对于安装于汽车用座位上的、对从车体底板传递的振动予以抑制的除振装置，历来使用金属弹簧或空气弹簧等，当使用软性弹簧时，虽然共振点向低频侧移动，但振动传递率变大，欲降低共振点的传递率，则必须将阻尼器的衰减比增大。但是，由于一旦增大衰减比，高频的传递率就变大，所以，在现有的被动式振动模式中，其性能受到限制。要在所有的条件下谋求最佳，则必须主动地进行控制。

最近，公开了一种通过在汽车用座位上安装作动器主动控制振动来提高入座感的活动悬置座位。

此外，研究了各种物品的振动特性，加振装置被用作为活动件等的起振源。

在上述振动机构中，使用金属弹簧、空气弹簧等的除振装置，不能使从车体底板传递的振动中2～12Hz的振动频率降低来进一步提高入座感或使用感。

另外，活动悬置座位不仅又重又价格高，而且必须始终使作动器工作，一旦将作动器关闭，振动就通过作动器直接传递给乘客，存在着破坏入座感的缺点。

此外，由于振动能量吸收性取决于行程大小，在小行程中，难以实现后述的低S.E.A.T值的悬置装置。

另一方面，在加振装置上，需要克服物品的重力以便对物品进行加振或使其跳起来的作动器，且结构也较复杂，价格高。

鉴于上述的现有技术所存在的缺点，本发明的目的在于，提供一种通过适当设定将磁性弹簧与金属弹簧重叠后的弹簧常数而具有价廉、结构简单的磁性弹簧的振动机构。

为达到上述目的，本发明的技术方案1，系一种具有磁性弹簧的振动机构，其特点在于，具有：下部框架；在所述下部框架上通过连杆机构而安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，所述永久磁铁与所述弹簧重叠后的弹簧常数的一部分设定成负数。

本发明的技术方案2的特点在于，通过将所述弹簧常数设定在大约-1kg/mm以上而在低频区域产生相位偏移或逆相位。

本发明的技术方案3的特点在于，用多个并联连杆构成所述连杆机构，且处于2～10Hz的振动传递率控制在1G/G以下。

本发明的技术方案4的特点在于，通过将所述弹簧常数设定在大约-2kg/mm以上、使所述上部框架接近所述下部框架后快速返回，以克服重力而将所述上部框架推上。

本发明的技术方案5，系一种具有磁性弹簧的振动机构，其特点在于，具有：作为车用悬置装置使用的、安装在振动源一侧的下部框架；通过连杆机构而在所述下部框架上安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，处于2～10Hz的振动传递率在1G/G以下，处于10Hz以上的高频区域的振动传递率显示大约1G/G的动特性。

本发明的技术方案6的特点在于，在技术方案5中，用多个X型连杆构成所述连杆机构。

本发明的技术方案7的特点在于，在技术方案5中，用多个Y型连杆构成所述连杆机构。

本发明的技术方案8的特点在于，在技术方案5中，用多个缩放仪型连杆机构构成所述连杆机构。

本发明的技术方案9，系一种具有磁性弹簧的振动机构，其特点在于，具有：作为车用悬置装置使用的、安装在振动源一侧的下部框架；通过连杆机构而在所述下部框架上安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，所述永久磁铁与所述弹簧重叠后的弹簧常数的一部分设定在2kg/mm以下。

本发明的技术方案10的特点在于，在技术方案9中，用多个并联连杆构成所述连杆机构。

本发明的技术方案11的特点在于，用多个X型连杆构成所述连杆机构。

本发明的技术方案12的特点在于，用多个Y型连杆机构构成所述连杆机构。

本发明的技术方案13的特点在于，在具有并联连杆、X型连杆或Y型连杆的所述连杆机构上设置多个缩放仪型连杆机构。

本发明的技术方案14的特点在于，使所述2个永久磁铁相对于所述下部框架与上部框架倾斜，并把在所述上部框架对所述下部框架作上下动作而导致所述2个永久磁铁的相对面积变化时产生的与磁铁相对面平行的力用作所述提起力。

附图的简单说明

图1是表示同一磁极相对的2个永久磁铁的磁铁表面间距离与相斥力关系的曲线图。

图2是表示由2个永久磁铁构成的磁性弹簧的动特性的曲线图，并表示磁铁尺寸不同时的情况。

图3是表示磁性弹簧的动特性的曲线图，并表示改变负荷质量时的情况。

图4是表示当通过使2个永久磁铁中的一个相对另一个旋转而使几何尺寸变化时的载荷-变位关系的曲线图。

图5是滑动型模式的立体图。

图6是表示在将2个永久磁铁的磁铁间距离保持在3mm的状态下、使一个相对另一个滑动时的输入与输出关系的曲线图。

图7是表示滑动型模式的输入、输出实验值的曲线图。

图8是表示对于旋转型模式的旋转角的输入、输出实验值的曲线图。

图9是表示旋转型模式的输入、输出实验值的曲线图。

图10是表示悬置座位用除振装置的动特性的曲线图，(a)表示使用金属弹簧的情况，(b)表示使用空气弹簧的情况，(c)表示使用磁性弹簧的情况。

图11是表示现有的悬置座位与本发明的悬置座位的静特性的曲线图。

图12是表示磁性弹簧装置的振动模式的示意图。

图13是表示利用并联连杆的磁性弹簧模式的动特性的曲线图。

图14是表示当振幅一定时现有的悬置座位与本发明的悬置座位的动特性的曲线图。

图15是表示当加速度一定时现有的悬置座位与本发明的悬置座位的动特性的曲线图。

图16是表示使用并联连杆的磁性弹簧模式与现有产品的S.E.A.T值的曲线图。

图17是表示使用XX型连杆的磁性弹簧模式与现有产品的S.E.A.T值的曲线图。

图18是本发明第1实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图19是表示图18振动机构中螺旋弹簧单体的静特性的曲线图。

图20是表示图18振动机构中永久磁铁单体的静特性与在该静特性上将螺旋弹簧单体的静特性重叠后的静特性的曲线图。

图21是表示图18振动机构中永久磁铁单体的动特性的曲线图。

图22是表示在图21所示的动特性的振动机构上设置挡块时的动特性的曲线图。

图23是表示图18振动机构的动特性的曲线图。

图24是表示在图20所示曲线G的静特性的振动机构上再增加螺旋弹簧并使最小弹簧常数减小时的静特性的曲线图。

图25是本发明第2实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图26是表示因在图25的振动机构上设置的X型连杆而产生的上部框架提起力的曲线图。

图27是说明在图25的振动机构上将载荷-挠度曲线中的设定载荷或上升点予以变化的参数的曲线图，(a)表示将金属弹簧的弹簧常数或磁铁尺寸改变后的情况，(b)表示将金属弹簧的初张力改变后的情况。

图28(a)表示在图25的振动机构的两侧分别设置一个X连杆的情况，图28(b)表示设置二个X连杆的情况，图28(c)是表示(a)或(b)的连杆形状对载荷-挠度曲线影响的曲线图，图28(d)是表示(a)或(b)的连杆形状的高度对载荷-挠度曲线影响的曲线图。

图29是表示在图25的振动机构上仅装入尺寸为75L×75W×20H的永久磁铁时的载荷-挠度曲线的曲线图。

图30是表示在图25的振动机构上仅装入4个螺旋弹簧时的载荷-挠度曲线的曲线图。

图31是表示在图29所示的载荷-挠度曲线的装置上装入4个螺旋弹簧时的载荷-挠度曲线的曲线图。

图32是在图25的振动机构中将第1及第2永久磁铁的尺寸设定为75L×75W×20H并使用4个螺旋弹簧将负荷质量做成43kg时载荷-挠度曲线的曲线图。

图33是在图25的振动机构中将第1及第2永久磁铁的尺寸设定为75L×75W×20H并使用5个螺旋弹簧将负荷质量做成55kg时载荷-挠度曲线的曲线图。

图34是在图25的振动机构中将第1及第2永久磁铁的尺寸设定为75L×75W×20H并使用6个螺旋弹簧将负荷质量做成68kg时载荷-挠度曲线的曲线图。

图35是在图25的振动机构中将第1及第2永久磁铁的尺寸设定为75L×75W×20H并使用7个螺旋弹簧将负荷质量做成90kg时载荷-挠度曲线的曲线图。

图36是表示采用图25振动机构的悬置装置与现有型式悬置装置的载荷-挠度曲线的曲线图。

图37是表示当使用75L×75W×20H磁铁与6个螺旋弹簧且负荷质量增加到68kg时采用图8振动机构后悬置装置单体的动特性的曲线图。

图38是表示在用尿烷作为缓冲材料时座位的动特性的曲线图。

图39是表示将尿烷用作为缓冲材料的座位搭载在图8的振动机构上的悬置座位的动特性的曲线图。

图40是表示现有的悬置座位与具有图25振动机构的悬置座位的动特性的曲线图。

图41是表示图25振动机构中永久磁铁单体的静特性与在该静特性上重叠螺旋弹簧单体的静特性后的静特性的曲线图。

图42是表示在图25的振动机构M2中将负荷质量设成68kg且将永久磁铁的尺寸变化后的动特性的曲线图。

图43是表示图25振动机构的变形例的立体图。

图44是本发明第3实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图45是在图44振动机构上设置的永久磁铁的俯视图。

图46是将图44振动机构用作为车用司机室支架时的立体图。

图47是装备图46的司机室支架后车辆的局部的立体图。

图48是本发明第4实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图49是图48振动机构的分解立体图。

图50是在图48振动机构上设置的缩放仪型连杆机构的立体图。

图51是图48振动机构上设置的X型连杆的分解立体图。

图52是表示在图48振动机构中完全未安装上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图53是表示在图48振动机构中安装2个上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图54是表示在图48振动机构中安装4个上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图55是表示在图48振动机构中安装6个上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图56是表示图48振动机构与具有减震器的现有机构的动特性的曲线图。

图57是表示被试验者的体重为80kg时图48振动机构的动特性的曲线图。

图58是本发明第5实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图59是图58振动机构的分解立体图。

图60是表示在图58振动机构上仅安装上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图61是表示在图58振动机构上仅安装永久磁铁时的静特性的曲线图。

图62是表示在图58振动机构上安装永久磁铁与上部螺旋弹簧时的静特性的曲线图。

图63是表示在安装于图58振动机构的平板上作用68kg负荷时的静特性的曲线图。

图64是表示在安装于图58振动机构的座位上作用55kg负荷时的静特性的曲线图。

图65是表示在永久磁铁倾斜角为10°的图58的振动机构上安装平板时的能谱的曲线图。

图66是表示在使用图58振动机构时的加振台上的波形与被试验者臀部下面波形的曲线图。

图67是表示在图58振动机构中表示永久磁铁安装角度的示意侧视图。

图68是表示在图58振动机构中使永久磁铁的安装角度作各种变化时的上部永久磁铁运动轨迹的示意侧视图。

图69是表示永久磁铁安装角度改变时的间隙量与X轴及Z轴方向载荷的关系的曲线图。

图70是表示永久磁铁安装角度改变时的行程量与X轴及Z轴方向载荷的关系的曲线图。

图71是表示当使用另外的永久磁铁并改变其安装角度时的间隙量与X轴及Z轴方向载荷的关系的曲线图。

图72是表示当使用另外的永久磁铁并改变其安装角度时的行程量与X轴及Z轴方向载荷的关系的曲线图。

图73是图59所示的振动机构变形例的分解立体图。

图74是表示图73振动机构与本发明的另一振动机构的静特性的曲线图。

图75是本发明第6实施形态的具有磁性弹簧的振动机构的立体图。

图76是图75振动机构的分解立体图。

图77是表示图75振动机构的静特性与在图75振动机构上未安装永久磁铁时的静特性的曲线图。

图78是表示图75振动机构与现有机构的静特性的曲线图。

图79是表示图75振动机构与现有机构的动特性的曲线图。

图80是表示在图75振动机构中限制行程时的静特性的曲线图。

下面，就本发明的实施形态参照附图进行说明。

当摩擦损失小到可忽略时，在互相离开、且同一磁极相对的磁性弹簧中的载荷-变位特性是可逆的。    、

图1是表示使2个永久磁铁(Nd-Fe-B类)相对以互相相斥时的磁铁表面间距离(z)与相斥力(F)间的关系，表1表示与各种磁铁尺寸对应的n(z的指数)值。产生于磁铁间的相斥力，随着磁铁间距离而从k/z变化到k/z⁴。作为悬置座位的磁性弹簧特性，根据输入条件而按k/z使用近似值。此时，将F₀设为常数，按k/z+F₀给出相斥力F，k＝k(m)即k取决于负荷质量而变化。表2表示与各种磁铁尺寸对应的k及F₀的值。

                        【表1】

	Q×w×h(mm)	n
				1	2
		a	75×75×25			-0.67	-1.22
b	75×75×15			-0.71	-1.28
		c	50×50×15			-0.93	-2.16

                     【表2】

	Q×w×h(mm)	1		2
						k(N-m)	F0(N)	k(N-m)	F0(N)
		a	75×75×25	4.27	224					7.31	-24
b	75×75×15					3.21	142	5.39	-37
		c	50×50×15	1.67	-8					2.26	-56

因此，在上部磁铁载放重物时的运动方程式为： $m\stackrel{..}{z}+c\stackrel{.}{z}-(k/z+F_0)+\mathrm{mg}=F\left(t\right)\·\·\·\left(1\right)$ m是将重物(m₁)与上部磁铁(m₂)加在一起后的质量。c是粘性衰减系数，第2项表示衰减项，第4项是重力项，F(t)是外力。用下式给出载放重物的磁铁的平衡位置z₀。 $-(\frac{k}{z_0}+F_0)+\mathrm{mg}=0\·\·\·\left(2\right)$ 当相对于以平衡位置z₀为原点的变位量ζ＝z-z₀的运动方程式根据(1)及(2)式是ζ/z₀＜＜1时，可用

mζ+cζ+k′ζ＝F(t)        …(3)近似地表示。这里，由于 $k^{\′}=\frac{k}{z_0^2}=\frac{{(\mathrm{mg}-F_0)}^2}{k}\·\·\·\left(4\right)$ 所以，固有振动数ω₀由(3)式表示为： ${\mathrm{\ω}}_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{{(\mathrm{mg}-F_0)}^2}{\mathrm{mk}}}\·\·\·\left(5\right)$ 固有振动数与弹簧常数的关系就成为与金属弹簧相反的关系。

这里，就相对于周期性外力的弹簧结构系的衰减项进行考虑。当将弹簧项的近似值考虑成2次项时，(3)式就成为

mζ+cζ+aζ-bζ²＝F(t)     …(6)但是， $a=\frac{{\left(\mathrm{mg}\right)}^2}{k},b=\frac{{\left(\mathrm{mg}\right)}^3}{k^2}\·\·\·\left(7\right)$ 在微小振动区域，可对于周期性的外力而不断地施加一定的相斥力bζ²，产生衰减效果。

图2是在负荷质量为30kg(一定)而磁铁的相面对的面积为50×50mm²、75×75mm²时的振动特性。当负荷质量相同时，一旦磁铁的相面对的面积变大，则磁铁间距离就变大，k变大，故如(5)式所示，ω₀变小。即，共振点(图中箭头)向低频区域转移，振动传递率也下降。

图3是对于相面对的面积75×75mm²、厚度15mm的磁铁在负荷质量为30kg及20kg时的共振点与振动特性。一旦负荷质量变大，则振动传递率下降。

另外，通过利用浮上控制系的不稳定度而以较小的力使静磁场变化，可获取磁铁所具有的静磁能，从而可实现机械式增幅器。

图4是表示在相斥系内因外力而使永久磁铁间的几何尺寸变化时的载荷-变位特性，使b→O的相斥力大于O→a的相斥力，并使其最大的相斥力在永久磁铁间距离稍许偏离最小位置的位置产生。

这里，就在如图4所示那样的因旋转所带来的面积变换特性中使从a点向b点所示的状态移动用的外力进行考虑。为便于进行计算，用面积变换率以线性作变化的滑动型模式来考虑。

所谓滑动型模式，如图5所示，就是将下部永久磁铁2向水平方向滑动自如地安装在基台6上，再将上部永久磁铁4向上下方向滑动自如地安装在滑杆8上。

对于稀土类磁铁，因内部磁力矩难以受到磁场的影响，故在退磁曲线上，磁化强度基本不变，大致保持其饱和磁化的强度值。当在其断面上均匀分布磁荷时，若用假定的电荷模式来计算力，则相斥力的x成分Fx、z成分Fz可用下式给出。 $F_a={\∫}_{-1}^1{\∫}_{-d}^d{\∫}_{-(\mathrm{\ξ}\·1)}^{\mathrm{\ξ}-1}{\∫}_{-d}^d[-{2f}_a^{\left(1\right)}+f_a^{\left(2\right)}+f_a^{\left(3\right)})]{\mathrm{dx}}_1{\mathrm{dx}}_2{\mathrm{dx}}_1{\mathrm{dx}}_2,(a=x,y)\·\·\·\left(8\right)$

图6表示其计算结果，表示磁铁间距离保持在3mm，且从完全偏离状态(x＝-50mm)→完全重叠状态(x＝0mm)→完全偏离状态(x＝50mm)的Fx(虚线)与Fz(实线)的关系。该结果与实测值只有5％的误差。

图7是表示用相面对的面积为50×25mm²、厚度为10mm的磁铁尽量抑制摩擦损失的滑动型原理模式的输入、输出的实验值。若选择动作点，则用1焦耳的输入就可产生6焦耳的输出。同样，对于从面积变换率80％(相对面积是250→1250mm²)的滑动型变化到面积变化为非线性的旋转型、且将面积变换率变成50％(相对面积是625→1250mm²)的情况进行叙述。

图8及图9表示同样的旋转型原理模式的输入与输出的实验值。在这种场合，输出相对输入也是2倍多。使用这些永久磁铁的能量获取机构，就把将运动作用于磁铁上的输入和因其运动而产生静磁能的变化量相加而输出，表观上产生能量。

这里，使被试验者入座在全行程60mm的动电型3轴加振机与全行程100mm的油压型1轴加振机上的各种座位上，对全身向上下方向加振。加振振动使用稳定的5mm振幅、稳定的0.3G加速度、Log-Sweep的正弦波和关于ISO7096：1982标准修订委员会草案的输入能谱EM4、6。

图10表示作为悬置座位用除振装置使用的机构的振动特性，(a)及(b)是分别使用金属弹簧或空气弹簧的现有机构的振动特性，(c)是悬置座位用规格的磁性弹簧机构的振动特性。

如图10所示，现有机构的振动传递率整体较大，虽然通过安装阻尼器可使共振频率的振动传递率降低，但磁性弹簧机构不安装阻尼器就可使高频区域及共振频率中的振动传递率一起降低。

另外，图11表示作为汽车用或建设机械用的现有的悬置座位的静特性(虚线)和与其对应的使用磁性弹簧的悬置座位的静特性(实线)。而对于图中所示的XX连杆及并联连杆的结构在后说明。

如图11所示，使用磁性弹簧的悬置座位，将根据磁性弹簧所具有的负荷质量非依赖性、即质量而变化的弹簧常数(k＝k(m))用于输入非依赖性，以较小的行程达到共振点上的高衰减性，对于0.3G～0.6G的输入，大致可达到输入非依赖性并显示了较高的冲击吸收性。另外，即使是用磁性弹簧所具有的较高的弹簧常数，也可发挥成为较低共振频率的特性，从而可实现仅用金属弹簧所不能实现的省空间化和较高的振动吸收性。

图12表示磁性弹簧装置的振动模式，图13表示用利用并联连杆的磁性弹簧模式未进行体重调整时的振动特性，吸收负荷质量差，达到负荷质量非依赖性。此外，图14是振幅稳定(5mm)的处于Log-Sweep正弦波的振动特性，图15是加速度稳定((0.3g)的处于Log-Sweep正弦波的振动特性。并联连杆的特点是不需进行体重调整，对应高频·高加速度，而磁性弹簧模式XX连杆需要进行体重调整，对应低频·大振幅。二者的共同点是，与现有产品相比，以1/2的行程达到优异的振动绝缘性。

图16及图17是用有关ISO7096：1982标准修订委员会草案的输入能谱EM6、EM4对现有产品与磁性弹簧模式作比较的比较数据。尽管行程变小，但S.E.A.T值被抑制得比现有产品低，具有较高的绝缘效果。现有产品是利用物质弹簧来吸收振动能量的结构，而磁性弹簧模式是利用金属弹簧所产生的逆相位振动与物体惯性的振动能量绝缘结构。因此，磁性弹簧模式不易受到频率的影响，可以较小的行程降低振动能量。

另外，由非线性的磁性弹簧与线性的金属弹簧组合而成的除振机构具有动态吸振器效果，利用了负衰减的增力机构成为用较小的输入产生较大的输出的机械式放大器。在将负衰减的输入、输出特性用于垂直方向的加振装置时，可用音圈电动机的8.5kg的驱动输入而使70kg负荷质量在3～20Hz、0.3G的范围内上下移动。此外，即使是具有隔壁的结构体也可进行非接触动力传递，并且，还是一种吸收振动能量的柔性结构作动器。

下面，就使用磁性弹簧的振动机构的具体例子结合附图进行说明。

图18表示本发明第1实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M1，其具有：安装在振动源侧的底板等上面的下部框架2；通过连杆机构而在下部框架上安装的上下自由动作的上部框架4。连杆机构设在振动机构M1的两侧，且分别由2个杆6、6组成的并联连杆来构成，各杆6的下端旋转自如地安装在下部框架2上，其上端转动自如地安装在上部框架4上。

另外，在构成并联连杆的杆6中，位于前方的杆6、6通过长杆8而互相连接，通过在该长杆8上卡止多个拉伸螺旋弹簧10、…10的一端，并将螺旋弹簧10、…10的另一端卡止在竖立设置于下部框架2的销12、…12上，使上部框架4产生提起力。

此外，在下部框架2的后方中央，安装有第1永久磁铁14，而在上部框架4的大致中央，以与第1永久磁铁14间相斥磁极相面对的状态而安装有第2永久磁铁16，上部框架4靠2个永久磁铁14、16的相斥力而产生提起力。

图19是表示在图18的振动机构M1中去除第1及第2永久磁铁14、16后螺旋弹簧10单体的静特性的曲线图，并表示当改变螺旋弹簧10的个数时由并联连杆给上部框架4带来的提起力。

当该提起力在上部框架4上承载质量、成为静态的平衡状态时，弹簧常数大致为0状态。此外，当因外部输入而对负荷质量产生加速度、速度时，对负荷质量就起到下降力作用，负荷质量引起振动。即，所述下降力反应成微小的振动能，负荷质量引起易产生相位滞后、逆相位的状态。

从图19的曲线图得知，图18的振动机构M1一旦去除永久磁铁14、16，则具有随着变位增加而使可支承的载荷减少的负弹簧常数，且载荷随着螺旋弹簧10的个数增加而增大，同时负弹簧常数的最小值减小(弹簧常数的绝对值增大)。

图20是表示当在图18的增大机构M1中去除螺旋弹簧10后仅永久磁铁14、16的静特性和将永久磁铁14、16的静特性与图19的螺旋弹簧10单体的静特性进行叠加后的静特性的曲线图。图20中，曲线A表示仅永久磁铁14、16的静特性，曲线B、C、D、E、F及G是在曲线A上将螺旋弹簧10的个数从1个增加到6个后的静特性。

从图20得知，图18的振动机构M1一旦去除螺旋弹簧10，则具有随着变位增加而使可支承的载荷增加的正弹簧常数，在安装了螺旋弹簧10的图18的状态中，弹簧常数呈现为0的部分。另外，负弹簧常数随着螺旋弹簧10的个数增加而慢慢减小，曲线G的最小弹簧常数设定在大约-1kg/mm。

图21表示当在图18的振动机构M1中去除螺旋弹簧10后仅永久磁铁14、16的动特性，作为永久磁铁14、16，使用75L×75W××20H的永久磁铁，被试验者的体重是53kg和75kg。从该曲线图得知，处于低频区域的振动传递率分别超过2.5G/G，仅永久磁铁14、16的除振性能不能说是充分的。

图22表示在图21中的动特性的振动机构上设置挡块后机构的动特性(被试验者体重为55kg)，处于低频区域的振动传递率的峰值被抑制(1.5G/G以下)，并产生由挡块带来的碰撞衰减。而此时的S.E.A.T值是1.2。

这里，所谓S.E.A.T值是由下式表示的值。

S.E.A.T＝awS₁₂/awP₁₂

awS₁₂：在频率范围f₁～f₂内的座位上的修正振动加速度有效值。

awP₁₂：在频率范围f₁～f₂内的振动台的修正振动加速度有效值。

图23表示本发明的图18的振动机构M1的动特性(被试验者体重为68kg)，处于低频区域(2～10Hz)的振动传递率被抑制在1G/G以下。与图21的动特性相比，虽然处于高频区域的振动传递率因弹簧力而多多少少变大，但可在座位上通过使用弹性构件、例如尿烷而去除处于高频区域的振动传递率。此时的S.E.A.T值是1.6。

这被解释为：通过将弹簧常数大约为-1kg/mm以上的负部分作用于振动机构M1上且通过对处于低频区域的大振幅的振动产生碰撞衰减来产生相位偏移、减小加速度传导率。即，与现有的除振装置不同，即使不设置减震器，显示负弹簧常数的部分也会抑制加速度传递率而发挥减震器的功能，可以较小的行程实现S.E.A.T值较小的悬置座位。

另外，即使施加在振动机构M1上的负荷是较小的场合，且即使在静特性方面不设置弹簧常数为负的部分，也可通过利用弹簧常数大致为0的部分(例如图20中B或C)产生不稳定状态而产生相位偏移，实现将共振点的加速度传递率予以抑制的悬置座位。

图24是在显示图20的曲线G的静特性的振动机构上再增加螺旋弹簧而使最小弹簧常数减小到大约-2kg/mm左右的曲线图。该振动机构在利用来自外部的输入而使下部框架2与上部框架4互相接近后，可通过提高背离速度快速返回来克服重力将所述上部框架4推上。当将表示该静特性的振动机构用于活动件之类时，不必设置以往必需的作动器来作为上下动作的加振源。

另外，在上述实施形态中，是做成在下部框架2与上部框架4上分别安装1个永久磁铁的结构，但也可做成在下部框架2上安装多个永久磁铁、在上部框架4上以使相斥磁极相对的状态安装相同数量永久磁铁的结构。

图25表示本发明第2实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M2，其具有：在作为振动源一侧的底板等上安装的下部框架22；通过由多个X型连杆24(前述的XX型连杆)所组成的连杆机构而在下部框架22上安装的上下自由动作的上部框架26。

构成各X型连杆24的2个杆的一端，转动自如地安装在下部框架22或上部框架26上，而其另一端滑动自如地安装在固定于下部框架22或上部框架26侧壁内面的滑杆28上。另外，在各X型连杆24上卡止着多个拉伸螺旋弹簧30，通过对构成各X型连杆24的2个杆的上端(或下端)向关闭方向施加力，而使上部框架26产生提起力。此外，在构成X型连杆24的杆中，左右对应的杆通过长杆29、…29而互相连接，对应的长杆的一部分29、29再通过另外的长杆31、31而互相连接，这样，前后的X连杆24互相同步地将上部框架26提起。

另外，关于负荷质量作用于上部框架26上时的下降力，因与上述振动机构M1中的螺旋弹簧30的下降力相同，故其说明省略。

此外，在下部框架22的大致中央，安装有第1永久磁铁32，而在上部框架26的大致中央，以与第1永久磁铁32间相斥磁极相对的状态而安装有第2永久磁铁34，通过2个永久磁铁32、34的相斥力而使上部框架26产生提起力。

图26是表示图25的振动机构M2的静特性，并表示由X型连杆给上部框架26带来的提起力。

在将构成X型连杆24的各杆相对于下部框架22的角度设为θ、弹簧常数设为k、变位设为x时的弹簧力f和由弹簧力给上部框架26带来的提起力F表示成下式。

f＝kx

F＝f.tanθ＝kx.tanθ

这里，当将变位x用上部框架26的挠曲量表示时，弹簧力f成为由图26中A表示的曲线，通过X型连杆24产生的上部框架26的提起力F成为由图26中B表示的曲线。

另外，图26中曲线C表示随2个相对的永久磁铁32、34的相斥力所产生的提起力，曲线D表示将B的提起力与C的提起力合成后的总提起力。

从图26的曲线图得知，通过利用螺旋弹簧30的弹簧力与永久磁铁32、34的相斥力，即使挠曲量变化，也可在规定的范围内使提起力大致稳定。即，当将图25的振动机构M2用于悬置座位时，弹簧常数具有0部分，对于从车体输入的载荷(振动)，由于仅仅下部框架22向上下方向变位，而在上部框架26及其上面放置的座位基本不变位，故对于低频区域的大振幅的输入可产生相位偏移或逆相位，可吸收振动能量。另外，即使在高频区域，也可以用逆相位与高弹性的尿烷特性进一步进行除振。

另外，作为决定大致水平行驶的设定载荷的因素，要考虑金属弹簧的弹簧常数和初张力、磁铁的尺寸和其配置或连杆形状等。

更具体地说，如图27(a)所示，通过将金属弹簧的常数增大，上述设定载荷就变大，通过将磁铁尺寸增大，上升点就向图中左侧移动。即使使用相同磁铁时，通过使相对面积变化，可使上升点向左右移动。如图27(b)所示，一旦将金属弹簧的初张力增大，则上述设定载荷就变大。

另外，图28(a)及(b)表示分别在振动机构M2的两侧设置的X型连杆的形状，高度方向的空间(1)相同时，用于图25振动机构M2的(b)的形状一方上升点向图中左侧移动。此外，当将高度(1)增高(做成厚型)时，上述设定载荷就变大。另外，通过限制整体的行程，也可限制大致水平行驶的区域，可产生不依赖负荷质量的动特性。

图29表示在不装入螺旋弹簧、作为第1及第2永久磁铁32、34使用尺寸为75L×75W×20H时的载荷-挠度曲线，图30表示在不装入永久磁铁而仅使用4个螺旋弹簧时的载荷-挠度曲线。只是使用的连杆机构不是相同的，且X型连杆24与滑杆28的摩擦系数不相同。

另外，图31表示在图29中显示载荷-挠度曲线的振动机构上装上4个螺旋弹簧后的载荷-挠度曲线。

图31中显示静特性的振动机构M2，由于具有在规定的变位量中弹簧常数从较小的值(约0.1kg/mm)慢慢平滑上升的非线性特性，故当将该振动机构M2用作为悬置装置时，不仅可吸收低频/大振幅的振动能量，而且也不会感到大振幅时的上推振动。

图32至图35是表示在图25的振动机构M2中将第1及第2永久磁铁32、34的尺寸设成75L×75W×20H、并将螺旋弹簧30及负荷质量分别变成4个-43kg、5个-55kg、6个-68kg、7个-90kg时的静特性的载荷-挠度曲线。

在图32至图35的曲线图中，处于低频区域的振动机构M2的弹簧常数(将永久磁铁与螺旋弹簧叠加后的弹簧常数)是0.1～0.4kg/mm，与现有的悬置装置相比为较小的值，采用该振动机构M2的车用悬置装置显示了：即使因来自车体底板的输入使变位量变化，载荷变动也较少。但是，通过对永久磁铁的相斥力(磁铁尺寸)与螺旋弹簧的弹簧力的组合进行适当变化，可获得任意的弹簧常数，根据车辆情况有时设定在2kg/mm以下较好。另外，最大变位量也可在2Hz范围抑制在大致60mm或其以下，与现有的情况相比，可实现行程量较小的悬置装置。另外，在7Hz或8Hz以上的高频率区域，振动能量变小时的变位量是稳定的，图25的振动机构起到刚体作用。此外，在高频、加速度较大的区域，即在振动能量大的区域，产生相位偏移、逆相位，可将加速度传递率抑制在低水平上。

图36表示采用本发明振动机构M2的悬置装置与现有型式悬置装置的载荷-挠度曲线。

在图36的曲线图中，本发明的悬置装置的特点在于，使金属弹簧与磁性弹簧组合而获得载荷-挠度特性，在其特性的极限区域，即在变位增大载荷也增加的区域，金属弹簧的特性比例降低，磁性弹簧的特性增强。磁性弹簧所具有的负荷质量非依赖性，即k＝k(m)：将根据质量而变化的弹簧常数用于输入非依赖性，以较小的行程达到处于共振点的高衰减性，并且，以0.3G～0.6G的输入达到大致输入非依赖性，获得较高的振动吸收性。另外，以磁性弹簧所具有的高弹簧常数，也可产生成为低共振频率的特性，实现仅用金属弹簧所不能实现的节省空间的较高的振动吸收性。

这里，将磁性弹簧及金属弹簧的弹簧常数设为k_magnet、k_metal，则有如下的关系：

k_magnet＝1/(k_metal)ⁿ·A    (A：系数)

A是随磁铁尺寸和金属弹簧的使用状态或误差等而变化的值。例如，由于k_magnet＝3.3的磁性弹簧与k_metal＝0.74的金属弹簧具有大致相同的共振点，故成为3.3＝1/0.74⁴·A，此时，A＝1.0。

另外，现有型式1的悬置装置显示弹簧常数大致稳定的线性特性，由于大振幅时弹簧常数急剧上升，故有引起上推振动之虞。另外，现有型式2的悬置装置，是仅用金属弹簧就可产生与本发明的悬置装置相同特性的装置，即，由于仅用金属弹簧时行程极大，而且到达行程末端时的特性变化大，故引起底部顶推感，并且也不能节省空间。为将弹簧常数抑制得较低，且为了在有限的空间当中实现弹簧常数可变、初张力可变，则金属弹簧做得又粗又大，弹簧个数也增加。因此，负荷质量由空间来限定。对于现有的座位，极限值是120kg左右。

图37是表示采用图25振动机构M2的悬置装置单体在以加速度稳定的正弦波输入后作为动特性的加速度传递率的曲线图，第1及第2永久磁铁32、34的尺寸设定为75L×75W×25H，并使用6个螺旋弹簧30，附加68kg的负荷质量。

从该曲线图得知，在低频区域(2～10Hz)，加速度传递率被较小地抑制在1G/G以下来充分吸收振动能量，而在10Hz以上的振动能量较小的高频区域，加速度传递率大约处于1G/G附近，X型连杆的动摩擦变成静摩擦，悬置装置起到刚体作用。但是，一旦振动能量变大，则产生逆相位，如箭头所示，加速度传递率减小。

另外，作为放置在该悬置装置上的座位的缓冲材料，当使用尿烷时，则在悬置装置起到刚体作用的频率区域，尿烷的特性充分发挥。

图38是表示当负荷质量为68kg时高相斥尿烷的特性的曲线图，图39是表示将尿烷用作为缓冲材料的座位装载在本发明的振动机构M2上的悬置座位的动特性的曲线图。尿烷采用硬度为17、厚度为100的一种，永久磁铁采用75L×75W×20H的一种。

从图39的曲线图得知，装入本发明振动机构M2的悬置座位，由于负荷质量轻，振动能量就小，故就加速度传递率而言，在某个高频区域多少有变大的倾向，但在人体主要觉察的2～20Hz的区域，与负荷质量无关地显示大致相同的特性。

图40是表示3个现有型式的悬置座位A、B、C与装入本发明振动机构M2的悬置座位的动特性的曲线图，具有本发明的振动机构M2的悬置座位，处于低频区域的加速度传递率不仅非常小，而且，在整个低频区域，其动特性得到改善。

另外，在图40的曲线图中，负荷质量均设成68kg，振动机构M2(悬置装置)的磁铁尺寸为75L×75W×20H，螺旋弹簧的数量为6个。

图41是表示在图25的振动机构M2中在将第1及第2永久磁铁32、34的尺寸做成一定(50L×50W×20H)的状态下使螺旋弹簧30的数量从0个变化到8个时的静特性的曲线图。从该曲线图得知，通过随着螺旋弹簧30的数量增加使永久磁铁32、34变弱(或变小)而使相斥力变小，则永久磁铁32、34与螺旋弹簧30叠加后的弹簧常数就显示负值，可做成显示与图18振动机构M1相同静特性的结构。

图42是表示在图25的振动机构M2中将负荷质量设定为68kg且将永久磁铁32、34的尺寸分别变成50L×50W×15H(A)、50L×50W×20H(B)、75L×75W×15H(C)时的动特性的曲线图。从该曲线图得知，永久磁铁32、34的相斥力越小，对输入的振动能量就越敏感，产生相位偏移、逆相位，处于高频区域的振动传递率减小。在磁性弹簧的场合，虽然以相对的永久磁铁的相斥力支承并产生平衡点，但在硬弹簧的场合，即使耐冲击力且有输入变动，变位量也小。另外，在软弹簧的场合，因变位的变动相对输入变动较大，故产生振幅，产生相位偏移、逆相位，加速度传递率减小，但不耐冲击力，变成底部推顶倾向。因此，对于底部推顶，必须用另外的衰减材料、弹簧材料来进行弥补。附带说一下，在图42的曲线图中，曲线C的弹簧常数(永久磁铁与螺旋弹簧叠加后的弹簧常数)大致为0，曲线B的弹簧常数大约为-0.1kg/mm，曲线A的弹簧常数设定得比曲线B的弹簧常数更小。

另外，在上述实施形态中，做成了在下部框架22与上部框架26上分别安装1个永久磁铁的结构，但也可做成在下部框架22上安装多个永久磁铁、在上部框架26上以使相斥磁极相对的状态安装相同数量的永久磁铁的结构。

另外，在上述实施形态中，虽然连杆机构是用多个X型连杆24构成，但如图43所示，若用Y型连杆24a代替X型连杆，则可进一步降低连杆机构的摩擦阻力。

图44表示本发明第3实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M3，其具有：在作为振动源一侧的底板等上安装的下部框架42；通过由多个连杆组成的缩放仪型连杆机构44、44而在下部框架42上安装的上下自由动作的上部框架46。

各个连杆机构44、44，由左右对称地连接成く”形的2组连杆对44a、44b所组成。另外，连杆对44a、44b的中间部与螺旋弹簧48的两端连接，通过由螺旋弹簧48对连杆对44a、44b向内方施加力而使上部框架46产生提起力。

此外，在下部框架42的大致中央，固定着第1永久磁铁52，在上部框架46的大致中央，向水平方向转动自如地安装有与第1永久磁铁52相对的第2永久磁铁54。如图45所示，各第1及第2永久磁铁52、54，是将2个N极与2个S极互相配设成90度间隔的永久磁铁，通过用旋转把手56使第2永久磁铁54相对第1永久磁铁52作适当旋转，可调节相斥力或吸引力。另外，第2永久磁铁54的旋转角通过把与旋转把手56连接的销嵌入在上部框架46上所穿设的多个孔58、…58中的一个来保持。

由于对上述结构的振动机构M3的静特性及动特性进行研究后，获得了与图25所示的本发明第2实施形态的振动机构M2大致相同的结果，故关于静特性或动特性的曲线图省略。

图46及图47表示将图44所示的振动机构M3作为支承车辆驾驶室60的司机室支架来使用的状态，在驾驶室60的前部安装2个(未图示)，及在后部安装2个。如两图所示，下部框架42安装在车体上，上部框架46被固定在固定于驾驶室60上的托架62的下面。

如上所述，由于图44的振动机构M3显示了与图25振动机构M2大致相同的动特性，故对于从路面传递到驾驶室60的振动，可通过司机室支架大幅度降低低频区域的加速度传递率，并使用用橡胶系的材料所构成的弹簧系61(图46)，就可同时减少与高频区域变位大、加速度大的区域及冲击力接近的能量。另外，通过将例如尿烷用作为设在驾驶室60内的座位的缓冲材料，也可降低高频区域的振动传递率。

图48及图49表示本发明第4实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M4，其具有：在作为振动源一侧的底板等上安装的下部框架72；通过由多个连杆组成的一对缩放仪型连杆机构74、74及一对X型连杆75、75而在下部框架72上安装的上下自由动作的上部框架76。

如图50所示，各自的缩放仪型连杆机构74、74由左右对称地连接成“く”形的2组连杆对74a、74b所构成，连杆对74a、74b的下端通过托架78、78而转动自如地安装在下部框架72上，其上端通过托架80、80而转动自如地安装在上部框架76上。另外，连杆对74a、74b的中间部与多个螺旋弹簧82、…82的两端连接，通过由螺旋弹簧82、…82对连杆对74a、74b向内方附加力而使上部框架76产生提起力及下降力。

此外，如图51所示，各自的X型连杆75、75由大致中央部互相转动自如地连接的2根杆75a、75b构成，杆75a、75b的下端转动自如地安装在下部框架72上，其上端固定在中空轴84、86上。中空轴84通过杆88、88而转动自如地安装在上部框架76上，中空轴86转动自如地直接安装在上部框架76上。另外，在中空轴84上安装有与中空轴84隔开且平行延伸的杆90，通过使多个螺旋弹簧92、…92的一端与杆90卡止，并使螺旋弹簧92、…92的另一端与上部框架76卡止，从而使上部框架76产生提起力。

又，通过在下部框架72的缩放仪型连杆机构74、74的侧方以使相反磁极向上的状态安装2个永久磁铁94、96，并将与2个永久磁铁94、96同一磁极相对的2个永久磁铁98、100安装在上部框架76上，从而利用永久磁铁94、96、98、100的相斥力而使上部框架76产生提起力。

在上述结构的振动机构M4中，作为永久磁铁94、96及永久磁铁98、100，使用75L×75W×20H(2极)的一种，改变螺旋弹簧92、…92的个数来研究静特性后，结果获得图52至图55所示的曲线图。这里，图52的静特性表示完全未安装螺旋弹簧的情况，图53的静特性表示安装2个螺旋弹簧的情况，图54的静特性表示安装4个螺旋弹簧的情况，图55的静特性表示安装6个螺旋弹簧的情况。

从图52至图55得知，随着螺旋弹簧的个数增加，螺旋弹簧92、…92与永久磁铁94、96、98、100重叠后的弹簧常数就变大，通过适当选择螺旋弹簧92、…92的个数与永久磁铁94、96、98、100的大小，就可提供具有与所希望的弹簧常数及不同的负荷质量最佳对应的静特性的振动机构M4。

图56表示本发明的振动机构M4与具有减震器的现有机构的动特性，被试验者的体重为73kg，从图56得知，本发明的振动机构M4可将处于低频的加速度传递率抑制得足够小，即使不象现有机构那样设置减震器，也可改善振动特性。

另外，图57表示被试验者的体重为80kg时的动特性，进一步降低了处于低频的加速度传递率。一般的座位不进行活动控制就不产生逆相位，但在本发明的振动机构M4的场合，在规定的体重下因输入的振动能量而产生逆相位，可大幅度地降低加速度传递率。

图58仅表示磁性弹簧的基本结构，图59表示本发明第5实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M5，其具有：在振动源一侧的底板等上安装的下部框架102；通过连杆机构而在下部框架102上安装的上下自由动作的上部框架104。连杆机构设置在振动机构M5的两侧，分别通过由2根杆106、106组成的并联连杆所构成，各杆106的下端固定在转动自如地安装于下部框架102的中空轴108上，而其上端固定在转动自如地安装于上部框架104的中空轴110上。

另外，在将杆106、…106的上端固定的中空轴110、110中，在位于前方的中空轴110上，通过托架而连接有向下方离开规定距离的杆112，而在位于后方的中空轴110上，通过托架连接有向上方离开规定距离的杆114。此外，在前方的杆112上卡止着螺旋弹簧116的一端，螺旋弹簧116的另一端与下部框架102卡止。该螺旋弹簧116起到如下作用：当在上部框架104上附加规定负荷时，就维持成大致水平，并成为收缩的状态，当上部框架104向上方或下方移动时，通过其弹簧力来缓和上部框架104的顶部推顶或底部推顶。另一方面，在后方的杆114上卡止着多个螺旋弹簧118、…118的一端，螺旋弹簧118、…118的另一端与旋合在上部框架104上的固定构件120卡止，使上部框架104产生提起力。

在下部框架102的前方中央，通过固定构件122以规定的角度固定着永久磁铁124，具有与该永久磁铁124的上端面平行延伸的下端面、使同一磁极相对的永久磁铁126固定在上部固定构件120上，通过2个永久磁铁124、126的相斥力而使上部框架104产生提起力。

对上述结构的振动机构M5的静特性进行研究后，可获得图60至图62那样的结果。图60是表示不安装永久磁铁124、126及下部螺旋弹簧116而仅安装上部螺旋弹簧118、…118且改变上部螺旋弹簧118、…118个数时的静特性的曲线图，图61是表示未完全安装螺旋弹簧而仅安装永久磁铁124、126时的静特性的曲线图，图62是安装永久磁铁124、126与5个上部螺旋弹簧118、…118时的曲线图。而当安装下部螺旋弹簧116时，则弹性就变强，平衡点下降，并且曲线变得平滑，顶部推顶及底部推顶被缓和。另外，图61及图62曲线所示的所谓0°、5°、10°，表示永久磁铁124、126的安装角度，现就振动机构M5的动特性与永久磁铁124、126的安装角度一起说明如下。

从图61及图62的曲线图得知，将永久磁铁124、126的安装角度每变化5°后的变位-载荷关系只是稍稍变化，然而如图63及图64的曲线图所看到的，在规定的安装角度(图63中为10°)，由于逆相位的影响而降低处于低频的加速度传递率。这里，图63的曲线图表示负荷(被试验者的体重)为68kg时平板(仅振动机构，无座位)的情况，图64表示负荷为55kg在振动机构上放置座位时的情况。

另外，图65表示将永久磁铁124、126的安装角度设定为10°、将68kg与73kg的负荷载于平板上进行加振时的能谱。从该图得知，对于用虚线表示的加振力，负荷的振动在频率的大致整个区域较大地衰减，在低频区域产生逆相位。

图66表示加振频率在2Hz下被试验者体重为94kg时加振台上的波形与被试验者臀部下的波形。从该曲线图得知，在利用磁性弹簧的振动机构中，可产生相位偏移、使加速度传递率降低。

这里，再说明永久磁铁124、126的安装角度。

在本申请说明书中，所谓永久磁铁124、126的安装角度0°，如图67所示，是相对下部框架102或上部框架104倾斜规定角度的状态，把从该状态向顺时针方向倾斜5°的状态称为安装角度5°，把进一步向顺时针方向倾斜5°的状态称为10°。

另外，图68表示安装角度为0°、5°、10°时上部永久磁铁126相对下部永久磁铁124的运动轨迹，虽然行程量一定，但安装角度越大，相对面积的变化就越大。

图69及图70分别表示作为永久磁铁124、126而使用75mmL×75mmW×20mmH尺寸时与间隙量对应的X轴方向及Z轴方向的载荷和与行程量对应的X轴方向及Z方向的载荷，它是利用了图6的输入、输出特性。图71及图72分别表示作为永久磁铁124、126而使用75mmL×75mmW×15mmH尺寸时与间隙量对应的X轴方向及Z轴方向的载荷和与行程量对应的X轴方向及Z轴方向的载荷。图中，所谓偏移0，是相对面积相同，仅向Z轴方向变化的状态。

在图69至图72的曲线图中，虽然永久磁铁124、126的安装角度越小Z轴方向的载荷就大，但在间隙量或行程量超过规定值时，永久磁铁124、126的安装角度越大，则X轴方向的载荷就越大。由于Z轴方向及X轴方向的载荷两方都对上部框架104的提起力起到扭矩作用，故通过把永久磁铁124、126的安装角度设定成规定角度，可有效地将静磁能的变化变换成上部框架104的提起力。

另外，如前所述，在图63及图64的曲线图中，看到逆相位的影响，这是因为：因永久磁铁124、126的倾斜而产生的X轴方向载荷，因输入而从平衡点间隙16mm开始向下方向移动而使间隙变小，且X轴方向载荷急剧变化，从而产生相位偏移、逆相位或制动。另外，在设定为“0”的场合，对于低频的冲击力，用感官评价确认了制动效果。

图73表示图59所示的振动机构M5的变形例M5′，是将设置在振动机构M5上的下部螺旋弹簧116置换成Y状的螺旋弹簧116′。

图74是将上述振动机构M5′的静特性与未设置下部螺旋弹簧116时的图59的振动机构M5和并排设置多个下部螺旋弹簧116、…116的振动机构(未图示)的静特性予以比较的曲线图。

从该曲线图得知，利用下部螺旋弹簧的形态(Y型、并联等)可适当变化静特性，根据设定的输入条件和负荷等而谋求载荷-变位曲线的最佳化。

图75及图76表示本发明第6实施形态的具有磁性弹簧的振动机构M6，基本上是在图59所示的振动机构中，去除下部螺旋弹簧116，并将图44所示的缩放仪型连杆机构44的两端转动自如地安装在下部框架102与上部框架104的单侧上。

图77表示上述结构的振动机构M6的静特性及在振动机构M6中未安装永久磁铁时的静特性。从图77的曲线图得知，在未安装永久磁铁的场合，静特性是扁平的，必须进行体重调整，通过安装永久磁铁，磁性弹簧的特性与磁性弹簧的影响虽然是较薄的金属弹簧的特性，但通过在动特性中发挥各自的功能，就使载荷对应范围扩大，且不必进行体重调整，另外，还可提高振动绝缘性。

另外，图78及图79表示振动机构M6与现有机构的静特性及输入无规则波时的动特性，在两图上提到的现有机构A是橡胶悬置，现有机构B是金属悬置。在振动机构M6的场合，与现有机构相比，不仅行程小，而且尤其在0～10Hz的低频区域，因相位偏移或逆相位的影响而降低了加速度传递率。

在上述振动机构M6中，通过将皮带130卷挂在将后方的杆106、106下端固定的中空轴108和转动自如地安装有前方杆106、106的杆128上，对振动机构M6进行行程限制，可实现振动机构的薄型化及不需体重调整。

该皮带130在本发明的第1至第5实施形态的振动机构M1～M5中均可采用，作为参考，图80表示在用于振动机构M2时的静特性的曲线图。

由上述结构构成的本发明，可达到如下的效果。

在本发明中，采用技术方案1所述的发明，由于在下部框架上通过连杆机构而安装上下自由动作的上部框架，且用至少2个永久磁铁与多个弹簧提起上部框架，将永久磁铁与弹簧重叠后的弹簧常数的一部分设定成负数或大致为0状态，故可使平衡点不稳定并产生逆相位。另外，因不稳定而易产生加速度，可将所产生的不稳定状态利用磁性弹簧而转化成稳定状态(下死点)。在上死点，由于利用橡胶等来减速、衰减而可返回到原来的稳定状态，故可实现价廉、结构简单的除振装置或加振装置。

另外，采用技术方案2所述的发明，由于通过将弹簧常数设定在大约-1kg/mm以上，即使处于振动能量小的低频区域也可产生相位偏移和逆相位，故可提供价廉、结构简单的除振装置。

采用技术方案3所述的发明，由于用多个并联连杆构成连杆机构，将处于2～10Hz的振动传递率抑制在1G/G以下，故可有效地衰减低频振动。

采用技术方案4所述的发明，由于通过将弹簧常数设定在-2kg/mm以上，使所述上部框架接近所述下部框架后快速返回，以克服重力而将所述上部框架推上，故可价廉地制造结构简单的活动件等。

采用技术方案5所述的发明，由于做成了如下的结构：在下部框架上通过连杆机构而安装上下自由动作的上部框架，并由至少2个永久磁铁与多个弹簧将上部框架提起，处于振幅宽大的2～10Hz的振动传递率在1G/G以下，在10Hz以上、处于振幅宽度小且加速度大的高频区域的振动传递率显示大约1G/G的动特性，因此，低频振动可被抑制，而对于高频振动可利用高弹性的尿烷特性来除振。

采用技术方案6、7或8所述的发明，由于用X型连杆或Y型连杆或缩放仪型连杆机构来构成连杆结构，故可提供价廉、结构简单的悬置装置。

采用技术方案9所述的发明，由于在下部框架上通过连杆机构而安装上下自由动作的上部框架，并由至少2个永久磁铁与多个弹簧将上部框架提起，将永久磁铁与弹簧重叠后的弹簧常数设定在2kg/mm以下，故可提高处于低频区域的除振性能。

采用技术方案10至13所述的发明，由于使多个并联连杆、X型连杆或Y型连杆、或者使这些连杆中任一种连杆与缩放仪型连杆机构组合来构成连杆机构，故可提供价廉、结构简单的悬置装置。

采用技术方案14所述的发明，由于使同一磁极相对的2个永久磁铁倾斜，故可使静磁能的变化有效地变换成上部框架的提起力，可提供利用相位偏移、逆相位或制动力的振动机构。

Claims (14)

1.一种具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，具有：下部框架：在所述下部框架上通过连杆机构而安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，将所述永久磁铁与所述上部框架重叠后的弹簧常数的一部分设定成负数。

2.如权利要求1所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，通过将所述弹簧常数设定在-1kg/mm以上而在低频区域产生相位偏移或逆相位。

3.如权利要求2所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，用多个并联连杆构成所述连杆机构，将处于2～10Hz的振动传递率抑制在1G/G以下。

4.如权利要求1所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，通过将所述弹簧常数设定在-2kg/mm以上、使所述上部框架接近所述下部框架后快速返回，以克服重力而将所述上部框架推上。

5.一种具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，具有：作为车用悬置装置使用的、安装在振动源一侧的下部框架；通过连杆机构而在所述下部框架上安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，处于2～10Hz的振动传递率在1G/G以下，处于10Hz以上的高频区域的振动传递率显示大约1G/G的动特性。

6.如权利要求5所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，用多个X型连杆构成所述连杆机构。

7.如权利要求5所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，用多个Y型连杆构成所述连杆机构。

8.如权利要求5所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，用多个缩放仪型连杆机构构成所述连杆机构。

9.一种具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，具有：作为车用悬置装置使用的、安装在振动源一侧的下部框架；通过连杆机构而在所述下部框架上安装的上下自由动作的上部框架；分别安装在所述上部框架与所述下部框架上的、使相斥磁极相对的至少2个永久磁铁；与所述连杆机构卡止、使所述上部框架产生提起力的多个弹簧，所述永久磁铁与所述弹簧重叠后的弹簧常数的一部分设定在2kg/mm以下。

10.如权利要求9所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，所述连杆机构具有多个并联连杆。

11.如权利要求9所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，所述连杆机构具有多个X型连杆。

12.如权利要求9所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，所述连杆机构具有多个Y型连杆。

13.如权利要求9至12中任一项所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，所述连杆机构具有多个缩放仪型连杆机构。

14.如权利要求5至9中任一项所述的具有磁性弹簧的振动机构，其特征在于，使所述2个永久磁铁相对于所述下部框架与上部框架倾斜，并把在所述上部框架对所述下部框架作上下动作而导致所述2个永久磁铁的相对面积变化时产生的与磁铁相对面平行的力用作提起力。

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