JP2009248798A - Suspension unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a suspension unit achieving weight saving and cost reduction by using only one magnetic spring unit. <P>SOLUTION: This suspension unit having a lower frame 2 and an upper frame vertically movably attached to the lower frame 2 through a link mechanism is provided with: a plurality of torsion bars and the magnetic spring unit 94 elastically supporting the upper frame with respect to the lower frame 2; and a static characteristic increasing mechanism increasing static characteristics around the equilibrium position of the magnetic spring unit 94. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、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する。   The present invention relates to a suspension unit having a magnetic spring unit.

近年、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、磁気ばねを利用したサスペンションユニットが種々提案されている。   In recent years, various types of suspension units using magnetic springs have been proposed as permanent magnets having high holding force and high residual magnetic flux density have been put into practical use.

磁気ばねを利用した従来のサスペンションユニットには、負のばね定数を持つ磁気ばねユニットと正のばね定数を持つ金属ばねを組み合わせたものがあるが、ストロークを大きくすると非常に大きいユニットになることから、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、小型化を達成するようにしたものもある(例えば、特許文献1参照。)。   Some conventional suspension units that use magnetic springs are a combination of a magnetic spring unit with a negative spring constant and a metal spring with a positive spring constant. In some cases, the stroke of the magnetic spring unit is made smaller than that of the suspension unit, thereby ensuring a large stroke and miniaturization (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−353770号公報JP 2004-353770 A

しかしながら、特許文献1に記載のサスペンションユニットにあっては、磁気ばねユニットの作動量を金属ばねの作動量より小さくするため、磁気ばねユニットを2個平行に配置して使用しており、コストや重量が増大していた。   However, in the suspension unit described in Patent Document 1, two magnetic spring units are arranged in parallel and used in order to make the operation amount of the magnetic spring unit smaller than the operation amount of the metal spring. The weight was increasing.

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、磁気ばねユニットを1個のみ使用することにより軽量化及びコストダウンを達成するようにしたサスペンションユニットを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and provides a suspension unit that achieves weight reduction and cost reduction by using only one magnetic spring unit. It is an object.

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、該下部フレームにリンク機構を介して上下動自在に取り付けられる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複数のトーションバーと磁気ばねユニットとを備え、該磁気ばねユニットの平衡点回りの静特性を拡大する静特性拡大機構を設けたことを特徴とする。   To achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is a suspension unit comprising a lower frame and an upper frame attached to the lower frame through a link mechanism so as to be movable up and down. A plurality of torsion bars that elastically support the upper frame with respect to the lower frame and a magnetic spring unit, and a static characteristic expansion mechanism that expands a static characteristic around an equilibrium point of the magnetic spring unit. It is characterized by that.

また、請求項2に記載の発明は、前記磁気ばねユニットを、前記下部フレームに固定された固定磁石ユニットと、該固定磁石ユニットに対し上下動自在の可動磁石ユニットとで構成し、前記静特性拡大機構を前記可動磁石ユニットに連結したことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the magnetic spring unit includes a fixed magnet unit fixed to the lower frame and a movable magnet unit movable up and down with respect to the fixed magnet unit. The magnifying mechanism is connected to the movable magnet unit.

さらに、請求項3に記載の発明は、前記静特性拡大機構が、前記可動磁石ユニットに一端が連結されたレバーと、該レバーの他端に連結されたギヤとを有し、前記下部フレームに回動自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸に一端が固定されたセクタギヤとを設け、該セクタギヤの他端に形成された歯部に前記ギヤを噛み合わせ、前記ギヤのピッチ円半径より前記レバーの有効レバー長さを大きく設定したことを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 3 is characterized in that the static characteristic enlarging mechanism has a lever having one end connected to the movable magnet unit and a gear connected to the other end of the lever. A rotation shaft that is rotatably attached, and a sector gear having one end fixed to the rotation shaft are provided, and the gear is engaged with a tooth portion formed at the other end of the sector gear. The effective lever length of the lever is set large.

また、請求項4に記載の発明は、前記下部フレームに揺動自在に取り付けられた揺動部材を設け、該揺動部材に前記可動磁石ユニットを取り付け、前記揺動部材を介して前記レバーの一端を前記可動磁石ユニットに連結したことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a swinging member that is swingably attached to the lower frame, the movable magnet unit is attached to the swinging member, and the lever of the lever is interposed via the swinging member. One end is connected to the movable magnet unit.

本発明によれば、上部フレームを下部フレームに対し弾性的に支持する複数のトーションバーと磁気ばねユニットとを設け、磁気ばねユニットの平衡点回りの静特性を拡大する静特性拡大機構を設けたので、拡大率を例えば2に設定すると、従来2個必要であった磁気ばねユニットが1個で済み、軽量化及びコストダウンを達成することができる。   According to the present invention, a plurality of torsion bars that elastically support the upper frame with respect to the lower frame and the magnetic spring unit are provided, and a static characteristic expansion mechanism that expands the static characteristics around the equilibrium point of the magnetic spring unit is provided. Therefore, when the enlargement ratio is set to 2, for example, only one magnetic spring unit, which is conventionally required, is required, and weight reduction and cost reduction can be achieved.

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、本発明に係るサスペンションユニットSを示している。このサスペンションユニットSは、例えば車両用シートのサスペンションとして使用され、車体フロアに取り付けられる略矩形状の下部フレーム2と、下部フレーム2に上下動自在に取り付けられた略矩形状の上部フレーム4とを備えており、車両用シート(図示せず)は上部フレーム4に載置されて取り付けられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a suspension unit S according to the present invention. The suspension unit S is used, for example, as a vehicle seat suspension, and includes a substantially rectangular lower frame 2 attached to a vehicle body floor, and a substantially rectangular upper frame 4 attached to the lower frame 2 so as to be movable up and down. The vehicle seat (not shown) is placed on and attached to the upper frame 4.

下部フレーム2は、前後方向に延びる左右一対の下部サイドフレーム6と、これら一対の下部サイドフレーム6の前端部に両端部が接合された円筒状の前部連結軸8と、一対の下部サイドフレーム6の後端部に両端部が接合された円筒状の後部連結軸10とで構成されている。また、前部連結軸8の後方には、前部連結軸8と平行に延びる円筒状の前部回転軸12が設けられており、前部回転軸12の両端は一対の下部サイドフレーム6の前端部に回動自在に取り付けられている。さらに、後部連結軸10の前方には、後部連結軸10と平行に延びる円筒状の後部回転軸14が設けられており、後部回転軸14の両端は一対の下部サイドフレーム6の後端部に回動自在に取り付けられている。   The lower frame 2 includes a pair of left and right lower side frames 6 extending in the front-rear direction, a cylindrical front connecting shaft 8 having both ends joined to the front ends of the pair of lower side frames 6, and a pair of lower side frames. 6 and a cylindrical rear connecting shaft 10 having both end portions joined to the rear end portion. Further, a cylindrical front rotating shaft 12 extending in parallel with the front connecting shaft 8 is provided behind the front connecting shaft 8, and both ends of the front rotating shaft 12 are connected to the pair of lower side frames 6. The front end is pivotally attached. Further, a cylindrical rear rotating shaft 14 extending in parallel with the rear connecting shaft 10 is provided in front of the rear connecting shaft 10, and both ends of the rear rotating shaft 14 are connected to the rear end portions of the pair of lower side frames 6. It is pivotally attached.

一方、上部フレーム4は、前後方向に延びる左右一対の上部サイドフレーム16と、これら一対の上部サイドフレーム16の前端部に両端部が接合された円筒状の前部連結軸18と、一対の上部サイドフレーム16の後端部に両端部が接合された円筒状の後部連結軸20とで構成されている。また、前部連結軸18の後方には、前部連結軸18と平行に延びる円筒状の前部回転軸22が設けられており、前部回転軸22の両端は一対の上部サイドフレーム16の前端部に回動自在に取り付けられている。さらに、後部連結軸20の前方には、後部連結軸20と平行に延びる円筒状の後部回転軸24が設けられており、後部回転軸24の両端は一対の上部サイドフレーム16の後端部に回動自在に取り付けられている。   On the other hand, the upper frame 4 includes a pair of left and right upper side frames 16 extending in the front-rear direction, a cylindrical front connecting shaft 18 having both ends joined to the front end portions of the pair of upper side frames 16, and a pair of upper portions. A cylindrical rear connecting shaft 20 having both ends joined to the rear end of the side frame 16 is configured. A cylindrical front rotating shaft 22 extending in parallel with the front connecting shaft 18 is provided behind the front connecting shaft 18, and both ends of the front rotating shaft 22 are connected to the pair of upper side frames 16. The front end is pivotally attached. Further, a cylindrical rear rotating shaft 24 extending in parallel with the rear connecting shaft 20 is provided in front of the rear connecting shaft 20, and both ends of the rear rotating shaft 24 are connected to the rear end portions of the pair of upper side frames 16. It is pivotally attached.

また、上部フレーム4は、下部フレーム2に左右のリンク機構を介して上下動自在に取り付けられており、左右のリンク機構は同じ構成なので、片側のリンク機構のみ以下説明する。   Further, the upper frame 4 is attached to the lower frame 2 via a left and right link mechanism so as to be movable up and down.

リンク機構は、下部フレーム2の前部回転軸12に下端部が接合された前部リンク26と、下部フレーム2の後部回転軸14に下端部が接合された後部リンク28と、前部リンク26の上端部と後部リンク28の上端部に両端部(前後の端部)が回動自在に連結された連結リンク30と、上部フレーム4の前部回転軸22に上端部が接合された前部リンク32と、下上フレーム4の後部回転軸24に上端部が接合された後部リンク34と、を備えている。   The link mechanism includes a front link 26 whose lower end is joined to the front rotary shaft 12 of the lower frame 2, a rear link 28 whose lower end is joined to the rear rotary shaft 14 of the lower frame 2, and a front link 26. A link link 30 in which both end portions (front and rear end portions) are rotatably connected to the upper end portion of the rear link 28 and the upper end portion of the rear link 28, and a front portion in which the upper end portion is joined to the front rotary shaft 22 of the upper frame 4. A link 32 and a rear link 34 having an upper end joined to the rear rotating shaft 24 of the lower upper frame 4 are provided.

前部リンク32の中間部は、その下方に位置する前部リンク26の上端部に回動自在に連結されており、前部リンク32の下端部は、中間リンク36の下端部に回動自在に連結され、中間リンク36の上端部は、下部サイドフレーム6に下端部が接合されたブラケット37の上端部に回動自在に取り付けられている。また、後部リンク34の下端部は、その下方に位置する後部リンク28の上端部に回動自在に連結されている。   An intermediate portion of the front link 32 is rotatably connected to an upper end portion of the front link 26 positioned below the front link 32, and a lower end portion of the front link 32 is freely rotatable to a lower end portion of the intermediate link 36. The upper end of the intermediate link 36 is pivotally attached to the upper end of a bracket 37 whose lower end is joined to the lower side frame 6. Further, the lower end portion of the rear link 34 is rotatably connected to the upper end portion of the rear link 28 positioned below the rear link 34.

下部フレーム2の円筒状前部回転軸12の内部には、トーションバー38が遊挿されており、トーションバー38の一端は、前部回転軸12に固定されるとともに、一対の下部サイドフレーム6の一方に固定された保持部材40に回動自在に取り付けられており、トーションバー38の他端は、一対の下部サイドフレーム6の他方に固定部材42を介して固定されている。同様に、下部フレーム2の円筒状後部回転軸14の内部には、トーションバー44が遊挿されており、トーションバー44の一端は、後部回転軸14に固定されるとともに、一対の下部サイドフレーム6の一方に固定された保持部材46に回動自在に取り付けられており、トーションバー44の他端は、一対の下部サイドフレーム6の他方に固定部材48を介して固定されている。   A torsion bar 38 is loosely inserted inside the cylindrical front rotary shaft 12 of the lower frame 2, and one end of the torsion bar 38 is fixed to the front rotary shaft 12 and a pair of lower side frames 6. The other end of the torsion bar 38 is fixed to the other of the pair of lower side frames 6 via a fixing member 42. Similarly, a torsion bar 44 is loosely inserted inside the cylindrical rear rotating shaft 14 of the lower frame 2, and one end of the torsion bar 44 is fixed to the rear rotating shaft 14 and a pair of lower side frames. The other end of the torsion bar 44 is fixed to the other of the pair of lower side frames 6 via a fixing member 48.

また、上部フレーム4の円筒状前部回転軸22の内部には、トーションバー(図示せず)が遊挿されており、このトーションバーの一端は、一対の上部サイドフレーム16の一方に固定部材52を介して固定され、トーションバーの他端は、前部回転軸22に固定されるとともに、一対の上部サイドフレーム16の他方に固定された保持部材54に回動自在に取り付けられている。同様に、上部フレーム4の円筒状後部回転軸24の内部には、トーションバー56が遊挿されており、トーションバー56の一端は、一対の上部サイドフレーム16の一方に固定部材58を介して固定され、トーションバー56の他端は、後部回転軸24に固定されるとともに、一対の上部サイドフレーム16の他方に固定された保持部材60に回動自在に取り付けられている。   A torsion bar (not shown) is loosely inserted inside the cylindrical front rotary shaft 22 of the upper frame 4, and one end of the torsion bar is fixed to one of the pair of upper side frames 16. The other end of the torsion bar is fixed to the front rotary shaft 22 and is rotatably attached to a holding member 54 fixed to the other of the pair of upper side frames 16. Similarly, a torsion bar 56 is loosely inserted inside the cylindrical rear rotating shaft 24 of the upper frame 4, and one end of the torsion bar 56 is connected to one of the pair of upper side frames 16 via a fixing member 58. The other end of the torsion bar 56 is fixed to the rear rotating shaft 24 and is rotatably attached to a holding member 60 fixed to the other of the pair of upper side frames 16.

サスペンションユニットSの組立に際し、トーションバー38は、固定部材42に固定された端部に対し、その反対側の端部を図2の矢印Aの方向に捩ることにより、前部リンク26を介して上部フレーム4の持ち上げ力を発生させている。トーションバー44についても同様である。また、前部回転軸22に遊挿されたトーションバーは、固定部材52に固定された端部に対し、その反対側の端部を図2の矢印Bの方向に捩ることにより、前部リンク32を介して上部フレーム4の持ち上げ力を発生させている。トーションバー56についても同様である。   When assembling the suspension unit S, the torsion bar 38 is twisted through the front link 26 by twisting the opposite end of the torsion bar 38 in the direction of arrow A in FIG. The lifting force of the upper frame 4 is generated. The same applies to the torsion bar 44. In addition, the torsion bar loosely inserted into the front rotating shaft 22 is twisted in the direction of arrow B in FIG. The lifting force of the upper frame 4 is generated via 32. The same applies to the torsion bar 56.

さらに、上部フレーム4の前部連結軸18には、正面視がU字状のブラケット62が接合されており、U字状ブラケット62の下端部には回転軸64が取り付けられている。回転軸64には、平行に延びる二つのレバー66の下端部が固定されており、二つのレバー66の上端部には、負荷調整軸68の両端部が回動自在に取り付けられている。負荷調整軸68には雌ねじが形成されており、この雌ねじは、操作軸70に形成された雄ねじと螺合しており、操作軸70の前端部は、U字状ブラケット62に取り付けられたノブ取付板71の開口部を貫通している。また、ノブ取付板71には、ノブ72が回動自在に取り付けられており、ノブ72は操作軸70の前端部に固定されている。   Furthermore, a U-shaped bracket 62 in front view is joined to the front connecting shaft 18 of the upper frame 4, and a rotating shaft 64 is attached to the lower end portion of the U-shaped bracket 62. Lower end portions of two levers 66 extending in parallel are fixed to the rotating shaft 64, and both end portions of the load adjusting shaft 68 are rotatably attached to upper end portions of the two levers 66. The load adjusting shaft 68 is formed with a female screw, and this female screw is screwed with a male screw formed on the operation shaft 70. A front end portion of the operation shaft 70 is a knob attached to the U-shaped bracket 62. The opening of the mounting plate 71 is penetrated. A knob 72 is rotatably attached to the knob mounting plate 71, and the knob 72 is fixed to the front end portion of the operation shaft 70.

回転軸64の外端部には、ポインタ74の基端部とレバー76の下端部が隣接して固定されている。また、一対の上部サイドフレーム16の一方の前端部には、ブラケット78が固定されており、このブラケット78の前部に形成された負荷目盛板80にポインタ74の先端部が対向している。   A proximal end portion of the pointer 74 and a lower end portion of the lever 76 are adjacently fixed to the outer end portion of the rotating shaft 64. A bracket 78 is fixed to one front end portion of the pair of upper side frames 16, and the tip end portion of the pointer 74 faces the load scale plate 80 formed at the front portion of the bracket 78.

さらに、レバー76の上端部には、連結軸82の一端が取り付けられており、連結軸82はブラケット78の開口部78aに遊挿され、連結軸82の他端には、第1の連結リンク84の前端部が連結されている。また、第1の連結リンク84の後端部は第2の連結リンク86の前端部に連結され、第2の連結リンク86には、互いに離間した二つのレバー88,90の下端部が回動自在に取り付けられている。レバー88の上端部は、前部回転軸22に固定されたトーションバーの端部に固定され、レバー90の上端部も同様に、後部回転軸24に固定されたトーションバー56の端部に固定されている。   Further, one end of the connecting shaft 82 is attached to the upper end portion of the lever 76, the connecting shaft 82 is loosely inserted into the opening 78 a of the bracket 78, and the first connecting link is connected to the other end of the connecting shaft 82. The front end portion of 84 is connected. Further, the rear end portion of the first connection link 84 is connected to the front end portion of the second connection link 86, and the lower end portions of the two levers 88 and 90 that are spaced apart from each other rotate on the second connection link 86. It is attached freely. The upper end portion of the lever 88 is fixed to the end portion of the torsion bar fixed to the front rotating shaft 22, and the upper end portion of the lever 90 is similarly fixed to the end portion of the torsion bar 56 fixed to the rear rotating shaft 24. Has been.

また、前部回転軸12には、ダンパー92の前端部が回動自在に取り付けられており、ダンパー92の後端部は、後部回転軸24に回動自在に取り付けられている。   Further, a front end portion of a damper 92 is rotatably attached to the front rotating shaft 12, and a rear end portion of the damper 92 is rotatably attached to the rear rotating shaft 24.

さらに、ダンパー92に隣接して、上部フレーム4を弾性的に支持する磁気ばねユニット94が設けられており、磁気ばねユニット94は、固定磁石ユニット96と、固定磁石ユニット96に対し上下動自在の可動磁石ユニット98とで構成されている。   Further, a magnetic spring unit 94 that elastically supports the upper frame 4 is provided adjacent to the damper 92, and the magnetic spring unit 94 is movable up and down with respect to the fixed magnet unit 96. A movable magnet unit 98 is included.

図3に示されるように、固定磁石ユニット96は、所定の間隔をおいて同一磁極が対向する上部磁石対96aと下部磁石対96b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98は、固定磁石ユニット96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96の上部磁石対96a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96の下部磁石対96bと同一磁極が対向するように設定されている。なお、図3(b)に示されるように固定磁石ユニット96と可動磁石ユニット98との間には所定のクリアランスが設けられている。   As shown in FIG. 3, the fixed magnet unit 96 has an upper magnet pair 96a and a lower magnet pair 96b facing the same magnetic pole at a predetermined interval, and upper and lower permanent magnets arranged on the same side. Are joined to each other so that different magnetic poles face in the same direction (inward or outward). On the other hand, the movable magnet unit 98 has a permanent magnet inserted into the internal space of the fixed magnet unit 96, and the permanent magnet is formed with magnetic poles in the vertical direction, and the upper magnetic pole is the upper magnet pair of the fixed magnet unit 96. The same magnetic pole as 96a faces, while the lower magnetic pole is set so that the same magnetic pole as the lower magnet pair 96b of the fixed magnet unit 96 faces. As shown in FIG. 3B, a predetermined clearance is provided between the fixed magnet unit 96 and the movable magnet unit 98.

図4乃至図9に示されるように、固定磁石ユニット96は金属製枠体100の側壁内面に取り付けられており、金属製枠体100は下部フレーム2に取り付けられた取付板102に固定されている。一方、固定磁石ユニット96の内部スペースに挿入された可動磁石ユニット98は、その両端(前後の端部)に設けられた取付部材104を介して可動磁石ユニット取付用揺動部材106の前端部と後端部近傍にそれぞれ固定されている。また、可動磁石ユニット取付用揺動部材106の後端部は、下部フレーム2の後部連結軸10に接合されたブラケット108に揺動自在に取り付けられている。   As shown in FIGS. 4 to 9, the fixed magnet unit 96 is attached to the inner surface of the side wall of the metal frame 100, and the metal frame 100 is fixed to the attachment plate 102 attached to the lower frame 2. Yes. On the other hand, the movable magnet unit 98 inserted into the internal space of the fixed magnet unit 96 is connected to the front end portion of the movable magnet unit mounting swing member 106 via the mounting members 104 provided at both ends (front and rear end portions). Each is fixed near the rear end. Further, the rear end portion of the movable magnet unit mounting swing member 106 is swingably mounted on a bracket 108 joined to the rear connecting shaft 10 of the lower frame 2.

可動磁石ユニット取付用揺動部材106は、幅方向の断面がコ字状を呈し、上下方向の壁面には前後方向に長い長孔106aが形成されている。この長孔106aには、第1の軸110に回動自在に取り付けられたローラ112が遊挿されており、第1の軸110はレバー114の一端に固定されている。レバー114の他端には第2の軸116が、第1の軸110とは反対方向に突出するように固定されており、第2の軸116は、取付板102に固定されたブラケット118に回動自在に取り付けられ、その先端部にはギヤ120が取り付けられている。   The movable magnet unit mounting swing member 106 has a U-shaped cross section in the width direction, and a long hole 106a that is long in the front-rear direction is formed in the vertical wall surface. A roller 112 rotatably attached to the first shaft 110 is loosely inserted into the long hole 106 a, and the first shaft 110 is fixed to one end of the lever 114. A second shaft 116 is fixed to the other end of the lever 114 so as to protrude in a direction opposite to the first shaft 110, and the second shaft 116 is attached to a bracket 118 fixed to the mounting plate 102. A gear 120 is attached to a tip end portion thereof.

ギヤ120は、セクタギヤ122の後端部に形成された歯部122aと噛み合っており、セクタギヤ122の前端部は、下部フレーム2の前部回転軸12に固定されている。   The gear 120 meshes with a tooth portion 122 a formed at the rear end portion of the sector gear 122, and the front end portion of the sector gear 122 is fixed to the front rotary shaft 12 of the lower frame 2.

なお、ギヤ120のピッチ円半径と、第1の軸110と第2の軸116の中心間距離との比(レバー比)は、例えば1:2に設定される。   The ratio (lever ratio) between the pitch circle radius of the gear 120 and the distance between the centers of the first shaft 110 and the second shaft 116 is set to, for example, 1: 2.

また、下部フレーム2の後部連結軸10には、金属製のベルト保持部材124が取り付けられており、このベルト保持部材124に両端が保持されたストローク規制用ベルト126の中間部は、上部フレーム4の後部連結軸20に巻回されている。   Further, a metal belt holding member 124 is attached to the rear connecting shaft 10 of the lower frame 2, and an intermediate portion of the stroke regulating belt 126 held at both ends by the belt holding member 124 is an upper frame 4. It is wound around the rear connecting shaft 20.

上記構成の本発明に係るサスペンションユニットSの作用を以下説明する。
上部フレーム4に載置されたシートに着座すると、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、四つのトーションバー38,44,56(一つは図示せず)が捩れ、上部フレーム4の下降量に応じた上部フレーム4の持ち上げ力が発生する。また、磁気ばねユニット94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、磁気ばねユニット94の平衡点から、例えば20mm)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、その後は下降量に応じた上部フレーム4の持ち上げ力を徐々に発生する。
The operation of the suspension unit S according to the present invention having the above configuration will be described below.
When sitting on the seat placed on the upper frame 4, the upper frame 4 is lowered according to the load (weight of the seated person). When the upper frame 4 is lowered, four torsion bars 38, 44, and 56 (one is not shown) are twisted, and a lifting force of the upper frame 4 corresponding to the amount of lowering of the upper frame 4 is generated. The magnetic spring unit 94 is a negative spring until a load of a predetermined value or more is applied to the upper frame 4 and the upper frame 4 is lowered by a predetermined value (for example, 20 mm from the equilibrium point of the magnetic spring unit 94) or more. When the upper frame 4 is further lowered from the predetermined value, a positive spring constant is indicated, and thereafter the lifting force of the upper frame 4 corresponding to the amount of lowering is gradually generated.

なお、トーションバー38,44,56は、変位(ストローク)に関係なく線形のばね定数を持っているのに対し、磁気ばねユニット94は所定範囲(例えば、図3(b)に示される平衡位置から約±20mm)の変位に対しては負のばね定数を示し、この範囲外では正のばね定数を示す。   The torsion bars 38, 44, and 56 have a linear spring constant regardless of the displacement (stroke), whereas the magnetic spring unit 94 has a predetermined range (for example, an equilibrium position shown in FIG. 3B). A negative spring constant is indicated for a displacement of about ± 20 mm from the center, and a positive spring constant is indicated outside this range.

また、着座状態における磁気ばねユニット94は、負荷に関係なく平衡位置に設定しなければ、サスペンションユニットSの本来のクッション性能が損なわれることから、負荷(体重)調整を行う必要があり、この負荷調整について説明する。   In addition, if the magnetic spring unit 94 in the seated state is not set to the equilibrium position regardless of the load, the original cushion performance of the suspension unit S is impaired, so it is necessary to adjust the load (weight). The adjustment will be described.

ノブ72は操作軸70の前端部に取り付けられており、操作軸70に形成された雄ねじと負荷調整軸68に形成された雌ねじが螺合していることから、ノブ72を回転することにより、ノブ72と負荷調整軸68との間隔が変化する。ノブ72の回転により負荷調整軸68がノブ72に接近すると、レバー66が前方に傾斜して回転軸64が図2の矢印C方向に回転する。その結果、レバー76が前方に傾斜して第1及び第2の連結リンク84,86が前方に移動し、レバー88を介して上部フレーム4の前部回転軸22に収容されたトーションバーが矢印B方向に回転するとともに、レバー90を介して上部フレーム4の後部回転軸24に収容されたトーションバー56が同じ方向に回転する。二つのトーションバー(一つは56)のこの方向の回転は、トーションバー56の捩り量が大きくなり、上部フレーム4の持ち上げ力が増大するので、サスペンションユニットSの設計当初の想定平均負荷より着座者の体重が重い場合に上記操作は行われる。   The knob 72 is attached to the front end portion of the operation shaft 70. Since the male screw formed on the operation shaft 70 and the female screw formed on the load adjustment shaft 68 are screwed together, by rotating the knob 72, The interval between the knob 72 and the load adjustment shaft 68 changes. When the load adjustment shaft 68 approaches the knob 72 by the rotation of the knob 72, the lever 66 is inclined forward and the rotation shaft 64 rotates in the direction of arrow C in FIG. As a result, the lever 76 is inclined forward, and the first and second connecting links 84 and 86 are moved forward, and the torsion bar accommodated in the front rotating shaft 22 of the upper frame 4 via the lever 88 is an arrow. While rotating in the B direction, the torsion bar 56 accommodated in the rear rotating shaft 24 of the upper frame 4 rotates in the same direction via the lever 90. The rotation of the two torsion bars (one of which is 56) increases the amount of torsion of the torsion bar 56 and increases the lifting force of the upper frame 4. Therefore, the seat is seated from the assumed average load at the time of the design of the suspension unit S. The above operation is performed when the person is heavy.

逆に、想定平均負荷より着座者の体重が軽い場合には、ノブ72を上記操作とは反対方向に回転することにより、トーションバー56の捩り量が小さくなり、上部フレーム4の持ち上げ力が減少する。   On the other hand, when the weight of the seated person is lighter than the assumed average load, the amount of twist of the torsion bar 56 is reduced by rotating the knob 72 in the direction opposite to the above operation, and the lifting force of the upper frame 4 is reduced. To do.

この負荷調整は、ポインタ74が指し示す負荷目盛板80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。   This load adjustment can be performed while observing the scale of the load scale plate 80 indicated by the pointer 74, and can be adjusted, for example, in a load range of 50 to 130 kg.

また、車体フレーム(図示せず)に振動が入力されると、トーションバー38,44,56と磁気ばねユニット94の弾性力により振動を吸収するが、磁気ばねユニット94の場合、車体フレームからの振動は、セクタギヤ122とギヤ120との噛み合い、レバー114、可動磁石ユニット取付用揺動部材106等を介して磁気ばねユニット94に入力される。   When vibration is input to a body frame (not shown), the vibration is absorbed by the elastic force of the torsion bars 38, 44, 56 and the magnetic spring unit 94. In the case of the magnetic spring unit 94, the vibration from the body frame is absorbed. The vibration is input to the magnetic spring unit 94 through the meshing of the sector gear 122 and the gear 120, the lever 114, the movable magnet unit mounting swing member 106, and the like.

上述したように、ギヤ120のピッチ円半径と、第1の軸110と第2の軸116の中心間距離(レバー114の有効レバー長さ)との比は、例えば1:2に設定されるので、上部フレーム4に加わる荷重のうち、四つのトーションバー38,44,56で支持する荷重を除き、セクタギヤ122を介してギヤ120に加わる荷重の1/2の荷重を磁気ばねユニット94で支持すればよいことになる。すなわち、セクタギヤ122、ギヤ120、レバー114等は磁気ばねユニット94の静特性拡大機構を構成することになり、上述したレバー比が1:2の場合、拡大率は2倍になり、レバー比を適宜設定する(ギヤ120のピッチ円半径よりレバー114の有効レバー長さを大きく設定する)ことにより、任意の拡大率を得ることができる。   As described above, the ratio between the pitch circle radius of the gear 120 and the distance between the centers of the first shaft 110 and the second shaft 116 (effective lever length of the lever 114) is set to, for example, 1: 2. Therefore, of the loads applied to the upper frame 4, except for the loads supported by the four torsion bars 38, 44, 56, the magnetic spring unit 94 supports half the load applied to the gear 120 via the sector gear 122. You can do it. That is, the sector gear 122, the gear 120, the lever 114, and the like constitute a static characteristic enlarging mechanism of the magnetic spring unit 94. When the lever ratio is 1: 2, the enlargement ratio is doubled, and the lever ratio is increased. By appropriately setting (the effective lever length of the lever 114 is set larger than the pitch circle radius of the gear 120), an arbitrary enlargement ratio can be obtained.

なお、車体フレーム(図示せず)に振動が入力されると、ダンパー92が作動して振動は減衰し、例えば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、後部連結軸20がクッション部材(図示せず)に当接し、衝撃(底突き)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126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。   When vibration is input to the body frame (not shown), the damper 92 is actuated to attenuate the vibration. For example, when the impact force is input and the lower frame 2 approaches the upper frame 4 abnormally, the rear connection The shaft 20 abuts against a cushion member (not shown) and absorbs an impact (bottom butt). Further, when the lower frame 2 is abnormally separated from the upper frame 4, tension is applied to the stroke regulating belt 126, and the stroke of the upper frame 4 with respect to the lower frame 2 is restricted.

上記実施の形態は、車両用シートが取り付けられる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、車両用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されるものである。   The above embodiment has been described by taking a seat suspension to which a vehicle seat is attached as an example, but the present invention is not limited to the seat suspension, and a device other than the vehicle seat is placed to dampen vibrations from the outside. It is also used as a damping unit that attenuates.

本発明に係るサスペンションユニットは、磁気ばねユニットを1個のみ使用することにより軽量化及びコストダウンを達成することができるので、軽量化が要求される車両用シート等のサスペンションユニットとして有用である。   Since the suspension unit according to the present invention can achieve weight reduction and cost reduction by using only one magnetic spring unit, it is useful as a suspension unit for a vehicle seat or the like that requires weight reduction.

本発明に係るサスペンションユニットの斜視図である。1 is a perspective view of a suspension unit according to the present invention. 図1のサスペンションユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the suspension unit of FIG. 図1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構成を示しており、(a)は斜視図、(b)は正面図である。The schematic structure of the magnetic spring unit provided in the suspension unit of FIG. 1 is shown, (a) is a perspective view, (b) is a front view. 図1のサスペンションユニットの部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view of the suspension unit of FIG. 1. 図1のサスペンションユニットの別の部分斜視図である。It is another partial perspective view of the suspension unit of FIG. 図1のサスペンションユニットの部分分解斜視図である。FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the suspension unit of FIG. 1. 図1のサスペンションユニットの一部を取り除いた平面図である。FIG. 2 is a plan view with a part of the suspension unit of FIG. 1 removed. 磁気ばねユニットの静特性を拡大する静特性拡大機構の側面図である。It is a side view of the static characteristic expansion mechanism which expands the static characteristic of a magnetic spring unit. 図8の静特性拡大機構の要部側面図である。It is a principal part side view of the static characteristic expansion mechanism of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 下部フレーム、 4 上部フレーム、 6 下部サイドフレーム、
8 前部連結軸、 10 後部連結軸、 12 前部回転軸、 14 後部回転軸、
16 上部サイドフレーム、 18 前部連結軸、 20 後部連結軸、
22 前部回転軸、 24 後部回転軸、 26 前部リンク、 28 後部リンク、
30 連結リンク、 32 前部リンク、 34 後部リンク、 36 中間リンク、
37 ブラケット、 38 トーションバー、 40 保持部材、 42 固定部材、
44 トーションバー、 46 保持部材、 48 固定部材、 52 固定部材、
54 保持部材、 56 トーションバー、 58 固定部材、 60 保持部材、
62 U字状ブラケット、 64 回転軸、 66 レバー、 68 負荷調整軸、
70 操作軸、 71 ノブ取付板、 72 ノブ、 74 ポインタ、
76 レバー、 78 ブラケット、 80 負荷目盛板、 82 連結軸、
84 第1の連結リンク、 86 第2の連結リンク、 88,90 レバー、
92 ダンパー、 94 磁気ばねユニット、 96 固定磁石ユニット、
98 可動磁石ユニット、 100 金属製枠体、 102 取付板、
104 取付部材、 106 可動磁石ユニット取付用揺動部材、 106a 長孔、
108 ブラケット、 110 第1の軸、 112 ローラ、 114 レバー、
116 第2の軸、 118 ブラケット、 120 ギヤ、 122 セクタギヤ、
122a 歯部、 124 ベルト保持部材、 126 ストローク規制用ベルト、
S サスペンションユニット。
2 Lower frame, 4 Upper frame, 6 Lower side frame,
8 front connecting shaft, 10 rear connecting shaft, 12 front rotating shaft, 14 rear rotating shaft,
16 upper side frame, 18 front connecting shaft, 20 rear connecting shaft,
22 front rotating shaft, 24 rear rotating shaft, 26 front link, 28 rear link,
30 connecting links, 32 front links, 34 rear links, 36 intermediate links,
37 bracket, 38 torsion bar, 40 holding member, 42 fixing member,
44 torsion bar, 46 holding member, 48 fixing member, 52 fixing member,
54 holding members, 56 torsion bars, 58 fixing members, 60 holding members,
62 U-shaped bracket, 64 rotating shaft, 66 lever, 68 load adjusting shaft,
70 operation shaft, 71 knob mounting plate, 72 knob, 74 pointer,
76 lever, 78 bracket, 80 load scale plate, 82 connecting shaft,
84 first connecting link, 86 second connecting link, 88,90 lever,
92 damper, 94 magnetic spring unit, 96 fixed magnet unit,
98 movable magnet unit, 100 metal frame, 102 mounting plate,
104 mounting member, 106 swinging member for moving magnet unit mounting, 106a long hole,
108 brackets, 110 first shaft, 112 rollers, 114 levers,
116 second shaft, 118 bracket, 120 gear, 122 sector gear,
122a tooth portion, 124 belt holding member, 126 stroke regulating belt,
S Suspension unit.

Claims (4)

下部フレームと、該下部フレームにリンク機構を介して上下動自在に取り付けられる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複数のトーションバーと磁気ばねユニットとを備え、該磁気ばねユニットの平衡点回りの静特性を拡大する静特性拡大機構を設けたことを特徴とするサスペンションユニット。
A suspension unit comprising a lower frame and an upper frame attached to the lower frame via a link mechanism so as to be movable up and down,
A plurality of torsion bars that elastically support the upper frame with respect to the lower frame and a magnetic spring unit are provided, and a static characteristic enlarging mechanism that expands the static characteristics around the equilibrium point of the magnetic spring unit is provided. Suspension unit.
前記磁気ばねユニットを、前記下部フレームに固定された固定磁石ユニットと、該固定磁石ユニットに対し上下動自在の可動磁石ユニットとで構成し、前記静特性拡大機構を前記可動磁石ユニットに連結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。 The magnetic spring unit is composed of a fixed magnet unit fixed to the lower frame and a movable magnet unit movable up and down with respect to the fixed magnet unit, and the static characteristic expansion mechanism is connected to the movable magnet unit. The suspension unit according to claim 1. 前記静特性拡大機構が、前記可動磁石ユニットに一端が連結されたレバーと、該レバーの他端に連結されたギヤとを有し、前記下部フレームに回動自在に取り付けられた回転軸と、該回転軸に一端が固定されたセクタギヤとを設け、該セクタギヤの他端に形成された歯部に前記ギヤを噛み合わせ、前記ギヤのピッチ円半径より前記レバーの有効レバー長さを大きく設定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。 The static characteristic enlarging mechanism has a lever having one end connected to the movable magnet unit and a gear connected to the other end of the lever, and a rotating shaft rotatably attached to the lower frame; A sector gear having one end fixed to the rotating shaft is provided, the gear is engaged with a tooth portion formed at the other end of the sector gear, and the effective lever length of the lever is set larger than the pitch circle radius of the gear. The suspension unit according to claim 2. 前記下部フレームに揺動自在に取り付けられた揺動部材を設け、該揺動部材に前記可動磁石ユニットを取り付け、前記揺動部材を介して前記レバーの一端を前記可動磁石ユニットに連結したことを特徴とする請求項2あるいは3に記載のサスペンションユニット。 A swing member attached to the lower frame so as to be swingable is provided, the movable magnet unit is attached to the swing member, and one end of the lever is connected to the movable magnet unit via the swing member. The suspension unit according to claim 2 or 3, characterized in that
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