JP2020196328A - リンク機構、乗物の上部収容棚構造及びシートサスペンション機構 - Google Patents

Abstract

【課題】収容棚の閉鎖方向への操作、開放方向への操作を小さな力で効率よく行う。【解決手段】固定フレーム１１と収容棚１０とがリンク機構２０によって連結されており、そのリンク機構２０が、固定フレーム１１に連結される固定側リンク２１，２２と収容棚１０に連結される可動側リンク２３，２４とを備えている。可動側リンク２３，２４の各一端の位置が、思案点Ｐよりも、固定側リンク２１，２２の各一端寄りに位置する場合、弾性部材３０が収容棚１０を開放位置方向に付勢する。開放位置においては、弾性部材３０は収容棚１０を開放方向に付勢するため、可動側リンク２３，２４の各一端の位置が思案点位置まで戻らない限り、開放状態が維持される。本発明によれば、簡易な構成で電力を使用することなく開放位置を保持できる。【選択図】 図１

Description

本発明は、リンク機構、並びに、このリンク機構を用いた乗物の上部収容棚構造及びシートサスペンション機構に関する。

航空機、列車等の乗物においては、座席の上方に手荷物を収容するための収容棚が設けられている。このうち、特に、オーバーヘッドビンと称される航空機の客室に設けられる収容棚は、荷物の飛び出しを防ぐため、特許文献１に示したように、荷物を載置した後回転させると、収容棚の先端縁が室内上部の壁部に近接して閉鎖する構造となっている。特許文献１では、収容棚に荷物を収容して閉じる際の持ち上げ力を補助するため、ガススプリング等のリフトアシストバネを設ける一方、バネによるアシストが不要な場合にバネの動きをロックし、必要な場合にはロックを解除するバネロックを組み合わせたリフトアシストを開示している。

一方、特許文献２，３には、下部フレームに対して上下動可能に設けられる上部フレームを磁気ばねとトーションバーとにより弾性的に支持したシートサスペンション機構が開示されている。このシートサスペンション機構は、トーションバーの復元力の作用方向と同方向の磁気ばねの復元力が変位量の増加に伴って増加する特性を「正のばね特性（その時のばね定数を「正のばね定数」）」とし、トーションバーの復元力の作用方向と同方向の磁気ばねの復元力が変位量の増加に拘わらず減少する特性を「負のばね特性（その時のばね定数を「負のばね定数」）」とした場合に、所定の変位範囲において該磁気ばねが負のばね特性を示すことを利用し、正のばね特性を示すトーションバーと該磁気ばねとの組み合わせにより、この所定の変位範囲において、両者を重畳した系全体の変位量に対する荷重値が略一定となる定荷重（ばね定数略ゼロ）の特性を示す。

特表２０１３−５２５１８２号公報 特開２０１７−２１００７３号公報 特開２０１８−２０３０４０号公報

特許文献１に開示のバネロックは、バネシャフトに係合可能な係合つめを有し、収容棚を上昇位置から下降位置へと開放する際には、係合つめによってバネシャフトをラッチし、リフトアシストバネが作用しないようにし、収容棚を下降位置から上昇位置へと閉鎖する際には、係合つめによるラッチを解除し、リフトアシストバネによるアシスト力を作用させる構成となっている。リフトアシストバネは、収容棚の閉鎖方向にばね力が作用しているため、開放状態を維持するためにはこのようなバネロックの仕組みが必要である。しかし、特許文献１のバネロックによるリフトアシストバネの作動制御は、基本的には、ソレノイドを用いて係合つめによる上記のラッチ動作を制御しており、ソレノイドを作動させるための電力を供給する電気システムとの接続、作動制御のための電気的なスイッチが必要になるなど、構造が複雑で、コストもかかる。

特許文献２，３のサスペンションは、所定の周波数及び振幅の通常振動に対しては、上記の磁気ばねとトーションバーを用いた構成により、両者を重畳したばね定数が略ゼロになる定荷重領域でこれらの振動を吸収し、衝撃性振動によるエネルギーは上部フレーム及び下部フレーム間に掛け渡したダンパーによって吸収する構成となっている。しかし、上部フレームに搭載されるシートの負荷質量がより大きくなったり、大きな凹凸のある路面を走行する用途に対応したりする場合には、上部フレームがストロークエンドで底付きするおそれがある。それを回避するためには、上部フレームの下部フレームに対するストローク量を増大させる手段が考えられるが、シート全体が大型化するため、ストローク量を増大させることなく、振動吸収、衝撃吸収に対応できることが望ましい。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、乗物の上部収容棚構造に適用した場合には、電気的設備を使用することなく簡易な構成で開放位置を保持することができ、また、シートサスペンション機構に適用した場合には、シート全体を大型化させることなく限られたストローク量で所定の振動吸収機能、衝撃吸収機能を果たすことができるパンタグラフ型のリンク機構を提供することを課題とする。また、本発明はこのパンタグラフ型のリンク機構を組み込んだ乗物の上部収容棚構造及びシートサスペンション機構を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
固定部材に軸支される固定部材軸支部を有する２つの固定側リンクと、可動部材に軸支される可動部材軸支部を有する２つの可動側リンクとを備え、前記各固定側リンクの固定側接続部と前記各可動側リンクの可動側接続部とがそれぞれ回転可能に接続され、前記固定部材に対して前記可動部材を変位可能に支持するパンタグラフ型のリンク機構であって、
前記各可動側リンクを回転方向に付勢する弾性力を付与する弾性部材と、
前記各可動側リンクの思案点を挟み、前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域とその反対側の他方側の領域とに跨がって往復変位可能であり、
前記弾性部材により、前記可動部材軸支部が前記一方側の領域に位置すると、前記可動部材軸支部が前記固定部材軸支部に接近する方向に前記各可動側リンクが付勢され、前記可動部材軸支部が前記他方側の領域に位置すると、前記可動部材軸支部が前記固定部材軸支部から離間する方向に前記各可動側リンクが付勢されることを特徴とするリンク機構を提供する。

前記弾性部材として、前記各可動側リンク間に掛け渡される引張コイルばねを有し、
前記各可動側リンク及び前記各固定側リンクの回転面に直交する方向から見て、前記可動部材軸支部が、前記引張コイルばねにおける前記２つの可動側リンクとの各支点間を結ぶ直線上に位置するポイントが前記思案点であることが好ましい。

さらにダンパーを有することが好ましい。
前記ダンパーは、シリンダ内をピストンが相対運動する伸縮式であり、前記２つの固定側リンク間及び前記２つの可動側リンク間のいずれか少なくとも一方に掛け渡されていることが好ましい。
前記ダンパーは、
前記シリンダが、前記各固定側リンク及び前記各可動側リンクのうちのいずれかのリンクに連結される外側固定筒と、前記外側固定筒内に移動可能に設けられた内側可動筒とを有してなり、
前記ピストンが、前記内側可動筒内に配設されると共に、前記各固定側リンク及び前記各可動側リンクのうちのいずれかのリンクに連結されるピストンロッドに支持され、
前記内側可動筒が前記外側固定筒内を相対移動せず、前記ピストンが前記内側可動筒内を相対移動する場合に所定の減衰力を発揮する構成であることが好ましい。

また、本発明は、乗物の室内上部に設けられた固定フレームに基部が軸支され、収容口が客室通路側に対峙する開放位置と前記収容口が前記開放位置よりも上方となる閉鎖位置との間で回転動作して開閉される収容棚を備えた乗物の上部収容棚構造であって、
前記請求項１〜５のいずれか１に記載のリンク機構が、前記固定部材としての前記固定フレームと前記可動部材としての前記収容棚とを連結するリンク機構として設けられ、
前記リンク機構は、前記収容棚の前記開放位置において、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域に位置し、前記収容棚の前記閉鎖位置において、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記他方側の領域に位置するように設けられ、
前記収容棚の前記開放位置において、前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部に接近する方向である前記収容棚の前記開放位置方向に付勢し、前記収容棚の前記閉鎖位置において、前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部から離間する方向である前記収容棚の前記開放位置方向に付勢することを特徴とする乗物の上部収容棚構造を提供する。
本発明の乗物の上部収容棚構造は航空機用に好適である。

また、本発明は、
車体構造とシートとの間に配置され、
前記車体構造側に取り付けられる前記固定部材としての下部フレームに対し、前記シート側に取り付けられる前記可動部材としての上部フレームを弾性的に支持するばね機構と、
前記上部フレームが前記下部フレームに対して上下動する際のエネルギーを吸収する減衰力を発揮するダンパーと
を備えるシートサスペンション機構であって、
前記ばね機構は、
常態において前記上部フレームを前記下部フレームに対して離間する方向に付勢する線形特性を示す線形ばねと、
固定磁石と、前記上部フレームが前記下部フレームに対して上下動することに伴って前記固定磁石との相対位置が変位する可動磁石とを備え、前記固定磁石と前記可動磁石の相対位置に応じてばね定数が変化する非線形特性を示す磁気ばねと
を有してなると共に、
前記下部フレームに対し、前記上部フレームを上下動可能に支持するリンク機構として、前記のリンク機構をさらに有し、
前記リンク機構は、前記上部フレームが平衡点よりも下方に位置している場合に、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域に位置し、前記上部フレームが平衡点よりも上方に位置している場合に、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記他方側の領域に位置するように設けられ、
前記上部フレームが平衡点よりも下方に位置している場合に、前記リンク機構の前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部に接近する方向である下方向に付勢し、前記上部フレームが平衡点よりも上方に位置している場合に、前記リンク機構の前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部から離間する方向である上方向に付勢し、
前記線形ばね、前記磁気ばね及び前記リンク機構の前記弾性部材を合わせた荷重−たわみ特性が、前記上部フレームの前記平衡点を含む所定の上下動範囲に対応する変位範囲において、定荷重となる特性を備えた構成であることを特徴とするシートサスペンション機構を提供する。

本発明のパンタグラフ型のリンク機構は、可動部材に軸支される可動部材軸支部が、２つの可動側リンクの思案点を挟み、固定部材に軸支される固定部材軸支部寄りである一方側の領域に位置すると、弾性部材によって、可動部材軸支部が固定部材軸支部に接近する方向に付勢され、可動部材軸支部が２つの可動側リンクの思案点を挟んだ反対側である他方側の領域に位置すると、上記の弾性部材によって、可動部材軸支部が固定部材軸支部から離間する方向に付勢される構成である。このため、可動部材軸支部の２つの可動側リンクの思案点に対する位置により、弾性部材による付勢方向を逆方向にすることができる。従って、簡易な構成でありながら、可動部材軸支部の位置によって逆向きの力を作用させることが求められる機構に好適に使用できる。

また、本発明の乗物の上部収容棚構造は、固定部材である固定フレームと可動部材である収容棚とが上記パンタグラフ型のリンク機構によって連結され、収容棚の開閉範囲の中途で可動部材軸支部が２つの可動側リンクの思案点を通り過ぎるように設定されている。このため、開放位置においては、弾性部材が収容棚を開放方向に付勢し、可動部材軸支部が思案点まで戻らない限り、開放状態が維持される。従って、本発明によれば、簡易な構成で電力を使用することなく開放位置を保持できる。その一方、可動部材軸支部が思案点まで戻ると、弾性部材が収容棚を閉鎖方向に付勢するため、閉鎖方向への操作を軽い操作力で行うことができる。

また、本発明のシートサスペンション機構は、固定部材である下部フレームと可動部材である上部フレームとが上記パンタグラフ型のリンク機構によって連結され、上部フレームと連結されている可動部材軸支部が、２つの可動側リンクの思案点よりも下部フレーム寄りに位置する場合には、下部フレーム方向である固定部材軸支部に接近する方向に付勢される。従って、２つの可動側リンクの思案点よりも下部フレーム寄りに位置する場合には、リンク機構の弾性部材により、上部フレームを下部フレーム方向に付勢する負のばね特性が機能することになる。従って、負のばね特性が磁気ばねだけでなく、本発明のリンク機構によっても作られることになるため、磁気ばねのストローク量の低減ないしはコンパクト化が図れ、シートサスペンション機構全体としての大型化を回避しつつ、限られたストローク量で所定の振動吸収機能、衝撃吸収機能を果たすことができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構を用いた乗物の上部収容棚構造であって、閉鎖位置の状態を示す斜視図である。 図２は、図１の乗物の上部収容構造であって、開放位置の状態を示す斜視図である。 図３は、図１の側面図である。 図４は、図１の正面図の一部を示す図である。 図５は、図２の側面図である。 図６は、図２の正面図の一部を示す図である。 図７（ａ）は、ダンパーの外観を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の側面図である。 図８は、図７（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図９は、収容棚を閉鎖位置から開放方向へ動作させる際のダンパーの動きを示した図である。 図１０は、収容棚を開放位置から閉鎖方向へ動作させる際のダンパーの動きを示した図である。 図１１は、空荷時において、収容棚を閉鎖位置から開放方向へ動作させる際のＡ〜Ｆ位置における操作力を示した図である。 図１２は、空荷時において、収容棚を開放位置から閉鎖方向へ動作させる際のＡ〜Ｆ位置における操作力を示した図である。 図１３は、積載時において、収容棚を閉鎖位置から開放方向へ動作させる際のＡ〜Ｆ位置における操作力を示した図である。 図１４は、積載時において、収容棚を開放位置から閉鎖方向へ動作させる際のＡ〜Ｆ位置における操作力を示した図である。 図１５は、図１１〜図１４のＡ〜Ｆ位置の操作力をまとめて表示したグラフである。 図１６は、本発明の第２の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構を用いた乗物の上部収容棚構造であって、閉鎖位置の状態を示す斜視図である。 図１７は、図１６の乗物の上部収容構造であって、開放位置の状態を示す斜視図である。 図１８（ａ）は、図１６の側面図であり、図１８（ｂ）は、図１６の正面図の一部を示す図である。 図１９は、引張コイルばね、第１渦巻ばね及び第２渦巻ばねの収容棚の角度に対する各荷重値を示したグラフである。 図２０は、収容棚の角度に対するダンパーの減衰力を示したグラフである。 図２１（ａ）〜（ｃ）は、収容棚の位置に対する引張コイルばねの動き、並びに、引張コイルばねと各渦巻ばねの作用方向を示した図である。 図２２（ａ）〜（ｃ）は、収容棚の位置に対するダンパーの動きを説明するための図である。 図２３は、操作力の測定方法を説明するための図である。 図２４は、閉鎖方向の操作力を示した図である。 図２５は、開放方向の操作力を示した図である。 図２６は、本発明の第３の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構を併設したシートサスペンション機構を示した図であり、（ａ）は、上部フレームが最上端に位置している状態を、（ｂ）は、上部フレームが平衡点に位置している状態を、（ｃ）は、上部フレームが最下端に位置している状態をそれぞれ示す。 図２７は、パンタグラフ型のリンク機構の固定側リンク及び可動側リンクの動きを説明するため、図２６から引張コイルばね及びパンタグラフ用ダンパーを外した構造を示した図であり、（ａ）は、上部フレームが最上端に位置している状態を、（ｂ）は、上部フレームが平衡点に位置している状態を、（ｃ）は、上部フレームが最下端に位置している状態をそれぞれ示す。 図２８は、シートサスペンション機構の概略構成を示した図である。

以下、図面に示した実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１〜図６は、本発明の第１の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構２０を用いた乗物の上部収容棚構造１を示した図である。本実施形態のリンク機構２０は、弾性部材３０及びダンパー４０を有している。

まず、リンク機構２０を用いた上部収容棚構造１の収容棚１０について説明する。収容棚１０は、航空機のオーバーヘッドビンと称されるもので、リンク機構２０によって支持される可動部材を構成する。収容棚１０は、航空機の室内上部に所定間隔をおいて設けられ、固定部材を構成する一対の固定フレーム（機体の壁部に固定されるフレーム）１１，１１間に支軸１１ａを介して、下部１０ａ寄りの部位が軸支されている。収容棚１０は、全体として略半管状に形成され、開口面が内部に荷物を収容する際の収容口１０ｂとなり、軸方向に沿った両端に端壁部１０ｃ，１０ｃを備えている。そして、固定フレーム１１，１１間の間隙に、端壁部１０ｃ，１０ｃが各固定フレーム１１，１１に隣接するように収容棚１０を位置させて取り付けられる。図１、図３及び図４に示したように、支軸１１ａを中心に上方に回転させた際には、最終的には、収容口１０ｂが、機体の上部に固定される固定枠１１０の天井面１１１に略対峙する向きとなる（図３参照）。これにより、航空機内の客室通路側には略円弧状面１０ｄが対峙し、収容口１０ｂは、固定フレーム１１，１１間で室内上部方向に向き、客室通路側には露出せず、閉鎖状態となる。この状態から、支軸１１ａを中心に下方に回転させると、図２、図５及び図６に示したように、略円弧状面１０ｄが下方から後方に向かって変位し、収容口１０ｂが客室通路側に対峙する開放位置となる。なお、固定フレーム１１，１１間の室内上部に設けられた固定枠１１０と、収容口１０ｂの前縁部１０ｅとの間には、両者が密接する閉鎖位置において相互に係合し合うロック部材（図示せず）が設けられており、開放方向動作時には、人が略円弧状面１０ｄの外面に設けた把手１０ｆに手をかけて手前に引くとロック部材の係合が解除されるようになっている。この点は、一般的な航空機における収容棚１０と同様の構造である。

収容棚１０の各端壁部１０ｃには、各固定フレーム１１，１１方向に突出する回転範囲規制ピン１０ｇが設けられており、各固定フレーム１１，１１に形成された、回転範囲規制溝１１ｂに挿通されている。図３及び図５に示したように、回転範囲規制溝１１ｂは、上下方向に略円弧状に規制されており、回転範囲規制ピン１０ｇが回転範囲規制溝１１ｂの上端縁に接することで（図５の状態）、収容棚１０の開放位置が規制され、回転範囲規制ピン１０ｇが回転範囲規制溝１１ｂの下端縁に接することで（図３の状態）、収容棚１０の閉鎖位置が規制される。

リンク機構２０は、可動部材である収容棚１０の左右のそれぞれに設けられる。具体的には、固定部材である隣接する固定フレーム１１と可動部材である収容棚１０の端壁部１０ｃとの間に掛け渡される。このように、リンク機構２０は左右一対設けられるが、いずれも同じ構成である。各リンク機構２０は、２つの固定側リンク２１，２２と、２つの可動側リンク２３，２４とを有する。２つの固定側リンク２１，２２は、一端（固定部材軸支部）２１１，２２１が共に第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａを介して固定フレーム１１の前端１１ｃ付近に軸支され、この第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａを中心として他端（固定側接続部）２１２，２２２側が略Ｖ字状に拡開するように変位可能となっている。

２つの可動側リンク２３，２４は、各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が、第２の軸ピン２３１ａに共に軸支されている。第２の軸ピン２３１ａは、収容棚１０の端壁部１０ｃに連結され、収容棚１０をリンク機構２０によって支持させている。各他端（可動側接続部）２３２，２４２は、固定側リンク２１，２２の各他端（固定側接続部）２１２，２２２に第３の軸ピン２３２ａ，２４２ａを介して軸支され、可動側リンク２３，２４は、各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を中心として、各他端（可動側接続部）２３２，２４２側が略Ｖ字状に拡開するように変位可能となっている。

リンク機構２０は、上記のように、一端（固定部材軸支部）２１１，２２１が第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａを介して固定フレーム１１に連結され、一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が第２の軸ピン２３１ａを介して収容棚１０に連結され、それぞれ取り付け位置が固定されているのに対し、第３の軸ピン２３２ａ．２４２ａは、収容棚１０の端壁部１０ｃ及び固定フレーム１１のいずれにも連結されておらず、第３の軸ピン２３２ａ，２４２ａはいずれも変位可能となっている。収容棚１０が開放位置から閉鎖方向に回転すると、すなわち図２及び図５の状態から図１及び図３の状態になると、可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を軸支する第２の軸ピン２３１ａの位置が、固定側リンク２１，２２の一端（固定部材軸支部）２１１，２２１を軸支する第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａから離間する方向に変位していき、第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａを中心として、固定側リンク２１，２２の各他端（固定側接続部）２１２，２２２及び可動側リンク２３，２４の各他端（可動側接続部）２３２，２４２が互いに接近する方向に変位していく。第２の軸ピン２３１ａが、第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａから最も遠ざかり、図１及び図３に示したように、２つの固定側リンク２１，２２と２つの可動側リンク２３，２４とが収容棚１０の端壁部１０ｃ側から見て略ひし形（略四角形）になると、収容口１０ｂが天井面１１１側に対峙する略上方に向いた閉鎖位置となる。

収容棚１０が、図１及び図３の閉鎖位置から、収容口１０ｂが客室通路側に向く図２及び図５の開放位置となるように収容棚１０が回転する際には、第２の軸ピン２３１ａの位置が収容棚１０と共に客室通路側に向かって変位するため、第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａを中心として、固定側リンク２１，２２が拡開し、各他端（固定側接続部）２１２，２２２が互いに離間する方向に変位していく。これに伴って、可動側リンク２３，２４の各他端（可動側接続部）２３２，２４２も互いに離間していくため、第２の軸ピン２３１ａを中心とした２本の可動側リンク２３，２４のなす角が次第に拡開していく。そして収容口１０ｂが最大限に開放した図２及び図５の開放位置においては、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を軸支する第２の軸ピン２３１ａは、当該２本の可動側リンク２３，２４の思案点Ｐを越え、第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ寄りとなるように設定されている。このため、図２及び図５の開放位置においては、収容棚１０を閉鎖方向に所定以上の力が作用しない限り、思案点Ｐを越えて元に戻ることはできなくなり、開放状態が維持される。

弾性部材３０は、本実施形態では、可動側リンク２３，２４の他端（可動側接続部）２３２，２４２同士を互いに接近させる方向、並びに、固定側リンク２１，２２の他端（固定側接続部）２１２，２２２同士を互いに接近させる方向にそれぞれ付勢するように、一方の可動側リンク２３の長手方向中途部に設けた係合ピンと他方の可動側リンク２４の長手方向中途部に設けた係合ピンとの間に掛け渡した第１引張コイルばね３０Ａを備えて構成されている。また、本実施形態では、弾性部材３０として、一方の固定側リンク２１の長手方向中途部と他方の固定側リンク２２の長手方向中途部との間に第２引張コイルばね３０Ｂを掛け渡している。

このうち、可動側リンク２３，２４間に掛け渡される第１引張コイルばね３０Ａの各支点（各係合ピンの位置）とを結ぶ直線上に、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を軸支する第２の軸ピン２３１ａが位置すると、その位置が、本実施形態のリンク機構における２つの可動側リンク２３，２４の思案点Ｐとなる。

その結果、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）の位置が上記の思案点Ｐを基準として、収容棚１０の閉鎖位置のときの当該２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）の位置寄りである場合（図１及び図３の状態）には、２本の可動側リンク２３，２４と２本の固定側リンク２１，２２とは、略Ｖ字状の開放端側がそれぞれ向き合った１つの内角１８０度未満の略四角形をなしているため、可動側リンク２３，２４の他端（可動側接続部）２３２，２４２及び固定側リンク２１，２２の他端（固定側接続部）２１２，２２２を互いに接近させる方向に付勢すると、略Ｖ字状の２本の可動側リンク２３，２４間の第２の軸ピン２３１ａを挟んだ固定側リンク２１，２２の第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ側に対峙する角度θ１が狭くなる方向に、すなわち収容棚１０を閉鎖位置方向に付勢する。

これに対し、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）の位置が、上記の思案点Ｐを基準として、図２及び図５に示したように、固定側リンク２１，２２の一端（固定部材軸支部）２１１，２２１（第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ）寄りとなっている場合、２本の可動側リンク２３，２４と２本の固定側リンク２１，２２とは、略Ｖ字状の開放端側がそれぞれ同じ向き（図２及び図５では略上方）となるため、第１引張コイルばね３０Ａによって、可動側リンク２３，２４の他端（可動側接続部）２３２，２４２及び固定側リンク２１，２２の他端（固定側接続部）２１２，２２２を互いに接近させる方向に付勢すると、２本の可動側リンク２３，２４間の第２の軸ピン２３１ａを挟んだ固定側リンク２１，２２の第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ側に対峙する角度θ１が広くなる方向に、すなわち収容棚１０を開放位置方向に付勢する。このため、図２及び図５の開放位置においては、収容棚１０は、弾性部材３０（第１引張コイルばね３０Ａ及び第２引張コイルばね３０Ｂ）の復元力が作用しても、開放状態が維持されることになる。

また、本実施形態では、収容棚１０の閉鎖方向への付勢力を補助するため、補助弾性部材３１を配設している。補助弾性部材３１は、本実施形態では、一方の可動側リンク２３の他端（可動側接続部）２３２と一方の固定側リンク２１の他端（固定側接続部）２１２が軸支された第３の軸ピン２３２ａに、中心を係合させ、外周端部を可動側リンク２３の係合ピン２３ｂに係合させた第１渦巻ばね３１Ａと、収容棚１０を固定フレーム１１に軸支する支軸１１ａに中心が係合され、外周端部を固定フレーム１１に突設した係合ピン１１ｄに係合させた第２渦巻ばね３１Ｂとを有している。第１渦巻ばね３１Ａ及び第２渦巻ばね３１Ｂは、収容棚１０が図１及び図３の閉鎖位置から図２及び図５の開放位置へと回転すると、巻き締められ、それにより、巻き戻し方向に付勢力が作用する。人が手で、収容棚１０を図２及び図５の開放位置から図１及び図３の閉鎖位置へと持ち上げようとした際に、リンク機構２０の２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）が思案点Ｐを通り過ぎるまで回転させないと、弾性部材３０（第１引張コイルばね３１Ａ及び第２引張コイルばね３１Ｂ）の復元力の作用によっては、２本の可動側リンク２３，２４の相互間隔及び２本の固定側リンク２１，２２の相互間隔が接近しようとしない。よって、この思案点Ｐを通り過ぎるまでは収容棚１０を閉鎖方向に持ち上げようとする所定の力が必要となるが、補助弾性部材３１（第１渦巻ばね３１Ａ及び第２渦巻ばね３１Ｂ）は、その力をアシストし、人の操作力を小さくする。

なお、補助弾性部材３１（第１渦巻ばね３１Ａ及び第２渦巻ばね３１Ｂ）の閉鎖方向への復元力は、収容棚１０の開放位置における自重による力と、弾性部材３０（第１引張コイルばね３０Ａ及び第２引張コイルばね３０Ｂ）の復元力とを合わせた力よりも低く設定されている。補助弾性部材３１がそれよりも強い復元力を有すると、収容棚１０が、空荷時において人が手で持ち上げなくても、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）が思案点Ｐを通り過ぎる方向に変位させてしまうからである。

上記のように、収容棚１０が開放位置から閉鎖方向に回転する際は、思案点Ｐを越えるまでは、弾性部材３０の復元力がいかに高くても、収容棚１０が自動で閉鎖方向に回転することはないが、人が閉鎖方向に押圧して、２本の可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１（第２の軸ピン２３１ａ）の位置が思案点Ｐを越えると、弾性部材３０（第１引張コイルばね３０Ａ及び第２引張コイルばね３０Ｂ）の復元力により、その後は閉鎖位置に近づくにつれて、人が収容棚１０を持ち上げる操作力が小さくなっても、収容棚１０は閉鎖していく。そのため、弾性部材３０の復元力が大きいほど、収容棚１０は閉鎖方向への回転速度が増す。そこで、収容棚１０が弾性部材３０の復元力によって、閉鎖位置で勢いよく閉まることを防止するため、ダンパー４０が設けられる。

ダンパー４０は、開放位置から閉鎖方向に回転する際に、その全ての範囲において作用してもよいが、ダンパー４０の閉鎖方向回転時の減衰力は、逆に、閉鎖位置から開放方向に人が回転させようとする際の抵抗になる。よって、ダンパー４０は、収容棚１０が開放位置から閉鎖方向に回転する際には、閉鎖位置の直前の所定の動作範囲において収容棚１０の速度を低減させるように設定されていることが好ましい。

その一方、閉鎖位置から開放方向に回転する開放方向動作時においては、弾性部材３０が伸長することにより収容棚１０の動作の抵抗になり勢いよく開くことを防止するため、ダンパー４０の減衰力がこれに付加されると、特に収容棚１０に荷物を収容していない空荷時において、収容棚１０の操作力が大きくなりすぎる場合がある。しかしながら、収容棚１０の閉鎖位置からの回転角度が所定の範囲（通常、約３０〜６０度の範囲）では収容棚１０の回転トルクが大きくなる。よって、特に、収容棚１０に荷物を収容した積載時を考慮して、開放動作時は、収容棚１０の回転トルクが大きくなる上記の範囲においてダンパー４０の減衰力が大きく作用するように設定されていることが好ましい。

すなわち、ダンパー４０は、収容棚１０の閉鎖方向動作時は、減衰力が、閉鎖位置付近において相対的に大きく作用し、開放方向動作時は、減衰力が、閉鎖位置付近では相対的に小さく、回転範囲の中途で相対的に大きく、開放位置付近で相対的に小さく作用するものが好ましい。

本実施形態では、ダンパー４０は、第１引張コイルばね３０Ａと並列に、一方の可動側リンク２３の長手方向中途部と他方の可動側リンク２４の長手方向中途部との間に掛け渡している。なお、ダンパー４０は１本に限らず、必要に応じて、例えば一方の固定側リンク２１の長手方向中途部と他方の固定側リンク２２の長手方向中途部との間に掛け渡すなどして複数本配設することももちろん可能である。

ダンパー４０は、図７及び図８に示したように、シリンダ４１内をピストン４２が相対運動する伸縮式のものから構成されている。但し、上記のように、収容棚１０が閉鎖方向に回転する際には、閉鎖位置近傍において高い減衰力が作用し、開放方向に回転する際には回転トルクが大きくなる閉鎖位置から所定の角度回転した範囲（約３０〜６０度）で高い減衰力が作用する構造のものが用いられる。

本実施形態のダンパー４０は、かかる機能を果たすため、シリンダ４１を摺動するピストン４２が、内側可動筒４２１と、該内側可動筒４２１の内周部に配置される内側ピストン４２２とを備えた二重構造となっている。より具体的には、シリンダ４１の長手方向各端部にはストッパ部４１ａ，４１ｂが配設されており、内側可動筒４２１及び内側ピストン４２２は、長手方向の各端部４２１ａ，４２１ｂ，４２２ａ，４２２ｂが、これらのストッパ部４１ａ，４１ｂに当接するまで摺動可能となっている。軸方向長さは、内側可動筒４２１が内側ピストン４２２よりも長くなっており、内側ピストン４２２にピストンロッド４２３が連結されている。そして、一方の可動側リンク２３にシリンダ４１の外端部に設けた取り付け片４１ｃが連結され、他方の可動側リンク２４にピストンロッド４２３の外端部に設けた取り付け片４２３ａが連結されて配設される。

内側ピストン４２２には、その外周部に内側可動筒４２１との間で所定の摩擦減衰力を発揮する糸等の線状部材が巻き付けられてなるストリング部４２２ｃが設けられている。本実施形態では、このストリング部４２２ｃに低粘ちょう度のグリース等の粘性流体を付着させている。粘性流体は、ストリング部４２２ｃを構成する糸等の線状部材に含浸させたり、塗布したりして付着させることができる。よって、内側ピストン４２２が内側可動筒４２１に対して相対移動すると、ストリング部４２２ｃを構成する線状部材の張力による摩擦減衰力と粘性流体による速度依存の粘性減衰力が作用する。すなわち、内側ピストン４２２の内側可動筒４２１に対する相対変位により、両者間の摩擦力はストリング部４２２ｃの張力に変換され、変位量の増加に伴って、ストリング部４２２ｃを構成する糸が一体になって硬くなり摩擦係数が低くなる方向に変化して発熱が抑えられる。この変化が粘性減衰力を速度依存型にする。そのため、低速の入力では摩擦減衰力の作用が相対的に大きくなるが、速度が増すにつれ粘性減衰力が高くなる。なお、ストリング部４２２ｃを構成する糸の巻き数の増減、巻き付けられる糸の隣接部分間のギャップ、巻き付ける糸の積層数等により、発生する摩擦力、粘性減衰力は適宜に制御される。一方、内側可動筒４２１の外周面とシリンダ４１の内周面との間には、両者間の摩擦力が、内側可動筒４２１と内側ピストン４２２との間のストリング部４２２ｃにより生じる摩擦力よりも相対的に小さくなるように、本実施形態では、内側可動筒４２１及びシリンダ４１間に、転がり部材や摺動部材（例えばフェルト）等の低摩擦部材４２１ｄを介在させている。

これにより、ピストンロッド４２３の動きに追従してピストン４２がシリンダ４２１内を相対移動する際、内側可動筒４２１の各端部４２１ａ，４２１ｂがストッパ部４１ａ，４１ｂに当接するまでは、内側可動筒４２１及び内側ピストン４２２間と、内側可動筒４２１及びシリンダ４１間との摩擦力の差により、内側可動筒４２１及び内側ピストン４２２は、一緒にシリンダ４１内を摺動する。このとき、内側可動筒４２１とシリンダ４１との間は低摩擦部材４２１ｄにより摩擦抵抗が極めて小さく、内側可動筒４２１はシリンダ４１内をいわば空走することになり、減衰力はほとんど生じない。内側可動筒４２１の各端部４２１ａ，４２１ｂが、いずれかのストッパ部４１ａ，４１ｂに当接した後は、内側可動筒４２１の移動が不可能になるため、内側ピストン４２２が内側可動筒４２１内を摺動する。これにより、両者間に、上記のような摩擦減衰力及び粘性減衰力が作用する。すなわち、本実施形態のダンパー４０は、ストリング部４２２ｃのテンションによる摩擦力とストリング部４２２ｃに付着された粘性流体による速度依存の粘性減衰力との組み合わせによる速度制御により最適な速度−変位曲線を設計できる構造になっている。

ダンパー４０としてこのような特性を有するものを用いれば、シリンダ４１、内側可動筒４２１及び内側ピストン４２２の軸方向長さを適宜に調整することで、所望の回転角度における減衰力を大きくしたり、逆に小さくしたりすることができる。本実施形態では、図９に示したように、閉鎖位置（Ａ位置、収容棚１０の位置は図１１〜図１４を参照）において、内側可動筒４２１が先端側のストッパ部４１ａに当接し、内側ピストン４２２も同様に先端側のストッパ部４１ａに当接するように設定する。

この状態で、収容棚１０を閉鎖位置から開放位置に回転させようとすると、まず、２つの可動側リンク２３，２４が拡開するため、ピストンロッド４２３がシリンダ４１から離脱する方向に伸びていく。それにより、図９のＡ位置からＢ位置付近では、内側ピストン４２２と共に内側可動筒４２１が移動するため、減衰力は極めて小さく、内側可動筒４２１がシリンダ４１内を空走する。Ｃ位置付近では、まず、内側可動筒４２１の後端側の端部４２１ｂが、後端側のストッパ部４１ｂに当接する。ピストンロッド４２３はさらに伸長方向に変位していくが、内側可動筒４２１は後端側のストッパ部４１ｂに当接して変位できないため、内側ピストン４２２が、Ｃ位置からＤ位置付近まで内側可動筒４２１内を単独で摺動する。その結果、内側ピストン４２２と内側可動筒４２１との間の摩擦力が大きいため、減衰力が作用する。Ｅ位置は、可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が思案点Ｐの位置になり、ピストンロッド４２３が最もシリンダ４１内の外方となる位置である。Ｆ位置は、回転範囲規制溝１１ｂ内で、回転範囲規制ピン１０ｇが上端縁に接している開放位置である。この位置では、思案点Ｐを通り過ぎているため、２本の収容棚リンク２３，２４が浅い逆向きの略Ｖ字状となり、内側ピストン４２２は、内側可動筒４２１と共に、若干先端側のストッパ部４１ａ寄りの位置となっている。

これにより、収容棚１０が閉鎖位置から開放位置に向かって回転する際には、Ａ位置からＢ位置付近まではダンパー４０の減衰力はほとんど作用せず、Ｃ位置からＤ位置付近の所定の回転角度の範囲において、すなわち、収容棚１０の開放方向への回転トルクが大きくなる範囲で所定の減衰力が作用する。これに対し、２本の収容棚リンク２３，２４がＥ位置から逆向きの略Ｖ字状となるＦ位置付近、すなわち、開放位置付近では、ダンパー４０の減衰力はほとんど作用しない。

収容棚１０を開放位置から閉鎖位置へと回転させる場合には、図９のＦ位置において、内側可動筒４２１の後端側の端部４２１ｂがストッパ部４１ｂから離間しており、Ｅ位置に至るまで内側可動筒４２１は内側ピストン４２２と一緒にシリンダ４１内を動作する。このため、Ｆ位置からＥ位置に至るまでは摺動抵抗はほとんど作用しない。２つの固定側リンク２１，２２が直線状となるＥ位置からはピストン４２がシリンダ４１内を先端方向に向かって摺動するが、Ｂ位置付近に至るまでも同様に、内側可動筒４２１は内側ピストン４２２と一緒にシリンダ４１内を動作し、その間も摺動抵抗はほとんど作用しない。従って、収容棚１０を人が閉鎖方向に持ち上げようとする際に、ダンパー４０の減衰力が作用しない。２本の収容棚リンク２３，２４がＥ位置を越えた後は、上記のように、弾性部材３０の復元力により、２本の収容棚リンク２３，２４の他端（可動側接続部）２３２，２４２が徐々に接近し、人が収容棚１０を持ち上げる力はほとんど必要なくなる。そして、閉鎖位置の終点付近では、すなわちＢ位置からＡ位置付近に至る範囲では、内側可動筒４２１の先端側の端部４２１ａがシリンダ４１の先端側のストッパ部４１ａに当接し、その後、内側ピストン４２２が内側可動筒４２１内を、該内側ピストン４２２の先端側の端部４２２ａがシリンダ４１の先端側のストッパ部４１ａに当接するまで摺動する。このとき、内側ピストン４２２と内側可動筒４２１との間で減衰力が作用して速度が低減され、収容棚１０は、弾性部材３０の復元力に抗してゆっくりと閉じられていく。

ここで、本実施形態の収容棚１０に荷物を収容していない空荷時、４５ｋｇの荷物を収容した積載時において、閉鎖方向動作時及び開放方向動作時に必要な人の操作力を測定した。図１１〜図１４がその測定結果であり、いずれも、閉鎖位置Ａから開放位置Ｆまでの６箇所の操作力を示している。Ｅ位置は、２本の収縮側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が思案点Ｐに合致する位置である。矢印の向きは収容棚１０の動作方向を示す。また、これらの位置Ａ〜Ｆは、上記のとおり、図９に示したダンパー４０のピストン４２の位置に対応している。また、図１５は、図１１〜図１４に示した測定結果をグラフにまとめて示したものである。

図１１〜図１５より、空荷時は、上記したように、閉鎖方向回転時において、開放位置から閉鎖位置に至るまで大きな操作力は必要ない。開放位置（Ｆ位置）から可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が思案点Ｐの位置となるＥ位置までの間も、補助弾性部材３１の復元力によってアシストされ、わずか３Ｎの操作力で済み（図１２参照）、その後は、弾性部材３０の復元力によりほぼ自動で閉鎖していく。開放方向回転時は、図１１に示したように、弾性部材３０の伸長による抵抗が作用するため、閉鎖位置のＡ位置で１２７Ｎの操作力を要し、その後、Ｂ位置で１５６Ｎ、Ｃ位置で１１５Ｎを要する。これは積載時における急な開放動作を防止するためである。但し、開放操作は、収容棚１０の把手１０ｆに手を掛けて手前に引く方向であるため、人は力を発揮しやすく容易に引くことができる。しかも、開放操作開始時のＡ位置では、上記のようにダンパー４０の減衰力が小さいためＢ位置よりも小さな操作力で開放操作できる。Ｄ位置を過ぎると、収容棚１０の重量により必要な操作力は小さくなり、Ｅ位置からＦ位置に向かう範囲では１２Ｎ以下となる。

積載時においては、図１４に示したように、閉鎖方向回転時はＦ位置で１８３Ｎ、Ｅ位置で１６４Ｎとなっている。収容棚１０が開放状態となっている場合は、収容棚１０の位置が低く、人が力を発揮しやく、しかも、補助弾性部材３１の復元力が作用する。このため、この程度の操作力であればＦ位置からＥ位置まで容易に持ち上げることができる。Ｅ位置を越え、リンク２０が思案点Ｐを過ぎると、弾性部材３０の復元力により、Ｄ位置で１１７Ｎとなり、さらに、収容棚１０の位置が高くなって人が力を付与しにくくなったＣ位置では４０Ｎとなり、それ以降、Ｂ位置、Ａ位置では、人の力は必要とせず、弾性部材３０の復元力で自動で閉じていく。そして最終的には、ダンパー４０の減衰力が作用して速度が低減され、ゆっくり閉じていく。

開放方向回転時は、図１３に示したように、Ａ位置において、ダンパー４０の減衰力が作用しないため、人が操作しにくい高い位置において必要な操作力がわずか５Ｎである。その後、積載荷物の重さにより収容棚１０が勢いよく開くことを抑制するため、ダンパー４０の減衰力が作用し、Ｂ位置で５４Ｎの操作力が必要となるが、Ｃ位置以降は、大きな操作力を必要とすることなく、弾性部材３０の弾性抵抗を受けながら、ゆっくり開放していく。

本実施形態の乗物の上部収容棚構造１に荷物を積載する場合、まず、荷物を収容する際には、空荷状態で、収容棚１０を閉鎖位置から開放位置へと操作する。このとき、開放操作は、手前に引く方向であり、上記のように比較的容易に操作でき、しかも、開放動作の開始時は、ダンパー４０の減衰力が作用しないため、より容易に操作できる。開放位置においては、２つの可動側リンク２３，２４の第２の軸ピン２３１ａの位置が、思案点Ｐよりも、固定側リンク２１，２２の第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ寄りとなっているため、弾性部材３０の復元力によって閉鎖方向に戻ってしまうことなく、開放状態が維持される。

次に、収容口１０ｂが客室通路側に向いている開放状態の収容棚１０内に、荷物を収容する。荷物を収容した後、収容棚１０を持ち上げる。このときの操作力は上記の例では１８３Ｎであるが、低い位置にある収容棚１０を下から持ち上げるようになるため、この程度の操作力であれば容易に持ち上げることができる。思案点Ｐを越えると、弾性部材３０の復元力により、必要な操作力は徐々に小さくなり、閉鎖位置付近では、弾性部材３０の復元力で自動的に閉じようとする。このとき、ダンパー４０の減衰力が作用し、収容棚１０はゆっくりと閉じられていく。

荷物を収容した状態で開放する際も、操作開始時は、ダンパー４０の減衰力が働かないため、小さな操作力で開放操作でき、その後、ダンパー４０の減衰力が働いて、収容棚１０が勢いよく開放することを抑制しつつ、ダンパー４０の減衰力が作用しなくなった後は、主として弾性部材３０の弾性力により収容棚１０をゆっくりと開放させていく。収容棚１０から荷物を取り出した後は、収容棚１０を持ち上げるが、その際は、空荷であるため、開放位置で極めて小さな操作力を付与し、リンク２０の思案点Ｐを越えさせれば、弾性部材３０により速やかに閉じられ、ダンパー４０の作用により閉鎖位置付近ではゆっくりと閉じられていく。

本実施形態によれば、開放位置において、２つの可動側リンク２３，２４の第２の軸ピン２３１ａの位置が、思案点Ｐよりも、固定側リンク２１，２２の第１の軸ピン２１１ａ，２２１ａ寄りとなる構造のリンク２０を用いることにより、収容棚１０を閉じる方向に付勢する弾性部材３０の復元力に拘わらず、収容棚１０を開放状態で維持できる。よって、弾性部材３０として、開放方向への回転動作に必要となる操作力を考慮した上で、閉鎖方向への回転動作を速やかに行わせることができる所定以上の復元力を有するものを採用しても、収容棚１０が閉鎖方向に戻ってしまうことがない。その一方、閉鎖位置付近で大きな減衰力が働くダンパー４０を併用することで、所定以上の復元力を有する弾性部材３０を作用しても、閉鎖位置付近で速度を低減させ、閉鎖時における衝撃を緩和できる。

図１６〜図２５は、本発明の第２の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構２０Ａを用いた乗物の上部収容棚構造１を示した図である。上記実施形態と同じ部材については同じ符号で示す。

本実施形態のリンク機構２０Ａは、上記実施形態と同様に、固定フレーム１１に一端（固定部材軸支部）２１１，２２１が軸支される２つの固定側リンク２１，２２と、各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が、第２の軸ピン２３１ａにより収容棚１０の端壁部１０ｃに軸支される２つの可動側リンク２３，２４とを有している。

また、弾性部材３０を設けていることも同様であるが、本実施形態では、引張コイルばね３０Ｃを２つの可動側リンク２３，２４間のみに掛け渡している。また、ダンパー４０は、可動側リンク２３，２４の面方向に沿って引張コイルばね３０Ｃと並列に設けている。これにより、第１引張コイルばね３０Ａの外側にダンパー４０を積層するように配置している上記実施形態と比べ、本実施形態では、引張コイルばね３０Ｃ及びダンパー４０を配置するために必要なスペースを約半分にすることができる。また、固定側リンク２１，２２及び可動側リンク２３，２４を、それぞれ１枚の板状部材から構成するようにしており、この点も、弾性部材３０やダンパー４０を含めたリンク機構２０Ａ全体を配置するのに必要なスペースを小さくするのに貢献している。本実施形態では、このような工夫を行った結果、図１８（ｂ）に示したように、固定フレーム１１と収容棚１０の端壁部１０ｃとの間隔として約２５ｍｍ確保できれば、弾性部材３０やダンパー４０を含めたリンク機構２０Ａ全体を配置することができる。上記実施形態では、図４に示したように、弾性部材３０やダンパー４０が、固定フレーム１１よりも外方に位置しており、上記実施形態のリンク機構２０の配置スペースは、収容棚１０の端壁部１０ｃから最も外側に位置するダンパー４０に至るまでの距離が相当することになるが、その距離と比較して、本実施形態の配置スペースは半分以下になっている。

また、補助弾性部材３１としての第１渦巻ばね３１Ａ及び第２渦巻ばね３１Ｂは、本実施形態では、可動側リンク２３，２４の他端（可動側接続部）２３２，２４２と固定側リンク２１の他端（固定側接続部）２１２，２２２が軸支される第３の軸ピン２３２ａ，２４２ａに、それぞれ中心を係合させて設けている。

本実施形態においても、引張コイルばね３０Ｃの各可動側リンク２３，２４との（係合ピンに係合されている位置）支点３０Ｃ１，３０Ｃ２を結ぶ直線上に、各可動側リンク２３，２４の回転面に直交する方向（収容棚１０の端壁部１０ｃに対面する方向）から見て、各可動側リンク２３，２４の一端２３１，２４１である可動部材軸支部（第２の軸ピン２３１ａ）が重なるポイントが各可動側リンク２３，２４の思案点Ｐとなる（図２１（ｂ）参照）。そして、各可動側リンク２３，２４はこの思案点Ｐを挟んだ一方側及び他方側のいずれの領域方向にも回転可能となっている。

引張コイルばね３０Ｃが思案点Ｐを挟んで各可動側リンク２３，２４の向きが逆になることから（図１６、図１７及び図２１（ａ），（ｃ）参照）、収容棚１０と各可動側リンク２３，２４との連結部における収容棚１０の回転方向に作用するばねの荷重は、図１９において細い実線で示したように、引張コイルばね３０Ｃが最長となる思案点Ｐの位置において最も高く、閉鎖位置（０度）と開放位置（５４度）のそれぞれに向かうにつれて小さくなる。また、第１渦巻ばね３１Ａ（図の「渦巻ばね（下部）」）及び第２渦巻ばね３０Ｂ（図の「渦巻ばね（上部）」）のばねの荷重が作用する方向は常に閉鎖方向となっており、閉鎖位置で最小となり、開放位置で最大となっているが、３つのばねを合わせた荷重特性は、図１９の太い実線のような変化を示す。すなわち、３つのばねの合計の荷重は、２２度付近で最大となり、開放位置及び閉鎖位置のいずれに向かってもばねの荷重が低下する。よって、引張コイルばね３０Ｃが思案点Ｐを挟んで各可動側リンク２３，２４の向きが逆になる構成とすることにより、開放位置では収容棚１０が静止せずに戻ってしまうことに貢献でき、閉鎖位置では開く方向への操作力の低減に寄与できる設定となる。

図２０は、本実施形態で用いたダンパー４０の減衰特性を示す。ダンパー４０の減衰力が作用する方向は収容棚１０の回転方向である。収容棚１０の作動で減衰が必要となるのは、閉鎖位置付近と開放位置付近であるため、中間地点の２７度付近で減衰力を０（Ｎ）に設定している。

本実施形態のパンタグラフ型のリンク機構２０Ａも上記実施形態と同様の作用を奏する。図２１（ａ）〜（ｃ）は、収納棚１０の開閉時の引張コイルばね３０Ｃ及び各渦巻ばね３１Ａ，３１Ｂのそれぞれの荷重方向を示した図である。この図に示したように、図２１（ａ）の開放位置においては、引張コイルばね３０Ｃ及び各渦巻ばね３１Ａ，３１Ｂがいずれも、各可動リンク２３，２４を相互に接近させる方向に付勢している。図２１（ｂ）では、リンク機構２０Ａの思案点Ｐに位置しており、各可動リンク２３，２４は、開放方向及び閉鎖方向のいずれにも付勢されない状態であり、図２１（ｃ）の開放位置では、各可動リンク２３，２４を固定部材軸支部方向に押し出すように付勢している。

ダンパー４０は、図２２（ａ）〜（ｃ）に示したように、まず、収容棚１０が閉鎖位置から開放位置に動作する場合、図２２（ａ）の閉鎖位置においては、該ダンパー４０は伸び方向に変位する。そして、開放方向に所定角度、本実施形態では上記のように２７度開いた図２２（ｂ）の中間付近では、ダンパー４０の減衰力は作用しない設定となっており、さらに、図２２（ｃ）の開放位置では、縮み方向に変位する。収容棚１０が逆方向に動くときは、ダンパー４０はこれと反対の動きとなる。この結果、開放位置付近及び閉鎖位置付近において、減衰力が高くなる。

次に、本実施形態に関し、操作力を測定した。図２３に示したように、操作力の測定に当たっては、収容棚１０の回転中心である支軸１１ａから５７７ｍｍ離れた位置を負荷点とし、収容棚１０の開閉鎖方向に荷重をかける。収容棚１０に、荷物を収容しない０ｋｇの場合（荷物なし）と、１５ｋｇ、３０ｋｇ、４５ｋｇの荷物を収容した場合について操作力を測定した。測定位置は、０度（閉鎖位置）、１０度、２０度、３０度、４０度、５０度、５４度（開放位置）とした。閉鎖方向は５４度の閉鎖位置から負荷点を押し上げて測定し、開放方向については０度の閉鎖位置から負荷点を引っ張るように下方に回転させて測定した。なお、収容棚１０自体の質量は７ｋｇであった。

図２４は、閉鎖方向の操作力の測定結果を示し、図２５は、開放方向の操作力の測定結果を示す。いずれも、本実施形態のリンク機構２０Ａを採用した場合（図中、「システムあり」と表記）に加え、比較のため、本実施形態のリンク機構２０Ａを取り外した構造（図中、「システムなし」と表記）についても操作力を測定した。

図２４の閉鎖方向では、荷物の質量に拘わらず、５４度（開放位置）での操作力に差はないが、収容棚１０が持ち上がるにつれ、本実施形態のリンク機構２０Ａを採用した「システムあり」の場合には、比較例の「システムなし」よりも操作力が軽減され、３０度まで大きく軽減されている。その後は、軽減量が緩やかになるが、０度（閉鎖位置）まで比較例の「システムなし」よりも軽減されている。また、本実施形態のリンク機構２０Ａを採用した「システムあり」で、「荷物なし」の場合、３０度以降はばね力だけで閉じていったため、操作力は０（Ｎ）であった。

図２５の開放方向の場合、比較例の「システムなし」の場合には、収容棚１０は自重により動き出し、荷物の有無に拘わらず、荷重は全て０（Ｎ）であった、一方、本実施形態のリンク機構２０Ａを採用した「システムあり」の場合には、０度（開放位置）で５０（Ｎ）程度の操作力を要するものの、荷物を搭載している場合には、１０度を過ぎれば、速やかに操作力が低減されている。

図２６〜図２８は、車体構造とシートとの間に配設される自動車のシートサスペンション機構１０００に適用した第３の実施形態に係るパンタグラフ型のリンク機構２０Ｂを説明するための図である。このシートサスペンション機構１０００は、車体構造（図示せず）側に取り付けられる固定部材としての下部フレーム１１００と、シート（図示せず）側に取り付けられる上部フレーム１２００とを有している。

下部フレーム１１００は、平行リンク１３００を介して上部フレーム１２００が支持されている。また、線形ばね１４１０及び磁気ばね１４２０とを備えたばね機構を介して弾性的に支持されている。線形ばね１４１０は、平行リンク１３００を構成する前部リンク１３１０及び後部リンク１３２０において、上部フレーム１２００と連結されている部位に設けられたトーションバー１４１１，１４１２、並びに、後部リンク１３２０において下部フレーム１１００と連結されている部位に設けられたトーションバー１４１３の３本から構成され、平行リンク１３００を介して上部フレーム１２００を下部フレーム１１００から離間する方向に付勢するものである。

磁気ばね１４２０は、特許文献２及び３に開示されたものと同様であり、詳細は省略するが、図２８に示したように、下部フレーム１１００に固定され、例えば同極同士が対向するように設けられた２個一対の固定磁石を有する固定マグネットユニット１４２１と、上部フレーム１２００に設けたフレームに支持され、２個一対の固定磁石間を上下動可能な可動磁石を有する可動マグネットユニット１４２２とを有して構成される。上部フレーム１２００が下部フレーム１１００に対して上下動すると、可動磁石が、２個一対の固定磁石間の間隙内を変位し、その相対位置によって、磁気ばね１４２０のばね特性が非線形に変化する。すなわち、磁気ばね１４２０は、その荷重−たわみ特性において、線形ばねであるトーションバー１４１１，１４１２，１４１３の弾性力（復元力）の作用方向すなわち上部フレーム１２００を下部フレーム１１００に対して離間させる方向に復元力が増加する特性を正のばね特性とした場合に、所定の変位量範囲で、当該方向への復元力が減少する負のばね特性を示す。従って、磁気ばね１４２０における負のばね特性が機能する範囲においては、トーションバー１４１１，１４１２，１４１３の正のばね特性のばね定数（正のばね定数）が組み合わさることで、全体のばね定数として、変位量が増加しても荷重値の変化量が所定以下となる定荷重領域すなわちばね定数が略ゼロ（好ましくは、ばね定数約−１０Ｎ／ｍｍ〜約１０Ｎ／ｍｍの範囲）になる領域を有することになる。そこで、このばね定数が略ゼロの範囲が、人が着座した際の平衡点付近となるように調整すると、高い振動吸収性能が得られる。
シートサスペンション機構１０００には、下部フレーム１１００及び上部フレーム１２００間に斜めにダンパー（シートサスペンション用）１５００が掛け渡されて配設される。ここでは、ダンパー１５００を下部フレーム１１００に対し、取り付け角度１０度で斜めに取り付けている。このようなダンパー１５００を設けることにより、大振幅の入力に対し、高い衝撃吸収機能を発揮させることができる。使用するダンパー１５００の種類は限定されるものではなく、オイルダンパー、摩擦ダンパー等を用いることができる。

本実施形態のシートサスペンション機構１０００は、ばね定数略ゼロの領域を有する構造であるが、特許文献２，３に示した従来のサスペンションでは、上記の負のばね特性は、磁気ばね１４２０のみにより設定している。これに対し、本実施形態のシートサスペンション機構１０００は、パンタグラフ型のリンク機構２０Ｂを併設し、負のばね特性をパンタグラフ型のリンク機構２０Ｂによっても発揮させるようにしたことを特徴とする。

すなわち、本実施形態のパンタグラフ型のリンク機構２０Ｂは、図２７（ａ）〜（ｃ）に示したように、固定部材である下部フレーム１１００に各一端（固定部材軸支部）２１１，２２１が軸部材２１１１，２２１１を介して軸支され、各他端（固定側接続部）２１２，２２２に向かうに従って略Ｖ字状に拡開するように配置される２つの固定側リンク２１，２２と、可動部材である上部フレーム１２００に各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１が、軸部材２３１１，２４１１を介して軸支され、上部フレーム１２００が最上端の位置において、各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１から各他端（可動側接続部）２３２，２４２に向かうに従って、両者を結ぶ仮想線が略逆Ｖ字状となるように配置される２つの可動側リンク２３，２４とを有している。

可動側リンク２３，２４は、さらに、側面視で略三角形に形成され、各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１及び各他端（可動側接続部）２３２，２４２を結ぶ仮想線に対して上方に突出している部位に、ダンパー（以下、「パンタグラフ用ダンパー」）４００を掛け渡し配置するための、ダンパー用係合部２３３，２４３が設けられている。

本実施形態で用いたパンタグラフ型のリンク機構２０Ｂで用いられる弾性部材３０は、図２６（ａ）〜（ｃ）に示したように、引張コイルばね３０Ｄからなり、各可動側リンク２３，２４の各他端（可動側接続部）２３２，２４２間に掛け渡されている。また、側面視で、引張コイルばね３０Ｄの各支点（各他端（可動側接続部）２３２，２４２）を結ぶ直線上に、各可動側リンク２３，２４の一端２３１，２４１である可動部材軸支部（軸部材２３１１，２４１１）が重なるポイントが各可動側リンク２３，２４の思案点Ｐとなる。そして、各可動側リンク２３，２４はこの思案点Ｐを挟んだ一方側及び他方側のいずれの領域方向にも回転可能となっている。

本実施形態においても、引張コイルばね３０Ｄが思案点Ｐを挟んで、上部フレーム１２００が上方に位置している場合と下方に位置している場合とでは各可動側リンク２３，２４の向きが逆になる。このため、引張コイルばね３０Ｄは、上部フレーム１２００が平衡点よりも上方に位置している場合には、各可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を上方に付勢し、上部フレーム１２００が平衡点よりも下方に位置している場合には、各可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を下方に付勢する。

これにより、上部フレーム１２００が平衡点よりも下方に位置している場合には、各可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を下方に付勢する。このとき、引張コイルばね３０Ｄは、上記実施形態と同様に、思案点Ｐにおいて最も荷重が高く、上方向及び下方向のいずれに向かう場合も荷重が低下する設定となっている（図１９参照）。

そして、シートサスペンション機構１０００の上部フレーム１２００が平衡点付近に位置するときに、各可動側リンク２３，２４が思案点Ｐの位置になるように設定することで、上部フレーム１２００が、思案点Ｐよりも下方に変位すると、各可動側リンク２３，２４の各一端（可動部材軸支部）２３１，２４１を下方に付勢するため、それにより引張コイルばね３０Ｄによる負のばね特性が発揮されることになる。

従って、本実施形態では、磁気ばね１４２０の負のばね特性だけでなく、引張コイルばね３０Ｄによる負のばね特性も重畳される。そのため、本実施形態では、正のばね特性を発揮するトーションバー１４１１，１４１２，１４１３を３本配設し、従来よりも正方向のばね力を高く設定しているが、このような構成としても定荷重領域を作り出すことが可能となり、負荷質量のさらなる増大にも対処可能となる。また、上部フレーム１２００が、思案点Ｐよりも下方位置から上方に変位する際には、リンク機構２０Ｂの引張コイルばね３０Ｄによる負のばね特性がその動きを制動させようとするため、衝撃吸収機能も向上させることができる。

パンタグラフ用ダンパー４００は、上記のようにダンパー用係合部２３３，２４３間に掛け渡される。ここで使用可能なパンタグラフ用ダンパー４００の種類は限定されるものではないが、例えば、ＷＯ２０１８／０２５９９２号公報に開示されているシリンダ内を摺動するピストンの周囲にグリース等の粘性液体を付着させたもので、粘性減衰力に粘性摩擦力を組み合わせ、全体として高い減衰力を発揮できるダンパーを用いることができる。

また、上記実施形態で説明したシリンダ４１を摺動するピストン４２が、内側可動筒４２１と、該内側可動筒４２１の内周部に配置される内側ピストン４２２とを備えた二重構造となっている空走領域を有するダンパー４０を用いることもできる。上部フレーム１２００が平衡点付近に位置している状態がダンパー４０の空走領域となるように設定することで、平衡点付近では減衰力が小さくなり、動作範囲の終点付近、すなわち上部フレーム１２００の最上端付近及び最下端付近において最大の減衰力が発揮される。従って、平衡点付近では、ばね定数略ゼロとなるばね特性により振動吸収がなされると共に、大振幅の入力に対しては上記のダンパー１５００の作用に加えて、パンタグラフ用ダンパー４００の作用も加わり、衝撃力を緩和し、最上端付近及び最下端付近では底付き及び天付きを抑制する衝撃吸収機能を高めることができる。

１ 乗物の上部収容棚構造
１０ 収容棚
１０ｂ 収容口
１０ｃ 端壁部
１１ 固定フレーム
１１ａ 支軸
２０，２０Ａ，２０Ｂ （パンタグラフ型）リンク機構
２１，２２ 固定側リンク
２１１，２２１ 一端（固定側リンク）
２１１ａ，２２１ａ 第１の軸ピン
２１２，２２２ 他端（固定側リンク）
２３，２４ 可動側リンク
２３１，２４１ 一端（可動側リンク）
２３１ａ 第２の軸ピン
２３２，２４２ 他端（可動側リンク）
２３２ａ，２４２ａ 第３の軸ピン
３０ 弾性部材
３０Ａ 第１引張コイルばね
３０Ｂ 第２引張コイルばね
３０Ｃ 引張コイルばね
３１ 補助弾性部材
３１Ａ 第１渦巻ばね
３１Ｂ 第２渦巻ばね
４０，４００ ダンパー（パンタグラフ用）
４１ シリンダ
４２ ピストン
４２１ 内側可動筒
４２１ｄ 低摩擦部材
４２２ 内側ピストン
４２２ｃ ストリング部
４２３ ピストンロッド
１０００ シートサスペンション機構
１１００ 下部フレーム
１２００ 上部フレーム
１５００ ダンパー（シートサスペンション用）
Ｐ 思案点

Claims (8)

1. 固定部材に軸支される固定部材軸支部を有する２つの固定側リンクと、可動部材に軸支される可動部材軸支部を有する２つの可動側リンクとを備え、前記各固定側リンクの固定側接続部と前記各可動側リンクの可動側接続部とがそれぞれ回転可能に接続され、前記固定部材に対して前記可動部材を変位可能に支持するパンタグラフ型のリンク機構であって、
   前記各可動側リンクを回転方向に付勢する弾性力を付与する弾性部材と、
   前記各可動側リンクの思案点を挟み、前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域とその反対側の他方側の領域とに跨がって往復変位可能であり、
   前記弾性部材により、前記可動部材軸支部が前記一方側の領域に位置すると、前記可動部材軸支部が前記固定部材軸支部に接近する方向に前記各可動側リンクが付勢され、前記可動部材軸支部が前記他方側の領域に位置すると、前記可動部材軸支部が前記固定部材軸支部から離間する方向に前記各可動側リンクが付勢されることを特徴とするリンク機構。
2. 前記弾性部材として、前記各可動側リンク間に掛け渡される引張コイルばねを有し、
   前記各可動側リンク及び前記各固定側リンクの回転面に直交する方向から見て、前記可動部材軸支部が、前記引張コイルばねにおける前記２つの可動側リンクとの各支点間を結ぶ直線上に位置するポイントが前記思案点である請求項１記載のリンク機構。
3. さらにダンパーを有する請求項１又は２記載のリンク機構。
4. 前記ダンパーは、シリンダ内をピストンが相対運動する伸縮式であり、前記２つの固定側リンク間及び前記２つの可動側リンク間のいずれか少なくとも一方に掛け渡されている請求項３記載のリンク機構。
5. 前記ダンパーは、
   前記シリンダが、前記各固定側リンク及び前記各可動側リンクのうちのいずれかのリンクに連結される外側固定筒と、前記外側固定筒内に移動可能に設けられた内側可動筒とを有してなり、
   前記ピストンが、前記内側可動筒内に配設されると共に、前記各固定側リンク及び前記各可動側リンクのうちのいずれかのリンクに連結されるピストンロッドに支持され、
   前記内側可動筒が前記外側固定筒内を相対移動せず、前記ピストンが前記内側可動筒内を相対移動する場合に所定の減衰力を発揮する請求項４記載のリンク機構。
6. 乗物の室内上部に設けられた固定フレームに基部が軸支され、収容口が客室通路側に対峙する開放位置と前記収容口が前記開放位置よりも上方となる閉鎖位置との間で回転動作して開閉される収容棚を備えた乗物の上部収容棚構造であって、
   前記請求項１〜５のいずれか１に記載のリンク機構が、前記固定部材としての前記固定フレームと前記可動部材としての前記収容棚とを連結するリンク機構として設けられ、
   前記リンク機構は、前記収容棚の前記開放位置において、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域に位置し、前記収容棚の前記閉鎖位置において、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記他方側の領域に位置するように設けられ、
   前記収容棚の前記開放位置において、前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部に接近する方向である前記収容棚の前記開放位置方向に付勢し、前記収容棚の前記閉鎖位置において、前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部から離間する方向である前記収容棚の前記開放位置方向に付勢することを特徴とする乗物の上部収容棚構造。
7. 航空機用である請求項６記載の乗物の上部収容棚構造。
8. 車体構造とシートとの間に配置され、
   前記車体構造側に取り付けられる前記固定部材としての下部フレームに対し、前記シート側に取り付けられる前記可動部材としての上部フレームを弾性的に支持するばね機構と、
   前記上部フレームが前記下部フレームに対して上下動する際のエネルギーを吸収する減衰力を発揮するダンパーと
   を備えるシートサスペンション機構であって、
   前記ばね機構は、
   常態において前記上部フレームを前記下部フレームに対して離間する方向に付勢する線形特性を示す線形ばねと、
   固定磁石と、前記上部フレームが前記下部フレームに対して上下動することに伴って前記固定磁石との相対位置が変位する可動磁石とを備え、前記固定磁石と前記可動磁石の相対位置に応じてばね定数が変化する非線形特性を示す磁気ばねと
   を有してなると共に、
   前記下部フレームに対し、前記上部フレームを上下動可能に支持するリンク機構として、前記請求項１〜５のいずれか１に記載のリンク機構をさらに有し、
   前記リンク機構は、前記上部フレームが平衡点よりも下方に位置している場合に、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記固定部材軸支部寄りである一方側の領域に位置し、前記上部フレームが平衡点よりも上方に位置している場合に、前記２つの可動側リンクの前記可動部材軸支部が、前記他方側の領域に位置するように設けられ、
   前記上部フレームが平衡点よりも下方に位置している場合に、前記リンク機構の前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部に接近する方向である下方向に付勢し、前記上部フレームが平衡点よりも上方に位置している場合に、前記リンク機構の前記弾性部材により、前記可動部材軸支部を前記固定部材軸支部から離間する方向である上方向に付勢し、
   前記線形ばね、前記磁気ばね及び前記リンク機構の前記弾性部材を合わせた荷重−たわみ特性が、前記上部フレームの前記平衡点を含む所定の上下動範囲に対応する変位範囲において、定荷重となる特性を備えた構成であることを特徴とするシートサスペンション機構。