JPH02581B2 - - Google Patents

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JPH02581B2
JPH02581B2 JP56025421A JP2542181A JPH02581B2 JP H02581 B2 JPH02581 B2 JP H02581B2 JP 56025421 A JP56025421 A JP 56025421A JP 2542181 A JP2542181 A JP 2542181A JP H02581 B2 JPH02581 B2 JP H02581B2
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support
suspension device
sphere
dimensional suspension
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Jun Toyama
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TOYAMA YOSHE
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    • E01D19/04—Bearings; Hinges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B60G99/002—Suspension details of the suspension of the vehicle body on the vehicle chassis
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/14—Ball joints; Spherical support elements

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は三次元サスペンシヨン装置に係り、
特に支持体または被支持体のいずれか一方の側に
配置された第１の構成部材の上に球体を保持し、
この球体を支持体または被支持体の他方の側に当
接して置かれた第２の構成部材の凹面ところがり
接触させ、球体と凹面との相互間に働く求心力を
利用して被支持体を支持体上に懸架できるように
した三次元サスペンシヨン装置に関する。
（従来の技術） 固定構造物などの支持体の上方空間に懸架すべ
き物体（以下被支持体という）を支持する場合で
あつて、固定構造物の側からの振動が被支持体に
直接伝ぱすることを避けるためにサスペンシヨン
装置が使用される。
また、被支持体から発生する振動が直接固定構
造物の側に伝ぱすることを防ぐためにもサスペン
シヨン装置が使用される。
この種のサスペンシヨン装置の従来のものとし
て、被支持体と支持体との間に圧縮コイルばねを
組込んだものが知られている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この圧縮コイルばねを使つたも
のはばねが伸縮する一次元方向に伝ぱされる振動
を効果的に吸収して緩衝効果をあげることができ
るが、その方向と直交する方向の振動に対しては
緩衝効果を十分にあげることができないし、ま
た、被支持体を空間中の定まつた原位置へ容易に
復帰させることもできない。圧縮コイルばねに代
えて空気圧シリンダを使用した空気ばね形式のも
のもあるが、圧縮コイルばねを使用するものと同
様、空気ばねの伸縮する方向に伝ぱされる振動の
みを吸収するにすぎず、それと直交する方向の動
きに対して被支持体は不安定状態におかれる。
これらを解決するために、被支持体の三次元方
向へ伝ぱされる振動をしや断するためにコイルば
ねを三次元方向に組合わせたものもある。けれど
も、この種のものは、コイルばねの設置個所が増
加して構造が複雑となるし、また被支持体を原位
置へ復元させて安定させることが難しい等の欠点
を有していた。
したがつて、本発明の目的は、三次元方向へ波
及する振動の影響から被支持体をしや断して支持
体の上方空間に被支持体を安定して懸架できるよ
うにしたサスペンシヨン装置を提供することにあ
る。
また、本発明の他の目的は、弾性懸架された被
支持体が原位置へ容易に復帰して姿勢の安定を容
易に保持できるようにしたサスペンシヨン装置を
提供することにある。
（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は支持体または被支持体のい
ずれか一方の側に配置された第１の構成部材と、
他方の側に配置され、凹面を備えた第２の構成部
材と、上記第１の構成部材によつて回転可能に保
持され第２の構成部材の凹面ところがり接触可能
な球体と、上記第１の構成部材または第２の構成
部材のいずれか一方を支持面上に弾性的に支持す
る弾性懸架装置と、上記第１の構成部材の外側に
摺動可能に保持され、かつ上記第２の構成部材を
ヒンヂ結合した第２の構成部材の保持装置と、上
記第２の構成部材の凹面と球体とが圧接するよう
に上記第２の構成部材を一方向に引きつける引張
装置とを備えてなるものである。
また、本発明は保持装置が第１の構成部材の外
側を摺動可能な支えシリンダを備え、この支えシ
リンダと第２の構成部材とは等長の複数のリンク
棒によつて結合され、これらのリンク棒は、両端
がユニバーサルジヨイントを介して結合され、こ
れにより第２の構成部材が球体との接触を維持し
ながら平行移動できるようになつている。
（発明の効果） このように構成された本発明によれば、支持体
上に懸架された被支持体の支持面と直交する方向
の振動は弾性支えばねによつて減衰される。ま
た、被支持体に対して支持面と平行な方向の加振
力が加わつた場合であつても、第１の構成部材と
支えシリンダとは自在結合されたリンク棒を介し
てヒンヂ結合されているから、慣性の法則により
支持面と平行な方向の加振力は被支持体に直接伝
ぱされないようになつている。また、第１の構成
部材と第２の構成部材とが支持面と平行な方向に
相対的にずれを生じた場合には、球体が第２の構
成部材の凹面上を転動するが、このとき両者面に
は求心力が働いて被支持体を原位置へ復帰させよ
うとする力が作用し、被支持体を原位置に復帰さ
せ、被支持体を安定に懸架保持することができ
る。
（実施例） 本発明をより詳細に説明するために、以下添附
図面に従つて説明する。
第１図乃至第４図に示されたように、本発明に
よる三次元サスペンシヨン装置は、球受体Ａ（第
１の構成部材）を有し、この球受体Ａは弾性懸架
装置１を介して固定構造物としての支持体ａの上
に弾性的に懸架されている。上記球受体Ａの上部
には、回転可能に保持された球体２を介して座板
Ｂ（第２の構成部材）が搭載されている。上記座
板Ｂの下面には凹面３が形成され、この凹面３は
好ましくは中心軸に関して対称な内側回転放物面
によつて形成されているが、これに限定されるも
のではなく、中心軸に収れんする内側回転面であ
ればよい。上記球体２は球受体Ａを介して弾性懸
架装置１のばね力によつて上方へ押し上げられ、
球体２が凹面３に対して押し付けられるとき、球
体２は凹面３の中心に向う求心力を受け、球体２
の中心と凹面３の中心とが合致した位置で両者は
安定しようとする。
また、上記座板Ｂは剛性材料によつて平面形状
がほぼ正方形状に形成され、被支持体ｂが、当接
する支持面６を上方に備えている。
一方、上記球受体Ａは半球状のソケツト孔７を
上面に備えた支持ヘツド８を有し、球体２は上記
ソケツト孔７内で回動できるように支持されてい
る。上記支持ヘツド８の下面中央部には下方に向
つて延出するロツド９が固着され、その下端には
ストツパ９ａが固着されている。さらに、上記支
持ヘツド８の下端周縁にはうす肉円筒形の案内ピ
ストン１０が一体的に固着され、この案内ピスト
ン１０は支持シリンダ１１内に軸方向へ摺動可能
に嵌入されている。
上記球受体Ａの支持ヘツド８と支持体ａとの間
には圧縮コイルばね形式の弾性支えばね１３が介
装され、上記弾性支えばね１３の内側には筒部材
１２が同心的に配置されている。この筒部材１２
は、その下端が支持体ａに対して固着されると共
に、その上端板１２ａを貫通するようにして前記
ロツド９が挿入されている。ロツド９の先端には
ストツパ９ａが設けられていて、このストツパ９
ａが上端板１２ａと当接することにより球受体Ａ
の上昇限界位置を規制するようになつている。
しかして、前記座板Ｂと前記支持シリンダ１１
とは平行リンク機構を構成する４本の支持リンク
１４によつてヒンヂ連結されている。これらの支
持リンク１４の下端は、支持シリンダ１１のフラ
ンジ１６に対してユニバーサル接手１５を介して
結合される一方、これら支持リンク１４の上端は
同様にしてユニバーサル接手１８を介して座板Ｂ
の下面に結合されている。上記４本の支持リンク
１４の接合端は、第１図から明らかなように、正
方形の頂点に相当する位置に配置され、その結
果、座板Ｂはその支持面６の水平を維持しながら
第１図におけるＸ軸とＹ軸を含む水平面内のあら
ゆる方向へ動くことができる。
一方、上記支持シリンダ１１のフランジ６の下
面からは４本の引張ロツド１９がそれぞれ垂直に
延出し、これらの引張ロツド１９の軸端にはスプ
リング受２０が固着されている。上記スプリング
受２０は、端壁２３を有する固定シリンダ２４内
に収容されており、この固定シリンダ２４はその
下端が支持体ａの支持面に対して固着されると共
に、上記支持シリンダ１１の周面に外接するよう
に４個配置されている。その結果、支持シリンダ
１１は、シリンダの軸方向のみの運動を許容され
半径方向の動きは拘束されることになる。
また、上記スプリング受２０と端壁２３との間
には引張スプリング２１が介装され、引張ロツド
１９を下方へ引張り、したがつてて支持シリンダ
１１を支持体ａの方へ引き寄せ、支持リンク１４
を介して座板Ｂを球体２に圧接させる。
本発明は以上のように構成されているから、座
板Ｂの上に被支持体としての物体ｂを載せると物
体の重量に応じて弾性支えばね１３を圧縮して座
板Ｂが下降し、物体による重量と弾性支えばね１
３のばね力とが平衡したところで座板Ｂは停止す
る。第５図乃至第７図は弾性支えばね１３のＸ・
Ｙ方向の伸縮がなくＺ方向へ伸縮した場合を比較
したものであり、第５図は大荷重の下に座板Ｂが
最下位にある状態、第６図は中荷重の下に座板Ｂ
が中央にある状態、第７図は小荷重の下に座板Ｂ
が最上位にある状態をそれぞれ示している。そし
て、これらの状態は、いずれも支持体と被支持体
との間にＸ・Ｙ方向の外力が作用しないために、
球体２は凹面３の中心と合致する位置を保持され
ている。
次に支持体ａと被支持体ｂとの間にＸ・Ｙ方向
の加振力が作用して両者が相対的にずれようとす
る場合を第８図および第９図を参照して説明す
る。第８図は、球体２と凹面３の中心がＸ方向へ
Ｒだけずれた場合を示しており、この場合には球
体２が凹面３をころがる間に球体２はＺ方向へｈ
だけ押し下げられ、その分だけ弾性支えばね１３
を圧縮することになる。そして球体２は弾性支え
ばね１３のばね力の作用を受け、凹面３との接触
面を矢視Ｐ方向へ垂直に押圧し、この押圧力のＸ
方向への分力Pxが求心力として作用し、球体２
が凹面３の中心と一致する方向の求心力を受けて
第９図に示したように原位置へ復原することにな
る。
なお、Ｘ・Ｙ方向に関する球体２の中縮範囲
は、第１図のＯ（Ｘ＝０、Ｙ＝０）を中心とした
半径Ｒ＝√2＋2の範囲である。
しかして、上記実施例においては、第１の構成
部材Ａを弾性支えばね１３によつて支持面上に弾
性懸架したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、第１の構成部材Ａを支持体または被支持
体に対して一体的に固定する一方、第２の構成部
材Ｂの方に弾性支えばね１３を配置して第２の構
成部材を支持面上に弾性懸架しても良い。
次に第１０図乃至第１２図を参照して本発明に
よるサスペンシヨン装置の具体的使用例について
説明する。
すなわち、第１０図に示した例は、建築物など
の直方体状の物体を４個のサスペンシヨン装置３
２を使つてグランド３１上に支持した例である。
また、第１１図に示した例は、高層建築物など
のように背丈の高い物体３４をピツト３３内にサ
スペンシヨン装置３２を使つて支持した例であ
り、この場合には、物体３４の底面と側面の両方
にサスペンシヨン装置３２がセツトされている。
さらにまた、第１２図に示した例は、複数個の
橋けた３５を橋脚３６の上に架設し、橋けた３５
と橋脚３６との間および橋脚３６とグランド３７
との間にサスペンシヨン装置３２をセツトした例
を示している。
本発明はこれらの使用例のほか、鉄道車両や自
動車などの台車と車体との間に組込んで車体の防
振効果を得る場合にも好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるサスペンシヨン装置の一
実施例を示した平面図、第２図はサスペンシヨン
装置の側面図、第３図は第２図の−線に沿う
横断面図、第４図は第１図の−線に沿つて切
断して示したサスペンシヨン装置の縦断面図、第
５図乃至第９図は種々の荷重条件下にあるサスペ
ンシヨン装置を示した縦断面図、第１０図乃至第
１２図は本発明によるサスペンシヨン装置の具体
的な使用例を示した説明図である。 Ａ……球受体、１……弾性懸架装置、２……球
体、３……凹面、Ｂ……座板、７……ソケツト
孔、８……支持ヘツド、１１……支持シリンダ、
１９……引張ロツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体または被支持体のいずれか一方の側に
    配置された第１の構成部材と、他方の側に配置さ
    れた凹面を備えた第２の構成部材と、上記第１の
    構成部材によつて保持され第２の構成部材の凹面
    ところがり接触可能な球体と、上記第１の構成部
    材または第２の構成部材のいずれか一方を対向す
    る支持面上に弾性的に支持する弾性懸架装置と、
    上記第１の構成部材の外側を摺動可能に保持さ
    れ、かつ上記第２の構成部材をヒンヂ結合した第
    ２の構成部材の保持装置と、上記凹面と球体とが
    圧接するように上記第２の構成部材を一方向に引
    きつける引張装置とを備えてなる三次元サスペン
    シヨン装置。 ２ 上記第２の構成部材の凹面は、中心軸に関し
    て収れんする回転放物面であることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載の三次元サスペンシヨ
    ン装置。 ３ 上記第１の構成部材は、半球状のソケツト孔
    を備えた支持ヘツドと、この支持ヘツドと一体に
    形成された円筒状の案内ピストンとを有し、上記
    球体が上記ソケツト孔内で回動可能に保持される
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の三次元サスペンシヨン装置。 ４ 上記弾性懸架装置は、上記第１の構成部材と
    支持体または被支持体の支持面との間に組込まれ
    たコイルばね形式の弾性支えばねからなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の三次元サ
    スペンシヨン装置。 ５ 上記第１の構成部材の支持ヘツドからロツド
    が延出され、このロツドの先端にストツパが設け
    られていて第１の構成部材の上昇位置を制限する
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第４
    項記載の三次元サスペンシヨン装置。 ６ 上記第２の構成部材の保持装置は、上記第１
    の構成部材の案内ピストンの外側に軸方向へ摺動
    可能に嵌め込まれた支持シリンダと、この支持シ
    リンダと上記第２の構成部材との間をヒンヂ結合
    する少なくとも３本の支持リンクとを備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
    三次元サスペンシヨン装置。 ７ 上記支持リンクは、等間隔をおいて配置され
    た等長の４本のリンク棒によつて構成されている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
    三次元サスペンシヨン装置。 ８ 上記支持リンクのリンク棒の両端は、ユニバ
    ーサル接手を介して上記第２の構成部材および支
    持シリンダに対して結合されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第７項に記載の三次元サスペ
    ンシヨン装置。 ９ 上記支持シリンダの外側には、複数個の固定
    シリンダが外接するようにして配置され、支持シ
    リンダの軸方向のみの動きを許容し、半径方向へ
    の動きを拘束するようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第８項に記載の三次元サスペンシヨ
    ン装置。 １０ 上記引張装置は、一端を支持シリンダのフ
    ランジに結合され、上記固定シリンダ内に延出す
    る引張ロツドと、この引張ロツドに作用して第２
    の構成部材を球体に向つて引きつける引張スプリ
    ングとからなることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の三次元サスペンシヨン装置。
JP56025421A 1981-02-25 1981-02-25 Three order suspension Granted JPS57140939A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56025421A JPS57140939A (en) 1981-02-25 1981-02-25 Three order suspension
ZA821180A ZA821180B (en) 1981-02-25 1982-02-23 Three-dimensional,self-centering,elastic-bearing,support device
US06/433,134 US4496130A (en) 1981-02-25 1982-02-24 Support device
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EP82900571A EP0072869B1 (en) 1981-02-25 1982-02-24 Suspension device
IN151/DEL/82A IN157715B (ja) 1981-02-25 1982-02-24
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