(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、三次元サスペンションをコンパクト、かつ、安価にすることである。又、それによって、用途の多様化と需要の増大を計ることである。そして、そのため具体的課題として、支持力の増大、摩擦の減少、生産性の向上がある。【解決手段】  本発明が上記の課題を解決するための手段は、鋼球と凹曲球面との間にスカート台を設けること、及び、バネにサラバネを利用することで支持力を増大する。又、滑り摩擦部分にグリース・リキット・ベアリングを潤滑に利用して摩擦力を低減する。又、プレス加工を多用して生産性を向上する。【選択図】図７
2007162927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼球にスカート台を付けて支持力を向上させることを特徴とする三次元サスペンション装置。
【請求項２】
鋼球とスカート台を一体のものとす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ョン装置。
【請求項３】
鋼球とスカート台を二体のものとす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ョン装置。
【請求項４】
リキット・ベアリングを滑り摩擦部分の潤滑に用いて摩擦力を減少することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、及び、第３項記載の三次元サスペンション装置。
【請求項５】
リキット・ベアリングの代りにグリース・リキット・ベアリングを利用する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ョン装置。
【請求項６】
メンテナンス時にスプレー式のグリース・リキット・ベアリングを利用することを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の三次元サスペンション装置。
【請求項７】
バネに１、又は、２以上のサラバネを用いて支持力を向上し、コンパクトにすることを特徴とする三次元サスペンション装置。
【請求項８】
互いに分離したサラバネを利用することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の三次元サスペンション装置。
【請求項９】
連結したサラバネを利用することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の三次元サスペンション装置。
【請求項１０】
プレス加工部品の組合せによってなることを特徴とする三次元サスペンション装置。
【請求項１１】
部品を溶接によってつなげて全体を単純化することを特徴とする三次元サスペンション装置。
【請求項１２】
部品を極限まで溶接で一体化し、分解不可能だが、強度化と軽量化を両立させることを特徴とする特許請求の範囲第１０項、及び、第１１項記載の三次元サスペンション装置。
【請求項１３】
微粒子の球体をグリースに混合した潤滑用のグリース・リキット・ベアリング。
【請求項１４】
ガスを混合してスプレー式にすることを特徴とする特許請求の範囲第１３項記載のグリース・リキット・ベアリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    本発明は三次元サスペンション（日本特許第１５７８２３０号：本発明者による発明）の改良に関するものである。三次元サスペンションは互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三次元の変位に同時に対応できる振動制御のためのコンパクト高強度の実体である。
【背景技術】
【０００２】    従来の技術、すなわち、三次元サスペンションは他の振動制御の方法に比べてコンパクト、かつ、高強度の実体的装置であったが、なお、遡及的に見て不十分な面もあった。その第一は、三次元サスペンションの原理である球と凹曲面との当接原理に由来する接点が点になることによる強上の問題である。又、その第二は、滑り摩擦の部分があることによる摩擦力低減の限界である。又、その第三は、バネの支持力が目的によってはなお不十分であることである。そして、その第四は高価なことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】    本発明が解決しようとする課題は三次元サスペンションの実用性を更に向上することであるが、そのために下記の諸問題を解決しなければならない。その第一は、球と凹曲面の当接原理に由来する点接点による強度上の問題である。又、その第二は、滑り摩擦部分の摩擦力低減の限界を乗り越えることである。又、その第三は、バネの支持力の増大である。そして、その第四は、安価に製作することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】    本発明が上記の課題を解決するための手段は次の通りである。第一の課題を解決するための手段は、従来の基本形である球と放物凹面との当接形式による点となる当接を面となるように改変する。そのために、球と凹曲面との間にスカート台を持たせる。第二の課題を解決するための手段は、滑り摩擦の部分にリキット・ベアリング（商品名）による摩擦力の低減を計る。第三の課題を解決するための手段は、従来のコイルバネに代えてサラバネを用いる。第四の課題を解決するための手段は、プラス加工を多用する。
【発明の効果】
【０００５】    本発明を利用することによって超コンパクトで安価な三次元サスペンションができるので、三次元サスペンションが様々な用途に利用されるようになる。建築の免震、耐震、制震などの他に車輌のサスペンション、般舶の艤装などの振動に関するあらゆる用途に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】    三次元サスペンションは三次元のバネとも言うべきものである。一般の振動は三次元の変位がほぼ同等のものが多い。ただし、地震の振動では水平方向の振巾が大きく、上下方向の振巾はほぼ半分程度のものが多い。具体例では、阪神淡路大地震で観測された最大片振巾は、南北方向約１９０ミリメートル、東西方向約１９０ミリメートル、上下方向約１３０ミリメートルである。車輌の振巾は軌道や路面の状況によって大きく異なる。今日においては道路の舗装状況も良くその振巾は大きくないことが多い。
ここで、三次元サスペンションの効果について一例を記す。互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三次元軸において、各軸
2007162927.tif 000003
％である。これによって分かることは、振動制御は三次元で行わなければ効果が小さいことが分かる。
図１は、従来の三次元サスペンションの鋼球１と放物凹曲面２との当接原理を示した図である。鋼球１はほぼ半球の凹曲球面５と放物凹曲面２とによって保持されている。これに対して、本発明による図２では、凹曲球面５によって包まれた鋼球１はスカート台６を介して凹曲球面７に接面している。この場合に鋼球１とスカート台６とは一体となっている場合と分割して接している場合とがあるが、この実施例では一体とする。面で接することで支持力が大きくなるので装置をよりコンパクトにすることが可能になる。
図３は、上記の鋼球１を包む凹曲球面５とスカート台６とスカート台の滑る凹曲球面７との部分を拡大した図である。この場合、スカート台６は凸球面の一部の形となり、かつ、スライドするので、それに接面する凹曲面は放物凹曲面ではなく凹曲球面７となる。このような状態で鋼球１とスカート台６とは保持されながら、接面８と接面９とで滑り摩擦によって作動することになる。一般に滑り摩擦は転り摩擦に比べて摩擦が大きい。潤滑油やグリース等を介した場合でもその差は残る。そこで、ここではリキット・ベアリングを利用する。リキット・ベアリングとは車のエンジンオイルに添加するもので、微粒子ベアリングを流体に混合したものである。これをエンジンオイルに添加してエンジンの回転数の向上が報告されている。又、リキット・ベアリングは市販もされている商品名である。
図４は通常の潤滑油を介して接面する機械要素の拡大図である。加工部品の面は精密に加工しても拡大して見れば荒い面をなしており、滑り摩擦では潤滑油やグリースを介していてもなお相当の摩擦が残る。
図５は、リキット・ベアリングを混合した潤滑油を利用した場合で、荒い面の凹部にリキット・ベアリングの微粒子ベアリングが埋まり、荒い面を平滑にし、かつ、微粒子ベアリングは回転も可能なので転り摩擦に準じた摩擦力に減少する。荷重の程度によって、三次元サスペンションの他の滑り摩擦部分にもリキット・ベアリング、又は、グリース・リキット・ベアリングを利用した潤滑を行う。
図６はサラバネの断面図である。従来の三次元サスペンションは反発力としてコイルバネ、油圧、空気圧、磁力などを利用したものであった。この内、固体のバネとしては主にコイルバネであったが、コイルバネは収納スペースが大きくなるので装置の小型化に限界があった。にれに対してサラバネは大きな荷重を支えるのに適している。通常、サラバネとコイルバネでは同一の荷重と伸縮とで比較した場合にサラバネは約５分の１の収納スペースに納まる。従って、サラバネを用いることにより非常にコンパクトな三次元サスペンションが実現する。
三次元サスペンションを安価に製造する一つの方法は、プレス加工を多用し、それによって出来た部品を溶接によってつなぐことである。プレス加工は金型にコストがかかるので少量生産には向かないが大量生産に適している。それで型式化を計り、一定の範囲の性能のものを部品をできるかぎり共通化することによってコストを下げることが可能である。
【実施例】
【０００７】  実施例：  凹曲球面と面で接するスカート台による重荷重支持と、グリース・リキット・ベアリングによる潤滑法と、サラバネによるコンパクト化、及び、プレス加工多用による安価性とを用いた三次元サスペンション装置。
図７は、上記の諸方法によって改良された三次元サスペンションの一実施例の断面図である。これは荷重を受けて中立状態で支持されている。支持体２３と被支持体２２との間に鋼板のプレート１９，２０，２１を利用したボルト接合で設置したものである。鋼球１にはスカート台６が一体化している。支持軸３に設けられた凹曲球面５に包まれた鋼球１は凹曲球面５との接面でグリース・リキット・ベアリングによる潤滑により滑り摩擦で回転可能である。スカート台６と接面する凹曲球面７はピストン３０と一体化しており、被支持体２２が水平方向に移動するとピストン３０は押し下げられてサラバネ３２の群を圧縮する。圧縮されたサラバネ３２の群の複元力でピストン３０は上向きの複元力を受けスカート台６と鋼球１も複元力を受ける。被支持体２２が下方に移動すると鋼球１とスカート台６を介し凹曲球面７は下方に押される。それによってピストン３０は下方に押されサラバネ３２の群を圧縮する。圧縮されたサラバネ３２の群の複元力でピストン３０は上向きの複元力を受けスカート台６と鋼球１も複元力を受ける。すなわち、水平力は中心に向って複元力を受け、下向きの力も複元力を受ける。上向きの力に対してはサラバネ３２の群は伸長して支持力が下がるので重力により複元力を受ける。従って、三次元方向の変位は全て中心に向って複元力を受けることになる。
図８は図７に示した三次元サスペンションの作動図である。（イ）から（ヘ）の６つの図のうち、（ロ）は静止状態で支持されている中立状態の断面図である。水平方向、すなわち、Ｘ，又は、Ｙ方向への変位が無く、上下方向、すなわち、Ｚ方向へｈたげ変位した状態を示したのが（イ）と（ハ）である。（イ）図は、支持体側が下方へｈだけ変位した状態を示す。（ハ）図は、支持体側が上方へｈだけ変位した状態を示す。（ホ）図は、Ｘ、又は、Ｙ方向へ支持体側がＲ変位し、上下方向、すなわち、Ｚ方向への変位が無い状態を示す。（ニ）図は、Ｘ、又は、Ｙ方向へ支持体側がＲ変位し、かつ、下方へｈだけ変位した状態を示す。（ヘ）図は、Ｘ、又は、Ｙ方向へ支持体側がＲ変位し、かつ、上方へｈだけ変位した状態を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】  三次元サスペンションの鋼球と鋼球を包む凹曲球面と放物凹曲面との当接原理を示す断面図である。
【図２】  三次元サスペンションの鋼球と鋼球を包む凹曲球面とスカート台と凹曲球面との当接原理を示す断面図である。
【図３】  図２の当接原理を拡大して示した断面の略図である。
【図４】  通常の潤滑油を介して接面する機械要素の接面の拡大図である。
【図５】  グリース・リキット・ベアリングを介して接面する機械要素の接面の拡大図である。
【図６】  サラバネの断面図である。
【図７】  改良された三次元サスペンションの一例を示す断面図である。
【図８】  図７の三次元サスペンションの作動図である。
【符号の説明】
【０００９】１  鋼球
２  放物凹曲面
３  支持軸
４  接点
５  鋼球を包む凹曲球面
６  スカート台
７  凹曲球面
８  スカート台の滑り摩擦による接面
９  鋼球の滑り摩擦による接面
１０  機械要素の拡大断面
１１  機械要素の拡大断面の凹凸の形状
１２  グリース・リキット・ベアリング
１３  サラバネの断面
１４  サラバネの外径
１５  サラバネの内径
１６  サラバネの高さ
１７  最大たわみ
１８  サラバネの厚さ
１９  被支持体側に接するボルト接合のプレート
２０  支持体側に接するボルト接合のプレート
２１  被支持体側のボルト接合のプレート
２２  被支持体
２３  支持体
２４  スライドの円盤
２５  スライドの円盤ホルダーの上面
２６  スライドの円盤ホルダーの下面
２７  スライドの円盤ホルダーの下面補強板
２８  外シリンダー
２９  内シリンダー
３０  ピストン
３１  中心バネガード
３２  サラバネ
３３  補強部材
３４  溶接部
３５  接合ボルト
３６  接合ナット
３７  スライドの円盤の端部
Ｈ  中立状態における三次元サスペンションの設置高さ
ｈ  伸縮高さ
ｈ２  鋼球のＲ偏心時におけるピストンの下降長さ
Ｒ  水平偏心距離
（イ）  Ｚ方向伸長状態
（ロ）  中立状態
（ハ）  Ｚ方向圧縮状態
（ニ）  Ｘ、又は、Ｙ方向スライド、Ｚ方向伸長状態
（ホ）  Ｘ、又は、Ｙ方向スライド、Ｚ方向中立状態
（ヘ）  Ｘ、又は、Ｙ方向スライド、Ｚ方向圧縮状態
【図１】
2007162927.tif 000004
【図２】
2007162927.tif 000005
【図３】
2007162927.tif 000006
【図４】
2007162927.tif 000007
【図５】
2007162927.tif 000008
【図６】
2007162927.tif 000009
【図７】
2007162927.tif 000010
【図８】
2007162927.tif 000011