JP2676559B2 - 防振機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、自動車等の座席・建造物・内燃機関・回
転機関・工作機械・精密機械・測定機械等で使用する防
振機構に関するものである。

（ロ）従来の技術 従来、乗用車・トラック・電車・建設機械等の運転席
等の座席では、主としてコイルばねを基本とした防振機
構を用いていた。

一般建造物・原子力施設・タンク・プラント施設等の
各種建造物では、防振ゴム・オイルダンパー等を利用し
た防振機構を用いていた。

内熱機関・回転機械・工作機械・精密機械・測定機械
等でも、各種ばね・防振ゴム・オイルダンパー等を利用
した防振機構を用いていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 従来の自動車等の座席に用いていた防振機構では、十
分な防振効果を上げることはできなかった。このため、
例えば大きな振動が絶えず発生するトラック・建設機械
等の運転席に座っている運転手に大きな振動が伝わり、
運転手に不快感を与えがちであった。ひどいときには、
運転手に腰痛等を起こさせることさえあった。更に、自
動車等が急停車をしたり事故を起こしたりしたときに
は、座席に座っている人に大きな衝撃を与えたり危害を
加えたりした。

従来の建造物に使用している防振機構にしても、防振
効果を上げることは十分にはできなかった。例えば地震
が起きたりしたときに建造物が損傷を受けたりした。高
度情報社会になって建物内にはたくさんのコンピュータ
・OA機器・通信施設等が収納されている。もし大地震に
よってそれらの機能が破壊・停止等をしてしまったら、
社会的にも大きな問題となってしまう。また、原子力施
設・燃料タンク等で事故が起きたりしたら、大事件にな
ってしまいかねない。

そのほか、内熱機関・回転機関・工作機械・精密機械
・測定器械等で使用している防振機構も、十分な防振効
果を上げることはできなかった。このため、振動が工作
精度・測定精度等に悪影響を与えたり、騒音等の公害を
引き起こしたりした。

この発明が解決しようとする課題は、極めて高度の防
振効果を上げることができる防振機構を提供する点にあ
る。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明に係る防振機構は、以上のような課題を解決
するものであって、次のようなものである。

すなわち、第１基板１に沿わせた状態にして第１基板
１に対しシリンダー17を平行に配置し、第１基板１に対
してシリンダー17がシリンダー17の軸方向に直線的往復
動をするようにガイドするガイド機構を第１基板１とシ
リンダー17との間に設け、また互いを連結したピストン
18とロッド19とをシリンダー17内において長手方向へ設
けてシリンダー17・ピストン18及びロッド19でオイルダ
ンパー16を形成し、そして前記第１基板１と前記ガイド
機構との間に、両者に直交させた状態にしてしかも両者
のうちの少なくとも一つとの間において固定せずにボル
ト８を架け渡して取り付けることで両者がボルト８を中
心にして相対的に回転できるようにし、しかもロッド19
に対し取付棒21を直交状態にして取付棒21の一端をロッ
ド19に取り付け、取付棒21の外径より大きな開口部を取
付棒21の位置においてシリンダー17に設けてその開口部
を介して取付棒21の他端側をシリンダー17外へ出した防
振機構である。

また．その防振機構において、前記第１基板１を下位
に置いて水平に配置し、前記オイルダンパー16と前記ガ
イド機構とを第１基板１上に配置し、しかも前記取付棒
21を垂直上方へ向けて設け、取付棒21の上端に上の第２
基板30を取り付けたものとしたものである。なお、この
ものにおいては、上の第２基板30を下位にして前記の下
位の第１基板１が上位になるように、第１基板１と第２
基板30とを上下逆にして使用してもよい。

（ホ）作 用 この発明に係る防振機構は、次のようにして防振作用
をする。すなわち、この防振機構において、第１基板１
に振動が加わった場合は、オイルダンパー16を残したま
まオイルダンパー16と第１基板１との間にあるガイド機
構にガイドされ、第１基板１が往復動することで、オイ
ルダンパー16への振動の伝達がカットされてしまう。こ
のとき、オイルダンパー16に大きな荷重が掛かってガイ
ド機構との間に大きな摩擦力が発生したりしていて、こ
のため第１基板１がスムースには往復動をしないことが
ある。スムースに往復動をしないときは、その分オイル
ダンパー16自身の振動吸収機構が働いて振動を吸収して
しまう。すなわち、オイルダンパー16を残したまま第１
基板１が往復動しようとする現象とオイルダンパー16の
振動吸収作用との相乗作用によって、効果的に振動を吸
収してしまうのである。

なお、振動は、第１基板１に対しオイルダンパー16の
斜めの方向に加わることがある。斜め方向の振動の場合
は、振動の分力に応じた距離だけ第１基板１が往復動を
したり、オイルダンパー16がその分力に応じた振動吸収
作用をしたりすることになる。

第１基板１を下位に置いて水平に配置し、オイルダン
パー16とガイド機構とを第１基板１上に配置し、しかも
取付棒21を垂直上方へ向けて設け、その取付棒21の上端
に上位の第２基板30を取り付けたものとした場合は、そ
の第２基板30上に自動車等の座席・建造物・各種機械等
を乗せて使用するのが普通である。このようにした場
合、もし振動が基板１に加わるのであれば、同じく前述
のとおりの振動吸収作用をして、第１基板１に加わる振
動が第２基板30上のものへ伝わらないようにする。な
お、振動発生源を第２基板30上に配置した場合に、第１
基板１側への振動伝達がカットされる作用は、以上の説
明から明らかであろう。

この防振機構の使用場所・使用状況によっては、オイ
ルダンパー16から見て第１基板１又は第２基板30に斜め
方向の振動が加わることがある。オイルダンパー16とガ
イド機構とを、第１基板１又は第２基板30に対して回転
できるように取り付けたものとしておいたら、斜め方向
の振動があった場合は、オイルダンパー16やガイド機構
を残したまま、それらに対し第１基板１や第２基板30だ
けが回転しようとする。このため、防振機構によじれの
力が加わらない。したがって、防振機構に損傷を与えた
り防振作用に悪影響を及ぼしたりしない。

（ヘ）実施例 実施例１ 第１図、第２図、第３図及び第４図は、この発明の実
施例１を示している。第１図は分解斜視図、第２図は第
１図のものを組み立てた状態を示す斜視図、第３図は第
２図のものの縦断面図、第４図は実施例１のものの１使
用例を示す斜視図である。

１は第１基板を示している。第１基板１には細長い貫
通穴２をあけている。

別体の細長いレール３を用意している。レール３は細
長い直方体状のものとしていて、長手方向の両側面にＶ
溝４をそれぞれ切っている。レール３の中央には上下方
向のボルト穴５をあけ、ボルト穴５の下方部分に円形の
くぼみ６を設けている。そのくぼみ６にベアリング７を
はめ、ボルト８を上方からボルト穴５へ通してその下方
部分を第１基板１の貫通穴２に通した後に、その下端に
ナット９をねじ込んで、レール３を第１基板１に取り付
けている。このとき、ボルト８が第１基板１の貫通穴２
内を前後動できることで、レール３は前後動できるほ
か、くぼみ６にはめたベアリング７のためにボルト８を
中心にして水平方向の回転もできるようになっている。

別体のガイド10を二つ用意している。ガイド10は方形
のものとして、下面には二つのガイド片11を下方へ向け
対向させて平行に設けている。各ガイド片11の内面に
は、レール３の左右のＶ溝４にちょうどはまる形状とし
た突条を対向させてそれぞれ設けている。それらの突条
をＶ溝４にはめた状態にして、二つのガイド10をレール
３上に取り付けている。なお、ガイド10の内面にはベア
リングをはめ、ガイド10の滑りがよくなるようにしてい
る。そして、ガイド10の左右には、上方へ向けて２本ず
つのボルト12をそれぞれ取り付けている。

別体の支持板13を用意している。支持板13は方形のも
のとして、左右前後の８か所にボルト穴14をそれぞれあ
けている。それらのボルト穴14に、ガイド10に取り付け
たボルト12を下方からそれぞれ通した状態にし、それら
の上端にナット15をそれぞれねじ込んで、支持板13の下
面の前後に二つのガイド10をそれぞれ取り付けている。

支持板13の上面中央には、長手方向にオイルダンパー
16を一体に取り付けている。オイルダンパー16は、シリ
ンダー17の内部左右にピストン18を配置し、左右のピス
トン18をロッド19で連結した構造のものとしている。シ
リンダー17の中央上部には、上方へ向けて短いパイプ20
をねじ込んで取り付けている。ロッド19の中央に、その
下端を取り付けて垂直に配置した取付棒21の、その上方
部分をパイプ20から上方へ突出させている。パイプ20の
内径は取付棒21の外径よりやや大きいものとしている。

別体の保持板22を用意している。保持板22の中央に
は、オイルダンパー16に取り付けたパイプ20がちょうど
はまる穴23をあけている。穴23の上方部分に、円形のく
ぼみ24を形成している。そして、保持板22の上面の左右
には、上方へ向け立てた状態にして支持棒25を取り付け
ている。支持棒25の上端に、磁石26をそれぞれ取り付け
ている。保持板22の穴23にパイプ20を通した状態にし
て、くぼみ24内にベアリング27をはめる。ベアリング27
上においてパイプ20の上端にキャップ28をねじ込み、ベ
アリング27を押さえると同時に、オイルダンパー16に対
し保持板22を取り付けている。そして、取付棒21の上方
部分にナット29をねじ込んでいる。

広い平板状とした上の第２基板30に穴31をあけ、穴31
の下方にくぼみを設けている。そのくぼみにベアリング
32をはめ、取付棒21の上方部分をベアリング32内に通し
て穴31から上方へ出した状態にする。そして、第２基板
30の上からワッシャー33をはめ、ワッシャー33の上から
ナット34をねじ込んで、取付棒21の上端に第２基板30を
取り付けている。また、保持板22の左右の磁石26の各上
方位置において、第２基板30にそれぞれ穴35をあけてい
る。そして、それらの穴35に下方から支持棒36をそれぞ
れ通して、ナット37で締め付けている。支持棒36の下端
にはそれぞれ磁石38を取り付け、それらの磁石38と保持
板22の磁石26とをそれぞれ吸着させている。

以上のようにして組み立てたものにおいては、第３図
から明らかなように、下の第１基板１と上の第２基板30
との間に一定の間隔があいている。そして、以上に示し
た機構の左右に、上の第２基板30に掛かる荷重を支える
支柱39をそれぞれ取り付けている。支柱39の各下端を下
の第１基板１に取り付けている。支柱39の上方部分は円
筒40に形成し、円筒40の内部にゴム41をはめている。支
柱39の上端に球42を取り付け、球42を上の第２基板30の
下面に接触させて、第２基板30を支持させている。

以上に示した防振機構は、建造物・各種機械等に広く
使用できるが、自動車・建設機械等の座席に使用した例
を第４図により説明する。第４図に示したものにおいて
は、下の第１基板１と上の第２基板30との間に第２図〜
第３図に示したものの４組を方形に配置している。第４
図のものの防振作用について説明する。なお、上の第２
基板30自身の重量及び第２基板30に掛かる重量は、主と
して各支柱39で支えさせている。そして、上下方向の振
動は支柱39のゴム41で吸収させるようにしている。

まず、第１基板１に前後方向の振動が加わった場合を
考える。第１基板１に前後方向の振動が伝わると、平行
状態にある左右２組の防振機構においては、オイルダン
パー16等を残したまま、二つのガイド10の中をレール３
が前後に滑る。すなわち、第１基板１自身が前後に滑る
ことで、ガイド10より上方へ振動を伝えないようにす
る。ただし、レール３にかなりの重量が掛かっていてガ
イド10とレール３との間に摩擦力が発生している。この
ため、レール３の振動がその摩擦力を介してガイド10へ
伝わって、ガイド10・シリンダー17等を同時に振動させ
がちとなる。しかし、シリンダー17がガイド10と共に長
手方向に振動しようとしても、オイルダンパー16の振動
吸収機構が働いて振動をほとんど吸収し、それより上方
へ伝えないようにする。すなわち、オイルダンパー16を
残したまま第１基板１だけが前後動しがちになること
と、オイルダンパー16の振動吸収作用が働くこととの相
乗作用によって、極めて効果的に振動をカットし、上の
第２基板30へ伝えないようにするのである。

なお、この振動は、左右の防振機構と直交する状態に
ある前後２組においては、直交する方向の振動となる。
しかし、前述のとおり、その振動は、左右２組の防振機
構がほとんど吸収してしまってごく小かいものとなって
いる。そして、前後２組の防振機構においては、ボルト
８が第１基板１の貫通穴２にはまった状態で第１基板１
だけがごく僅かの距離だけ前後に動くことで、その小さ
い振動をレール３より上方へ伝えないようにする。

第１基板１に前後方向の振動が加わった場合の防振作
用は、以上のとおりである。左右方向に加わった場合の
防振作用は、以上の説明から明らかであろう。

ところで、振動は第１基板１の前後方向・左右方向に
だけ加わるとは限らず、斜め方向に加わることもある。
斜め方向に加わった場合は、前後左右４組の防振機構に
振動の各分力が伝わる。各防振機構は、伝わってきた各
分力を、前述の防振作用によってそれぞれ吸収してしま
う。したがって、同じようにして、振動は上の第２基板
30にほとんど伝わらない。

しかも、以上のものにおいては、レール３・オイルダ
ンパー16等が一体となって第１基板１に対し回転できる
ようになっている。また、レール３・オイルダンパー16
等は、保持板22や上の第２基板30に対しても回転できる
ようになっている。斜め方向の振動が第１基板１に加わ
った場合は、レール３・オイルダンパー16等を残したま
ま第１基板１が回転し、防振機構によじれの力を及ぼさ
ないようにする。たとえ僅かでもよじれ力が及んだ場合
でも、今度は防振機構自身が回転して、上の基板30へよ
じれ力を及ぼさないようにする。このため、装置の安全
性が保てる上、効果的な防振作用をすることができる。

オイルダンパー16上に保持板22を乗せ、保持板22上の
左右位置において、支持棒25・磁石26・磁石38・支持棒
36で上の第２基板30との間を支持させるようにしたの
は、次の理由による。取付棒21だけで支持するようにし
た場合は、取付棒21に集中的に大きな荷重が掛かり、取
付棒21・ロッド19等が変形したりするおそれがある。そ
れらが変形したりすれば、オイルダンパー16が正常に作
動しなくなるからである。

磁石26・磁石38を使用し、第２基板30と保持板22とを
磁石の吸着力で連結するようにしたのは、次の理由によ
る。第２基板30には大きな荷重が掛かって、保持板22と
オイルダンパー16との間に大きな摩擦力が発生している
場合、斜め方向の振動が加わったときに、両者の間が滑
らずに一体となって回転してしまうことが考えられる。
その振動が磁石26と磁石38との吸着力に打ち勝つような
大きなものであった場合は、磁石26と磁石38との間が滑
って相対的に回転するようにしているのである。すなわ
ち、極めて過大な衝撃が掛かった際の安全弁とするため
の機構である。

なお、第２基板30と保持板22との間を磁石の吸着力で
連結するようなことはせずに、両者をボルト等で一体に
連結するようにしてもよい。

次に、第４図に示したもので行った防振効果について
の検査の結果を、第１表として示す。一つの検査器の検
査針先端を第１基板１へ密着させた状態にした。そし
て、別の検査器の検査針先端を第２基板30へ密着させた
場合、第２基板30から0.5mm離した場合及び1mm離した場
合の三つのケースについて、第１基板１へ衝撃力を加え
たときに第２基板30側の検査器へ伝わった力の大きさを
測定した。なお、表示した力の数値は概数である。

第１表から次のことが分かる。すなわち、第１基板１
へ加えられた衝撃力のうち第２基板30へ伝わったのは、
わずか１パーセント以下である。しかも、第１基板１へ
大きな衝撃が加わっても、防振機構がほとんど吸収して
しまい、第２基板30へはわずか１ミリメートル以下の振
幅の振動しか伝わらない。

実施例２ 第５図及び第６図はこの発明の実施例２を示してい
る。第５図は実施例２の要部を示す分解斜視図、第６図
は第５図に示したものを組み立てた状態を示す縦断面図
である。実施例２のものは、実施例１のものと比べ、ガ
イド機構が異なりしかも保持板22を省略した点が異なっ
ている。

レール３は単なる直方体の細長いものとし、実施例１
と同じようにボルト８で第１基板１に取り付けている。
そして、ガイド10としては一つだけを使用してレール３
上に乗せ、左右のガイド片11でガイド10の左右側面を押
さえさせている。しかも、ガイド10の中央には上方から
雌ねじ穴43をあけ、雌ねじ穴43の上方部分を円形のくぼ
み44としている。そのくぼみ44にベアリング45をはめる
ようにしている。

ガイド10の中央には、水平方向に円形の貫通穴46をあ
け、貫通穴46に細長い円形のロッド47を通している。そ
して、ロッド47の両端とレール３の両端とを連結板48で
それぞれ連結して固定している。

ガイド10のくぼみ44にベアリング45をはめた後、支持
板13の中央に下方へ向けてボルト49を挿入し、ボルト49
の下方部分をベアリング45に通しガイド10の雌ねじ穴43
にねじ込む。このようにして、ガイド10に対して支持板
13を回転できるように取り付けている。それから、支持
板13の上にオイルダンパー16を固定している。

保持板22は使用せずに、オイルダンパー16の左右上方
に支持棒25をそれぞれ取り付け、支持棒25の上端に磁石
26をそれぞれ取り付けている。なお、オイルダンパー16
の中央には、パイプ20を取り付けていない。

その他の構成は実施例１と同じである。そして、実施
例２のものが奏する作用は、実施例１のものと基本的に
は同じである。

ただし、実施例２のものにおいては、レール３が第１
基板１に対しボルト８を中心にして回転できるようにな
っているほか、支持板13・オイルダンパー16もボルト49
を中心にしてレール３・ガイド10に対し回転できるよう
になっている。このため、振動発生源を第１基板１側に
配置してしかも基板１に斜め方向の振動が加わった場合
には、ガイド10・レール３等を残したまま第１基板１が
回転しながら、更には支持板13・オイルダンパー16等を
残したままガイド10・レール３等が回転しながら、よじ
れの力を上方へ伝えないようにする。なお、振動発生源
を第２基板30側へ配置してしかも第２基板30に斜め方向
の振動が加わった場合の振動吸収作用は、以上の説明か
ら明らかであろう。

また、機構的にはガイド10より下の部分と支持板13よ
り上の部分とが別々になっている。したがって、どちら
かの部分が故障したり損傷を受けたりした場合には、故
障したりした方だけを取り替えれば済むことになる。

（ト）発明の効果 この発明に係る防振機構においては、「（ホ）作用」
の欄で説明したような振動吸収作用をして、極めて効率
的に振動を吸収してしまう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１を示す分解斜視図、第２図
は第１図のものを組み立てた状態を示す斜視図、第３図
は第２図のものの縦断面図、第４図は実施例１の１使用
例を示す斜視図、第５図は実施例２を示す分解斜視図、
第６図は第５図のものを組み立てた状態を示す斜視図で
ある。 １……第１基板、３……レール 10……ガイド、16……オイルダンパー 17……シリンダー、18……ピストン 19……ロッド、21……取付棒 30……第２基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 9/26 Ｆ１６Ｆ 9/26 15/02 8312−3Ｊ 15/02 Ｆ Ｆ１６Ｍ 7/00 Ｆ１６Ｍ 7/00 Ｃ (56)参考文献 特開 昭55−94044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−49028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9082（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−115645（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−3704（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１基板（１）に沿わせた状態にして第１
   基板（１）に対しシリンダー（17）を平行に配置し、第
   １基板（１）に対してシリンダー（17）がシリンダー
   （17）の軸方向に直線的往復動をするようにガイドする
   ガイド機構を第１基板（１）とシリンダー（17）との間
   に設け、また互いを連結したピストン（18）とロッド
   （19）とをシリンダー（17）内において長手方向へ設け
   てシリンダー（17）・ピストン（18）及びロッド（19）
   でオイルダンパー（16）を形成し、そして前記第１基板
   （１）と前記ガイド機構との間に、両者に直交させた状
   態にしてしかも両者のうちの少なくとも一つとの間にお
   いて固定せずにボルト（８）を架け渡して取り付けるこ
   とで両者がボルト（８）を中心にして相対的に回転でき
   るようにし、しかもロッド（19）に対し取付棒（21）を
   直交状態にして取付棒（21）の一端をロッド（19）に取
   り付け、取付棒（21）の外径より大きな開口部を取付棒
   （21）の位置においてシリンダー（17）に設けてその開
   口部を介して取付棒（21）の他端側をシリンダー（17）
   外へ出した防振機構。
2. 【請求項２】前記第１基板（１）を下位に置いて水平に
   配置し、前記オイルダンパー（16）と前記ガイド機構と
   を第１基板（１）上に配置し、しかも前記取付棒（21）
   を垂直上方へ向けて設け、取付棒（21）の上端に上の第
   ２基板（30）を取り付けたものとした、請求項１記載の
   防振機構。
3. 【請求項３】前記の上の第２基板（30）を下位にして前
   記の下位の第１基板（１）が上位になるように、第１基
   板（１）と第２基板（30）とを上下逆にしたものとし
   た、請求項２記載の防振機構。