JPH01182644A

JPH01182644A - 防振支持装置

Info

Publication number: JPH01182644A
Application number: JP403688A
Authority: JP
Inventors: Motoyasu Nakanishi; 幹育中西
Original assignee: KIYUUBITSUKU ENG KK
Current assignee: KIYUUBITSUKU ENG KK
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-20
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2774980B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、撮動発生源、例えば原動機等からの振動伝達
や、或は、振動を嫌う機器、例えば精密測定器等への扇
動伝達を防止する防振支持装置に関するものである。

従来の技術従来の防振支持Ｈ置は弾性部材を用いており、この弾性
による変形で振動を吸収するよう構成されている。

このような従来装置においては、弾性変形の復元力が新
たな振動波を発生せしめる事が多く、このような復元力
による反発弾性を低減せしめる事はなかなか困難である
。

このため、本出願人は、弾性材料で中空に作った外筐内
にゲル状物質を密閉封入するとともに、この外筐の上下
に取り付けた台枠閏に印加される荷重を、該外筐とゲル
状物質とで受けるように構成した防振支持装置を特願昭
５９−２２８６３８号（特開昭６１−１０５３１８号）
として、また、ゲル状物質を柱状に成形し、これをベロ
ーズ内に内装したものを特願昭６１−１０６０３２号（
特開昭６２−２８１７２８号）として、出願に及んでい
る。

発明が解決しようとする問題点一般に、防振支持装置は、その共振点が低イ、共振倍率
が小さいのが求められており、共振点を下げるには、理
論的には、許容範囲内で防振支持装置への負荷荷重を上
げるか、さもなくは、防振支持装置自体のバネ定数を下
げることで解決される。

しかし、ゲル状物質を用いた上述の防振支持装置でも、
前者にあっては、ゲル状物質自体の荷重−歪み特性が途
中から線形性を失い急カーブするため、縦軸に共振点を
とり、横軸に負荷荷重をとった共振点−負荷荷重の特性
は下に凸の曲線となり、共振点を低くと云う要請に対し
限界を示す。

また、後者にあっては、ベローズ自体が一般に高価であ
るとともに、そのバネ定数の設計に比較的多くの制約と
実際に作ってみないと分からないと云う問題があり、内
部のゲル状物質のバネ定数が途中から急上昇すると云う
共振点を下げるための阻害因子を内在していることに変
わりなかった。

問題を解決するための手段したがって、上記問題点を解決するために、本発明防振
支持装置は、主荷重方向に沿う壁面をそれぞれに形成し
た基台と受台とを、互いの壁面が対向する壁面として適
当ｒｖＩ隔離れるが、主荷重方向においては一部が重な
り合うよう、主荷重方向において対極的に配置し、該壁
面間にゲル状物質を両壁面に接触させるようにして介装
するとともに、基台と受台との間にはバネ部材をも介装
して一体化し、基台と受台との主荷重方向での相対ズレ
はバネ部材の変形と同時にゲル状物質のせん断方向での
変形をも伴うようにしたことを特徴とする。

作用バネ部材は、その弾性で、防、振支持装置の基礎的抵抗
力を設定し、対象物の静圧の多くを受け、ゲル状物質へ
の負担を軽減する。また、基台、受台の相対運動はバネ
部材の変形と同時にゲル状物質の変形を生ずる。ゲル状
物質の変形はせん断方向のものであって、荷重−歪み特
性が線形性を失わず、バネ定数の急上昇をもたらさない
ため、負荷荷重上げて共振点を下げることに支障がない
。

それでいて、ゲル状物質の変形は、内部摩擦を生じて振
動エネルギーを消費、吸収してしまうから、共振倍率も
小さくできる。

実施例次ぎに、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図において、１は基台、２は受台、３はゲル状物質
、４はバネ部材たるコイルバネである。

基台１は有底円筒状を呈していて、その円周壁には排気
口５が明けられている。また、受台２は円柱に円板を乗
せたような二段の円柱状を呈している。そして、ゲル状
物質３は円筒状を呈していて、基台１の上端内周面と受
台２の下端外周面とにその内外側面が粘着ないし接着さ
れて架は渡されている。

したがって、この例では、適当間隔離れるが、主荷重方
向においては一部が重なり合う互いが対向する壁面とし
て、基台１の内周面と受台２の外周面とがそのそれぞれ
に相当する。

また、コイルバネ４は、基台１及び受台２に刻設された
円満１０．２０内に嵌め入れられて、受台２の底を支え
るべく基台１側に内装されている。

このため、基台１と受台２との相互運動は、コイルバネ
４の伸縮とともに、ゲル状物質３のせん断方向での変形
を伴うようになる。

ここで、ゲル状物質は、針入度５０〜２００、望ましく
は１００〜２００程度のものを選ぶのが良く、本実施例
では、物質の安定性やその防振特性からシリコーンゲル
、具体的には、商品名トーレシリコーンＣＦ３０２７　
（）−レシリコーン株式会社製造）とＫＥ−１０５１（
信越化学株式会社製造）とを用いたが、これにフィライ
トく商橿名・・・日本フィライト株式会社製造）やエク
スパンセル（商標名・・・日本フィライト株式会社販売
）という微小中空球体を混合して複合化したシリコーン
ゲルを用いるのも良い。

なお、ゲル状物質３をこのように基台ｌの上端内周面と
受台２の下端外周面とに架は渡すにあたっては、例えば
、基台ｌと受台２の空間Ａに別途スペーサーを嵌め入れ
て、全体を逆さにした状態にて、基台の底側からあるい
は排気口５通じてゲル状物質の原液を流し込み、その後
、この原液を加熱してゲル硬化させ、スペーサーを外し
元に戻すようにすれば良い。

また、ゲル状物質には常にせん断力が働くことからして
、ゲル状物質３と基台１１受台２との間において結合が
弱い危険があるので、両者間の粘着力ないし接着力を強
化しておく必要がある。これには、例えば、基台１、受
台２の壁面に、予め高ダンピングのシリコーンゲル、例
えば、前記ＫＥ−１０５１を薄く塗り、薄膜状にてゲル
硬化させた後、この上にそれよりダンピングの低いシリ
コーンゲル、例えば、前記ＣＦ３０２７を厚く積層させ
る、あるいは、壁面に白金化合物触媒等の硬化促進剤を
薄く塗ったところへ、例えば、ＣＦ３０２７の原液を流
し込み、ゲル硬化させたりすれば良い。前者によれば、
壁面との境界に高ダンピングのゲル状物質層があるので
、いわゆる粘ばい結合が図れて壁面との粘着が強化され
、また、後者によれば、ゲル硬化が確実化されるととも
に壁面材質との間に一部化学結合も生じて接着化された
結合がなされると考えられる。

なお、白金化合物触媒系の硬化促進剤としては、商品名
５ＲＸ２１２（）−レシリコーン株式会社製造）やＣａ
ｔａｌｙｓｔ　　ＯＬ（ワツカーケミカルズ　イースト
　アジア株式会社販売）等がある。

また、ＣＦ３０２７やＫＥ−１０５１等は、分子中に珪
素原子に結合したビニル基を含有するポリジオルガノシ
ロキサンと分子中に珪素原子に結合した水素を含有する
ポリジオルガノシロキサンを、白金化合物触媒を用いて
室温で、あるいは加熱して硬化させて得られる付加反応
型のシリコーンゲルであるが、ＣＦ３０２７の方は、直
鎖状に架橋しないでもないが、多くは二次元、三次元的
に架橋した分子構造をとるのに対し、ＫＥ−１０５１の
方は、二次元的に架橋することもあるが大部分直鎖状に
架橋した分子構造をとり、この点が両者にダンピング特
性の違いを生じている大きな要因があると考えられるも
のである。

そこで、振動を隔離したい支承面に基台ｌを置き、受台
２の上には対象物を乗せるようにすれば、この間に存在
する静圧、この例では、対象物の重量がコイルバネ４と
ゲル状物質３とに印加され、コイルバネ４の圧縮とゲル
状物質３のせん断方向での変形とを生じて釣り合う。

次いで、支承面か対象物かの一方に振動が生ずると、こ
の振動は振動波として基台１または受台２に伝達され、
コイルバネ４及びゲル状物質３にも印加されることとな
って、コイルバネ４が伸縮したり、ゲル状物質３がせん
断方向に変形する。

このときにおけるゲル状物質３の変形はせん断方向での
変形であるため、その荷重−歪み特性は線形的であり、
またその反発弾性率自体がごく小さく、コイルバネ４と
の和で得られる反発弾性も歪みに対し線形的なものとす
ることができ、これが振動波に対して作用することとな
る。

したがって、本発明によれば、従来のように、共振点を
下げようとして、負荷荷重を上げると、防振支持装置と
してのバネ定数（上がってしまうようなことはなく、負
荷荷重を上げても、バネ定数はほぼ一定に保たれるから
、これがそのまま共振点を下げる効果として享受するこ
とができる。

一方、ゲル状物質３の変形がぜん断方向のものであると
云えども、ゲル状物質３を変形させることに変わりなく
、ゲル状物質の変形は、その内部摩擦によってエネルギ
ー消贅を大いに伴うので、振動を減衰させ、共賑点にお
ける共振倍率を下げることが可能となる。

そこで、外径５０■の基台、受台であって、外径４２ｍ
５．内径３２ｍｍ、高さ３３１１ｍの大きさのゲル状物
質として、前記ＣＦ３０２７とＫＥ−１０５１の薄膜か
らなるものを、基台、受台に架は渡し、線径１．５■、
自由長３０ｍｍ、有効巻き数６、座巻き２でバネ定数が
０．３にｇ／ｍｍのコイルバネを入れた第１図に示す構
造の試験体を３個、加振機テーブル上にセットし、その
上に、試験１として４２３０ｇの荷重を、試験２として
６３８２ｇの荷重を、試験３として９１４３ｇの荷重を
、試験４として１１５２４ｇの荷重を掛けた上で、２〜
１００Ｈｚの周波数範囲に亙り、０．２Ｇの振動加速度
を与えたときの防振性能を次表に示す。

この結果、確かに負荷荷重を増せば、共振点も低くなり
、共振倍率も小さいままに慄てることと、さらに、本実
施例のように、予めダンピングの特に高いシリコーンゲ
ルで薄層を形成した上でシリコーンゲルを両分間に架は
渡すようにすれば、上記試験４のように１個あたり３８
４１ｇもの高負荷荷重をかけることができ、ゲル状物質
と基台、受台との結合が確かに強化されていることの確
認もできた。

また、第２図は同各試験での伝達率を重ねて示す図表で
あり、図表中、ａが試験１、ｂが試験２、Ｃが試験３、
ｄが試験４の結果を示すものである。

また、第３図に示すものは、基本的には第１図のものと
同じであるが、受台２を基台１の上端と同じ高さの処で
上下に分割自在の受台上２１、受台下２２とし、これを
インロウ部分２３で嵌め合わせて一体とし、また、基台
１の内周壁には螺満１２を刻設し、底板１１をこれに螺
合させて上下自在とした他の実施例である。このように
、受台を上下に分割自在とすることによって、ゲル状物
質３を基台１と受台２との間でゲル硬化させる際、受台
上２１を外し、逆さにした状態で、ガラス板等の平面上
でゲル硬化させることができるので、スペーサー等が不
用となり、作業自体も簡単になる。また、対象物の振動
が受台に捻れ等を生ずるようなことがあっても、この部
分が多少とも旋回等して逃げとすることができる。

また、ゲル状物質を受台の下面をも若干覆うように被膜
状３１にもゲル硬化させれば、コイルバネ４を位置決め
させるのに役に立つ。さらに、基台ｌの底板１１が上下
自在ならば、対象物の重量の大部分をコイルバネ４だけ
に負荷させるようにもでき、ゲル状物質３への負荷を軽
減することがてきて、耐荷重性を向上させることもでき
る。さらに、排気口にバルブ６等を取り付けておけば、
内部の空気の吸排気抵抗を調節して、使用状況に合った
特性の改善が可能となる。

さらに、第４図は、基台１及び受台２の互いに対向する
壁面を複数の平行平面の壁面１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、
２ｃとし、各壁面間にゲル状物質３を架は渡し、それら
を囲むようにコイルバネ４を配したものである。この構
造によれば、コイルバネ４にカバーの役を兼ねさせるこ
とができ、また、バネ定数も低く作り易く、コンパクト
にも形成できる。第５図は、バネ部材として、薄い被膜
に覆われたゴムボール状のもの７を用い、また、基台１
と受台２のどちらにも属さない壁面８をゲル状物質３の
間に介在させたものである。なお、これらの場合には、
各壁面の間に位置させるゲル状物質をそれぞれ異なる材
質のものとして特性の改善を図るようにしても良い。ま
た、場合によっては、排気口を明けることなく、基台１
内を気密下として内部自体が空気バネとして作用させる
ようにしても良い。

第６図は、基台ｌ、受台２及びバネ部材が一体のケース
を形成し、バネ部材としてベローズ９を用いている。そ
して、ゲル状物質３を架は渡すにあたっては、基台に円
筒部１ｄを形成し、受台に円柱部２ｄを形成し、これら
を組み合わせてその間にゲル状物質３を配置、架は渡す
ようにしている。第７図に示すものは、針状の棒１ｅ、
２ｅが多数突設された基台１、受台２を、その棒１ｅ、
２ｅが互いに入り組むようにして重ね合わせ、その棒１
ｅ、２ｅが入り組んだところにゲル状物質３が介在する
ようにしたものである。したがって、この例では、適当
間隔離れるが、主荷重方向においては一部が重なり合う
互いが対向する壁面として、基台１及び受台２に突設し
た針状の棒１ｅ。

２ｅの周面がそのそれぞれに相当する。

何れにせよ、振動を隔離したい支承面と対象物との間に
本発明防振支持装置を介装すれば、基台、受台の相対運
動はゲル状物質のせん断方向の変形を生ずる。このゲル
状物質の変形はせん断方向のものであるので、その荷重
−歪みの特性は緩い傾斜の線形性を保っており、バネ定
数の急上昇をきたさないため、負荷荷重上げて共振点を
下げることに対しての支障がない。同時にゲル状物質の
変形は内部摩擦を生じて振動エネルギーをその全体で消
費吸収できるので、共振倍率が小さい。なお、図示しな
かったが、バネ部材の個数を増やしたり、各バネのバネ
定数を変えたり、バネ定数の異なるバネ部材を配置した
りして、所望の防振特性を持つ装置に仕上げる事もでき
る。

また、本発明は、基台、受台の相互運動に起因するゲル
状物質のせん断方向での変形を利用するものであるから
、上記実施例では、ゲル状物質がぜん断方向に変形する
のに妨げとならないよう、基台及び受台の一部が主荷重
方向でゲル状物質と接触しないようされていたが、第８
図に示すごとく、ゲル状物質３を基台１上にべったりと
配置し、このような状態のゲル状物質３に対して、受台
２の下面に突設した針状の棒２ｆを侵入させた場合であ
っても、棒２ｆの側面積と断面積との相対関係からして
、このときにおけるゲル状物質３の荷重−歪み特性はほ
ぼ線形的であることからして、一方の壁面が省略される
こととなるものの、本発明を逸脱しない範囲で利用する
ものである。

また、互いの壁面が対向する壁面とは、必ずしも平行壁
面である必要はなく、実質的にゲル状物質に専らせん断
方向の変形を起こさせるように対向していれば良い。

発明の効果以上、本発明によれば、防振支持装置に求められている
共振点が低く、共振倍率が小さいと云う要求を満足させ
ることができる。したがって、回転機器のような自ら振
動を発生する機器や、精密測定器のごとく振動を嫌うよ
うな機器を支承するものとして効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明防振支持装置の一実施例の断面図であり
、第２図は各試験の低周波数帯域での伝達率を示す図表
、１３３図ないし第８図は他の実施例の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

主荷重方向に沿う壁面をそれぞれに形成した基台と受台
とを、互いの壁面が対向する壁面として適当間隔離れる
が、主荷重方向においては一部が重なり合うよう、主荷
重方向において対極的に配置し、該壁面間にゲル状物質
を両壁面に接触させるようにして介装するとともに、基
台と受台との間にはバネ部材をも介装して一体化し、基
台と受台との主荷重方向での相対ズレはバネ部材の変形
と同時にゲル状物質のせん断方向での変形をも伴うよう
にしたことを特徴とする防振支持装置。