JPH09189341A - 三次元振動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の振動吸収装置は１方向の振動しか吸収
できないため、設置に際しては、振動吸収装置を各方向
ごとに設置する必要があった。 【解決手段】 相対する二枚の固定板１，２の間に、半
楕円状に湾曲して形成された８本の弾性体３の両端を接
続・固定する。弾性体３の中間部は、放射状でかつ等ピ
ッチに配設する。固定板１は、取付の際、設置面４に固
定し、固定板２には支持する機器５を取付る。ここで、
弾性体３は弾性を有する金属、樹脂等からなり、断面形
状は、円、管、多角形等の任意の形状より構成できる。
また、硬度のある金属細線を縒り合わせてワイヤ状に形
成したものを弾性体として用いることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内、屋外に設置
される制御盤等の機器・装置とその支持基礎部との間に
取り付けて地震等の有害振動を吸収することにより、本
体の転倒等による機能ダウンを防止するための三次元振
動吸収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐振性を必要とする機器・装置に
ついては、本体に直接振動が伝わらないように、支持基
礎との間に振動吸収装置を設置していた。一般に地震等
の振動は、水平方向の成分と垂直方向の成分すなわち三
次元からなるため、３方向それぞれに振動吸収装置を必
要としていた。従来の振動吸収装置には、コイルばねと
オイルダンパーを組み合わせたものが用いられており、
コイルばねが振動により加えられた変位を復元し、オイ
ルダンパーが振動のエネルギーを吸収していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動吸収装置は１方向の振動しか吸収できないため、振
動吸収装置を各方向ごとに設置しなければならなかっ
た。そのため、地震発生時には、各方向ごとの振動吸収
装置が個別に作動することにより、ロッキング現象を起
こすことがあった。振動吸収装置がロックされてしまう
と、振動を吸収できないのはもちろん、場合によっては
逆に振動を増幅して本体に伝達して過大な被害を与えて
しまうという本末転倒の現象が生じるという不都合があ
った。そこで、三次元すなわち全ての方向からの振動を
同時に吸収することができてしかも動作の確実な振動吸
収装置の出現がのぞまれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、相対する二枚の固定板
と、弧状に湾曲形成されるとともに、その両端が両固定
板にそれぞれ固定されかつその中間部が両固定板の中心
部間を結ぶ軸心に対して放射状に配置・支持された複数
の弾性体とを備えたことを特徴とする。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、弾性材からなる複数の心線を縒り合わせて弾性体を
形成したことを特徴とする。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、弾性体の断面を中空として内部に振動エネルギー吸
収部材を充填したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は本発明の第１の実施形態の正面図
であり、図２は図１の平面図である。図において、１，
２は固定板であり、その間に、楕円の短径部を切断した
形状、すなわち半楕円状に湾曲して形成された８本の弾
性体３の両端がそれぞれ固定板１，２の中心部に接続・
固定されている。弾性体３の中間部は、固定板１、２の
中心部を結ぶ中心線に対して、放射状でかつ等ピッチと
なる位置に配設されている。固定板１は、取付の際、床
スラブ等の設置面４に固定され、固定板２には支持する
機器５が取付けられる。ここで、弾性体３は弾性を有す
る金属、樹脂等からなり、断面形状は、円、管、多角形
等の任意の形状より構成できる。また、硬度のある金属
細線を縒り合わせてワイヤ状に形成したものを弾性体と
して用いることもできる。この場合、弾性体３の変形時
に金属細線が互いに擦れあって振動エネルギーを吸収す
る。

【０００８】これらの構成から、固定板１を固定した状
態で、固定板２は、８本の弾性体３により支持されるた
め、図３に示すように、自由状態から、固定板２の水平
姿勢を保持したままで、左右（Ｘ軸）、前後（Ｙ軸）、
上下（Ｚ軸）のいずれかの方向に移動させると、その変
位に応じて復元力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚが働く。また、各方
向の移動を合成して斜め方向に移動させた場合も同様で
ある。すなわち、三次元の振動を吸収することが可能に
なる。このとき各方向に移動したときの復元力は、個々
の弾性体３の弾性変形に応じて発生する反力を合成した
大きさの力となる。

【０００９】図４は第２の実施形態の正面図であり、図
５は図４の平面図である。この実施形態は、下の固定板
７を大径の円板とし、上の固定板８を小径の円板とした
ものであり、弾性体９の端部は固定板７，８の外側面に
ほぼ水平に植設して支持される。弾性体９は、第１の実
施形態と同様に形成されている。

【００１０】図６は、実際の取付状態の例を示す説明図
である。本発明に係る三次元振動吸収装置１１を、スラ
ブ等の設置面１２と機器１３の間に複数設置して、それ
ぞれ作動時にずれないないように一体的に固定する。装
置１１の設置数は、機器１３の重量と装置単位当たりの
最適な支持加重とから算出され、各装置１１に均等な加
重がかかるように配置される。機器１３を支持した状態
で装置１１には、機器１３の加重が分担して加えられる
ため、Ｚ方向について予圧が与えられて固定板の間隔は
自由状態よりも短くなる。

【００１１】この状態で各装置１１を合成して得られる
ばね特性と機器１３の重量とから、全体で１つの自由振
動系が形成される。当然のことながら、この振動系の固
有振動数は、この機器自体に定常的に発生する振動、ま
たは外部から加えられる振動の振動数と共振しないよう
に、予め設計しておく。この支持状態で、地震等の激し
い振動が発生すると、設置面１２には、縦揺れ、横揺
れ、またはそれらの複合した揺れを起こすが、それらの
振動は装置１１により吸収されて減衰され、わずかな振
動のみが機器１３に伝えられる。その結果、機器１３の
倒壊、破損、故障等を防ぐことができる。

【００１２】図７は、本発明の三次元振動吸収装置の他
の設置例を示す説明図である。この例は、機器筺体の内
部に、特に振動に対して敏感で故障しやすい機器を設置
する場合を示す。筺体１４の内部で、防振対策を必要と
する機器１５の取付位置の上下部分の横方向にステイ１
６，１７を配設し、このステイ１６の下面と、ステイ１
７の上面に三次元振動吸収装置１８を介して機器１５を
取付けたものである。なお、図６、図７は、防振対象機
器をいずれも垂直方向（Ｚ軸方向）に支持しているが、
機器自体が縦長であるような場合は、横向きにした三次
元振動吸収装置を用いて上部を水平方向に支持すること
も可能である。

【００１３】図８は、三次元振動吸収装置を構成する弾
性体の他の実施形態を示す断面図である。この弾性体２
１は、パイプ２２の中空部に振動エネルギーを吸収する
ための物体２３を充填したものである。充填する物体２
３としては、粘性の高い液体、ゲル状物体、繊維材、粉
体、粒体があり、これらの混合物とすることもできる。
これら充填された物体２３は、パイプ２２の変形ととも
に不可逆変形をしながらパイプ２２の変形として加えら
れる機械的エネルギーを熱エネルギーに変換して、振動
を減衰させる作用をする。

【００１４】以上述べたように、本発明の三次元振動吸
収装置は、半円状の弾性体を組み合わせた簡単な構成で
三次元の振動を効率よく吸収することが可能となり、地
震対策が必要なコンピュータ装置、電源装置等に設置し
てシステムの信頼性、安全性を向上させることができ
る。また、その他、各種産業分野における三次元の防振
を必要とする各種機器にも用いることができる。なお、
弾性体の形状は真円または楕円の一部をなす形状に限定
されるものではなく、放物線や曲率が互いに異なる複数
の曲線を組み合わせた形状であってもよい。また、弾性
体の配置も軸に対して等ピッチに限定されるものでな
く、加えられる振動に方向性がある用途については、弾
性体の配置に粗密を設けてばね特性にも方向性を設ける
ことも可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、相対
する二枚の固定板の中心部に、弧状に湾曲形成された複
数の弾性体の端部を固定するとともに、両固定板の中心
部間を結ぶ軸心に対して弾性体の中間部を放射状に配置
・支持したことにより、一方の固定板に対して振動が加
えられた場合、全ての方向の振動に対しても、あるいは
各方向の振動が組み合わせられた複合振動に対しても、
弾性体が湾曲変形して振動を吸収し、他方の固定板への
振動の伝達を減衰する。その結果、従来のように振動の
方向ごとに振動吸収装置を設置する必要がなくなるとと
もに、ロッキング現象も解消されることにより、信頼性
および安全性を向上することができる。また、弾性体を
弾性材からなる心線を用いた縒り線構造としたり、内部
に振動エネルギー吸収部材を充填すると、振動の減衰効
果が増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】第１の実施形態の動作の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施形態の正面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】取付例を示す説明図である。

【図７】他の取付例を示す説明図である。

【図８】他の実施形態を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２ 固定板 ３ 弾性体 ４ 設置面 ５ 機器 ７，８ 固定板 ９ 弾性体 １１ 三次元振動吸収装置 １２ 設置面 １３ 機器 １４ 筺体 １５ 機器 １６，１７ ステイ １８ 三次元振動吸収装置 ２１ 弾性体 ２２ パイプ ２３ 物体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対する二枚の固定板と、 弧状に湾曲形成されるとともに、その両端が両固定板に
   それぞれ固定されかつその中間部が両固定板の中心部間
   を結ぶ軸心に対して放射状に配置・支持された複数の弾
   性体と、 を備えたことを特徴とする三次元振動吸収装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の三次元振動吸収装置にお
   いて、弾性材からなる複数の心線を縒り合わせて弾性体
   を形成したことを特徴とする三次元振動吸収装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の三次元振動吸収装置にお
   いて、弾性体の断面を中空として内部に振動エネルギー
   吸収部材を充填したことを特徴とする三次元振動吸収装
   置。