JPS584219B2 - ボウシンソウチ - Google Patents

ボウシンソウチ

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JPS584219B2
JPS584219B2 JP50075069A JP7506975A JPS584219B2 JP S584219 B2 JPS584219 B2 JP S584219B2 JP 50075069 A JP50075069 A JP 50075069A JP 7506975 A JP7506975 A JP 7506975A JP S584219 B2 JPS584219 B2 JP S584219B2
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JP
Japan
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elastic body
vibration
vibration isolating
auxiliary
support
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JP50075069A
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高野政晴
川中正信
大力修
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防振装置に係り、特に固有振動数が極めて小さ
く、低振動数の外乱に対しても充分防振効果を発揮し得
る防振装置に関する。
通常の線形ばねを使用する防振装置の振動モデルは第1
図に示すとおりで、防振装置の防振台の質量と、その上
に載置された例えば精密測定器などの防振すべき機械の
質量との和をM、防振台の支持ばねのばね定数をk,流
体摩擦をλ、基礎面からの外乱を第1図矢印の方向にx
0、振動台の動きをxとすると、次の(1)式が成立つ
Mx+λ(x−x0)+k(x−x0)=0(1)(1
)式から慣例のようにx0=x0sinωt,x=Xs
in(ωt−ψ) (但しX0、Xは全振幅、ωは外乱振動数、ωは位相お
くれ角)として防振台の変位の振動伝達率(以下単に振
動伝達率という)X/X0を求めると、となる。
上記(2)式で示される振動伝達率X/X0と、外乱振
動数ωとの関係をグラフで示すと第2図のようになる。
第2図から明らかなように、振動伝達率は、外乱の振動
数ωが固有振動数ωnより小さいときはほとんど1であ
り、従来の防振装置は振動系の固有振動数以下の振動数
の外乱に対しては防振効果がない。
固有振動数ωnを小さくするには、(3)式から明らか
なように、ばね定数kを小さくすればよいが、防振台の
初期たわみ(沈み量)をある限度以下におさえなければ
ならないので、ばね定数kはあまり小さくできない。
本発明の目的は、防振台の初期たわみは過大でなく、し
かも固有振動数が極めて低い防振装置を提供し、もって
極めて低い周波数の外乱に対しても防振効果あらしめる
ようにすることを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、防振すべき機械
を載置した防振台を、支持弾性体を介して基礎面に弾性
的に支持すると共に、上記防振台と基礎面に固定された
一の受け材との間に、上記支持弾性体とは別個の圧縮さ
れた第1の補助弾性体を、上記防振台と基礎面に固定さ
れた他の受け材との間に、上記第1の補助弾性体と対を
なし、これと共に防振台を挾持するような関係位置に配
置された上記弾性体とは別個の第2の圧縮された補助弾
性体をそれぞれ伸縮時剪断や曲げへの影響を受けないよ
うに設け、上記防振台の静止釣合状態において、上記第
1および第2の両補助弾性体の伸縮方向が一致し、かつ
上記支持弾性体の伸縮方向と直角になるようにし、防振
台が上記釣合状態から変位したとき、補助弾性体の弾力
の垂直方向の分力と支持弾性体の復元力とが打消し合う
ようにしたことを特徴とする。
以下本発明の実施例を第3図ないし第10図を参照して
説明する。
第3図において符号1は防振台を示し、この防振台1は
、上面に防振すべき機械、例えば振動をきらう精密測定
器Pなどを載置し、下面に断面矩形で細長い突出部2を
一体に形成した、断面ト字形の厚盤状の部材である。
この防振台1を、下面隅部に設けた複数個の伸縮自在の
ガイドポスト3,3を介して基礎面B上に設置し、各ガ
イドポスト3には、防振台1の荷重を受ける支持弾性体
4(図示のものはコイルばね;以下支持コイルばねとい
う)を巻装する。
したがって上記防振台1は、支持コイルばね4,4を介
して基礎面B上に弾性的に支持されることになる。
なお防振台を弾性的に支持するには、図示のようなコイ
ルばね4,4に限らず、防振ゴムなど他の弾性体を用い
てもよいことはもちろんである。
一方第3図、第4図および第5図に示すように、上記防
振台1の下の基礎面B上に、一対の相互に、平行な受け
材5,5を、前記防振台の突出部2と平行に、かつ上記
受け材5の内側面と突出部2の側面とが相互に対向する
ように設ける。
そして突出部2の両側面に、突出部2の長さ方向に沿っ
て、それぞれ一対の内側ブラケット6,6を設け、各内
側ブラケツト6に基礎面Bと平行に担持された支軸7に
は、円錐台形のばね受けつば部8を有すぬ摺動杆9の一
端を回動自在に軸支する。
また上記受け材5内側向における上記内側ブラケット6
と対向する位置に、内側ブラケット6と同様の外側ブラ
ケット11,11を設け、各外側ブラケット11に担持
された支軸7には、一端に雄ねじ部12を備え、他端に
案内孔13を開口させた案内杆14の上記一端を回動自
在に軸支し、前記摺動杆9と上記案内孔とを摺動可能に
嵌合する。
したがって、防振台1が上下するとき、摺動杆9は案内
杆14中で摺動し、かつこれらの軸支端は支軸7のまわ
りを回動する。
上記雄ねじ部12には、前記ばね受けつば部8の円錐面
と対称的な円錐面を有する調節ナット15を螺合する。
さらにまた、上記摺動杆のばね受けつば部8と上記調節
ナット15との間には、圧縮された補助弾性体16(図
示のものはコイルばね;以下補助コイルばねという)を
巻装する。
この補助コイルはね16の両端は円錐面に当接している
ので、その軸線と摺動杆9および案内杆14の軸線とが
整合し易いが、上記の円錐面は相互に平行な平面であっ
ても差支えない。
各補助コイルはね16は、前記受け材5と防振台の突出
部2との間隙を拡大しようとする方向に弾力を及ぼし、
結果として防振台の突出部2は、対をなす(図示の実施
例では2対)補助コイルばね16,16によって両側か
ら挾持されるように弾力を受ける。
なお上記した各部材の寸法および諸元を、防振すべき機
械Mを載置した防振台1の重力と支持コイルばね4,4
の弾力とが釣合い、かつ静止した状態において、対をな
す補助コイルばね16,16の軸線(又は伸縮方向)が
相互に一致し、かつこれらと支持コイルばね4の軸線(
又は伸縮方向)とが直角になるように定めるものとする
上記のように構成された本発明による防振装置の振動モ
デルは第6図のように略示することができる。
ただし第6図において第3図ないし第5図と同符号を付
したものは、第3図ないし第5図と均等な部分に相当す
る。
なお、補助コイルばね16,16の両端は回動自在に支
持されているとみなすことができる。
第6図において、防振すべき機械を載置した防振台1は
静止釣合状態にあり、対をなした補助コイルばね16,
16(ばね定数はksとする)は、支持コイルばね4の
軸線と直角に(図示のものは水平に)それぞれF0なる
弾力を防振台1に及ぼしているが、これらの弾力F0、
F0は相互に打消し合うように作用するので、静止釣合
状態における振動系に何ら影響を及ぼさない。
次に防振台1が第7図矢印方向(上向き)に微小距離x
の変位をしたときの復元力の大きさを計算すると、各補
助コイルばね16の伸びδおよび弾力Fは、次の(5)
、(6)式のようになる。
ただしlは補助コイルばね16の前記静止釣合状態にお
ける長さである。
したがって第8図に示すように、Fsなる支持ばね4の
伸縮方向の分力(図示のものは上向き)を生じる。
この分力Fsは次の(7)式のようになる。一方支持ば
ね4による復元力Fxは下向きに、Fx=kx(8)で
ある。
従って全体として、補助コイルばね16は対をなして左
右2つある(第3図ないし第5図に示す実施例ではなく
、第6図に示す振動モデルについて考えている)ことを
考慮すれば、全体として防振台1に作用する復元力F1
は、 となるから、補助コイルばね16,16がない場合に上
記F1なる復元力を呈する等価な支持コイルばねのばね
定数keおよび固有振動数ωeは、xが微小であること
を考慮して(9)式から、となる。
上記(10)、(11)式から明らかなように、k=(
2F0)/lとして、keを0に近い値にすれば、ωe
の値を極めて小さくすることができる。
このようにすれば極めて小さい振動数の外乱に対しても
防振効果の大きい防振装置を得ることができる(第2図
参照)。
なお上記keの調節は、前記調節ナット15(第4図お
よび第5図参照)を回動して、F0の値を変化させるこ
とによって行う。
なお第9図は本発明の変形実施例を示し,この変形実施
例は、前記防振台の突出部2および受け材5に設けた内
側および外側ブラケツト6,11の代りに、それぞれば
ね固定栓17を突設し、このばね固定栓17に圧縮され
た補助コイルばね16の端部を嵌合して固定したもので
ある。
このようにすると、第3図、第4図および第5図に示す
回転対偶を利用したものと異なり、防振台の静止釣合状
態からの変位により補助コイルばね16に生ずる弾力は
、単に補助コイルばねの伸びによるものだけでなく,補
助コイルばねの剪断と曲げモーメントによって生ずる弾
力も加わるが、この場合もこれらの復元力をも考慮して
初期圧縮力F0を定めれば、前記等価な支持ばねのばね
定数を極めて小さくすることができる。
一般に,コイルばねにおいては、上記剪断と曲げとによ
って生ずる弾力は、ばねの伸びによるそれと比較して小
さいので、第9図に示すものは補助コイルばね16を回
転対偶を介して取付けたものとほぼ同等となる。
第9図に示すように補助コイルばね16の両端を固定す
ることにより、構造が極めて簡単になるという利点が生
ずる。
また第10図は本発明の他の変形実施例を示し、この変
形実施例は防振台1の支持弾性体4および補助弾性体1
6をコイルばねではなく防振ゴムにしたものである。
この場合、補助弾性体としての防振ゴムと防振台1との
間、および補助弾性体としての防振ゴムと受け材5との
間に、例えば第3図ないし第5図に示すブラケツト6,
11および支軸7による回転対偶部をそれぞれ介挿させ
、防振ゴム16に剪断や曲げが生じないようにするを可
とする。
それは、補助弾性体としての防振ゴム16の両端を固定
すると、防振台1の変位によって防振ゴム16に剪断や
曲げモーメントに対する応力が発生し、これらが外部に
程する弾力が支持弾性体としての防振ゴム4の復元力と
ほぼ同じ程度になり、その影響を無視できなくなるので
、前記した支持弾性体4の復元力と補助弾性体16の伸
長による弾力の垂直方向の分力を相殺させるという本発
明の原理が成立しなくなるからである。
補助弾性体としての防振ゴムの前記突出部2の長さ方向
(紙面に垂直な方向)の寸法を充分大きくとり、その伸
縮方向における端縁にそれぞれ1対の回転対偶部を設け
れば、第5図に示すように補助弾性体16を2対設けな
くとも、基礎面Bに垂直な軸のまわりの回転を防止でき
るという利点がある。
以上の説明から明らかなように、本発明は、補助弾性体
16の弾力の垂直方向の分力と支持弾性体4の復元力と
が相互に打消し合うように作用し、支持弾性体4のみか
けのばね定数を極めて小さくし得るので、防振装置の固
有振動数を極めて小さくすることができ、従って防振効
果が極めてよい。
また構造が簡単でしかも小型軽量であり、小さな防振装
置でもスペースをとらずに容易に設置できるなど種々の
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の防振装置の振動モデルを示す線図、第2
図は防振装置における外乱周波数と振動伝達率との関係
を減衰比をパラメータとして示すグラフ、第3図は本発
明の一実施例による防振装置の一部断面正面図、第4図
は第3図補助弾性体部の拡大正面図、第5図は第3図V
−V線からみた補助弾性体部の一部断面拡大平面図、第
6図は本発明による防振装置の振動モデルの静止釣合状
態を示す線図、第7図はその変位状態を示す線図、第8
図は第6図および第7図に示す振動モデルの復元力を示
すベクトル線図、第9図は本発明の変形実施例を示す正
面図、第10図は本発明の他の変形実施例による防振装
置の正面図である。 1・・・・・・防振台、2・・・・・・突出部、4・・
・・・・支持弾性体、5・・・・・・受け材、16・・
・・・・補助弾性体、B・・・・・・基礎面、P・・・
・・・防振すべき機械。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 防振すべき機械を載置した防振台を、支持弾性体を
    介して基礎面に弾性的に支持すると共に、上記防振台と
    基礎面に固定されたーの受け材との間に、上記支持弾性
    体とは別個の圧縮された第1の補助弾性体を、また、上
    記防振台と基礎面に固定された他の受け材との間に、上
    記第1の補助弾性体と対をなし、この第1の補助弾性体
    と共に防振台を挾持するような関係位置に配置された、
    上記支持弾性体とは別個の第2の圧縮された補助弾性体
    を、それぞれ伸縮時剪断や曲げの影響を受けないように
    設け、上記防振台の静止釣合状態において、上記第1お
    よび第2の両補助弾性体の伸縮方向が一致し、かつ上記
    支持弾性体の伸縮方向と直角になるようにし、防振台の
    変位時支持弾性体の復元力と補助弾性体の弾力の垂直方
    向の分力とが打消し合うようにしたことを特徴とする防
    振装置。
JP50075069A 1975-06-21 1975-06-21 ボウシンソウチ Expired JPS584219B2 (ja)

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JPS51151474A JPS51151474A (en) 1976-12-25
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JP2012503159A (ja) * 2008-09-19 2012-02-02 ユニバーシティ オブ ウルサン ファウンデーション フォー インダストリー コーポレイション 低い固有振動数をもつ振動絶縁システム

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