(57)【要約】【課題】所定の固有振動数を得るとともに、減衰作用も有し、安価で耐久性に富んだ防振装置を提供する。【解決手段】振動源側に取付く第１プレート１と被振動側に位置する第２プレート２との間に中空筒状のゴム状弾性部材３を設け、ゴム状弾性部材３の中空内部３Ａで第１，第２プレート１，２間に支持バネ４を設け、ゴム状弾性部材３の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材５を設けた。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動源側に取付く第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、
このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に支持バネを設け、
ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設けたことを特徴とする防振装置。
【請求項２】
振動源側に位置する第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、
このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に支持バネを設け、
ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設け、
前記第１プレート上にゴム状弾性プレートを積層し、
このゴム状弾性プレート上に振動源側に取付く第３プレートを設けたことを特徴とする防振装置。
【請求項３】
前記ゴム状弾性部材は中空の形状をしたゴム製材料から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の防振装置。
【請求項４】
前記支持バネが金属バネであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項５】
前記支持バネがコイルスプリングであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項６】
固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項７】
前記支持バネが、装置全体で支持する荷重の半分以上を支持することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項８】
前記第２プレートにオリフィスを形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項９】
前記ゴム状弾性プレートが金属板を介して複数層設けられたことを特徴とする請求項２に記載の防振装置。
【請求項１０】
前記ゴム状弾性部材の少なくとも中間個所に径方向外側へ突出する鍔状部を形成し、この鍔状部に中間拘束部材を部分的に埋設したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の防振装置。
【請求項１１】
前記鍔状部を複数形成したことを特徴とする請求項１０に記載の防振装置。
【請求項１２】
振動源側に取付く第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、
このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に剛性を有するスリーブを設け、
ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設けたことを特徴とする防振装置。
【請求項１３】
前記ゴム状弾性部材は中空の形状をしたゴム製材料から成ることを特徴とする請求項１２に記載の防振装置。
【請求項１４】
前記ゴム状弾性部材の少なくとも中間個所に径方向外側へ突出する鍔状部を形成し、この鍔状部に中間拘束部材を部分的に埋設したことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の防振装置。
【請求項１５】
前記鍔状部を複数形成したことを特徴とする請求項１４に記載の防振装置。
【請求項１６】
固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定したことを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の防振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転によって振動を発生するエンジン、モータ、コンプレッサー等の機械等の振動源を支持して防振を図る防振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般産業用の振動を発生する機械を支持して防振を図る装置としては、ゴムを用いた防振ゴム、金属製コイルスプリング、ダンパーを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２９５５８７号公報
【０００４】
支持系の固有振動数を１０Ｈｚ以下としないと防振が成立しないような低周波数の振動を発生する機械の場合、防振ゴムでは剪断支持や傾斜支持が必要であり、へたりや強度等の問題があった。防振ゴムの場合、荷重支持時の強度やへたりを考慮するなら、一般的に圧縮側で使用することが望ましいが、ゴムの強度やそのものの剛性等から、通常の設計ではその場合の支持系の固有振動数は１０Ｈｚ以上になり、結果、防振可能な入力振動数域は１４Ｈｚ（防振理論における振動伝達率曲線より、支持系の固有振動数の１．４倍以上の強制振動数でないと、振動伝達率は１以下にはならない）以上となってしまう。一方で、８００回転／分（ｒｐｍ）以下で回転する３気筒以下のエンジンなどでは、発生する強制振動数は１２Ｈｚ以下となり、防振支持に必要な支持系の固有振動数は８Ｈｚ前後以下となってしまう（エンジンでなくとも発生する強制振動数が１２Ｈｚ以下の場合は同じことである）。この場合、支持する荷重にもよるが、バネは非常に柔らかいものが必要とされ、通常の圧縮型ではその強度面より構成が不可能であり、剪断型か傾斜型が必要になるが、これらのタイプではへたり性の問題が解決できない。金属製コイルスプリングの場合、１０Ｈｚ以下の固有振動数を得ることは可能であるが、減衰作用がないためにサージングの問題が生じていた。このサージングを防止するためには高価なダンパーを併設しなければならなかった。さらに、空気バネを用いる場合も１０Ｈｚ以下の固有振動数を得ることは可能であり、へたりも生ずることがなく、サージングの心配もないが、空気源や配管といった付随的設備が必要となり、一般産業用機械に簡単に装着するのはむずかしかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、上述したように、一般産業用機械に簡単に装着可能であり、安価で耐久性があり、所定の固有振動数を得ることができ、減衰作用も有する防振装置は見当らなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、所定の固有振動数を得るとともに、減衰作用も有し、安価で耐久性に富んだ防振装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、振動源側に取付く第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に支持バネを設け、ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設けたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１及び図２に示す実施形態は、振動源側に取付く第１プレート１と被振動側に位置する第２プレート２との間に中空筒状のゴム状弾性部材３を設け、このゴム状弾性部材３の中空内部３Ａで前記第１，第２プレート１，２間に支持バネ４を設けてある。そして、ゴム状弾性部材３の筒状外表面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材５を設けてある。また、ゴム状弾性部材３の被振動側の端部にはフレームプレート６を設けてあり、このフレームプレート６に直接又は他の部材を介して被振動側がつながる。この実施例ではフレームプレート６に第２プレート２が固定してあり、この第２プレート２が被振動側につながっている。
【００１０】
前記ゴム状弾性部材３は、天然ゴムあるいは合成ゴムないしは類似のものであり、振動に対して内部減衰効果を備えたものから成る。ゴム製の場合、ゴムを加硫成形するときに第１プレート１及びフレームプレート６を加硫成形金型内にセットし、これらとゴムとを加硫接着して一体化することができる。その後に第２プレート２をゴム状弾性部材３の下端側のフレームプレート６に取付ける。この第２プレート２を取付ける前に、支持バネ４をゴム状弾性部材３の中空内部３Ａにセットする。また、このゴム状弾性部材３は、その中間個所に径方向外側へ突出する鍔状部３Ｂを形成し、この鍔状部３Ｂに中間拘束部材５を部分的に埋設して設けてある。この鍔状部３Ｂの上下には中心側にくびれたくびれ部３Ｃ，３Ｄが形成されている。このような鍔状部３Ｂはこの実施形態では１ヶ所のみ形成したが、２ヶ所以上形成することも可能である。なおまた、ゴム状弾性部材３の形状も、図示したものに限定されるものではなく、蛇腹形状であったり、図示するものとは反対に中間部が内側にくぼんだ形状で、くびれ部が外側に膨らんだ形状であってもよい。
【００１１】
前記ゴム状弾性部材３の中空内部３Ａに設けられ、第１及び第２プレート１，２間に存在する支持バネ４としては、金属バネでコイルスプリングの使用が好適である。得ようとする固有振動数によっては、樹脂製のバネであってもよい。この支持バネ４は、第１プレート１に形成された突状部１Ａと第２プレート２に形成された皿部２Ａとの間に装着される。この第２プレート２の皿部２Ａの中心位置にはオリフィス７を形成し、中空内部３Ａと外部との空気の連通を図っている。この図示する実施形態では、第１，第２のいずれのプレート１，２も厚さ１ｍｍ程度の鉄板であり、フレームプレート６も同様の鉄板を用い、オリフィス７は直径１ｍｍの大きさとした。
【００１２】
図１及び図２に示すような実施形態では、中間拘束部材５を用いたが、仮りにこのような中間拘束部材５を用いないものにおいては、ゴム状弾性部材３の全体をゴムで形成した場合、圧縮による内部空気の排出時に中間部分の外径寸法が拡大する方向で逃げ変形が起きてしまう。このような逃げ変形が起きてしまうと、設計値に対して充分な減衰が得られなくなる。これに対し、上述したような実施形態において、中間拘束部材５を設けた場合には、中間部分の外径拡大を阻止することができる。この実施形態のものでは、ゴム状弾性部材３の変形は外径寸法の拡大ではなく、空気減衰効果を得るために効果的に変形することが可能となる。図示した実施形態のように中間拘束部材５を設けたものを符号Ｘ、中間拘束部材５を設けないものを符号Ｙで示し、それぞれの減衰比較をした結果を図３のグラフに示す。
【００１３】
以上説明した実施形態では、ゴム状弾性部材３の中空内部３Ａには流体として空気がオリフィス７を通じて外部と連通して、減衰効果を高めるように構成したが、液体を用いることもできる。液体を用いる場合にはオリフィス７の下側に密閉された部屋４０を形成しておく。例えば、図４に示すように、蓋部材８とゴム膜９とを第２プレート２に取付け、部屋４０と中空内部３Ａとの間を液体がオリフィス７を介して連通するように構成することができる。このようなオリフィス７を介して中空内部３Ａと外部との流体の流通を図ることにより減衰効果を生じさせることができる。また、固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定することが望ましい。さらにまた、支持バネ４は、装置全体で支持する荷重の半分以上を支持するようにすることが望ましい。
【００１４】
図５ないし図７に示す発明の実施形態は、道路の整地作業に使われる地固め機２０のエンジン２１の振動を減衰するための防振装置３０を示すものであり、この防振装置３０は、歩行式整地作業用の地固め機２０の操作ハンドル２２とエンジン２１との接続個所に設けられている。この防振装置３０は、エンジン２１（振動源）側に取付く第１プレート１と操作ハンドル２２（被振動）側に位置する第２プレート２との間に中空筒状のゴム状弾性部材３を設け、このゴム状弾性部材３の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材４を設けてある点は、先に説明した実施形態と同一構成である。
【００１５】
この防振装置３０は、第１プレート１と第２プレート２の間で、ゴム状弾性体３の中空部３Ａ内の中心位置に剛性を有する両端開口円筒状のスリーブ３１を設けてある。先の実施形態では、支持バネ５を設けたが、この支持バネ５の替りにスリーブ３１を設けたのが、この実施形態である。この防振装置３０の第１プレート１のこのスリーブ３１が位置する個所に孔１Ｂを形成し、第２プレート２の中空部３Ａに相対する部分は開口している。そして、スリーブ３１はこの開口から外には出ず、中空部３Ａ内に収まる長さとしてある。第１プレート１の孔１Ｂからスリーブ３１内を通る、図示しないボルトで、第１プレート１をエンジン２１の側面に締め付けて固定するようになっている。中間拘束部材４に取付孔４Ａを設け、この取付孔４Ａを介して操作ハンドル２２へこの防振装置３０を取付ける。
【００１６】
図示しないボルトを介して第１プレート１をエンジン２１に取付け、中間拘束部材４を操作ハンドル２２に取付けることにより、操作ハンドル２２を柔らかくせん断支持しながら、中間拘束部材４はスリーブ３１によって変位が制限されることになるので、ストッパ機構を内蔵した構造が可能となる。また、スリーブ３１を介してエンジン２１に第１プレート１を固定することにより、ゴム状弾性体３に一定の圧縮を加える構造となっていて耐久性の向上が期待できる。
【００１７】
前記ゴム状弾性体３は、先の実施形態でも述べたように、天然ゴムあるいは合成ゴムないしは類似のものであり、振動に対して内部減衰効果を備えたものから成る。ゴム製の場合、ゴムを加硫成形するときに第１プレート１及び第２プレート２を加硫成形金型内にセットし、これらとゴムとを加硫接着して一体化することができる。また、このゴム状弾性部材３は、その中間個所に径方向外側へ突出する鍔状部３Ｂを形成し、この鍔状部３Ｂに中間拘束部材５を部分的に埋設して設けてある。この鍔状部３Ｂの上下には中心側にくびれたくびれ部３Ｃ，３Ｄが形成されている。このような鍔状部３Ｂはこの実施形態では１ヶ所のみ形成したが、２ヶ所以上形成することも可能である。なおまた、ゴム状弾性部材３の形状も、図示したものに限定されるものではなく、蛇腹形状であったり、図示するものとは反対に中間部が内側にくぼんだ形状で、くびれ部が外側に膨らんだ形状であってもよい。また、固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定することが望ましい。
【００１８】
図８及び図９に示す実施形態では、図１に示す実施形態における振動源側に取付く第１プレート１は、振動源側に位置する第１プレート１となり、この第１プレート１と被振動側に位置する第２プレート２との間に中空筒状のゴム状弾性部材３を設け、このゴム状弾性部材３の中空内部３Ａで前記第１，第２プレート１，２間に支持バネ４を設けてある。そして、ゴム状弾性部材３の筒状外表面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材５を設けてある。また、ゴム状弾性部材３の被振動側の端部にはフレームプレート６を設けてあり、このフレームプレート６に直接又は他の部材を介して被振動側がつながる。この実施例ではフレームプレート６に第２プレート２が固定してあり、この第２プレート２が被振動側につながっている。前記第１プレート１上にゴム状弾性プレート１０を積層し、このゴム状弾性プレート１０上に振動源側に取付く第３プレート１１を設けてある。前記ゴム状弾性プレート１０は、天然ゴムあるいは合成ゴムないしは類似のものであり、振動に対して内部減衰効果を備えたものから成る。
【００１９】
この実施形態においても、前記ゴム状弾性部材３は、その中間個所に径方向外側へ突出する鍔状部３Ｂを形成し、この鍔状部３Ｂに中間拘束部材５を部分的に埋設して設けてある。この鍔状部３Ｂの上下には中心側にくびれたくびれ部３Ｃ，３Ｄが形成されている。このような鍔状部３Ｂはこの実施形態では１ヶ所のみ形成したが、２ヶ所以上形成することも可能である。なおまた、ゴム状弾性部材３の形状も、図示したものに限定されるものではなく、蛇腹形状であったり、図示するものとは反対に中間部が内側にくぼんだ形状で、くびれ部が外側に膨らんだ形状であってもよい。また、前記支持バネ４についても、先に説明したと同様のものが使用できる。
【００２０】
図１０及び図１１に示す実施形態は、前記ゴム状弾性プレート１０を３層重ねたものであり、各層間には金属プレート１２を介在させてある。複層構造にすることで、より一層の低バネ（固有振動数１０Ｈｚ以下）を達成することができる。
【００２１】
図１２及び図３に示す実施形態では、第３プレート１１を振動源に取付けたときに横方向の動きに対する変位規制として、この第３プレート１１にストッパ部１３を設けた。
【００２２】
図８ないし図１３の各実施形態において、ゴム状弾性プレート１０の個所における上下バネ特性は、支持バネ４（例えばコイルスプリング）に比較して十分硬いため、全体としての上下のバネ特性にほどんど影響を及ぼさない。支持バネ４としてコイルスプリングのみを用いた図１ないし図７に示す実施形態では、コイルの撓み量に応じて横方向の剛性が変化し、撓み量が大きくなると水平バネが高くなってしまうという問題があった。そこで、横方向に対してはゴム状弾性プレート１０の部分のせん断バネにより、低いバネ定数を確保することを可能にして、上下のみならず、横方向に対しても低い支持系の固有振動数を得られるようにしたのが図８以下の実施形態のものである。
【００２３】
図１４に示すグラフは、図８に示す実施形態の防振装置と、従来例として図３に用いたものとの、上下圧縮量と剛性比とを比較したグラフである。この発明の実施形態の支持バネ４の自由長５０ｍｍ、外径２８ｍｍ、圧縮バネＫｐを３１Ｎ／ｍｍとした。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、振動源側に取付く第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に支持バネを設け、ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設けたので、ゴム状弾性部材だけの場合のようなへたりは生ぜず、また、支持バネのみの場合のようなサージングも生ずることなく、所定の固有振動数を得るとともに、減衰作用も有し、安価で耐久性に富んだものとなる。特に、中間拘束部材を設けてあることにより、ゴム状弾性部材の外径寸法が拡大する方向で逃げ変形が生ぜず、設計値に対して充分な減衰が得られる。また、固有振動数を１０Ｈｚ以下に設定したものにあっては、低周波数の振動を発生する機械の防振に有効であり、安価でかつ振動源に設置するのも容易なものとなる。また、上述のように構成されたこの発明では、外部環境に接する部分には摺動する部分がなく、防塵や給油といったメンテナンスが不要となる。
【００２５】
また、振動源側に取付く第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に剛性を有するスリーブを設け、ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設けたものでは、ストッパ機構を内蔵した構造が可能となり、耐久性も向上する。
【００２６】
さらに、振動源側に位置する第１プレートと被振動側に位置する第２プレートとの間に中空筒状のゴム状弾性部材を設け、このゴム状弾性部材の中空内部で前記第１，第２プレート間に支持バネを設け、ゴム状弾性部材の筒状外周面の中間個所に当該個所の外径寸法が拡大しないように中間拘束部材を設け、前記第１プレート上にゴム状弾性プレートを積層し、このゴム状弾性プレート上に振動源側に取付く第３プレートを設けたものにあっては、支持バネの撓み量に応じて横方向の剛性が変化し、撓み量が大きくなると水平バネが高くなるという不都合を解消し、横方向に対しても低いバネ定数を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の好適な実施形態を示す図２のＡＯＢ断面図。
【図２】図１の平面図。
【図３】中間拘束部材を設けたものと設けていないものとの減衰効果を比較したグラフ。
【図４】他の実施形態を示す断面図。
【図５】別の実施形態を示す断面図。
【図６】図５の底面図。
【図７】地固め機の正面図。
【図８】さらに他の実施形態を示す図９のＣＯＤ断面図。
【図９】図８の平面図。
【図１０】図８の実施形態におけるゴム状弾性プレートを複数層とした図１１のＥＯＦ断面図。
【図１１】図１０の平面図。
【図１２】第３プレートにストッパ部を設けた例を示す図１３のＧＯＨ断面図。
【図１３】図１２の平面図。
【図１４】図８に示す実施形態と従来品との上下圧縮量と剛性比を示すグラフ。
【符号の説明】
１  第１プレート
２  第２プレート
３  ゴム状弾性部材
３Ａ  中空内部
４  支持バネ
５  中間拘束部材
１０  ゴム状弾性プレート
１１  第３プレート
３０  防振装置
３１  スリーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004324654.tif 000013
【図１２】
2004324654.tif 000014
【図１３】
2004324654.tif 000015
【図１４】
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