(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の上下のフランジの間に２個の重合した環状のフランジを設け、上フランジと一方の環状フランジとの間、及び他方の環状のフランジと下フランジとの間に、それぞれ環状に配設される多数のボールベアリング及び横臥・遊嵌・挟入できるオーバルコイルバネを各別に選択して環状に配設して第１のユニット及び第２のユニットを形成すると共に、下フランジの中心には締結用の雄ネジを有するボルトを立設し、上フランジの中心には、前記ボルトが緩挿可能な貫通穴が穿設され、バネ及びワッシャーを介して前記ボルトにナットを螺嵌して成ることを特徴とするオーバルコイルバネ利用の防振構造体。
【請求項２】
前記第１のユニットは、下フランジと環状フランジの対向する内面に環状の長溝を有し、対となる下フランジと環状フランジの間にオーバルコイルバネを横臥・遊嵌・挟入して成り、前記第２のユニットは、環状のフランジの内面となる上面に凹部を所定ピッチで環状に配設すると共に対向する上フランジの内面となる下面に環状の長溝を設け、前記凹部に係合するボールベアリングをそれぞれ自転可能に上フランジ間と環状フランジ間に嵌装してなることを特徴とする請求項１記載のオーバルコイルバネ利用の防振構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械装置、建築物、及び構造物等の免震、防振用に広く使用されるオーバルコイルバネ利用の防振構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、バネとしては、平バネ、重ね板バネ、ねじりコイルバネ、渦巻きバネ、棒ねじりバネ、円筒形コイルバネ、円錐形コイルバネ、輪バネ等が知られ、防振材としてはゴム状弾性体を使用する例が多い。
【０００３】
防振装置に用いられる防振材料としては、振動や音を吸収して減衰させる機能が優れ、且つ強度の高い材料が望まれる。防振ゴム、空気バネ、金属バネ等が知られ、建築物用、輸送機関やその他のエンジン用として、また、例えば、防振ゴムは、車両、機械、その他の設備に取り付けて、振動の伝搬防止等の制振の目的で使用されているのが通例である。
【０００４】
また、「ゴム弾性を有する軟質層と、剛性を有する硬質層とをそれぞれ複数層、交互に積層した免震構造体であって、上記軟質層が、ベースポリマーにキシレン樹脂を添加したゴム材料にて形成されていることを特徴とする免震構造体。」という公報が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−２７３５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
然しながら、上述の従来例では、各種ゴム材料に常時負荷が掛かった状態の場合、永久圧縮歪により、弾性劣化を表す化学反応が進み、三次元網目構造を形成する架橋が破壊され、機能的劣化、即ち、材質的に老化現象が早く訪れ、寿命の問題、経済的な問題、また、メンテナンス上の問題が解消されない。
【０００６】
この発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、小さな負荷変動に対して、変形率が大きく、振動や音の吸収減衰機能が高いオーバルコイルバネを横臥状態で用い、且つ振動等の変位を滑らかに伝えるためのスラスト軸受けや滑り部材を併設することにより、長寿命化が図れて経済的なオーバルコイルバネ利用の防振構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【０００８】
（１）円板状の上下のフランジの間に２個の重合した環状のフランジを設け、上フランジと一方の環状フランジとの間、及び他方の環状のフランジと下フランジとの間に、それぞれ環状に配設される多数のボールベアリング及び横臥・遊嵌・挟入できるオーバルコイルバネを各別に選択して環状に配設して第１のユニット及び第２のユニットを形成すると共に、下フランジの中心には締結用の雄ネジを有するボルトを立設し、上フランジの中心には、前記ボルトが緩挿可能な貫通穴が穿設され、バネ及びワッシャーを介して前記ボルトにナットを螺嵌して成ることを特徴とするオーバルコイルバネ利用の防振構造体。
【０００９】
（２）前記第１のユニットは、下フランジと環状フランジの対向する内面に環状の長溝を有し、対となる下フランジと環状フランジの間にオーバルコイルバネを横臥・遊嵌・挟入して成り、前記第２のユニットは、環状のフランジの内面となる上面に凹部を所定ピッチで環状に配設すると共に対向する上フランジの内面となる下面に環状の長溝を設け、前記凹部に係合するボールベアリングをそれぞれ自転可能に上フランジ間と環状フランジ間に嵌装してなることを特徴とする前項（１）記載のオーバルコイルバネ利用の防振構造体。
【発明の効果】
【００１２】
小さな負荷変動に対して、変形率が大きく、振動や音の吸収減衰機能が高いオーバルコイルバネを横臥状態で用い、且つ振動等の変位を滑らかに伝えるためのボールベアリングを併設することにより、長寿命化が図れると共に、締結用のバネの弾力的な作用により締結状態を維持し、構造が崩れたりするような不都合な状態を引き起こすことなく、経済的なオーバルコイルバネ利用の防振構造体を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係るオーバルコイルバネ利用の防振構造体の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、実施例１における構成の一例を示す説明図、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は要部の部分切り欠き斜視図、図２は、実施例２における構成の一例を示す説明図、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図、図３は、実施例３における構成の一例を示す側断面図、図４は、実施例４における構成の一例を示す説明図、（ａ）は側断面図、（ｂ）は要部断面斜視図、図５は、実施例５における構成の一例を示す側断面図、図６は、実施例６における構成の一例を示す側断面図である。
【実施例１】
【００１５】
実施例１は、構造体全体の形状を円筒形とし、軸受け部材２を球形のボールを用いたボールベアリングとした場合で、図１に示すように、オーバルコイルバネ１と、ボールベアリングを形成する軸受け部材２とを組合せたオーバルコイルバネ利用の防振構造体であって、内面に長溝５ａ、６ａを有する対の上下フランジ５、６間にオーバルコイルバネ１を横臥・遊嵌・挟入してコイルバネユニットを形成する第１のユニット「イ」と成し、また上フランジ３の内面となる下面に、例えば前記ボールの球面に係合する断面円弧状の凹部３ａを所定ピッチで配設すると共に（図１では、上フランジ３の内面を周縁部に沿って８等分して凹部３ａを設け、８個のボールを一定のピッチで設けられた前記凹部３ａに係合並設した場合を示している。）、下フランジ４の内面となる上面に前記ボールの配列に係合する断面円弧状の環状長溝４ａを設け、前記凹部３ａに係合する軸受け部材（ボール）２をそれぞれ自転可能に上下フランジ間に嵌装して軸受けユニットを形成する第２のユニット「ロ」と成し、前記第１のユニット「イ」と第２のユニット「ロ」を重設合体して成ることを特徴とする。尚、図１（ｂ）、（ｃ）にても明らかなように、最上部の上フランジ３と最下部の下フランジ６は円板状を、そして中間のフランジとなる下フランジ４と上フランジ５は環状を呈したものである。
【００１６】
最上部の上フランジ３と最下部の下フランジ６は、共に円板状を呈し、最下部の下フランジ６の中心には締結用の雄ネジを有するボルト７を立設し、最上部の上フランジ３の中心には、このボルト７が緩挿可能な貫通穴３ｂが穿設され、第１のユニット「イ」の上フランジ５と第２のユニット「ロ」の下フランジ４は平面が同一寸法の環状フランジで構成され、図１（ｂ）に示すように、各フランジを所定順に積み重ね、バネ１０及び上ワッシャー９を介してボルト７にナット８が螺嵌され防振構造体を弾力的に締結する構成としてある。
【００１７】
他の符号について、４ｂ及び５ｂは環状のフランジを形成する下フランジ４と上フランジ５それぞれのリング内周面である。７ａはボルト７の先端部である。
【００１８】
上述の構成及び図面を参照して作用を説明する。
【００１９】
例えば、機械装置や建物の所定部位に本発明に係るオーバルコイルバネ利用の防振構造体を取り付け、地震あるいはその他の振動が発生した場合、先ず最上部の上フランジ３がその振動を感じたとすると、横臥して長溝５ａ、６ａに遊嵌状態のオーバルコイルバネ１の傾斜角度が振動の大きさに比例して垂直角に対してその角度が広がる方向に変形し、この変形した分だけ沈み込み、この動きに合わせてほぼ同時に第１のユニット「イ」の上フランジ５と第２のユニット「ロ」の下フランジ４が水平面に沿ってボルト７の軸心を中心にオーバルコイルバネ１の変位に合わせて回動移動し、この動きに合わせてボール状の軸受け部材２が前記回動に従動して自転し、下フランジ４の長溝４ａに沿って回動移動した分だけ初期状態の位置に戻すように機能して最上部の上フランジ３は載設している機械装置や建物と共に僅かに上下動し、即復元される。尚、この時、締結用に組み込まれたバネ１０の弾力的な作用により、締結状態を維持し、構造が崩れたりするような不都合な状態を引き起こすことはない。
【実施例２】
【００２０】
実施例２は、実施例１の第２のユニット「ロ」を変形した「＊ロ」の場合の例であり、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、軸受けの構造が所謂「スラスト玉軸受け」から「スラストころ軸受け（軸受け）」に変わった場合の一例である。
【００２１】
尚、下フランジ４−１の内面となる上面に前記截頭円錐ころの配列及び截頭円錐ころの曲面に係合する環状長溝（４−１）ａを設け、前記凹部（３−１）ａに係合する軸受け部材（截頭円錐ころ）２−１をそれぞれ自転可能に上下フランジ間に嵌装して軸受けユニットを形成する第２のユニット「＊ロ」としたものである。
【００２２】
その他の構成及び作用は実施例１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
実施例１の場合と異なる符号について、第２のユニット「＊ロ」の上フランジを３−１、長溝を（３−１）ａ、中心部の貫通穴を（３−１）ｂ、第２のユニット「＊ロ」の下フランジを４−１、環状長溝を（４−１）ａ、リング内周面を（４−１）ｂとした。
【実施例３】
【００２４】
実施例３は、オーバルコイルバネ１と、滑り部材１２とを組合せたオーバルコイルバネ利用の防振構造体であって、内面に長溝５ａ、６ａを有する対の上下フランジ５、６間にオーバルコイルバネ１を横臥・遊嵌・挟入してコイルバネユニットを形成する第１のユニット「イ」と成し、また対となる上下フランジ３−２、４−２間の内面所定範囲（３−２）ａ、（４−２）ａに滑り部材１２を係合展設して滑りユニットを形成する第３のユニット「ハ」と成し、前記第１のユニット「イ」と第３のユニット「ハ」を重設合体したことを特徴とする。
【００２５】
滑り部材１２は、フッ素樹脂やフェノール樹脂が適しており、本実施例では、第１のユニット「イ」の上フランジ５と第３のユニット「ハ」の下フランジ４−２の環状の形に合わせた環状板体としてある。また、ガラス繊維や布等の充填材を混入し、引張、圧縮等の機械的性質を高めるようにすることも出来る。
【００２６】
作用については、実施例１、２の第２のユニット「ロ」及び「＊ロ」が軸受け部材で、自転して変位を吸収、調整したが、本実施例３の滑り部材の場合は、ベアリングの自転に代わって樹脂板の滑り機能を利用したものである。その他の作用は実施例１の場合と同様であるので省略する。
【００２７】
尚、実施例１及び２の場合と異なる符号について、第３のユニット「ハ」の上フランジを３−２、滑り部材１２との接触面を（３−２）ａ、中心部の貫通穴を（３−２）ｂ、第３のユニット「ハ」の下フランジを４−２、滑り部材１２との接触面を（４−２）ａ、リング内周面を（４−２）ｂ、滑り部材１２のリング内周面を１２ａとした。
【００２８】
以下に説明する実施例４、５、６は、前述の実施例１、２、３の円形配列を基本とした構成に対して直線配列の構成としたことが異なる点である。
【実施例４】
【００２９】
実施例４は、前述の実施例１〜３の平面で見て円形の構成とした場合とは異なり、直線的に配置した構成としたものであり、図４に示すように、最上部の上フランジ１５と最下部の下フランジ１８は、共に方形状を呈し、最下部の下フランジ１８の中心付近には締結用の雄ネジを有するボルト７を立設し、最上部の上フランジ１５の中心には、このボルト７が緩挿可能な貫通穴１５ｂが穿設され、第１のユニット「ニ」の上フランジ１７と第２のユニット「ホ」の下フランジ１６は平面が同一寸法の細長方形フランジで構成され、図４（ａ）に示すように、各フランジを所定順に積み重ね、バネ１０及び上ワッシャー９を介してボルト７にナット８が螺嵌され防振構造体を弾力的に締結する構成としてある。
【００３０】
上フランジ１５の下面の凹部１５ａは球面に係合する形状であるのは、実施例１と同様であるが、直線上に所定ピッチで配設され、下フランジ１６の上面には球面に係合する直線状の長溝１６ａが設けられた構成である。
【００３１】
オーバルコイルバネ１３も直線状に配設され、第１のユニット「ニ」の上フランジ１７、下フランジ１８の係合溝も共に直線状の長溝１７ａ、１８ａとなっている。
【００３２】
他の符号について、１６ｂ及び１７ｂは細長方形フランジを形成する下フランジ１６と上フランジ１７それぞれの内側面、１５ｂは第２のユニット「ホ」の上フランジ１５のほぼ中央付近に穿設され、締結用のボルト７が緩挿可能な貫通穴である。
【００３３】
上述の構成及び図面を参照して作用を説明する。
【００３４】
尚、前述の実施例と重複する部分は、説明を省略する。
【００３５】
例えば、機械装置や建物の所定部位に本発明に係る前記構成のオーバルコイルバネ利用の防振構造体を取り付け、地震あるいはその他の振動が発生した場合、先ず最上部の上フランジ１５がその振動を感じ、横臥して直線状の長溝１７ａ、１８ａに遊嵌状態のオーバルコイルバネ１３の傾斜角度が振動の大きさに比例して垂直角に対してその角度が広がる方向に変形し、この変形した分だけ沈み込み、この動きに合わせてほぼ同時に第１のユニット「ニ」の上フランジ１７と第２のユニット「ホ」の下フランジ１６が水平面に沿ってオーバルコイルバネ１３の変位に合わせて平行移動し、この動きに合わせてボール状の軸受け部材１４が前記平行移動に従動して自転し、下フランジ１６の長溝１６ａに沿って平行移動した分だけ初期状態の位置に戻すように機能して最上部の上フランジ１５は載設している機械装置や建物と共に僅かに上下動するだけで、即復元される。尚、この時、締結用に組み込まれたバネ１０の弾力的な作用により、締結状態を維持し、構造が崩れたりするような不都合な状態を引き起こすことはない。
【実施例５】
【００３６】
前述の実施例４の軸受け部材１４がボールから円筒ころを形成する軸受け部材１４−１に変った場合であり、第３のユニット「＊ホ」の上フランジ１５−１の下面に前記円筒ころを形成する軸受け部材１４−１の曲面に係合する凹部（１５−１）ａが所定ピッチで設けられ、且つ下フランジ１６−１の上面に円筒ころの曲面に係合する直線状の長溝（１６−１）ａが設けられ、この長溝（１６−１）ａの沿って前記円筒ころを形成する軸受け部材１４−１は転動自在である。
【実施例６】
【００３７】
実施例６は、前述の実施例３の場合を直線状に構成した場合であり、第１のユニット「ニ」と第３のユニット「ヘ」との組み合わせとなっている。
【００３８】
対となる上下フランジ１５−２、１６−２間の内面所定範囲（１５−２）ａ、（１６−２）ａに滑り部材１９を係合展設して滑りユニットを形成する第３のユニット「ヘ」と成し、前記第１のユニット「ニ」と第３のユニット「ヘ」を重設合体したものである。
【００３９】
その他の構成は実施例４、５と同様であるので省略する。
【００４０】
以上６つの実施例について説明したが、共通する事項として、第１のユニットと第２のユニットとの接合部分となるフランジは、当初から一体構造のものとし、フランジの個数を上フランジ、中間フランジ、下フランジの３種の組合せとしても良い。
【００４１】
また、本発明に係る第２のユニット「ロ」の軸受け部材２と２−１の個数をそれぞれ８個、１２個として説明したが、個数を限定するものではなく、負荷の種類、程度、設置条件等の要因に応じて選定出来るものである。
【００４２】
また、第１〜第３の各ユニットに潤滑剤を施すことは自由である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施例１における構成の一例を示す説明図、（ａ）平面図、（ｂ）側断面図、（ｃ）要部の部分切り欠き斜視図
【図２】実施例２における構成の一例を示す説明図、（ａ）平面図、（ｂ）側断面
【図３】実施例３における構成の一例を示す側断面図
【図４】実施例４における構成の一例を示す説明図、（ａ）側断面図、（ｂ）要部断面斜視図
【図５】実施例５における構成の一例を示す側断面図
【図６】実施例６における構成の一例を示す側断面図
【符号の説明】
【００４４】
１、１３  オーバルコイルバネ
２、２−１、１４、１４−１  軸受け部材
１２、１９  滑り部材
３、５、３−１、３−２  上フランジ
４、６、４−１、４−２  下フランジ
７  ボルト
８  ナット
１０  バネ
１５、１７、１５−１、１５−２  上フランジ
１６、１８、１６−１、１６−２  下フランジ
【図１】
0004805553.tif 000002
【図２】
0004805553.tif 000003
【図３】
0004805553.tif 000004
【図４】
0004805553.tif 000005
【図５】
0004805553.tif 000006
【図６】
0004805553.tif 000007