(57)【要約】【課題】  質量が大きく3次元的に振動や衝撃を発生させる物体または加振源に、振動や衝撃を望まない質量の小さい被防振体を取り付けるために、この被防振体を支持しながら、この振動や衝撃を減衰させる安価な装置を提供する。【解決手段】  フローティング部が、ゲル部材を介してベース容器部の内部に支持された防振器であって、前記ゲル部材が、フローティング部と、ベース容器部底部、ベース容器部蓋部及びベース容器側面部のそれぞれの内面との間に配置され、付加荷重での変形によっても、互いに他のゲル部材と接触しないことを特徴としている。このとき、ゲル部材は前記ベース容器部からの振動や衝撃をゲル部材で吸収し減衰させつつ前記フローティング部に支持力を伝達させ、SRIS0101（ASKA C）硬度5度以下、ないしは針入度100以上であり、寸法を変える事で減衰性能を調整できる。【選択図】  図１
2005201293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローティング部が、複数のゲル部材を介してベース容器部の内部に支持された防振器であって、
前記ゲル部材が、フローティング部と、ベース容器部底部、ベース容器部蓋部およびベース容器側面部のそれぞれの内面との間に配置され、柱状または直方体のブロック形状であり、付加荷重での変形によっても、互いに他のゲル部材と接触しないことを特徴とする防振器。
【請求項２】
前記ゲル部材が、SRIS0101硬度5度以下、ないしは針入度100以上であることを特徴とする請求項１に記載の防振器。
【請求項３】
柱状または直方体のブロック形状の前記ゲル部材について、このゲル部材をフローティング部およびベース容器部に接する面に平行な面の断面積の異なるものに変えることによって、接する面に対する法線方向の減衰性能を調整することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の防振器の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
機器の防振器およびその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削や研削加工を行う工作機や加工機、塑性加工を行うプレス機は加工現象で発生する振動や衝撃を受ける。工作機であれば工具や主軸原動機付近、プレス機あればプレスヘッド周辺に、加工状況を実時間で知るために計測機を設けたり、信号の処理装置などの電子機器を設置する場合がある。これらの機器は、機械要素より振動や衝撃に弱いので防振器を介して支持することが望ましい。
このような、数十グラムから数百ｋｇ程度の被防振体を加振源から防振や除振する防振器としては
１：振動や衝撃エネルギーを吸収し、被防振体を破壊から守る
２：被防振体の重量を支持する
３：加振されていなければ被防振体が同じ位置にとどまる
４：3次元的な振動モードに対応できる
といった機能が求められる。
プレス機のように加振源の質量が防振や除振の被防振体より大幅に、概ね１００倍以上に大きい場合、振動の変位を抑える事は困難なので、伝達される振動エネルギーを削減する事が主な目的となる。振動のうち高周波成分を除去するのは容易だが、より多くの振動エネルギーの遮断をはかるには、低周波の成分までその伝達をさえぎることが望ましく、そのため防振材料のバネ定数を小さくする必要がある。
【０００３】
ゲル部材は、振動減衰にすぐれ、バネ定数が小さいので、構造体の防振、緩衝機器として用いられる。ゲル部材のような柔軟な材料は一般的に縦弾性係数に比して横弾性係数が低く、容易に剪断変形を起こす。つまり、固体形状を呈してはいるが、液体に近い挙動を示す。例えば硬度計測を行った場合であれば、ゲル部材は圧子の押し込みに対して素材が容易に剪断変形し、圧子がより深く押し込められ、小さい硬度を示す。ただし、これは固体形状を呈しているので、除荷すれば元の形状に戻る。
しかし、機械構造体の支持材料としては、例えば荷重を支持する鉛直方向だけにゲル部材を設置し、ゲル部材の硬度を小さくすると水平方向のバネ定数がさらに小さくなるため横揺れを引き起こす弊害があった。つまり、振動のより低周波の成分まで伝達をさえぎろうとしてバネ定数を小さくすると、一方で位置を支持する事が難しくなる。
【０００４】
ゲル部材はシート状に成形しやすいので、十分広い面積で大きい荷重を支えて、横方向の安定性を得るためにシート形状で使用する例は多い。しかし、薄いシートでは振動吸収の振幅を増しにくいので低周波の振動までは減衰しにくく、厚みを増すとやはり横方向の安定性を損なう。
ゲル部材で均等に周囲を囲む構造では、重力荷重の方向のバネ定数を適切にすると、水平方向のバネ定数が高くなりすぎて防振効果が減ずる弊害があった。特に密閉した容器内にゲル部材を充填すると、ゲル部材が体積圧縮に対して高い抵抗力を発するため、充分な防振効果が得られない。
【０００５】
そのため、下記に挙げる従来特許では、多くはゲル部材と他のバネ機構やスライド機構など機械的な可動部を組み合わせて、上記のゲル部材の問題に対処する事を提案しているが、そのための問題点もあった。
【０００６】
特許文献１では重力荷重をバネに負担させるなど複合的な機構を提案しているが、複雑な構成となりやすく、防振性能を予測するために綿密な設計検討が必要である。
【０００７】
特許文献２では被除振物の重心と同一平面に均等間隔で配置する事を提案しているが、一般的な機器、装置では防振器を設置する位置の制約を受けやすく適用しにくい。
特許文献３および４では滑り機構にゲル部材を組み合わせる事で変位変形への抵抗を小さくする事を提案しているが、機構が複雑となる欠点があり、上方向への過大な外力には、さらに機構を付加して機構の破壊を防止する必要がある。
【０００８】
特許文献５では、３次元的な配置を提案しているが、被防振体を取り囲むベース容器部が必要なので、より大きな構造体となってしまう。また空間的な３軸方向に均等なバネ性、減衰性となるため、重量負荷に合わせたゲル部材の寸法では非重力方向、つまり水平方向のバネ定数が大きくなりすぎる。そのため、携帯機器のような小型、軽量な機械では有効だが、一般的な機械支持には不適である。
一方、荷重の支持機能を有する防振器として、スライド機構やヒンジ機構を付加することは、種々の大きさや重量の対象に適用するために都度設計製作の手間が大きくなるため、使用範囲が限られ、費用が大きくなる問題があった。
【特許文献１】特開平０１−１８２６４４号公報
【特許文献２】特開平０８−２３９１００号公報
【特許文献３】特開平１０−２３７５号公報
【特許文献４】特開平１０−２１２９号公報
【特許文献５】特開２００１−１２６４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、質量が大きく3次元的に振動や衝撃を発生させる物体または加振源に、振動や衝撃を望まない質量の小さい被防振体を取り付けるために、この被防振体を支持しながら、この振動や衝撃を減衰させる安価な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は上記課題に対し鋭意研究を重ね、導かれたもので、その主旨は次のとおりである。
（１）  フローティング部が、複数のゲル部材を介してベース容器部の内部に支持された防振器であって、
前記ゲル部材が、フローティング部と、ベース容器部底部、ベース容器部蓋部およびベース容器側面部のそれぞれの内面との間に配置され、柱状または直方体のブロック形状であり、付加荷重での変形によっても互いに他のゲル部材と接触しないことを特徴とする防振器。
（２）  前記ゲル部材が、SRIS0101硬度5度以下、ないしは針入度100以上であることを特徴とする（１）に記載の防振器。
ゲル部材
（３）  柱状または直方体のブロック形状の前記ゲル部材について、このゲル部材をフローティング部およびベース容器部に接する面に平行な面の断面積の異なるものに変えることによって、接する面に対する法線方向の減衰性能を調整する（１）または（２）に記載の防振器の調整方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の防振器は、被防振体がベース容器部や加振源より軽量であっても、ゲル部材の変形抵抗の小ささを活かして、衝撃や振動を良好に低減しながら、この被防振体を支持することができた。また、この衝撃や振動は３次元的なものでも良好に低減された。
このとき、可動部をゲル部材だけとすることで、ガイド部、スライド機構、ヒンジ機構などを設ける事が無いため、機械加工部品が大幅に削減できた。さらに、構造が簡単で、製作精度の影響を受けにくいため、安価な装置とすることができた。
【００１２】
ゲル部材ブロックの面積や高さを調整する事で許容負荷荷重、バネ定数、減衰特性の調整でき、剪断変形を抑制しないので事前試験の再現性が高い。また、３次元方向のバネ定数を独立して設定でき、加振力の方向特性に応じた分布とすることで、機械支持体として好ましい特性を与えられた。
【００１３】
さらに、過大な外力に対しては剛性の高いフローティング部とベース容器部が直接接触することで、設計値以上に移動しない構造とすることが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明による防振装置の形態の内部構造を示すものである。被防振体は被防振体支持部２に接続されて荷重を支えられる。この負荷はフローティング部３を通して、上下方向と水平（前後左右）面方向に配置されたゲル部材５に伝えられる。各のゲル部材５のフローティング部とベース容器の内面とに接していない面は他のゲル部材５と接することなく空間を設けて配置されている。
【００１５】
図２は、図１の形態の外観を示すものである。ベース容器部はベース容器部蓋部７を着脱可能とし、ゲル部材５をフローティング部３の周囲に配置して、ベース容器部蓋部７を取り付ける。すなわち、フローティング部３の下面に接するゲル部材５ｃはこの下面とベース容器部底部６の内面とに、フローティング部３の側面に接するゲル部材５ｂはこの側面とベース容器部側面部８の内面とに、フローティング部３の上面と接するゲル部材５ａはこの上面とベース容器部蓋部７の内面とに、それぞれ挟まれるように配置される。ベース容器部蓋部７の開口部と被防振体支持部１とは、設計時に予定した振幅に応じた隙間を持つ。
【００１６】
各方向のゲル部材への圧縮負荷に対しては、ゲル部材本来の液体に近い変形挙動となり、柔軟なバネ定数を実現できる。一方、圧縮方向に負荷を受けているゲル部材と直交する方向に配置されたゲル部材は、剪断方向の変形となるので抵抗は充分に小さいため、防振作用にほとんど影響を与えない。
【００１７】
過大な応力を受けた場合、ベース容器部とフローティング部との間隔より大きな移動は、ベース容器部とフローティング部の直接の接触で制限されるため、防振作用の設計が容易となる。
【実施例】
【００１８】
図３は、本発明による防振器の実施例のうち、図１で示したユニットを複数用いて構成した防振機構の実施例である。
フローティング部の中心を通る前後左右および上下方向の軸まわりの旋回揺動のバネ定数を高め、軸方向の並進方向のバネ定数を小さくするために、防振器を被防振体の周囲に、中心から遠ざけて配置している。
本発明では、防振器と、被防振体の重心の位置関係には特に配慮は必要でない。公知の技術であるが、被防振体の重心位置は、複数の防振器の揺動の中心点を通る水平面に近い方が、被防振体の旋回揺動の安定性が向上する。
【００１９】
図１に示す形態において、ゲル部材の厚さ１０〜２０［ｍｍ］、SRIS0101硬度４度、フローティング部の４０［ｍｍ］幅、３０［ｍｍ］厚さ、１００［ｍｍ］長さ、の防振器を設け、２［ｋｇｗ］の被防振体を支持させた。ゲル部材のフローティング部およびベース容器部との接触する面の大きさについては、フローティング部の下面と側面ではほぼ全面を覆う大きさとし、上面では２つに分けて３０ｍｍ×４０ｍｍの大きさとした。このような防振器を介して支持体部に１０［Ｇ］の加振を加えたところ、非防振体は１［Ｇ］まで防振できた。なお、ゲル部材の大きさを小さくすることによって防振する性能を下げることは可能である。
【００２０】
図３には巾１７００［ｍｍ］、長さ１２００［ｍｍ］、高さ４００［ｍｍ］、１５［ｋｇｗ］の被防振体１を上記の防振器４を４台用いて支持させ、加振源１０で振動が発生した実施例を示す。加振源１０で６［Ｇ］の振動が発生したとき、被防振体１上では３［Ｇ］まで防振された。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の防振器の構造を示した見取り図である。内部の構造を判りやすくするためにベース容器部とゲル部材の一部を省いた図である。
【図２】本発明の防振器の構造を示した見取り図である。
【図３】防振器を用いた防振機構の実施例の斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  被防振体
２  被防振体支持部
３  フローティング部
４  防振器
５  ゲル部材、
５a  フローティング部の上面とベース容器部蓋部の内面との間のゲル部材
５ｂ  フローティング部の側面とベース容器部側面部の内面との間のゲル部材
５ｃ  フローティング部の下面とベース容器部底部の内面との間のゲル部材
６  ベース容器部底部
７  ベース容器部蓋部
８  ベース容器部側面部
９  ベース容器部支持部
１０  加振源
【図１】
2005201293.tif 000003
【図２】
2005201293.tif 000004
【図３】
2005201293.tif 000005