(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円錐台状の凸部を基板から突設した基台と、円錐台状の凹部を基板内部に穿設された受台とが、上記基台の凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面との間に傾斜空隙が形成されるようにして嵌合されているとともに、受台の中心に、硬化前の粘弾性材料を傾斜空隙に注入しかつ適用対象にねじ止めするねじを取り付ける雌ねじ孔が凹部形成面側と反対面側から上部空間に至り貫通して形成されていること、
受台の凹部に接する部位に上部空間を残して上記傾斜空隙に形成された粘弾性体が雌ねじ孔から注入した粘弾性材料を硬化させてなること、
上記雌ねじ孔にねじを取り付けることにより上記上部空間を密閉していることを特徴とするテーパ型防振材。
【請求項２】
凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面とを粗面に形成していることを特徴とする請求項１に記載のテーパ型防振材。
【請求項３】
上部空間に、衝撃吸収を高めるための液体が注入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のテーパ型防振材。
【請求項４】
円錐台状の凸部を基板から突設した基台と、円錐台状の凹部を基板内部に穿設された受台とを、上記基台の凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面との間に傾斜空隙が形成されるようにして嵌合する工程、基台と受台の嵌合部分の周囲に着脱自在の固定治具を嵌め込む工程、受台の中心に凹部形成面側と反対面側から上部空間に至り貫通させて形成した雌ねじ孔から、基台と受台と固定治具により形成される傾斜空隙に硬化前の粘弾性材料を注入する工程、雌ねじ孔から注入された粘弾性材料を傾斜空隙において硬化させる工程、粘弾性材料を硬化させた後、固定治具を取り外す工程及び受台に形成された雌ねじ孔にねじを取り付けて上記上部空間を密閉する工程を具備することを特徴とするテーパ型防振材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐荷重性が優れており、特に水平方向の振動に対しても優れた防振性を有するテーパ型防振材とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、各種用途に使用するための防振材が開発されているが、防振材に要求される防振作用としては、その用途に応じて、上下方向への防振作用、水平方向への防振作用、両方向への防振作用が考えられる。例えば、圧縮及び剪断変形に対して防振作用を発揮するような防振材が開発され、広く使用されている。このような防振材としては、凹凸対向する傾斜面を有する金属部材の基台と受台とを用い、その傾斜面間にシリコーンゲルやゴム等の粘弾性体を介在させた構造が提供されている。
【０００３】
一般に、このような防振材は、金属部材と粘弾性体とをそれぞれ別に形成しておき、この金属部材の傾斜面と粘弾性体の傾斜面との間を接着剤により接着して形成されている。しかしながら、あらかじめ成形型を用いて成形される粘弾性体には、その表面に成形時において成形型面に塗布した離型剤が残留することもあり、その傾斜面の部分が接着し損ねることがあった。しかも、接着剤の介在によって水平方向（特に傾斜面に沿う方向をいう）への剪断変形に対して強度が不十分となるおそれもあって、製品の信頼性を低下させる原因となっている。
【０００４】
叙述の課題を解消するために、金属部材の基台と受台との間に粘弾性材料を流し込んで硬化させることで接着しようとすると、受台の凹部に粘弾性材料を流し込み、その上から基台の凸部を嵌合させて硬化させる方法が考えられる。また、先に受台と基台とを嵌合させておき、側面の間隙から流し込みする方法も考えられる。
これらはいずれも、受台の凹部底面の空間には粘弾性材料が流れ込んでしまうので、基台と受台の傾斜面のみに粘弾性体を形成することができないものであった。
【０００５】
そこで本発明は、金属部材間に粘弾性材料を流し込むことで、基台と受台の傾斜面に粘弾性体を形成するとともに密閉空間をも確保することができ、得られた防振材が垂直方向および水平方向への振動に対して優れた防振性を長期間にわたって安定して発揮できるようなテーパ型防振材とその製造方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記目的を達成するために研究の結果、複数の部材を組み合わせて傾斜空隙を形成して、受台のねじの貫通孔を傾斜空隙の上部空間まで貫通させ、そこから粘弾性材料を注入して傾斜空隙の傾斜面に溜めて硬化させ、注入後にねじを取り付けてダンパとして作用する密閉空間をも形成させることにより、粘弾性体と金属部材とを予め一体形成するとともに、所望のテーパのついた粘弾性体を形成できることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
請求項１に記載した発明は、円錐台状の凸部を基板から突設した基台と、円錐台状の凹部を基板内部に穿設された受台とが、上記基台の凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面との間に傾斜空隙が形成されるようにして嵌合されているとともに、受台の中心に、硬化前の粘弾性材料を傾斜空隙に注入しかつ適用対象にねじ止めするねじを取り付ける雌ねじ孔が凹部形成面側と反対面側から上部空間に至り貫通して形成されていること、受台の凹部に接する部位に上部空間を残して上記傾斜空隙に形成された粘弾性体が雌ねじ孔から注入した粘弾性材料を硬化させてなること、上記雌ねじ孔にねじを取り付けることにより上記上部空間を密閉していることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面とを粗面に形成していることを特徴としている。
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した上部空間に、衝撃吸収を高めるための液体が注入されていることを特徴としている。
請求項４に記載した発明は、円錐台状の凸部を基板から突設した基台と、円錐台状の凹部を基板内部に穿設された受台とが、上記基台の凸部の傾斜面と受台の凹部の内周面との間に傾斜空隙が形成されるようにして嵌合する工程、基台と受台の嵌合部分の周囲に着脱自在の固定治具を嵌め込む工程、受台の中心に凹部形成面側と反対面側から上部空間に至り貫通して形成した雌ねじ孔から、基台と受台と固定治具により形成される傾斜空隙に硬化前の粘弾性材料を注入する工程、雌ねじ孔から注入された粘弾性材料を傾斜空隙において硬化させる工程、粘弾性材料を硬化させた後、固定治具を取り外す工程及び受台に形成された雌ねじ孔にねじを取り付けて上記上部空間を密閉する工程を具備することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の製造方法を図面をもとに説明する。図１は本発明の製造方法に使用する部材を説明するために一部を切欠した分解斜視図、図２は図１における部材を組立して本発明に係わる注入工程を示す断面図、図３は図１における部材を組立して本発明に係わる粘弾性材料を硬化させる工程を示す断面図、図４は本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材を示す正面図、図５は本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材の一使用例を示す斜視図である。
【００１０】
まず、第１工程において、基台と受台と固定治具を組み合わせるが、初めに各部材の構造を図１に基づいて説明する。
【００１１】
基台１０は、基板１１から突設された円錐台状の凸部１２を有している。この円錐台状の凸部１２は、その傾斜面（周面）と基板１１とがなす角度（図中の角度θ）が、本発明の目的を達成するため、３０〜８０度であることが好ましく、４０〜６０度であることがさらに好ましい。凸部１２と基板１１とがなす角度は同一であるが、曲面を形成していてもよいし、部分的には角度が異なっていてもよい。凸部１２の傾斜面は、粘弾性材料との接着力を高めるため、粗面であることが好ましい。このような凸部１２は、四角錐など多角錐の角錐台状であってもよい。なお、基板１１と凸部１２との間には垂直壁１３を設けておくことが望ましい。
【００１２】
基台１０には、凸部１２の形成面と反対面側の基板１１に、テーパ型防振材５０の実用時において適用対象にねじ止めするねじを取り付けるための孔１４を形成することができ、基板１１の中心に形成される。
【００１３】
基台１０は、アルミニウム等の金属、プラスチック等から形成することができる。その大きさは、テーパ型防振材５０の用途に応じて適宜決定することができる。
【００１４】
受台２０は、基板２１の内部に穿設された円錐台状の凹部２２を有している。
この円錐台状の凹部２２の内周面の形状は、基台１０の凸部１２の形状と一致している。凹部２２の内周面は、粘弾性材料との接着力を高めるため、粗面であることが好ましい。
【００１５】
受台２０は、凹部２２に接する部位（実用時における凹部２２の上部位置）に、製品となった場合には密閉空間となり、ダンパーとして衝撃吸収作用を発揮する空間２３を有している。この空間２３には、内部の圧力を調整するための通気孔を形成することができる。
【００１６】
受台２０は、基板２１の凹部２２の形成面側と反対面側から空間２３に至る貫通孔２４を有している。この貫通孔２４は、空間２３を経て凹部２２に至っているもので、粘弾性材料の注入孔として使用するとともに、テーパ型防振材５０の実用時において適用対象にねじ止めするねじを取り付けるための雌ねじ孔として形成されるものである。貫通孔２４は受台２０の中心に形成されている。
【００１７】
受台２０は、アルミニウム等の金属、プラスチック等から形成することができる。その大きさは、基台１０の大きさに応じて決定する。
【００１８】
固定治具は使用時において着脱自在にするため、２以上に分割できるようになっている。図３においては、固定治具は、円形の治具を２分割した（１８０度で分割した）二つの固定治具３０、３５から構成されているが、二つの固定治具３０、３５の大きさは同一である必要はなく、同一又は異なる大きさになるように３分割以上に分割したものであってもよい。
【００１９】
固定治具３０、３５は、内周面側に長さ方向に連続した凸状のつば部３１、３６が形成されている。固定治具３０、３５における凸状のつば部３１、３６等の寸法としては、Ｗ1 、Ｗ2 及びＷ3 の寸法は同一でも異なっていてもよく、Ｌ1 及びＬ2 の寸法も同一でも異なっていてもよい。これらの寸法は、具体的には基台１０と受台２０との関係において決定されるものである。
【００２０】
固定治具３０、３５は、アルミニウム等の金属、プラスチック、セラミックス等から形成することができる。それらの内周面（凸状のつば部３１、３６も含む）には、取り外し時において粘弾性材料との離型性を良好にするため、シリコーンオイル等の離型剤を塗布しておくことが好ましい。
【００２１】
次に、これらの部材を使用した第１工程の作業手順について説明する。まず、図２に示すように、基台１０と受台２０とを、それぞれの凸部１２と凹部２２とにおいて嵌合する。次に、基台１０と受台２０の嵌合部分１５、２５の周囲に、固定治具３０、３５を嵌め込む。固定治具３０，３５はつば部３１、３６の内周面が垂直壁１３に当接する。
【００２２】
このように、これらの４つの部材、基台１０、受台２０及び固定治具３０、３５を組み合わせることにより、それらにより取り囲まれた粘弾性材料を流し込むための傾斜空隙４０が形成される。この傾斜空隙４０の大きさ（容量）は、図１により説明したとおり、固定治具３０、３５のＷ1 、Ｗ2 及びＷ3 の寸法と、Ｌ1 及びＬ2 の寸法を、基台１０と受台２０の寸法とも関連して調整することにより、所望の大きさ等に調整することができる。また、例えば、Ｗ1 の寸法を調整することにより、基台１０の凸部１２の上面と受台２０の凹部２２の底面との間隙（高さ）が調整されるので、粘弾性材料５１の注入量によっては凸部１２の上面が接触面４５に形成されることとなる。
【００２３】
次に、第２工程において、基台１０と受台２０と固定治具３０、３５により形成される傾斜空隙４０（図２参照）に、受台２０の貫通孔２４から粘弾性材料５１を注入する。なお、傾斜空隙４０を構成する凸部１２の傾斜面と凹部２２の内周面にはプライマーを塗布、乾燥の前処理を施した後に、粘弾性材料を注入するのが望ましい。
【００２４】
粘弾性材料としては、常温下又は加熱下において注入作業が可能な程度の流動性を有し、常温下又は加熱下において硬化する性質を有しているものであれば特に制限されるものでなく、一般に粘弾性材料として使用されているゴム、ゲル等を挙げることができる。本発明において使用する粘弾性材料の例としては、シリコーンゴム、シリコーンゲルを挙げることができる。このような粘弾性材料としては、東レ・ダウコーニング・シリコーン社製の商品名ＴＯＵＧＨ−２（針入度１５６）、ＴＯＵＧＨ−３（針入度６３）、ＴＯＵＧＨ−５（針入度６５）、ＴＯＵＧＨ−６（針入度４０）、ＴＯＵＧＨ−７（針入度１１２）、ＴＯＵＧＨ−８（針入度２３）のほか、信越化学工業株式会社製のＫＥ−１０５１等を挙げることができる。
【００２５】
次に、第３工程において、傾斜空隙４０に注入した粘弾性材料５１を硬化させる。硬化方法は注入した粘弾性材料５１により異なるもので、常温で又は必要に応じて加熱することにより硬化させる。この工程の作業により、図３に示すように、傾斜空隙４０に粘弾性材料の硬化物（粘弾性体）５２が形成される。なお、接触面４５の全面又は一部にも粘弾性材料５１が注入されている場合には、そこにも粘弾性体５２が形成される。
【００２６】
次に、第４工程において、固定治具３０、３５を取り外す。その後、貫通孔２４にねじ５３を取り付けて空間２３を密閉空間とするが、その前に、衝撃吸収作用を高めるため、空間２３内の全部又は一部に液体を注入することができる。この液体としては、シリコーンオイル等を挙げることができる。なお、空間２３に通気孔を形成した場合には、複数個の防振材の連通孔同士をチューブ等で連通させ、空間２３内に気体あるいは液体を互いの防振材と流通させるようにしたり、さらにその間に圧力調整弁やポンプなどを介在させたりして、複数個の防振材の特性を総合的に調整し得るようにして使用できることは勿論である。
【００２７】
次に、常法によりねじ５３を取り付け、空間２３を密閉空間とする。なお、基台１０にも孔１３を設けた場合には、同様にして図示しないねじを取り付ける。また、実用時において床面（設置面）に接触する基台１０の下面は、ねじのほか、設置場所の状態に応じた形状や材質にすることができる。この場合の材質としては、ゴム、発泡ゴム、発泡プラスチック、樹脂等を挙げることができる。
【００２８】
このようにして本発明のテーパ型防振材５０を得ることができる。このテーパ型防振材５０においては、粘弾性体５２の傾斜面と基台１０の基板１１とがなす角度、即ち、粘弾性体５２と床面（設置面）とのなす角度が、垂直方向及び水平方向への防振作用を高めるため、好ましくは３０〜８０度であり、さらに好ましくは４０〜６０度になるように設定されている。また、空間２３は、弾性体５２とねじ５３により密閉空間となっており、実用時においてはダンパーとして作用する。
【００２９】
本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材５０は、例えば、図５に示すように、物体１００の下面にねじ５３においてねじ止めして、使用する。このとき、テーパ型防振材５０の基台１０の下面には、接着剤等を塗布するやゴムシートを設けることなどにより、設置面との結合力を高めることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
実施例１
図４に示すような構造のテーパ型防振材５０を製造した。基台１０、受台２０および固定治具３０，３５はアルミニウム製とし、粘弾性材料としてはＴＯＵＧＨ−８を使用し、７０℃で２時間加熱することにより硬化させた。なお、各部の寸法は、ａ＝７０mm、ｂ＝５０mm、ｃ＝２０mm、ｄ＝５０mmであり、角度θ＝５０度であった。
【００３１】
試験例１（垂直方向加振試験）
実施例１で得たテーパ型防振材５０を３個を使用し、図６に示すような試験装置により、上下方向の振動を加えた場合の振動測定を行った。なお、テーパ型防振材５０は、３個をバランスよく均等位置に配置し、おもりの下面にねじ込むことにより固定した。なお、図６中のＦＦＴとは、ＦＦＴアナライザを示す。その結果を図７に示す。図７から明らかなとおり、テーパ型防振材５０の１個当たりの加重が３０〜６０Kgで垂直方向の共振点は２０〜１５Ｈｚとなっており、垂直方向への振動に対する減衰作用を示した。
【００３２】
試験例２（水平方向加振試験）
実施例１で得たテーパ型防振材５０を３個を使用し、図８に示すような試験装置により、水平方向の振動を加えた場合の振動測定を行った。なお、テーパ型防振材５０は、３個をバランスよく均等位置に配置し、おもり（直径４００mm、厚さ１６０mm）の下面にねじ込むことにより固定した。その結果、１個当たりの加重が５０Kgの場合、９Ｈｚと２６Ｈｚに共振点が存在した。９Ｈｚの共振点はおもりのロールによる振動であり、２６Ｈｚの共振点は水平方向の振動である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明に係るテーパ型防振材は、圧縮、剪断変形等の垂直方向への振動だけでなく、水平方向の振動に対しても優れた防振作用を示すものであり、各種分野、例えば、電車の床面の防振材、ショーケースなどに利用することができる。
本発明に係るテーパ型防振材の製造方法によれば、複数の部材を組み合わせた傾斜空隙に受台の貫通孔から粘弾性材料を注入して硬化させ、注入後にねじを取り付けて密閉空間を形成するようにしたので、粘弾性材料と他の部材との接着性がよく、テーパ型で、しかも密閉空間を有する防振材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法に使用する部材を説明するために一部を切欠した分解斜視図である。
【図２】図１における部材を組立して本発明に係わる注入工程を示す断面図である。
【図３】図１における部材を組立して本発明に係わる粘弾性材料を硬化させる工程を示す断面図である。
【図４】本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材を示す正面図である。
【図５】本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材の一使用例を示す斜視図である。
【図６】本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材の垂直方向加振試験の方法を示す概念図である。
【図７】垂直方向加振試験の結果を示す図である。
【図８】本発明の製造方法により得られたテーパ型防振材の水平方向加振試験の方法を示す概念図である。
【符号の簡単な説明】
１０            基台
１１            基板
１２            凸部
１３            垂直壁
１４            孔
１５            嵌合部分
２０            受台
２１            基板
２２            凹部
２３            空間
２４            貫通孔
２５            嵌合部分
３０、３５      固定治具
３１、３６      つば部
４０            傾斜空隙
５０            テーパ型防振材
５１            粘弾性材料
５２            粘弾性体
５３            ねじ
【図１】
0004035215.tif 000002
【図２】
0004035215.tif 000003
【図３】
0004035215.tif 000004
【図４】
0004035215.tif 000005
【図５】
0004035215.tif 000006
【図６】
0004035215.tif 000007
【図７】
0004035215.tif 000008
【図８】
0004035215.tif 000009