(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部に載置されるボトムカバーと、このボトムカバーの上側に位置して吊下げシャフトを保持するアッパーカバーとを有し、ボトムカバーとアッパーカバーとの間に、変形及び復元の可能な弾性構造体が設けられた吊下げ支持用防振装置であって、
弾性構造体は、変形及び復元の可能なエラストマからなる防振材と、変形及び復元の可能なバネからなり、防振材とバネとが直列に配置されており、
ボトムカバーとアッパーカバーとの間に、バネを支持するミドルカバーを防振材と共に一体に設け、このミドルカバーでアッパーカバーを係止することでバネを圧縮保持して当該バネに予備負荷を与えることを特徴とする吊下げ支持用防振装置
【請求項２】
請求項１において、防振材に、アッパーカバーの下降に伴い当該アッパーカバーに接触するストッパ部を設けたことを特徴とする吊下げ支持用防振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅の天井や配管等の吊下げ支持に用いられる防振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
吊下げ支持用防振装置としては、エラストマからなる防振材を単独で用いたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、住宅の天井等を吊下げ支持する場合には、防振性能は勿論のこと、騒音対策にも重きを置く必要がある。即ち、防振装置としては、比較的低い振動周波数に対応させて軟らかく支持することで、防音性能を高める必要がある。
【０００４】
しかしながら、防振材としてゴムを用いた場合、軟らかく設定し過ぎると、潰れてしまうことがある。このため、住宅の天井を吊下げ支持する場合には、その潰れ量に応じた垂れ下がり分だけ、施工時等にて調整しなければならないという煩雑さがある。
【０００５】
更に、ゴムが潰れた状態が長年にわたって続くと、この変形がクリープ変形（永久変形）となって、防振性能そのものを低下させる問題がある。
【０００６】
これに対し、機械要素であるコイルバネは、クリープ変形が発生にし難く、所望する軟らかいバネを比較的簡単に得ることが可能となる。
【０００７】
ところが、コイルバネを用いる場合、サージングと呼ばれる現象が発生することがある。このため、コイルバネ単独で防振装置を構成した場合、コイルバネに対して所定の周波数の振動が伝播されると、その振動にコイルバネが共振することで、防音性能を損なってしまうという問題がある。
【０００８】
即ち、装置本来の防振性能と、防振装置そのものが発生する騒音に対する防音性能とは、二律背反の関係にあり、これらが同時に改善された防振装置は未だ存在し得なかった。
【０００９】
加えて、天井を支持する場合には、防振装置の配置空間が限られるため、防振性能と防音性能との両立は、装置の大型化を招くことなく実現するのが望ましい。
【００１０】
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置の大型化を招くことなく、装置本来の防振性能と、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能とが同時に改善された吊下げ支持用防振装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明である吊下げ支持用防振装置は、支持部に載置されるボトムカバーと、このボトムカバーの上側に位置して吊下げシャフトを保持するアッパーカバーとを有し、ボトムカバーとアッパーカバーとの間に、変形及び復元の可能な弾性構造体が設けられた吊下げ支持用防振装置であって、弾性構造体は、変形及び復元の可能なエラストマからなる防振材と、変形及び復元の可能なバネからなり、防振材とバネとが直列に配置されており、ボトムカバーとアッパーカバーとの間に、バネを支持するミドルカバーを防振材と共に一体に設け、このミドルカバーでアッパーカバーを係止することでバネを圧縮保持して当該バネに予備負荷を与えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、防振材とバネとの直列配置としては、例えば、ボトムカバーに防振材を設けると共に、この防振材にバネを載置し、更に、このバネでアッパーカバーを支持する配置が挙げられる。
【００１３】
また、本発明に係る「エラストマ」としては、ゴムや熱可塑性エラストマが挙げられる。
【００１５】
なお、ここで言う「ミドルカバーとアッパーカバーとの係止」とは、例えば、ミドルカバーの上端をアッパーカバーに被せて、当該アッパーカバーを上下動可能に保持することを意味する。
【００１６】
加えて、本発明によれば、防振材に、アッパーカバーの下降に伴い当該アッパーカバーに接触するストッパ部を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボトムカバーとアッパーカバーとの間に配置した弾性構造体を、変形及び復元の可能なエラストマからなる防振材と、変形及び復元の可能なバネの直列配置による複合弾性体としたことから、基本的に、大きな潰れやクリープ変形を生じ難いバネを防振部材として利用することで、騒音対策を目的とした柔らかな支持を実現できる。
【００１８】
しかも、本発明によれば、防振材とバネとを直列に配置したことで、防振材が外部からバネに伝播されるべき振動を吸収できるため、バネ固有のサージング（共振）現象に起因した騒音も抑制することができる。
【００１９】
加えて、防振材とバネとをアッパーカバーとボトムカバーとの間に直列配置したことで、吊下げ支持用防振装置の大型化も抑制することができる。
【００２０】
従って、本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、装置本来の防振性能と、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能とを同時に改善することができる。しかも、本発明によれば、経年劣化に起因するヘタリ（クリープ変形）に伴う吊下げ対象物の垂れ下がりを抑止することができる。
【００２１】
ところで、防振支持をする場合、防振装置を介して支持される構造物と、防振装置を介して支持する構造物との間が振動絶縁（所定の振動数範囲において生じる振動の伝達を妨げる状態）であることが必要条件となる。
【００２２】
これに対し、住宅の天井や工場内配管についての防振処理は、天井や工場内配管を、建物を構成する基礎構造物（例えば、柱や梁として用いられるＨ鋼に代表される強度部材）に吊下げる方式であるが、一方で、壁及び柱際では、天井との間を振動絶縁構造とすることが困難で、結果的に、１つの剛体として結合される場合が主流である。
【００２３】
即ち、吊下げ支持の周縁部では、壁や柱に対して剛体結合されているため、当該周縁部での支持荷重は非常に小さいものとなる。
【００２４】
一方、防振装置の基本設計においては、その防振性能に加え、強度や耐久性を検討するため、設計上の最大想定荷重や最小想定荷重を元に検討を行っている。
【００２５】
しかしながら、このように比較的大きな荷重を想定してばね定数を設定した防振装置を、上述したように、負荷荷重が非常に小さい壁や柱近傍の支持点に用いると、結果としての固有振動数が大きくなってしまい、所望の防振性能が得られないばかりか、逆に、共振による悪影響がでてしまうことがある。
【００２６】
そこで、本発明では、ボトムカバーとアッパーカバーとの間に、バネを支持するミドルカバーを防振材と共に一体に設け、このミドルカバーでアッパーカバーを係止することでバネを圧縮保持して当該バネに予備負荷を与えている。
【００２７】
かかる構成によれば、予めバネには一定の荷重が負荷されているので、防振装置に加わる荷重が、この予め負荷された荷重以下である場合には、バネに新たな撓みが発生することなく、バネによる共振という悪影響を回避することができる。
【００２８】
これに対し、防振装置に加わる荷重が予備負荷以上である場合には、バネに新たな撓みが発生して、予備負荷との差分だけ、新たな復元力を発生することで、本来の防振性能と共に、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能を発揮することができる。
【００２９】
即ち、防振材とバネとを直列に配置し、バネを圧縮保持した本発明に係る防振装置を、負荷荷重の小さい振動を生じ難い壁や柱等に用いた場合、バネに新たな撓みは発生せず、防振装置全体のストローク量を減少させることができると共に、バネによる共振という悪影響を回避することができると共に、負荷荷重の大きな壁や柱等から遠い振動を生じやすい箇所（例えば、天井の中心付近）に用いた場合、バネに新たな撓みが発生しても、本来の防振性能と共に、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能を発揮することができる。
【００３０】
加えて、本発明において、防振材に、アッパーカバーの下降に伴い当該アッパーカバーに接触するストッパ部を設ければ、一定以上の大きな負荷荷重が加わった場合、防音性能よりも防振性能を優先することで、防振装置本来の機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明に従う吊下げ支持用防振装置を詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の一形態である吊下げ支持用防振装置（以下、「本発明装置」という。）10の使用状態を示す要部拡大側面図である。また、図２(a),(b)はそれぞれ、本発明装置10の上面図及び、その側面を一部断面で示す要部断面図である。
【００３３】
図１において、符号１１は、柱や梁等の住宅構造部材を支持部Ｍ1として、この支持部Ｍ1に載置されるボトムカバーである。このボトムカバー１１は、図２(b)に示すように、その中心に開口部11ａが形成された中空円形のプレート部材である。
【００３４】
次に符号１２は、ボトムカバー１１の上側に配置されるアッパーカバーである。このアッパーカバー１２は、同図に示すように、その中心に開口部12ａが形成された天壁12ｂを有しこの天壁12ｂに円筒の胴部12ｃを介してフランジ12ｄが一体に繋がる。
【００３５】
更に、同図に示す符号１は、ボトムカバー１１とアッパーカバー１２との間に設けられた、変形及び復元の可能な弾性構造体である。
【００３６】
符号２は、弾性構造体１の一方を構成し、ボトムカバー１１上に一体に設けられた防振材である。防振材２は、変形及び復元の可能なゴムからなり、その中心に開口部２ａが形成された内筒部２ｂと、この内筒部２ｂの外側に同軸配置された外筒部２ｃとを一体に有する。
【００３７】
また、内筒部２ｂの下端には、ボトムカバー１１の開口部11ａを貫通して垂下する嵌合部２ｄが形成されている。これにより、本発明装置１０は、図１に示すように、この嵌合部２ｄを支持部Ｍ1に形成した開口部Ａ1に嵌合させることで、当該支持部Ｍ1に固定することができる。
【００３８】
図２(b)の符号３は、弾性構造体１の他方を構成し、防振材２上に載置された、変形及び復元の可能なコイルスプリング３である。本発明装置１０では、防振材２の内筒部２ｂと外筒部２ｃとの連結部２ｄに、コイルスプリング３を支持する第一のミドルカバー１３を防振材２と共に一体に設け、第一のミドルカバー１３の底壁１３ｂで、コイルスプリング３を支持している。なお、符号１３ａは、防振材２を一体成形するにあたり、原料となるゴムを流通させるための間欠孔である。
【００３９】
コイルスプリング３は、その上端でアッパーカバー１２を支持するが、本発明装置１０では、更に、第一のミドルカバー１３の上端をかしめて第二のミドルカバー１４に連結し、この第二のミドルカバー１４によって、第一のミドルカバー１３に対するアッパーカバー１２の位置を、コイルスプリング３が自然長Ｌ0よりも圧縮代（変位）Ｘ＝Ｘ0だけ圧縮された状態になるように押下げている。
【００４０】
即ち、第二のミドルカバー１４は、第一のミドルカバー１３とのかしめにより、アッパーカバー１２のフランジ部ｄを下向きに押し下げつつ、このフランジ部ｄを係止することで、アッパーカバー１２の天壁12bと第一のミドルカバー１３の底壁１３ｂとの間で、コイルスプリング３を圧縮保持し、このコイルスプリング３に常時、変位Ｘ＝Ｘ0に対応する予備負荷Ｆ0を与えている。
【００４１】
これにより、本発明装置１０内では、吊下げ支持を行うまでは、防振材２には一切負荷がかからないのに対し、コイルスプリング３には常時、その圧縮に伴う予備負荷Ｆ0がかかっている。
【００４２】
一方、図１に示す符号Ｓは、本発明装置１０を貫通する吊下げシャフトである。吊下げシャフトＳは、その上端に、本発明装置１０にアッパーカバー１２の天壁１２ｂを介して吊下げ保持するための２つの固定用ナットＮ1を有し、その下端には、住宅天井Ｍ2を固定するための２つの固定用ナットＮ2を有する。なお、符号Ｗは、アッパーカバー１２の天壁１２ｂと固定用ナットＮ1との間に介在させたワッシャである。
【００４３】
これにより、本発明装置１０は、吊下げシャフトＳを介して、住宅天井Ｍ2を柱や梁等の住宅構造部材Ｍ1に吊下げ支持することができる。
【００４４】
ここで、図３は、本発明装置１０での吊下げ支持時における荷重−撓み特性を示す図である。ここで、一点鎖線で示す特性は、コイルスプリング３単体での特性であり、また、破線で示す特性は、防振材２単体での特性である。更に、実線で示す特性は、弾性構造体としての特性である。
【００４５】
同図の実線に示すように、本発明装置１０で部材Ｍ2を吊下げ支持したとき、本発明装置１０に入力される荷重Ｆがコイルスプリング３内に加わっている予備荷重Ｆ0以上となるまでは、荷重Ｆの影響に伴い、コイルスプリング３は圧縮変形することがない。
【００４６】
これに対し、住宅天井Ｍ2が大きく振動することで、本発明装置１０に入力される荷重Ｆが予備負荷Ｆ0以上になると、弾性構造体１は、防振材２とコイルスプリング３が直列配置された複合弾性体として作用する。
【００４７】
即ち、本発明装置１０によれば、ボトムカバー１１とアッパーカバー１２との間に配置した弾性構造体１を、ゴムからなる防振材２と、コイルスプリング３の直列配置による複合弾性体としたことから、基本的に、大きな潰れやクリープ変形を生じ難いコイルスプリング３を防振部材として利用することで、騒音対策を目的とした柔らかな支持を実現できる。
【００４８】
しかも、本発明装置１０によれば、防振材２とコイルスプリング３とを直列に配置したことで、防振材２が外部からコイルスプリング３に伝播されるべき振動を吸収できるため、コイルスプリング３に固有のサージング（共振）現象に起因した騒音も抑制することができる。
【００４９】
加えて、防振材２とコイルスプリング３とをアッパーカバー１１とボトムカバー１２との間に直列配置したことで、吊下げ支持用防振装置の大型化も抑制することができる。しかも、本発明装置１０によれば、経年劣化に起因するヘタリ（クリープ変形）に伴う吊下げ対象物の垂れ下がりを抑止することができる。
【００５０】
従って、本発明装置１０によれば、装置の大型化を招くことなく、装置本来の防振性能と、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能とを同時に改善することができる。
【００５１】
ところで、防振支持をする場合、防振装置を介して支持される構造物Ｍ2と、防振装置を介して支持する構造物Ｍ1との間が振動絶縁（所定の振動数範囲において生じる振動の伝達を妨げる状態）であることが必要条件となる。
【００５２】
これに対し、住宅天井Ｍ2についての防振処理は、住宅天井Ｍ2を、建物を構成する住宅構造部材Ｍ1に吊下げる方式であるが、一方で、壁及び柱際では、住宅天井Ｍ2との間を振動絶縁構造とすることが困難で、結果的に、１つの剛体として結合される場合が主流である。
【００５３】
即ち、吊下げ支持の周縁部では、壁や柱に対して剛体結合されているため、当該周縁部での支持荷重は非常に小さいものとなる。
【００５４】
一方、防振装置の基本設計においては、その防振性能に加え、強度や耐久性を検討するため、設計上の最大想定荷重や最小想定荷重を元に検討を行っている。
【００５５】
しかしながら、このように比較的大きな荷重を想定してばね定数を設定した防振装置を、上述したように、負荷荷重が非常に小さい壁や柱近傍の支持点に用いると、結果としての固有振動数が大きくなってしまうので、所望の防振性能が得られないばかりか、逆に、共振による悪影響がでてしまうことがある。
【００５６】
そこで、本発明装置１０にように、ボトムカバー１１とアッパーカバー１２との間に、コイルスプリング３を支持するミドルカバー１４を防振材２と共に一体に設け、このミドルカバー１４をアッパーカバー１１に係止することにより、コイルスプリング３に予備負荷Ｆ0を与えて圧縮保持すれば、予め本発明装置１０内には予備負荷Ｆ0に等しい復元力が生じているので、本発明装置１０に加わる荷重Ｆが予備負荷Ｆ0以下である場合には、図３の領域Ａの実線に示すように、コイルスプリング３に新たな撓みが発生することなく、コイルスプリング３による共振という悪影響を回避することができる。
【００５７】
これに対し、本発明装置１０に加わる荷重Ｆが予備負荷Ｆ0以上である場合には、図３の領域Ｂに示すように、コイルスプリング３に新たな撓みが発生して、予備負荷Ｆ0との差分だけ、新たな復元力を発生することで、本来の防振性能と共に、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能を発揮することができる。
【００５８】
即ち、防振材２とコイルスプリング３とを直列に配置し、コイルスプリング３を圧縮保持した本発明に係る防振装置１０を、負荷荷重Ｆの小さい振動を生じ難い壁や柱等に用いた場合、コイルスプリング３に新たな撓みは発生せず、防振装置全体のストローク量を減少させることができると共に、コイルスプリング３による共振という悪影響を回避することができると共に、負荷荷重Ｆの大きな壁や柱等から遠い振動を生じやすい箇所（例えば、住宅天井Ｍ2の中心付近）に用いた場合、コイルスプリング３に新たな撓みが発生しても、本来の防振性能と共に、サージング現象に起因する騒音を含め、防振装置固有の騒音に対する防音性能を発揮することができる。
【００５９】
更に、防振材２は、外筒部2cを有し、この外筒部2cは、負荷荷重Ｆによってアッパーカバー１２が大きく沈み込むと、その先端部２ｅがアッパーカバー１２に接触してストッパの役目を果たす。
【００６０】
即ち、住宅天井Ｍ2が更に大きく振動することで、荷重Ｆがアッパーカバー１２をストッパ２ｅに接触させる荷重Ｆs以上になると、図３の領域Ｃに示すように、弾性構造体１は、防振材２のみの弾性体として作用する。
【００６１】
このように、防振材２に、アッパーカバー１１の下降に伴い当該アッパーカバー１１に接触するストッパ部２ｅを設ければ、一定以上の大きな負荷荷重Ｆ（≧Ｆs）が加わった場合、防音性能よりも防振性能を優先することで、防振装置本来の機能を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、住宅の天井や配管の吊下げ支持に限定されることなく、車両等の様々な技術分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一形態である吊下げ支持用防振装置の使用状態を示す要部拡大側面図である。
【図２】(a),(b)はそれぞれ、本発明装置の上面図及び、その側面を一部断面で示す要部断面図である。
【図３】本発明装置での吊下げ支持時における荷重−撓み特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    弾性構造体
２    防振材
2a    開口部
2b    内筒部
2c    外筒部
2d    嵌合部
３    コイルスプリング
10    吊下げ支持用防振装置
11    ボトムカバー
12    アッパーカバー
13    第一のミドルカバー
14    第二のミドルカバー
Ｓ    吊下げシャフト
【図１】
0004994146.tif 000002
【図２】
0004994146.tif 000003
【図３】
0004994146.tif 000004