JP2002147528A

JP2002147528A - 除振マウント

Info

Publication number: JP2002147528A
Application number: JP2000346083A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Watakari; 佐登志渡苅
Original assignee: NEC Ameniplantex Ltd
Current assignee: NEC Ameniplantex Ltd
Priority date: 2000-11-14
Filing date: 2000-11-14
Publication date: 2002-05-22
Anticipated expiration: 2020-11-14
Also published as: JP3543758B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機械あるいは構造物の設置現場に据え付ける
に際して共振周波数の微調整を可能とする。【解決手段】弾性体１と、粘弾性体２と、圧縮量調整
手段３と、拘束手段４との組合わせを有している。弾性
体１はコイルばねであり、粘弾性体２は、棒状をなし、
粘弾性体２を内側として弾性体１と粘弾性体２とは内外
同心上に組合されて第１の台座５と第２の台座６間に設
置されている。第１の台座５は床上に設置され、第２の
台座６は機械または構造物を支えるものである。圧縮量
調整手段３は、第２の台座６にねじ込んで粘弾性体２の
頂部を圧下する調整ねじであり、拘束手段４は、第２の
台座６に支えられた筒であり、筒４内に粘弾性体２の一
部を受入れて圧縮変形が自由となる粘弾性体の非拘束長
さを調整する。粘弾性体２の圧縮量および粘弾性体の非
拘束長さを調整することによって、共振周波数を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械器具又は構造
体の振動を防止する除振マウントに関する。

【０００２】

【従来の技術】機械器具又は構造体の防振マウントとし
て従来よりコイルばねとオイルダンパーとの組合せや、
防振ゴムなどが一般に用いられてきたが、コンピュータ
や通信機器に用いる電子デバイスの回路パターンを形成
するＩＣ露光機や回路パターンを読み取る３次元測定器
のように１μｍ以下の精度を問題とする機器類では自励
振動や外来の振動の影響を阻止する必要性が高く、床か
ら機器類に伝えられる振動を減衰する除振装置の性能が
機械の性能を左右する重要な要素となる。

【０００３】このような目的に適合した除振マウントと
して、弾性体と、粘弾性体との組み合わせによる除振装
置が開発された。この装置は、例えば図８に示すよう
に、弾性体（コイルばね）２１と円柱状の粘弾性体（エ
ポキシ樹脂）２２との組合わせを用い、粘弾性体２２を
コイルばね２１の中に入れ、粘弾性体２２の両端と、コ
イルばね２１の両端とにフランジ２３を取り付け、弾性
体２１と粘弾性体２２との複合体に作用する荷重方向の
弾性中心を粘弾性体側に包蔵させて両者を一体にねじ２
４で緊締したものである。

【０００４】この装置を機械器具或いは構造体の支持に
用いれば、水平方向（横方向）と垂直方向（縦方向）に
加えられる外力に対して大きな減衰性を得ることができ
る（特開平６３−３０６２８号参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記除振マ
ウントにおいて、垂直方向に加えられる外力に対して除
振性能を上げるため、すなわち、除振マウントの共振周
波数を低くするために、負荷荷重によるコイルばねの圧
縮量をできるだけ大きくするようにばねが選定される
が、負荷荷重によるコイルばねの圧縮量をできるだけ大
きくするようにばねが選定されると、確かに、垂直方向
に軟らかな性能が得られるものの、同時に水平方向にも
同じ特性が強く現れてくる。

【０００６】もっとも、垂直方向のコイルばねのたわみ
量は、ばねの線材同士の接触によって限界に達するが、
横方向では、ばねのアスペクト比にもよるが、コイルば
ねのたわみによって座屈を生ずるという問題がある。

【０００７】座屈とは、コイルばねが横方向に柔らかく
なりすぎて水平方向のばね性が失われ、コイルばねに加
えられる横からの力に耐えきれずに横ずれを生じてしま
う現象である。コイルばねに座屈が生じたときには、も
はや機械器具又は構造体を支持することができない。

【０００８】このような問題を解消するために発明者は
先に圧縮量の大きいコイルばねを用い、水平方向、垂直
方向に除振機能を持たせ、しかも横ずれを生じさせない
除振マウントを開発し、その結果、コイルばねの圧縮量
をできるだけ大きくするようにばねを選定して共振周波
数を低く抑えることができた（特願２０００−２６２７
０８号参照）。本発明は上記除振マウントを実際に機械
あるいは構造物の除振マウントとして使用する場合の問
題点をさらに解決したものである。

【０００９】本発明の目的は、除振マウントとして機械
あるいは構造物の設置現場に据え付けるに際して共振周
波数又は共振倍率（減衰ｄＢ）の微調整を可能とした除
振マウントを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による除振マウントにおいては、弾性体と、
粘弾性体と、圧縮量調整手段との組合わせを有する除振
マウントであって、弾性体と、粘弾性体とは、並列に組
合されて第１の台座と第２の台座間に設置され、第１の
台座は床上に設置され、第２の台座は機械または構造物
を支えるものであり、圧縮量調整手段は、第２の台座に
支えられ、機械または構造物の重量を受けて圧縮される
粘弾性体の圧縮量を調整するものである。

【００１１】また、弾性体と、粘弾性体と、拘束手段と
の組合わせを有する除振マウントであって、弾性体と、
粘弾性体とは、並列に組合されて第１の台座と第２の台
座間に設置され、第１の台座は床上に設置され、第２の
台座は機械または構造物を支えるものであり、拘束手段
は、機械または構造物の重量を受けて圧縮される粘弾性
体の一部を拘束し、圧縮変形が自由となる粘弾性体の非
拘束長さを調整するものである。

【００１２】また、弾性体と、粘弾性体と、圧縮量調整
手段と、拘束手段との組合わせを有する除振マウントで
あって、弾性体と、粘弾性体とは、並列に組合されて第
１の台座と第２の台座間に設置され、第１の台座は床上
に設置され、第２の台座は機械または構造物を支えるも
のであり、圧縮量調整手段は、第２の台座に支えられ、
機械または構造物の重量を受けて圧縮される粘弾性体の
圧縮量を調整するものであり、拘束手段は、機械または
構造物の重量を受けて圧縮される粘弾性体の一部を拘束
し、圧縮変形が自由となる粘弾性体の非拘束長さを調整
するものである。

【００１３】また、粘弾性体は、第１の台座上に支えら
れ、圧縮量調整手段は、第２の台座にねじ込んで粘弾性
体の頂部を圧下する調整ねじである。

【００１４】また、粘弾性体は、棒状をなし、第１の台
座上に支えられ、拘束手段は、第２の台座に支えられた
筒であり、筒内に粘弾性体の一部を受入れてその周囲を
覆い、圧縮変形が自由となる粘弾性体の非拘束長さを調
整するものである。

【００１５】また、筒は，第２の台座に対して上下に相
対変位が可能であり、高さを調節して粘弾性体の非拘束
長さを調整するものである。

【００１６】また、弾性体はコイルばねであり、粘弾性
体は、棒状をなし、粘弾性体を内側として弾性体と粘弾
性体とは内外同心上に組み合わされ、圧縮量調整手段
は、第２の台座にねじ込んで粘弾性体の頂部を圧下する
調整ねじであり、拘束手段は、第２の台座に支えられた
筒であり、筒内に粘弾性体の一部を受入れて周囲を覆っ
て、圧縮変形が自由となる粘弾性体の非拘束長さを調整
するものであり、調整ねじは、筒の中に差し込まれてい
るものである。

【００１７】また、筒は、調整ねじにねじ込まれ、調整
ねじに対して高さが調整されるものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明による除振マウント
の実施の形態を図によって説明する。図１に、本発明に
よる除振マウントの除振機構のメカニズムを示す。図１
において、弾性体（コイルばね）１の共振周波数ｆ0
は、近似的に式（１）であらわされる。ｆ0＝５／√たわみ量（ｃｍ）・・・・（１）

【００１９】また、図１（ａ）に示す弾性体１と、粘弾
性体２との組み合わせにおける除振マウントの減衰ｄＢ
は、除振マウントの上端をＵ、下端をＤとして、式
（２）のとおりである。ｄＢ＝２０ｌｏｇＵの振動／Ｄの振動・・・（２）

【００２０】図１（ｂ）において、曲線Ａは、弾性体１
の共振周波数がｆ0のときの弾性体１の振動伝達特性を
示している。図は、説明を分かりやすくするため、サー
ジングの波形は図示を省略してある。（１）式により、
曲線Ａにおける共振周波数ｆ0を下げるには、垂直方向
のたわみ量を大きくすることである。

【００２１】共振周波数ｆ0を下げることによって、曲
線Ｂのように共振周波数ｆ0を頂点とした領域の共振倍
率が上昇する。共振周波数ｆ0を下げることによって上
昇した弾性体の共振倍率は、その弾性体１に粘弾性体２
を組合せることによって、下げることができる。曲線Ｃ
は、曲線Ｂの特性の弾性体１に粘弾性体２を組合わせた
除振マウントの特性を示している。

【００２２】図に明らかな通り、曲線Ｂは、曲線Ａより
も共振周波数が低下するが、弾性体１に粘弾性体２を組
合わせた除振マウントの減衰曲線Ｃは、曲線Ｂよりも共
振周波数が増大するものの、曲線Ａの共振周波数に匹敵
し、かつ共振倍率が大幅に低下して優れた減衰性能の振
動伝達特性が得られる。なお、説明を分かりやすくする
ため、曲線Ａと同様にサージング波形は図示を省略して
ある。

【００２３】図１に明らかなように、弾性体の共振周波
数は、たわみ量の大小によって決定され、弾性体に粘弾
性体を組合わせることによって、弾性体の共振倍率が低
下するだけでなく、共振周波数を変化させることができ
ることがわかる。

【００２４】このような結果から、除振マウントの共振
周波数は粘弾性体の種類によっても決定されることが予
想され、粘弾性体の材料を選定することが重要な要素で
ある。材料の違い、形状の違いによって除振マウントの
共振周波数は決定されるが，同じ材料で同一形状の粘弾
性体であっても、圧縮量、有効長さ（非拘束長さ）の違
いによっても共振倍率を低下させたままで、共振周波数
の制御が可能である。したがって、除振マウントに用い
た粘弾性体の圧縮量、有効長さを調整することによっ
て、床振動と、除振マウントによって支えられる機械ま
たは構造物との共振を避けることができる。

【００２５】図２に本発明による除振マウントの１実施
形態を示す。図２（ａ）において、この実施形態に示す
除振マウントは、弾性体１と、粘弾性体２と、圧縮量調
整手段３と、拘束手段４との組合わせを有する除振マウ
ントである。

【００２６】この実施形態において、弾性体１はコイル
ばねである。以下この実施形態において、弾性体１は、
コイルばね１として説明する。粘弾性体２は、棒状をな
し、弾性体１と、粘弾性体２とは、並列に組合されて第
１の台座５と第２の台座６間に設置されたものである。
この実施形態において、粘弾性体２を内側として弾性体
１と粘弾性体２とは、図２（ｂ）に示すように内外同心
上に組み合わされている。

【００２７】第１の台座５は、床上に設置される基台で
あり、第２の台座６は機械または構造物を支え支持台で
あり、いずれもコイルばね１の周囲を覆うカバー７を一
体に有している。コイルばね１の両端は、カラー８，９
を用いて第１の台座５及び第２の台座６にそれぞれ保持
されており、粘弾性体２は、カラー８上に設立してコイ
ルばね１の空間内に垂直姿勢で保持されている。圧縮量
調整手段３は、第２の台座６にねじ込んで粘弾性体２の
頂部を圧下する調整ねじである。

【００２８】拘束手段４は、第２の台座６に支えられた
筒である。以下、この実施形態において、圧縮量調整手
段は、調整ねじ３として、また、拘束手段は筒４として
説明する。筒４は、粘弾性体２の頂部から長さ方向の一
定範囲にわたってその一部を筒内に受入れ、圧縮変形が
自由となる粘弾性体２の非拘束長さＬを調整するもので
ある。

【００２９】調整ねじ３は、第２の台座６に設けたナッ
ト１０のねじ穴にねじ込み、カラー９を通して粘弾性体
２の頂部に向き合わせて筒４内に差し込まれているもの
である。図２には、筒４は、第２の台座６のカラー９に
固定した一定長さの筒を示した。したがって、この例で
は、粘弾性体２の非拘束長さを変えるには筒自体を交換
しなければならないが、第２の台座に対して上下に相対
変位が可能な筒を用いれば、筒の高さを調節して粘弾性
体の非拘束長さを調整することができる。

【００３０】図３は、ねじ穴１１を筒４の上底に設け、
筒４を調整ねじ３にねじ込み、そのねじ込み量の調整に
より、粘弾性体の非拘束長さを無段階に調整する例であ
る。さらに、ビス１２を筒４の外周一部から差し込み、
その先端を調整ねじ３に圧接することにより、粘弾性体
２の非拘束長さＬを自由な長さに定めてその位置に筒を
固定できる。この例では、調整ねじ３にねじ込まれた筒
４は、調整ねじ３に対して相対的な高さが調整されるこ
とになる。

【００３１】本発明において、弾性体には、圧縮量の大
きいコイルばね１を用いており、コイルばね１は、図１
（ｂ）に示した曲線Ｂの減衰特性を有するものである。
本発明の除振マウントは、曲線Ｂの振動伝達特性を有す
る弾性体（コイルばね）１に粘弾性体２を組合わせたも
ので、その減衰特性は、曲線Ｃに示すとおりである。コ
イルばね１の共振周波数ｆ0は、粘弾性体２を組合わせ
ることによって共振周波数がに変化することは前述のと
おりである。

【００３２】拘束手段に用いた筒４の長さによって決定
される粘弾性体２の非拘束長さＬが一定である場合にお
いて、機械または構造物を設置すべき床の共振周波数を
測定し、その測定結果に基づき床の共振周波数に一致し
ないように除振マウントの設計が行われるのであるが、
現場施工に際して床の共振周波数が除振支持に問題が生
ずるようであれば、本発明の除振マウントを用いて機械
または構造物を支持するに先立って調整ねじ３のねじ込
み量を調整する。

【００３３】調整ねじ３を深くねじ込んだときには、除
振マウント上に機械または構造物を支持したときに、コ
イルばね１が機械または構造物の重量をうけて沈み、粘
弾性体２は、頂部が調整ねじ３の下端に強く押し下げら
れて大きく圧縮される。

【００３４】逆に調整ねじ３を浅くねじ込んだときは、
粘弾性体２の圧縮量は小さい。いずれの場合も粘弾性体
２の圧縮の程度に応じて除振マウントの共振周波数が変
化する。これは、拘束手段である筒４を粘弾性体２の一
部にかぶせて粘弾性体２の非拘束長さＬを変えたときで
も同じである。

【００３５】図４に、除振マウントに組み込まれた粘弾
性体の圧縮量を変化させたときの垂直方向の共振周波数
の変化を示す。図４（ａ）は、粘弾性体を組み込まない
ときの弾性体（コイルばね）の垂直方向の減衰特性であ
る。鉛直方向の共振周波数は、１．７Ｈｚ、共振倍率
は、３７．５ｄＢである。図４（ｂ）〜（ｄ）は、順に
除振マウントに組み込んだ粘弾性体の頂部を順に１．５
ｍｍ、４．５ｍｍ、７．５ｍｍまで圧縮したときの除振
マウントの減衰特性を示す図である。

【００３６】図に明らかなとおり、粘弾性体の圧縮量を
ふやしていくにしたがって、共振周波数がわずかずつ高
くなり、逆に共振倍率は低くなる。この例では、共振周
波数が２Ｈｚから４Ｈｚに、共振倍率が５ｄＢに近づい
て行くことがわかる。

【００３７】図５は、除振マウントに組み込まれた粘弾
性体の非拘束長さを変化させたときの水平方向の共振周
波数の変化を示す。図５（ａ）は、粘弾性体を組み込ま
ないときの弾性体（コイルばね）の水平方向の減衰特性
である。水平方向の共振周波数は０．７Ｈｚ、共振倍率
は、２９．４ｄＢである。図５（ｂ）〜（ｄ）は、粘弾
性体の非拘束長さを１５ｍｍに設定したままで、粘弾性
体を順に１．５ｍｍ、４．５ｍｍ、７．５ｍｍまで圧縮
したときの除振マウントの水平方向の減衰特性を示す図
である。

【００３８】図に明らかなように水平方向の共振周波数
についても、垂直方向の共振周波数と同様に、粘弾性体
を圧縮していくにしたがって，徐々に高くなっていくこ
とがわかる。図６、図７の（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ粘
弾性体の非拘束長さを１２ｍｍ、９ｍｍに設定したまま
で、粘弾性体を順に１．５ｍｍ、４．５ｍｍ、７．５ｍ
ｍまで圧縮したときの水平方向の共振周波数と共振倍率
の変化を示す。いずれも、粘弾性体を圧縮していくにし
たがって、徐々に高くなっていく傾向を示すが、図５〜
図７を比較してわかるように粘弾性体の圧縮量が同じで
あれば、非拘束長さが短くなるにしたがって、水平方向
の共振周波数が高くなっていくことがわかる。表１に、
図５〜図７に示した水平方向の特性について、粘弾性体
の非拘束長さと、粘弾性体圧縮量を変えたときの水平方
向の共振周波数と、共振倍率の値を示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、除
振マウントの共振周波数を、粘弾性体の圧縮量あるいは
非拘束長さといった粘弾性体の性状を変化させることに
より、共振倍率を低下させたままで、共振周波数を制御
することができる。したがって、本発明によれば，圧縮
量調整手段及び拘束手段を工場内での設計条件として取
り入れるほか、床振動の測定値に基づいて設計された除
振マウントの共振周波数を施工現場において微妙に調節
することによって、床振動との共振を避けることが可能
となり、設計の自由度を大幅に上げることができる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、除振ダンパの基本的構成を示す図、
（ｂ）は、弾性体及び除振ダンパの減衰特性を示す図で
ある。

【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態を示す除振マウ
ントの断面側面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図
である。

【図３】拘束手段の他の実施形態を示す図である。

【図４】粘弾性体を圧縮した場合における除振マウント
の垂直方向の減衰特性を示すグラフである。

【図５】粘弾性体の非拘束長さを１５ｍｍに保ったまま
で粘弾性体を順次圧縮していった場合における除振マウ
ントの水平方向の減衰特性を示すグラフである。

【図６】粘弾性体の非拘束長さを１２ｍｍに保ったまま
で粘弾性体を順次圧縮していった場合における除振マウ
ントの水平方向の減衰特性を示すグラフである。

【図７】粘弾性体の非拘束長さを９ｍｍに保ったままで
粘弾性体を順次圧縮していった場合における除振マウン
トの水平方向の減衰特性を示すグラフである。

【図８】除振マウントの従来例を示す図である。

【符号の説明】

１弾性体２粘弾性体３圧縮量調整手段（調整用ねじ）４拘束手段（筒）５第１の台座６第２の台座７カバー８，９カラー１０ナット１１ねじ穴１２ビス

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月２８日（２０００．１１．
２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、除振マウントの基本的構成を示す
図、（ｂ）は、弾性体及び除振マウントの減衰特性を示
す図である。

【図３】拘束手段の他の実施形態を示す図である。

【図８】除振マウントの従来例を示す図である。

【符号の説明】１弾性体２粘弾性体３圧縮量調整手段（調整用ねじ）４拘束手段（筒）５第１の台座６第２の台座７カバー８，９カラー１０ナット１１ねじ穴１２ビス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弾性体と、粘弾性体と、圧縮量調整手段
との組合わせを有する除振マウントであって、弾性体と、粘弾性体とは、並列に組合されて第１の台座
と第２の台座間に設置され、第１の台座は床上に設置され、第２の台座は機械または
構造物を支えるものであり、圧縮量調整手段は、第２の台座に支えられ、機械または
構造物の重量を受けて圧縮される粘弾性体の圧縮量を調
整するものであることを特徴とする除振マウント。
【請求項２】弾性体と、粘弾性体と、拘束手段との組
合わせを有する除振マウントであって、弾性体と、粘弾性体とは、並列に組合されて第１の台座
と第２の台座間に設置され、第１の台座は床上に設置され、第２の台座は機械または
構造物を支えるものであり、拘束手段は、機械または構造物の重量を受けて圧縮され
る粘弾性体の一部を拘束し、圧縮変形が自由となる粘弾
性体の非拘束長さを調整するものであることを特徴とす
る除振マウント。
【請求項３】弾性体と、粘弾性体と、圧縮量調整手段
と、拘束手段との組合わせを有する除振マウントであっ
て、弾性体と、粘弾性体とは、並列に組合されて第１の台座
と第２の台座間に設置され、第１の台座は床上に設置され、第２の台座は機械または
構造物を支えるものであり、圧縮量調整手段は、第２の台座に支えられ、機械または
構造物の重量を受けて圧縮される粘弾性体の圧縮量を調
整するものであり、拘束手段は、機械または構造物の重量を受けて圧縮され
る粘弾性体の一部を拘束し、圧縮変形が自由となる粘弾
性体の非拘束長さを調整するものであることを特徴とす
る除振マウント。
【請求項４】粘弾性体は、第１の台座上に支えられ、圧縮量調整手段は、第２の台座にねじ込んで粘弾性体の
頂部を圧下する調整ねじであることを特徴とする請求項
１または３に記載の除振マウント。
【請求項５】粘弾性体は、棒状をなし、第１の台座上
に支えられ、拘束手段は、第２の台座に支えられた筒であり、筒内に
粘弾性体の一部を受入れてその周囲を覆い、圧縮変形が
自由となる粘弾性体の非拘束長さを調整するものである
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の除振マウン
ト。
【請求項６】筒は，第２の台座に対して上下に相対変
位が可能であり、高さを調節して粘弾性体の非拘束長さ
を調整するものであることを特徴とする請求項５に記載
の除振マウント。
【請求項７】弾性体はコイルばねであり、粘弾性体
は、棒状をなし、粘弾性体を内側として弾性体と粘弾性
体とは内外同心上に組み合わされ、圧縮量調整手段は、第２の台座にねじ込んで粘弾性体の
頂部を圧下する調整ねじであり、拘束手段は、第２の台座に支えられた筒であり、筒内に
粘弾性体の一部を受入れて周囲を覆って、圧縮変形が自
由となる粘弾性体の非拘束長さを調整するものであり、調整ねじは、筒の中に差し込まれているものであること
を特徴とする請求項３に記載の除振マウント。
【請求項８】筒は、調整ねじにねじ込まれ、調整ねじ
に対して高さが調整されるものであることを特徴とする
請求項７に記載の除振マウント。