【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光学顕微鏡や測定機器などの特に比較的軽量な除振対象物に作用する振動を減衰させる小型除振器および小型除振台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学顕微鏡や測定機器などは、例えばそれらを載せる作業台に身体がぶつかったりした場合のような僅かな振動で像がぶれたり測定値にノイズが生じるため、できるだけ振動の影響を排除する必要がある。特に検体がミクロンオーダー以下である場合には振動減衰の必要性は極めて高い。ところで、本発明者はコイルスプリングとテープ状粘弾性体とを組合せた振動エネルギー吸収装置（特許文献１）を先に提案している。図１１はその模式図で、振動エネルギー吸収装置１０１は、振動伝達経路の１次側と２次側の間にコイルスプリング１０２を挟むとともに、１次側部材１０３の筒状周壁部の内側１０３ａと、２次側部材１０４の筒状周壁部の外側１０４ｂとをテープ状粘弾性体１０５で接続した構造とし、テープ状粘弾性体１０５の剪断変形により振動を減衰させるものである。この装置１０１によれば、共振周波数と振動伝達率を低く抑えることができ、特に低周波数領域における振動減衰に優れた効果を発揮できるものである。
【０００３】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９７／２１０４６号パンフレット
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、テープ状粘弾性体１０５を剪断変形により振動減衰に作用させる振動エネルギー吸収装置１０１では、その小型化に限界があるという問題がある。つまり、振動エネルギー吸収装置１０１の振動減衰性能をそのままにしつつ装置サイズを小さくするには、テープ状粘弾性体１０５を厚み方向で可能な限り厚肉にする必要がある。しかしながら、テープ状粘弾性体１０５を厚肉にすればするほど、テープ状粘弾性体１０５が剪断変形だけでなく厚み方向で曲げ変形が生じてクリープしてしまい、振動減衰性能をかえって損ねてしまうことになる。また、テープ状粘弾性体１０５が肉厚であればあるほど、テープ状粘弾性体１０５が変形しやすいため、振動エネルギー吸収装置１０１の組立作業が困難となる。したがって、これらの不都合が生じない範囲で振動エネルギー吸収装置１０１の装置サイズを小さくする場合には、振動減衰性能の劣化が避けられず、また例えば作業台に載置した光学顕微鏡や測定機器などの除振に使用する、卓上型の小型で簡易な小型除振器としては不向きであった。
【０００５】
一方、顕微鏡や測定機器などに用いる除振器では、観察や測定を安定して行うために、振動が継続することを避ける必要がある。そのため、これらの機器に用いる除振器には、受けた振動を直ぐに減衰させる減衰応答の早さに対する要求が極めて高い。この要請に対して、コイルばねだけを用いた従来のコイルばね型除振器では、振動の絶縁効果は高いものの、なかなか振動を早く減衰できない。また、合成ゴムなどを用いた従来の防振ゴム型除振器でも減衰応答の早さは十分なものではない。
【０００６】
以上のような問題点を解決するためになされたのが本発明である。その目的は、作業台に載置されるような光学顕微鏡や測定機器などの比較的軽量で、振動を直ぐに減衰させる必要のある除振対象物の除振に好適であり、減衰応答が早く、優れた振動減衰性能を有する卓上使用に適した小型除振器と小型除振台を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、底付きの周壁部を有する第１カバー体及び底付きで第１カバー体の周壁部より小径の周壁部を有する第２カバー体を有し、該周壁部どうしを重ね合わせて対向配置したカバー体の内部空間に、第１カバー体と第２カバー体を離反方向に付勢して除振対象物の静荷重を支持するコイルスプリングと、コイルスプリング内で同軸上に収容されて該軸方向に沿う圧縮変形及び引張り変形により振動を減衰する柱状粘弾性体と、を備える小型除振器を提供する。
【０００８】
この小型除振器は、圧縮変形により振動の吸収を行うコイルスプリングと、圧縮変形と引張り変形により振動の吸収を行う柱状粘弾性体とを同軸上に備えているため、コイルスプリングで共振周波数を低く抑えつつ、振動を絶縁することができると同時に、柱状粘弾性体でコイルスプリングの自由振動を低く抑えることが可能で、除振対象物の共振倍率を大幅に軽減することができる。そして、減衰応答が早く、振動を瞬時に吸収することができる。また、コイルスプリングが、除振対象物の静荷重を支持するため、柱状粘弾性体のクリープを抑え、柱状粘弾性体の振動減衰特性を最大限に発揮させることができる。さらに、テープ状粘弾性体を剪断変形させる構造とした振動エネルギー吸収装置と異なり、小型であっても安定した除振特性を発揮することができ、小型で軽量の除振対象物に対する除振器として優れている。
【０００９】
特に、コイルスプリングのバネ定数（ｋｃ）と、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおける柱状粘弾性体のバネ定数（ｋｖ）との比（ｋｃ／ｋｖ）が０．２〜０．４となるコイルスプリングと柱状粘弾性体を組み合わせて用いた小型除振器とすることができる。
【００１０】
コイルスプリングは、除振対象物の荷重を支え、固有周波数を低くするためにはバネ定数の小さなコイルスプリングを用いた方が良く、粘弾性体は、振動を吸収するためにはその高さ（又は厚さ）が高い（又は厚い）方が好ましい。本発明の小型除振器では、コイルスプリングのバネ定数（ｋｃ）と、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおける柱状粘弾性体のバネ定数（ｋｖ）との比（ｋｃ／ｋｖ）を０．２〜０．４としたため、小型除振器１個当たりが担う除振対象物の荷重が２．５ｋｇから２５ｋｇ程度の範囲において、その荷重にかかわりなく、高さが３０ｍｍ〜５０ｍｍ、直径が４０ｍｍ〜６０ｍｍの大きさで、固有周波数が３Ｈｚ〜６Ｈｚ程度の小型除振器とすることができる。
【００１１】
また、バネ定数（ｋｃ）が１Ｎ／ｍｍ〜５Ｎ／ｍｍであるコイルスプリングと、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおいて、損失係数（η）が０．６〜１．２、バネ定数（ｋｖ）が３．５Ｎ／ｍｍ〜２０Ｎ／ｍｍである柱状粘弾性体と、を用いた小型除振器であれば、共振周波数を低くすることができ、特に低周波数領域において優れた除振性能を有する。そして、小型除振器１個当たりが担う除振対象物の荷重が２．５ｋｇから２５ｋｇ程度の範囲において、その荷重にかかわりなく、高さが３０ｍｍ〜５０ｍｍ、直径が４０ｍｍ〜６０ｍｍの大きさで、固有周波数が３Ｈｚ〜６Ｈｚ程度の小型除振器とすることができる。
【００１２】
また、本発明は、除振対象物を搭載する載置板に、このような複数の小型除振器を取付けた小型除振台を提供する。この小型除振台によれば、所定の小型除振器を用いているため、共振周波数を低く、除振対象物の共振倍率を大幅に軽減でき、減衰応答が早い。また、小型除振台自体の高さを低くすることができ、除振対象物の設置高さが小型除振台の高さ分だけ高くなることをほとんど気にすることなく利用することができる。また、荷重が異なる種々の除振対象物を載置する場合も、各除振対象物の設置高さを揃えることができ、作業性に優れた小型除振台である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
本発明の小型除振台１の基本的な構造は、図１に示すように、載置板２に複数の小型除振器３を配置したものであり、載置板２の上に顕微鏡、測定機器などの除振対象物４を搭載して用いるものである。小型除振器３は、図２に示すように、矢示した方向Ｙに沿う振動伝達経路において、除振対象物４を載置する載置板２側には第１カバー体６を有し、床面側には第２カバー体７を有している。そして、この両カバー体６，７の内部には、両カバー体６，７を相互に離反する方向へ弾性的に付勢されたコイルスプリング８と、第１カバー体６の底６ａ側と第２カバー体７の底７ａ側とを接合し、伝達される振動エネルギーを振動伝達方向に沿う圧縮変形及び引張り変形にて吸収する柱状粘弾性体９とを備えている。
【００１５】
第１カバー体６、第２カバー体７は、それぞれの周壁部６ｂ，７ｂがそれぞれ円筒状であり、その大きさは、第２カバー体７の周壁部７ｂが第１カバー体６の周壁部６ｂよりも一回り小さい径にて形成されている。そして、第１カバー体６の筒状周壁部６ｂの内周面と、第２カバー体７の筒状周壁部７ｂの外周面とが、振動による変位を受けても擦れないように所定の間隔を開けた状態で互いに重ね合わされて対向配置している。
【００１６】
第１カバー体６の周壁部６ｂには、孔６ｃが開口しており、その外側にナット１０が溶接されて周壁部６ｂに接合されている。一方、第２カバー体７の周壁部７ｂには長孔７ｃが形成されている。そして、止めネジ１１が、第１カバー体６に設けられたナット１０を通して、第１カバー体６の孔６ｃに螺入されている。図３は、図２に示した領域ｔの部分を拡大した斜視図であるが、この図３に示すように、止めネジ１１の先端１１ａは、第２カバー体７の長孔７ｃにまで到達している。一方、第１カバー体６の周壁部６ｂの内側と、第２カバー体７の周壁部７ｃの外側とは僅かな隙間しか開いていないため、止めネジ１１が付いた第１カバー体６は第２カバー体７に対して長孔７ｃの上下方向の長さ分だけ上下に可動することができるとともに、第１カバー体６は第２カバー体７から容易に外れないようになっている。本実施形態では、図４に示すように、両カバー体６，７の３箇所でボルト締めがなされて第１カバー体６と第２カバー体７が接合されている。小型除振器３は、このような枠構造を有し、第１カバー体６は第２カバー体７に対してスムーズに上下動できるが、水平方向にはほとんど可動しないため、コイルスプリング８や柱状粘弾性体９が水平方向の振動を受けにくくなっている。
【００１７】
第１カバー体６の底６ａは、除振対象物４を載置する載置板２が、六角穴付ボルト１２で固定されている。このような小型除振器３と載置板２の接合が、通常、載置板２の４隅において行われ、小型除振台１が形成されている。小型除振器３の第２カバー体７の底７ｂ側は、皿小ネジ１５が第２カバー体７、スペーサ１４に対してネジ止めされているが、例えば、床面や作業台との間にゴム製マットを敷いたり、第２カバー体７と、床面や作業台とをこの皿小ネジ１５で固定したりすることも可能である。
【００１８】
コイルスプリング８は、圧縮されることにより衝撃を吸収するものであるとともに、除振対象物４の積載負荷が柱状粘弾性体９にかからないように、除振対象物４を支えるものである。コイルスプリング８により、支持力に乏しい柱状粘弾性体９の短所をカバーすることが可能である。すなわち、床面や作業台などから伝達される振動エネルギーを吸収して、除振対象物４側への振動伝達を絶縁するように、その一方が第２カバー体７の底７ａに位置し、他方が第１カバー体６の底６ａに位置してそれぞれ固定されている。そして、除振対象物４の積載負荷を担うため、予め所定量だけ圧縮した状態で第１カバー体６と第２カバー体７との間に配置されている。従って、荷重がかからない状態では、図５に示すように、止めネジ１１が第２カバー体７の長孔７ｃの上端７ｄに突き当たった状態となる。コイルスプリング８の取付けは、自然長か圧縮させて縮んだ状態で行われる。
【００１９】
コイルスプリング８のバネ定数は、固有周波数を低くするためには低ければ低い程好ましい。一方、バネ定数が低ければ、コイルスプリング８の巻線径が小さくなり、縮み量が大きくないと、除振対象物４の荷重を支えられなくなる。また、コイルスプリング８の長さが長くなりすぎれば、安定性が損なわれる。以上のような相反する条件により、コイルスプリング８のバネ定数、長さなどの決定は通常困難である。本発明においては、柱状粘弾性体９と組合せて用いる際のコイルスプリング８の条件を次のように決定した。バネ定数（ｋｃ）は、５Ｎ／ｍｍ以下で、好ましくは１Ｎ／ｍｍ〜３．５Ｎ／ｍｍであり、長さは、３０ｍｍ〜６０ｍｍ、好ましくは、３０ｍｍ〜４５ｍｍであり、巻数は、７〜１２であり、中心径（直径）は、１０ｍｍ〜５８ｍｍであり、巻線の径は、２ｍｍ〜４ｍｍである。このようなコイルスプリング８を用いることにより、以下に説明する所定の大きさの第１カバー体６、第２カバー体７の内部に配置させることができ、２．５ｋｇ〜２５ｋｇ程度の除振対象物４を支持することができる。そして、以下に説明する条件を備えた柱状粘弾性体９との組み合わせで低周波数領域の振動に対して十分な除振機能が達せられる。コイルスプリング８の材質には、バネ鋼、ピアノ線、ステンレスなどが用いられるが、上記の特性を表出し易い点で、バネ鋼が好ましい。
【００２０】
柱状粘弾性体９は、振動エネルギーを圧縮変形や引張り変形することにより吸収、除去し、また、除振系の共振振幅を小さくするように作用する。この柱状粘弾性体９は、第１カバー体６の底６ａ側と第２カバー体７の底７ａ側のそれぞれにおいて、スペーサ１３，１４を介して柱状粘弾性体９の粘着力により接合されている。但し、接着力を強化するために別途接着剤を用いてスペーサ１３，１４と柱状粘弾性体９を接合しても良い。スペーサ１３，１４は、柱状粘弾性体９の高さ調節を行うものであるが、場合によっては設けないことも可能である。スペーサ１３，１４は、皿小ネジ１５や六角穴付ボルト１２がネジ止めできる剛性があれば良くプラスチック材を用いて作製することができる。また、スペーサ１３，１４の変わりに図６で示した略ハット形状の金属板で形成された固定板１６を用いることも可能である。固定板１６もスペーサ１３，１４と同様の機能を有するが、皿小ネジ１５や六角穴付ボルト１２によって固定する際に、ネジが柱状粘弾性体９にまで至り、柱状粘弾性体９を痛めてしまうような不都合を回避することができる。
【００２１】
用いられる柱状粘弾性体９は、経年変化が生じ難く、常時初期の粘弾性特性が維持される材料が好ましく、例えばアクリル系樹脂からなる柱状粘弾性体９を利用することができる。このような柱状粘弾性体９は、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおいて、その損失係数（η）が０．６〜１．２であり、好ましくは、０．９〜１．２である。また、バネ定数（ｋｖ）が３．５Ｎ／ｍｍ〜２０Ｎ／ｍｍであり、好ましくは、３．５Ｎ／ｍｍ〜１５Ｎ／ｍｍである。固有周波数の値は、コイルスプリング８のバネ定数と柱状粘弾性体９のバネ定数との和が小さいほど低くなるため、柱状粘弾性体９のバネ定数は低いほど好ましい。一方、柱状粘弾性体９の損失係数が大きい方が振動伝達率を低下させるためには好ましい。そのため、双方のバランスを考慮して上述の範囲を決定したのである。柱状粘弾性体９は、これらの物性値を示す点で、損失係数が０．１〜０．５である合成ゴムなどの一般的なゴム材とは異なる材料である。
【００２２】
柱状粘弾性体９のバネ定数（ｋｖ）は、柱状粘弾性体９の複素圧縮弾性率（Ｅ’）と底面積（Ａ１）、高さ（ｈ）によって決定され、以下の式（１）で表される。
【００２３】
【数１】
【００２４】
一方、テープ状粘弾性体を剪断変形により振動減衰に作用させる場合は、テープ状粘弾性体のバネ定数（ｋｖ’）は、テープ状粘弾性体の複素せん断弾性率（Ｇ’）と底面積（Ａ２）、厚さ（ｔ）によって決定され、以下の式（２）で表される。
【００２５】
【数２】
【００２６】
柱状粘弾性体９とテープ状粘弾性体の各底面積（Ａ１、Ａ２）が互いに等しく１００ｍｍ２であり、柱状粘弾性体の高さ（ｈ）が３０ｍｍ、テープ状粘弾性体の厚さ（ｔ）が４ｍｍと仮定すると、通常、複素圧縮弾性率（Ｅ’）が、複素せん断弾性率（Ｇ’）のおよそ３倍であることから、柱状粘弾性体９のバネ定数と、テープ状粘弾性体のバネ定数との間に次の式（３）の関係が成り立つ。
【００２７】
【数３】
【００２８】
式（３）より、上述の条件の場合に、柱状粘弾性体９を用いると、テープ状粘弾性体を用いた場合の約２．５分の１にバネ定数の値を小さくすることができる。粘弾性体のバネ定数は低いほど固有周波数が低くなり好ましいことから、粘弾性体を圧縮させて振動減衰効果を得る本発明の柱状粘弾性体９の方が、粘弾性体をせん断変形させて振動減衰効果を得る従来のテープ状粘弾性体を用いるよりも好ましいことがわかる。なお、柱状粘弾性体９の高さ（ｈ）を３０ｍｍ、テープ状粘弾性体の厚さ（ｔ）を４ｍｍと仮定したのは、底面積が１００ｍｍ２である場合に実用できる上限値がこの程度の値になるからである。
【００２９】
したがって、柱状粘弾性体９の配置は、小さい変位でも大きな衝撃吸収力を発揮できるように、圧縮状態で力が作用するように第１カバー体６側と第２カバー体７側に接合されている。本実施形態では、柱状粘弾性体９の両底面がそれぞれスペーサ１３，１４に接合した円柱状であるが、角柱状でも良く、特にその形状を限定するものではないが、振動伝達経路が柱状粘弾性体９を圧縮する方向に沿うように配置するものであれば良い。柱状粘弾性体９の大きさは、通常、積載荷重である１０ｋｇ〜１００ｋｇに対して４つの小型除振器で十分な振動減衰効果を与える大きさであり、その底面の直径が７ｍｍ〜３０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ〜２５ｍｍであり、その高さは１５ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは２０ｍｍ〜４０ｍｍである。
【００３０】
そして、コイルスプリング８と柱状粘弾性体９とは、コイルスプリングのバネ定数（ｋｃ）と、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおける柱状粘弾性体のバネ定数（ｋｖ）との比（ｋｃ／ｋｖ）が０．２〜０．４となるようにする。このように設定することで共振周波数、共振倍率を共に低くすることができ、また、除振対象物４の荷重が１０ｋｇ〜１００ｋｇの範囲内で、その荷重に関係しない所定の大きさの小型除振器３を得ることができるからである。
【００３１】
以上のような構成とした小型除振器３は、上下方向の高さ（第１カバー体６の底６ａから第２カバー体７の底７ａまでの長さ）が３０ｍｍ〜５０ｍｍであり、好ましくは４０ｍｍ程度である。また、水平方向の大きさは、第１カバー体６の直径が４０ｍｍ〜６０ｍｍであり、好ましくは５０ｍｍ程度である。小型除振器３の大きさをこのような大きさとしたのは、荷重が１０ｋｇ〜１００ｋｇになる小型の除振対象物４では、小型除振器３の小型化が要請されており、これより大きくなると除振対象物４を扱う場合の作業性が悪化するだけでなく、低周波数領域の振動を減衰することが難しくなるからである。
【００３２】
小型除振器３は、載置板２に複数配置されて小型除振台１を形成する。そして、この小型除振台１は、床面や作業台の上に置かれ、また、小型除振台１の上に顕微鏡のような精密機器を載置して用いられる。そして、例えば作業台に身体がぶつかって衝撃が与えられると、作業台から発生した振動が小型除振器３を通じて除振対象物４に伝達しようとする。この過程において、コイルスプリング８が押圧され、柱状粘弾性体９が圧縮されて、その振動エネルギーが吸収され、除振される。
【００３３】
本発明の実施形態による小型除振器３によれば、図７で示すように、従来のコイルばね型除振器や防振ゴム型除振器に比べてインパルス振動を瞬時に減衰することができる。インパルス振動を直ぐに除去できるため、振動が続くことで、安定した像が得られなかったり、測定値にノイズが混入したりして、観察や測定に悪影響を及ぼすような、光学顕微鏡や測定機器などの機器への適用に有効である。さらに、図８で示すように、従来のコイルばね型除振器に比べ絶縁レベルを低くすることができ、また従来の防振ゴム型除振器に比べて固有周波数を低くすることができる。そのため、特に小型の除振対象物に対する除振効果が優れている。なお、図７，図８で示した（Ａ）本発明の除振器は、損失係数が０．９５、減衰定数が０．３６であり、（Ｂ）コイルばね型除振器は、減衰定数が０．０２、バネ定数が４．９Ｎ／ｍｍのコイルばねを用い、（Ｃ）防振ゴム型除振器は、損失係数が０．３で、減衰定数が０．１５であるブチルゴムを用いた。なお、これらは２５℃、５Ｈｚにおける値である。
【００３４】
次に実施例を通じて本発明を詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００３５】
【実施例１】
次の条件を備える図２に示す構造の小型除振器３を作製した。この小型除振器３を試料１Ａとする。用いたコイルスプリング８の条件は、外径が３２．６ｍｍ、内径が２８ｍｍ、巻数１０、自然長７３ｍｍ、ピアノ線製で、バネ定数が１．２７Ｎ／ｍｍである。また、柱状粘弾性体９の条件は、直径１３ｍｍ、高さ２４ｍｍ、アクリル製で、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおいて、損失係数０．９５、バネ定数４．０Ｎ／ｍｍである。また、小型除振器３の高さ（六角穴付ボルト１２部分を除く）は、止めネジ１１が第２カバー体７の長孔７ｃの中間に置かれた状態（定格負荷時）において４０ｍｍであり、長孔７ｃの長径は２０ｍｍである。また、第１カバー体６の外径が５１ｍｍであり、第２カバー体７の外径が４３ｍｍである。また、両カバー体６，７のそれぞれの厚みは、２．３ｍｍであり、第１カバー体６と第２カバー体７の隙間は１．７ｍｍである。この小型除振器３を、縦３９５ｍｍ、横４９５ｍｍ、厚さ８ｍｍの載置板２の４隅（載置板２の長手方向および短手方向の端辺よりそれぞれ３６ｍｍ内側）に取り付けて小型除振台１を得た。この小型除振台１を試料１Ｂとする。
【００３６】
【実施例２】
実施例１で用いたコイルスプリング８と柱状粘弾性体９を、以下の条件を備える材料に変更した以外は、実施例１と同様の材料を用いて試料１Ａと同じ大きさの小型除振器３を作製した。この小型除振器３を試料２Ａとする。すなわち、コイルスプリング８、柱状粘弾性体９の大きさを変化させたが、第１カバー体６、第２カバー体７は実施例１と同じものを用いた。実施例２で用いたコイルスプリング８の条件は、外径が３３．８ｍｍ、内径が２８ｍｍ、巻数９．５、自然長７３ｍｍ、ピアノ線製で、バネ定数が、３．１４Ｎ／ｍｍであり、柱状粘弾性体９の条件は、直径２３ｍｍ、高さ２４ｍｍ、２５℃、加振周波数５Ｈｚにおいて損失係数０．９５、バネ定数が１２．５Ｎ／ｍｍである。これらの材質は実施例１で用いたものと同じである。得られた小型除振器３を、縦４９５ｍｍ、横５９５ｍｍ、厚さ８ｍｍの載置板２の４隅（載置板２の長手方向および短手方向の端辺よりそれぞれ３６ｍｍ内側）に取り付けて小型除振台１を得た。この小型除振台１を試料２Ｂとする。
【００３７】
【比較例１】
図１１と近似する構造の除振器を作製した。この除振器を試料３Ａとする。この除振器は、テープ状粘弾性体の剪断変形によって振動を吸収するものである。コイルスプリングの条件は、外径が５０ｍｍ、内径が３６ｍｍ、巻数１０、自然長１０３ｍｍ、バネ鋼製で、バネ定数が１１．１Ｎ／ｍｍである。また、テープ状粘弾性体の原料は、実施例１で用いたものと同じであり、第１カバー体と第２カバー体との間に高さ方向の長さ１０ｍｍ、幅方向の長さ２０ｍｍ、厚さ４ｍｍとなるテープ状粘弾性体を第１カバー体の内側と第２カバー体の外側を４箇所で接合した。また、除振器の大きさは、高さ６５ｍｍ、第１カバー体の外形が７２ｍｍである。得られた除振器から実施例１と同様にして除振台を作製した。この除振台を試料３Ｂとする。
【００３８】
加振試験： 上記試料１Ｂ、２Ｂ、３Ｂの各小型除振台に、それぞれ２０ｋｇ、５０ｋｇ、２００ｋｇのおもりを乗せ、これらの小型除振台を加振機にてサイン波スイープで加振させ、装置の振動特性を測定した。試料１Ｂ、試料２Ｂについての「周波数−振動伝達率」関係を示すグラフを図９、図１０にそれぞれ示す。また、共振周波数（Ｈｚ）と共振倍率について表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
表１からも明らかなように、試料１Ａ、２Ａの小型除振器３が振動エネルギーを大幅に吸収でき且つ低周波数領域でも振動減衰効果を得ることが可能であった。一方、粘弾性体をその剪断方向で作用させるような構成とした試料３Ａでは、除振器の大きさが、本発明よりもかなり大きなものとなってしまった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の小型除振器およびこれを用いた小型除振台によれば、共振周波数を低く抑えること、共振倍率を低く抑えることができ、その小型除振器自体の大きさも小さくすることができる。また、振動の減衰応答が早く、振動を直ぐに抑えることができる。そして、特に低周波数領域における優れた振動減衰効果を得ることができる。
【００４２】
また、本発明の小型除振器およびこれを用いた小型除振台によれば、除振対象物の積載荷重が変化しても大きさの変化しない小型で簡易な構成の小型除振器を得ることができ、除振対象物を取り扱う際の作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の小型除振器を用いた小型除振台の斜視図である。
【図２】荷重をかけた状態の本発明の小型除振器であり、図４のＳＢ−ＳＢ線断面に対応する断面図である。
【図３】図２の領域ｔの拡大斜視図である。
【図４】本発明の小型除振器であり、図２のＳＡ−ＳＡ線断面図である。
【図５】荷重をかけない状態の図２に示した本発明の小型除振器の断面図である。
【図６】別の本発明の小型除振器の図５相当の断面図である。
【図７】本発明の小型除振器と従来の除振器のインパルス振動減衰を示すグラフである。
【図８】本発明の小型除振器と従来の除振器の性能を示すグラフである。
【図９】本発明の小型除振器の「振動伝達率−周波数」関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の別の小型除振器の「振動伝達率−周波数」関係を示すグラフである。
【図１１】従来の除振器の断面図である。
【符号の説明】
１ 小型除振台
２ 載置板
３ 小型除振器
４ 除振対象物
６ 第１カバー体
６ａ 底
６ｂ 周壁部
６ｃ 孔
７ 第２カバー体
７ａ 底
７ｂ 周壁部
７ｃ 長孔
７ｄ 上端
８ コイルスプリング
９ 柱状粘弾性体
１０ ナット
１１ 止めネジ
１２ 六角穴付ボルト
１３，１４ スペーサ
１５ 皿小ネジ
１６ 固定板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a small vibration isolator and a small vibration isolation table for attenuating a vibration acting on a particularly light vibration isolation target such as an optical microscope or a measuring instrument.
[0002]
[Prior art]
Optical microscopes and measuring instruments, for example, have a slight vibration, such as when the body collides with a workbench on which they are mounted, and the image blurs or noise occurs in the measured value, so it is necessary to eliminate the influence of the vibration as much as possible . Particularly when the sample is on the order of microns or less, the need for vibration damping is extremely high. The present inventor has previously proposed a vibration energy absorbing device (Patent Document 1) in which a coil spring and a tape-shaped viscoelastic body are combined. FIG. 11 is a schematic view thereof. The vibration energy absorbing device 101 has a coil spring 102 interposed between a primary side and a secondary side of a vibration transmission path, and an inner side 103 a of a cylindrical peripheral wall portion of a primary side member 103. The tape-shaped viscoelastic body 105 is connected to the outer side 104b of the cylindrical peripheral wall of the secondary-side member 104 by a tape-shaped viscoelastic body 105 to attenuate the vibration by the shear deformation of the tape-shaped viscoelastic body 105. According to the device 101, the resonance frequency and the vibration transmissibility can be suppressed to a low level, and particularly, an excellent effect of vibration damping in a low frequency region can be exhibited.
[0003]
[Patent Document 1]
International Publication No. WO97 / 21046 pamphlet
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the vibration energy absorbing device 101 in which the tape-shaped viscoelastic body 105 acts on vibration damping by shearing deformation, there is a problem that miniaturization is limited. That is, in order to reduce the size of the vibration energy absorbing device 101 while maintaining the vibration damping performance of the device, it is necessary to make the tape-shaped viscoelastic body 105 as thick as possible in the thickness direction. However, as the thickness of the tape-shaped viscoelastic body 105 increases, the tape-shaped viscoelastic body 105 is not only sheared but also bent in the thickness direction and creeps, resulting in a loss of vibration damping performance. Will be. Further, the thicker the tape-shaped viscoelastic body 105 is, the more easily the tape-shaped viscoelastic body 105 is deformed, so that the assembly work of the vibration energy absorbing device 101 becomes more difficult. Therefore, when the device size of the vibration energy absorbing device 101 is reduced within a range in which these inconveniences do not occur, deterioration of the vibration damping performance is inevitable, and for example, an optical microscope or a measuring instrument mounted on a workbench may be used. It was not suitable as a desktop-type small and simple compact vibration isolator used for vibration isolation.
[0005]
On the other hand, in a vibration isolator used for a microscope or a measuring instrument, it is necessary to avoid continuous vibration in order to perform observation and measurement stably. Therefore, there is an extremely high demand for a vibration damper used for these devices to have a quick damping response for immediately damping the received vibration. In response to this requirement, a conventional coil spring type vibration damper using only a coil spring has a high vibration insulating effect, but cannot readily attenuate the vibration quickly. In addition, even a conventional vibration-isolating rubber type vibration isolator using synthetic rubber or the like does not have a sufficient damping response speed.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems. Its purpose is relatively light, such as an optical microscope or measuring instrument that is mounted on a workbench, and is suitable for vibration isolation of a vibration isolation target that needs to attenuate vibrations immediately. An object of the present invention is to provide a small vibration damper and a small vibration damping table having excellent vibration damping performance and suitable for desktop use.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention includes a first cover body having a bottomed peripheral wall portion and a second cover body having a bottomed peripheral wall portion having a smaller diameter than the peripheral wall portion of the first cover body. A coil spring that urges the first cover body and the second cover body in the separating direction to support a static load of an object to be vibration-isolated in an internal space of the cover body disposed to face, and is coaxially housed in the coil spring; And a columnar viscoelastic body that attenuates vibration by compressive deformation and tensile deformation along the axial direction.
[0008]
This compact vibration isolator is provided with a coil spring that absorbs vibration by compressive deformation and a columnar viscoelastic body that absorbs vibration by compressive deformation and tensile deformation. Vibration can be insulated while being kept low, and at the same time, free vibration of the coil spring can be kept low by the columnar viscoelastic body, so that the resonance magnification of the object to be removed can be greatly reduced. Then, the damping response is fast, and the vibration can be instantaneously absorbed. Further, since the coil spring supports the static load of the object to be removed, creep of the columnar viscoelastic body can be suppressed, and the vibration damping characteristics of the columnar viscoelastic body can be maximized. Furthermore, unlike a vibration energy absorbing device that has a structure in which a tape-shaped viscoelastic body is subjected to shear deformation, it can exhibit stable vibration isolation characteristics even in a small size, and is a small and lightweight vibration isolator for a vibration isolation target. As excellent.
[0009]
In particular, a coil spring in which the ratio (kc / kv) of the spring constant (kc) of the coil spring to the spring constant (kv) of the columnar viscoelastic body at 25 ° C. and an excitation frequency of 5 Hz is 0.2 to 0.4. And a columnar viscoelastic body.
[0010]
It is better to use a coil spring with a small spring constant to support the load of the object to be isolated and lower the natural frequency, and the viscoelastic body has its height ( Or higher) is preferable. In the compact vibration isolator of the present invention, the ratio (kc / kv) of the spring constant (kc) of the coil spring to the spring constant (kv) of the columnar viscoelastic body at 25 ° C. and an excitation frequency of 5 Hz is 0.2 to 0.2. 0.4, the height of the vibration isolation target carried by one small vibration isolator is in the range of about 2.5 kg to 25 kg, regardless of the load, the height is 30 mm to 50 mm, and the diameter is 40 mm to 60 mm. And a small vibration isolator having a natural frequency of about 3 Hz to 6 Hz.
[0011]
Further, a coil spring having a spring constant (kc) of 1 N / mm to 5 N / mm, a loss coefficient (η) of 0.6 to 1.2 and a spring constant (kv) at 25 ° C. and an excitation frequency of 5 Hz. A small vibration isolator using a columnar viscoelastic body of 3.5 N / mm to 20 N / mm can lower the resonance frequency, and has excellent vibration isolation performance especially in a low frequency region. And, in the range of about 2.5 kg to about 25 kg, the height of the vibration isolation target carried by one small vibration isolator is 30 mm to 50 mm and the diameter is 40 mm to 60 mm regardless of the load. And a small vibration isolator having a natural frequency of about 3 Hz to 6 Hz.
[0012]
Further, the present invention provides a small vibration isolation table in which such a plurality of small vibration isolators are mounted on a mounting plate on which a vibration isolation target is mounted. According to this small vibration isolation table, since a predetermined small vibration isolation device is used, the resonance frequency can be reduced, the resonance magnification of the vibration isolation target can be significantly reduced, and the damping response is fast. In addition, the height of the small vibration isolation table itself can be reduced, and it can be used with almost no concern that the installation height of the vibration isolation target is increased by the height of the small vibration isolation table. . In addition, even when various vibration-damping objects having different loads are placed, the installation height of each vibration-damping object can be made uniform, and the small vibration-damping table is excellent in workability.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
As shown in FIG. 1, the basic structure of the small anti-vibration table 1 of the present invention is such that a plurality of small anti-vibration devices 3 are arranged on a mounting plate 2, and a microscope, The anti-vibration target 4 such as a measuring device is mounted and used. As shown in FIG. 2, the small vibration isolator 3 has a first cover body 6 on the mounting plate 2 side on which the vibration damping object 4 is mounted in a vibration transmission path along the direction Y indicated by an arrow. And a second cover body 7 on the floor side. A coil spring 8 elastically biased in a direction in which the two cover members 6 and 7 are separated from each other, and a bottom 6a side of the first cover member 6 and a 2 is provided with a columnar viscoelastic body 9 which is joined to the bottom 7a side of the cover body 7 and absorbs transmitted vibration energy by compressive deformation and tensile deformation along the vibration transmitting direction.
[0015]
In the first cover body 6 and the second cover body 7, the respective peripheral wall portions 6b, 7b are each cylindrical, and the size thereof is such that the peripheral wall portion 7b of the second cover body 7 is the peripheral wall portion of the first cover body 6. 6b. The inner peripheral surface of the cylindrical peripheral wall portion 6b of the first cover member 6 and the outer peripheral surface of the cylindrical peripheral wall portion 7b of the second cover member 7 have a predetermined distance so as not to be rubbed even when subjected to displacement due to vibration. Are placed on top of each other in an open state.
[0016]
A hole 6c is opened in the peripheral wall 6b of the first cover body 6, and a nut 10 is welded to the outside of the hole 6c and joined to the peripheral wall 6b. On the other hand, a long hole 7c is formed in the peripheral wall portion 7b of the second cover body 7. The set screw 11 is screwed into the hole 6c of the first cover body 6 through the nut 10 provided on the first cover body 6. FIG. 3 is an enlarged perspective view of a portion of the region t shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the tip 11 a of the set screw 11 reaches the long hole 7 c of the second cover body 7. are doing. On the other hand, since there is only a slight gap between the inside of the peripheral wall 6b of the first cover 6 and the outside of the peripheral wall 7c of the second cover 7, the first cover 6 with the set screw 11 is The first cover 6 can be easily moved up and down by the length of the elongated hole 7 c in the vertical direction with respect to the two cover 7, and the first cover 6 is not easily detached from the second cover 7. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first cover body 6 and the second cover body 7 are joined together by bolting at three places of the two cover bodies 6 and 7. The small vibration isolator 3 has such a frame structure, and the first cover body 6 can move up and down smoothly with respect to the second cover body 7, but hardly moves in the horizontal direction. The columnar viscoelastic body 9 is less susceptible to horizontal vibration.
[0017]
On the bottom 6a of the first cover body 6, the mounting plate 2 on which the vibration damping object 4 is mounted is fixed with hexagon socket head bolts 12. Such a small vibration isolator 3 and the mounting plate 2 are usually joined at four corners of the mounting plate 2 to form the small vibration isolation table 1. On the bottom 7b side of the second cover body 7 of the small vibration isolator 3, a countersunk screw 15 is screwed to the second cover body 7 and the spacer 14, for example, between the floor and a work table. It is also possible to lay a rubber mat on the floor, or to fix the second cover body 7 to the floor surface or the worktable with the flathead screws 15.
[0018]
The coil spring 8 absorbs an impact by being compressed, and supports the vibration damping object 4 so that the load of the vibration damping object 4 is not applied to the columnar viscoelastic body 9. With the coil spring 8, it is possible to cover the disadvantages of the columnar viscoelastic body 9 having a poor supporting force. That is, one of them is located on the bottom 7a of the second cover body 7 so as to absorb vibration energy transmitted from the floor surface, the work table, or the like, and to insulate the vibration transmission to the vibration isolation target 4 side. The other is located at the bottom 6a of the first cover body 6 and is fixed respectively. Then, in order to carry the load of the vibration-removal target 4, the vibration-removal target 4 is disposed between the first cover 6 and the second cover 7 in a state of being compressed by a predetermined amount in advance. Therefore, when no load is applied, as shown in FIG. 5, the set screw 11 comes into contact with the upper end 7d of the long hole 7c of the second cover body 7. The coil spring 8 is mounted in a natural length or in a compressed and contracted state.
[0019]
The spring constant of the coil spring 8 is preferably as low as possible to lower the natural frequency. On the other hand, if the spring constant is low, the winding diameter of the coil spring 8 becomes small, and if the amount of shrinkage is not large, the load on the object 4 to be isolated cannot be supported. If the length of the coil spring 8 is too long, the stability is impaired. Due to the above contradictory conditions, it is usually difficult to determine the spring constant, the length, and the like of the coil spring 8. In the present invention, the conditions of the coil spring 8 when used in combination with the columnar viscoelastic body 9 were determined as follows. The spring constant (kc) is 5 N / mm or less, preferably 1 N / mm to 3.5 N / mm, the length is 30 mm to 60 mm, preferably 30 mm to 45 mm, and the number of turns is 7 to 12 The center diameter (diameter) is 10 mm to 58 mm, and the diameter of the winding is 2 mm to 4 mm. By using such a coil spring 8, it can be disposed inside the first cover body 6 and the second cover body 7 of a predetermined size described below, and the vibration damping object of about 2.5 kg to 25 kg is used. The object 4 can be supported. In addition, in combination with the columnar viscoelastic body 9 having the conditions described below, a sufficient anti-vibration function can be achieved with respect to vibration in a low frequency region. As the material of the coil spring 8, spring steel, piano wire, stainless steel, or the like is used, but spring steel is preferable because the above characteristics are easily exhibited.
[0020]
The columnar viscoelastic body 9 absorbs and removes vibration energy by compressive deformation and tensile deformation, and acts to reduce the resonance amplitude of the vibration isolation system. The columnar viscoelastic body 9 is joined to the bottom 6a side of the first cover body 6 and the bottom 7a side of the second cover body 7 by the adhesive force of the columnar viscoelastic body 9 via spacers 13 and 14. I have. However, the spacers 13 and 14 and the columnar viscoelastic body 9 may be joined using an adhesive separately in order to strengthen the adhesive force. The spacers 13 and 14 adjust the height of the columnar viscoelastic body 9, but may not be provided depending on the case. The spacers 13 and 14 may be made of a plastic material as long as the spacers 13 and 14 have sufficient rigidity so that the flat head screw 15 and the hexagon socket head bolt 12 can be screwed. Further, instead of the spacers 13 and 14, it is also possible to use a fixing plate 16 formed of a substantially hat-shaped metal plate shown in FIG. The fixing plate 16 also has the same function as the spacers 13 and 14, but when the fixing plate 16 is fixed by the flat head screw 15 or the hexagonal bolt 12, the screw reaches the columnar viscoelastic body 9 and damages the columnar viscoelastic body 9. It is possible to avoid such inconvenience.
[0021]
The columnar viscoelastic body 9 used is preferably a material that is unlikely to change over time and always maintains the initial viscoelastic properties. For example, the columnar viscoelastic body 9 made of an acrylic resin can be used. Such a columnar viscoelastic body 9 has a loss coefficient (η) of 0.6 to 1.2 at 25 ° C. and an excitation frequency of 5 Hz, and preferably 0.9 to 1.2. The spring constant (kv) is 3.5 N / mm to 20 N / mm, preferably 3.5 N / mm to 15 N / mm. Since the value of the natural frequency becomes lower as the sum of the spring constant of the coil spring 8 and the spring constant of the columnar viscoelastic body 9 becomes smaller, the lower the spring constant of the columnar viscoelastic body 9 is, the better. On the other hand, it is preferable that the loss coefficient of the columnar viscoelastic body 9 is large in order to reduce the vibration transmissibility. Therefore, the above-mentioned range was determined in consideration of the balance between the two. The columnar viscoelastic body 9 is a material different from a general rubber material such as synthetic rubber having a loss coefficient of 0.1 to 0.5 in showing these physical property values.
[0022]
The spring constant (kv) of the columnar viscoelastic body 9 is determined by the complex compressive modulus (E '), the bottom area (A1), and the height (h) of the columnar viscoelastic body 9, and is expressed by the following equation (1). expressed.
[0023]
(Equation 1)
[0024]
On the other hand, when the tape-shaped viscoelastic body is made to act on vibration damping by shearing deformation, the spring constant (kv ') of the tape-shaped viscoelastic body is determined by the complex shear modulus (G') of the tape-shaped viscoelastic body and the bottom area. (A2) is determined by the thickness (t) and is represented by the following equation (2).
[0025]
(Equation 2)
[0026]
The bottom areas (A1, A2) of the columnar viscoelastic body 9 and the tape-shaped viscoelastic body are equal to each other and 100 mm. 2 Assuming that the height (h) of the columnar viscoelastic body is 30 mm and the thickness (t) of the tape-shaped viscoelastic body is 4 mm, the complex compressive modulus (E ′) is usually equal to the complex shear modulus ( G ′) is approximately three times, so that the following equation (3) holds between the spring constant of the columnar viscoelastic body 9 and the spring constant of the tape-shaped viscoelastic body.
[0027]
[Equation 3]
[0028]
From the equation (3), when the columnar viscoelastic body 9 is used under the above-described conditions, the value of the spring constant can be reduced to about 2.5 times that when the tape-shaped viscoelastic body is used. . The lower the spring constant of the viscoelastic body is, the lower the natural frequency is, which is preferable. Therefore, the columnar viscoelastic body 9 of the present invention which compresses the viscoelastic body and obtains a vibration damping effect is obtained by shearing the viscoelastic body. It can be seen that this is more preferable than using a conventional tape-shaped viscoelastic body that provides a vibration damping effect. It is assumed that the height (h) of the columnar viscoelastic body 9 is 30 mm and the thickness (t) of the tape-shaped viscoelastic body is 4 mm because the bottom area is 100 mm. 2 This is because the practical upper limit value becomes such a value in the case of.
[0029]
Therefore, the arrangement of the columnar viscoelastic body 9 is joined to the first cover body 6 and the second cover body 7 so that a force acts in a compressed state so that a large shock absorbing force can be exhibited even with a small displacement. I have. In the present embodiment, although both bottom surfaces of the columnar viscoelastic body 9 are columnar shapes joined to the spacers 13 and 14, respectively, they may be prismatic shapes, and the shape thereof is not particularly limited. What is necessary is just to arrange | position the elastic body 9 along the direction which compresses. The size of the columnar viscoelastic body 9 is a size that gives a sufficient vibration damping effect with four small vibration isolators to a loading load of 10 kg to 100 kg, and the diameter of the bottom surface is 7 mm to 30 mm. It is preferably 10 mm to 25 mm, and its height is 15 mm to 50 mm, preferably 20 mm to 40 mm.
[0030]
The ratio (kc / kv) between the spring constant (kc) of the coil spring 8 and the spring constant (kv) of the columnar viscoelastic body at 25 ° C. and an excitation frequency of 5 Hz is defined by the coil spring 8 and the columnar viscoelastic body 9. Is set to 0.2 to 0.4. By setting as described above, both the resonance frequency and the resonance magnification can be reduced, and when the load of the vibration damping object 4 is within the range of 10 kg to 100 kg, a small size filter having a predetermined size not related to the load can be used. This is because the shaker 3 can be obtained.
[0031]
The small vibration isolator 3 having the above configuration has a height in the vertical direction (the length from the bottom 6a of the first cover body 6 to the bottom 7a of the second cover body 7) of 30 mm to 50 mm, and is preferable. Is about 40 mm. The size in the horizontal direction is such that the diameter of the first cover body 6 is 40 mm to 60 mm, and preferably about 50 mm. The reason why the size of the small vibration isolator 3 is set to such a size is that in the case of a small vibration damping object 4 having a load of 10 kg to 100 kg, the miniaturization of the small vibration isolator 3 is required. This is because when the size becomes large, not only does the workability when handling the vibration-removal target 4 deteriorate, but also it becomes difficult to attenuate the vibration in the low frequency region.
[0032]
The plurality of small vibration isolators 3 are arranged on the mounting plate 2 to form the small vibration isolators 1. The small anti-vibration table 1 is placed on a floor or a work table, and a precision instrument such as a microscope is mounted on the small anti-vibration table 1 for use. Then, for example, when the body hits the work table and an impact is applied, the vibration generated from the work table tries to be transmitted to the vibration damping object 4 through the small vibration isolator 3. In this process, the coil spring 8 is pressed, the columnar viscoelastic body 9 is compressed, its vibration energy is absorbed, and the vibration is removed.
[0033]
According to the small vibration isolator 3 according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the impulse vibration can be instantaneously attenuated as compared with the conventional coil spring type vibration isolator or the rubber vibration isolator. it can. Impulse vibrations can be immediately removed, so optical microscopes and measuring equipment that may not be able to obtain a stable image due to continued vibrations, or noise may be mixed into measured values, adversely affecting observation and measurement It is effective for application to devices. Further, as shown in FIG. 8, the insulation level can be reduced as compared with the conventional coil spring type vibration damper, and the natural frequency can be lowered as compared with the conventional vibration damping rubber type vibration damper. Therefore, the vibration damping effect is particularly excellent for a small vibration damping target. 7 and 8, (A) the vibration isolator of the present invention has a loss coefficient of 0.95 and a damping constant of 0.36, and (B) the coil spring type vibration damper has a damping constant. (C) A butyl rubber having a loss coefficient of 0.3 and a damping constant of 0.15 is used for the vibration isolating rubber type vibration isolator. Was. These are values at 25 ° C. and 5 Hz.
[0034]
Next, the present invention will be described in detail through examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0035]
Embodiment 1
A small vibration isolator 3 having the following conditions and having the structure shown in FIG. 2 was manufactured. This small vibration isolator 3 is referred to as a sample 1A. The conditions of the coil spring 8 used are as follows: the outer diameter is 32.6 mm, the inner diameter is 28 mm, the number of turns is 10, the natural length is 73 mm, a piano wire is used, and the spring constant is 1.27 N / mm. The condition of the columnar viscoelastic body 9 is 13 mm in diameter, 24 mm in height, made of acrylic resin, at 25 ° C., at a vibration frequency of 5 Hz, a loss coefficient of 0.95, and a spring constant of 4.0 N / mm. The height of the small vibration isolator 3 (excluding the hexagon socket head bolt 12) is 40 mm when the set screw 11 is placed in the middle of the elongated hole 7c of the second cover body 7 (at the time of rated load). The long diameter of the long hole 7c is 20 mm. The outer diameter of the first cover 6 is 51 mm, and the outer diameter of the second cover 7 is 43 mm. The thickness of each of the cover members 6 and 7 is 2.3 mm, and the gap between the first cover member 6 and the second cover member 7 is 1.7 mm. The small vibration isolator 3 is attached to four corners of the mounting plate 2 having a length of 395 mm, a width of 495 mm, and a thickness of 8 mm (36 mm inside the longitudinal and short sides of the mounting plate 2). Shaking table 1 was obtained. This small vibration isolation table 1 is referred to as a sample 1B.
[0036]
Embodiment 2
A small vibration isolator having the same size as the sample 1A using the same material as that of the first embodiment except that the coil spring 8 and the columnar viscoelastic body 9 used in the first embodiment are changed to materials having the following conditions. 3 was produced. This small vibration isolator 3 is used as a sample 2A. That is, the sizes of the coil spring 8 and the columnar viscoelastic body 9 were changed, but the first cover 6 and the second cover 7 were the same as those in the first embodiment. The conditions of the coil spring 8 used in Example 2 are as follows: the outer diameter is 33.8 mm, the inner diameter is 28 mm, the number of turns is 9.5, the natural length is 73 mm, the wire is made of piano wire, and the spring constant is 3.14 N / mm. The conditions for the columnar viscoelastic body 9 are a diameter of 23 mm, a height of 24 mm, a loss coefficient of 0.95 at a vibration frequency of 5 Hz, and a spring constant of 12.5 N / mm at an excitation frequency of 5 Hz. These materials are the same as those used in the first embodiment. The obtained small vibration isolator 3 was attached to four corners of the mounting plate 2 having a length of 495 mm, a width of 595 mm, and a thickness of 8 mm (36 mm inside the longitudinal and short sides of the mounting plate 2, respectively). A small vibration isolation table 1 was obtained. This small anti-vibration table 1 is used as a sample 2B.
[0037]
[Comparative Example 1]
A vibration isolator having a structure similar to that of FIG. 11 was manufactured. This vibration isolator is referred to as a sample 3A. This vibration isolator absorbs vibration by shearing deformation of the tape-shaped viscoelastic body. The condition of the coil spring is 50 mm in outer diameter, 36 mm in inner diameter, 10 turns, 103 mm in natural length, made of spring steel, and the spring constant is 11.1 N / mm. The raw material of the tape-shaped viscoelastic body is the same as that used in Example 1, and the length between the first cover body and the second cover body in the height direction is 10 mm, and the length in the width direction is 20 mm. A tape-shaped viscoelastic body having a thickness of 4 mm was joined at four locations on the inside of the first cover body and the outside of the second cover body. The size of the vibration isolator is 65 mm in height, and the outer shape of the first cover body is 72 mm. A vibration isolation table was produced from the obtained vibration isolator in the same manner as in Example 1. This anti-vibration table is referred to as a sample 3B.
[0038]
Vibration test: A weight of 20 kg, 50 kg, and 200 kg was placed on each of the small anti-vibration tables of the samples 1B, 2B, and 3B, and these small anti-vibration tables were vibrated by a sine wave sweep using a vibrator. The vibration characteristics of the device were measured. Graphs showing the “frequency-vibration transmissibility” relationship for Sample 1B and Sample 2B are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. Table 1 shows the resonance frequency (Hz) and the resonance magnification.
[0039]
[Table 1]
[0040]
As is clear from Table 1, the small vibration isolators 3 of the samples 1A and 2A were able to significantly absorb the vibration energy, and were able to obtain the vibration damping effect even in a low frequency region. On the other hand, in the sample 3A in which the viscoelastic body was caused to act in the shear direction, the size of the vibration isolator was considerably larger than that of the present invention.
[0041]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the small vibration isolator of this invention and the small vibration isolation table using the same, the resonance frequency can be suppressed low, the resonance magnification can be suppressed low, and the size of the small vibration isolation device itself can also be reduced. . Further, the vibration damping response is fast, and the vibration can be suppressed immediately. In addition, an excellent vibration damping effect can be obtained particularly in a low frequency region.
[0042]
Further, according to the small vibration isolator and the small vibration isolation table using the same according to the present invention, a small vibration isolator having a small and simple configuration whose size does not change even when the load of the vibration damping object changes. It is excellent in workability when handling an object to be isolated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a small vibration isolation table using a small vibration isolation device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view corresponding to a cross section taken along line SB-SB of FIG. 4 of the compact vibration damper of the present invention in a state where a load is applied.
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a region t in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line SA-SA of FIG. 2, which is a compact vibration damper of the present invention.
5 is a cross-sectional view of the small vibration isolator of the present invention shown in FIG. 2 in a state where no load is applied.
FIG. 6 is a sectional view corresponding to FIG. 5 of another compact vibration isolator of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing the impulse vibration attenuation of the compact vibration damper of the present invention and the conventional vibration damper.
FIG. 8 is a graph showing the performance of the compact vibration damper of the present invention and a conventional vibration damper.
FIG. 9 is a graph showing a “vibration transmissibility-frequency” relationship of the compact vibration damper of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing a “vibration transmissibility-frequency” relationship of another small vibration isolator of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view of a conventional vibration damper.
[Explanation of symbols]
1 small anti-vibration table
2 Mounting plate
3 small vibration isolator
4 Vibration isolation target
6 First cover body
6a bottom
6b Peripheral wall
6c hole
7 Second cover body
7a bottom
7b Surrounding wall
7c long hole
7d top
8 Coil spring
9 Columnar viscoelastic body
10 nuts
11 Set screw
12 Hexagon socket head bolt
13,14 Spacer
15 Flat head screw
16 Fixing plate
