JP2005076787A - 耐震用防振ゴム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 優れた防振機能と、地震などの大きな外力に対するストッパー機能とを兼ね備えるとともに、生産性に優れた耐震用防振ゴム装置を提供する。
【解決手段】 下部フレーム16の下側嵌合部24に弾性部材20の下側凸部34を嵌合し、上部フレーム18の上側嵌合部30に弾性部材20の上側凸部36を嵌合するとともに、上部フレーム18の遊挿孔28aに下部フレーム16に立設したストッパー22を遊挿するだけで、何ら接着手段を採ることなく下部フレーム16と上部フレーム18の間の所定位置に弾性部材20を介装することができる。また、下部フレーム16と上部フレーム18とがストッパー22を介して連結されているので、弾性部材20が破断したり下部フレーム16および上部フレーム18と弾性部材20との嵌合が外れたりすることはなく、上部フレーム18に取り付けられた機器などの振動発生源12が倒壊するのを防止することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、防振機能と、地震などの大きな外力に対するストッパー機能とを兼ね備えた耐震用防振ゴム装置に関するものである。

図４は従来の防振ゴム装置(1)で、機械などの振動発生源(2)から振動発生源(2)の設置面(3)へ伝わる振動を吸収するために、振動発生源(2)とその設置面(3)との間に介装されていた。

この防振ゴム装置(1)は、振動発生源(2)の設置面(3)に取り付けられる下部フレーム(1a)と振動発生源(2)に取り付けられる上部フレーム(1b)との間にゴム弾性部材(1c)を一体成形にて加硫接着したものである。

振動発生源(2)とその設置面(3)との間にこのような防振ゴム装置(1)を介装することによって、通常時においては振動発生源(1)が発する縦横方向の振動(縦波・横波)を防振ゴム装置(1)のゴム弾性部材(1c)がその高さAの間で吸収するので、振動が振動発生源(2)の設置面(3)へ伝わるのを防止することができる。しかしながら、地震時のように大きな力と動きが加わった際、特に、ゴム弾性部材(1c)のせん断方向への力が加わった場合には、ゴム弾性部材(1c)と下部フレーム(1a)および上部フレーム(1b)との接着部分が剥脱したり、ゴム弾性部材(1c)が破断して、上部フレーム(1b)に取り付けた機械などの振動発生源(2)が倒壊するという問題があった。

このような問題を解決し得る技術として、図５に示すように、上方へ向けて突出する凸部(4a)が形成された下部フレーム(4)と平板状の上部フレーム(5)との間に略円柱状のゴム弾性部材(6)を一体成形にて加硫接着するとともに、一体化された下部フレーム(4)，上部フレーム(5)およびゴム弾性部材(6)を貫通する通孔(7)が孔設されており、下端部にストッパー板(8a)が取着されたストッパーピン(8)を前記通孔(7)に挿通した耐震用防振ゴム装置(9)が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

下部フレーム(4)，上部フレーム(5)およびゴム弾性部材(6)を貫通する通孔(7)にストッパーピン(8)を挿通させるこの技術では、前述のように地震時などに大きな力や動きが加わったとしても、ストッパーピン(8)が下部フレーム(4)と上部フレーム(5)とを連結しているので、ストッパーピン(8)が破断しない限りゴム弾性部材(6)と下部フレーム(4)および上部フレーム(5)との接着部分が剥脱したり、ゴム弾性部材(6)が破壊されることがなく、上部フレーム(5)に取付けられた機器が倒壊するのを防止することができる。特に、ストッパーピン(8)を耐震用防振ゴム装置(9)の中心に配設しているので、あらゆる方向から来る横波の揺れに対して、耐震用防振ゴム装置(9)に高い耐震性を与えることができる。しかしながら、振動発生源が発する振動は金属を介して伝達されることから、この耐震用防振ゴム装置(9)では、通常時において、振動発生源が発する振動を、実質的にストッパーピン(8)と下部フレーム(4)とが最も近接した距離Bの間に配設されたゴム弾性部材(6)で吸収している。したがって、前述した従来の防振ゴム装置(1)に比べて防振性能が著しく低下するという問題があった。また、この耐震用防振ゴム装置(9)は、上下の各フレーム(4)(5)とゴム弾性部材(6)とを一体成形にて加硫接着する方法で製造されているので、ゴム弾性部材(6)に使用できる弾性材料が一体成形で上下の各フレーム(4)(5)に加硫接着できる所定のものに限られるとともに、耐震用防振ゴム装置(9)の製造に時間とコストがかかるという問題があった。
特開２０００−５５１２４号公報（第２−３頁、第１図）

それゆえに、本発明の主たる課題は、優れた防振性能と、地震などの大きな外力に対するストッパー機能とを兼ね備えるとともに、生産性に優れた耐震用防振ゴム装置を提供することである。

請求項１記載の発明は、「振動発生源(12)の設置面(14)に取着される下板(16a)、下板(16a)の中央部上面に設けられた下側嵌合部(24)および下板(16a)の端部上面に立設されたストッパー(22)を有する下部フレーム(16)と、振動発生源(12)が取着される上板(18a)、上板(18a)の中央部下面に設けられた上側嵌合部(30)および上板(18a)に形成されストッパー(22)が遊挿される遊挿孔(28a)を有する上部フレーム(18)と、エラストマからなる本体(20a)、本体(20a)の上面に突設され上側嵌合部(30)に嵌着する上側凸部(36)および本体(20a)の底面に突設され下側嵌合部(24)に嵌着する下側凸部(34)を有する弾性部材(20)とで構成されたことを特徴とする耐震用防振ゴム装置(10)」である。

本発明の耐震用防振ゴム装置(10)では、下部フレーム(16)の下側嵌合部(24)に弾性部材(20)の下側凸部(34)を嵌合し、上部フレーム(18)の上側嵌合部(30)に弾性部材(20)の上側凸部(36)を嵌合するとともに、上部フレーム(18)の遊挿孔(28a)にストッパー(22)を遊挿してこのストッパー(22)を下部フレーム(16)に立設するだけで、何ら接着手段を採ることなく下部フレーム(16)と上部フレーム(18)の間の所定位置に弾性部材(20)を介装することができる。したがって、下部フレーム(16)および上部フレーム(18)と弾性部材(20)との間に架橋接着をなくすることができる。

さらに、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)とがストッパー(22)を介して連結されており、このストッパー(22)によって上部フレーム(18)の縦横両方向への変位が規制されているので、地震時のように大きな力や動きが加わってもストッパー(22)が破断しない限り、弾性部材(20)が破断したり下部フレーム(16)と上部フレーム(18)との連結が外れたりすることはなく、上部フレーム(18)に取り付けられた機器などの振動発生源(12)が倒壊するのを防止することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の耐震用防振ゴム装置(10)において、「上部フレーム(18)が、上板(18a)の端部下面に垂設された垂直片(26)と、垂直片(26)の下端に固定され、遊挿孔(28a)が設けられた水平片(28)とをさらに備える」ことを特徴とするもので、これにより、下部フレーム(16a)に立設したストッパー(22)の下端から遊挿孔(28a)までのクリアランスを小さくすることができる。したがって、地震などによって耐震用防振ゴム装置(10)に大きな力や動きが加わりストッパー(22)と遊挿孔(28a)とが衝突した際に、これらの衝突部分に作用するモーメントを小さくすることができ、ストッパー(22)や遊挿孔(28a)が破断するのを防止することができる。

また、上部プレート(18)の上面にストッパー(22)を突出させる必要がなくなるので、上部プレート(18)の上面をフラットにすることができ、上部プレート(18)の上面全体で振動発生源(12)を支持することができる。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載の耐震用防振ゴム装置(10)において、「上側嵌合部(30)および下側嵌合部(24)のいずれか一方が多角形にて形成されている」ことを特徴とするもので、これにより、上部フレーム(18)および下部フレーム(16)に接続する弾性部材(20)の向きを瞬時に判断することができる。

請求項１記載の発明によれば、下部フレームの下側嵌合部に弾性部材の下側凸部を嵌合し、上部フレームの上側嵌合部に弾性部材の上側凸部を嵌合するとともに、上部フレームの遊挿孔にストッパーを遊挿してこのストッパーを下部フレームに立設するだけで、何ら接着手段を採ることなく、つまり下部フレームおよび上部フレームと弾性部材との間を架橋接着することなく、下部フレームと上部フレームとの間の所定位置に弾性部材を介装することができる。

また、下部フレームと上部フレームとがストッパーを介して連結されているので、通常時は優れた防振性能を発揮するとともに、地震時のように大きな力や動きが加わってもストッパーが破断しない限り、弾性部材が破断したり下部フレームおよび上部フレームと弾性部材との嵌合が外れたりすることはなく、上部フレームに取り付けられた機器などの振動発生源が倒壊するのを防止することができる。

請求項２記載の発明によれば、下部フレームに立設したストッパーの下端から遊挿孔までのクリアランスを小さくすることができるので、ストッパー(22)と遊挿孔(28a)とが衝突した際、これらに作用するモーメントを小さくすることができ、ストッパー(22)や遊挿孔(28a)が破断するのを防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、下部フレームおよび上部フレームに接続する弾性部材の向きを瞬時に判断して下部フレームと上部フレームとの間の所定位置に弾性部材を介装することができる。

したがって、優れた防振機能と、地震などの大きな外力に対するストッパー機能とを兼ね備えるとともに、生産性に優れた耐震用防振ゴム装置を提供することができる。

以下、本発明に係る実施例を図面を参照しつつ説明する。この発明の一実施例(図１〜図３)の耐震用防振ゴム装置(10)は、発電エンジンや空調装置などの振動発生源(12)からの振動が、振動発生源(12)の設置面(14)に伝達されるのを防止するものであり、大略、下部フレーム(16)，上部フレーム(18)および弾性部材(20)などで構成されている。

下部フレーム(16)は、振動発生源(12)の設置面(14)に対して固定されるとともに、弾性部材(20)の底面が係止されるものであり、下板(16a)とストッパー(22)とで構成される。

下板(16a)は、鉄，ステンレスまたはアルミニウム等のような金属からなる板状の部材であり、この下板(16a)の上面中央部には、後述する弾性部材(20)の下側凸部(34)が嵌合される矩形の下側嵌合部(24)が凹設あるいは穿設されており、また、下板(16a)の上面端部には、２つのストッパー(22)が立設されている。

ストッパー(22)は、後述する上部フレーム(18)の遊挿孔(28a)に遊挿され、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)とを連結するとともに、上部フレーム(18)の縦横両方向への変位量を規制するためのものであり、下板(16a)の上面端部に立設されたストッパーボルト(22a)と該ストッパーボルト(22a)に螺合するロックナット(22b)とで構成されている。

そして、下板(16a)の上面端部に設けられたストッパーボルト(22a)の近傍には下部フレーム(16)を設置面(14)に取り付ける際に据付ボルト(40)が挿通される複数(本実施例では２つ)のボルト挿通孔(16b)が形成されている。

上部フレーム(18)は、振動発生源(12)に対して固定されるとともに、弾性部材(20)の上面が係止されるものであり、鉄，ステンレスまたはアルミニウム等のような金属を板状に成形した上板(18a)を有する。

この上板(18a)の下面端部には、下部フレーム(16)のストッパーボルト(22a)に対応する位置に、上板(18a)の外縁側へ向けて開放された半割り円筒状の垂直片(26)が垂設されており、この垂直片(26)の下端内周面の全面には、前述したストッパーボルト(22a)の外径よりも大きな内径を有しストッパーボルト(22a)を遊挿する遊挿孔(28a)が穿設された円板状の水平片(28)が一体的に取り付けられている。このように垂直片(26)を半割り円筒状とすることによって、上板(18a)と垂直片(26)との結合部分および垂直片(26)と水平片(28)との結合部分に応力が加わった際これを分散することができるので、これらの結合部分にあらゆる方向から力が加わったとしても、これらの結合部分が剥脱することなく結合を強固に保持することができる。

また、上板(18a)の下面中央部には後述する弾性部材(20)の上側凸部(36)が嵌合される円形の上側嵌合部(30)が本実施例では２カ所凹設あるいは穿設されており、上板(18a)の上面中央部には振動発生源(12)を上部フレーム(18)に固定するための固定用ボルト(32)が立設されている。

ここで、上側嵌合部(30)を２カ所設けたのは以下の理由による。すなわち円形の上側嵌合部(30)を１カ所のみ設けた場合、この上側嵌合部(30)に後述する弾性部材(20)の上側凸部(36)を嵌着させると、上部フレーム(18)と弾性部材(20)とが相対的に回動可能となり上部フレーム(18)下面の所定位置に弾性部材(20)を即座に位置決めできない。したがって、上述したように、上側嵌合部(30)を円形に形成する場合には、当該嵌合部(30)を複数設けるとともに、弾性部材(20)の上面にこの嵌合部(30)に対応する複数の上側凸部(30)を設けることによって、当該嵌合部(30)に上側凸部(36)を嵌着した際、上部フレーム(18)と弾性部材(20)とが相対的に回動不能となり、上部フレーム(18)下面の所定位置に弾性部材(20)を即座に取着できるようになる。勿論、このことは下側嵌合部(24)を円形に形成する際も同様である。

弾性部材(20)は、ゴム弾性によって縦横両方向の振動を効果的に吸収する部材であり、天然ゴム，合成ゴムおよびポリウレタン樹脂などのエラストマからなり、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)との間に介装した際、いかなる場合でも上部フレーム(18)の垂直片(26)に干渉しない様その側面を凹状に切り欠いた切欠き円柱状の本体(20a)を有する(図２参照)。

この弾性部材(20)の本体(20a)底面には、弾性部材(20)を下部フレーム(16)に係止する際、下側嵌合部(24)に嵌着する矩形の下側凸部(34)が突設されており、また、本体(20a)上面には、弾性部材(20)を上部フレーム(18)に係止する際、上側嵌合部(30)に嵌着する円形の上側凸部(36)が２カ所突設されている。

次に、本実施例の耐震用防振ゴム装置(10)の組み立て方法について説明する(図３参照)。まず、下部フレーム(16)の下側嵌合部(24)に弾性部材(20)の下側凸部(34)を嵌合する。続いて、下部フレーム(16)に立設したストッパーボルト(22a)を上部フレーム(18)の水平片(28)に穿設した遊挿孔(28a)に挿通するとともに、上部フレーム(18)の上側嵌合部(30)に弾性部材(20)の上側凸部(36)を嵌合する。すると、下側フレーム(16)と上部フレーム(18)の間の所定位置に弾性部材(20)が回動不能に介装される。

そして、ストッパーボルト(22a)の遊挿孔(28a)の上方に突出する部分に、鉄またはステンレスのような金属によって形成されたリング状のワッシャ(38)を通した後、ロックナット(22b)を所定の位置(具体的には、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)との間に介装した弾性部材(20)が抜け落ちない位置)まで螺合することによって、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)とがストッパー(22)で連結され、耐震用防振ゴム装置(10)の組み立てが完了する。

ここで、半割り円筒状の垂直片(26)は、上板(18a)の外縁側へ向けて開放するようにして上板(18a)に取着されているので、ストッパーボルト(22a)の遊挿孔(28a)の上方に突出する部分に対するワッシャ(38)の取り付けやロックナット(22b)の螺合を容易に行なうことができる。

続いて、耐震用防振ゴム装置(10)を振動発生源(12)と振動発生源(12)の設置面(14)との間に介装するには、まず、下部フレーム(16)の下板(16a)を設置面(14)に対して位置決めし、ボルト挿通孔(16b)に挿通した据付ボルト(40)を設置面(14)に設けられたボルト孔(40a)に螺合することによって下部フレーム(16)を設置面(14)に固定する。次に、上部フレーム(18)の上面に立設した固定用ボルト(32)が振動発生源(12)の脚部(12a)に設けられたボルト挿通孔(12b)に挿通される様に、上部フレーム(18)の上面に振動発生源(12)を載置する。そして、ボルト挿通孔(12b)に挿通された固定用ボルト(32)の上面からワッシャ(42)を通した後ナット(44)を螺合することによって上部フレーム(18)を振動発生源(12)に固定する。これにより、図１のように、振動発生源(12)と振動発生源(12)の設置面(14)との間に耐震用防振ゴム装置(10)が介装された状態になる。

なお、耐震用防振ゴム装置(10)に振動発生源(12)が載置されると、振動発生源(12)の重さにより弾性部材(20)が撓むようになる。しかしながら、弾性部材(20)は上部フレーム(18)の垂直片(26)に干渉しない様その側面を凹状に切り欠いた切欠き円柱状に成形されているので、耐震用防振ゴム装置(10)に振動発生源(12)を載置しても垂直片(26)と弾性部材(20)とが接触することはなく絶縁されている。したがって、振動発生源(12)が発する振動を弾性部材(20)がその高さHの間で効果的に吸収することができる。

ここで、弾性部材(20)が撓んだ時の弾性部材(20)の切欠き部分の側面と垂直片(26)外周面とのクリアランスXを、ストッパーボルト(22a)外周面と遊挿孔(28a)内周面との間のクリアランスYよりも小さくするように設定すると、地震などによって耐震用防振ゴム装置(10)に大きな力や動きが加わった際、先に弾性部材(20)と垂直片(26)とが接触し、その後ストッパーボルト(22a)と遊挿孔(28a)とが衝突するようになるので、これらの衝突部分に加わる衝撃を弾性部材(20)で吸収することができる。

この実施例の耐震用防振ゴム装置(10)によれば、下側嵌合部(24)および下側凸部(34)が矩形に形成されるとともに、上側嵌合部(30)および上側凸部(36)が円形に形成されているので、下部フレーム(16)および上部フレーム(18)に接続する弾性部材(20)の向きを瞬時に判断することができる。

また、下側嵌合部(24)に下側凸部(34)を嵌合し、上側嵌合部(30)に上側凸部(36)を嵌合するとともに、遊挿孔(28a)にストッパーボルト(22a)を挿通し、このストッパーボルト(22a)の遊挿孔(28a)の上方に突出する部分にロックナット(22b)を螺合するだけで、何ら接着手段を採ることなく下部フレーム(16)と上部フレーム(18)の間の所定位置に弾性部材(20)を回動不能に介装することができ、下部フレーム(16)および上部フレーム(18)と弾性部材との間に架橋接着をなくすることができる。

また、下部フレーム(16)と上部フレーム(18)とがストッパー(22)を介して連結されるとともに、このストッパー(22)によって上部フレーム(18)の縦横両方向への変位が規制されているので、地震時のように大きな力や動きが加わってもストッパー(22)が破断しない限り、弾性部材(20)が破断したり下部フレーム(16)および上部フレーム(18)と弾性部材との嵌合が外れたりすることはなく、上部フレーム(18)に取り付けられた機器などの振動発生源(12)が倒壊するのを防止することができる。

さらに、上部フレーム(18)には、垂直片(26)と水平片(28)とが設けられており、下部フレーム(16a)に立設したストッパー(22)の下端から遊挿孔(28a)までのクリアランスを小さくすることができるので、ストッパー(22)と遊挿孔(28a)とが衝突した際、これらに作用するモーメントを小さくすることができ、ストッパー(22)や遊挿孔(28a)が破断するのを防止することができる。

そして、ストッパー(22)が弾性部材(20)の外側に取り付けられているので、必要とする耐震性に応じてストッパー(22)のサイズすなわちその強度を変更することもできる。

なお、上述の実施例では、下側嵌合部(24)および下側凸部(34)を矩形に形成するとともに、上側嵌合部(30)および上側凸部(36)を円形に且つ複数形成する場合を示したが、下部フレーム(16)および上部フレーム(18)の間に介装する弾性部材(20)の向きを瞬時に判断でき且つ弾性部材(20)を回動不能に係止できるのであれば、例えば、下側嵌合部(24)および下側凸部(34)を円形に且つ複数形成するとともに、上側嵌合部(30)および上側凸部(36)を矩形に形成するようにしてもよい。また、下側嵌合部(24)および下側凸部(34)を矩形に形成する例を示したが、下側嵌合部(24)に下側凸部(34)を嵌着した際、下部フレーム(16)と弾性部材(20)とを回動不能に係止できるのであれば、その形状は三角形であってもよいし五角形や六角形であってもよい。つまり、多角形であればよい。なお、このことは、上側嵌合部(30)および上側凸部(36)についても同様である。

また、ストッパー(22)を下板(16a)の上面端部に立設されたストッパーボルト(22a)と該ストッパーボルト(22a)に螺合するロックナット(22b)とで構成する例を示したが、ストッパー(22)が下部フレーム(16)に立設され、上部フレーム(18)の縦横両方向への変位を規制できるものであれば、その構成は特に限定されるものではなく、例えば、上部フレーム(18)の遊挿孔(28a)にボルト(図示せず)を遊挿し、該ボルトをストッパー(22)として下部フレーム(16)に設けたネジ孔(図示せず)に螺合して立設するようにしてもよい。

そして、上部フレーム(18)の下面端部に垂直片(26)を垂設し、この垂直片(26)の下端に遊挿孔(28a)が穿設された水平片(28)を取り付ける例を示したが、上部フレーム(18)に振動発生源(12)を載置する際に支障がなく、また強度的にも問題がなければ、垂直片(26)などを設けずに、上部フレーム(18)端部の所定位置に遊挿孔(28a)を直接穿設するようにしてもよい。

本発明の一実施例の耐震用防振ゴム装置を示す正面図である。 図１におけるＩ−Ｉ線断面図である。 本発明の一実施例の耐震用防振ゴム装置を示す分解斜視図である。 従来の防振ゴムを示す断面図である。 従来の耐震用防振ゴム装置を示す断面図である。

符号の説明

(10)・・・耐震用防振ゴム装置
(12)・・・振動発生源
(14)・・・基礎
(16)・・・下部フレーム
(16a)・・・下板
(16b)・・・ボルト挿通孔
(18)・・・上部フレーム
(18a)・・・上板
(20)・・・弾性部材
(20a)・・・(弾性部材の)本体
(22)・・・ストッパー
(22a)・・・ストッパーボルト
(22b)・・・ロックナット
(24)・・・下側嵌合部
(26)・・・垂直片
(28)・・・水平片
(28a)・・・遊挿孔
(30)・・・上側嵌合部
(32)・・・固定用ボルト
(34)・・・下側凸部
(36)・・・上側凸部
(38)・・・ワッシャ
(40)・・・据付ボルト

Claims (3)

1. 振動発生源の設置面に取着される下板、前記下板の中央部上面に設けられた下側嵌合部および前記下板の端部上面に立設されたストッパーを有する下部フレームと、
   振動発生源が取着される上板、前記上板の中央部下面に設けられた上側嵌合部および前記上板に形成され前記ストッパーが遊挿される遊挿孔を有する上部フレームと、
   エラストマからなる本体、前記本体の上面に突設され前記上側嵌合部に嵌着する上側凸部および前記本体の底面に突設され前記下側嵌合部に嵌着する下側凸部を有する弾性部材とで構成されたことを特徴とする耐震用防振ゴム装置。
2. 前記上部フレームが、前記上板の端部下面に垂設された垂直片と、前記垂直片の下端に固定され、前記遊挿孔が設けられた水平片とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の耐震用防振ゴム装置。
3. 前記上側嵌合部および前記下側嵌合部のいずれか一方が多角形にて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の耐震用防振ゴム装置。

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