JP2005291424A - サージレスコイルバネおよび防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 性状安定性を高めるとともにサージング防止機能の劣化を防止する。
【解決手段】 サージレスコイルバネ１０は、振動を吸収する圧縮コイルバネ１４と、圧縮コイルバネ１４のサージングを吸収するサージング防止部材１６とによって構成されている。そして、サージレスコイルバネ１０を用いた防振装置１２では、圧縮コイルバネ１４の下端部に下側パッド３４が取り付けられており、上端部に上側パッド３６が取り付けられている。サージング防止部材１６は、螺旋状に巻回された金属線からなり、長期使用した場合でもサージング防止機能の劣化は生じ難い。
【選択図】 図４

Description

本発明は、圧縮コイルバネのサージングを防止する機能を有する、サージレスコイルバネおよび防振装置に関する。

この種の従来の防振装置の一例が、特開平８−５４０４１号（特許文献１）に開示されている。この防振装置は、圧縮コイルバネの内側に粘弾性材料からなるサージング防止部材を配設するとともに、サージング防止部材の粘弾性片を圧縮コイルバネに接触させ、圧縮コイルバネのサージングを粘弾性片の内部減衰によって吸収するようにしたものである。
特開平８−５４０４１号

従来の防振装置（特許文献１）では、圧縮コイルバネのサージングを粘弾性片の内部減衰によって効果的に吸収することができる。しかし、近年では、防振装置の性状安定性の向上やサージング防止機能の劣化防止に対する要請が高まってきており、これらの要請に応えることのできるより優れた技術が切望されている。

それゆえに、この発明の主たる目的は、性状安定性を高めることができるとともにサージング防止機能の劣化を防止できる、サージレスコイルバネおよび防振装置を提供することである。

請求項１に記載した発明は、「振動発生源２２から伝えられた振動を吸収する圧縮コイルバネ１４、および螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線１６ａの塊状物からなり、圧縮コイルバネ１４に接触されたサージング防止部材１６を備える、サージレスコイルバネ１０」である。

この発明では、サージング防止部材１６をバネ性を有する金属線１６ａの塊状物によって構成しているので、長期使用した場合でもサージング防止機能の劣化は生じ難い。また、サージング防止部材１６を構成するバネ性を有する金属線１６ａが螺旋状に巻回されているので、粘弾性材料に近い優れたサージング防止効果を得ることができる。

請求項２に記載した発明は、「振動発生源２２から伝えられた振動を吸収する圧縮コイルバネ１４、螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線１６ａの塊状物からなり、圧縮コイルバネ１４に接触されたサージング防止部材１６、および圧縮コイルバネ１４の両端部に取り付けられたパッド３４，３６を備える、防振装置１２」である。

この発明は、請求項１に記載したサージレスコイルバネ１０を用いた防振装置１２であり、長期使用した場合でもサージング防止機能の劣化は生じ難い。

請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した「防振装置１２」において、「サージング防止部材１６は圧縮コイルバネ１４の内側に配設されており、サージング防止部材１６の中心部には芯材４０が配設されている」ことを特徴とする。

この発明では、サージング防止部材１６の中心部に芯材４０が配設されているので、サージング防止部材１６の形状を長期にわたって保持することができる。

本発明によれば、サージング防止部材を螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線の塊状物によって構成しているので、長期使用した場合でもサージング防止機能の劣化は生じ難く、防振装置の長寿命化を達成できる。

図１を参照して、本発明が適用されたサージレスコイルバネ１０は、図４および図５に示すような防振装置１２の構成部品として、または、他の防振装置（図示省略）の構成部品として用いられるものである。

サージレスコイルバネ１０（図１）は、圧縮コイルバネ１４と、その内側に配設されたサージング防止部材１６とによって構成されている。

圧縮コイルバネ１４（図１）は、一般的な防振装置に用いられる圧縮コイルバネと同様に、荷重の大きさ等の条件に応じて、コイル径、線径およびコイルピッチ等が最適に設定されたものであり、圧縮コイルバネ１４の下端１４ａおよび上端１４ｂは、防振装置１２へ組み込む際の収まりを考慮して平坦に形成されている。

サージング防止部材１６（図１）は、螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線１６ａの塊状物によって構成された円柱状の部材であり、サージング防止部材１６の外径は、圧縮コイルバネ１４の内径よりもやや大きく設定されており、サージング防止部材１６の高さは、圧縮コイルバネ１４の高さとほぼ同じに設定されている。したがって、サージング防止部材１６を圧縮コイルバネ１４の内側に配設した状態では、サージング防止部材１６の外周部が圧縮コイルバネ１４の内周部に接触されることになる。

サージング防止部材１６を構成する金属線１６ａの構造は、金属線１６ａを単に螺旋状にて連続紐状に巻回した単螺旋構造であってもよいし、螺旋状に巻回された金属線をさらに螺旋状に巻回した二重螺旋構造であってもよい。また、金属線１６ａの断面形状は、特に限定されるものではなく、円形、楕円形、四角形（例えば、薄肉幅狭の帯状）または三角形等であってもよい。ただし、粘弾性材料（高減衰制振ゴムや低反発ゴム等）に近い優れたサージング防止効果を得られる点において、サージング防止部材１６は、近接部分同士が互いに複雑に触れ合い、これが広範囲において発生することによるサージエネルギーの高効率の消散を得る上で、二重螺旋構造であることが望ましく、金属線１６ａの断面形状は、異方性（断面に対して横方向と縦方向の弾性係数が異なり、これがために螺旋形状と相俟って金属線１６ａのエッジや面が複雑に擦れ合って効果的なサージエネルギー放散効果を発揮する。）を示す形状（楕円形、四角形（例えば、薄肉幅狭の帯状）、三角形等）であることが望ましい。

なお、図２および図３に示したサージング防止部材１６の構造は二重螺旋構造であり、サージング防止部材１６を構成する金属線１６ａは帯状体であり、その断面形状は四角形（例えば、薄肉幅狭の帯状）である。なお、金属線１６ａは耐食性、防錆の観点からステンレスであることが好ましく、本発明の好例としてステンレスの切粉の螺旋連続体が用いられている。

サージレスコイルバネ１０が用いられた防振装置１２（図４、図５）は、図６に示すような防振架台Ａにおいて、基礎１８に据え付けられる基礎枠２０と振動発生源２２が載置される取付枠２４との間に配設され、振動発生源２２の荷重を受けるとともに、振動発生源２２から伝えられた振動を吸収するものである。

基礎枠２０および取付枠２４は、略四角形の枠材であり、これらの四隅には、貫通孔２０ａおよび２４ａを有する連結部２０ｂおよび２４ｂが設けられている。そして、貫通孔２０ａおよび２４ａには、基礎枠２０に対して取付枠２４を近接離間する方向へ移動可能に連結する連結ボルト２６が挿通されており、この連結ボルト２６には、ナット２８が装着されている。

防振装置１２（図４、図５）は、サージレスコイルバネ１０、下部収納ケース３０、上部収納ケース３２、下側パッド３４および上側パッド３６によって構成されている。

下部収納ケース３０は、図５に示すように、サージレスコイルバネ１０の外径よりも大きい内径を有する有底円筒状の部材であり、下部収納ケース３０の底部３０ａの中央部には、パッド装着孔３０ｂが形成されており、下部収納ケース３０の底部には、ゴム等のような弾性材料からなり、サージレスコイルバネ１０における圧縮コイルバネ１４の下端１４ａを受けるマット３８が装着されている。

上部収納ケース３２は、図４に示すように、下部収納ケース３０の外径よりも大きい内径を有する有底円筒状の部材であり、上部収納ケース３２の底部３２ａの中央部には、パッド装着孔３２ｂが形成されている。上部収納ケース３２の外壁３２ｃの高さは、下部収納ケース３０の外壁３０ｃと重なる部分が生じ得るように設定されている。したがって、下部収納ケース３０と上部収納ケース３２とによってサージレスコイルバネ１０の全体が保護されることになる。

下側パッド３４は、図５に示すように、基礎枠２０（図６）の上部に嵌め合わされる断面略コ状の部材であり、ゴム等のような弾性材料によって一体に形成されている。下部パッド３４の上面中央部には、下部収納ケース３０のパッド装着孔３０ｂに嵌合される嵌合突部３４ａが形成されおり、嵌合突部３４ａの外面がパッド装着孔３０ｂの内面に密着されることによって、下側パッド３４が下部収納ケース３０に取り付けられる。

上側パッド３６は、図４に示すように、取付枠２４（図６）の下部に当接される円盤状の部材であり、ゴム等のような弾性材料によって一体に形成されている。上側パッド３６の下面周縁部には、上部収納ケース３２のパッド装着孔３２ｂに嵌合される筒状の嵌合突部３６ａが形成されている。そして、嵌合突部３６ａの外面に形成された段部３６ｂがパッド装着孔３２ｂの下側内周縁に係止されることによって、上側パッド３６が上部収納ケース３２に取り付けられる。

防振装置１２を組み立てる際には、図５に示すように、サージレスコイルバネ１０、下部収納ケース３０、上部収納ケース３２、下側パッド３４および上側パッド３６を組み合わせるだけでよく、これにより、圧縮コイルバネ１４の下端部に下側パッド３４が取り付けられ、圧縮コイルバネ１４の上端部に上側パッド３６が取り付けられる。

防振装置１２を使用する際には、基礎枠２０の上面の所定箇所に複数の防振装置１２を装着し、防振装置１２の上に取付枠２４を載置する。そして、基礎枠２０および取付枠２４の貫通孔２０ａおよび２４ａに連結ボルト２６を挿通し、この連結ボルト２６にナット２８を螺合する。そして、取付枠２４の上に振動発生源２２を載置し、これをボルト等で固定する。

振動発生源２２の運転時には、振動発生源２２で発生した振動が取付枠２４を介して防振装置１２に伝えられる。すると、この振動は、サージレスコイルバネ１０を構成する圧縮コイルバネ１４が伸縮されることによって吸収され、また、圧縮コイルバネ１４のサージングは、サージング防止部材１６を構成する金属線１６ａの内部減衰によって吸収される。

図７のグラフは、圧縮コイルバネ１４（単独）の振動絶縁レベル［ｄＢ］と、サージレスコイルバネ１０の振動絶縁レベル［ｄＢ］とを測定し、その測定結果をグラフ表示したものである。このグラフより、圧縮コイルバネ１４（単独）では、所定の周波数（２００Ｈｚ、４００Ｈｚ）においてサージングが発生しているのに対し、サージレスコイルバネ１０では、そのサージングが完全に解消されていることが分かる。

なお、上述の実施例では、サージレスコイルバネ１０を構成するサージング防止部材１６を中実の円柱状に形成しているが、図８に示すように、サージング防止部材１６を中空の円柱状に形成し、その中心部に下部収納ケース３０と一体に形成された芯材４０を配設するようにしてもよい。

芯材４０（図８）は、圧縮コイルバネ１４の内側においてサージング防止部材１６を支持するものであり、下部収納ケース３０におけるパッド装着孔３０ｂの内周縁から立ち上がって円筒状に形成されている。芯材４０の外径は、芯材４０の外面と圧縮コイルバネ１４の内面との間にサージング防止部材１６を収納する収納空間Ｓを確保し得るように、圧縮コイルバネ１４の内径よりも十分に小さく設定されており、芯材４０の高さは、圧縮コイルバネ１４の伸縮を妨げることのないように、圧縮コイルバネ１４の高さよりも低く設定されている。

また、上述の実施例では、圧縮コイルバネ１４の内側にサージング防止部材１６を配設するようにしているが、図９に示すように、圧縮コイルバネ１４の内側および外側の両方にサージング防止部材１６を配設するようにしてもよいし、圧縮コイルバネ１４の外側にのみサージング防止部材１６を配設するようにしてもよい。

また、図１０に示すように、芯材４０に軸方向へ延びるスリット４０ａを形成すること、または、芯材４０をゴム等のような弾性材料で形成すること等によって、芯材４０が径方向へ弾性変形するようにしてもよい。この場合には、サージング防止部材１６の収納作業が容易になるとともに、芯材４０の復元力をサージング防止部材１６に作用させることができるので、サージング防止部材１６を圧縮コイルバネ１４に対して確実に接触させることができる。

そして、下部収納ケース３０および上部収納ケース３２は省略してもよいし、芯材４０と下部収納ケース３０とは独立に形成してもよい。

サージレスコイルバネを示す正面図である。 サージング防止部材を示す拡大図である。 サージング防止部材を示す拡大図である。 防振装置を示す正面図である。 防振装置を示す分解図である。 防振装置の使用方法を示す正面図である。 サージング防止効果を示すグラフである。 他の防振装置を示す正面図である。 他の防振装置を示す正面図である。 芯材の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０… サージレスコイルバネ
１２… 防振装置
１４… 圧縮コイルバネ
１６… サージング防止部材
３０… 下部収納ケース
３２… 上部収納ケース
３４… 下側パッド
３６… 上側パッド
３８… マット
４０… 芯材

Claims (3)

1. 振動発生源から伝えられた振動を吸収する圧縮コイルバネ、および
   螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線の塊状物からなり、前記圧縮コイルバネに接触されたサージング防止部材を備える、サージレスコイルバネ。
2. 振動発生源から伝えられた振動を吸収する圧縮コイルバネ、
   螺旋状に巻回されたバネ性を有する金属線の塊状物からなり、前記圧縮コイルバネに接触されたサージング防止部材、および
   前記圧縮コイルバネの両端部に取り付けられたパッドを備える、防振装置。
3. 前記サージング防止部材は、前記圧縮コイルバネの内側に配設されており、前記サージング防止部材の中心部には芯材が配設されている、請求項２に記載の防振装置。