JP2014178022A - 防振機構 - Google Patents

Abstract

【課題】サージングによる振動を減衰させる防振機構を提供する。
【解決手段】防振機構において、円筒形状のゴム部材２０の下面に金属板である取付ベース２１ａを固着させ、ゴム部材２０の上面に金属板である取付ベースを固着させ、固有振動数がサージング振動数となるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整された複数の振動吸収板２２を、ボルト２３の頭部２３ｂと取付ベース２１ａとの間に、それぞれ挟持して固定した。
【選択図】図２

Description

本発明は、振動体から床等の基礎への伝達する振動を減衰させる防振機構に関する。

モータ等の回転装置及び空気調和装置の圧縮機を備えた室外装置等は、その回転駆動に伴って、装置自体が振動する振動源となる。そのため、これらの回転装置及び室外装置等の振動体による振動は、その振動体が載置された床等の基礎に伝達して騒音を生じることになる。その騒音を抑制するために、振動体が設置された台と基礎との間に、防振機構を設置して、振動体の振動を防振機構によって減衰させる必要がある。しかしながら、防振機構は、それ自体の固有振動数を有しているため、台に設置された振動体の振動数（外力振動数）が、防振機構の固有振動数に近づくと、共振が発生する。この共振が発生すると、振動体が設置された台の振動が大きくなり、その振動が防振機構中を伝播して基礎に伝達し、騒音を引き起こすという可能性がある。

このような問題の発生を抑制するための防振機構として、例えば、特許文献１に、第一ケースと第二ケースとの間にコイルばねを設置し、円筒形状の減衰ゴムを軸心方向が略水平となるように横臥した状態でコイルばねの巻線の内側に設置し、調整ボルトによって減衰ゴムの姿勢を調整している防振装置が記載されている。この特許文献１に記載された防振装置は、調整ボルトによって減衰ゴムが、コイルばねの内側で必要以上に広がるのを防止し、減衰ゴムの弾性反発力による巻線への適正な接触抵抗によって、コイルばねの共振現象が発生するのを回避している。

特許第５０４１５９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような防振装置においては、共振を引き起こすコイルばねの固有振動数以外に、防振装置を構成する減衰ゴム等の各部材自体の固有振動数に起因して、コイルばねの固有振動数よりも高い振動数領域において振動が大きくなるいわゆるサージングを起こさせる振動数がある。特許文献１に記載された防振装置によって、コイルばねの固有振動数と振動体の外力振動数とが近づくことによる共振を回避することはできる。しかし、特許文献１に記載された防振装置によっては、共振を発生させるコイルばねの固有振動数より高い振動数におけるサージングを回避することはできない可能性があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、サージングによる振動を減衰させる防振機構を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明に係る防振機構は、振動体を有する振動部を支持し、該振動部の振動に基づく加振力が基礎へ伝達力として伝達することを抑制する防振機構であって、上部で前記振動部を支持する防振部材と、該防振部材の下面に固定され、前記防振部材と前記基礎とを固定し、前記防振部材に固定される上面が前記防振部材の下面よりも大きい取付部と、前記取付部の上面に固定され、前記取付部の外縁部よりも外側に延在し、その延在した部分の下面と前記基礎との間に間隙を有する振動吸収部材と、を備え、該振動吸収部材は、固有振動数が、前記防振機構の固有振動数よりも大きい振動数領域において前記伝達力のサージングが発生するサージング振動数と略一致するように形成されたことを特徴とする。

この構成によって、サージングによる振動エネルギーは、振動吸収部材の振動エネルギーに変換されて吸収されるので、サージングによる振動を減衰することができる。また、取付部の上面に固定された振動吸収部材は、取付部の外縁部よりも外側に延在し、その延在した部分の下面と基礎との間に間隙を有するので、十分に振動動作を行うスペースが確保され、振動吸収部材による振動エネルギーの吸収を促進することができる。

また、前記振動吸収部材は、前記取付部の上面に固定される部分から、前記防振部材から離間する方向に延在した板形状部材であることが好ましい。

この構成によって、サージングによる振動エネルギーは、取付部の上面に固定され、防振部材から離間する方向に延在した板形状部材の振動エネルギーに変換されて、サージングによる振動を減衰することができる。

また、前記振動吸収部材は、前記サージング振動数が複数存在する場合、それぞれの該サージング振動数に略一致する固定振動数を有する複数の前記板形状部材を含むことが好ましい。

この構成によって、複数の振動数においてサージングが発生する場合においても、それぞれのサージング振動数を固有振動数とする複数種類の振動吸収部材が設けられているので、機械部がそれぞれのサージング振動数で加振力を加えた場合に、対応する振動吸収部材が振動エネルギーを吸収する。したがって、複数の振動数においてサージングが発生する場合においても、それぞれのサージングによる振動を減衰することができる。

また、前記振動吸収部材は、同一の固有振動数を有した複数の前記板形状部材を含むことが好ましい。

この構成によって、サージングによる振動が大きいサージング振動数においては、振動エネルギーが大きいので、そのサージング振動数を固有振動数とする振動吸収部材を複数とすることによって、振動エネルギーの吸収量を増加させることができる。

また、前記振動吸収部材は、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されることによって、該振動吸収部材の固有振動数が前記サージング振動数に略一致するように調整されることが好ましい。

この構成によって、振動吸収部材の固有振動数を、防振機構のサージング振動数となるように容易に調整することができるので、サージングを的確に抑制することができる。

また、前記防振部材は、柱形状に形成され、前記振動吸収部材は、延在方向が前記防振部材の中心軸と交わるように、前記取付部の上面に固定されることが好ましい。

この構成によって、振動吸収部材は、機械部の加振力による振動エネルギーを吸収しやすくなる。

また、前記振動吸収部材は、円板の中央に孔が形成された円形リング形状部材であり、前記孔の周縁部が前記取付部の上面に固定されることが好ましい。

この構成によって、サージングによる振動エネルギーは、円形リング形状の振動吸収部材の振動エネルギーに変換されて吸収されるので、サージングによる振動を減衰することができる。

また、前記振動吸収部材は、大きさ、厚さ又は径方向の幅のうち少なくともいずれかが調整されることによって、該振動吸収部材の固有振動数が前記サージング振動数に略一致するように調整されることが好ましい。

この構成によって、円形リング形状の振動吸収部材の固有振動数を、防振機構のサージング振動数となるように容易に調整することができるので、サージングを的確に抑制することができる。

上記の課題を解決するための本発明に係る防振機構は、振動体を有する振動部を支持し、該振動部の加振力に基づく振動の基礎への伝達を抑制する防振機構であって、上部で前記振動部を支持する防振部材と、該防振部材の下面に固定され、前記防振部材と前記基礎とを固定する取付部と、前記防振部材に形成された貫通孔に挿通して固定される板形状部材である振動吸収部材と、を備え、該貫通孔は、前記防振部材において、該防振部材の上部から前記振動吸収部材の上面までの長さが前記振動吸収部材の下面から前記防振部材の下面までの長さよりも長くなる位置に形成され、該振動吸収部材は、固有振動数が、前記防振機構の固有振動数よりも大きい振動数領域においてサージングが発生するサージング振動数と略一致するように形成されたことを特徴とする。

この構成によって、サージングによる振動エネルギーは、振動吸収部材の振動エネルギーに変換されて吸収されるので、サージングによる振動を減衰することができる。また、防振部材の振動吸収部材の下方側部分によるサージングを回避することができる。

また、前記防振部材は、ゴム部材であることが好ましい。

この構成によって、粘性の性質を有するので、サージングによる振動の増幅を抑制することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る防振機構によって振動体を含む機械部が基礎の上方に支持される構成を示す図である。 図２は、図１の点線部分の拡大図である。 図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。 図４は、実施例１に係る防止機構の等価構造を示す図である。 図５は、機械部の振動数（外力振動数）と振動伝達率との関係を示すグラフである。 図６は、実施例１に係る防振機構によってサージングが抑制される状態を示す図である。 図７は、機械部の振動数と振動伝達率との関係においてサージングが複数箇所で発生する状態を示すグラフである。 図８は、実施例１の変形例１に係る防振機構の上面図（Ａ−Ａ断面図に相当）である。 図９は、実施例１の変形例１に係る防振機構によってサージングが抑制される状態を示す図である。 図１０は、実施例１の変形例２に係る防振機構の正面図である。 図１１は、図１０のＢ−Ｂ断面図である。 図１２は、本発明の実施例２に係る防振機構によって振動体を含む機械部が基礎の上に支持される構成を示す図である。 図１３は、図１２のＣ−Ｃ断面図である。

以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によって本発明が限定されるものではなく、下記の実施例における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記の実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

（防振機構２の構造）
図１は、本発明の実施例１に係る防振機構によって振動体を含む機械部が基礎の上方に支持される構成を示す図である。図２は、図１の点線部分の拡大図である。そして、図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１〜図３を参照しながら、本実施例に係る防振機構２の構造を中心に説明する。なお、図１における紙面視を基準にして上下方向を規定するものとする。

図１に示すように、振動体を含む機械部１は、複数の防振機構２によって基礎である床３の上方に支持されている。

機械部１は、振動体としてモータ１０と、そのモータ１０に接続されたポンプ１１と、モータ１０及びポンプ１１が設置される基台１２とを有するモータ１０は、回転駆動することによってポンプ１１を回転させる回転装置である。ポンプ１１は、回転動作によって、ポンプ１１内を流れる流体を圧送する装置である。モータ１０は、基台１２の上面に支持部１３によって支持されている。ポンプ１１は、基台１２の上面に支持部１４によって支持されている。

防振機構２は、側面視が略台形の円筒形状で有機高分子を主成分とするゴム部材２０（防振部材）と、ゴム部材２０の下面に固着された金属板である取付ベース２１ａ（取付部）と、ゴム部材２０の上面に固着された金属板である取付ベース２１ｂとを有する。取付ベース２１ａは、基台１２の下面に接合されている。取付ベース２１ａは、図２及び図３に示すように、ボルト２３のねじ部２３ａを挿通させるための貫通孔２４が４つ穿設されている。また、床３には、４つの貫通孔２４の位置に合わせてそれぞれ雌ねじ孔３０が形成されている。ボルト２３は、ねじ部２３ａが取付ベース２１ａの貫通孔２４に挿通し、床３の雌ねじ孔３０にねじ込まれることによって、取付ベース２１ａを床３に固定させる。これによって、防振機構２が床３に固定されることになる。

４つのボルト２３の頭部２３ｂと取付ベース２１ａとの間には、それぞれ板形状の振動吸収板２２（振動吸収部材）が挟持され固定されている。具体的には、振動吸収板２２の端部には貫通孔２５が穿設されており、ボルト２３は、ねじ部２３ａが貫通孔２５及び貫通孔２４に挿通し、雌ねじ孔３０にねじ込まれる。これによって、振動吸収板２２は、頭部２３ｂと取付ベース２１ａとの間に挟持され固定されている。図２に示すように、振動吸収板２２は、貫通孔２５が穿設された端部とは反対の端部が取付ベース２１ａの外縁部よりも外側に延在するように延在方向の長さが調整されている。したがって、振動吸収板２２の下面と床３との間には、取付ベース２１ａの厚さ分に相当する間隙ｈが形成されている。４枚の振動吸収板２２は、図３に示すように、延在方向が取付ベース２１ａに固着されたゴム部材２０の中心軸２７と交わる向きに固定され、かつ、ゴム部材２０の中心軸２７の周方向に等間隔に配置されている。ただし、振動吸収板２２の設置間隔は等間隔に限定されるものではない。以上のような防振機構２は、図示しないが、例えば、基台１２に４つ備えられ、基台１２の下面から機械部１を４箇所において支持するものとする。

なお、取付ベース２１ｂは、基台１２の下面に接合されているものとしたが、これに限定されるものではなく、取付ベース２１ａと同様に、ボルトによって基台１２に対して固定するものとしてもよい。

（防振機構２の加振力に対する応答動作）
図４は、実施例１に係る防止機構の等価構造を示す図である。図５は、機械部の振動数（外力振動数）と振動伝達率との関係を示すグラフである。図４及び図５を参照しながら、防振機構２の機械部１による外力振動数に対する応答動作について説明する。

図１に示した機械部１、防振機構２及び床３の構造は、図４に示す等価構造で表すことができる。図４に示す機械部５０は、図１に示した機械部１に相当し、ばね部６０及びダッシュポット部６１は、図１に示した防振機構２に相当する。すなわち、防振機構２は、床３上に並列に設置されたばね部６０及びダッシュポット部６１によって機械部５０が支持される機構と等価である。ここで、振動体を有する機械部５０が振動体によって外力振動数ｆで加振される力を加振力Ｆｉｎとし、加振力Ｆｉｎがばね部６０及びダッシュポット部６１を伝播して床３に伝達して外力振動数ｆと同じ振動数で振動する力を伝達力Ｆｏｕｔとする。そして、加振力Ｆｉｎ及び伝達力Ｆｏｕｔのそれぞれの振幅をＦｉ及びＦｏとすると、防振機構２の振動伝達率Ｔｒは以下の式（１）で定義される。

Ｔｒ＝Ｆｏ／Ｆｉ （１）

この式（１）のグラフを表したのが図５の一点鎖線に示す「理論上のグラフ」である。しかし、実際には、防振機構２が備えるゴム部材２０等の各部材の固有振動数に起因して、防振機構２の固有振動数ｆｎよりも高い振動数領域において、伝達力の振動が大きくなるいわゆるサージングが発生する振動数（以下、サージング振動数という）がある。図５の実線で示したグラフが「実際のグラフ」である。実際のグラフは、機械部１の外力振動数ｆが防振機構２の固有振動数ｆｎに近づくと、振動伝達率Ｔｒが１以上で共振するグラフの部分である共振波形部１００を有する。また、実際のグラフは、固有振動数ｆｎよりも大きい振動数領域において伝達力の振動が大きくなるサージングを示すサージング波形部１０１を有する。この凸状のサージング波形部１０１で示されるサージングを起こさせる振動数をサージング振動数ｆｓとする。

図５に示す実施のグラフにおいて、振動伝達率Ｔｒ＝１以上となるグラフ部分（共振波形部１００）の外力振動数ｆでは、伝達力Ｆｏｕｔの振幅は、加振力Ｆｉｎの振幅よりも大きくなり、共振によって、伝達力Ｆｏｕｔが加振力Ｆｉｎよりも増幅されることを示す。また、防振機構２の固有振動数ｆｎ以上の振動数で、かつ、振動伝達率Ｔｒ＝１となる外力振動数ｆは√２×ｆｎで表される。この√２×ｆｎより大きい振動数領域では、振動伝達率Ｔｒ＜１となり、伝達力Ｆｏｕｔが加振力Ｆｉｎよりも小さい減衰領域であることを示し、機械部１の加振力Ｆｉｎが、基礎である床３に伝達しにくいことを示す。一般に、機械部１の振動体、例えば、モータ１０の回転周波数は、防振機構２の固有振動数ｆｎよりも３倍の値、すなわち、３×ｆｎの高い振動数によって駆動することが好適とされている。しかしながら、３×ｆｎのような高い振動数領域においても、サージングは発生し得るので、このサージングによる大きな振動を減衰させる必要がある。

（防振機構２によるサージングに対する振動減衰動作）
図６は、実施例１に係る防振機構によってサージングが抑制される状態を示す図である。図６を参照しながら、防振機構２によるサージング対する振動減衰動作について説明する。

上述のように、通常、機械部１の振動体としてのモータ１０及びポンプ１１は、防振機構２の固有振動数ｆｎに基づいて発生する共振を回避するために、この固有振動数ｆｎよりも高い回転周波数によって回転駆動される。しかしながら、図５に示したように、固有振動数ｆｎよりも高い振動数領域においても、サージングを発生させるサージング振動数ｆｓが存在する。このサージング振動数ｆｓは、上述したように、防振機構２が備えるゴム部材２０等の各部材の固有振動数に起因するものである。また、機械部１の振動体（図１においてはモータ１０及びポンプ１１）は、モータ１０の変動する回転周波数、又はポンプ１１のインペラの羽根の枚数とモータ１０の回転周波数との積で求められる振動数等、外力振動数ｆとしてあらゆる振動数を取り得る。したがって、機械部１の外力振動数ｆが、サージング振動数ｆｓに近づくことは当然にあり得ることである。そこで、本実施例に係る防振機構２は、４つのボルト２３の頭部２３ｂと取付ベース２１ａとの間に、それぞれ振動吸収板２２が挟持され固定されている。これらの複数の振動吸収板２２は、それぞれ、固有振動数がサージング振動数ｆｓとなるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されている。

以上のような防振機構２の構造において、機械部１の振動体がサージング振動数ｆｓの振動数で加振力を発生させた場合、その加振力は、防振機構２の取付ベース２１ｂ及びゴム部材２０を伝播し、取付ベース２１ａに伝達する。取付ベース２１ａに伝達した外力振動数ｆがサージング振動数ｆｓである機械部１の加振力は、サージング振動数ｆｓと同じ値の固有振動数を有する４枚の振動吸収板２２に伝達する。このとき、４枚の振動吸収板２２は、自身の固有振動数と同じ振動数である機械部１の加振力が加えられるので、それぞれ共振を起こして大きく振動する。すなわち、機械部１の加振力による振動エネルギーは、少なくとも一部が４枚の振動吸収板２２の共振による振動エネルギーに変換されて吸収される。したがって、機械部１の加振力による振動エネルギーが振動吸収板２２によって吸収された分、防振機構２のサージングによる振動は減衰され、基礎である床３への伝達力が小さくなる。防振機構２のサージングによる振動の減衰を示したのが図６のグラフである。機械部１によるサージング振動数ｆｓの加振力Ｆｉｎに対し、振動吸収板２２によってサージングの振動が減衰され、床３への伝達力Ｆｏｕｔが小さくなった結果、振動伝達率Ｔｒのグラフにおいてサージング波形部１０１から減衰波形部１０２に変化している。

以上のように、取付ベース２１ａの上面にボルト２３によってサージング振動数ｆｓを固有振動数とする振動吸収板２２を固定したことによって、サージングによる振動エネルギーは、振動吸収板２２の振動エネルギーに変換されて吸収される。これによって、サージングによる振動を減衰することができる。

取付ベース２１ａに固定された振動吸収板２２は、振動吸収板２２の下面と床３との間に、取付ベース２１ａの厚さ分に相当する間隙ｈを形成している。この間隙ｈが設けられることによって、振動吸収板２２は、十分に振動動作を行うスペースが確保されるので、振動吸収板２２による振動エネルギーの吸収を促進することができる。

また、本実施例においては、防振機構２における防振部材としてゴム部材２０を採用している。ゴム部材２０は、図４に示したダッシュポット部６１による粘性の性質を有する。このため、ゴム部材２０を備える防振機構２は、従来のようにコイルばねを防振部材として用いた防振機構と比較して、サージングによる振動の増幅を抑制する効果がある。

また、防振機構２の構造又は大きさによって、サージング振動数ｆｓが変わっても、振動吸収板２２の大きさ、厚さ、又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかを調整することによって、振動吸収板２２の固有振動数を容易に調整することができる。したがって、振動吸収板２２の固有振動数を、防振機構２のサージング振動数となるように容易に調整することができるので、サージングを的確に抑制することができる。

なお、取付ベース２１ａに固定される振動吸収板２２を４枚としているが、これに限定されるものではなく、サージングの程度に応じて、枚数を調整してもよい。例えば、取付ベース２１ａに固定される振動吸収板２２の枚数を増やすほど、機械部１の加振力に基づく振動エネルギーのうち、振動吸収板２２で吸収される振動エネルギーを大きくすることができるので、サージングによる振動の減衰効果を向上できる。

また、振動吸収板２２の固有振動数がサージング振動数ｆｓとなるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかを調整しているものとしたが、正確にサージング振動数ｆｓとなるように調整することは必ずしも必要ではない。すなわち、振動吸収板２２の固有振動数を、サージング振動数ｆｓ近傍の振動数に調整することによっても、サージングによる振動が減衰する一定の効果を得ることができる。

また、振動吸収板２２は、図３に示すように、延在方向がゴム部材２０の中心軸２７と交わる向きとなっているものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、振動吸収板２２は、ボルト２３による取付ベース２１ａへの固定部分から、ゴム部材２０より離間する向きに延在し、振動動作が可能な状態であればよい。ただし、振動吸収板２２は、機械部１による加振力が伝播するゴム部材２０の中心軸２７に交わる向きに延在する構造の方が、その振動エネルギーを吸収しやすくなるという効果がある。

また、ゴム部材２０は、側面視が略台形の円筒形状としているが、この形状の限定されるものではない。すなわち、ゴム部材２０は、側面視が略台形ではなく、例えば長方形又は正方形であってもよい。また、ゴム部材２０は、円筒形状ではなく、例えば四角柱形状又は六角柱形状等の多角柱形状等であってもよい。

また、図１においては、機械部１が有する振動体としてモータ１０及びポンプ１１を基台１２に設置するものとしているが、これは振動体の例示であり、振動体をこれらに限定するものではない。例えば、振動体として、空気調和装置の圧縮機を含む室外装置、タービン、その他の回転装置であってもよい。

（変形例１）
図７は、機械部の振動数と振動伝達率との関係においてサージングが複数箇所で発生する状態を示すグラフである。図８は、実施例１の変形例１に係る防振機構の上面図（Ａ−Ａ断面図に相当）である。図７及び図８を参照しながら、変形例１に係る防振機構２ａについて説明する。

上述の図５においては、防振機構２の固有振動数ｆｎ以上の領域で、一箇所の振動数（サージング振動数ｆｓ）においてサージングが発生する例を示した。だが、防振機構２が備える部材の種類、大きさ又は形状等によって、図７に示すように、複数の振動数においてサージングが発生する場合がある。図７は、３箇所の振動数において伝達力の振動が大きくなるサージングが発生する場合をサージング波形部１０１ａ〜１０１ｃによって示している。また、図７は、このサージング波形部１０１ａ〜１０１ｃのうち、サージング波形部１０１ａが、他の２つのサージング波形部１０１ｂ、１０１ｃと比較して形状の立ち上がりが大きい、すなわち、伝達力の振動が大きい場合の例を示している。サージング波形部１０１ａ〜１０１ｃに対応するサージング振動数を、それぞれサージング振動数ｆｓ１〜ｆｓ３とする。

図８に示すように、変形例１に係る防振機構２ａは、４枚の振動吸収板が、最も延在方向の長さが長い２枚の振動吸収板２２ａ（振動吸収部材）、その次に長い振動吸収板２２ｂ（振動吸収部材）、及び最も延在方向の長さが短い振動吸収板２２ｃ（振動吸収部材）によって構成されている。２枚の振動吸収板２２ａは、ゴム部材２０を介して、取付ベース２１ａ上の対向する位置にボルト２３によって固定されている。また、振動吸収板２２ｂ及び振動吸収板２２ｃは、４枚の振動吸収板がゴム部材２０の中心軸２７の周方向に等間隔となるように配置されている。ただし、４枚の振動吸収板の設置間隔は等間隔に限定されるものではない。そして、振動吸収板２２ａは、固有振動数がサージング振動数ｆｓ１となるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されている。振動吸収板２２ｂ、２２ｃも同様に、固有振動数がそれぞれサージング振動数ｆｓ２、ｆｓ３となるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されている。

図９は、実施例１の変形例１に係る防振機構によってサージングが抑制される状態を示す図である。図９を参照しながら、防振機構２ａによるサージングに対する振動減衰動作について説明する。

図７に示したように、防振機構２ａの固有振動数ｆｎよりも高い振動数領域において、サージングを発生させるサージング振動数が３箇所存在する。また、機械部１の振動体は、上述したように、外力振動数ｆとしてあらゆる振動数を取り得る。したがって、機械部１の外力振動数ｆが、３つのサージング振動数ｆｓ１〜ｆｓ３に近づくことは当然にあり得ることである。そこで、防振機構２ａは、上述のように、固有振動数がそれぞれサージング振動数ｆｓ１〜ｆｓ３となる２枚の振動吸収板２２ａ、１枚の振動吸収板２２ｂ及び１枚の振動吸収板２２ｃを備えている。

以上のような防振機構２ａの構造において、機械部１の振動体がサージング振動数ｆｓ１の加振力を発生させた場合、その加振力は、防振機構２ａの取付ベース２１ｂ及びゴム部材２０を伝播し、取付ベース２１ａに伝達する。取付ベース２１ａに伝達した外力振動数ｆがサージング振動数ｆｓ１である機械部１の加振力は、サージング振動数ｆｓ１と同じ値の固有振動数を有する２枚の振動吸収板２２ａに伝達する。このとき、２枚の振動吸収板２２ａは、固有振動数と同じ振動数である機械部１の加振力が加えられるので、それぞれ共振を起こして大きく振動する。すなわち、機械部１の加振力による振動エネルギーは、少なくとも一部が２枚の振動吸収板２２ａの共振による振動エネルギーに変換されて吸収される。したがって、機械部１の加振力による振動エネルギーは、振動吸収板２２ａにおいて吸収された分、防振機構２ａのサージングによる振動は減衰され、基礎である床３への伝達力が小さくなる。その防振機構２ａのサージングによる減衰を示したのが図９のグラフである。機械部１によるサージング振動数ｆｓ１の加振力Ｆｉｎに対し、振動吸収板２２ａによってサージングの振動が減衰され、床３への伝達力Ｆｏｕｔが小さくなった結果、振動伝達率Ｔｒのグラフにおいてサージング波形部１０１ａから減衰波形部１０２ａに変化している。

また、防振機構２ａの構造において、機械部１の振動体がサージング振動数ｆｓ２、ｆｓ３の加振力を発生させた場合も、同様に、機械部１の加振力の振動エネルギーは、それぞれ、振動吸収板２２ｂ、２２ｃの共振の振動エネルギーに変換されて吸収される。機械部１によるサージング振動数ｆｓ２、ｆｓ３の加振力Ｆｉｎに対し、振動吸収板２２ｂ、２２ｃによってサージングの振動が減衰され、床３への伝達力Ｆｏｕｔが小さくなる。その結果、振動伝達率Ｔｒのグラフにおいてサージング波形部１０１ｂ、１０１ｃからそれぞれ減衰波形部１０２ｂ、１０２ｃに変化する。

以上のように、複数の振動数においてサージングが発生する場合においても、それぞれのサージング振動数を固有振動数とする複数種類の振動吸収板を設けることによって、機械部１がそれぞれのサージング振動数で加振力を加えた場合に、対応する振動吸収板が振動エネルギーを吸収する。これによって、複数の振動数においてサージングが発生する場合においても、それぞれのサージングによる振動を減衰することができる。

また、図７に示すサージング波形部１０１ａのように、サージングによる振動が大きいサージング振動数においては、振動エネルギーが大きいので、そのサージング振動数を固有振動数とする振動吸収板の枚数を増やせばよい。これによって、振動エネルギーの吸収量を増加させることができるので、サージングによる伝達力の振動を減衰することができる。

（変形例２）
図１０は、実施例１の変形例２に係る防振機構の正面図である。図１１は、図１０のＢ−Ｂ断面図である。図１０及び図１１を参照しながら、変形例２に係る防振機構２ｂについて説明する。

図３及び図８に示す防振機構２、２ａは、振動吸収板が取付ベース２１ａの上面に固定されるものとし、ゴム部材２０を伝播し、取付ベース２１ａに伝達したサージング振動数で振動する機械部１からの加振力を減衰させるものとしている。しかし、振動吸収板は、取付ベース２１ａの上面に固定されることに限定されるものではない。すなわち、図１０及び図１１に示すように、ゴム部材２０ａ（防振部材）には、ゴム部材２０ａの中心軸２７の方向と直交する方向に振動吸収板貫通孔２０ｂ（貫通孔）が形成されるものとし、振動吸収板２２ｄ（振動吸収部材）が、この振動吸収板貫通孔２０ｂに挿通して固定される構成としてもよい。また、振動吸収板貫通孔２０ｂは、ゴム部材２０ａの上面から振動吸収板２２ｄの上面までの長さＬ１が、振動吸収板２２ｄの下面からゴム部材２０ａの下面までの長さＬ２よりも長くなるように形成されるようにする。そして、振動吸収板２２ｄは、固有振動数がサージング振動数ｆｓとなるように、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されている。

以上のような防振機構２ｂの構造において、機械部１の振動体がサージング振動数ｆｓの加振力を発生させた場合、その加振力は、防振機構２ａの取付ベース２１ｂ、及びゴム部材２０ａの振動吸収板２２ｄより上方側部分を伝播し、振動吸収板２２ｄに伝達する。このとき、振動吸収板２２ｄは、固有振動数と同じ振動数である機械部１の加振力が加えられるので、共振を起こして大きく振動する。すなわち、機械部１の加振力の振動エネルギーは、少なくとも一部が振動吸収板２２ｄの共振による振動エネルギーに変換され吸収される。したがって、機械部１の加振力による振動エネルギーは、振動吸収板２２ｄにおいて吸収された分、防振機構２ｂのサージングによる振動は減衰され、基礎である床３への伝達力を小さくすることができる。

振動吸収板２２ｄによって減衰された振動は、ゴム部材２０ａの振動吸収板２２ｄの下方側部分を伝播して、床３へ伝達することになる。ここで、ゴム部材２０ａの振動吸収板２２ｄの下方側部分の固有振動数に起因するサージング振動数が存在する可能性がある。しかしながら、本変形例において、振動吸収板貫通孔２０ｂはゴム部材２０ａの上面から振動吸収板２２ｄの上面までの長さＬ１が、振動吸収板２２ｄの下面からゴム部材２０ａの下面までの長さＬ２よりも長くなるように形成されている。したがって、ゴム部材２０ａの振動吸収板２２ｄの下方側部分に基づくサージング振動数は、上述のサージング振動数ｆｓよりもさらに高い振動数領域に存在するので、機械部１の加振力の外力振動数ｆよりも高い位置に調整することが可能である。すなわち、本変形例に係る防振機構２ｂは、上述の長さＬ１、Ｌ２の関係に基づいて振動吸収板貫通孔２０ｂが形成されることによって、ゴム部材２０ａの振動吸収板２２ｄの下方側部分によるサージングを回避することができる。

本発明の実施例２に係る防振機構について、実施例１に係る防振機構と相違する点を中心に説明する。

（防振機構２ｃの構造）
図１２は、本発明の実施例２に係る防振機構によって振動体を含む機械部が基礎の上に支持される構成を示す図である。図１３は、図１２のＣ−Ｃ断面図である。図１２及び図１３を参照しながら、本実施例に係る防振機構２ｃの構造を中心に説明する。

防振機構２ｃは、側面視が略台形の円筒形状で有機高分子を主成分とするゴム部材２０と、ゴム部材２０の下面に固着された金属板である取付ベース２１ａと、ゴム部材２０の上面に固着された金属板である取付ベース２１ｂとを有する。取付ベース２１ａは、基台１２の下面に接合されている。取付ベース２１ａは、ボルト２３のねじ部を挿通させるための貫通孔が４つ穿設されている。ボルト２３は、ねじ部が取付ベース２１ａの貫通孔に挿通し、床３の穿設された雌ねじ孔にねじ込まれることによって、取付ベース２１ａを床３に固定させる。これによって、防振機構２ｃが床３に固定されることになる。

また、４つのボルト２３の頭部と取付ベース２１ａとの間には、円板の中央に中央孔２６を形成した円形リング形状の振動吸収板２２ｅ（振動吸収部材）が挟持され固定されている。具体的には、振動吸収板２２ｅの中央孔２６の周縁部に貫通孔が穿設されており、ボルト２３は、ねじ部が振動吸収板２２ｅの貫通孔及び取付ベース２１ａの貫通孔を挿通し、床３の雌ねじ孔にねじ込まれる。これによって、振動吸収板２２ｅは、ボルト２３によって取付ベース２１ａの上面に固定される。図１２に示すように、振動吸収板２２ｅは、径方向の外縁部が取付ベース２１ａの外縁部よりも外側に延在するように径方向の幅が調整されている。以上のような防振機構２ｃは、図示しないが、例えば、基台１２に４つ備えられ、基台１２の下面から機械部１を４箇所において支持するものとする。

（防振機構２ｃによるサージングに対する振動減衰動作）
通常、機械部１の振動体としてのモータ１０及びポンプ１１は、防振機構２ｃの固有振動数ｆｎに基づいて発生する共振を回避するために、この固有振動数ｆｎよりも高い回転周波数によって回転駆動される。しかしながら、固有振動数ｆｎよりも高い振動数領域において、サージングを発生させるサージング振動数ｆｓが存在する。このサージング振動数ｆｓは、防振機構２ｃが備えるゴム部材２０等の各部材の固有振動数に起因するものである。また、機械部１の振動体（図１２においてはモータ１０及びポンプ１１）は、モータ１０の変動する回転周波数、又はポンプ１１のインペラの羽根の枚数とモータ１０の回転周波数との積で求められる振動数等、外力振動数ｆとしてあらゆる振動数を取り得る。したがって、機械部１の外力振動数ｆが、サージング振動数ｆｓに近づくことは当然にあり得ることである。そこで、本実施例に係る防振機構２ｃは、ボルト２３によって、円形リング形状の振動吸収板２２ｅが取付ベース２１ａの上面に固定されている。振動吸収板２２ｅは、固有振動数がサージング振動数ｆｓとなるように、大きさ、厚さ又は径方向の幅のうち少なくともいずれかが調整されている。

以上のような防振機構２ｃの構造において、機械部１の振動体がサージング振動数ｆｓ振動数で加振力を発生させた場合、その加振力は、防振機構２ｃの取付ベース２１ｂ及びゴム部材２０を伝播し、取付ベース２１ａに伝達する。取付ベース２１ａに伝達した外力振動数ｆがサージング振動数ｆｓである機械部１の加振力は、サージング振動数ｆｓと同じ値の固有振動数を有する振動吸収板２２ｅに伝達する。このとき、振動吸収板２２ｅは、自身の固有振動数と同じ振動数である機械部１の加振力が加えられるので、共振を起こして大きく振動する。すなわち、機械部１の加振力による振動エネルギーは、少なくとも一部が振動吸収板２２ｅの共振による振動エネルギーに変換されて吸収される。したがって、機械部１の加振力による振動エネルギーが振動吸収板２２ｅによって吸収された分、防振機構２ｃのサージングによる振動は減衰され、基礎である床３への伝達力が小さくなる。これによって、サージングによる振動を減衰することができる。

取付ベース２１ａに固定された振動吸収板２２ｅは、図１２に示すように、振動吸収板２２ｅの下面と床３との間に、取付ベース２１ａの厚さ分に相当する間隙を形成している。この間隙が設けられることによって、振動吸収板２２ｅは、十分に振動動作を行うスペースが確保されるので、振動吸収板２２ｅによる振動エネルギーの吸収を促進することができる。

また、防振機構２ｃの構造又は大きさによって、サージング振動数ｆｓが変わっても、振動吸収板２２ｅの大きさ、厚さ、又は径方向の幅のうち少なくともいずれかを調整することによって、振動吸収板２２ｅの固有振動数を容易に調整することができる。したがって、振動吸収板２２ｅの固有振動数を、防振機構２ｃのサージング振動数となるように容易に調整することができるので、サージングを的確に抑制することができる。

また、振動吸収板２２ｅの固有振動数がサージング振動数ｆｓとなるように、大きさ、厚さ又は径方向の幅のうち少なくともいずれかを調整しているものとしたが、正確にサージング振動数ｆｓとなるように調整することは必ずしも必要ではない。すなわち、振動吸収板２２ｅの固有振動数を、サージング振動数ｆｓ近傍の振動数に調整することによっても、サージングによる振動の減衰効果を一定程度得ることができる。

１ 機械部
２、２ａ〜２ｃ 防振機構
３ 床
１０ モータ
１１ ポンプ
１２ 基台
１３、１４ 支持部
２０、２０ａ ゴム部材
２０ｂ 振動吸収板貫通孔
２１ａ、２１ｂ 取付ベース
２２、２２ａ〜２２ｅ 振動吸収板
２３ ボルト
２３ａ ねじ部
２３ｂ 頭部
２４、２５ 貫通孔
２６ 中央孔
２７ 中心軸
３０ 雌ねじ孔
５０ 機械部
６０ ばね部
６１ ダッシュポット部
１００ 共振波形部
１０１、１０１ａ〜１０１ｃ サージング波形部
１０２、１０２ａ〜１０２ｃ 減衰波形部
ｆ 外力振動数
Ｆｉ 振幅
Ｆｉｎ 加振力
ｆｎ 固有振動数
Ｆｏ 振幅
Ｆｏｕｔ 伝達力
ｆｓ、ｆｓ１〜ｆｓ３ サージング振動数
ｈ 間隙
Ｌ１、Ｌ２ 長さ

Claims (10)

1. 振動体を有する振動部を支持し、該振動部の振動に基づく加振力が基礎へ伝達力として伝達することを抑制する防振機構であって、
   上部で前記振動部を支持する防振部材と、
   該防振部材の下面に固定され、前記防振部材と前記基礎とを固定し、前記防振部材に固定される上面が前記防振部材の下面よりも大きい取付部と、
   前記取付部の上面に固定され、前記取付部の外縁部よりも外側に延在し、その延在した部分の下面と前記基礎との間に間隙を有する振動吸収部材と、
   を備え、
   該振動吸収部材は、固有振動数が、前記防振機構の固有振動数よりも大きい振動数領域において前記伝達力のサージングが発生するサージング振動数と略一致するように形成されたことを特徴とする防振機構。
2. 前記振動吸収部材は、前記取付部の上面に固定される部分から、前記防振部材から離間する方向に延在した板形状部材であることを特徴とする請求項１に記載の防振機構。
3. 前記振動吸収部材は、前記サージング振動数が複数存在する場合、それぞれの該サージング振動数に略一致する固定振動数を有する複数の前記板形状部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の防振機構。
4. 前記振動吸収部材は、同一の固有振動数を有した複数の前記板形状部材を含むことを特徴とする請求項２に記載の防振機構。
5. 前記振動吸収部材は、大きさ、厚さ又は延在方向の長さのうち少なくともいずれかが調整されることによって、該振動吸収部材の固有振動数が前記サージング振動数に略一致するように調整されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の防振機構。
6. 前記防振部材は、柱形状に形成され、
   前記振動吸収部材は、延在方向が前記防振部材の中心軸と交わるように、前記取付部の上面に固定されることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の防振機構。
7. 前記振動吸収部材は、円板の中央に孔が形成された円形リング形状部材であり、前記中央孔の周縁部が前記取付部の上面に固定されることを特徴とする請求項１に記載の防振機構。
8. 前記振動吸収部材は、大きさ、厚さ又は径方向の幅のうち少なくともいずれかが調整されることによって、該振動吸収部材の固有振動数が前記サージング振動数に略一致するように調整されることを特徴とする請求項７に記載の防振機構。
9. 振動体を有する振動部を支持し、該振動部の加振力に基づく振動の基礎への伝達を抑制する防振機構であって、
   上部で前記振動部を支持する防振部材と、
   該防振部材の下面に固定され、前記防振部材と前記基礎とを固定する取付部と、
   前記防振部材に形成された貫通孔に挿通して固定される板形状部材である振動吸収部材と、
   を備え、
   該貫通孔は、前記防振部材において、該防振部材の上部から前記振動吸収部材の上面までの長さが前記振動吸収部材の下面から前記防振部材の下面までの長さよりも長くなる位置に形成され、
   該振動吸収部材は、固有振動数が、前記防振機構の固有振動数よりも大きい振動数領域においてサージングが発生するサージング振動数と略一致するように形成されたことを特徴とする防振機構。
10. 前記防振部材は、ゴム部材であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の防振機構。

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