JP2020029926A - 動的荷重対応型防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物の動的荷重のみに対応して防振機能を発揮でき、しかも構造物のジャッキアップや構造物のレベルを変えることなく、防振装置の仕様を変えることができるのは勿論のこと、ロッド外周側にバネが配置されるロッドの断面を小さくして軽量化でき、メカストッパーの機能を有し、バネの初期荷重設定やバネ調整を可能にする。【解決手段】構造物ａとその下側の基礎ｂとの間に設置される装置であって、筒体２を上下向きに設け、ロッド３を筒体内に上下向きに配置し、筒体２の両端に端体２１，２２を取り付け、筒体２の内部中央に中央仕切体２３を設け、下部端体２１にロッド挿入穴２１ｂを形成し上部端体２２ロッド挿通孔２２ｂを形成し、中央仕切体２３にロッド挿通孔２３ａを形成し、ストッパー３１，３２をロッド３の上下両側に取り付けると共に一方をロッド３に進退移動自在に取り付け、筒体２内のロッド外周側３ａに、一対のバネ４を取り付けた。【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばプレス、ハンマー、切断機等の産業機器及び例えばクーリングタワー、チラー等の設備機器や配管、ダクト等の構造物と基礎の間に設置して、防振機能、減衰機能、耐震機能をコンパクトに備えた装置にさらに動的荷重に対応できる機能を付与した動的荷重対応型防振装置に関するものである。

産業機械、設備機器用の防振装置は、機械自重とその機械から発生する加振力を、同一のバネでその荷重を受ける機能となっている。つまり、静的荷重と動的荷重の双方に対して個別に調整する構造にはなっていない。
また、機械設置後の操業において、振動レベルや変位の問題が発生した場合には、動的荷重のみに対応した対策が取れなかった。このため、機械をジャッキアップしてその下側に設置されていた防振装置を交換する対策になっていた。つまり、機械設置後に防振装置の動的固有振動のみを変更することはできなかった。機械の設置レベルを変更することなく防振装置の仕様を変更することは困難であった。
ところで、防振装置の発明ではないが、バネに皿バネを使用したバネ部材（特開２０１２−１６３１３４）が出願され、後に特許になっている。このバネ部材の発明の明細書中には従来技術として、図９に、シリンダー内にピストンを挟んで圧縮皿バネと引張用皿バネを備えたバネ部材を一例としてあげている（特許文献２）。

特開２０１３−０５３７２０ 特開２０１２−１６３１３４

このため、機械設置後の操業において、振動レベルや変位の問題が発生した場合、機械の動的荷重のみに対応して防振機能を発揮できる防振装置が求められていた。
また、防振装置の仕様変更で機械側や基礎側にバネ反力が静的に発生しないで、動的荷重のみにその防振機能を発揮する防振装置が求められていた。
機械の仕様や基礎変更により、防振装置仕様を最適に合わせるケースがある。その場合に、機械をジャッキアップすることや機械レベルを変えることなく、防振装置の仕様をかえることができる装置が求められていた。
防振装置の追設時、油圧治具などの工事が必要なく、簡潔に調整できる装置が求められていた。
また、特許文献２の図９に例示した従来のバネ部材にあっては、次のような不都合が考えられる。
（１）シリンダー内に挿入されているロッドは、シリンダー両端の蓋体の貫通孔によって、その両端側が支持される所謂２点支持となり、ロッドの軸芯方向に圧縮力が作用すると座屈の影響を受け、ロッドの支持されない中央部分が軸芯直交方向に振動することになる。振動するロッドはその中央部分が最大応力値となる。また、振動するロッドの中央部分にはピストンが取り付けられていて、このピストンがシリンダー内周面に当接して、ロッドがスムーズに軸芯方向に移動しなくなり、バネ部材として機能しなくなる恐れもある。これらを回避するために、ロッドの断面を大きくする必要が生じ、部材全体も重たくなる。また、上記内容から長尺タイプには不向き構造であり改善が必要であった。
（２）ピストンを挟んでその両側に圧縮皿バネと引張用皿バネが配置されているため、内部のピストンはメカストッパーの機能を果たさない。ロッドの移動と一体となってピストンが左右何れかの軸芯方向に過度に移動しても、中央部分のピストンを止めるストッパーがないため、何れかの方向に過度に移動したピストンによって、ピストンを挟んでその両側に配置された皿バネの何れかを破損することになる。
（３）前述したように、シリンダー内にピストンを挟んで圧縮皿バネと引張用皿バネを備えているが、シリンダー内に封入された各皿バネは密閉状態にあり、その皿バネに初期荷重を付与するには専用治具が必要であり、叉そのバネ調整もできない構造である。

この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、構造物の動的荷重のみに対応して防振機能を発揮でき、しかも構造物のジャッキアップや構造物のレベルを変えることなく、防振装置の仕様を変えることができるのは勿論のこと、ロッド外周側にバネが配置されるロッドの断面を小さくして軽量化でき、メカストッパーの機能を有し、バネの初期荷重設定やバネ調整を可能にする動的荷重対応型防振装置を提供することにある。

以上の課題を達成するために、請求項１の発明は、構造物とその下側の基礎との間に設置される装置であって、筒体を上下向きに設け、該筒体内外をその上下軸芯方向に移動自在に挿通するロッドを筒体内に上下向きに配置し、上記筒体の上下両端に端体をそれぞれ取り付け、上記筒体の内部中央に筒体内部を上下軸芯方向に二分割する中央仕切体を設け、上記一方の下部端体の中央部位にロッドの下端部が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿入穴を形成し他方の上部端体の中央部位にロッドの上部側が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿通孔を形成し、上記中央仕切体の中央部位にロッドの中央部側が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿通孔を形成し、上記両端体の内面に当接してメカストッパーの機能を果たすストッパーを上記ロッドの上下両側に取り付けると共に少なくとも一方のストッパーを螺子運動で上記ロッドの上下軸芯方向に進退移動自在に取り付け、上記筒体内の上記中央仕切体を挟んで両側の上記ストッパー間の上下向きのロッド外周側に、構造物の動的荷重に対してバネ定数が設定され構造物の静的荷重に対して相殺される一対のバネをそれぞれ取り付けた手段よりなるものである。

ここで、請求項１の好ましい態様として、バネは、皿バネからなる。動的荷重対応型防振装置は、構造物とその下側の基礎との間に、静的荷重に対応する従来型防振装置と共に設置される。

課題を解決するための手段よりなる請求項１の発明に係る動的荷重対応型防振装置によれば、次のような効果を奏することができる。
筒体の中央仕切体を挟んでその上下両側のロッド外周側に一対のバネがそれぞれ取り付けられているので、動的荷重対応型防振装置の設置時には一対のバネは相殺された構造になっており、静的には制御機能は作動せず、動的荷重のみに作動する。また、バネは直列２段に配置されているが並列のバネ定数となる。従って、従来型制震装置の２基分の能力を発揮できる。さらに、静的には相殺しているために、装置の設置時には構造物や基礎に反力が掛からないことになる。そして工場でバネを圧縮して取り付けているので、現地工事で油圧治具が必要でなく簡潔に調整、取り付けができる。バネ定数はバネの組み合わせにより調整可能である。
従来型防振装置と組み合わせることで構造物の静的荷重及び構造物の動的荷重の双方について機能を発揮する。つまり、従来型防振装置で構造物の荷重（自重）と主要なバネ定数を作り、構造物の動的荷重用の調整バネ定数をこの動的荷重対応型防振装置でまかなうように設定することで対応できる。
特に、バネの中で皿バネは荷重支持だけでなく、加減荷重時の皿バネ間のヒステレシス特性、つまり圧力増加の曲線と圧力減少の曲線とは同じ曲線にならないヒステリシス減衰力を生じさせる減衰効果を有しており、高い防振機能を発揮できる。また、装置の設置においてスペースメリットつまり広いスペースを必要とせず、しかも組み合わせ方法の変更による設計自由度の大きい点で優れている。この発明に係る動的荷重対応型防振装置は上下にバネを相殺させた構造なのでさらにスペースメリットに優れている。さらに、皿バネでなく減衰力を備えていないバネは絶縁機能で、防振装置として使用できる。

上記の効果に加えて、次のような効果をさらに奏することができる。
（１）筒体内に上下向きに挿入されているロッドは、筒体両端の端体中央部位に形成したロッド挿通孔やロッド挿入穴によってその両端側が支持され、さらにロッドの軸芯方向に圧縮力が作用すると座屈の影響を受けるロッドの中央部分が筒体の中央仕切体の形成されたロッド挿通孔によって支持される所謂３点支持状態となる。このため、ロッドの中央部分が軸芯直交方向に振動するのが阻止されて、その中央部分が破損する恐れもないため、ロッドの断面を小さくでき、ロッドの軽量化を図ることができる。
（２）ロッドの両側にストッパーがそれぞれ取り付けられているので、ロッドが筒体内部で過度に移動してもロッドの両端側のストッパーの何れかが両端体内面の何れかに先に当接してメカストッパーの機能を果たす。このため、ロッド外周側の両側に取り付けられバネの何れも破損することがない。
（３）ロッドの両側に取り付けられた両ストッパーの少なくとも一方は、ロッドの軸芯方向に螺子運動により進退移動自在に取り付けられているため、ストッパーの取り付け位置を調整でき、これにより、片側がストッパーで押止されている両方のバネに初期荷重を付与することができ、叉そのバネ調整もできる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。

（Ａ）はこの発明を実施するための形態を示す動的荷重対応型防振装置の概略構成図、（Ｂ）は同図（Ａ）の平面図である。 （Ａ）は従来型防振装置の概略平面図、（Ｂ）は従来型防振装置の概略構成図である。 この発明に係る動的荷重対応型防振装置と従来型防振装置の設置例図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はこの発明を実施するための形態における皿バネの組み合わせ図である。

以下、図面に記載の発明を実施するための形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。

図１において、動的荷重対応型防振装置１は、例えばプレス、ハンマー、切断機等の産業機器及び例えばクーリングタワー、チラー等の設備機器や配管、ダクト等の構造物ａと、その下側の基礎ｂとの間に設置される装置で、防振機能、減衰機能、耐震機能をコンパクトに備え、さらに構造物ａの動的荷重に対応できる特徴を備えている。

動的荷重対応型防振装置１は、筒体２、筒体２内に配置されたロッド３、筒体２の両端に設けられた端体２１，２２、筒体２の内部中央に設けられた中央仕切体２３、ロッド３の両側に取り付けられたストッパー３１，３２、中央仕切体２３を挟んで両側のストッパー３１，３２間のロッド外周側３ａにそれぞれ取り付けられた一対のバネ４などから主に構成されている。

筒体２は、上下向きに設置され、例えば円筒体から構成されていて、内部は断面円形の孔が軸芯方向に形成されている。筒体２の内部にはロッド３がその上下軸芯方向に移動自在に配置されている。叉筒体２の内部には一対のバネ４が内装されている。筒体２の上下両端には、内部を塞ぐ下部端体２１及び上部端体２２がそれぞれ取り付けられている。

下部端体２１は厚みのある円形の形状をしており、筒体２を塞ぐ側には筒体２の円形内径と同径の円形の突起片２１ａが突出形成されており、この突起片２１ａが筒体２の下端部の円形孔に嵌入されて、筒体２の下端部を確実に塞いでいる。下部端体２１の円形の突起片２１ａが形成された中央部位には、円形のロッド挿入穴２１ｂが形成されている。

このロッド挿入穴２１ｂには、上下向きのロッド３の下端部が挿入されると共に、ロッド挿入穴２１ｂを進退移動自在に摺動する構造になっており、ロッド３の下端部が軸芯直交方向に振動するのが阻止されて支持されている。ロッド挿入穴２１ｂの内径はロッド３の端部の外径よりわずかに大きく、この挿入穴２１ｂ内をロッド３の端部側がスムーズに摺動できる構造になっている。ロッド挿入穴２１ｂの穴奥側はベースプレート２８で塞がれている。

下部端体２１の反対側に取り付けられる上部端体２２も厚みのある円形の形状をしており、筒体２を塞ぐ側には筒体２の円形内径と同径の円形の突起片２２ａが突出形成されており、この突起片２２ａが筒体２の端部の円形孔に嵌入されて、筒体２の上端部を確実に塞いでいる。上部端体２２の円形の突起片２２ａが形成された中央部位には、外部に貫通する円形のロッド挿通孔２２ｂが形成されている。

筒体２の上方外部に延びるロッド３の上部側が、このロッド挿通孔２２ｂに貫通して取り付けられ、ロッド挿通孔２２ｂを進退移動自在に摺動して貫通する構造になっており、ロッド３の貫通する他方の上部側が軸芯直交方向に振動するのが阻止されて支持されている。ロッド挿通孔２２ｂの内径はロッド３の貫通する他方の上部側の外径よりわずかに大きく、この挿通孔２２ｂ内をロッド３の貫通する上部側がスムーズに摺動できる構造になっている。

筒体２の内部中央には、筒体内部を軸芯方向に二分割する円形の中央仕切体２３が設けられている。この中央仕切体２３の中央部位には、貫通する円形のロッド挿通孔２３ａが形成されている。円形の中央仕切体２３は筒体２の内周側面からその内部中央のロッド挿通孔２３ａに向かって突起する円環状の形状に形成されている。突出中央仕切体２３で仕切られて分割された筒体２の内部の二つの室内はこのロッド挿通孔２３ａを通じて連通している。

筒体２の内部を二つに仕切る中央仕切体２３は、これを挟んでその両側に取り付けられた一対のバネ４を、ロッド３の両側に取り付けたストッパー３１，３２と協働してそれぞれその両側から挟持して支持する機能を果たす。筒体２の内周側面からその内部中央のロッド挿通孔２３ａに向かって突起する円環状の中央仕切体２３の両側の表面側に、一対のバネ４の一方の端部が当接して係止されており、中央仕切体２３は一対のバネ４のメカストッパーの機能を果たしている。

筒体２の内部に収容されたロッド３の中央部側が、このロッド挿通孔２３ａに貫通して取り付けられ、ロッド挿通孔２３ａを進退移動自在に摺動して貫通する構造になっており、ロッド３の貫通する中央部側が軸芯直交方向に振動するのが阻止されて支持されている。ロッド挿通孔２３ａの内径はロッド３の貫通する中央部側の外径よりわずかに大きく、この挿通孔内をロッド３の貫通する中央部側がスムーズに摺動できる構造になっている。

筒体２の内部に上下向きに収容されたロッド３は、軸芯直交方向に対して、その両端部側がロッド挿入穴２１ｂ及びロッド挿通孔２２ｂによりそれぞれ支持され、叉その中央部側がロッド挿通孔２３ａにより支持される、所謂３点支持状態となっていて、軸芯直交方向への移動が阻止されている。

特に、ロッド３に作用する圧縮力により、座屈やこれに伴う軸芯直交方向への振動が最大になるロッド３の中央部側がロッド挿通孔２３ａにより支持されるため、座屈やこれに伴う軸芯直交方向への振動を可能な限り小さくすることができる。このため、筒体２の内部に挿通されるロッド３はその断面が小さいものを使用でき、ロッド３の重量化を防いで軽量化を図ることが可能となる。

ところで、上下向きに設置される筒体２は中央仕切体２３を基準に二つ分割された下部分割筒体２Ａ及び上部分割筒体２Ｂから構成されている。これは、筒体２は内部中央の内周側面から中央側に向かって円環状に突起する中央仕切体２３が形成されているが、筒体２の内部に中央仕切体２３を精度良く形成することは大変なためである。

このため、前記下部端体２１が取り付けられる側の反対側の下部分割筒体２Ａの上端部に、下部分割中央仕切体２３Ａが形成されている。同様に、前記上部端体２２が取り付けられる側の反対側の上部分割筒体２Ｂの下端部に、上部分割中央仕切体２３Ｂが形成されている。そして、下部分割筒体２Ａの下部分割中央仕切体２３Ａと、上部分割筒体２Ｂの上部分割中央仕切体２３Ｂを一体的に連結結合させて、筒体２が形成されている。

下部分割中央仕切体２３Ａと上部分割中央仕切体２３Ｂのそれぞれの接合面には、連結結合させたときに互いに凹凸係合してずれないように、その中央部位にはロッド挿通孔２３ａの直径よりも大きな円形の凸係合面２３Ａａと円形の凹係合面２３Ｂａとが形成されている。そして、下部分割中央仕切体２３Ａの凸係合面２３Ａａと、上部分割中央仕切体２３Ｂの凹係合面２３Ｂａとが、凹凸係合することより連結結合されて、一体化した筒体２が形成されることになる。

筒体２の円筒状の外周側面には、円周方向に等間隔で筒体２の軸芯方向に向けて、下部分割筒体２Ａと上部分割筒体２Ｂを一体化して連結結合させる複数の連結ボルト２４が取り付けられている。このため、筒体２の両端及び中央仕切体２３の３カ所の外周側面には、連結ボルト２４が取り付けられるように鍔状に突起した円形側面の外周鍔状突起側面２Ａａ，２３Ａｂ，２３Ｂｂ，２Ｂａがそれぞれ形成されている。

筒体２の外周側面に突起形成された各外周鍔状突起側面２Ａａ，２３Ａｂ，２３Ｂｂ，２Ｂａの円形の外径は同一になっている。外周側面に突起形成された各外周鍔状突起側面２Ａａ，２３Ａｂ，２３Ｂｂ，２Ｂａには、円周方向に等間隔で、複数の連結用のボルト孔がそれぞれ形成されている。

筒体２の両端の外周側面に外周鍔状突起側面２Ａａ，２Ｂａが形成されている関係で、筒体２の両端に取り付けられる下部端体２１及び上部端体２２の外周縁もこれら外周鍔状突起側面２Ａａ，２Ｂａに係合するために、外側に向けてその外径が広がり、下部端体２１及び上部端体２２の外径は、外周鍔状突起側面２Ａａ，２Ｂａの外径と同一になるように形成されている。また、下部端体２１及び上部端体２２の外周縁側にも円周方向に等間隔で、複数の連結用のボルト孔がそれぞれ形成されている。

下部端体２１の外周縁側と下部分割筒体２Ａの外周鍔状突起側面２Ａａは、周縁側にそれぞれ形成された連結用のボルト孔に装着された各連結ボルト２４で連結され、同様に、上部分割筒体２Ｂの外周鍔状突起側面２Ｂａと上部端体２２の外周縁側は、連結用のボルト孔に装着された各連結ボルト２４で連結されている。また、下部分割筒体２Ａの外周鍔状突起側面２３Ａｂと上部分割筒体２Ｂの外周鍔状突起側面２３Ｂｂは、連結用のボルト孔に装着された各連結ボルト２４で連結され、各連結ボルト２４は下部分割筒体２Ａと上部分割筒体２Ｂをその軸芯方向に一体的に連結結合している。そして、各連結ボルト２４を各ナット２４ａで締め付けることで、各部材同士は筒体２の軸芯方向に一体的に連結結合されている。

筒体２の外周側面には、板状の長方形の下部分割筒体補強リブ２５Ａ及び上部分割筒体補強リブ２５Ｂが上下向きにそれぞれ取り付けられている。下部分割筒体補強リブ２５Ａ及び上部分割筒体補強リブ２５Ｂは、筒体２の外周側面に取り付けられた複数の連結ボルト２４同士の合間に、等間隔で外周側面周りに取り付けられている。この補強リブ２５Ａ，２５Ｂは、圧縮力が作用するロッド３を通じて筒体２が軸芯直交方向に湾曲変形するのを防ぐ機能を果たす。

板状の長方形の下部分割筒体補強リブ２５Ａは、その下端が外周鍔状突起側面２Ａａの上面に、その側端が下部分割筒体２Ａの側周面に、叉その上端が外周鍔状突起側面２３Ａｂの下面に、それぞれ溶接などによって固設されている。同様に、板状の長方形の上部分割筒体補強リブ２５Ｂは、その下端が外周鍔状突起側面２３Ｂｂの上面に、その側端が上部分割筒体２Ｂの側周面に、叉その上端が外周鍔状突起側面２Ｂａの下面に、それぞれ溶接などによって固設されている。

上記ロッド３は上記筒体２の内部中心にその軸芯方向に向けて配置され、一部が上記端体２２に形成されたロッド挿通孔２２ｂを挿通して筒体２の外部まで延びている。筒体２の内部のロッド３の外周側面には下部端体２１及び上部端体２２寄りの２カ所にストッパー３１，３２が取り付けられている。ストッパー３１，３２は、上記中央仕切体２３を挟んで上下両側の筒体２の内部に位置する箇所に取り付けられている。ストッパー３１，３２は、筒体２の内径より小さい円形断面を有する厚みのある例えば円筒形部材から形成されている。

ロッド３はその一方の下端部が、下部端体２１の内面中央部位に形成されたロッド挿入穴２１ｂに挿入されていて、その挿入された状態で進退移動動自在に摺動するように取り付けられて支持されている。ロッド３の中間部側は、中央仕切体２３の中央部位に形成されたロッド挿通孔２３ａに挿通されていて、その挿通された状態で往復動自在に摺動するように取り付けられて支持されている。また、ロッド３の他方の上部側は、上部端体２２の中央部位に形成されたロッド挿通孔２２ｂを挿通してその先端は筒体２の外部上方まで延びている。ロッド挿通孔２２ｂに挿通された状態で往復動自在に摺動するように取り付けられて支持されている。

ロッド３に取り付けられたストッパー３１，３２は、上記中央仕切体２３を挟んでロッド外周側３ａにそれぞれ取り付けられた一対のバネ４を、中央仕切体２３と協働として両側に支持する機能を果たす。また、ストッパー３１，３２は下部端体２１及び上部端体２２に当接することでロッド３が過度に移動するのを阻止するメカストッパーの機能を果たし、一対のバネ４に過度の負荷が作用して破損するのを未然に防いでいる。

ロッド３の両側に取り付けられたストッパー３１，３２の少なくとも一方は、螺子運動でロッド３の上下軸芯方向に進退移動自在に取り付けられている。このため、進退移動自在に取り付けられる側のロッド３の側周面には螺子山が形成されている。また、進退移動自在に取り付けられるストッパー３１，３２の何れか或いは双方は、ナット状になっていて、円筒内周面にも螺子山が形成されていて、螺子山が形成された側のロッド３の側周面に螺合して上下軸芯方向に進退移動できる構造になっている。ストッパー３１，３２の何れかがロッド３に固定して取り付けられる場合には、例えば螺子加工を施し固設される。

上記筒体２の上部端体２２のロッド挿通孔２２ｂを挿通して外部上方に延びたロッド３の他方の上端部には、十分な厚みのある調整式構造物支持具２６がロッド３の上下軸芯方向にその高さが調整可能に螺合されて取り付けられている。このため、ロッド３の他方の上端部の先端側の外周側面には雄型の螺旋の螺子山が形成されている。ロッド３の先端側と雌雄係合する調整式構造物支持具２６には、円筒内周側面に雌型の螺子山が形成されている。

ロッド３の先端側に螺合する調整式構造物支持具２６は例えばその上端面が平坦面に形成されていて、この平坦な上端面で構造物ａの下端側をじかに支える。調整式構造物支持具２６には構造物ａの下端側をボルトなどによって連結支持するための、ボルト孔が上下向きにその両側に形成されている。

上下向きに設置された筒体２の下部には、ベースプレート２７が取り付けられている。ベースプレート２７は、筒体２の下部端体２１はその底面側がボルトなどによりじかにベースプレート２７に固定されている。平面からみてベースプレート２７は例えば長方形状の形状を有している。ベースプレート２７の下部側は構造物ａを支える基礎ｂになっている。ベースプレート２７の周囲には複数のアンカーボルトの取付孔が形成されている。上部側に筒体２が固定されるベースプレート２７は、各アンカーボルトの取付孔を通じて基礎ｂに支持されるアンカーボルトにより、基礎ｂの上に固定されている。

筒体２の中央仕切体２３を挟んでロッド３の上下側のロッド外周側３ａには一対のバネ４が取り付けられている。一対のバネ４は構造物ａの静的荷重に対して相殺された構造となっている。この一対のバネ４は構造物ａの動的荷重に対してのみ防振機能を発揮するものである。このため、バネ４のバネ定数は構造物ａの動的荷重に対してまかなうように調整設定されている。

図では、バネ４には例えば皿バネが使用されている。皿バネを使用する場合には次のような利点がある。即ち、皿バネは、弾性バネ機能の他に減衰機能も兼ね備え、この弾性バネ機能と減衰機能の双方の働きで、構造物ａに加わる動的な振動エネルギーを吸収してその揺れを制御する機能を果たす。皿バネは、ロッド外周側３ａに皿バネの傾斜向きが交互に逆向きになるように取り付けられている。これにより、振動を受けた場合において、圧力増加の曲線と圧力減少の曲線とは同じ曲線にならないヒステリシス減衰力が生じて、この減衰力で圧縮・引張力による振動エネルギーを吸収する。

すなわち、ヒステリシスでは、圧力増加の曲線は斜め直線に対してその上側の斜め凸状を描きながら増加していく。これに対し、圧力減少の曲線は斜め直線に対してその下側の斜め凹状を描きながら減少していく。この斜め直線に対する上側の斜め凸状曲線とその斜め直線に対する下側の斜め凹状曲線との差の分が減衰力となるのである。

なお、図１の例では、バネ４の皿バネは、共に２枚重ねの９段の場合を示しているが、必要に応じて、皿バネの重ね枚数と段数を増減できるのは勿論である。図４は、皿バネの１〜４枚重ねの６段の場合である。これを変更することで、ヒステリシス減衰力も変わる。防振装置の設置箇所の状況に応じて、皿バネの重ね枚数と段数は適宜変更されるのは勿論である。また、皿バネに代えて、コイルバネなどを使用してもよい。

従来型防振装置５は、中央に上下向きにロッド５１が設けられ、上下向きの外周には例えば皿バネ５２が上下向きに取り付けられている。従来型防振装置５は機械設置後に機械の設置レベルを変更することなく、動的固有振動のみを調整することができなかった。皿バネ５２は、構造物ａの自重と主要なバネ定数が作られている。

皿バネ５２の外周側には円筒板５３で囲まれて内部が保護されている。円筒板５３の上下両端には端板５４がそれぞれ取り付けられている。上部の端板５４と内部の皿バネ５２の上端との隙間にはスペーサー５５が取り付けられている。

上下向きのロッド５１の上端中央には上方に延設された連結部材５６の下部側が挿入連結されている。この連結部材５６は構造物ａの下部側を一部貫通して連結されるものである。また、構造物ａの下部側と従来型防振装置５の上部の端板５４との隙間には、調整ライナー５７が介装されている。

従来型防振装置５の下部の端板５４の中央にはロッド下端貫通孔５４ａが形成され、下部の端板５４のその下側にはバネユニット受板５８が取り付けられている。このバネユニット受板５８の中央には上記ロッド５１の下端ストッパー５１ａが形成された下端側が挿入される挿入穴５８ａが形成されている。

さらにこのバネユニット受板５８の下部側には、基礎ｂとの間に例えば２種類のベースプレート５９，５９が上下に積層されて溶接などで上下に固定された状態で取り付けられている。そして、従来型防振装置５はボルトによりベースプレート５９に支持固定されている。また、従来型防振装置５が固定されるベースプレート５９はアンカーボルトなどにより基礎ｂに支持固定される。

次に、上記発明を実施するための形態の構成に基づく動的荷重対応型防振装置１の使用について以下説明する。
先ず、動的荷重対応型防振装置１を構造物ａと基礎ｂとの間に取り付ける前に、筒体２のロッド外周側３ａに取り付けられるバネの初期荷重を取り付け場所の状況に応じて調整しながら、バネを弾性域に調整する。

この調整は、ロッド３に取り付けられたストッパー３１，３２の何れか又は双方を、軸芯方向に進退移動させることで簡単に実現できる。つまり、これらのストッパー３１，３２はロッド３上で上下の何れかの方向に回すことで進退移動する。

その後に、構造物ａと基礎ｂとの間に既に設置されている従来型防振装置５の合間にこの動的荷重対応型防振装置１を適宜据え付ける。例えば図３に示すように従来型防振装置５の合間に交互に取り付ける。この場合、動的荷重対応型防振装置１は構造物ａと基礎ｂに反力を与えることなく据え付けできるため、構造物ａをジャッキアップすることなく、簡潔に据え付けることができる。

このようにして、構造物ａの下面と基礎ｂとの隙間に設置された動的荷重対応型防振装置１は、従来型防振装置５と協働として防振機能を果たす。このうち、静的荷重に対しては、動的荷重対応型防振装置１は対応せず、従来型防振装置５が対応することになる。動的荷重に対しては従来型防振装置５の保有する防振機能にプラスして動的荷重対応型防振装置１が付与されることにより、機械設置後に機械の設置レベルを変更することなく、動的固有振動の調整ができることになる。従って、動的防振機能の調整が可能となる。

なお、この発明は上記発明を実施するための形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。

１ 動的荷重対応型防振装置
２ 筒体
２Ａ 下部分割筒体
２Ａａ 外周鍔状突起側面
２Ｂ 上部分割筒体
２Ｂａ 外周鍔状突起側面
２１ 下部端体
２１ａ 突起片
２１ｂ ロッド挿入穴
２２ 上部端体
２２ａ 突起片
２２ｂ ロッド挿通孔
２３ 中央仕切体
２３Ａ 下部分割中央仕切体
２３Ａａ 凸係合面
２３Ａｂ 外周鍔状突起側面
２３Ｂ 上部分割中央仕切体
２３Ｂａ 凹係合面
２３Ｂｂ 外周鍔状突起側面
２３ａ ロッド挿通孔
２４ 連結ボルト
２４ａ ナット
２５Ａ 下部分割筒体補強リブ
２５Ｂ 上部分割筒体補強リブ
２６ 調整式構造物支持具
２７ ベースプレート
３ ロッド
３ａ ロッド外周側
３１ ストッパー
３２ ストッパー
４ バネ
５ 従来型防振装置
５１ ロッド
５１ａ 下端ストッパー
５２ 皿バネ
５３ 円筒板
５４ 端板
５４ａ ロッド下端貫通孔
５５ スペーサー
５６ 連結部材
５７ 調整ライナー
５８ バネユニット受板
５８ａ 挿入穴
５９ ベースプレート
ａ 構造物
ｂ 基礎

Claims (3)

1. 構造物とその下側の基礎との間に設置される装置であって、筒体を上下向きに設け、該筒体内外をその上下軸芯方向に移動自在に挿通するロッドを筒体内に上下向きに配置し、上記筒体の上下両端に端体をそれぞれ取り付け、上記筒体の内部中央に筒体内部を上下軸芯方向に二分割する中央仕切体を設け、上記一方の下部端体の中央部位にロッドの下端部が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿入穴を形成し他方の上部端体の中央部位にロッドの上部側が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿通孔を形成し、上記中央仕切体の中央部位にロッドの中央部側が軸芯直交方向に振動するのを阻止するロッド挿通孔を形成し、上記両端体の内面に当接してメカストッパーの機能を果たすストッパーを上記ロッドの上下両側に取り付けると共に少なくとも一方のストッパーを螺子運動で上記ロッドの上下軸芯方向に進退移動自在に取り付け、上記筒体内の上記中央仕切体を挟んで両側の上記ストッパー間の上下向きのロッド外周側に、構造物の動的荷重に対してバネ定数が設定され構造物の静的荷重に対して相殺される一対のバネをそれぞれ取り付けたことを特徴とする動的荷重対応型防振装置。
2. バネは、皿バネからなる請求項１記載の動的荷重対応型防振装置。
3. 構造物とその下側の基礎との間に、静的荷重に対応する従来型防振装置と共に設置される請求項１記載の動的荷重対応型防振装置。

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