JP2619105B2 - 振動ダンパ - Google Patents

振動ダンパ

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JP2619105B2 JP2084765A JP8476590A JP2619105B2 JP 2619105 B2 JP2619105 B2 JP 2619105B2 JP 2084765 A JP2084765 A JP 2084765A JP 8476590 A JP8476590 A JP 8476590A JP 2619105 B2 JP2619105 B2 JP 2619105B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は振動ダンパに係わる。
［従来技術と問題点］ フェルト、ゴム、コルク、ナイロン、ポリウレタンフ
ォーム、硬質フォーム類よりなる積層物の形態をした振
動ダンパが一般に良く知られている。かかる積層物の目
的は、いろいろな材料のもつ自己減衰能特性を利用しこ
れらを組合わせ特定の応用分野のための最適の減衰特性
を得る点にある。
積層物の欠点とする所は構成層間に良好な接着を要す
るので製造が複雑である点にある。積層物のもう１つの
欠点は、例えば発生振動の変化に応ずべく減衰特性を変
えるため積層物全体を新しいものに替える必要がある点
である。
又、少なくとも一部を自己減衰材の振動吸収板より構
成させた振動ダンパも一般に知られており、この構成で
は板面に平行な支持面をもつ突起スタッドが両方の側に
設けられている。かかる自己減衰板材は独乙特許第128,
238号により周知のものである。
この例の場合、ラブロック（RUBLOC）（登録商標名）
なる名称で市販されており、スタッドがグループ配置に
されており、それぞれのグループには異なれる高さ及び
若しくは異なれる直径をもつ一組のスタッドが含まれて
いる。板の両側上の同じスタッドが互いにオフセット状
に配列されている。
このラブロック 材の作動原理によれば、かかる減衰
材の層で支持される装置により発生する振動の強さが増
加するにつれ、より多くのスタッドが振動減衰機能に参
加し従って漸進的ダンピングが達成される。同じスタッ
ドを板の両側にオフセット位置に配置したことにより、
振動は、板に対し直角に１本のスタッドより反対のスタ
ッドへと伝わらずに、むしろ一部板のウェブを通じ水平
方向に延びるより長く傾斜状又は曲がった通路を画くこ
とを止儀なくされる。目的物を運ぶスタッドが側方にた
わむことができるので、ラブロック 板で支持された目
的物は側方にスリップが阻止される。
このラブロック 振動ダンパについての一般的見解に
よると、振動ダンパにより支持される絶縁さるべき目的
物に係合するラブロック 振動ダンパの連続状の板又は
部品の相互係合せる部品がスタッドの端面などのような
平坦面を介して相互係合する。
［発明の構成］ 本発明の係わる積層型振動ダンパにおいては、既知の
積層構成の利点が活かされ換言すれば異なれるダンピン
グ材の組合わせの可能性が利用できるも上述の積層物の
欠点が避けられ、尚かつゴムその他類似のエラストマー
性の材料の自己減衰特性をラブロック と同様に即ち振
動負荷の増加に従ってより多くの自己減衰材が振動ダン
ピングに加わるように利用できるものである。
本発明は、金属要素なしで硬さの異なる複数のエラス
トマー性部品だけを含む振動ダンパであって、負荷を受
けた時にそれぞれが他の部品とはほぼ独立に変形可能で
ある少なくとも一層の横方向にへだてられたエラストマ
ー性ボディを含み、この層は２枚のエラストマー性板要
素間にはさまれ、内部にある前記エラストマー性ボディ
は、硬さが小さいか又はその形状により、前記板要素よ
りも容易に変形できるようになっており、前記エラスト
マー性板要素は前記エラストマー性ボディに対して反対
側の側面に複数の突起を備えており、これら突起は振動
する負荷を受けてそれ自体変形し曲がることが可能であ
り、これら突起は、より高い突起に作用する振動が曲が
り道に沿って強制的に前記振動ダンパを通過させられる
ように、前記エラストマー性ボディに対して位置決めさ
れていることを特徴とする。
このようにして、エラストマー性ボディは板要素間で
交換可能にはさまれることができ、これら内部ボディ及
び２つの板要素の組立体により構成部材が容易に交換可
能である積層体に比較できる積層体式の板形状の振動ダ
ンパが形成される。エラストマー性ボディは異なった形
状及び若しくは異なれる硬度をもつエラストマー性ボデ
ィに取換え変更強度及び若しくは周波数の変動に適応さ
せることができる。エラストマー性ボディの取扱いを容
易ならしめるべく、ボディは別の要素の変形作用に影響
を及ぼさないような薄手の細片材によりマットを形成す
るよう相互接続させることができる。
この内部エラストマー性ボディの層の互換性以外に、
エラストマー性ボディのエネルギ吸収能力を周知の積層
体の場合におけるよりも更に有効に又ラブロック 材に
おけるよりも有効に利用できる。本発明は、エラストマ
ー性振動ダンパのエネルギ吸収能力がエラストマの他の
目的物に対する接触を最小に下げることにより増加でき
るという見識に基づいている。
本発明の好ましき実施例によれば、エラストマー性ボ
ディ及び板要素の層の対向側面が、それぞれの接触が点
形状又はせいぜい線状の接触位置に制限され残りのエラ
ストマー性ボディにほぼ自由に変形ができるように相互
に関連づけられる。従って、実際上振動エネルギの吸収
のためエラストマの弾性変形能力が最大限に利用され
る。
特に周知の積層体において、中間層が他と係わりなく
変形ができず、スタッドを伴ったラブロック 板材の場
合これらスタッドが平坦端面を介して目的物を支持し従
ってその変形は僅かに阻まれるも、原則的にこれは本発
明のエラストマー性内部ボディには適用されない事柄で
ある。本発明による振動ダンパの場合、エラストマー性
材料の弾性変形能力が事実最大限に利用され、実際に実
験の示す所によると周期的に働く荷重を通じて変形する
材料がより一層囲まれいる比較できる振動ダンパにおけ
るより一層高い垂直ダンピングが可能であり、上記の比
較ダンパの場合横方向の安定度はより高い。
本発明のもっとも簡単な実施例の場合、板要素は円滑
な対向面と円周フランジを構成し、これらはエラストマ
ー性要素が中間におかれた時相互にへだたりをおいて配
置される。これらのフランジはエラストマー性ボディの
横方向の抜け出しを阻止しこれらのより柔かなボディが
カバーの相互の歩みよりの減少により過度に負荷がかか
らないよう防止する。又、フランジによりダンパの作動
に悪影響を及ぼしかねないちりの混入に対する保護が形
成される。
できるだけ多くのエラストマーの自由な変形性を維持
する一方横方向ダンピングにも同様に備えるため、本発
明による板要素にエラストマー性ボディの隣接層に面す
る側にボディを受けるための凹部を設け、接触位置から
増加する容量でそれぞれの接触位置に隣接する自由な空
間を設けても良い。
もっぱら垂直負荷少なくとも振動ダンパの面に直角な
負荷を受けた際、エラストマー性ボディのそれぞれは自
由に変形ができる。例えば、球状のエラストマー性ボデ
ィを圧縮方向に直角に平らにし長円形の回転体に形成
し、それにより垂直軸線の頂部及び底端部における接触
点が小さい接触に変わる。これらの小寸法の接触面以外
では球状エラストマー性ボディは自由に変形ができる。
若し負荷が振動ダンパの面内に構成成分を有する場
合、それぞれの球状のエラストマー性要素は上述の対称
形変形以外に一方に傾いた変形を受けるも、この変形も
上述の如く接触位置から増加する容量を伴った自由空間
の存在により高度の自由をもつ。ダンパの面内における
振動成分もエラストマー性ボディの変形により実質上か
つもっぱらこれを減衰させることができる。横方向構成
成分が過大になった時にだけ、それ以上の側方の動きが
エラストマー性ボディと凹部の壁との間における接触を
介し漸進的に阻まれる。
本発明によれば、それぞれの接触位置から容量の増加
する自由空間は、少なくとも接触位置において板要素内
の凹部とエラストマー性ボディのそれぞれが接触位置に
おけるエラストマー性要素の層に平行な面で異なった角
度を含むそれぞれの回転体の母線を通ずる回転体の一部
の形状を具える。例えば、それぞれの凹部の母線は楕円
で、それぞれのエラストマー性要素の母線は円である。
これら実施例のすべてにおいて、エラストマー性ボデ
ィが板要素内の凹所を完全に一杯にする前に垂直負荷を
受けその最大の横方向変形を自由に受けることができ、
これはエラストマー性ボディの最大の減衰能力が利用さ
れることを意味するものである。
極端なケースでは、凹部にはエラストマー性ボディに
見合う形状なるも限られた深さを形成しそれによりボデ
ィの比較的大部分が中心領域において自由に変形できる
よう構成しても良い。
球状のエラストマー性ボディが最高のダンピング能力
を有するも、非球状のエラストマー性ボディでも各ボデ
ィができるだけ自由に弾性変形する点が保証される限り
同様に高ダンピング効果が得られるものである。
エラストマー性ボディ及び板要素の協働面の形状につ
いての効果的選択を介し、特定利用にもっとも適せるダ
ンピング特性を得ることができる。これらのダンピング
特性はほぼ完全にエラストマー性ボディの形状及びサイ
ズならびにその材料により決められ、他方板要素はエラ
ストマー性要素より硬度の高いエラストマーよりなる皿
やカバー材で良い。
本発明の重要な特徴的構成として、板要素はエラスト
マー性ボディから遠い側に設けられ、振動負荷の下で変
形したわむことのできる突起が設けられる。
突起は球形や円筒形又は角柱形の平坦端面のスタッド
で、これらはグループに配置され各グループには異なっ
た高さと直径の突起が設けられている。換言すれば板要
素は、両方の板に突起を設ける代りに面の１つにだけ突
起を形成せしめもう１つの面にはエラストマー性ボディ
を受けるための凹部を形成するように修正ラブロック
に構成しても良い。このような振動ダンパの場合、柔ら
かいエラストマー性ボディが先ず小振幅振動を受け、他
方硬い皿要素は柔らかなボディが最大に圧縮され終った
後大振幅の振動を減衰する。このように、ダンピングは
柔らかなエラストマー性ボディから硬い皿特にそのスタ
ッドに切換わる。
エラストマー性ボディを組合わせてマットを形成する
時、板要素の間にエラストマー性ボディの複数の層を重
合するように重ね合わせそれにより異なれるばね特性を
得ることも又容易である。球状の弾性ボディの場合これ
らの層は球状の積み重ねにおける相互係合の球のみが点
接触を行うようオフセット式に配列せねばならぬ点が観
察される。
本発明の変更実施例の場合、エラストマー性ボディは
別の板要素に突き当たるたるんだ要素としてではなくダ
ンパ上に設けられ、振動ダンピングにはエラストマー性
材料の板ボディの組立体を含ませ、エラストマー性ボデ
ィをそれぞれの板の片側から突出せしめ、他の側に凹部
を形成させる。若し、さまざまな突起及び凹部が、それ
ぞれの接触位置にその接触位置から増加する容量で各接
触位置に隣接する自由空間が設けられるよう互いに構成
された場合、同一若しくは少なくとも匹敵し得る有利な
ダンピング特性が上述の実施例の場合と同様に得ること
ができる。
本発明の図示解説に添付図面参照の下振動ダンパの
二，三の例について下記の如く説明する。
［好適実施例］ 以下に説明する振動ダンパにおいて、第６図、第７
図、第８図、及び第９図に示されたものが本発明の実施
例であり、第１図から第５図まで、及び第10図から第11
図までは、本発明を理解するために役立つ参考例であ
る。第１図の参考例の振動ダンパには、両側に板要素２
を具えたエラストマー性ボディ１が設けられ、この板要
素２は一般にボディ１のエラストマーより、高い硬度を
もっている。第１図の参考例の場合、エラストマー性ボ
ディはほぼ球形で板要素内の凹部４内に受けられてお
り、この板要素は本文では以後皿又はカバー２と呼び、
この例における上記凹部４は楕円回転形の一部の球状を
具えている。
エラストマー性ボディ１と凹部４との間の相互接触は
無負荷位置において２つの基本的に点形状の接触部にな
り、この接触部はカバー２上に加わる垂直荷重により第
1A図に示すように小面積の接触３′に僅かに増加する。
球形エラストマ性ボディは接触部3,3′を囲む自由空間
５の存在を通じ対向する凹部４の間の空間内の回転楕円
体（平らにされた球体）内へほぼ自由に変形することが
できる。垂直荷重が除かれると平らになった球体は再び
自由に球形にはね戻る。球体１は第１図の薄いバンド又
は薄片材６によってもはや妨げられず、バンド６は隣接
球体をマットに接続するものであり、又振動ダンパの組
立時における球体の取扱いを容易ならしめるものであ
る。本例における凹部により又カバー２の相対的横方向
の動きの制限が得られ、従って介在するエラストマー性
ボディの横方向摺動が阻止される。
第２図による参考例の場合第１図の例と異なる点は凹
部4aが円錐形の球状、一般には母面が曲がりを示す回転
面の形状をとっている事である。この参考例において
は、球体エラストマー性ボディ１のそれぞれと凹部4aと
の間の接触は円３″にそっている。この場合もっと多く
の接触が即ち第１図の参考例より多くの点接触と共に直
線接触がある点事実ではあるが、依然接触部に隣接する
自由空間があり、接触部３″から増加する容積をもって
いる。
この点に関し第２図には又多面体特に角錐形の形状を
もちエラストマー性ボディ１と凹部4aとの間の接触がへ
だてられた接触点に制限された凹部も示すことができる
ものである。
第３図に示す参考例の場合、エラストマー性ボディ１
は或る程度の負荷の状態に示されている。この図面の左
方部分ではカバー2bには平坦な底部４′が形成され、右
方部分では仕切り４″により平坦底部4bと共に凹部４が
形成されている。
第４図によれば、凹部4cの底はエラストマー性ボディ
１の方へ頂点を向けた角柱形又は円錐形の形状を形成し
ている。この参考例は接触部の周りにおける自由空間の
存在をもっとも良く示しており、その自由空間５は接触
部３から増加する容積を有している。
第５図には立方体の形状をしたエラストマー性ボディ
が示されている。若し凹部4dが頂角βの円錐形平面に囲
まれている場合、接触はそれぞれの立方体１の隅にある
点３に制限される。
第６図から第９図には、エラストマー性ボディ１から
離れた外側に突起９を設けたカバー2eを有する振動ダン
パの実施例が示されている。
第６図には更に、フランジ７とその係合溝８とが設け
られ皿部材の相互の近接を制限しかつ振動ダンパの縁部
におけるダストシールを形成する。図示例の場合、フラ
ンジ７及び溝８の壁は同じ傾きをもっている。然し、こ
れらは第７図に示すように変えても良い。
第８図には、カバー2eのフランジにより形成される境
界の代案構成即ち帯片7a及び受け溝8aの形状をした構成
が示されている。
第６図から第８図の実施例中における突起９は平坦端
面を有するスタッドの形態をとる（第７図の左部分も参
照のこと）。それらはラブロック 方式により配列され
る。これは、弱い振動が先ず柔らかな球状エラストマー
性ボディにより受けられ、振動強度の増加を伴って板ボ
ディはラブロック 振動ダンパとして機能を始める。第
７図及び第９図に示すようにこの形態の場合振動はダン
パを通じて直角方向に伝わることはなく、むしろより長
い曲がり道19にそって伝送される。
第９図には突起9aが球面カップの形状を具えている実
施例が示されている。この振動ダンパを平坦な基面にお
くと、球面カップ9aは相当な自由変形性を示す。
第10図の参考例においては、別のエラストマー性ボデ
ィの層が２枚の板要素の間に包まれる代りにこの例にお
けるエラストマー性ボディ11は板12に接続されている。
板12は円錐形又は角錐形の突起11を有し、凹部14をもっ
た第２板13と協働することができ、その突起11及び凹部
14は異なった頂角20をもっている。又、板12は、片側に
突起11、反対側に凹部14′を設けた同様な板12と協働す
ることができる。この２枚の板12（及び13）が重ねられ
た時、突起及び凹部が上述実施例と同様に協働するが、
この場合突起の硬度と板の硬度との間では何等の区別も
付かない。突起11はその形状により板より早く変形し、
それによりより弱い振動を受ける。板12及び13は異なれ
る硬度を有するよう選択されそれによりダンピング性能
を変えることができる。
第11図には２枚の皿２の間に挿入した複数層のエラス
トマー性ボディ１を設けた参考例が示されている。
本発明による振動ダンパは広範囲の応用に優れて適合
できるものである。単にカバー２の硬度及びエラストマ
ー性ボディ１の硬度を互いに適合せしめることができる
のみならずカバーと凹部及びエラストマー性ボディの形
状を実質的にすべての目的に適するよう合わせることも
できる。例えば高周波振動の受動的ダンピング（よそに
発生した振動から目的物を保護する）の場合、柔らかな
エラストマー性ボディを角柱形又は比較的小さい頂角20
をもつ円錐形などの先端のとがった球状と共に使用がで
きる。他方、硬質材の球体はより強力な振動の積極的ダ
ンピング（振動の発生する目的物における振動を受け
る）により良く適している。
エラストマー性ボディの変形時発散される熱を散らす
ため、板要素にはベント口15を設けることができ（第３
図参照）、このベント孔は、板要素の循環式相互近接に
よるポンピング効果により強制的空気移動が行われるの
でほんの僅かな寸法で足りる。
第12図には本発明による振動ダンパの典型的応用例即
ち機械16の脚に取付けた所が示されている。
第13図は振動ダンパの特殊な利用即ちクランプされた
機械部分17と共に用いられた所を示している。この機械
部分で発生した振動は、板要素２を介してフレーム18内
でクランプされる柔らかいエラストマー性ボディ内に導
入される。クランプ力は調整ができ、プレストレスの導
入により球体の自然周波数の調整が一定範囲内で可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図から第９図は少なくとも３層よりなる異なれる振
動ダンパの横断面図であり、第１図から第５図までは参
考例を示すものであり、第６図から第９図までが本発明
の実施例を示し、 第1a図は負荷時における第１図の振動ダンパの詳細図、 第10図は少なくとも２つの要素を有する振動ダンパ、 第11図はまた別の参考例である振動ダンパを示し、 第12図及び第13図は本発明による振動ダンパの異なれる
使用をそれぞれ示す。 １……エラストマー性ボディ、２……板要素又は皿又は
カバー、３……接触部、４……凹部、５……自由空間、
６……バンド又は帯片材、β……頂角、７……フラン
ジ、８……溝、９……突起、19……曲がり道、12……
板、20……頂角、15……ベント孔、16……機械、17……
機械部分、18……フレーム。

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金属要素なしで硬さの異なる複数のエラス
    トマー性部品だけを含む振動ダンパであって、負荷を受
    けた時にそれぞれが他の部品とはほぼ独立に変形可能で
    ある少なくとも一層の横方向にへだてられたエラストマ
    ー性ボディを含み、この層は２枚のエラストマー性板要
    素間にはさまれ、内部にある前記エラストマー性ボディ
    は、硬さが小さいか又はその形状により、前記板要素よ
    りも容易に変形できるようになっており、前記エラスト
    マー性板要素は前記エラストマー性ボディに対して反対
    側の側面に複数の突起を備えており、これら突起は振動
    する負荷を受けてそれ自体変形し曲がることが可能であ
    り、これら突起は、より高い突起に作用する振動が曲が
    り道に沿って強制的に前記振動ダンパを通過させられる
    ように、前記エラストマー性ボディに対して位置決めさ
    れていることを特徴とする振動ダンパ。
  2. 【請求項２】前記エラストマー性ボディは、前記板要素
    間の内部の前記層の横方向の動きが阻止されており、前
    記エラストマー性ボディの層と前記板要素との対向する
    側面は、それらの間の接触が点形状またはせいぜい線形
    状の接触部に制限されているとともに、接触していない
    残りの部分においては、前記エラストマー性ボディがほ
    ぼ自由に変形可能であるように、互いに適合されている
    特許請求の範囲第１項記載の振動ダンパ。
  3. 【請求項３】前記エラストマー性ボディは薄い帯片によ
    って相互連結されてマットを形成している特許請求の範
    囲第１項又は第２項記載の振動ダンパ。
  4. 【請求項４】これら板要素は滑らかな対向面と対向外周
    縁部を有しており、前記エラストマー性ボディがこれら
    板要素間に介在される時に、これら板要素は互いにへだ
    てられる特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれ
    か１つに記載の振動ダンパ。
  5. 【請求項５】前記板要素は前記エラストマー性ボディの
    隣接する層に対向する側面にエラストマー性ボディを受
    け入れる凹部を備え、且つ、接触部から増加する容積を
    備えてすべての接触部に隣接して自由空間が存在するよ
    うになっており、負荷がかかるとこの自由空間は、負荷
    による前記エラストマー性ボディの収縮により漸進的に
    減少する特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれ
    か１つに記載の振動ダンパ。
  6. 【請求項６】少なくとも前記接触部において、前記板要
    素内の前記凹部と前記エラストマー性ボディとは、それ
    ぞれ前記接触部における前記エラストマー性ボディの層
    に平行な一平面に対して異なった角度を包むそれぞれの
    回転体の母線を有する回転体の一部の形状を有している
    特許請求の範囲第５項記載の振動ダンパ。
  7. 【請求項７】前記凹部の各々の前記母線は楕円であり、
    前記エラストマー性ボディの各々の前記母線は円である
    特許請求の範囲第６項記載の振動ダンパ。
  8. 【請求項８】前記板要素は前記エラストマー性ボディの
    隣接する層に対向する側面にエラストマー性ボディを受
    け入れる凹部が備えられ、前記凹部の形状は前記エラス
    トマー性ボディの形状と補完的であるが、その深さが制
    限されており、前記エラストマー性ボディの比較的大き
    な部分が前記凹部の中心領域で自由に変形可能である特
    許請求の範囲第１項又は第２項記載の振動ダンパ。
  9. 【請求項９】前記板要素は前記エラストマー性ボディよ
    りも大きい硬さを有するエラストマーで作られた皿又は
    カバーである特許請求の範囲第１項から第８項までのい
    ずれか１つに記載の振動ダンパ。
  10. 【請求項１０】上側及び下側の前記板要素は前記エラス
    トマー性ボディに対して反対側の側面に、振動する負荷
    を受けてそれ自体変形し曲がることができる輪郭を備え
    ている特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか
    １つに記載の振動ダンパ。
  11. 【請求項１１】前記輪郭は球体の一部分である特許請求
    の範囲第10項記載の振動ダンパ。
  12. 【請求項１２】前記輪郭は円筒形、或いは角柱形の平坦
    端面を有するスタッドであり、これらスタッドはグルー
    プに配置され、各グループは異なる高さと異なる直径と
    を有する輪郭を備えている特許請求の範囲第10項記載の
    振動ダンパ。
  13. 【請求項１３】複数のエラストマー性ボディの層が互い
    に重ね合わされていて、前記板要素間にはさまれている
    特許請求の範囲第１項から第12項までのいずれか１つに
    記載の振動ダンパ。
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