JP3120892U - 防振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受圧金具のキャビティ内における弾性構造体の垂直方向位置とは関係なく、水平方向の振動を吸収でき、かつ垂直方向のバネ定数と水平方向のバネ定数とを別々に調整することができる弾性構造体を備えた防振装置を提供する。
【解決手段】中空体が、当該閉塞端から開放端に向かって突設されたピストンと、当該閉塞端を貫通するネジ孔とを備え、前記弾性構造体が、前記ピストンを受け入れる空洞を備え、その一方の側が前記閉塞端と対向し、その他方の側が前記床面と対向するシリンダ構体と、前記シリンダ構体の他方の側の端面を被覆する下部ゴム層、および少なくとも前記シリンダ構体の側面を覆う側部ゴム層からなる弾性体とを備え、前記下部ゴム層が互いに硬度が異なる少なくとも２層構造を有し、前記ネジ孔に該ネジ孔と螺合する高さ調整ネジが螺入され、前記中空体内で前記シリンダ構体と当接することを特徴としている。
【選択図】図４

Description

本考案は防振装置に関する。さらに詳しくは、受圧金具として機能する中空体にピストンが設けられ、床面と中空体の間に介装される弾性体構造体に当該ピストンを受け入れる空洞部が設けられたシリンダ構体と、該シリンダ構体と床面との間に介装される弾性体とが設けられた防振装置に関する。

射出成型装置、蒸気またはガスタービン、ディーゼルエンジンなどの大型機械（以下、単に「大型機械」という）には、当該大型機械の運転中に発生する振動を吸収するために振動を吸収するための弾性体が設けられている。当該弾性体には、大型機械の垂直方向の高さを調節するために、種々の高さ調節装置として、振動絶縁用の弾性体が、大型機械の荷重を受けとめる受圧金具のキャビティ内に取り付けられる。この弾性体を受圧金具のキャビティ内に設けると、大型機械の荷重が受圧金具にかかることにより、弾性体を構成しているエラストマー層の水平方向における拡張または膨張により、エラストマー層が受圧金具のキャビティの側部に当たって、水平方向の振動を吸収しているエラストマー層が大きくなり、これに伴いキャビティ内におけるパッドインサートの垂直方向の位置が変わるため、予め定められた一定の水平方向振動数の振動絶縁特性を維持できないという問題がある。

この問題を解決するために、たとえば特許文献１記載の防振装置では、一定の水平方向固有振動数の振動を絶縁するマウントパッドインサート（すなわち、受圧金具のキャビティに挿入される弾性構造体、以下、単に「弾性構造体」という）を提案している。当該弾性構造体は、垂直方向寸法を有する弾性体（ないしは、エラストマー本体）を備えている。この弾性体は、互いに平行な側部および互いに平行な端部で構成された上方領域部および下方領域部を有する矩形形状を呈している。弾性体の上方領域部の周囲方向寸法は、弾性体の下方領域部の周囲方向寸法よりも大きい。鋼製の剛性コアプレートが、支持された状態の機械のフレーム内に設けられた調整ネジと当接するために弾性体の上面に隣接して弾性体内に配置されている。支持されている機械は、弾性構造体の水平方向横断面形状と相補的な形状を有する水平方向横断面形状のキャビティを有し、キャビティを画定する側部は、弾性体の上方領域部の周囲方向寸法に実質的に等しい寸法を有している。当該弾性体は、その上方領域部のエラストマー材料がフレームキャビティ壁に係合した状態でフレームキャビティ内にぴったりと嵌まる。

また、特許文献１では、前記剛性コアプレートは、弾性体の上方領域部と水平方向に整列していて、弾性構造体の上方領域部の周囲形状に類似した周囲形状を有しているが、これよりも小さな寸法である。このため、弾性構造体を構成する弾性体のエラストマー材料が、剛性コアプレートおよび弾性体の隣り合う縁部相互間に介在し、弾性体の周囲全体にわたり剛性コアプレートと整列している弾性体のエラストマー材料の水平方向寸法は、弾性体の上方領域部全体にわたり実質的に等しい。機械のフレームに設けられたネジ穴を貫通しているネジが、剛性コアプレートに当接し、それによりマウントパッドで支持された重量をネジを介してパッドに及ぼしている。剛性コアプレートに加わえられた力は、弾性体のエラストマー材料に伝達される。弾性体のエラストマー材料が剛性コアプレートにより封じ込められているので、これが水平方向に流れることにより数千ポンドの重量を弾性構造体で支持することができ、剛性コアプレートと水平方向に整列している弾性体のエラストマー材料は、剛性コアプレートと受圧金具のキャビティ側部との間で圧縮される。弾性体のエラストマー材料の特性およびパッド本体の上方領域部の寸法はあらかじめ決定されているので、受圧金具のキャビティ側部と当接するエラストマー材料の量は、受圧金具のキャビティ側部と剛性コアプレートとの間に位置した弾性体のエラストマー材料の量が既知であるのと同様に既知である。したがって、特許文献１記載の発明は、これらの特性をあらかじめ決定することにより、支持される機械の水平方向固有振動数を制御できるとしている。

特許文献１の前記弾性構造体に加わる大きな垂直方向の力に起因して、前記弾性構造体を構成する弾性体のエラストマー材料はすべて、弾性構造体の上方領域部だけでなく下方領域部においても水平方向に流れる傾向がある。もし弾性構造体を構成する弾性体の上方領域部のエラストマー材料が大きな圧縮力を受けて流動し、受圧金具のキャビティ側部と当接すると、弾性構造体の水平方向吸振特性は、当該弾性構造体を構成する弾性体のエラストマー材料と支持状態の受圧金具との当接により変化することになる。この場合、弾性構造体の水平方向吸振特性は、受圧金具のキャビティ内における弾性構造体の垂直方向の位置に応じて変化することになり、当該弾性構造体の予め同調した制振特性を損なう。このような事態が生じないようにするために、特許文献１記載の発明では、弾性構造体の下方領域部は、前記剛性コアプレートと水平方向整列状態にある弾性構造体の上方領域部よりも周囲方向寸法が小さい。弾性構造体の下方領域部の寸法を受圧金具のキャビティの寸法よりも小さくすることにより、弾性構造体を構成する弾性体のエラストマー材料が荷重を受けて水平方向に膨張しても、弾性構造体の下方領域部の弾性対のエラストマー材料は受圧金具のキャビティ側部と当接せず、受圧金具のキャビティ内における弾性構造体の垂直方向位置とは関係なく、水平方向の振動を吸収するように設計されている弾性体のエラストマー材料の所定量が維持される。したがって、特許文献１記載のマウントパッドインサートは、そのあらゆる垂直方向位置および荷重条件においてその所定の吸振特性を維持できるというものである。

また、製造が簡単で高さ調整量が大きく、また受圧金具が空転することのない防振ゴム装置を提供することを技術的課題（目的）とし、この課題を解決すための防振装置としてたとえば特許文献２には、側面に縦溝が設けられた有底筒形のゴム弾性体と、このゴム弾性体内の底部に載置された板状の中金具と、前記ゴム弾性体の上面および側面を覆い、かつ前記縦溝に摺動自在に嵌合される凸部を有する受圧金具と、この受圧金具の上面中央部に螺入されかつ先端が前記中金具に当接されて配設された取付ボルトとを備えたものが開示されている。

さらに、受圧金具に発生する集中応力を分散させ、その寿命を大幅に向上させ、しかも、傾斜した設置床面でも機械を安定して支持できる防振装置を提供することを技術的課題とし、この目的を達成するものとして、たとえば特許文献３には、有底筒形のゴム弾性体と、このゴム弾性体内の底部に載置された円板状の剛性コアプレートと、前記ゴム弾性体の上面および側面を覆う椀状の受圧金具と、この受圧金具の上面中央部に螺入されかつ先端が前記剛性コアプレートと当接する取付ボルトとから構成される防振装置が開示されている。特許文献３の防振装置では、当該取付ボルトの先端を球状凸面とし、この先端が当接する剛性コアプレートの上面中央には球面状の凹部が設けられ、下面中央には略球面状の凸部が設けられており、当該略球面状の凸部と剛性コアプレートの下面とを滑らかな曲面で連接させ、かつ取付ボルトの先端の球状凸面の半径が、剛性コアプレートの上面中央に設けられた球面状の凹部の半径と同一とされている。

特開平１０−２３１８９４号公報 実公平６−１１３９７号公報 実開平６−５９６４５号公報

特許文献１〜３記載の発明の場合、大型機械の荷重を受圧金具で受けており、そして大型機械が発生する水平方向の力は弾性構造体の上部に設けられた剛性コアプレート受圧金具のキャビティ側部で受けている。しかしながら、受圧金具に螺合された調整ネジと剛性コアプレートとが単に当接しているだけであるので、水平方向の力を受けた際に、弾性構造体には垂直方向の力と水平方向の力とが合成された力がかかり、受圧金具と弾性構造体の軸心がずれる。このため、弾性構造体の垂直方向のバネ定数と水平方向のバネ定数とを別々に調整することができないという問題がある。

本考案は、かかる従来の防振装置の問題点を解消し、垂直方向のバネ定数と水平方向のバネ定数とを別々に調整することができる弾性構造体を備えた防振装置を提供することを目的とする。

本考案の防振装置は、閉塞端と開放端とを備えた中空体、および
床面と該中空体との間に介装され、かつ該該中空体内に移動自在に設けられた弾性構造体
からなる、床面に設置されて重機械の振動を吸収する防振装置であって、
前記中空体が、当該閉塞端から開放端に向かって突設されたピストンと、当該閉塞端を貫通するネジ孔とを備え、
前記弾性構造体が、前記ピストンを受け入れる空洞を備え、その一方の側が前記閉塞端と対向し、その他方の側が前記床面と対向するシリンダ構体と、前記シリンダ構体の他方の側の端面を被覆する下部エラストマー層、および少なくとも前記シリンダ構体の側面を覆う側部エラストマー層からなる弾性体とを備え、
前記下部エラストマー層が互いに硬度が異なる少なくとも２層構造を有し、
前記ネジ孔に該ネジ孔と螺合する高さ調整ネジが螺入され、前記中空体内で前記シリンダ構体と当接する
ことを特徴とする防振装置。

また、前記ピストンが複数個設けられてなることが好ましい。

本考案によれば、受圧金具のキャビティ内における弾性構造体の垂直方向位置とは関係なく、水平方向の振動を吸収でき、かつ垂直方向のバネ定数と水平方向のバネ定数とを別々に調整することができる弾性構造体を備えた防振装置を提供することができる。

添付図面を参照しながら本考案の防振装置を以下に詳細に説明する。

図１は本考案の一実施の形態にかかわる防振装置を示す断面説明図、図２は図１の防振装置の平面説明図、図３は図１の防振装置の底面説明図、図４は図１の防振装置の最大高さの状態を示す断面説明図、図５は図１の防振装置を構成する弾性構造体の平面図、図６は図５の弾性構造体の断面説明図、図７は図１の防振装置を構成する中空体を示す断面説明図である。

図１〜７を参照すると、本考案の床面Ｆに設置されて重機械の振動を吸収するための防振装置（以下、「防振装置」という）１は、閉塞端２ａと開放端２ｂとを備えた受圧金具として機能する金属製の中空体２（図７参照）と、中空体２内に移動自在に設けられた弾性構造体３とから構成される。中空体２の材料としては、たとえば、鉄、ステンレス、アルミ、高強度のプラスチックが好適に採用される。

前記中空体２は、閉塞端２ａから開放端２ｂに向かって突設されたピストン２Ｐと、閉塞端２ａを貫通するネジ孔２ｈとを備えている（図７参照）。

前記弾性構造体３は、金属製のシリンダ構体３Ｃと、シリンダ構体３Ｃの床面Ｆ側の端面を被覆する下部エラストマー層ＬＥおよび少なくともシリンダ構体３Ｃの側面を覆う側部エラストマー層ＳＥからなる弾性体３Ｅとから構成されている（図６参照）。本実施の形態において、シリンダ構体３Ｃには、ピストン２Ｐを受け入れる空洞３Ｒが設けられている。空洞３Ｒの一方の側は前記中空体２の閉塞端２ａと対向し、空洞３Ｒの他方の側は床面Ｆと対向している。そして、シリンダ構体３は、それぞれ空洞３Ｒが設けられた２つのシリンダＣＬと、該２つのシリンダＣＬと一体に形成（または別体として接合された）接合部Ｊと、接合部Ｊから放射状に延びるプレート部Ｐとから構成されている。しかし、シリンダ構体３はかかる構成に限定されることはなく、たとえば、シリンダＣＬは１つでも３つ以上でもよい。これに伴い、中空体２のピストン２ＰもシリンダＣＬの数と同じ数だけ設けることができる。なお、放射状に延びるプレート部Ｐは必須ではない（すなわち、プレートＰを有していないものも本実施の形態に含まれる）。シリンダ構体３Ｃの材料としては、たとえば、鉄、ステンレス、アルミ、高強度のプラスチックが好適に採用される。

本実施の形態において、下部エラストマー層ＬＥは、互いに硬度が異なる第１層ＬＥ１、第２層ＬＥ２および第３層ＬＥ３からなる３層構造を有している。そして、第１層ＬＥ１の硬度としては、たとえば３０〜８０が好ましく、第２層ＬＥ２の硬度としては、たとえば、７０〜１００が好ましく、第３層ＬＥ３の硬度としては、たとえば、３０〜８０が好ましい。また、第１層ＬＥ１の材料としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴムが好ましく、第２層ＬＥ２の材料としては、たとえば、ゴム、鉄、ステンレス、アルミ、高強度のプラスチック が好ましく、第３層ＬＥ３の材料としては、たとえば、天然ゴム、合成ゴム(ただし、環境に応じて耐油性、耐候性のある材料)が好ましい。

なお、本実施の形態では、下部エラストマー層ＬＥは、互いに硬度が異なる第１層ＬＥ１、第２層ＬＥ２および第３層ＬＥ３からなる３層構造を有しているが、３層構造に限られることはなく、２層構造でもよく、３層または４層などの多層構造を採用することも可能である。

また、本実施の形態において、側部エラストマー層ＳＥは１層からなるものが示されているが、１層構造に限られることはなく、２層以上の多層構造を採用することもできる。

つぎに、図１、３および７を参照すると、中空体２のネジ孔２ｈ（図７参照）にネジ孔を挟むように２つのナットＮ１、Ｎ２が中空体２に溶接などの固着手段によって固着されている。そして、これら２つのナットＮ１、Ｎ２と螺合する高さ調整ネジＴが螺入されており、中空体２の内部空間でシリンダ構体３Ｃの接合部Ｊに設けられた凹所ＪＲの底部と当接する。しかし、かかる構成に限られることはなく、たとえば、中空体２のネジ孔２ｈに雌ネジを刻設することも可能であり、このようにすることによってナットＮ１、Ｎ２を省略が可能になる。さらに、２つのナットＮ１、Ｎ２のうち、いずれかを省略することも可能であり、このようなものも本実施の形態に含まれる。ここで、高さ調節ネジＴを時計方向に回転させると、図４に示されるような最高高さの状態にまで中空体２の高さを調節することができる。また、高さ調節ネジＴを反時計方向に回転させると、図１に示されるような状態にまで中空体２の高さを調節することができる。

本考案の一実施の形態にかかわる防振装置を示す断面説明図である。 図１の防振装置の平面説明図である。 図１の防振装置の底面説明図、図４は図１の防振装置の最大高さの状態を示す断面説明図である。 図１の防振装置の最大高さの状態を示す断面説明図である。 図１の防振装置を構成する弾性構造体の平面図である。 図５の弾性構造体の断面説明図である。 図１の防振装置を構成する中空体を示す断面説明図である。

符号の説明

１ 防振装置
２ 中空体
２Ｐ ピストン
３ 弾性構造体
３Ｃ シリンダ構体
３Ｅ 弾性体
ＬＥ 下部エラストマー層
ＳＥ 側部エラストマー層
Ｔ 高さ調整ネジ

Claims (2)

1. 閉塞端と開放端とを備えた中空体、および
   床面と該中空体との間に介装され、かつ該中空体内に移動自在に設けられた弾性構造体
   からなる、床面に設置されて重機械の振動を吸収する防振装置であって、
   前記中空体が、当該閉塞端から開放端に向かって突設されたピストンと、当該閉塞端を貫通するネジ孔とを備え、
   前記弾性構造体が、前記ピストンを受け入れる空洞を備え、その一方の側が前記閉塞端と対向し、その他方の側が前記床面と対向するシリンダ構体と、前記シリンダ構体の他方の側の端面を被覆する下部エラストマー層、および少なくとも前記シリンダ構体の側面を覆う側部エラストマー層からなる弾性体とを備え、
   前記下部エラストマー層が互いに硬度が異なる少なくとも２層構造を有し、
   前記ネジ孔に該ネジ孔と螺合する高さ調整ネジが螺入され、前記中空体内で前記シリンダ構体と当接する
   ことを特徴とする防振装置。
2. 前記ピストンが複数個設けられてなる請求項１記載の防振装置。

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