JP3203491B2

JP3203491B2 - インシュレータ

Info

Publication number: JP3203491B2
Application number: JP22813391A
Authority: JP
Inventors: 邦彦三好; 秀夫山崎
Original assignee: 株式会社ジェルテック
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1991-05-30
Publication date: 2001-08-27
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: JPH04357345A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は例えば音響機器、光学機
器、測定機器等の各種電子機器、精密機器或いは、製造
ライン等に設置される各種制御装置や自動車、鉄道車
両、航空機、ロケット、船舶等各種乗物の制御部やその
運行経路途中や離発着箇所に設置される制御ボックス等
に組み込まれ使用される部品に関するものであって、該
制御ボックス内の制御機器に悪影響を及ぼすような振動
が制御機器に伝わらないようにするためその振動を吸収
するインシュレータに係るものである。

【０００２】

【発明の背景】従来から各種電子機器や測定機器等に
は、その特性に悪影響を及ぼす外部振動から保護するた
め、該振動を吸収し各種電子機器等への振動伝達を防止
するインシュレータが広く用いられている。そしてこれ
らインシュレータの多くは、各種電子機器等を収納した
ボックスの底面に設けられ、ボックスの設置部位におい
て直接振動が伝達される段階で、その振動を吸収してい
る。しかし設置環境如何によっては常時振動振幅の大き
な振動が生じていたり、或いは電子機器や測定機器の特
性上、より高次の吸振性が必要とされる場合には、更に
ボックス内においてもインシュレータを設け、複合的に
振動吸収を行なう必要がある。

【０００３】そして、特にボックス内に設けられるイン
シュレータとしては、前記要求からも明らかなように、
より高ダンピングの吸振特性の優れたものが必要とな
る。しかしその一方において吸振特性を向上させようと
した場合には、振動振幅の小さな振動をも効果的に吸収
しようとするため、どうしても強度の面では弱くなり、
振動振幅の大きな振動には対処できないという問題が生
ずる。

【０００４】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような背景に
鑑みなされたものであって、直接吸振作用を担う吸振体
に対し、過剰振幅防止構造を適用することにより、該吸
振体の本来の吸振特性を維持しつつ、衝撃振動にも対処
し得る新規なインシュレータを提案するものである。

【０００５】

【発明の構成】

【目的達成の手段】本発明のインシュレータは、支持部
材に対し取り付けられる支持内筒と被支持部材に対し取
り付けられる支持外筒とを具え、これら支持内筒と支持
外筒との間にゲル状物質から成る吸振体を固着させると
ともに、前記支持内筒を囲んだ状態で一端が支持外筒に
当接し、他端が前記支持部材に対し直接若しくは間接的
に当接するコイルスプリングを設け、前記吸振体と前記
コイルスプリングとを変形させることにより、前記支持
部材と被支持部材との間に生ずる振動を吸収する装置で
あり、更に前記支持外筒に対し被支持部材を取り付ける
にあたっては、前記支持外筒の先端を被支持部材に対し
貫通させ支持外筒におけるフランジ状の縁と、支持外筒
の先端に対し嵌め込まれる弾性部材を用いた組付けキャ
ップとで、前記被支持部材を挾持することにより行うも
のであり、前記被支持部材が前記支持部材から遠ざかる
方に所定の範囲以上移動した際には、この組付けキャッ
プがストッパに対し当接して過剰振幅が防止され、一
方、前記支持外筒が支持部材に接近して当接する個所に
は、弾性部材を用いたベースブロックを設けて、このベ
ースブロックに対して前記支持外筒が当接することによ
り過剰振幅が防止されることことを特徴として成るもの
であって、これをもって前記目的を達成しようとするも
のである。

【０００６】

【発明の作用】本発明のインシュレータは、吸振体を剪
断方向に変形させることにより、相対的に吸振作用を要
求される一対の部材間に生ずる振動を吸収する。そして
該吸振体に振動振幅の大きな振動が作用した場合には、
過剰振幅防止構造の圧縮又はたわみ変形により、過剰振
幅に伴う当接時の衝撃が軽減される。

【０００７】更に過剰振幅防止構造として、支持外筒に
対し組付けキャップを係合させ、この組付けキャップを
介してストッパにより支持外筒の変位動を停止させる構
造を採るため、ストッパによる過剰振幅防止作用に加え
て、支持外筒におけるフランジ状の縁と相まって吸振作
用を要求される一方の部材の挾持作用をも行う。また過
剰振幅防止構造としてベースブロックを適用するため、
支持外筒が直接ベースブロックに当接することによる過
剰振幅防止作用に加えコイルスプリングの位置決め作用
をも行わせることが可能である。

【０００８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明のインシュレータ
について説明する。尚、説明にあたっては先ず図１〜５
に基づいて本発明のインシュレータの構造について説明
し、これに続いて本発明のインシュレータの作動状態に
ついて述べ更に他の実施例について言及する。図中符号
１に示すものが本発明のインシュレータであって、この
ものは例えば音響機器、光学機器、測定機器等の各種電
子機器、精密機器或いは、製造ライン等に設置される各
種制御装置や自動車、鉄道車両、航空機、ロケット、船
舶等各種乗物の制御部やその運行経路途中や離発着箇所
に設置される制御ボックス等の内部に設けられ、具体的
には図１、２に示すように制御ボックス２の外筐部材た
る支持枠３に対し、適宜スタッドボルト状に立ち上げら
れた取付ボルト４を利用して設けられる。そして前記支
持枠３が本実施例において被支持部材Ａを支持するため
の支持部材である。

【０００９】取付ボルト４は、下方に円板状の取付基台
５を有して、この取付基台５から上方に向けて、後述す
る本発明のインシュレータ１を構成する諸部材の取付部
位となる取付軸部６を立ち上げ、更にこの取付軸部６よ
り幾分径寸法を小さくとった雄ネジ部７を上方に延長形
成して成り、取付基台５は一例として制御ボックス２に
おける支持枠３底部に溶接により固定されている。尚、
雄ネジ部７の側周部の一部は、横断面においてＤ字上に
全長に亘りカットされており、後述するストッパ２８の
回転を規制している。

【００１０】このような取付ボルト４に取付られる本発
明のインシュレータ１は、吸振体９を主体として成る吸
振ブロック１０と、この吸振ブロック１０から被支持部
材Ａを挟んで上方に設けられる本発明の特徴的構成であ
る一の過剰振幅防止構造の一要素である組付けキャップ
１５と、コイルスプリング２１を介して下方に設けられ
る本発明の特徴的構成である他の過剰振幅防止構造をな
すベースブロック２３とを具えて成る。そしてこれら諸
部材を取付ボルト４に対し上方より嵌め込み、更に上方
からワッシャー状のストッパ２８を前記取付ボルト４の
雄ネジ部７に形成したカット部にストッパ２８の中心に
形成されているＤ字穴を合わせるようにして取付け、更
に上方から取付ナット２９を取付ボルト４における雄ネ
ジ部７に螺合させることにより、その固定を図るのであ
る。

【００１１】吸振ブロック１０は中心に前記取付ボルト
４における取付軸部６に外嵌めされる支持内筒１１を有
し、この支持内筒１１の中央からやや下方よりに正方形
断面或いは矩形断面のリング状部材である吸振体９を外
付けし、更にこの吸振体９の外方に支持外筒１２を固定
して成る。このうち支持外筒１２は略円筒状の本体に対
し、下方をテーパ状に幾分縮径し、前記コイルスプリン
グ２１を内側から保持する保持部１２ａを形成し、この
上部を庇状に外方に張り出させ図１〜３に示されるよう
なフランジ状の縁を形成し、ここをコイルスプリング２
１の上部規制縁１２ｂとすると共に、円筒状本体最上部
を鉤状に外側に張り出させ、ここを組付けキャップ１５
との係止部１２ｃとするものである。

【００１２】そして吸振体９はゲル状物質により構成さ
れ、本実施例ではゲル状物質としてシリコーンゲルを用
いた。このシリコーンゲルは、次式[1] で示されるジオ
ルガノポリシロキサン（以下Ａ成分という）：ＲＲ¹ ₂ＳｉＯ−（Ｒ² ₂ＳｉＯ) _n ＳｉＲ¹ ₂Ｒ…[1] ［ただし、Ｒはアルケニル基であり、Ｒ¹ は脂肪族不飽
和結合を有しない一価の炭化水素基であり、Ｒ² は一価
の脂肪族炭化水素基（Ｒ² のうち少なくとも５０モル％
はメチル基であり、アルケニル基を有する場合にはその
含有率は１０モル％以下である）であり、ｎはこの成分
の２５℃における粘度が 100〜100,000 ｃＳｔになるよ
うな数である］と、２５℃における粘度が5000ｃＳｔ以
下であり、１分子中に少なくとも２個のＳｉ原子に直接
結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサン (Ｂ成分) とからなり、且つこのＢ成分中の
Ｓｉ原子に直接結合している水素原子の合計量に対する
Ａ成分中に含まれるアルケニル基の合計量の比（モル
比）が０. １〜２．０になるように調整された混合物を
硬化させることにより得られる付加反応型シリコーンコ
ポリマーである。

【００１３】このシリコーンゲルについてさらに詳しく
説明すると、上記Ａ成分は直鎖状の分子構造を有し、分
子の両末端にあるアルケニル基ＲがＢ成分中のＳｉ原子
に直接結合した水素原子と付加して架橋構造を形成する
ことができる化合物である。この分子末端に存在するア
ルケニル基は、低級アルケニル基であることが好まし
く、反応性を考慮するとビニル基が特に好ましい。

【００１４】また分子末端に存在するＲ¹ は、脂肪族不
飽和結合を有しない一価の炭化水素基であり、このよう
な基の具体例としてはメチル基、プロピル基及びヘキシ
ル基等のようなアルキル基、フェニル基並びにフロロア
ルキル基を挙げることができる。

【００１５】上記[1] 式においてＲ² は一価の脂肪族炭
化水素であり、このような基の具体的な例としては、メ
チル基、プロピル基及びヘキシル基等のようなアルキル
基並びにビニル基のような低級アルケニル基を挙げるこ
とができる。ただし、Ｒ² のうち少なくとも５０モル％
はメチル基であり、Ｒ² がアルケニル基である場合に
は、アルケニル基は１０モル％以下の量であることが好
ましい。アルケニル基の量が１０モル％を越えると架橋
密度が高くなり過ぎて高粘度になりやすい。またｎは、
このＡ成分の２５℃における粘度が通常は 100〜100,00
0 ｃＳｔ、好ましくは 200〜20,000ｃＳｔの範囲内にな
るように設定される。

【００１６】上記のＢ成分は、Ａ成分の架橋剤でありＳ
ｉ原子に直接結合した水素原子がＡ成分中のアルケニル
基と付加してＡ成分を硬化させる。Ｂ成分は上記のよう
な作用を有していればよく、Ｂ成分としては直鎖状、分
岐した鎖状、環状、あるいは網目状などの種々の分子構
造のものが使用できる。

【００１７】また、Ｂ成分中のＳｉ原子には水素原子の
他、有機基が結合しており、この有機基は通常はメチル
基のような低級アルキル基である。さらに、Ｂ成分の２
５℃における粘度は通常は5000ｃＳｔ以下、好ましくは
５００ｃＳｔ以下である。このようなＢ成分の例として
は、分子両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された
オルガノハイドロジェンポリシロキサン、ジオルガノシ
ロキサンとオルガノハイドロジェンシロキサンとの共重
合体、テトラオルガノテトラハイドロジェンシクロテト
ラシロキサン、ＨＲ¹ ₂ＳｉＯ 1/2単位とＳｉＯ 4/2単位
とからなる共重合体シロキサン、及びＨＲ¹ ₂ＳｉＯ 1/2
単位とＲ¹ ₃ＳｉＯ 1/2単位とＳｉＯ 4/2単位とからなる
共重合体ポリシロキサンを挙げることができる。ただし
上記式においてＲ¹ は前記と同じ意味である。

【００１８】そして上記のＢ成分中のＳｉに直接結合し
ている水素原子の合計モル量に対するＡ成分中のアルケ
ニル基の合計モル量との比率が通常は０．１〜２．０、
好ましくは０．１〜１．０の範囲内になるようにＡ成分
とＢ成分とを混合して硬化させることにより製造され
る。

【００１９】この場合の硬化反応は、通常は触媒を用い
て行なわれる。ここで使用される触媒としては、白金系
触媒が好適であり、この例としては微粉砕元素状白金、
塩化白金酸、酸化白金、白金とオレフィンとの錯塩、白
金アルコラート及び塩化白金酸とビニルシロキ酸との錯
塩を挙げることができる。このような錯塩はＡ成分とＢ
成分との合計重量に対して通常は０．１ｐｐｍ（白金換
算量、以下同様）以上、好ましくは０．５ｐｐｍ以上の
量で使用される。このような触媒の量の上限については
特に制限はないが、例えば触媒が液状である場合、ある
いは溶液として使用することができる場合には２００ｐ
ｐｍ以下の量で十分である。

【００２０】上記のようなＡ成分、Ｂ成分及び触媒を混
合し、室温に放置するか、あるいは加熱することにより
硬化して本発明で使用されるシリコーンゲルが生成す
る。このようにして得られたシリコーンゲルは、JIS K
(K-2207-1980 50グラム荷重) で測定した針入度が通常
５〜２５０を有する。尚このようなシリコーンゲルの硬
度は、上記Ａ成分とＢ成分とにより形成された架橋構造
によって変動する。

【００２１】またシリコーンゲルの硬化前の粘度及び硬
化後の針入度は両末端がメチル基であるシリコーンオイ
ルを、得られるシリコーンゲルに対して５〜７５重量％
の範囲内の量であらかじめ添加することにより調整する
ことができる。このようにシリコーンゲルは上記のよう
にして調整することもできるし、また市販されているも
のを使用することもできる。

【００２２】本発明で使用することができる市販品の例
としては、ＣＦ５０２７、ＴＯＵＧＨ−３、ＴＯＵＧＨ
−４、ＴＯＵＧＨ−５、ＴＯＵＧＨ−６、ＴＯＵＧＨ−
７（トーレ・ダウコーニングシリコーン社製）やＸ３２
−９０２／ｃａｔ１３００（信越化学工業株式会社
製）、Ｆ２５０−１２１（日本ユニカ株式会社製）等を
挙げることができる。

【００２３】尚、上記のＡ成分、Ｂ成分及び触媒の他
に、チクソトロピー性付与剤、顔料、硬化遅延剤、難燃
剤、充填剤等をシリコーンゲルの特性を損なわない範囲
内で配合することもでき、また微小中空球体のフィラー
を混入してなるシリコーンゲルを用いてもよく、このよ
うな材料としては日本フィライト株式会社製造のフィラ
イト（登録商標）や同社販売のエクスパンセル（登録商
標）等が例示できる。

【００２４】そしてこのようにして成る吸振ブロック１
０を製造するに当たっては、図５に示すような成形型３
１を用いる。この成形型３１は一例として金属製の板材
から成る基板３２に対し、その上面に実際に吸振ブロッ
ク１０を構成する各部材をセットし、ゲル原液を流し込
む型本体３３を設けて成る。この型本体３３は、中央に
支持内筒１１を受け入れる保持孔３４を有し、上部と下
部で径寸法を変え、上部を幾分小径とし段差状に構成し
て成る厚肉の円板状部材である。

【００２５】そしてこの段差部３５の角稜及び前記保持
孔３４の上部角稜部は、弧面に形成され、吸振体９の下
面に張出縁部９ａが残るようにし、支持内筒１１並びに
支持外筒１２との接合の万全を図っている。またこの型
本体３３の材料としてはゴム状部材が適用でき、本実施
例では一例としてＪＩＳ規格Ｈ_S ５０〜６０のＥＰＤＭ
ゴムを用いた。そしてこのようにして成る成形型３１を
用いて吸振ブロック１０を製造するにあたっては、支持
内筒１１及び支持外筒１２を成形型３１にセットし、支
持内筒１１と支持外筒１２との間の空隙に上方からゲル
原液を所定の高さとなるまで流し込み前記方法により硬
化を図るのである。

【００２６】尚、本実施例において使用した成形型３１
の型本体３３の材料としてゴム状部材を用いたのは、比
較的製造が簡単で成形精度がそれほど要求されないこ
と、適度に密封性が保たれ、ゲル原液を流し込んだとき
の漏出が防止できるからである。

【００２７】次に本発明の特徴的構成をなす過剰振幅防
止構造の一要素である組付けキャップ１５について説明
する。組付けキャップ１５は、中央に円筒部１６を設
け、この円筒部１６の上部を外側に庇状に張り出させ、
更にその端部を下方に屈曲させ、その内側先端部に前記
吸振ブロック１０における支持外筒１２の係止部１２ｃ
に係合させる係合部１７を形成して成る。そしてこの係
合部１７には保持リング１８が設けられ、この保持リン
グ１８により、その保持作用が完全に行われるように図
っているのである。また係合部１７の一部には切欠き部
１９が設けられていて、その着脱を容易にしている。

【００２８】そしてこのような形状を有する組付けキャ
ップ１５の素材としてはゴム状の材料が適用でき、一例
として本実施例ではＪＩＳ規格Ｈ_S ７０°（Ａ) のＮＢ
ＲゴムとＰＶＣゴムとを混合してなる複合タイプのもの
を用いた。尚このようにして成る組付けキャップ１５
は、過剰振幅を受けた吸振体９の上方への剪断変形をス
トッパ２８に当接することにより許容範囲内に規制する
他、支持外筒１２における上部規制縁１２ｂとの間で被
支持部材Ａを挾持することにより被支持部材Ａの固定を
図る役割も担っている。

【００２９】次に本発明の特徴的構成をなす他の過剰振
幅防止構造たるベースブロック２３について説明する。
ベースブロック２３は、厚肉の略円筒状のストッパ本体
２６に対しその中心に前記取付ボルト４における取付軸
部６に嵌合する下部スリーブ２４を設けて成るものであ
り、下面には取付ボルト４における取付基台５との介渉
を避ける逃げ部２５を形成して成る。そしてストッパ本
体２６の外径寸法は、これに嵌まり合うコイルスプリン
グ２１のコイル内径とほぼ一致する寸法設定となってい
る。

【００３０】尚、このような形状を有するベースブロッ
ク２３のストッパ本体２６の素材としてはゴム状の材料
が適用でき、一例として本実施例ではＪＩＳ規格Ｈ_S ６
０°（Ａ) のＥＰＤＭゴムを用いた。そしてこのように
して成るベースブロック２３は過剰振幅を受けた吸振体
９の下方への剪断変形を許容範囲内に規制するコイルス
プリング２１の位置決めを行う台座としての役割も担っ
ている。

【００３１】そしてこのようにして成る本発明のインシ
ュレータ１の作動状態について説明すれば、支持枠３に
伝わった振動は吸振体９が上下に剪断変形することによ
り吸収され、被支持部材Ａへの伝達を回避する。また振
動振幅の大きな過剰振幅が吸振体９にかかった場合には
過剰振幅防止構造が働き上方においては、支持外筒１２
における係止部１２ｃと係合する組付けキャップ１５の
上面がストッパ２８の下面に当接することにより、また
下方においてはコイルスプリング２１の圧縮並びに支持
外筒１２における保持部１２ａの下面がベースブロック
２３に当接することにより、抑制されるのである。

【００３２】次にこのようにして成る本発明のインシュ
レータ１の他の実施例について説明する。図６に示す実
施例は、前記図１〜５に示す実施例におけるベースブロ
ック２３の形状を異ならせたものであって、具体的には
ベースブロック２３におけるストッパ本体２６の上面を
支持外筒１２における保持部１２ａのテーパ面の傾斜に
合わせ、幾分削り取り、当接凹部４２を形成し、この当
接凹部４２と保持部１２ａとの間に生ずる摩擦力を吸振
体９に生じた過剰振幅の抑制手段として利用することも
できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明のインシュレータ１は以上述べた
ような構成より成るものであって、以下述べるような効
果を発揮する。即ち本発明のインシュレータ１は、実際
の吸振作用を担う吸振体９に対して過剰振幅防止構造を
作用させているから吸振体９に過剰振幅がかかった場合
でも、その振動を抑制でき吸振体９自身に過度の負荷が
かからない。

【００３４】また過剰振幅防止構造の圧縮又はたわみ変
形により過剰振幅に伴う当接時の衝撃が軽減されるた
め、該衝撃によってもたらされる制御ボックス２内部の
諸機材の損傷、特性不良も防止できる。この他組付けキ
ャップ１５はストッパ２８に当接することにより吸振体
９に生じる過剰振幅を防止できる他、支持外筒１２にお
けるフランジ状の縁（上部規制縁１２ｂ）との間で被支
持部材Ａを挾持することで被支持部材Ａを保持する役割
をも有し、またベースブロック２３は支持外筒１２に直
接当接し吸振体９に生ずる過剰振幅を防止できる他コイ
ルスプリング２１の台座としての役割をも担わせること
ができるから部材の有効利用が図れ、部品点数の減少に
も寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインシュレータの使用状態を示す分解
斜視図である。

【図２】本発明のインシュレータを一部破断して示す分
解斜視図である。

【図３】同上半断面図である。

【図４】組付けキャップを一部破断して示す斜視図であ
る。

【図５】吸振ブロックの製造状態を示す縦断面図であ
る。

【図６】本発明のインシュレータの他の実施例を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１インシュレータ２制御ボックス３支持枠４取付ボルト５取付基台６取付軸部７雄ネジ部９吸振体９ａ張出縁部１０吸振ブロック１１支持内筒１２支持外筒１２ａ保持部１２ｂ上部規制縁１２ｃ係止部１５組付けキャップ１６円筒部１７係合部１８保持リング１９切欠き部２１コイルスプリング２３ベースブロック２４下部スリーブ２５逃げ部２６ストッパ本体２８ストッパ２９取付ナット３１成形型３２基板３３型本体３４保持孔３５段差部４２当接凹部Ａ被支持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16F 15/02 - 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部材に対し取り付けられる支持内筒
と被支持部材に対し取り付けられる支持外筒とを具え、
これら支持内筒と支持外筒との間にゲル状物質から成る
吸振体を固着させるとともに、前記支持内筒を囲んだ状
態で一端が支持外筒に当接し、他端が前記支持部材に対
し直接若しくは間接的に当接するコイルスプリングを設
け、前記吸振体と前記コイルスプリングとを変形させる
ことにより、前記支持部材と被支持部材との間に生ずる
振動を吸収する装置であり、更に前記支持外筒に対し被支持部材を取り付けるにあた
っては、前記支持外筒の先端を被支持部材に対し貫通さ
せ支持外筒におけるフランジ状の縁と、支持外筒の先端
に対し嵌め込まれる弾性部材を用いた組付けキャップと
で、前記被支持部材を挾持することにより行うものであ
り、前記被支持部材が前記支持部材から遠ざかる方に所定の
範囲以上移動した際には、この組付けキャップがストッ
パに対し当接して過剰振幅が防止され、一方、前記支持外筒が支持部材に接近して当接する個所
には、弾性部材を用いたベースブロックを設けて、この
ベースブロックに対して前記支持外筒が当接することに
より過剰振幅が防止されることを特徴とするインシュレ
ータ。