JP3465714B2 - 振動エネルギー吸収装置およびその製造方法 - Google Patents

振動エネルギー吸収装置およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建造物の床用ダンパや橋梁用ダン
パ、精密計測器や工作機械用のダンパ或いはその他の各
種の振動発生機器類、又は住設関連機器その他の防振・
制振対象物の台座、脚等に取り付けて防振・制振或いは
衝撃緩和を行うパッシブタイプの振動エネルギー吸収装
置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来、振動を発生する機器類や振動を嫌う精密計測機
器等は、据え付けの際に振動エネルギー吸収装置を設け
て防振・制振対策を施すようにしている。この種の防振
・制振装置として代表的なのが、振動伝達経路の１次側
から２次側にかけて合成ゴムを介在させ、この圧縮変形
により振動エネルギーを吸収するような減衰機構を備え
る装置が広く知られている。またこの他にパッシブタイ
プとしては、バネを利用して１次側からの振動の伝達を
絶縁することで振動エネルギーを２次側に伝達させない
ようにし、油圧或いは空気圧又は粘性がある流体等を封
入したダンパー装置を別途に設けた制振機構を備える装
置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば従来の防振装置・制振装置とし
て振動伝達経路に合成ゴムのみを介在させて振動を減衰
させる方法によると、一般的に低いバネ定数の防振ゴム
ほど優れている場合が多いが、被支持体の重量変動又は
一時的な大荷重入力、衝撃力等によって被支持体の共振
振幅が過大であると、周辺の機器、設置物等との干渉問
題が起きる。したがって、バネ定数には自ずと下限値が
規制されてしまう。また、ゴム材料は一般的に大振幅、
低振動数で柔らかく、小振幅、高振動数で剛いという望
ましくない特性をもっている。本来ならば共振周波数を
低く抑えることができ、且つ防振・制振対象物の共振振
幅を少なくすることができるような合成ゴムが好ましい
が、以上のような事情から振動伝達方向で合成ゴムを利
用して振動エネルギーを吸収するには、特に低周波の振
動に対しては依然改良の余地が残されており、パッシブ
タイプの振動エネルギー吸収装置によりこの点を実現し
た装置は本発明者の知る限り皆無である。
【０００４】 バネ定数を低くして共振周波数を低く抑えるという点
では、その設計理論に基づき非常に正確なバネ特性を容
易に得ることができるコイルスプリングを振動伝達経路
に介在させる方法が効果的である。しかし、この場合、
振動を絶縁することはできるものの、コイルスプリング
の自由振動が止まらないため減衰力がない、という問題
がある。
【０００５】 この減衰力を補いつつコイルスプリングを振動伝達経
路に介在させて振動エネルギーを吸収するには、油圧或
いは空気圧又は粘性がある液体等を封入したダンパー装
置又はゴムとのヒステリシスを利用したダンパー装置を
別途併設する必要がある。このため装置の構造が必然的
に複雑なものとなり、しかもコスト的にも不利になって
しまう、という難点がある。
【０００６】 したがって、コイルスプリングとコイルスプリングの
自由振動を抑えるダンパ機構を同一機器内で一体的に収
める装置の研究がされているが、本発明者の知り得る範
囲ではこのような振動エネルギー吸収装置は皆無であ
る。
【０００７】 以上のような事情を背景に開発されたのが本発明であ
って、本発明は、共振周波数を低く抑えること及び振動
による防振・制振対象物の共振振幅を小さくすることを
ダンパ機構を同一機器内で一体的に備えた簡易な構造で
可能とし、特に低周波領域における振動減衰効果を得る
ことのできるパッシブタイプの振動エネルギー吸収装置
とその製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成する具体的な手段として本発明の振動
エネルギー吸収装置は、振動伝達経路の１次側と２次側
の間に介在されるものであり、前記１次側又は２次側の
何れか一方に筒状周壁を有する第１カバー体を、前記何
れか他方に筒状周壁を有する第２カバー体を、双方の筒
状周壁を内外で重ね合わせた状態で対向配置し、且つ、
該筒状周壁が外側で重なり合っている第１カバー体又は
第２カバー体の何れか一方が、少なくともその筒状周壁
の部分を複数に分割したカバー片として構成してある。
そして、第１、第２カバー体の筒状周壁どうしを自身の
粘着力にて接合すると共に第１又は第２カバー体より伝
達される振動エネルギーを振動伝達方向に沿う流体抵抗
によるせん断変形にて吸収するテープ状の粘弾性体を設
けてなる第１振動吸収部と、第１又は第２カバー体内に
設けられ、両カバー体を相互に離反する方向へ弾性的に
付勢し、第１又は第２カバー体より伝達される振動エネ
ルギーを振動伝達方向に沿う圧縮変形にて吸収するコイ
ルスプリングを含んでなる第２振動吸収部と、を並列的
に備えており、前記粘弾性体は前記コイルスプリングの
圧縮変形による自由振動を前記せん断変形にて減衰し、
前記コイルスプリングは前記何れかのカバー体から伝達
される振動を他方のカバー体に対して前記圧縮変形によ
り絶縁するようになっていることを特徴としている。
【０００９】 つまり、この振動エネルギー吸収装置は、圧縮変形に
より振動の吸収を行うコイルスプリングを備える圧縮型
振動吸収部、即ち第２振動吸収部と、せん断変形による
振動の吸収を行うテープ状の粘弾性体を備えるせん断型
振動吸収部、即ち第１振動吸収部とを並列に備えるよう
にしたので、第２振動吸収部のコイルスプリングで共振
周波数を低く抑えつつ振動を絶縁することができるのと
同時に、第１振動吸収部の粘弾性体で防振・制振対象物
の共振振幅を大幅に軽減すること、即ちコイルスプリン
グの自由振動を効果的に抑えることができる。そして、
前記筒状周壁が外側で重なり合っている第１カバー体又
は第２カバー体の何れか一方は、少なくともその筒状周
壁の部分が複数に分割されたカバー片として構成してあ
り、しかも第１カバー体と第２カバー体とを、前記及び
後述のような働きによりダンパ機能を発揮する粘弾性体
の粘着力を利用して接合する組み立て作業を行えば、本
発明の振動エネルギー吸収装置が形成される。したがっ
て、第１振動吸収部と第２振動吸収部とを同一機器内で
一体的に組み込むようにした極めて簡易な構造でありな
がらも、低周波領域の減衰効果を得ることのできるパッ
シブタイプの振動エネルギー吸収装置とすることができ
る。
【００１０】 前記第１振動吸収部の粘弾性体は、防振・制振対象物
の共振振幅を小さくできるという意味で、第２振動吸収
部のコイルスプリングに対するダンパ機能を持つもので
ある。つまり、粘弾性体の流体抵抗によるせん断変形
は、第２振動吸収部のコイルスプリングの自由振動を効
果的に抑えることを可能とするものである。この結果、
バネ定数を低く設定した場合に問題とされる第２振動吸
収部のコイルスプリングの減衰力を補うことができ、特
に低周波領域においては損失係数が大きく共振振幅の小
さな特性を得ることにより大きな減衰効果を得ることが
可能となる。また、前記粘弾性体は、第２振動吸収部の
コイルスプリングに対して偏荷重が加わったような場合
に、サージング防止或いはバックリング防止という点で
も、より効果的に作用することになる。
【００１１】 また、上記振動エネルギー吸収装置では、第２振動吸
収部としてコイルスプリングを備えている。つまり、コ
イルスプリングはその設計理論に基づき非常に正確なバ
ネ特性を得ることができ且つ製作が容易であるため、バ
ネ定数を自在に特定することができ、共振周波数を意図
的に設定することが可能である。また、コイルスプリン
グを用いれば、支持力に乏しいという粘弾性体の短所を
カバーすることが可能である。
【００１２】 さらに、上記振動エネルギー吸収装置は、防振・制振
対象物により粘弾性体にかかる積載負荷を相殺する予備
負荷を、第２振動吸収部に対して予めかけた状態として
構成するのが好ましい。つまり、防振・制振対象物によ
る積載負荷よりも小さめの予備負荷を第２振動吸収部に
対して予めかけた状態としているので、防振・制振対象
物を取り付けた際に粘弾性体にかかる積載負荷を、ほぼ
無負荷とすることができる。したがって、せん断変形に
よる減衰効果が高いという粘弾性体の特性を十分に発揮
できることになる。
【００１３】 加えて、本発明の振動エネルギー吸収装置は、第１カ
バー体と第２カバー体との間に筒状周壁を有する補助カ
バー体を少なくとも１つ以上組み合わせ、且つ、第１カ
バー体と補助カバー体の筒状周壁どうしと、第２カバー
体と補助カバー体の筒状周壁どうしとを、各々粘弾性体
で接合して第１振動吸収部を構成したものとしている。
【００１４】 このように、補助カバー体の筒状周壁を第１カバー体
の筒状周壁と粘弾性体により接合する一方で、第２カバ
ー体の筒状周壁に対しても粘弾性体により接合すること
で、それぞれ振動伝達方向で直列に粘弾性体を設けるこ
とになり、粘弾性体のダンパ効果を顕著に引き出すこと
が可能である。もちろん前記補助カバー体は、一つだけ
設けるようにするのではなく、第１カバー体と第２カバ
ー体との間で複数個粘弾性体を介在させて設けるように
してもよい。このように第１振動吸収部が粘弾性体を直
列的に複数設ける構造とされることで、より大きな粘弾
性体の変位量を得ることができることになる。したがっ
て、低周波領域においての減衰効果をより効果的に得る
ことが可能であり、防振・制振対象物の共振振幅を大幅
に軽減することができることになる。
【００１５】 また、本発明の振動エネルギー吸収装置は、第１振動
吸収部の粘弾性体は、テープ状の複数の粘弾性体を積層
させて形成したものとして構成できる。つまり、粘弾性
体の使用面積等のみならず厚みを増減することにより、
意図的にバネ定数、変位量の調整が可能であり低周波領
域においての減衰力を増幅することが可能となる。ま
た、粘弾性体の積層を多層として厚みを大きくすること
で、第２振動吸収部のコイルスプリングに偏荷重が加わ
った場合であっても、積層構造とした粘弾性体の圧縮変
形により振動エネルギーを吸収することも可能となる。
【００１６】 また、本発明の振動エネルギー吸収装置の第１振動吸
収部は、第１カバー体又は第２カバー体の外側に補助カ
バー体を更に配置し、且つ、この補助カバー体を前記カ
バー体の何れかに対して粘弾性体によって更に接合した
ものとして構成することができる。つまり、粘弾性体の
厚みを増すことにより低周波領域における減衰力を増幅
させることが可能である。
【００１７】 さらに、本発明の振動エネルギー吸収装置は、防振・
制振対象物を取り付けるための支持体が第１カバー体と
第２カバー体を貫通するようにして設けられ、その貫通
突出部に抜け防止の止め具が配され、また第１カバー体
と第２カバー体に支持体の傾斜を規制する規制部を配
し、支持体が振動による傾斜状態となった場合に前記貫
通突出部が過度に傾斜するのを規制部にて規制するもの
として構成できる。
【００１８】 つまり、防振・制振対象物に強度の振動や衝撃が加わ
った場合、防振・制振対象物を支持する支持体の傾きが
大きくなると、第２カバー体に穿設した規制孔の周側面
と接触すること又は前記止め具が該規制孔の周辺部と接
触することで、例えば支持体の過度の傾きを規制するこ
とができる。従って、防振・制振対象物に過度の傾きが
生じたりしても・防振・制振対象物の横倒し事故を回避
することができる。
【００１９】 また、前記目的を達成し、同様の作用効果を発揮する
他の具体的手段として本発明は、振動伝達経路の１次側
又は２次側の何れか一方側に配置され筒状周壁を有する
内側カバー体に、振動伝達経路の１次側より伝達される
振動エネルギーを振動伝達方向に沿う圧縮変形にて吸収
するコイルスプリングを防振・制振対象物の荷重に相応
する予備負荷を予め加えた圧縮状態で内設した後、該内
側カバー体の筒状周壁の外側から、前記何れか他方側に
配置され複数分割したカバー片として構成した筒状周壁
を有する外側カバー体を、振動伝達経路の１次側より伝
達される振動エネルギーを振動伝達方向に沿う流体抵抗
によるせん断変形にて吸収するテープ状の粘弾性体の粘
着力にて接合した振動エネルギー吸収装置の製造方法を
提供するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各種の実施形態について図１〜図９を
参照して説明する。なお、各実施形態に共通して用いら
れる部材については、共通の符号を用いることとし、ま
た他の実施形態と重複する説明については省略する。
【００２１】 第１実施形態〔図１〜図３〕
【００２２】 本発明による振動エネルギー吸収装置の第１実施形態
を図１、図２及び図３を参照しつつ説明する。第１実施
形態による振動エネルギー吸収装置１は、図１で矢示し
た振動伝達経路の１次側又は２次側の何れか一方に第１
カバー体２を、他方に第２カバー体３を粘弾性体４で接
合して設けてなる「第１振動吸収部」５と、第１カバー
体２又は第２カバー体３を通じて振動伝達方向で伝達さ
れる振動エネルギーを圧縮変形により吸収可能とする
「第２振動吸収部」6,9,10,17とを備えてなるものであ
る。
【００２３】 第１カバー体２は、図２に示すように、その筒状周壁
の外周面が円筒状であり第１カバー体２を縦割り分割し
てなる複数のカバー片7,8で構成され、それらの内周面
と第２カバー体３の筒状周壁の外周面とは粘弾性体４で
接合されている。この第１カバー体２は、図１に示すよ
うに第２振動吸収部６の制振金属板９の上面に対して粘
弾性体10により弾性的に支持されるようにして取り付け
られている。なお、図３に示すように、カバー片7,8を
弾性台座11に直接固定するようにして、第１カバー体２
と荷重受板12との間に制振金属板９と積層した粘弾性体
10とを取り付けるようにしてもよい。カバー片7,8の上
面には、荷重受板12が取り付けられており、支持すべき
物体、例えば建造物や精密測定機器或いは家具その他の
住設関連機器といった振動を嫌う物体や、逆にモータ、
洗濯機又は鍛圧機器類その他の各種工作機械等のように
運転の際に振動を自ら発生する物体が固定され、その荷
重を受けるようになっている。この支持すべき物体を固
定するため、荷重受板12には「支持体」としてのボルト
13が設けられている。
【００２４】 第２カバー体３は、その内部に第２振動吸収部6,9,1
0,17を設けており、矢示振動伝達経路における１次側又
は２次側となる床面或いは基板その他に対してボルトそ
の他の接続手段（図示略）により固定されている。
【００２５】 粘弾性体４は、その接着作用により第１カバー体２の
筒状周壁としての円筒内周面と第２カバー体３の筒状周
壁としての円筒外周面との接合層として両者を接合し、
第１カバー体２及び／又は第２カバー体３からの振動エ
ネルギーを、その流体抵抗によるせん断変形により吸収
するように作用する。また、粘弾性体４は、第２振動吸
収部６のバネ定数を低く設定した場合に、防振・制振対
象物の共振振幅を小さくするダンパとしても機能する。
即ち、粘弾性体４は、第２振動吸収部６の自由振動を抑
えるように機能する。本実施形態では、粘弾性体４は、
せん断変形による大きな変位量を得るため、テープ状の
粘弾性体を積層した接合層４としている。この粘弾性体
４としては、例えばアクリル系樹脂からなる粘弾性体を
利用すればよい。この粘弾性体４は、経年変化が生じ難
く、常時初期の粘弾性が維持される材料が選択されてい
る。
【００２６】 第２振動吸収部6,9,10,17には、金属製の円筒体14の
ほぼ中間部付近に２枚の仕切り板15,16を取付けてなり
仕切り板15,16間を中空としたハウジング17が、第２カ
バー体３の内部に設けられている。このハウジング17の
一方側の仕切り板15と他方側の仕切り板16のそれぞれに
は、仕切り板15,16よりも若干小さい径とした例えば天
然ゴムやネオプレン或いはブチル系の合成ゴムからなる
円柱状又は円筒状の弾性台座6,6が、それぞれ粘弾性体1
0を介して接着固定されている。このように２枚の仕切
り板15,16を有するハウジング17と第２カバー体３との
構造により、重量物の荷重に対しても横倒れも防止でき
る上部で安定した振動エネルギー吸収装置１とすること
ができる。
【００２７】 弾性台座6,6として用いるゴムは、共振周波数を低く
抑えるためにバネ定数を低く設定したものを用いるよう
にするとより好適である。この弾性台座６の上面は、例
えばリング状或いは円板状の制振金属板９と接着固定さ
れ、次いで粘弾性体10を介して第１カバー体２と接着固
定されて、矢示振動伝達経路を形成している。制振金属
板10は、振動減衰をより効果的に行うために、例えば鋼
板又は他の金属板に非鉄金属や合成樹脂等を接着したも
のを利用する。
【００２８】 なお、第２振動吸収部6,9,10,17は、種々の変形が可
能である。例えば、弾性台座6,6の代わりに、例えばコ
イルスプリング等のバネを含む各種の弾性体を使用する
ことが可能である。さらにハウジング17は、この実施形
態の形状に限定されることはなく、またハウジング17を
使用せずに弾性台座6,6を直接に第２カバー体３と制振
金属板９に接着するようにしたり、輪切り状とした複数
個の弾性台座のそれぞれの間に制振金属板を挿入した積
層構造としてもよい。
【００２９】 以上のような構成とした振動エネルギー吸収装置１に
おいて、荷重受板12に例えばモータ、洗濯機、鍛圧機器
類或いは各種工作機械等の振動を発生する物体を取り付
けると、その物体からの振動が荷重受板12から制振金属
板９を経由して、弾性台座６、ハウジング17、弾性台座
６に順次に伝達され床面に至る。この伝達過程におい
て、振動成分の多くは弾性台座6,6、積層された粘弾性
体４、制振金属板９により減衰するが、これらの振動吸
収材料による振動の減衰には若干の時間を要し、特に短
時間に連続して加わる振動の場合には微小振動が残存す
ることになる。そこで、より振動吸収を確実なものとす
べく、第１カバー体7,8と第２カバー体３とを粘弾性体
４による接合層で接合し、粘弾性体４にも荷重が伝達す
るようにし、粘弾性体４のせん断変形により振動が短時
間に吸収されるので、共振周波数が低くなり振動は急激
に減衰し、短時間に連続して発生する振動に対しても極
めて優れた防振効果を発揮することができる。
【００３０】 第２実施形態〔図４〕
【００３１】 本発明による振動エネルギー吸収装置の第２実施形態
について図４を参照しつつ説明する。振動エネルギー吸
収装置１は、第２カバー体３を円柱状台部19にフランジ
20を有する形状とした点、ハウジング17が設けられてお
らず第２振動吸収部として合成ゴム６のみを用いる点、
及び第１振動吸収部に補助カバー体21及び粘弾性体22と
を更に設けている点が、図３に示す第１実施形態の振動
エネルギー吸収装置１と異なっている。つまり、「第２
カバー体」としての基台３は、図４において、その一部
が円柱状に立ち上げられた台部19とされており、矢示振
動伝達経路の１次側或いは２次側に対して前記円柱状の
台部19に設けたフランジ20が粘弾性体10を介して取り付
けられている。この円柱状の台部19には、「第２振動吸
収部」としての弾性台座６が設けられており、この弾性
台座６に対して前記２分割されたカバー片7,8が接着さ
れて、弾性的に支持されるようになっている。
【００３２】 さらに、カバー片7,8の筒状周壁としての円筒状側面
には、所定の間隔をおいて円筒体をほぼ２つ割りした補
助カバー体21の筒状周壁と第１カバー体２の筒状周壁と
を接合し、振動エネルギーをせん断変形により吸収する
粘弾性体22が設けられている。この粘弾性体22は、粘弾
性体４と同様に、テープ状の粘弾性体の積層構造として
いる。こうした構造をもつ第１振動吸収部５は、勿論、
この実施形態に示したように１つだけ設けるのではな
く、補助カバー体21の外側に更に粘弾性体を取付けさら
に別のカバー体を設けるようにしてもよい。
【００３３】 このように台部19により嵩上げされ、合成ゴム６の使
用量を削減した簡素な構造で、第１実施形態の同様の振
動減衰効果を奏する振動エネルギー吸収装置１を形成す
ることができる。また、矢示振動伝達方向でのせん断力
に対して、積層構造とした粘弾性体4,22を並列に設けて
いるので、低周波領域の減衰効果をより効果的に得るこ
とが可能である。
【００３４】 第３実施形態〔図５、図６〕
【００３５】 本発明による第３実施形態について図５及び図６を参
照しつつ説明する。図５に示す実施形態による振動エネ
ルギー吸収装置１は、荷重受板12を介して第１カバー体
２が取り付けられた支持体13の振動エネルギーによる過
度の傾きを規制する「規制部」としての有底筒状の台部
19を設けている。なお、図５の振動エネルギー吸収装置
１は、台部19がフランジ20とは別体のものとして形成さ
れている点を除いて、図４の振動エネルギー吸収装置１
と同様に構成されている。
【００３６】 支持体13には、その一端に防振・制振対象物が取り付
けられ、またこの積載荷重を受ける荷重受板12と制振金
属板９とが取り付けられており、第１カバー体２と第２
カバー体３の底部を貫通するようにして設けられてい
る。そしてその貫通突出部に抜け防止の止め具、つまり
スプリングワッシャ26とナット27が配されており、この
止め具26,27と前記制振金属板９との間の支持体13の外
周面を被覆するようにカラー25が設けられている。ま
た、支持体13の過度の傾斜を規制する規制孔24が形成さ
れた「規制部」としての台部19が設けられている。そし
て支持体13に過度の傾きが生じた場合には、カラー25が
規制孔24の周側面と接触することにより、また前記止め
具26,27が該規制孔24の周辺部と接触することにより、
支持体13の過度の傾きが規制されることになる。
【００３７】 図６の振動エネルギー吸収装置１は、第２振動吸収部
が複数の弾性台座６とそれらの間に設けられている制振
金属板９とからなる構成とされている。この振動エネル
ギー吸収装置１にも図５と同様に規制部としての台部19
が設けられ支持体13の過度の傾斜が規制されるようにな
っている。
【００３８】 第４実施形態〔図７〕
【００３９】 本発明の振動エネルギー吸収装置の第４実施形態につ
いて図７を参照しつつ説明する。第４実施形態による振
動エネルギー吸収装置１は、第１カバー体２の筒状周壁
と第２カバー体３の筒状周壁とを粘弾性体４により接合
した第１振動吸収部５と、「第２振動吸収部」としてコ
イルスプリング28を用い、これに第３実施形態で示した
規制部24の他の実施形態を組み合わせた実施形態であ
る。
【００４０】 コイルスプリング28は、１次側から伝達される振動エ
ネルギーの２次側への伝達を絶縁するように、その一方
を第２カバー体３の内部に設置され、且つ負荷を受けた
状態でその他方が第１カバー体２を支持するように支持
板29を介して固定されている。
【００４１】 第１振動吸収部５の粘弾性体４は、コイルスプリング
28の自由振動を小さくして、防振・制振対象物の共振振
幅を小さくする機能を有するものである。特にコイルス
プリング28に偏荷重が加わった場合には、バックリング
及びサージング現象防止のためにも効果的に機能する。
【００４２】 この実施形態では、バネ定数を低く設定したコイルス
プリング28の圧縮変形により振動絶縁を行う一方で、こ
れと並列に設けた粘弾性体４の積層構造によるせん断変
形により振動の減衰を行うことで、コイルスプリング28
と粘弾性体４とを相補的に作用させることにより、低周
波領域においても減衰効果をもつパッシブタイプの振動
エネルギー吸収装置１となっている。
【００４３】 次に、この振動エネルギー吸収装置１の組立方法につ
いて図７を参照しつつ説明する。
【００４４】 まず、コイルスプリング28を第２カバー体３に設置す
る。次いで荷重受板12と支持板29とが固定され且つその
一端に防振・制振対象物（図示略）を固定するための支
持体13を、第２カバー体３の台部30に貫通形成した規制
孔31を挿通させるようにして設けるようにする。このと
きコイルスプリング28には、防振・制振対象物により後
述の粘弾性体４にかかる積載負荷をほぼ相殺できるよう
に該積載負荷よりも小さめの予備負荷を掛けるようにす
る。なお、予備負荷の具体的数値は、防振・制振対象物
の重量や防振・制振対象物に対する振動エネルギー吸収
装置１の設置個数及び配置等により決定されるものであ
る。そして、支持体13の傾きを台部30との接触により規
制する規制部材32を、前記台部30の規制孔31との間で所
定の間隙を与えた状態で設置し、止め具33を支持体13に
凹形成してある周溝に嵌合させて固定する。
【００４５】 次に、粘弾性体４を第２カバー体３の円筒外周面に接
着させた後、第１カバー体２のカバー片7,8を図中側方
より対向させて粘弾性体４に貼り合わせ、そしてネジ37
によりカバー片7,8と支持板29とを固着する。最後にコ
イルスプリング28に対する予備負荷を開放すれば本実施
形態による振動エネルギー吸収装置１が形成されること
になる。なお、予備負荷を開放すると、規制部材32と第
２カバー体３の台部30は接触状態となるが、支持体13に
防振・制振対象物を取り付けると、その積載負荷がコイ
ルスプリング28に加ることになるため、規制部材32と第
２カバー体３との間に所定のクリアランスが形成され
（図６参照）、規制部材32と第２カバー体３の台部30と
は非接触状態、つまり絶縁状態となる。このとき、第１
カバー体２の筒状周壁と第２カバー体３の筒状周壁とを
接合する粘弾性体４にかかる積載負荷は、ほぼ無負荷の
状態となり、最適な状態で粘弾性体４の特性を発揮しう
る状態とされる。
【００４６】 第５実施形態〔図８〕
【００４７】 第５実施形態による振動エネルギー吸収装置について
図８を参照しつつ説明する。この実施形態による振動エ
ネルギー吸収装置１は、第１振動吸収部５に補助カバー
体34を一つ備えている点、また「第２振動吸収部」とし
ての複数のコイルスプリング35,36を振動伝達経路に直
列的に設けるようにしている点が、第４実施形態による
振動エネルギー吸収装置１と異なっている。この実施形
態による２つのコイルスプリング35,36は、それぞれバ
ネ定数を同一に又は異なるものとして任意のバネ定数を
設定することが可能である。また積層した粘弾性体4,4
を直列的に設けたことで、第１振動吸収部５のせん断変
形による変位量を大きくすることができ、低周波領域の
減衰効果を得ることが可能である。
【００４８】 なお、本実施形態では補助カバー体34を１つしか設け
ていないが、同様の接続形式により勿論任意数の補助カ
バー体34を直列的に連ねて接続することが可能である。
この場合には、加えられるコイルスプリングの数は、直
列的に連ねた補助カバー体の数と同じだけ加えられるこ
とになる。
【００４９】 実験例〔図９〕
【００５０】 前記第４実施形態の振動エネルギー吸収装置１による
振動特性の実験例と計算式を図９を参照して説明する。
図９に示す振動エネルギー吸収装置１は、図７に示す装
置の等価モデルとして表している。本実験では、防振・
制振対象物として質量Ｍの物体40を積載し、加振機41に
より防振器系の基礎を強制変位振動Ｖで加振させ、装置
の振動特性を測定した。なお、ここでは振動エネルギー
吸収装置１の粘弾性体４は、周波数、振幅及び温度に依
存することが知られているが、ここではこれらの影響に
ついては考えないものとして扱う。
【００５１】 このときの積載質量Ｍの変位振動をＵとすると、防振
系の運動方程式は次式となる。
【００５２】 Ｍ（d2U/dt2）＋kRU＝kRV （但し、kRは、振動エネルギー吸収装置１の合成複素バ
ネ定数である。）
【００５３】 本発明者の知る範囲では、防振効果の高いブチル系合
成ゴムを利用した振動エネルギー吸収装置の場合、共振
倍率は3.0前後であるのに対して、第４実施形態による
振動エネルギー吸収装置１の場合、共振倍率は1.5前後
と、前者のほぼ半分になることが上記実験によりわかっ
た。そして損失係数についても、本発明者の知り得る範
囲では、例えばブチル系合成ゴムの場合は最もよくて0.
5前後であるのに対して、本実施形態による振動エネル
ギー吸収装置１の場合には、0.8前後以上という極めて
高い減衰効果を示す測定値を安定的に得ることができ
た。
【００５４】 この実験結果より、本発明の第４実施形態によるパッ
シブタイプの振動エネルギー吸収装置１の構成、つまり
第１振動吸収部５と第２振動吸収部28とを振動伝達方向
で並列にして設けた構成、第２振動吸収部28としてバネ
定数を低く設定したコイルスプリング28を用いて振動絶
縁を行うようにした構成、及び第１振動吸収部５の粘弾
性体４のせん断変形により振動を吸収するようにした構
成が、振動エネルギーを大幅に吸収でき且つ低周波領域
でも振動減衰効果を得ることが可能であることを確認す
ることができた。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、共振周波
数を低く抑えること及び振動による防振・制振対象物の
共振振幅を小さくすることをダンパ機構を同一機器内で
一体的に備えた簡易な構造で可能とし、特に低周波領域
における優れた振動減衰効果を発揮するパッシブタイプ
の振動エネルギー吸収装置が得られる。 ［図面の簡単な説明］
【図１】 本発明の第１実施形態による振動エネルギー吸収装置
の断面構造図。
【図２】 図１の振動エネルギー吸収装置の平面図。
【図３】 図１の振動エネルギー吸収装置の変形例による断面構
造図。
【図４】 本発明の第２実施形態による振動エネルギー吸収装置
の断面構造図。
【図５】 本発明の第３実施形態による、規制部を備えた振動エ
ネルギー吸収装置の断面構造図。
【図６】 本発明の第３実施形態による、規制部を備えた振動エ
ネルギー吸収装置の断面構造図。
【図７】 本発明の第４実施形態による、規制部を備えた振動エ
ネルギー吸収装置の断面構造図。
【図８】 本発明の第５実施形態による、規制部を備えた振動エ
ネルギー吸収装置の断面構造図。
【図９】 本発明の実験例として取り上げた第４実施形態の振動
エネルギー吸収装置の等価モデルを示す説明図。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−102468（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−211143（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−355124（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−93533（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−157534（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−74338（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−108837（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−34315（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−128313（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−75326（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−70538（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−16850（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭58−35874（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】振動伝達経路の１次側と２次側の間に介在
    させる振動エネルギー吸収装置において、 前記１次側又は２次側の何れか一方に筒状周壁を有する
    第１カバー体を、前記何れか他方に筒状周壁を有する第
    ２カバー体を、双方の筒状周壁を内外で重ね合わせた状
    態で対向配置し、且つ、該筒状周壁が外側で重なり合っ
    ている第１カバー体又は第２カバー体の何れか一方が、
    少なくともその筒状周壁の部分を複数に分割したカバー
    片として構成してあり、 第１、第２カバー体の筒状周壁どうしを自身の粘着力に
    て接合すると共に第１又は第２カバー体より伝達される
    振動エネルギーを振動伝達方向に沿う流体抵抗によるせ
    ん断変形にて吸収するテープ状の粘弾性体を設けてなる
    第１振動吸収部と、 第１又は第２カバー体内に設けられ、両カバー体を相互
    に離反する方向へ弾性的に付勢し、第１又は第２カバー
    体より伝達される振動エネルギーを振動伝達方向に沿う
    圧縮変形にて吸収するコイルスプリングを含んでなる第
    ２振動吸収部と、を並列的に備えており、 前記粘弾性体は前記コイルスプリングの圧縮変形による
    自由振動を前記せん断変形にて減衰し、前記コイルスプ
    リングは前記何れかのカバー体から伝達される振動を他
    方のカバー体に対して前記圧縮変形により絶縁するよう
    になっていることを特徴とする振動エネルギー吸収装
    置。
  2. 【請求項２】振動伝達経路の１次側と２次側の間に介在
    させる振動エネルギー吸収装置において、 前記１次側又は２次側の何れか一方に、複数分割したカ
    バー片にて構成される筒状周壁を有する第１カバー体
    を、前記何れか他方に、複数分割したカバー片にて構成
    される筒状周壁を有する第２カバー体を配置するととも
    に、第１カバー体と第２カバー体との間に、筒状周壁を
    有する補助カバー体を、第１カバー体及び第２カバー体
    の筒状周壁の内側に重ね合わせた状態で対向配置してあ
    り、 第１カバー体及び第２カバー体と補助カバー体との筒状
    周壁どうしを、自身の粘着力にて接合すると共に第１カ
    バー体又は第２カバー体より伝達される振動エネルギー
    を振動伝達方向に沿う流体抵抗によるせん断変形にて吸
    収するテープ状の粘弾性体を設けてなる第１振動吸収部
    と、 第１カバー体、第２カバー体及び補助カバー体の内部に
    設けられ、第１カバー体と第２カバー体を相互に離反す
    る方向へ弾性的に付勢し、第１カバー体又は第２カバー
    体より伝達される振動エネルギーを振動伝達方向に沿う
    圧縮変形にて吸収するコイルスプリングを含んでなる第
    ２振動吸収部と、を並列的に備えており、 前記粘弾性体は前記コイルスプリングの圧縮変形による
    自由振動を前記せん断変形にて減衰し、前記コイルスプ
    リングは前記何れかのカバー体から伝達される振動を他
    方のカバー体に対して前記圧縮変形により絶縁するよう
    になっていることを特徴とする振動エネルギー吸収装
    置。
  3. 【請求項３】防振・制振対象物により粘弾性体にかかる
    積載負荷を相殺する予備負荷を、第２振動吸収部に対し
    て予めかけた状態としてある請求項１又は請求項２記載
    の振動エネルギー吸収装置。
  4. 【請求項４】第１振動吸収部の粘弾性体は、テープ状の
    複数の粘弾性体を積層させて形成したものである請求項
    １又は請求項２記載の振動エネルギー吸収装置。
  5. 【請求項５】第１振動吸収部は、第１カバー体又は第２
    カバー体の外側に補助カバー体を更に配置し、且つ、こ
    の補助カバー体を前記カバー体の何れかに対して粘弾性
    体によって更に接合したものとして構成してある請求項
    １又は請求項２記載の振動エネルギー吸収装置。
  6. 【請求項６】防振・制振対象物を取り付けるための支持
    体が第１カバー体と第２カバー体を貫通するようにして
    設けられ、その貫通突出部に抜け防止の留め具が配さ
    れ、また第１カバー体と第２カバー体に支持体の傾斜を
    規制する規制部を配し、支持体が振動による傾斜状態と
    なった場合に前記貫通突出部が過度に傾斜するのを規制
    部にて規制する請求項１又は請求項２記載の振動エネル
    ギー吸収装置。
  7. 【請求項７】振動伝達経路の１次側又は２次側の何れか
    一方側に配置され筒状周壁を有する内側カバー体に、振
    動伝達経路の１次側より伝達される振動エネルギーを振
    動伝達方向に沿う圧縮変形にて吸収するコイルスプリン
    グを防振・制振対象物による荷重に相応する予備負荷を
    予め加えた圧縮状態で内設した後、該内側カバー体の筒
    状周壁の外側から、前記何れか他方側に配置され複数分
    割したカバー片として構成した筒状周壁を有する外側カ
    バー体を、振動伝達経路の１次側より伝達される振動エ
    ネルギーを振動伝達方向に沿う流体抵抗によるせん断変
    形にて吸収するテープ状の粘弾性体の粘着力にて接合し
    た振動エネルギー吸収装置の製造方法。
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