JP3917720B2 - 免震除振装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下免震或いは上下除振を目的とした上下振動減衰装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地震や産業機械等の上下振動を低減させる装置としては、圧縮ばねや空気ばね或いはゴムを用いて上部の荷重を支え、上下振動の固有振動数より長く固有振動数を設定して振動低減をはかるのが一般的である。
【０００３】
上下振動を低減する装置としては、産業機械等から発生した振動を他への伝達を低減するもの（防振装置）や地震などの振動を産業機械等への伝達を低減するもの（免震、除振装置）がある。いずれも産業機械などの荷重を弾性支持するのが一般的でその主なものは次の３通りである。
【０００４】
１）空気ばねを用いた装置
構造物の下に空気ばねを用いた場合は、振動低減効果を上げるために柔らかいばね定数を得ることができるが、コンプレッサ、補助タンク等の付帯設備を必要とし、長周期に設定しょうとすると非常に高価なものとなる。
【０００５】
２）金属ばねを用いた装置
構造物の下に金属ばねを用いた場合は、材料の定数が安定しているため、設計は容易で安価であるが、装置の荷重を支えるためのたわみ長を必要とし、長周期に設定することは非常に困難である。また図６に示した上下免震装置のように構造物２２を支えた支持台２１に水平引っ張りばね２３を配置して吊っているものは長周期に設定できる（特開平２−９１３５４号）が、構造物の荷重を支えるために取付け長が非常に長くなり広いスペースを必要とする。
【０００６】
３）防振ゴムを用いた装置
内部摩擦によるダンピングが得られるという利点はあるが、長周期に設定するには、装置の荷重を支えるためのたわみ長及びストロークを得るのに困難で耐久性も他のものに比べて劣る。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は、上記の従来の制振装置の欠点を改善した新しい長周期の免震除振装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上下架台間に水平コイルばねにリンクを介して得られる上下方向のばね定数（以下、負のばね定数という）をもつばね機構と正のばね定数をもつばね機構を組合せ、具体的にはリンク機構とコイルばねを組み合わせることによって、新規な長周期の免震除振装置を実現したものである。すなわち、請求項１の発明は、１対のリンクのそれぞれの一端部を上架台と下架台に枢着すると共にそれぞれの他端部を前記の下架台と上架台の各水平移動機構と枢着し、下架台に複数の負のばね定数をもつ第１コイルばね及び下架台と上架台の間に複数の正のばね定数をもつ第２コイルばね及びシャックルを有する第３コイルばねを配置してなる免震除振装置であって、前記第３コイルばねは、前記シャックルによって前記上架台が上方に移動する場合に作用することを特徴とする免震除震装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記第１コイルばねの固定長さを調節することにより、除振物の上下振動を長周期に変化させることのできる請求項１の免震除振装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記第２コイルばねの固定長さを調節することにより、制振装置を任意の高さに調節できる請求項１又は２の免震除振装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記水平移動機構がレールと直線運動機構からなる請求項１乃至３のいずれかの免震除振装置である。
【００１３】
請求項５は、上架台と下架台との間にさらにオイルダンパーを配置してなる請求項１乃至４のいずれかの免震除振装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明装置の実施の形態の平面図であって、基礎上面に下架台１を配置しその上方に上架台２を平行に設けて、複数の第１コイルばね３の右端をばね連結具６とその他方の左端を下架台１に強さを調節可能に連結して除振物の重量と第１コイルばね３との関係を調整する。そして第１コイルばね３の両側に垂直方向に各２本の第２コイルばね４とシャックル１１を有する第３コイルばね５が配置されている。なお、１２はオイルダンパーで上架台２と下架台１との間に設けてあり、減衰を速くする。このオイルダンパー１２は取付けなくてもよい。
【００１６】
図２は、本発明の平常時の側面図であって、上架台２の上面に除振物（図示していない）が載置されている。上架台２が下架台１に対して上下に移動できるように第１コイルばね３はリンク７を介して負のばね定数にて設けられている。右下がりのリンク７−１はその下方端が下架台１の端部近傍に設けた水平移動機構８−２に枢着し、その上方端は上架台２に枢着している。この水平移動機構８−２は下架台のレール９−２と直線運動装置１０−２から構成されている。また左下がりのリンク７−２はその上方端は上架台２の端部近傍に設けた水平移動機構８−１に枢着しその下方端は下架台１に枢着している。上記と同様に水平移動機構８−１は上架台のレール９−１と直線運動装置１０−１から構成されている。リンクの内側には上架台２と下架台１との間に２本の第２コイルばね４及び特にシャックル１１を介して２本の第３コイルばね５は通常はばね作用をせずに配置されている。各リンクが上・下架台と枢着する場合はベアリングの軸受を用いている。
【００１７】
図３は、振動により上架台２が上方に移動した場合の側面図である。
【００１８】
図４は、図１の側面図の左半分である。
【００１９】
図５は、第１コイルばね３、第２コイルばね４及び第３コイルばね５の荷重−たわみ線図であって、第１コイルばね３の負のばね定数と第２コイルばね４及び第３コイルばね５の正のばね定数を合計すると右上がりの実線にて示したようになだらかな傾斜となり長周期になっていることが分かる。
【００２０】
次に作用を説明する。
【００２１】
図１の本発明装置において、図２は平常時で上架台２は静止している。振動により上架台２が上方に移動するとリンク７は立ち上がり上架台の直線運動装置１０−１は上架台２の中央側に、また下架台の直線運動装置１０−２は下架台１の中央側に移動すると共に第２コイルばね４及び第３コイルばね５は図５の左下に位置している。また第１コイルばね３の荷重−たわみ線図は図５の左上に示す。これらの第１コイルばね３、第２コイルばね４及び第３コイルばね５の特性の合計は、図５の左下の実線となり中心点から左下がりのなだらかな傾斜となっている。逆に上架台２が振動加速度により下方に移動した場合は、１対のリンク７はほぼ平行状態になり、上架台の直線運動装置１０−１は上架台２の外端側に、また下架台の直線運動装置１０−２は下架台１の外端側に移動すると共に第２コイルばね４の荷重−たわみ線図は図５の右上に示すようになる。第３コイルばね５はシャックル１１のために何ら作用しないので図の右上には表れない。また第１コイルばね３の荷重−たわみ線図は図５の右下に示す。この第１コイルばね３と第２コイルばね４の合計は図５の右上の実線の通り中心点からなだらかな右上がりの傾斜になっている。
【００２２】
すなわち、３種類のコイルばねを単独に使用するよりもそれらを組み合わせてセットにして使用すると荷重−たわみ線図は図５の実線に示す通りなだらかな右上がり直線となり、本発明装置の固有周期を長周期になることが分かる。また除振物の重量により第１コイルばね３の固定長さを変えることによりその荷重を調節することができる。本発明装置の高さを上架台２に固着された第２コイルばね４の固定長さを変えることにより調節することによってできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、負のばね定数をもつばねと、正のばね定数をもつばねおよびシャックルを有するばねの３種類のコイルばねを組み合わせることによりコンバクトで長周期の免震除振装置が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の平面図、
【図２】本発明装置平常時の側面図、
【図３】本発明装置の上架台が移動した時の側面図、
【図４】図１の側面図の左半分を示す、
【図５】コイルばねの荷重−たわみ線図、
【図６】従来の長周期の振動低減装置の一例を示す。
【符号の説明】
１ 下架台
２ 上架台
３ 第１コイルばね
４ 第２コイルばね
５ 第３コイルばね
６ ばね連結具
７ リンク
８ 水平移動機構
９ レール
１０ 直線運動装置
１１ シャックル
１２ オイルダンパー
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下免震或いは上下除振を目的とした上下振動減衰装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地震や産業機械等の上下振動を低減させる装置としては、圧縮ばねや空気ばね或いはゴムを用いて上部の荷重を支え、上下振動の固有振動数より長く固有振動数を設定して振動低減をはかるのが一般的である。
【０００３】
上下振動を低減する装置としては、産業機械等から発生した振動を他への伝達を低減するもの（防振装置）や地震などの振動を産業機械等への伝達を低減するもの（免震、除振装置）がある。いずれも産業機械などの荷重を弾性支持するのが一般的でその主なものは次の３通りである。
【０００４】
１）空気ばねを用いた装置
構造物の下に空気ばねを用いた場合は、振動低減効果を上げるために柔らかいばね定数を得ることができるが、コンプレッサ、補助タンク等の付帯設備を必要とし、長周期に設定しょうとすると非常に高価なものとなる。
【０００５】
２）金属ばねを用いた装置
構造物の下に金属ばねを用いた場合は、材料の定数が安定しているため、設計は容易で安価であるが、装置の荷重を支えるためのたわみ長を必要とし、長周期に設定することは非常に困難である。また図６に示した上下免震装置のように構造物２２を支えた支持台２１に水平引っ張りばね２３を配置して吊っているものは長周期に設定できる（特開平２−９１３５４号）が、構造物の荷重を支えるために取付け長が非常に長くなり広いスペースを必要とする。
【０００６】
３）防振ゴムを用いた装置
内部摩擦によるダンピングが得られるという利点はあるが、長周期に設定するには、装置の荷重を支えるためのたわみ長及びストロークを得るのに困難で耐久性も他のものに比べて劣る。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
本発明は、上記の従来の制振装置の欠点を改善した新しい長周期の免震除振装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上下架台間に水平コイルばねにリンクを介して得られる上下方向のばね定数（以下、負のばね定数という）をもつばね機構と正のばね定数をもつばね機構を組合せ、具体的にはリンク機構とコイルばねを組み合わせることによって、新規な長周期の免震除振装置を実現したものである。すなわち、請求項１の発明は、１対のリンクのそれぞれの一端部を上架台と下架台に枢着すると共にそれぞれの他端部を前記の下架台と上架台の各水平移動機構と枢着し、下架台に複数の負のばね定数をもつ第１コイルばね及び下架台と上架台の間に複数の正のばね定数をもつ第２コイルばね及びシャックルを有する第３コイルばねを配置してなる免震除振装置であって、前記第３コイルばねは、前記シャックルによって前記上架台が上方に移動する場合に作用することを特徴とする免震除震装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記第１コイルばねの固定長さを調節することにより、除振物の上下振動を長周期に変化させることのできる請求項１の免震除振装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記第２コイルばねの固定長さを調節することにより、制振装置を任意の高さに調節できる請求項１又は２の免震除振装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、前記水平移動機構がレールと直線運動機構からなる請求項１乃至３のいずれかの免震除振装置である。
【００１３】
請求項５は、上架台と下架台との間にさらにオイルダンパーを配置してなる請求項１乃至４のいずれかの免震除振装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明装置の実施の形態の平面図であって、基礎上面に下架台１を配置しその上方に上架台２を平行に設けて、複数の第１コイルばね３の右端をばね連結具６とその他方の左端を下架台１に強さを調節可能に連結して除振物の重量と第１コイルばね３との関係を調整する。そして第１コイルばね３の両側に垂直方向に各２本の第２コイルばね４とシャックル１１を有する第３コイルばね５が配置されている。なお、１２はオイルダンパーで上架台２と下架台１との間に設けてあり、減衰を速くする。このオイルダンパー１２は取付けなくてもよい。
【００１６】
図２は、本発明の平常時の側面図であって、上架台２の上面に除振物（図示していない）が載置されている。上架台２が下架台１に対して上下に移動できるように第１コイルばね３はリンク７を介して負のばね定数にて設けられている。右下がりのリンク７−１はその下方端が下架台１の端部近傍に設けた水平移動機構８−２に枢着し、その上方端は上架台２に枢着している。この水平移動機構８−２は下架台のレール９−２と直線運動装置１０−２から構成されている。また左下がりのリンク７−２はその上方端は上架台２の端部近傍に設けた水平移動機構８−１に枢着しその下方端は下架台１に枢着している。上記と同様に水平移動機構８−１は上架台のレール９−１と直線運動装置１０−１から構成されている。リンクの内側には上架台２と下架台１との間に２本の第２コイルばね４及び特にシャックル１１を介して２本の第３コイルばね５は通常はばね作用をせずに配置されている。各リンクが上・下架台と枢着する場合はベアリングの軸受を用いている。
【００１７】
図３は、振動により上架台２が上方に移動した場合の側面図である。
【００１８】
図４は、図１の側面図の左半分である。
【００１９】
図５は、第１コイルばね３、第２コイルばね４及び第３コイルばね５の荷重−たわみ線図であって、第１コイルばね３の負のばね定数と第２コイルばね４及び第３コイルばね５の正のばね定数を合計すると右上がりの実線にて示したようになだらかな傾斜となり長周期になっていることが分かる。
【００２０】
次に作用を説明する。
【００２１】
図１の本発明装置において、図２は平常時で上架台２は静止している。振動により上架台２が上方に移動するとリンク７は立ち上がり上架台の直線運動装置１０−１は上架台２の中央側に、また下架台の直線運動装置１０−２は下架台１の中央側に移動すると共に第２コイルばね４及び第３コイルばね５は図５の左下に位置している。また第１コイルばね３の荷重−たわみ線図は図５の左上に示す。これらの第１コイルばね３、第２コイルばね４及び第３コイルばね５の特性の合計は、図５の左下の実線となり中心点から左下がりのなだらかな傾斜となっている。逆に上架台２が振動加速度により下方に移動した場合は、１対のリンク７はほぼ平行状態になり、上架台の直線運動装置１０−１は上架台２の外端側に、また下架台の直線運動装置１０−２は下架台１の外端側に移動すると共に第２コイルばね４の荷重−たわみ線図は図５の右上に示すようになる。第３コイルばね５はシャックル１１のために何ら作用しないので図の右上には表れない。また第１コイルばね３の荷重−たわみ線図は図５の右下に示す。この第１コイルばね３と第２コイルばね４の合計は図５の右上の実線の通り中心点からなだらかな右上がりの傾斜になっている。
【００２２】
すなわち、３種類のコイルばねを単独に使用するよりもそれらを組み合わせてセットにして使用すると荷重−たわみ線図は図５の実線に示す通りなだらかな右上がり直線となり、本発明装置の固有周期を長周期になることが分かる。また除振物の重量により第１コイルばね３の固定長さを変えることによりその荷重を調節することができる。本発明装置の高さを上架台２に固着された第２コイルばね４の固定長さを変えることにより調節することによってできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、負のばね定数をもつばねと、正のばね定数をもつばねおよびシャックルを有するばねの３種類のコイルばねを組み合わせることによりコンバクトで長周期の免震除振装置が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の平面図、
【図２】本発明装置平常時の側面図、
【図３】本発明装置の上架台が移動した時の側面図、
【図４】図１の側面図の左半分を示す、
【図５】コイルばねの荷重−たわみ線図、
【図６】従来の長周期の振動低減装置の一例を示す。
【符号の説明】
１ 下架台
２ 上架台
３ 第１コイルばね
４ 第２コイルばね
５ 第３コイルばね
６ ばね連結具
７ リンク
８ 水平移動機構
９ レール
１０ 直線運動装置
１１ シャックル
１２ オイルダンパー
Claims (5)
- １対のリンクのそれぞれの一端部を上架台と下架台に枢着すると共にそれぞれの他端部を前記の下架台と上架台の各水平移動機構と枢着し、下架台に複数の負のばね定数をもつ第１コイルばね及び下架台と上架台の間に複数の正のばね定数をもつ第２コイルばね及びシャックルを有する第３コイルばねを配置してなる免震除振装置であって、前記第３コイルばねは、前記シャックルによって前記上架台が上方に移動する場合に作用することを特徴とする免震除震装置。
- 前記第１コイルばねの固定長さを調節することにより、除振物の上下振動を長周期に変化させることのできる請求項１の免震除振装置。
- 前記第２コイルばねの固定長さを調節することにより、制振装置を任意の高さに調節できる請求項１又は２の免震除振装置。
- 前記水平移動機構がレールと直線運動機構からなる請求項１乃至３のいずれかの免震除振装置。
- 上架台と下架台との間にさらにオイルダンパーを配置してなる請求項１乃至４のいずれかの免震除振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20019397A JP3917720B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 免震除振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20019397A JP3917720B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 免震除振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137214A JPH1137214A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3917720B2 true JP3917720B2 (ja) | 2007-05-23 |
Family
ID=16420355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20019397A Expired - Fee Related JP3917720B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 免震除振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3917720B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055494A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Hiroshima Univ | 等反発ばね機構 |
| JP5082044B2 (ja) * | 2006-12-21 | 2012-11-28 | 学校法人明治大学 | 免震装置 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP20019397A patent/JP3917720B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1137214A (ja) | 1999-02-12 |
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