JP4754275B2

JP4754275B2 - 壁掛機器用防振支持構造

Info

Publication number: JP4754275B2
Application number: JP2005171911A
Authority: JP
Inventors: 厚市福井
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-06-13
Also published as: JP2006348961A

Description

本願発明は、機器を壁面に掛けて支持する場合の防振支持構造に関し、詳しくは、壁に掛けた機器から取付台側へ振動が伝播するのを抑止する防振支持構造に関する。

従来より、種々の機器が壁面に掛けて支持した状態で使用されている。例えば、動力機器を制御する制御器や、各種制御器を収納した機器等が壁面に掛けて支持した状態で使用されている。

このように機器を壁面に掛けて支持した状態で使用する場合、その機器で発生する振動を壁面に伝播させないように支持したい場合がある。例えば、水中の音響を計測する水中調査船等の場合、機器から船体構造に振動が伝わり、その振動によって自船から有害な雑音を発して安定した水中調査を妨げる場合がある。このため、通常、船体構造に振動を伝えて水中雑音源となりうる電気機器（例えば、変圧器、電動機、リレー等）は、船体と機器とがボルト等の金属同士が接触しないように、その支持部に防振ゴムを挟んで連結されている。

この機器の支持部としては、例えば、図５(a) の縦断面図に示すように、壁面Ｗに固定された取付台Ｂの取付台側フランジＢＦの両面に防振ゴム５１を設けるとともに、取付台側フランジＢＦの貫通孔５２にリング状のゴム部材５３を設け、機器Ａの機器側フランジＡＦとこれら防振ゴム５１とゴム部材５３との中心部にボルト５４を挿通させて端部をナット５５で固定することにより、機器Ａと取付台Ｂとの間に防振ゴム５１とゴム部材５３と介在させた状態で連結する構造がある。５６はライナであり、ボルト５４の反機器側で防振ゴム５１と接する板材である。この構成の場合、機器Ａに接するボルト５４を防振ゴム５１とゴム部材５３とを介して取付台Ｂに支持しているので、金属同士の接触は防止した支持ができる（従来例１）。

また、他の従来技術として、図５(b) の縦断面図に示すように、防振ゴム６１の両面に取付ボルト６２，６３が一体的に立設された金属板を接着し、一方の取付ボルト６２を機器Ａの機器側フランジＡＦにナット６４で固定し、他方の取付ボルト６３を取付台Ｂの取付台側フランジＢＦにナット６４で固定することによって機器Ａを支持するような構造がある。この構成の場合も、金属同士の接触を防止した支持ができる（従来例２）。

さらに、この種の機器を壁面で防振支持する従来技術として、例えば、壁面の上下に固定する壁面側支持部材と、振動発生機器を固定する機器側支持部材とを設け、夫々対応させた縦板部を水平方向に間隔をおき、横板部を機器側が上方で垂直方向に間隔をおいた状態で対向させ、それらの間隔に防振ゴムを介在させて連結ボルトにより連結するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５９９２０６号公報（第３，４頁、図１）

しかしながら、前記従来例１の場合、機器Ａの重量は取付台側フランジＢＦの貫通孔５２に設けたゴム部材５３及びフランジＢＦの両面とゴム部材間の摩擦力で支持することになるため、このゴム部材５３が経年使用により撓んで十分な防振効果を得ることができなくなる。

また、前記従来例２の場合、機器Ａの重量を防振ゴム６１の剪断方向に働く力として受けるため、経年使用により防振ゴム６１の劣化が早く長期間十分な防振効果を得ることができなくなるとともに、この構成の場合には、機器重量が数十ｋｇ〜数百ｋｇと大きい場合には防振ゴム６１が変形して使用が難しい。

その上、当初は防振支持対象ではなく、取付台に取付済の機器Ａであっても、後に防振支持したい場合がある。その場合、前記従来例１の構造では、フランジＢＦに設けられているボルト孔をゴム部材５３を設けるための貫通孔５２に拡径するので、これによってフランジＢＦの強度が低下するおそれがあり、前記従来例２の構造では、十分な防振効果が得られる大きさの防振ゴム６１を使用できないおそれがある。

さらに、前記特許文献１の場合には、振動発生機器を固定する機器側支持部材の縦板部及び横板部と、壁面側支持部材の縦板部及び横板部とが取付ボルトを介して金属同士が接触しているので、この接触部から振動発生機器の振動が壁面に伝播してしまう。

そのため、これらの従来技術では、前記水中調査船のように微細な音響も計測する場合、自船の機器から発する振動等の雑音によって安定した計測が困難になる場合が生じる。すなわち、水中調査船で計測している音響が、自船から発している雑音か周囲の調査している音響かを見極めることが困難であるため、安定した調査が難しくなる。

そこで、本願発明は、機器を壁面に掛けて支持する場合に、安定して振動伝播を抑止できる壁掛機器用防振支持構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本願発明は、機器を壁面の取付台に掛けて支持するための防振支持構造であって、前記機器と取付台の上部と下部とにそれぞれ固定して該機器と取付台との間に配置する支持部材と保持部材とを設け、該支持部材と保持部材とに水平方向板と垂直方向板とを備えさせ、前記機器と取付台とに該垂直方向板を固定して水平方向板を対向させるとともに、支持部材の水平方向板が上下方向外側に位置し、保持部材の水平方向板が上下方向内側に位置するように前記機器と取付台とに各々配置し、前記支持部材の水平方向板に、該水平方向板から前記保持部材の水平方向板に設けた貫通孔を貫通するように連結ボルトを一体的に設けるとともに、該連結ボルトの先端部のねじ部分長さをナットを設計締付量よりも締めすぎない長さに限定し、前記保持部材の水平方向板と支持部材の水平方向板との間に前記連結ボルトを挿入する穴を中心部に有する保持防振ゴムを設け、前記保持部材の水平方向板の反保持防振ゴム側に前記連結ボルトを挿入する孔を中心部に有する支持防振ゴムを設け、前記保持部材の水平方向板に設けた貫通孔に、中心部に孔を設けた水平方向板防振ゴムを設け、前記支持部材の水平方向板に設けた前記連結ボルトを、前記保持防振ゴムと前記水平方向板防振ゴムと前記支持防振ゴムとに垂直方向に挿通し、該連結ボルトのねじ部に、該ねじ部分の長さ分でナットを締め付けて前記支持部材の水平方向板と保持部材の水平方向板との間を連結している。この明細書及び特許請求の範囲の書類中では、「取付台の垂直面で支持する」構成を、「掛けて支持する」という。これにより、機器重量を保持防振ゴムの広い面積で垂直方向に受けるので、経年使用しても安定した振動伝播抑止効果を得ることができる。

また、前記保持部材の水平方向板の反垂直方向板側端部に垂直方向の壁面を形成する係止片を設け、前記保持防振ゴムを該係止片の内面と保持部材の垂直方向板の内面との間の寸法で形成することにより、保持防振ゴムを係止片と保持部材の垂直方向板との間で水平方向に移動するのを抑止でき、機器重量の支持と防振を図る保持防振ゴムを安定して定位置に保持することができる。

本願発明は、以上説明したような手段により、機器を壁面に掛けて支持する場合に、経年使用しても振動伝播を安定して抑止できる支持構造を提供することが可能となる。

以下、本願発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本願発明の一実施の形態を示す防振支持構造の縦断面図であり、図２は、同防振支持構造の分解斜視図、図３は、同防振支持構造で機器を支持した状態を示す斜視図である。なお、機器Ａと取付台Ｂとは前記背景技術と同一の構成であるため、同一の符号を付して説明する。

図１，２に示すように、この防振支持構造１は、機器側フランジＡＦを設けた機器Ａを、壁面Ｗに固定した取付台Ｂの取付台側フランジＢＦに防振支持するためのものである。この例では、機器側フランジＡＦ及び取付台側フランジＢＦを、それぞれ４本のボルト１６とナット１７とで固定する例を示している。

この防振支持構造１は、機器Ａの機器側フランジＡＦ側（図示する左側）には、上部にＬ形断面の支持部材２が設けられ、下部にＬ形断面の保持部材３が設けられている。一方、取付台Ｂの取付台側フランジＢＦ側（図示する右側）には、上部に前記Ｌ形断面の保持部材３が設けられ、下部に前記Ｌ形断面の支持部材２が設けられている。これら支持部材２と保持部材３とは、前記機器側フランジＡＦと取付台側フランジＢＦとの幅寸法と同等の幅寸法で形成されている（図１の紙面直交方向の寸法）。

また、Ｌ形断面の支持部材２と保持部材３とは、それぞれ垂直方向板２ａ，３ａと水平方向板２ｂ，３ｂとを有している。前記支持部材２と保持部材３との配置において、防振支持構造１の上側は、Ｌ形断面の支持部材２及び保持部材３の水平方向板２ｂ，３ｂが共に下側に位置し、防振支持構造１の下側は、Ｌ形断面の支持部材２及び保持部材３の水平方向板２ｂ，３ｂが共に上側に位置するように配置されている。この保持部材３の垂直方向板３ａは、支持部材２の垂直方向板２ａよりも所定量高く形成されている。この高さは、後述する保持防振ゴム８の厚み分に設定されている。保持部材３の水平方向板３ｂには、幅方向の所定位置に貫通孔４が設けられている。また、支持部材２の水平方向板２ｂには、保持部材３の水平方向板３ｂに設けられた貫通孔４と一致する位置に連結ボルト５が固定されている。この実施の形態では、支持部材２に連結ボルト５の頭部を溶接することによって、これらが一体的に固定されている。６は、連結ボルト５に螺合させるナットである。このナット６としては、フリクションリング（バネ）を組込んだナット、例えば、Ｕナット（登録商標）が好ましい。この実施形態では、前記連結ボルト５の先端のねじ部分長さを限定しており、ナット６を締めるときに設計者の意図する締付量［（保持防振ゴム８の厚み＋保持部材３の厚み＋支持防振ゴム９の厚み＋ライナ１４の厚み）−（所定の保持防振ゴム８と支持防振ゴム９との縮量）］よりも締めすぎることがないようにしている。

さらに、前記保持部材３の水平方向板３ｂの貫通孔４が設けられた位置の反垂直方向板側端部には、垂直方向板３ａと平行な方向に垂直方向の壁面を形成するための係止片７が設けられている。この係止片７は、図２に示すように、貫通孔４を中心に所定幅で設けられている。

そして、前記保持部材３の水平方向板３ｂの上下に保持防振ゴム８と支持防振ゴム９とが設けられている。保持防振ゴム８は、保持部材３の垂直方向板３ａの内面と係止片７の内面との間の寸法で形成されている。また、この保持防振ゴム８は、その防振効果が高くなる幅寸法に設定されている。前記係止片７の所定幅寸法は、この保持防振ゴム８の幅寸法となっており、この係止片７によって、保持防振ゴム８が倒れたり形くずれして防振効果が減少するのを防止するとともに、横方向の力をボルト側面積のみに頼らずより広い面積で受けることができるようにしている。図では、保持部材３の曲げ部に保持防振ゴム８が当接しないように、垂直方向板３ａと水平方向板３ｂとの間の曲げ部の位置に面取りがなされている。これにより、保持防振ゴム８が保持部材３の水平方向板３ｂ上で機器Ａ方向又は取付台Ｂ方向に水平移動しないようにしている。保持防振ゴム８及び支持防振ゴム９としては、表面に直径の異なる突起が設けられた防振ゴムが減衰効果が高く好ましい。この突起としては、さらに高さが異なるものがより減衰効果が高く好ましい。保持防振ゴム８の硬度としては、４０度〜８０度の範囲が好ましい。これら保持防振ゴム８と支持防振ゴム９との中心部には、前記支持部材２に設けられた連結ボルト５を挿通させる孔１０，１１が設けられている。

また、前記保持部材３の水平方向板３ｂに設けられた貫通孔４には、中心部に前記連結ボルト５を挿通させる孔１３が設けられた防振ゴム（水平方向板防振ゴム）１２が設けられている。１４は、支持防振ゴム９の反水平方向板側の端面に設けるライナであり、中心部に前記連結ボルト５を挿通させる孔１５が設けられている。このライナ１４は、金属の板材等で形成される。これら支持防振ゴム９とライナ１４は、回転しても他の構成と接触しないように円形で形成されている。

このように構成された防振支持構造１における支持部材２と保持部材３との配置としては、前記したように、この実施の形態では、機器Ａの上部を支持する構成として、機器Ａ側の上部に支持部材２が、取付台Ｂ側の上部に保持部材３が設けられ、この保持部材３の水平方向板３ｂが支持部材２の水平方向板２ｂの下側に位置するように配置されている。また、機器Ａの下部を支持する構成として、機器Ａ側の下部に保持部材３が、取付台Ｂ側の下部に支持部材２が設けられ、この支持部材２の水平方向板２ｂが保持部材３の水平方向板３ｂの下側に位置するように配置されている。このような配置とすることにより、保持部材３と支持部材２とを同一の構成とし、これら保持部材３と支持部材２とを、機器Ａの取付側と取付台Ｂの取付側とで上下対称に使用できるようにしている。これにより、コスト削減を図っている。また、この実施の形態では、これら保持部材３と支持部材２とをＬ形の金具で構成することにより、曲げ加工による製作の容易性も図っている。

そして、上部の保持部材３の水平方向板３ｂ上面に保持防振ゴム８、貫通孔４に防振ゴム１２、下面に支持防振ゴム９がそれぞれ配置され、支持部材２に設けられた連結ボルト５を保持防振ゴム８の上側から挿入し、支持防振ゴム９の下面に設けたライナ１４の下部から突出させた連結ボルト５の端部をナット６で固定することにより、防振支持構造１の上側における支持構造の組立てが完了する。

一方、防振支持構造１の下側は、保持部材３の水平方向板３ｂの下面に保持防振ゴム８、貫通孔４に防振ゴム１２、上側に支持防振ゴム９がそれぞれ配置され、支持部材２に設けられた連結ボルト５を保持防振ゴム８の下側から挿入し、支持防振ゴム９の上面に設けたライナ１４の上部から突出させた連結ボルト５の端部をナット６で固定することにより、防振支持構造１の下側における支持構造の組立てが完了する。このように、機器Ａ側と取付台Ｂ側との間で構造物同士の接触を防止するように構成されている。

この機器Ａを取付台Ｂに支持した状態の防振支持構造１が、図１に示す状態である。図３にも示すように、機器側フランジＡＦの上側に支持部材２、下側に保持部材３を設け、取付台側フランジＢＦの上側に保持部材３、下側に支持部材２を設け、これらの間に保持防振ゴム８を挟むような構成とすることにより、機器Ａの重量を支持する方向を垂直方向にするとともに、この機器Ａの重量を保持防振ゴム８の広い面積で支持するようにしている。

以上のように構成された壁掛機器用防振支持構造１によれば、機器Ａから発する振動は、機器側フランジＡＦから上部の支持部材２と下部の保持部材３とに伝播される。上部の支持部材２に伝播した振動は、水平方向板２ｂと連結ボルト５へと伝播するが、水平方向板２ｂに伝播した振動は保持防振ゴム８によって減衰され、連結ボルト５に伝播した振動は支持防振ゴム８，１２及び９によって減衰され、取付台Ｂ側に固定された保持部材３へ伝播する振動は大幅に減衰される。

下部の保持部材３に伝播する振動は水平方向板３ｂへと伝播するが、水平方向板３ｂに伝播した振動は保持防振ゴム８と支持防振ゴム９，１２とによって減衰され、取付台Ｂ側に固定された支持部材２と連結ボルト５とへ伝播する振動は大幅に減衰される。

図４は、図１に示す防振支持構造１において、実際に船体に取付けて機器側と取付台側とにおける振動計測結果の一例を示すグラフである。図示するグラフは、約５００Ｈｚ〜約８００Ｈｚの範囲における計測結果を示している。破線は機器側フランジＡＦの振動を示し、実線は取付台側フランジＢＦの振動を示している。

図示する破線の機器側フランジＡＦでは、約−３０ｄｂ〜約−１２ｄｂの範囲で変化するとともに、一定周期的に約０ｄｂ付近まで大きく変化するような振動を生じている。このような振動は、機器に収納されている構成の特性等によって変化する。

一方、実線の取付台側フランジＢＦでは、船体からの振動も計測されているが、機器側フランジＡＦにおける振動を全般的に約−８ｄｂ抑止して約−３８ｄｂ〜約−２０ｄｂの範囲程度にすることができるとともに、一定周期的に大きく変化する振動を抑止することができる。このことは、船体側の振動の方が大きい場合には、この船体側の振動が機器側に伝搬することを抑止できるといえる。（船体の振動も機器に伝わらない。）
このように、本願発明の防振支持構造１によれば、機器Ａからの振動伝播を効果的に抑止することができるとともに、この機器Ａの重量を垂直方向に支持しているので、経年使用しても安定した振動抑止を発揮できる防振支持構造１を構成することができる。

しかも、この構成によれば、機器Ａの重量が数十ｋｇ〜数百ｋｇと大きい場合でも安定した重量支持と防振効果を得ることができる。その上、この構成によれば、機器側フランジＡＦと取付台側フランジＢＦとを接近させた状態で支持することができるので、省スペースの防振支持構造１を構成することができる。

また、保持防振ゴム８を保持部材３の垂直方向板３ａと係止片７との間で水平移動しないように抑止しているので、連結ボルト５に横方向の力が作用しても保持防振ゴム８は定位置で安定した重量支持と防振効果を発揮することができる。

その上、前記防振支持構造１で機器Ａを支持したとしても、機器Ａが前面側には出るが、機器Ａの正面側から見て機器外側に支持するための構成がはみ出さないため、周囲の機器と緩衝する心配がない。

さらに、既に取付台Ｂに直接取付済の防振支持対象ではない機器Ａを防振支持したい場合でも、機器側フランジＡＦと取付台側フランジＢＦとの間に前記防振支持構造１を設けることにより、機器Ａ、取付台Ｂのどちらも改造することなく機器Ａを防振支持することができる。この場合も、機器Ａの重量を垂直方向荷重として受けながら防振支持するので、機器Ａの安定支持と振動抑止が可能な防振支持構造１となる。

なお、前記実施の形態では、連結ボルト５の頭部を支持部材２に溶接することによってこれらを一体化しているが、連結ボルト５を設ける構成は他の構成であってもよく、この実施の形態の構成に限定されるものではない。

また、前記実施の形態では、機器Ａ側と取付台Ｂ側との上下２箇所でそれぞれ支持する防振支持構造１を例に説明したが、上下３箇所以上であっても同様に構成することは可能である。また、保持部材３と支持部材２とを幅方向の２箇所に設けた連結ボルト５で連結する例を示したが、幅方向の３箇所以上で連結するように構成してもよく、これらの個数は前記実施の形態に限定されるものではない。

さらに、前述した実施の形態は一例を示しており、本願発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本願発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。

本願発明に係る壁掛機器用防振支持構造は、機器を壁面に掛けて支持する場合に、その機器からの振動伝播を極力防止したい防振支持に利用できる。

本願発明の一実施の形態を示す防振支持構造の縦断面図である。図1に示す防振支持構造の分解斜視図である。図1に示す防振支持構造で機器を支持した状態を示す斜視図である。図1に示す防振支持構造において、機器側と取付台側とにおける振動計測結果の一例を示すグラフである。 (a) は従来の支持構造の一例を示す縦断面図であり、(b) は従来の支持構造の他の例を示す縦断面図である。

符号の説明

１…防振支持構造
２…支持部材
３…保持部材
４…貫通孔
５…連結ボルト
６…ナット
７…係止片
８…保持防振ゴム
９…支持防振ゴム
１２…防振ゴム
１４…ライナ
１６…ボルト
１７…ナット
Ａ…機器
ＡＦ…機器側フランジ
Ｂ…取付台
ＢＦ…取付台側フランジ

Claims

機器を壁面の取付台に掛けて支持するための防振支持構造であって、
前記機器と取付台の上部と下部とにそれぞれ固定して該機器と取付台との間に配置する支持部材と保持部材とを設け、
該支持部材と保持部材とに水平方向板と垂直方向板とを備えさせ、前記機器と取付台とに該垂直方向板を固定して水平方向板を対向させるとともに、支持部材の水平方向板が上下方向外側に位置し、保持部材の水平方向板が上下方向内側に位置するように前記機器と取付台とに各々配置し、
前記支持部材の水平方向板に、該水平方向板から前記保持部材の水平方向板に設けた貫通孔を貫通するように連結ボルトを一体的に設けるとともに、該連結ボルトの先端部のねじ部分長さをナットを設計締付量よりも締めすぎない長さに限定し、
前記保持部材の水平方向板と支持部材の水平方向板との間に前記連結ボルトを挿入する穴を中心部に有する保持防振ゴムを設け、前記保持部材の水平方向板の反保持防振ゴム側に前記連結ボルトを挿入する孔を中心部に有する支持防振ゴムを設け、
前記保持部材の水平方向板に設けた貫通孔に、中心部に孔を設けた水平方向板防振ゴムを設け、
前記支持部材の水平方向板に設けた前記連結ボルトを、前記保持防振ゴムと前記水平方向板防振ゴムと前記支持防振ゴムとに垂直方向に挿通し、該連結ボルトのねじ部に、該ねじ部分の長さ分でナットを締め付けて前記支持部材の水平方向板と保持部材の水平方向板との間を連結した壁掛機器用防振支持構造。
前記保持部材の水平方向板の反垂直方向板側端部に垂直方向の壁面を形成する係止片を設け、前記保持防振ゴムを該係止片の内面と保持部材の垂直方向板の内面との間の寸法で形成した請求項１記載の壁掛機器用防振支持構造。