JP5988851B2

JP5988851B2 - 防振架台

Info

Publication number: JP5988851B2
Application number: JP2012266000A
Authority: JP
Inventors: 信行木崎
Original assignee: Ebara Jitsugyo Co Ltd
Current assignee: Ebara Jitsugyo Co Ltd
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2032-12-05
Also published as: JP2014111953A

Description

本発明は、移動体上に固定される下部フレーム上に振動吸収部材を介して上部フレームが支持され、振動吸収部材によって下部フレームに対する上部フレームの振動を吸収する防振架台に関する。

患者の搬送などに用いられる、救急車などの車両、ヘリコプタなどの航空機、船舶などには、防振機構が設けられていないことが一般的であり、このため、車両、航空機、船舶などの振動がストレッチャーやベッドなどに載せられた患者に直接伝わっていた。こうした振動は、患者の傷病箇所の痛みや不快感を招いたり、症状を悪化させる恐れがある。そこで、車両など上に固定される下部フレームとその上に支持される上部フレームとの間にダンパーや空気ばねなどを設けて、上部フレーム上に載置された患者への振動の伝搬を防いだり抑制する防振架台が開発されている。

例えば、特許文献１は、車体構造上に装着される基台に、リンク状支持架と上下振動を減衰させる空圧式緩衝体と前後振動を減衰させる空圧式緩衝体とを介して担架を取り付けるための架台を設置した防振架台を提案している。また、特許文献２は、フロア上に配設された下部フレームとベッド本体との間にリンク機構を介在させると共に、磁気浮上機構によりベッド本体をフロア上に浮上させるようにした磁気浮上式防振架台を提案している。さらに、特許文献３は、車両フロアに固定されるベース部と、ベッド部と、ベース部に取り付けられベッド部を支持する可動部と、可動部からベッド部へ向かって傾斜した状態で取り付けられた防振用エアばねと、防振用エアばねの伸縮方向に対して直交する方向に取り付けられベース部と可動部とを連結する伸縮可能な駆動用連結リンクと、車両の前後方向の加減速度を検知する加速度センサとを備え、加速度センサの検出値に基づいて駆動用連結リンクの動作を制御する車両用可動防振架台を提案している。

実開昭６３−３８５１５号公報特開平８−１４０７８０号公報特開２００６−７５２０３号公報

上述したような防振架台は、リンク機構を用いており、動きの方向や位置関係に制約があるため、複雑な動きを伴う振動には柔軟に対応することができず、特定部分に大きな負荷が作用して破損を生じ得る。特に、リンクを圧縮する方向の動きに柔軟に対応することができず、動きを拘束することが破損の原因となり得る。また、駆動リンク機構やエアばねを用いている場合には、動作の制御が必要になり機構が複雑になって重量が大きくなるだけでなく、振動を減衰させる過程で架台部分に予測のつかない動きを生じさせることもある。さらに、上述したような防振架台は、構造が複雑で保守が必要となる構成要素を多く含むため、定期的な保守が不可欠となるという問題もある。

よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解決して、簡単な構造で、複雑な動きを伴う振動に柔軟に対応して振動を吸収することができる防振架台を提供することにある。

本発明は、上記目的に鑑み、移動体上に固定される下部フレーム上に振動吸収部材を介して上部フレームが支持され、振動吸収部材によって下部フレームに対する上部フレームの振動を吸収する防振架台であって、前記下部フレームの前部と前記上部フレームの前部との間に延びる少なくとも二つの第１の順方向規制ワイヤと、前記下部フレームの後部と前記上部フレームの後部との間に延びる少なくとも二つの第２の順方向規制ワイヤとを備え、前記第１の順方向規制ワイヤ及び前記第２の順方向規制ワイヤは、張力の作用がなくなると弛緩状態になるように構成されており、前記第１の順方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部及び前記第２の順方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部がそれぞれ前記第１の順方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部及び前記第２の順方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部に対して前記移動体の前進方向の斜め前方に位置する防振架台を提供する。

上記防振架台では、上部フレームが振動吸収部材を介して下部フレーム上に支持されているので、上下方向及び前後方向を含むあらゆる方向の振動が振動吸収部材により吸収され、上部フレームへの振動の伝達が抑制される。また、移動体に固定される下部フレームと上部フレームとの間が、前部及び後部において、それぞれ、下部フレームから上部フレームへ向かって移動体の前進方向の斜め前方に延びる少なくとも二つの順方向規制ワイヤによって接続されている。したがって、停止時の慣性などで移動体に固定された下部フレームに対して上部フレームが移動体の前方に移動しようとすると、下部フレームに対する進行方向における上部フレームの移動により順方向規制ワイヤが張った状態になって上部フレームの移動が順方向規制ワイヤによって規制され、下部フレームに対する上部フレームの前方への変位が小さくなると共に、上部フレームの前方への運動が下部フレームとの接続部を中心とする順方向規制ワイヤの円運動により下方向の運動に変換されて、振動吸収部材により衝撃が吸収される。この結果、停車時などに生じる前後方向の振動を効果的に吸収させることができる。さらに、移動体の急停車時など大きな慣性力が上部フレームに作用する高負荷時には、下部フレームの後部が上方に浮き上がる又は前部が下方に沈みこもうとする動きを伴うことが多い。このような場合、下部フレームと上部フレームとの間が前部及び後部においてリンクなどの剛体で接続されていると、リンクに無理な圧縮力が作用して破損させる恐れがある。しかしながら、上記防振架台では、順方向規制ワイヤは張力の作用がなくなると弛緩状態になるように構成されているため、上部フレームと順方向規制ワイヤとの接続部が下部フレームと順方向規制ワイヤとの接続部に近づこうとするように上部フレームが移動しても、順方向規制ワイヤが弛緩状態となって、上部フレームの動きを拘束せず、柔軟に動きに追随することができる。したがって、防振架台の破損は生じない。

上記防振架台は、前記下部フレームと前記上部フレームとの間に延びる少なくとも二つの逆方向規制ワイヤをさらに備え、前記逆方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部が前記逆方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部に対して前記移動体の進行方向の斜め後方に位置することが好ましい。

さらに、上記防振架台では、前記振動吸収部材がコイルばねと棒状又は筒状の粘弾性体との結合体によって構成されるようにすることが好ましい。

前記上部フレームの下面及び前記下部フレームの上面の少なくとも一方の前端部に、前記上部フレームと前記下部フレームとの衝突時の衝撃を吸収するための衝撃吸収ダンパが設けられていてもよい。この場合、前記上部フレームの下面及び前記下部フレームの上面の少なくとも一方の後端部に、前記上部フレームと前記下部フレームとの衝突時の衝撃を吸収するための衝撃吸収ダンパがさらに設けられていることがより好ましい。

また、前記上部フレームの下面から前記下部フレームに向かって立設された第１の移動規制部材と、該第１の移動規制部材よりも前記移動体の前進方向前側において前記下部フレームの上面から前記上部フレームに向かって立設された第２の移動規制部材とをさらに備え、前記第２の移動規制部材の少なくとも一部が前記移動体の前進方向に沿って前記第１の移動規制部材と対向するようになっており、前記第１の移動規制部材及び前記第２の移動規制部材の少なくとも一方の対向面に前記第１の移動規制部材と前記第２の移動規制部材との衝突時の衝撃を吸収するための第３の衝撃吸収ダンパが設けられていることが好ましい。

本発明の防振架台によれば、上部フレームと下部フレームとの間に介在する振動吸収部材によって下部フレームに対する上部フレームの振動が吸収され、上部フレームへの振動の伝達が抑制される。また、移動体に固定された下部フレームと上部フレームとの間が前部及び後部において下部フレームから上部フレームへ斜め前方に延びる少なくとも二つの順方向規制ワイヤによって接続されていることにより、前後方向の振動を抑制すると共に効果的に吸収させることができる。また、順方向規制ワイヤは張力が作用しなければ弛緩状態になるので、上部フレームと順方向規制ワイヤとの接続部が下部フレームと順方向規制ワイヤとの接続部に近づこうとする上部フレームの移動は拘束されず、防振架台に破損を生じさせることがない。このように、本発明による防振架台は、簡単な構造で、複雑な動きを伴う振動に柔軟に対応して振動を吸収することができる。

本発明の一実施形態による防振架台を示す概略側面図である。図１に示されている防振架台を図１の矢印Ａの方向から見た矢視図である。本発明による防振架台に使用される振動吸収部材の一実施例を示す側面図である。本発明による防振架台に使用される振動吸収部材の他の実施例を示す断面図である。軽負荷時の本発明による防振架台の挙動を示す説明図である。中負荷時の本発明による防振架台の挙動を示す説明図であり、（ａ）は負荷作用直後の様子、（ｂ）は反動時の様子を示している。高負荷時の本発明による防振架台の挙動を示す説明図であり、（ａ）は負荷作用直後の様子、（ｂ）は反動時の様子を示している。

以下、図面を参照して、本発明による防振架台の実施の形態を説明する。
最初に、図１及び図２を参照して、本発明による防振架台１１の全体構成を説明する。
防振架台１１は、患者その他の搬送対象１２の搬送に用いられる、救急車などの車両、ヘリコプタなどの航空機、船舶その他の移動体の床面に固定され、振動を吸収することで、移動体の振動が防振架台１１上に載置される患者や搬送対象１２に伝達されるのを抑制する。以下の説明では、移動体が図１の右側から左側へ進行するものとし、図１の左側が前部、右側が後部となるように防振架台１１が移動体上に固定されるものとする。また、移動体の進行方向前側を「前」、逆側を「後」と記載する。

防振架台１１は、床面に固定される下部フレーム１３と、下部フレーム１３と所定の間隔をおいて配置された上部フレーム１５とを備える。上部フレーム１５は、その上に搬送対象１２を直接的に又は担架などを介して間接的に載置することができるようになっている。上部フレーム１５は、その上に搬送対象を載置できるようになっていれば、任意の形態とすることができ、板状であってもよく、パイプ材などの組立体であってもよい。下部フレーム１３上には振動を吸収するための複数（少なくとも三つ以上）の振動吸収部材１７が設けられており、上部フレーム１５は、振動吸収部材１７を介して下部フレーム１３に支持されている。図１及び図２に示されている実施形態では、振動吸収部材１７が下部フレーム１３の四隅に一つずつ配置され、合計四つの振動吸収部材１７が設けられている。しかしながら、五つ以上の振動吸収部材１７を下部フレーム１３上に設けてもよい。下部フレーム１３と上部フレーム１５との間に振動吸収部材１７が介在していることにより、車両などから下部フレーム１３を通して伝わる振動が振動吸収部材１７に吸収され、上部フレーム１５への伝搬が抑制される。

振動吸収部材１７は、振動を吸収することができるように構成されていれば任意のものを使用することができる。しかしながら、振動の吸収と共に振動の減衰を可能とさせるように、振動吸収のための弾性体と振動減衰のための粘弾性体（粘性と弾性とを兼ね備える高分子材料からなる構造体）とを組み合わせた複合体により振動吸収部材１７を構成することが好ましい。弾性体としては、板ばねやコイルばねなどが挙げられ、粘弾性材料としては、エポキシ樹脂などのプラスチック、ゴムなどが挙げられる。弾性体と粘弾性体との複合体により振動吸収部材１７を構成する場合、図３に示されているように、中心軸線が上下方向に延びるように配置したコイルばね１９の内部空間内にコイルばね１９の中心軸線に沿って延びる円柱状の粘弾性体２１を配置してもよく、図４に示されているように、中心軸が上下方向に延びるように配置したコイルばね１９の外周を取り囲むようにコイルばね１９の中心軸に沿って延びる円筒状の粘弾性体２３を配置してもよい。このような振動吸収部材１７を使用すれば、垂直方向と水平方向の両方の振動を吸収、減衰させることが可能となる。しかしながら、弾性体、例えばコイルばね１９のみや粘弾性体２１又は２３のみによって振動吸収部材１７を構成することも可能である。

振動吸収部材１７は、振動を吸収、減衰することができるが、大きな変位に対応することができない場合もある。この問題を解消するために、防振架台１１は、さらに、下部フレーム１３と上部フレーム１５との間に接続される順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７を備える。

順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７は、停止時に上部フレーム１５及び搬送対象に作用する慣性力に耐えることができる強度を有し且つ張力が作用していないときには弛緩状態になるものであれば任意のものを使用することができる。例えば、順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７として、撚線の金属ワイヤ（例えば撚線のステンレスワイヤ）、鋼材ワイヤ、樹脂ワイヤ（例えばグラスファイバ製ワイヤ）などを使用することができる。

順方向規制ワイヤ２５は、下部フレーム１３の前部と上部フレーム１５の前部との間に架設された少なくとも二つの第１の順方向規制ワイヤ２５ａと、下部フレーム１３の後部と上部フレーム１５の後部との間に架設された少なくとも二つの第２の順方向規制ワイヤ２５ｂとを含む。無負荷時には、第１の順方向規制ワイヤ２５ａと上部フレーム１５との接続部及び第２の順方向規制ワイヤ２５ｂと上部フレーム１５との接続部がそれぞれ第１の順方向規制ワイヤ２５ａと下部フレーム１３との接続部及び第２の順方向規制ワイヤ２５ｂと下部フレーム１３との接続部に対して移動体の前進方向の斜め前方に位置するようになっている、すなわち、第１の順方向規制ワイヤ２５ａ及び第２の順方向規制ワイヤ２５ｂは下部フレーム１３から上部フレーム１５へ向かって斜め前方に延びるように架設されている。また、順方向規制ワイヤ２５の長さは、順方向規制ワイヤ２５と下部フレーム１３との接続部と順方向規制ワイヤ２５と上部フレーム１５の接続部との間の距離よりも僅かに長く、無負荷時に順方向規制ワイヤ２５が僅かに弛緩した状態となっていることが好ましい。

このような順方向規制ワイヤ２５を設けることにより、例えば移動体が停止したときに作用する慣性力により上部フレーム１５が下部フレーム１３に対して前方へ移動しようとしたときに、順方向規制ワイヤ２５が張った状態になって順方向規制ワイヤ２５により下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の移動が規制され、前方への変位を小さくして前後方向の振動振幅を小さくさせる効果を奏すると共に、下部フレーム１３との接続部を中心とした順方向規制ワイヤ２５の円運動により上部フレーム１５を前方へ移動させようとする力を下方へ移動させる力に変換させ、振動を振動吸収部材１７によって吸収、減衰させる効果を奏する。この結果、上部フレーム１５の前後方向への振動が効果的に吸収、減衰されるようになる。また、前部及び後部に順方向規制ワイヤ２５が設けられていることにより、移動体の急停車時に顕著となる上部フレーム１５の後部が前部よりも浮き上がるような動きが抑制され、上部フレーム１５の姿勢を水平に近い状態に保つことが可能になる。

なお、図１及び図２に示されている実施形態では、順方向規制ワイヤ２５は、下部フレーム１３と上部フレーム１５との間において前部及び後部にそれぞれ設けられた第１の順方向規制ワイヤ２５ａ及び第２の順方向規制ワイヤ２５ｂによって構成されているが、第１の順方向規制ワイヤ２５ａと第２の順方向規制ワイヤ２５ｂとの間に、下部フレーム１３と上部フレーム１５との間に架設され且つ下部フレーム１３から上部フレーム１５へ向かって斜め前方に延びる付加的な順方向規制ワイヤを設けるようにしてもよい。

逆方向規制ワイヤ２７は、下部フレーム１３と上部フレーム１５との間に少なくとも二つ架設されている。逆方向規制ワイヤ２７の架設位置は任意の場所とすることができるが、第１の順方向規制ワイヤ２５ａと第２の順方向規制ワイヤ２５ｂとの間の配置することが好ましい。逆方向規制ワイヤ２７の延びる方向は、無負荷時に、逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部が逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部に対して移動体の前進方向の斜め後方に位置するようになっている、すなわち、逆方向規制ワイヤ２７は下部フレーム１３から上部フレーム１５へ向かって斜め後方に延びるように架設されている。逆方向規制ワイヤ２７の長さは、逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部と逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部との間の距離よりも僅かに長く、無負荷時に逆方向規制ワイヤ２７が僅かに弛緩した状態となっていることが好ましい。

このような逆方向規制ワイヤ２７を設けることにより、例えば移動体が停止したときに作用する慣性力の反動で、上部フレーム１５が下部フレーム１３に対して後方へ移動しようとしたときに、逆方向規制ワイヤ２７が張った状態になって逆方向規制ワイヤ２７により下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の移動が規制され、後方への変位を小さくして前後方向の振動振幅を小さくする効果を奏する共に、下部フレーム１３との接続部を中心とした順方向規制ワイヤ２５の円運動により上部フレーム１５を後方へ移動させようとする力を下方へ移動させる力に変換させ、振動を振動吸収部材１７によって吸収、減衰させる効果を奏する。この結果、上部フレーム１５の前後方向への振動がより効果的に吸収、減衰されるようになる。

さらに、順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７は、張力が作用しないときには弛緩状態になるように構成されているので、停止直後の下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前方への移動により逆方向規制ワイヤ２７の両端の接続部間の距離が近づいたときには逆方向規制ワイヤ２７は弛緩し、また、停止反動時の下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の後方への移動により準方向規制ワイヤ２５の両端の接続部間の距離が近づいたときには順方向規制ワイヤ２５は弛緩する。したがって、上部フレーム１５に力を作用させて予測できない動きを誘発させたり、破損を生じさせることを防ぐことができる。

好ましくは、防振架台１１は、第１の衝撃吸収ダンパ２９と、第２の衝撃吸収ダンパ３１と、第１の移動規制部材３３と、第２の移動規制部材３５と、第３の衝撃吸収ダンパ３７とを備える。第１の衝撃吸収ダンパ２９、第２の衝撃吸収ダンパ３１及び第３の衝撃吸収ダンパ３７は、ゴムやプラスチックなどの高分子材料からなる粘弾性体によって構成することが好ましい。

第１の衝撃吸収ダンパ２９は、下部フレーム１３の上面及び上部フレーム１５の下面の少なくとも一方の前端部に少なくとも二つ設けられる。図１及び図２に示されている実施形態では、第１の衝撃吸収ダンパ２９は、下部フレーム１３の上面の前端部の両側に一つずつ設けられている。第１の衝撃吸収ダンパ２９により、上部フレーム１５が上下方向に大きな振幅の振動を生じたときや上部フレーム１５の前部が沈みこむ動作を生じたときに、下部フレーム１３と上部フレーム１５との衝突の衝撃を吸収して振動を減衰させると共に破損を防ぐことができる。

第２の衝撃吸収ダンパ３１は、下部フレーム１３の上面及び上部フレーム１５の下面の少なくとも一方の前端部に少なくとも二つ設けられる。図１及び図２に示されている実施形態では、第２の衝撃吸収ダンパ３１は、下部フレーム１３の上面の後端部の両側に一つずつ設けられている。第２の衝撃吸収ダンパ３１により、上部フレーム１５が上下方向に大きな振幅の振動を生じたときや上部フレーム１５の後部が沈みこむ動作を生じたときに、下部フレーム１３と上部フレーム１５との衝突の衝撃を吸収して振動を減衰させると共に破損を防ぐことができる。

第１の移動規制部材３３は、上部フレーム１５の下面及び下部フレーム１３の一方から他方へ向かって延びるように立設されており、第２の移動規制部材３５は、第１の移動規制部材３３よりも進行方向前側において下部フレーム１３の上面及び上部フレーム１５の他方から一方へ向かって立設されている。例えば、図１に示されているように、第１の移動規制部材３３及び第２の移動規制部材３５をＬ字形状の板状部材によって構成し、Ｌ字の一方の面を上部フレーム１５の下面又は下部フレーム１３の上面に固定して他方の面が上部フレーム１５の下面又は下部フレーム１３の上面に対して略垂直に立設されるようにすることができる。第１の移動規制部材３３と第２の移動規制部材３５の少なくとも一部は、前後方向から見た時に重なり、前後方向に沿って対向するように配置されている。また、第１の移動規制部材３３及び第２の移動規制部材３５の少なくとも一方の対向面部分には第３の衝撃吸収ダンパ３７が設けられている。

第１の移動規制部材３３及び第２の移動規制部材３５をこのように構成することにより、移動体の急停車時の慣性により下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が前方へ移動しようとしたときに、第１の移動規制部材３３と第２の移動規制部材３５の対向する部分が衝突することで、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前方への移動が規制されると共に、第３の衝撃吸収ダンパ３７により、第１の移動規制部材３３と第２の移動規制部材３５との衝突時の衝撃が吸収される。この結果、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前後方向の変位が規制されると共に、振動エネルギが吸収、減衰され、より効果的に前後方向の振動を減衰させることができる。

次に、図５から図７を参照して、図１及び図２に示されている防振架台１１に外力が作用したときの挙動を説明する。
図５は、防振架台１１に作用する慣性力などの外力すなわち負荷が軽微なときの挙動を示しており、無負荷時の上部フレーム１５を実線で、負荷作用後の上部フレーム１５を二点鎖線で示している。なお、図５では、第１の移動規制部材３３、第２の移動規制部材３５、及び第３の衝撃吸収ダンパ３７の記載を省略している。

軽負荷が防振架台１１に作用したときには、上部フレーム１５に発生する振動は小さく、複数の振動吸収部材１７によって上下方向及び前後方向を含む任意の方向の振動が吸収、減衰される。順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７は、図５に示されているように、僅かにたるんだ状態になっており、上部フレーム１５に対して特に作用は及ぼさず、上部フレーム１５の運動を妨げない。

図６は、移動体の減速時など、防振架台１１に作用する外力（慣性力）すなわち負荷が中程度のときの挙動を示しており、（ａ）は負荷作用直後の防振架台１１の様子を示し、（ｂ）はその反動が作用した後の防振架台１１の様子を示す。図６においても、図５と同様に、無負荷時の上部フレーム１５を実線で、負荷作用後の上部フレーム１５を二点鎖線で示していると共に、第１の移動規制部材３３、第２の移動規制部材３５、及び第３の衝撃吸収ダンパ３７の記載を省略している。

中負荷が防振架台１１に作用したときには、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前後方向の振動が主となる。中負荷が防振架台１１に作用した直後は、図６（ａ）に示されているように、下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が前方へ移動する。すると、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前方移動により順方向規制ワイヤ２５と下部フレーム１３との接続部と順方向規制ワイヤ２５と上部フレーム１５との接続部との間の距離が離れて順方向規制ワイヤ２５が張った状態となり、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前進を規制して前方への変位を小さくさせる。同時に、下部フレーム１３との接続部を中心とした順方向規制ワイヤ２５の円運動により上部フレーム１５を前方へ移動させようとする力が下方へ移動させる力に変換され、上下方向の振動が振動吸収部材１７によって吸収、減衰される。なお、このとき、逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部と逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部との間の距離は近づき、逆方向規制ワイヤ２７は弛緩した状態となるので、逆方向規制ワイヤ２７が上部フレーム１５の挙動を妨げることはない。

その後、反動力が作用すると、図６（ｂ）に示されているように、下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が後方へ移動する。すると、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の後方移動により逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部と逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部との間の距離が離れて逆方向規制ワイヤ２７が張った状態となり、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の後退を規制して後方への変位を小さくさせる。同時に、下部フレーム１３との接続部を中心とした逆方向規制ワイヤ２７の円運動により上部フレーム１５を後方へ移動させようとする力が下方へ移動させる力に変換され、上下方向の振動が振動吸収部材１７によって吸収、減衰される。なお、このとき、順方向規制ワイヤ２５と下部フレーム１３との接続部と順方向規制ワイヤ２５と上部フレーム１５との接続部との間の距離は近づき、順方向規制ワイヤ２５は弛緩した状態となるので、順方向規制ワイヤ２５が上部フレーム１５の挙動を妨げることはない。

図７は、移動体の急停車時など、防振架台１１に作用する慣性力などの外力すなわち負荷が大きいときの挙動を示しており、（ａ）は負荷作用直後の防振架台１１の様子を示し、（ｂ）はその反動が作用した後の防振架台１１の様子を示す。図７においては、負荷作用直後の上部フレーム１５を実線で、その後の上部フレーム１５を二点鎖線で示していると共に、第１の移動規制部材３３、第２の移動規制部材３５、及び第３の衝撃吸収ダンパ３７の記載を省略している。

高負荷が防振架台１１に作用したときには、上部フレーム１５が下部フレーム１３に対して前後方向に振動すると共に、上部フレーム１５の前部又は後部の沈み込み又は持ち上がりを伴う。

高負荷が防振架台１１に作用した直後は、図７（ａ）に示されているように、下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が前方へ移動すると共に、上部フレーム１５の前部が沈み込み且つ後部が持ち上がる。下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が前方へ移動すると、第１の移動規制部材３３と第２の移動規制部材３５が接近して第３の衝撃吸収ダンパ３７を介して衝突して上部フレーム１５の前方への移動を規制して前方への変位を小さくすると共に、第３の衝撃吸収ダンパ３７の作用により衝撃を吸収して上部フレーム１５の運動エネルギを小さくする。さらに、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前方移動により順方向規制ワイヤ２５と下部フレーム１３との接続部と順方向規制ワイヤ２５と上部フレーム１５との接続部との間の距離が離れて順方向規制ワイヤ２５が張った状態となり、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の前進を規制して前方への変位を小さくさせる。同時に、下部フレーム１３との接続部を中心とした順方向規制ワイヤ２５の円運動により上部フレーム１５を前方へ移動させようとする力が下方へ移動させる力に変換され、上下方向の振動が振動吸収部材１７によって吸収、減衰される。なお、高負荷時には上部フレーム１５に付与される運動エネルギも大きくなるが、上述したように第３の衝撃吸収ダンパ３７の作用により上部フレーム１５の運動エネルギが小さくされているので、順方向規制ワイヤ２５の負担を小さくすることができる。また、逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部と逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部との間の距離は近づき、逆方向規制ワイヤ２７は弛緩した状態となるので、逆方向規制ワイヤ２７が上部フレーム１５の挙動を妨げることはない。

さらに、上部フレーム１５の後部には第２の順方向規制ワイヤ２５ｂが接続されているので、上部フレーム１５の前部の沈み込みに伴う後部の持ち上がりを規制し、後部の上方への変位を小さく抑えることができ、上部フレーム１５を水平に近い状態に保ちやすくなる。高負荷時には上部フレーム１５に付与される運動エネルギが大きいため、上部フレーム１５の前部が沈み込み時に下方向の変位も大きくなる傾向がある。このため、上部フレーム１５の前部が下部フレーム１３に衝突する恐れがあるが、防振架台１１の下部フレーム１３の上面又は上部フレーム１５の下面には第１の衝撃吸収ダンパ２９が設けられているので、上部フレーム１５の前部と下部フレーム１３との衝突時の衝撃を緩和させて破損を防ぐことができると共に、衝突エネルギを吸収してその反動による上方への変位を抑制することができ、振動の減衰を促進することができる。

その後、反動力が作用すると、図７（ｂ）に示されているように、下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が後方へ移動すると共に、高負荷作用直後の上部フレーム１５の前部の沈み込みの反動で、上部フレーム１５の後部が沈み込み且つ前部が持ち上がる。下部フレーム１３に対して上部フレーム１５が後方へ移動すると、逆方向規制ワイヤ２７と下部フレーム１３との接続部と逆方向規制ワイヤ２７と上部フレーム１５との接続部との間の距離が離れて逆方向規制ワイヤ２７が張った状態となり、下部フレーム１３に対する上部フレーム１５の後退を規制して後方への変位を小さくさせる。同時に、下部フレーム１３との接続部を中心とした逆方向規制ワイヤ２７の円運動により上部フレーム１５を後方へ移動させようとする力が下方へ移動させる力に変換され、上下方向の振動が振動吸収部材１７によって吸収、減衰される。なお、このとき、順方向規制ワイヤ２５と下部フレーム１３との接続部と順方向規制ワイヤ２５と上部フレーム１５との接続部との間の距離は近づき、順方向規制ワイヤ２５は弛緩した状態となるので、順方向規制ワイヤ２５が上部フレーム１５の挙動を妨げることはない。

このように、防振架台１１は、簡単な構造であり、保守を必要とする構成部品もほとんどないにもかかわらず、上下方向及び前後方向を含む振動を効果的に吸収、減衰させることができる。また、リンクを使用しておらず、張力が作用していなければ弛緩状態になる順方向規制ワイヤ２５及び逆方向規制ワイヤ２７を使用しているので、上部フレーム１５に無理な力を作用させることによる破損を生じさせにくくなっていると共に、予測のつかない動きを生じさせることを防止することができる。

以上、図示される実施形態を参照して、本発明による防振架台１１を説明したが、本発明は、図示される実施形態に限定されるものではない。例えば、図示される実施形態では、下部フレーム１３と上部フレーム１５との間で前部及び後部にそれぞれ二つずつの順方向規制ワイヤ２５が架設されているが、これらに加えて中央部に順方向規制ワイヤを架設してもよい。

１１防振架台
１３下部フレーム
１５上部フレーム
１７振動吸収部材
１９コイルばね
２１粘弾性体
２３粘弾性体
２５順方向規制ワイヤ
２５ａ第１の順方向規制ワイヤ
２５ｂ第２の順方向規制ワイヤ
２７逆方向規制ワイヤ
２９第１の衝撃吸収ダンパ
３１第２の衝撃吸収ダンパ
３３第１の移動規制部材
３５第２の移動規制部材
３７第３の衝撃吸収ダンパ

Claims

移動体上に固定される下部フレーム上に振動吸収部材を介して上部フレームが支持され、振動吸収部材によって下部フレームに対する上部フレームの振動を吸収する防振架台であって、
前記下部フレームの前部と前記上部フレームの前部との間に延びる少なくとも二つの第１の順方向規制ワイヤと、前記下部フレームの後部と前記上部フレームの後部との間に延びる少なくとも二つの第２の順方向規制ワイヤとを備え、前記第１の順方向規制ワイヤ及び前記第２の順方向規制ワイヤは、張力の作用がなくなると弛緩状態になるように構成されており、前記第１の順方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部及び前記第２の順方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部がそれぞれ前記第１の順方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部及び前記第２の順方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部に対して前記移動体の前進方向の斜め前方に位置することを特徴とする防振架台。
前記下部フレームと前記上部フレームとの間に延びる少なくとも二つの逆方向規制ワイヤをさらに備え、前記逆方向規制ワイヤと前記上部フレームとの接続部が前記逆方向規制ワイヤと前記下部フレームとの接続部に対して前記移動体の進行方向の斜め後方に位置する、請求項１に記載の防振架台。
前記振動吸収部材がコイルばねと棒状又は筒状の粘弾性体との結合体によって構成されている、請求項１又は請求項２に記載の防振架台。
前記上部フレームの下面及び前記下部フレームの上面の少なくとも一方の前端部に、前記上部フレームと前記下部フレームとの衝突時の衝撃を吸収するための第１の衝撃吸収ダンパが設けられている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の防振架台。
前記上部フレームの下面及び前記下部フレームの上面の少なくとも一方の後端部に、前記上部フレームと前記下部フレームとの衝突時の衝撃を吸収するための第２の衝撃吸収ダンパがさらに設けられている、請求項４に記載の防振架台。
前記上部フレームの下面から前記下部フレームに向かって立設された第１の移動規制部材と、該第１の移動規制部材よりも前記移動体の前進方向前側において前記下部フレームの上面から前記上部フレームに向かって立設された第２の移動規制部材とをさらに備え、前記第２の移動規制部材の少なくとも一部が前記移動体の前進方向に沿って前記第１の移動規制部材と対向するようになっており、前記第１の移動規制部材及び前記第２の移動規制部材の少なくとも一方の対向面に前記第１の移動規制部材と前記第２の移動規制部材との衝突時の衝撃を吸収するための第３の衝撃吸収ダンパが設けられている、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の防振架台。