JPH022994Y2

JPH022994Y2 -

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Publication number: JPH022994Y2
Application number: JP1982125168U
Authority: JP
Priority date: 1982-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1990-01-24
Also published as: JPS5929445U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、機械類の防振装置に関し、特にその
水平動防振装置に関する。

従来の精密機械類の水平方向振動の防振装置
は、第１図に示すように、固定台ｃ上に設けられ
たり、第２図に示すように、固定梁ｄから吊下さ
れたりしていて、ばねａと振動を防振すべき機械
類である物体ｂとの組合わせで振子系が構成され
ており、その振子系全体の固有振動数nは小さ
く設定されている。

これらの従来装置では、固有振動数nより高
い振動数の成分は、ほとんど物体ｂ側に伝わらな
い。

しかしながら、これらの従来の装置では、振動
系の固有振動数nを下げることにより防振効果
を向上させるためには、ばねａの材質を柔軟に
し、径を細くしなければならず、このためばねａ
の機械的強度の低下を招くという欠点がある。

そして、機械的強度を所定内にとつた場合に
は、防振しうる振動数の限界は約２〜３Hzとな
り、低い振動数における水平動の防振ができな
い。

しかも、第１図に示す従来の装置では、倒立ば
ね方式でばねａが構成されているので、座屈が生
じやすく、また、固有振動数nを数Hzにすると
物体ｂの支持が不安定になる欠点があり、第２図
に示す従来の装置では、装置全体が大がかりなも
のとなつてしまう欠点がある。さらに、これらの
従来の装置では、ばねａと物体ｂの質量ｍとによ
つて振子系が構成されているので、物体ｂの質量
ｍの変動が固有振動数nの変化を招くという問
題点もある。

本考案は、これらの問題点を解決しようとする
もので、水平振動に対して、低い振動数でも十分
にその水平振動を防振し、機械的にも強い構造の
水平動防振装置を提供することを目的とする。

このため、本考案の水平動防振装置は、固定台
上に設置される物体の水平方向振動を防振すべ
く、上記の物体と固定台との間に、これらの相対
的水平方向移動を許容する円筒状ころがり部材が
介装され、且つ、上記物体の下側に、上記ころが
り部材を線接触により受ける上部筒状凹彎曲受部
が配設されるとともに、上記固定台の上側に、上
記ころがり部材を線接触により受ける下部筒状凹
彎曲受部が配設されたことを特徴としている。

以下、図面により本考案の一実施例としての水
平動防振装置について説明すると、第３図はその
全体構成を示す立面図、第４図はその要部を示す
立面図、第５図はその動作を説明するための説明
図、第６図はその要部の変形例を示す立面図であ
る。

第３図に示すように、水平動防振機構３により
物体２が固定台１上に載置されており、この水平
動防振機構３は物体２の荷重を支えている。

また、この水平動防振機構３には、物体２と固
定台１との水平方向移動を許容するころがり部材
としての円筒３ａが設けられており、また、物体
２の下側に固定されて円筒３ａを線接触により受
ける上部凹彎曲受部としての上部円筒受部３ｂ
と、固定台１の上側に固定されてころがり部材３
ａを、線接触により受ける下部凹彎曲受部として
の下部円筒受部３ｃとが設けられている。

すなわち、水平動防振機構３は、これら円筒３
ａ、上部円筒受部３ｂおよび下部円筒受部３ｃで
構成されている。

また、ころがり部材としての円筒３ａの形状は
半径ｒの円筒状であり、下部円筒受部３ｃの上面
の形状は、ころがり部材としての円筒３ａが滑ら
かに転動できるように、円筒３ａよりも大きな半
径Ｒの円筒側面となつている。

さらに、上部円筒受部３ｂの下面の形状も物体
２がころがり部材としての円筒３ａの転動に従つ
て、円筒３ａに支持されたまま滑らかに移動でき
るように、円筒３ａよりも大きな半径Ｒの円筒側
面となつている。

ところで、第４図に示す下部円筒受部３ｃの上
側円筒面上をころがり部材としての円筒３ａが転
動する振子系は、１自由度系振子として良く知ら
れていて、この重力振子の復元力をばね要素とし
て用いたのが本実施例の水平動防振機構３であ
る。

第５図に示すような物体２の下面に水平動防振
機構３が１つだけ配設されている場合についてそ
の固有振動数n等を説明する。ここで、物体２
は絶えず水平に保たれるとする。

また、符号m₁は物体２と上部円筒受部３ｂと
を合わせた質量を示しており、m₂はころがり部
材の円筒３ａの質量、ｒは円筒３ａの中心軸Ｏか
らの半径、O′は上部円筒受部３ｂの半径Ｒの円
筒側面の中心軸、O″は下部円筒受部３ｃの半径
Ｒの円筒側面の中心軸である。

物体２と固定台１とが相対的に安定して静止し
ている場合、ころがり部材としての円筒３ａは下
部円筒受部３ｃの円筒面の最下部に線接触して位
置し、物体２も上部円筒受部３ｂの円筒面の最上
部がころがり部材３ａと線接触するような位置で
静止しており、各軸Ｏ，O′，O″がすべて１つの
鉛直線上に位置している。

物体２と固定台１とが相対的に移動する場合、
円筒３ａがころの働きをし、両円筒受部３ｂ，３
ｃと円筒３ａとが線接触したまま滑らずにその位
置を変える。

このため、各軸Ｏ，O′，O″は１直線上にのつ
ていても、直線Ｏ，O′，O″と鉛直線との角度が
θとなる。このとき物体２と固定台１との相対的
な変位はRsinθ＝Rθ（θ〜０）であり、円筒３ａ
の回転角φは、Rθ＝rφの関係を保つ。

このRθ＝rφの状態で円筒３ａは安定な位置よ
り上側に位置し、物体２も円筒３ａに対して安定
な位置よりも上側に位置するため、安定な位置に
戻ろうとする復元力が生じる。

この復元力は、物体２と固定台１との相対的な
変位が大きくなるほど大きなものとなり、ばねに
よる復元力と同じ働きをするため、水平方向の防
振を行なうことができる。

このような水平動防振機構３を物体２の下部に
複数組配設して、物体２を固定台１の上に設置す
れば、容易にしかも構造的にも強い防振装置が実
現できる。

また、この系の固有振動数nは、円筒３ａの
回転中心軸まわりの慣性モーメントをＪ、重力加
速度をｇとすると、次式のようになる。

ここで、物体２が円筒３ａよりも十分重いと考
えられ、m₁》m₂の関係が得られるから、ほぼ次
式の関係が満足される。

つまり、固有振動数nが物体２などの質量と
無関係になるのである。

このため、物体２などの質量の変化による固有
振動数nの変動がなくなり、安定した防振効果
が得られる。また、固有振動数nは両円筒受部
３ｂ，３ｃの円筒面の半径Ｒと、円筒３ａの半径
ｒによつて決まるので、固有振動数nを容易に
設定変更することが可能となる。したがつて、設
置場所の卓越振動数に合わせて各部の半径の組み
合わせを変えれば、最適な防振が可能となる。

さらに、本装置では、円筒３ａが両円筒受部３
ｂ，３ｃに線接触した状態となるので、物体２が
重量物であつても、点接触の場合のような集中荷
重による割れや変形を起こさない利点がある。

ところで、この水平動防振機構３は、空気抵抗
等によつて減衰されており、この減衰効果をより
大きくするために、第６図に示すように、下部円
筒受部３ｃに高粘度性油４を注入し、上部円筒受
部３ｂと下部円筒受部３ｃとの円筒面の外側に、
固定台１と物体２の相対的な変位にほとんど影響
を与えないゴムシール５を施せば、ころがり部材
３ａのころがり抵抗が増して、振動をより減衰さ
せることができる。

なお、円筒状のころがり部材３ａと、円筒側面
を凹状扁曲面とする両円筒受部３ｂ，３ｃによる
水平動防振機構３では一定方向の水平振動しか防
振できない。

そこで、この円筒状の水平動防振機構を２層設
けて、一方をＸ方向に配設し、他方をＹ方向に配
設すれば、水平方向の振動に対し、防振すること
ができる。

以上詳述したように、本考案の水平動防振装置
によれば、物体と固定台との間に、これらの相対
的水平方向移動を許容する円筒状ころがり部材が
介装され、且つ、上記物体の下側に、上記ころが
り部材を線接触により受ける上部筒状凹彎曲受部
が配設されるとともに、上記固定台の上側に、上
記ころがり部材を線接触により受ける下部筒状凹
彎曲受部が配設されるという簡素な構成で、低振
動数の水平方向の振動に対しても適切に防振する
ことができ、また、防振すべき物体の質量によつ
て防振しうる振動数が変化することなく防振を行
なえる利点がある。

また、本装置では、円筒状のころがり部材が、
上部筒状凹彎曲受部と下部筒状凹彎曲受部とに、
それぞれ線接触した状態となるので、防振すべき
物体が重量物であつても、点接触の場合のような
集中荷重による割れや変形を起こさない利点があ
る。

そして、本装置の防振機構を２層にしてＸ，Ｙ
両方向の防振を行なうことにより、水平の全方向
振動に対し防振することも可能となる。

さらに、本考案の水平動防振装置によれば、構
造上も強い装置として構成することができ、固有
振動数の設定変更も容易である。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は従来の水平動防振装置を示すもの
であり、第３〜６図は、本考案の一実施例として
の水平動防振装置を示すもので、第３図はその全
体構成を示す立面図、第４図はその要部を示す立
面図、第５図はその動作を説明するための説明
図、第６図はその要部の変形例を示す立面図であ
る。１……固定台、２……物体、３……水平動防振
機構、３ａ……ころがり部材としての円筒、３ｂ
……上部筒状凹彎曲受部としての上部円筒受部、
３ｅ……下部筒状凹彎曲受部としての下部円筒受
部、４……高粘度性油、５……ゴムシール、Ｏ，
O′，O″……中心軸。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 固定台上に設置される物体の水平方向振動を
防振すべく、上記の物体と固定台との間に、こ
れらの相対的水平方向移動を許容する円筒状こ
ろがり部材が介装され、且つ、上記物体の下側
に、上記ころがり部材を線接触により受ける上
部筒状凹彎曲受部が配設されるとともに、上記
固定台の上側に、上記ころがり部材を線接触に
より受ける下部筒状凹彎曲受部が配設されたこ
とを特徴とする、水平動防振装置。 (2) 上記の上部凹彎曲受部と下部凹彎曲受部と
が、上記ころがり部材より大きな半径の円筒状
にそれぞれ形成された、実用新案登録請求の範
囲第１項に記載の水平動防振装置。