JPS58106244A - 振動伝達緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は振動する機械、加工装置或は工具のような振
動を発生する第１物体と作業者に握られるハンドル、台
わく、基礎等のような第２物体との間の振動の伝達を緩
衝する装置に関する。さらに詳しくは、この発明はゴム
のような重合体材料の弾性要素を含む装置に関する。

振動を発生する機械、加工装置および工具のもつ主要問
題点は、振動によって作業者が直接或は間接に損傷をこ
うむることである。たとえ人身に危害が及ぼさなくても
、振動は重要な諸問題を惹起し、例えばわずられしい騒
音、種々の構成要素の摩耗を生せしめる。

振動の伝達を緩衝するために広い範囲に異る技術類域内
において一般に弾性要素が用いられている。例えば、ゴ
ム要素が機械と、作業者が操作するハンドルとの間の振
動伝達を緩衝するのに用いられた。

しかし、普通技術によって例えばゴムのような重合体材
料°の可撓性が成る運動領域内で用いられる場合、２０
・０〜３００Ｈ４−までの低振動数が好適な成る振動数
範囲内においてのみ使用可能であるという不利点を、こ
の緩衝手段は有している。機械の重量およびゴムの硬度
が緩衝程度を制御するという事実により、例えば５００
０　Ｈｚ　　までの全振動数ｌこわたって良好な緩衝特
性を正確に組み合わせることはむずかしい。

普通に設計された緩衝装置の場合、ゴムが極めて制限さ
れた緩衝能力をもつ一つの理由は、ゴムおよび他の弾性
重合体材料はその圧縮性が極めて僅かであることにある
。緩衝性とともに成る程度の圧縮性が基本的に考慮に入
れられ、従って初期の位置においては緩衝装置は成る荷
重において即ち緩衝要素が圧縮されるように機能される
。緩衝装置が振動を受けると、主として圧縮可能範囲内
で動作し、この範囲においては材料の非圧縮性のために
反動力が押圧作用につれて対数的に増大する。

ゴムおよび成る種の他の重合体材料はその圧縮性はほと
んど無視される程度であるが、これらの材料は極めて伸
長性に富む。この性質は、一つの物体を他の物体に弾性
的に懸吊する緩衝装置に利用されてきた。しかし、この
ような要素は成る特定の状態の下において動作すること
が予測される。

例えばこのような構造はもしその装置が場所的に別の位
置に適用される場合には使用できない。

この発明の第１の目的は、圧縮性に関して重合体、ゴム
を本質とする弾性材料から受ける制約をなくし、その代
りにその材料のもつ大きい伸長性を利用し、これによっ
て振動伝達の緩衝に優れた可能性を得、即ち振動に関し
振動発生物体を約８Ｈｚ　　以上の全振動数範囲内で絶
縁することにある。

この発明の目的の１つは、空間内の種々の位置において
機能できる装置を優先的に提供するにある。

上記並びに他の目的は、前記第１および第２物体間に配
置され或は配置されるように設計された弾性重合体要素
が成る大きさの引張応力によって初期応力を加えられる
ときに達成される。さらに詳しくは、゛この初期応力は
、前記第１物体によって生ぜしめられる振動の振幅より
も、この応力によって生ずる伸長量が少くとも大きいよ
うに定められる。初期応力の大きさの絶対値は、要素の
寸法、重合体材料の性質および負荷の大きさなどの多く
の因子によって決められる。しかし、一般にこの初期応
力の大きさは弾性伸長量が１５％と２５０％との間の値
Ｖこ相当する。このことは、初期応力を付与する力は、
弾性要素が通常受けるすべての撮動応力の下において張
力を受けた状態に保たれ、即ち好ましくは振動性運動の
方向の如伺に拘らず、圧縮負荷を受けずに保たれる程度
に大きくなければならないことを意味する。

初期応力付与状態の他の特徴は、第１および第２物体が
互いに、弾性要素が直面する作用範囲内で、かつすべて
の通常遭遇する荷重の下でとり得るすべての位置におい
て引張状態に初期応力を付与されることである。換言す
れば、弾性要素の引張初期応力の大きさは、２つの物体
が、これら２つの物体の通常の操作時に起り得る最大の
相対変位を生じてもすべての部分に張力が初期応力とし
て加わる程度に大きい。

この要素はその一実施例によれば、一方または両方の物
体と連結されない場合においても張力をもって初期応力
を付与される。これは、初期応力を付与された要素は、
例えば機械、機械ノ・ンドル等の所望位置にそのまま組
付けできかつ好適に初期応力を付与された状態に取付は
可能な形態をもつことを意味する。さらに、この発明の
一つの態様は、弾性要素が２つの物体間で適切に保持さ
れ或は対称的に保持されるが、さらに非対称的な保持を
も実施できる。第１の場合、前記第１物体は、例えばそ
の中心のような非周辺部分において弾性要素と結合され
、その部分から要−素は周辺の取付点に向けて外方へ延
びこの点において第２物体と接合される。この場合、弾
性要素は初期応力をもった膜体を１．含むことができる
。また例えば車輪のスポークのような幾何学形状をもつ
こともできる。

前文で述べたように、第２物体は多様な形状をもつこと
ができる。しかしこの発明の一典型的な適用分野は１動
工具、加工機械等のハンドルである。この場合、第２物
体はチューブ或はチューブ形導管を含むように述べられ
る。この発明の好適実施ｉによれば、２つの弾性要素が
このチーープ或はチューブ形導管内において互いに成る
距離を隔たり或はチューブ或はチューブ形導管の両端を
越えて配設される。このことは、第１物体がチューブ内
側或はハンドルの両端の内側或は外側区域−において２
つの弾性要素を介してノ・ンドルに結合されることをあ
られす。この場合、第２物体、即ちハンドルの第１物体
に向う半径方向の運動を抑制するためにチューブ或はチ
ューブ形導管の内側に制限手段或はバッファを提供する
ことが好適である。もしノ・ンドルが重量の大きい機械
等を持ち上げるのに用いられる場合は、このような抑制
装置或はバッファの必要性が特に強調される０この場合
、抑制装置或はバッファは、同時に上記に参照した弾性
要素の「通常の作業範囲」に対して極限の制限を提供す
る。

この発明の出願は、実施例に示すような膜体形要素のみ
に限定するものではないことが明らかであろう。例えば
学に２つの主方向にのみ初期応力をもつ要素でも成る種
の使用目的に用いることができる。

この発明の他の目的および特徴は好適実施例についての
以下の説明および特許請求の範囲により示される。

好適実施例を図面を参照しつつ以下に述べる。

この発明によれば、使用する弾性要素としては初期応力
のある重合体材料、推奨できるコ゛ムで造られる。さら
に詳しく云えば、この初期応力は、初期応力付与によっ
て生ずる伸張量が振動の振幅よりも大きくなる程度に大
きくなければならない。

このことは第１図のカー伸長率曲線において、この曲線
の急傾斜部分のわずかに上方の区域内で作用することが
必要であることを意味する。同じ場合が同様に第２図の
線図に示され、図において下側の曲線は普通の技法を示
し、上側の曲線はこの発明により表わされる状態を示す
。

第３図の装置は、チューブ形ノ・ンドル１、および例え
ば機°械などの振動ユニットの部分を仮定した一対の棒
部材２および３を含む。構成部品２および３はこの明細
書の前文において振動発生第１物体と名付けられたもの
を含み、ノ・ンドル１は前記第２物体を形成する。振動
棒部材２および３はそれぞれそれらのゴム膜体４，５そ
れぞれに接合される。この実施例によれば、棒部材２お
よび３は加硫によって各膜体４および５と接合される。

膜体４および５は、半径方向平面内に可成り伸長されて
からそれらの彎曲折返し縁部分６および７がリング８お
よび９上にねじ付けられるから、棒部材２および３とリ
ング８および９とのそれぞれの間は大いに伸長される。

縁部分６および７は図示しない外側緊締リングを用いる
固定手段によってリング８および９の外側に接合される
。さらに接着性を向上するために、リングは溝１ｏおよ
び１１それぞれを具備する。

ここに述べる弾性要素１３および１４はそれぞれチュー
ブ形ハンドル１の両端において組み付けられる。このた
めに、リング８および９はチューブ形ハンドル１の内側
の対応する溝内に係合するスナップフランジ１５および
１６それぞれを具備する。

２つの棒部材２および３もチューブ形ハンドルｌの内側
に配置されたチューブ１７によって互いに接合される。

両端にねじ山を設けた棒部材２および３が、そのために
内ねじ山をもつチューブ１７内にねじ込まハる。このよ
うに棒部材２および３をチューブ１７内にねじ込むこと
によって、膜体４および５はさらに伸長され、同時にこ
の伸長の結果、ハンドルの内方に面する円錐形態をとる
。

総伸長量、即ち膜体°４および５の初度（半径方向）伸
びの合計と、チューブ１７内への棒部材２および３のね
じ込みによって得られる伸びとの和は、この手段によっ
て振動方向の如何に拘らず振動の振幅を超える程度に大
きい。よって第３図に示子装置を使用することにより半
径方向および軸方向平面の両面内で極めて優れた振動減
衰性が得られる。棒部材２および３とリング８および９
との間の空所内の膜体４および５の厚さはこの実施例で
は５ｕと１′ｗ１との間の値をもつ。

第３図に示すハンドル１はまた、比較的重い機械、工具
等を揚扛するのに用いることができる。

この作業中或は故障中に膜体４および５が過荷重を受け
るのを防り゛ために、ゴム製の抑制装置或は緩衝器１８
が、半径方向へのハン゛ドル１の運動を抑制するために
内側チューブ１７まわりに提供される。

第４図は第３図に示すハンドルの変形であるハンドル１
′を示す。２つの弾性要素１３′および１４′は同形に
設計されかつ第３図に示す実施例におけるものに相当す
る構成要素をもつから、対応する構成要素には同一数字
に′を付して示す。よつτ種々の構成要素に対しては第
３図に関しての上述の説明を参照されたい。この場合に
、前述の実施例との基本的な相違は、単に２つの棒部材
２′および３′が互いに離反する方向にねじ締められる
ことで、これによって膜材４′および５′がハンドルの
内側から外方へ延ばされる。

第５図は、第４図の場合と同じ原理を適用した実施例を
示す。この場合ノ・ンドル１“は指かけとしてのフラン
ジ２０をもつリベット当て盤へのノ）ンドルを含む。２
つの初期応力をもつ膜材を４“および５“で示す。この
図では左側の棒部材の末端２〃のみが見られる。他方の
棒部材はリベット当て盤３“内にねじ込まれている。第
５図に示す装置はりベット当て盤として極めて良好な性
質を示し、これは弾性要素も軸方向の振動緩衝に極めて
優れた能力をもつことを示した”。第５図に示すような
リベット当て盤に対する適用分野の例が航空機工業にお
いて見られ、これは極めて制限された空間内での作業に
しばしば必要とされる。

第６図は、初期応力をもつ緩衝要素１３ａであって、こ
の要素がその使用場所に取り付けられる前の状態を示す
。この要素はねじ棒２ａから成り、この上に弾性要素１
３ｍが、既述の実施例の場合と同様にその幅広中心部分
２１において加硫されている。この幅広部分２１から、
比較的薄い膜材４ａが縁部分６ａに向けて外方へ延び、
該縁部分はリング１０ａ上に折り返されている。リング
１０ａ上に縁部分６ａを確実に固定するために、第３図
に関して既述した外側リング２２が配設され、これによ
ってゴム製縁部分６ａは内側リング１０ａと外側リング
２２との間で強固に緊締される。外側リングはまた前述
の実施例における要素１５　、１５’と同様にスナップ
作用のためのフランジとして作用することができる。よ
って、第６図に示す装置は、多くの種々の適用例に対し
て用いることができる。この要素は変形を必要とせずに
多くの場合に適合できるよう（乙種々の弄イズと異った
形態で造ることが好ましい。本質的にこの要素の初期応
力を高めるには、第３，４および５図に関連して示した
ことと同様にしてこの要素を軸方向に伸長することによ
ってさらに拡張させて実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はゴム要素のカー伸長基線図、第２図は普通の要
素と比較したこの発明による弾性要素内の引張応力の概
要を示す線図、第３図はこの発明の第１実施例による２
つの弾性要素を具備するハンドルの部分切断側面図、第
４図はこの発明の第２実施例により各端に配置された弾
性要素をもつハンドルの縦断面図、第５図はこの発明に
よる一対の弾性要素を具備するリベット当て盤の側面図
、第６図はこの発明の一実施例による初期応力をもつ要
素の軸方向断面図でこの要素がその使用位置に取り付け
られる以前の状態を示す。 １　、１’　、　１“：ハンドル ２．２’、２ａ、３．３’：棒部材 ３”：リベット轟て盤 ４．４’、４“、４ａ：膜体 ５．５’、５”：膜体 ６　ｊ　６Ｚ　６　ａ　：縁部分 ７：縁部分 ８．８’、９：リング １０．１０’：溝 １０ａ：リング １１：溝 １３．１３’、１３ａ：弾性要素 １４．１４：弾性要素 １５．１°５′、１６：スナップフランジ１７．１７’
：チューブ １８．１８’：バッファ ２０：７ランジ ２１：幅広部分 ２２：外側リング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）撮動する機械、加工装置或は工具のような振動発
   生第１物体（２，３）と、作業者に握られるハンドル、
   台わく、基礎等のような第２物体（１）との間の振動伝
   達を緩衝するため前記第１物体（２，３）と第２物体（
   １）との間に配置され或は配置されるように設計された
   重合体材料の弾性要素（４，７，１１）を含み、前記要
   素が成る引張初期応力によって初期応力を付与されてい
   ることを特徴とする振動伝達緩衝装置。 （２）初期応力の大きさが、この応力による伸長量が前
   記第１物体によって発生される振動の振幅よりも大きく
   定められることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の振動伝達緩衝装置。 （３）弾性要素がそれが受ける作動範囲内でかつすべて
   の通常あられれる荷重の下において、第１および第２物
   体が互いに採択できるすべての位置で引張力の初期応力
   をもつことを特徴とする特許請求の範囲第１項或は第２
   項記載の振動伝達緩衝装置。 （４）弾性要素が２つの物体間で対称的に抑制され或は
   対称的に抑制されるように配置されることを特徴とする
   特許請求の範囲上記各項のいずれか１項記載め振動伝達
   緩衝装置。 （５）弾性要素が２つの物体間で非対称的に抑制され或
   は非対称的に抑制されるように配置されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記
   載の振動伝達緩衝装置。 （６）前記第１物体が非周辺部分において前記要素と接
   合され、前記部分から前記要素が前記第２物体と接合さ
   れる周辺取付点に向けて外方へ延びること・を特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の振動伝達緩衝装置。 （力　弾性要素が弾性的かつ初期応力を受けた膜体（４
   ，７）を含むこと番特徴とする特許請求の範囲上記各項
   のいずれか１項記載の振動伝達緩衝装置。 （８）弾性要素が車輪のスポーク状の幾伺学形状をもつ
   初期応力を受けている装置を含むことを特徴とする特許
   請求の範囲上記各項のいずれか１項記載の撮動伝達緩衝
   装置。 （９）第２物体がチューブ或はチューブ形の導管を含み
   、前記弾性要素の２つが互いに距離を保って或はチュー
   ブ或はチューブ形導管の両端を越えて配置されることを
   特徴とする特許請求の範囲上記各項のいずれか１項記載
   の振動伝達緩衝装置。 （１０）抑制装置或はバッファ０８）がチューブ或はチ
   ューブ形の導管内に配置されて前記第１物体に向う半径
   方向への第２物体の運動を抑制することを特徴とする特
   許請求の範囲第９項記載の振動伝達緩衝装置。