JPS6249038A - 振動吸収装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、振動吸収装置に関する。

〔従来技術〕

振動吸収装置は、主に、振動や衝撃又は揺動がその発生
源から他の装置、設備、建造物の各部などに伝達される
のを阻止するために使用される。

振動吸収装置が最も頻繁に使用される態様の１つは、基
礎またはベットプレートの−にに機械を配置する場合で
ある。機械の中には、それ自体が振動や衝撃又は揺動を
発生するものがあり、上記の態様における振動吸収装置
の目的は、このような振動や衝撃などが基礎またはベッ
トプレートに伝達されないことを確実にすることにある
。他方、振動や衝撃に関して極端に影響される機械や装
置もあり、このようなものはその基礎や基台が受ける振
動又は衝撃などから保護される必要がある。

このような振動吸収装置として、非常に多くの種類のも
のが知られている。装置ξは、振動の伝達を阻止すべき
機械又は装置の質量と供に振動系を形成するばね要素を
含み、この振動系の固有振動数は伝達を阻止すべき振動
数と僅かに異なっていなければならない。一般に、振動
系の固有振動数をばね定数を適切に選択することにより
できる限り低くする、すなわち妨害振動の振動数として
考えられる値より低くすることが試みられている。

しかしながら、多くの使用態様において、振動系の固有
振動数の範囲の妨害振動が発生する作動条件が少なくと
も一時的に現われる事態は避けられない。このような状
況は、振動の伝達を阻止すべき機械の始動時又は減速時
に起こると考えられる。

妨害振動の振動数と振動系の固有振動数が等しいときは
、振動吸収装置が確実に、振動の増幅に関与せず、損傷
を発生させないように、振動系の振動を吸収することが
必要である。

１９７２年ヴイースバーデン所在のバラフェルラフ有限
責任会社より発行された「機械のための基礎及び支持構
造Ｊ　　（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔｅ　ｕｎｄ　Ｔｒａｇｋ
ｏｎＳｔｒｕｋｔｉｏｎｅｎ　ｆｕｒ　Ｍａｓｃｈｉｎ
ｅｎ）と題する書物の第２６２頁及び第２６３頁には、
一方が他方に嵌装される関係にあり、かつ互いに対して
相対的に変位自在である２個のハウジング部分を具備し
、ハウジング部分の間にコイルばねを配設し、振対１吸
収手段として、互いに対して相対的に移動自在である２
個のハウジング部分の面の間に摩擦ライニングが設けら
九ている振動吸収効果が記載されている。この装置は、
摩擦ライニングとこれに対して移動自在であるハウジン
グ部分との間の圧力を変化させる調節螺子を含み、これ
により振動吸収効果を調整することができるようになっ
ている。

このような摩擦式振動吸収の構成は、共振状態において
は振動が発生するのを阻止することができるが、摩擦式
の振動吸収作用は振動数又は互いに摩擦し合う面の相対
運・υ１速度とは無関係である。

従って、上記の公知の振動吸収装置の場合、振動吸収手
段は振動系の固有振動数とは大きく異なる’／１ｊ害振
仙数でも動作する。これに対して振動吸収装置に要求さ
れているのは、固有振・Ｖｈ数の範囲内で最大の振動吸
収の効果を得ることであり、また、固有ＪＭ動数の範囲
外では最小の振動吸収の効果を得ることである。

１９７４年にパリ・ライト社、パリ・ディビジョン（マ
サチューセッツ　０２１７２、ウォータータウン、プレ
ザント・ストリート、７０００所在）から発行された文
献、「アプリケーション・セレクション・ガイド（Ａｐ
ｐｌｉｃａｔｉｏｎ　５ｅｌｅｃｔｉｏｎＧｕｉｄｅ）
ＪのＡ１６頁及びＡ１７頁には、カップ状ハウジングと
、絞り開口を有するベローズとを具備し、ベローズの一
端はハウジングの端部に固着され、他端は、ハウジング
に対して相対的に移動自在であってハウジングから突出
している取付は部材に連結されている、振動吸収装置が
記載されている。このベローズの内部にはばねが配設さ
れている。

この振動吸収装置における空気大振０１吸収の方式は、
振動吸収の度合が振動数及び振幅によって決まるという
利点を有する。さらに、１１−擦式振勅吸収の方式に比
してＰ′ｆ、耗が遥かに少ないという利点もある。しか
しながら、ベローズ内の空気クッションかばね要素とし
ても作用し、このばね要素のばね定数はばね要素の撓み
の度合に大きく左右されるために、振動吸収手段がｆ！
動系の固有振３す１数に対して極めて規定し難い影響を
与えるという欠点がある。前述したように、殆どの場合
、振動系の固有振動数はできる限り低くなければならな
いａ鋼製のばねを使用すると、約３Ｈｚ程度の非常に低
い振動数が得られる。ここで、振動吸収手段のばね定数
をさらに考慮に入れなければならないとすると、３ない
し５Ｈｚの固有振動数を達成することは実際上はとんど
不可能である。

液体式の振動吸収手段を使用する振動吸収装置も知られ
ており、振動系の固有振動数に及ぼす影響は空気式の振
動吸収手段の場合より少ない。しかしながら、液体式の
振動吸収手段は２個の液体室を必要とし、これらの液体
室の間で液体が絶えず流動せしめられている。すなわち
、この振動吸収装置はそれなりに複雑な構成である。

〔解決しようとする問題点〕

本発明は、一方が他方に対して嵌装される関係にあり、
かつ互いに対して相対的に移動自在である２個のハウジ
ング部分を具備し、ハウジング部分の間にばねを配設し
た振動吸収装置において、振動吸収手段として空気式振
動吸収手段を採用し、かつ振動系の固有振動数に対する
振動吸収の影響をできるだけ少なく抑えようとするもの
である。

本発明は、−［−記の問題点を解決した振動吸収装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決する手段〕

本発明は、一方が他方に対して嵌装される関係にあり、
かつ互いに対して相対的に移動自在である第１及び第２
のハウジング部分と、前記ハウジング部分の間に配設さ
れる少なくとも１個のばねと、前記ハウジング部分によ
り形成され、絞り開口を介して大気と連通し、かつ２個
のハウジング部分の相対的移動によって容積が変化する
少なくとも１個の空気室を含む振動吸収手段とを具備し
、前記空気室は逆止弁を介して大気と連通され、ハウジ
ング部分の間を密封する密封リングは、ハウジング部分
が互いに対して相対的に移動するときに密封リングがハ
ウジング部分の相対向して配設される密封面に対して転
がり接触するように配置されている振動吸収装置に関す
るものである。

空気室に配置された逆止弁は、空気室を、振動又は衝撃
による一方向の移動に関して実質的に、直ちに排気する
ものである。振動又は＠！Ａによる他方向の移動に関し
て排気してもよい。従って、空気室内の空気クッション
により発生するばね効果は著しく減少し、そのため、振
動系の固有振動数に対する影響も著しく少なくなる。し
かし、振動系の固有振動数の範囲内で適切な振動吸収が
行なわれるにも拘らず、同時に、固有振動数の笥囲外で
の振動吸収の度合が低いことを発見した。逆止弁の流通
横断面が絞り開口の流通横断面に比して太きいと有利で
あることが従来より明らかであった。しかしながら、特
定の状況に装置を適合させるために、逆止弁の流通横断
面積の大きさを調整自在とすること、特に本発明の実施
例のように絞り開１０を有するものに関しては、逆１１
−．弁の流通横断面積の大きさを調整自在とし、従って
振動吸収の度合を調整可能とすることは望ましいことで
ある。さらに、空気室の内部と逆止弁が開口する部分の
大気との圧力差を調節自在とすることも可能ではあるが
、殆んどの場合、圧力差はできる限り少なくすべきであ
る。

前述のように、振動吸収装置は、例えば機械の中のモー
タ又はエンジンにより発生されるような周期的振動の伝
達を阻止するのみならず、衝撃又は揺動の伝達をも１１
１１止できることを目的とするものである。このような
衝撃又は揺動は、主にＪ、を礎又はベッドプレートに向
かう力を伴なって起こるものであり、そのため、本発明
の実施態様によれば、振動吸収装置のハウジング部分が
互いに近接する方向に移動するとき、換言すれば荷ＪＲ
を受けたときに、逆止弁が開くように構成されている。

使用の態様によっては、振動吸収装置は２個のハウジン
グ部分の間に１個又は２個以上のばねを備えていてもよ
い。この構成においては、振動吸収手段がそれぞれのば
ねと関連するが、又はハウジング部分が複数個の又は全
てのばねに対応する１つの振動吸収手段を有していても
よい。

本発明の有利な実施例においては、ばねは、一方が他方
の中に嵌装されて移動することができる２個のハウジン
グ部分により形成されるハウジングの中に配設されてい
る。ハウジング部分の間の間隙は密封され、ハウジング
部分は、同時に、絞リ開口と逆上弁とを有する空気室を
形成する。絞り開口及び逆止弁はハウジング部分の一方
に配設される。その点に関して、摩擦による振動吸収の
作用を最小限に抑えるために、互いに対して相対的に移
動自在であるハウジング部分の間に、ハウジング部分が
移動するときにハウジング部分との間に摩擦を生ずるこ
とはないが、ハウジング部分の密封面に対して転がり接
触をする密封リングを設けると有利である。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に概略的に横断面図で示した振動吸収装置は、上
方ハウジング部分１０と、下方ハウジング部分１２とか
ら構成されるハウジングを備える。

２個のハウジング部分はほぼカップ状の形状であり、円
筒形であるのが好ましい。それぞれのハウジング部分は
、中空円筒形部分１０１，１２１と、それぞれのハウジ
ング部分を一端で閉塞する端蓋部分１０２，１．２２と
から構成される。図示された実施例においては、各ハウ
ジング部分の中空円筒形部分と端蓋部分とは一体に形成
されている。

下方ハウジング部分１２の中空円筒形部分１２］は、そ
の長さに沿って、その開放端部の側から見て、外周径の
大なる領域と、外周径の小なる領域とにさらに区分され
る。外周径の大なる領域から外周径の小なる領域に移行
する箇所には、段部１２３が形成されている。下方ハウ
ジング部分１２の中空円筒形部分１２１の外周径の大な
る領域の外径は、上方ハウジング部分１０の中空円筒形
部分１０１の内径より幾分小さい。従って、下方ハウジ
ング部分１２をその開放端部の側で上方ハウジング部分
１０に嵌装することができる。２個のハウジング部分が
嵌装された後に偶発的に分離することのないように、上
方ハウジング部分１０の開放端部のすぐ近傍において、
その内面に、スナップリング又は止め輪２６を受入れる
溝１０３が周方向に刻設されている。止め輸２６は、２
個のハウジング部分が最大限に引離されたときに、下方
ハウジング部分１２の段部１２３が当接する受は部とも
なるものである。

下方ハウジング部分１２の外周径の大なる領域の外面に
は溝２４が刻設されている。溝２４は。

互いに対して移動自在であるハウジング部分を気密に保
持係合する密封リングを受入れている。第１図の左側と
右側とに、密封リングに関する２種類の構成をそれぞれ
示した。゛即ち、第１図の左側にはＱリング２２が示さ
れ、右側には中空管状リング２２′が示されている。溝
２４の幅すは、○リング２２の直径又は中空管状リング
２２′の高さより大きいので、２個のハウジング部分の
相対的直線運動の全長に沿って、密封リング２２（２２
’）は相対向して配設されている密封面、即ち、密封リ
ングに関して一方の側にある中空円筒形部分１０１の内
面と他方の側にある溝２４の底面、の上を転がり接触す
る。従って、密封リングが生じさせる摩擦の量は、転が
り接触と圧接とによる最小限の量である。発生される摩
擦の量は、密封リングとして○リングを使用したときよ
りも、管状リングを使用したときの方がさらに少なくで
きる。原則として、密封リング２２　（２２’　）を受
は入れる溝２４を、中空円筒形部分１２１の外周面では
なく、中空円筒形部分１０１の内周面に設けることもで
きる。それぞれの密封面に対して転がり接触する密封リ
ングにより生ずる、はぼ摩擦のない密封作用は、ばね１
４により決定される振動系の低い固有振動数、例えば４
Ｈｚ未満の振動数に悪い影響を与えないという利点を有
する。

相対的に移動するハウジング部分の間に相当大きな摩擦
が発生すると、振動系の固有振動数が大きくなり、多く
の使用態様で振動吸収装置を使用することができなくな
るであろう。

本発明に適するリングは、−例として、ニトリルゴム（
例えばブタジェン・アクリロニトリル・ゴム）、天然ゴ
ム又はシリコンゴムから成る楯゛密Ｏリングであること
がわかった。好ましいリングのショア硬さは７ｏないし
７５であった。しかしながら、本発明はここに挙げた材
料及び硬さに限定されるものではない。

端蓋部分１．０２の中空円筒形部分１０１に向いた側の
下面には、中空円筒形部分１２１により規定される円筒
形の空間に関して好ましくは同心的で、かつ中空円筒形
部分１２１とほぼ同一直径を有する円筒形の、凹部１０
４が設けられる。

好ましくは鋼製のばねであるコイルばね１４は、凹部１
０４の底面と端蓋部分１２２の中空円筒形部分１２１に
向いた上面との間に延在せしめられる。このばねは振動
吸収装置の実質的なばね要素である。

２個のハウジング部分１０．１２により囲まれ、密封リ
ング２２　（２２１により気密に密封された空間は、同
時に、振動吸収手段の空気室１６をも形成する。空気室
１６は、それぞれ絞り開口１８と、逆上弁２０とを介し
て大気と連通する。

凹部１０４の底面には、端蓋部分１０２に穿設された盲
穴１０５が開口している。第２図に最も明瞭に示されて
いるように、盲穴１０５に連通する孔１０ｆｌＥは、盲
穴１０５を通って端蓋部分１０２を完全に貫通し、盲穴
１０５の軸に対して垂直に延びている。孔１０６は盲穴
１０５の一方の側の部分に螺糸部を有し、孔１０６に挿
入されたテーパ状端部２８１を形成した調節用螺子２８
を螺装している。調節用螺子２８のテーパ状端部２８１
は盲穴１０５の壁面の反対側に形成された孔１０６の開
口に突出せしめられており、この開口は実質的に絞り開
口１８となる。絞り開口１８の流通横断面積の大きさは
、調節用螺子２８のテーパ状端部２８１が絞り開口１８
の中へ突出する長さによって決まる。振動吸収の度合い
は、外部から自在に操作できる調節ねじ２８を調節する
ことにより変化させることができる。

図示された実施例においては、逆上弁２０は、端蓋部分
１０２をコイルばねの軸方向に平行で、かつ盲穴１０５
の軸と平行に貫通する穴１０７に形成されている。穴１
０７には段部が形成され、穴の直径は空気室１６に通ず
る側の直径が反対側の端部の直径より小さくなっている
。段付の穴１０７の中に球２０１が配設され、この球２
０１は弁要素として作用し、板ばね２０２の弾力によっ
て、穴１０７の小径部分から大径部分へ移行する箇所を
閉塞するように弾発されている。穴１０７は、空気室１
６から遠い側の端部で、球２０１及び板ばね２０２が所
定の位置に取付けられた後に、板２０３により気密に閉
塞される。穴１０７に開口して、穴１０７の軸に垂直に
かつ前記孔１０６と平行に延びる孔１０８が端蓋部分１
０２を貫通して形成されている。空気室１６内の圧力に
よって球２０１が板ばね２０２の弾力に抗して弁座から
持上げられると、空気室１６はこの孔１０８を介して大
気に連通ずる。このような態様において、孔１０８の流
通横断面積は、絞り開口１８の流通横断面積より大きい
方が効果的であって、必要に応じてその大きさを調整す
ることができるようにするとよい。同様に、必要とあれ
ば、球２０１に作用するばね力を調整自在としても良い
。

上述の実施例においては、絞り開口１８と逆１ヒ弁２０
とは互いに離れた位置に配置されているが、絞り開口と
逆止弁とを相互に組合せることも可能である。

図示した実施例においては、端蓋部分１０２の中空円筒
形部分１０１より遠い側の上面に形成した凹部に防振板
３０が嵌合されている。同様の板が端蓋部分１２２の下
面にも配設されている。これこらの板は不可欠なもので
はない。

上述の構造の振動吸収装置を基礎又はベッドプレートの
上に載置し、その上に振動の伝達をＩＩＩ　、＋トすべ
き装置の部分を置くと、２個のハウジング部分１０．１
２は、その上に配置された装置部分の重量に従って、ば
ねの弾力に抗して互いに近接する方向に移動し、静的平
衡状態となる。その平衡位置に関して振動が発生した場
合、問題となる振動の方向によって異なる作用が起こる
。ハウジング部分により形成される空気室が圧縮される
と逆止弁２０が開くので、空気は実質的に絞り作用を受
けずに空気室１６から流出することができる。

これに対し、ハウジング部分が空気室を拡張する方向に
移動したときには逆止弁２０は閉じ、空気室１６は絞り
開口１８を通って遅延モードでのみ通気可能な状態とな
る。

前述したように、使用の態様に応じて、ハウジング部分
が空気室を拡張する方向に移動するときに逆上弁が開く
ように、逆１）１弁の作ＵＪ方向を逆転させてもよい。

以上の説明においては簡潔を期するために空気に関して
述べたが、本発明は特定の態様においては適切と考えら
れるその他のガスの使用をも含むものである。同様に、
大気という用語は、振動吸収′！Ａ置の直接の周囲環境
として解釈されるべきであり、それ自体が閉塞されてお
り、実際の大気に対しては遮断されている空間であって
もよいことは明らかである。

第１図に示したばね１４は、実際のばね要素の形状に関
するいくつかの可能性の１つを示したものにすぎない。

特に、使用の態様に応じて、複数個の同心に配設された
コイルばね又は別の種類のばねの使用も可能である。

［発明の作用及び効果］ 本発明によれば、振動吸収装置を基礎又はベッドプレー
ト上に載置し、その上に振動の伝達を阻１１−すべき装
置の部分をＪＮ　ｉｉ′ｉすると、一方が他方に対して
嵌装される関係にある２個のハウジング部分は、これら
ハウジング部分の間に配設されたばねの弾力に抗して互
いに近接する方向に移動して静平衡状態となる。この状
態で振動が発生すると、２個のハウジング部分間に形成
された空気室の容積変化により、空気は、絞り開口およ
び逆止弁を通って空気室から排出又は空気室に吸入され
る。

この際に空気の流れ方向が逆＋、ｈ弁を開く方向である
場合には、空気は絞り開口と逆上弁のうちの流通抵抗の
少ない方を通って流れ、２個のハウジング部分の逆方向
の相対移動の際には、空気の流れ方向が逆となって、逆
止弁は閉じられ、空気は専ら絞り開口を通って流れるこ
ととなる。従って逆止弁と絞り開口の流通抵抗の差番こ
より、振動吸収装置に加えられる振動エネルギーは吸収
され、振動吸収を行うことができる。この際に２個のハ
ウジング部分の間を密封する密封リングはハウジング部
分の相対向している密封面に転がり接触をするから、前
記密封面間の密封ができると同時に、密封面との摩擦抵
抗を転がり摩擦のみの最小の摩擦抵抗に止め、振動系の
固有振動数に悪影響を与えることがない。

なお本発明において、絞り開口の流通横断面積の大きさ
を外部から調整自在とすることにより、絞り開口を流れ
る空気に与える抵抗を調整することを可能とするから、
振動吸収装置が使用される態様従って吸収すべき振動の
振動数及び振幅に対応した振動吸収性能を備えさせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構造の概略的な横断面図
、 第２図は、第１図の線Ｉｆ　−ＩＩに沿った断面図であ
る。 図中、次の符号はそれぞれ次の部分を示す。 １０　・上方ハウジング部分、 １２・・・下方ハウジング部分、 １４・・・ばね、 １６・・・空気室、 １８・・・絞り開口、 ２ｏ・・・逆止弁。 ２２・・・○リング、 ２２′・・・中空管状リング、 ２４・・・溝、 ２８・・・調節用ねじ 特許出願人　　ルドルフ・シュレプファ・アーゲー Ｆｉｇ、　１ Ｆｉｇ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方が他方に対して嵌装される関係にありかつ互い
   に対して相対的に移動自在である第１及び第２のハウジ
   ング部分と、前記ハウジング部分の間に配設された少な
   くとも１個のばねと、前記ハウジング部分により形成さ
   れ、絞り開口を介して大気と連通し、かつ２個のハウジ
   ング部分の相対的移動に従つて容積が変化する少なくと
   も１個の空気室を含む振動吸収手段とを具備し、前記空
   気室は逆止弁を介して大気と連通され、ハウジング部分
   の間を密封する密封リングは、ハウジング部分が互いに
   対して相対的に移動したときに密封リングがハウジング
   部分の相対向して配設される密封面に対して転がり接触
   をするように配置されていることを特徴とする振動吸収
   装置。 ２、逆止弁の流通横断面積は、絞り開口の流通横断面積
   に比して大であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の振動吸収装置。 ３、逆止弁は、２個のハウジング部分が互いに近接する
   方向に移動するときに開くものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の振動吸収装置。 ４、絞り開口の流通横断面積の大きさは、外部から調整
   自在とされていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の振動吸収装置。 ５、密封リングは、ハウジング部分の相対向して配設さ
   れる密封面により形成される環状の空間の中に配設され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   振動吸収装置。 ６、密封リングは、Ｏリング又は中空管状リングである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の振動吸
   収装置。