JPS6330628A - 防振支持装置 - Google Patents
防振支持装置Info
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- JPS6330628A JPS6330628A JP17239186A JP17239186A JPS6330628A JP S6330628 A JPS6330628 A JP S6330628A JP 17239186 A JP17239186 A JP 17239186A JP 17239186 A JP17239186 A JP 17239186A JP S6330628 A JPS6330628 A JP S6330628A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F3/00—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic
- F16F3/08—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber
- F16F3/10—Spring units consisting of several springs, e.g. for obtaining a desired spring characteristic with springs made of a material having high internal friction, e.g. rubber combined with springs made of steel or other material having low internal friction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Springs (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は一般の機械器具又は構造体の振動を防止する防
振支持装置に関する。
振支持装置に関する。
従来より機械器具又は構造体の防振装置としてコイルば
ねとオイルダンパーとの組合せ、防振ゴムなどが一般に
用いられ、また、より積極的な振動防止装置としてダイ
ナミックダンパー、空気ばねなどが知られている。
ねとオイルダンパーとの組合せ、防振ゴムなどが一般に
用いられ、また、より積極的な振動防止装置としてダイ
ナミックダンパー、空気ばねなどが知られている。
ところでコンピュータや通信機器に用いる電子デバイス
の回路パターンを形成するＩＣ露光機や回路パターンを
読みとる三次元測定器のように１−以下の精度を問題と
する機器類では自励振動や外来の振動の影響を阻止する
必要性が高く、防振支持に用いる制振装置の性能が機械
の性能を左右する重要な要素となる。
の回路パターンを形成するＩＣ露光機や回路パターンを
読みとる三次元測定器のように１−以下の精度を問題と
する機器類では自励振動や外来の振動の影響を阻止する
必要性が高く、防振支持に用いる制振装置の性能が機械
の性能を左右する重要な要素となる。
もとより特性が固定された前述のコイルばねとオイルダ
ンパーとの組合せや防振ゴム、ダイナミックダンパーで
は到底その要求を満たすことができない、空気ばねによ
るときには空気圧や流速によりばね定数、減衰力の制御
が可能であるが、圧縮空気源を含めた特別の設備を要し
、また調整の作業が厄介である。
ンパーとの組合せや防振ゴム、ダイナミックダンパーで
は到底その要求を満たすことができない、空気ばねによ
るときには空気圧や流速によりばね定数、減衰力の制御
が可能であるが、圧縮空気源を含めた特別の設備を要し
、また調整の作業が厄介である。
そこで１弾性体と粘弾性体との組合せによる簡単な構造
によって空気ばねに匹敵する減衰性能を発揮しうる防振
装置が開発された（特願昭６０−１２６５９４号）。
によって空気ばねに匹敵する減衰性能を発揮しうる防振
装置が開発された（特願昭６０−１２６５９４号）。
本発明の目的は弾性体と粘弾性体との組合せ態様の選択
により荷重方向に対する減衰特性を選択的に改善した防
振支持装置を席供することにある。
により荷重方向に対する減衰特性を選択的に改善した防
振支持装置を席供することにある。
本発明は弾性体と粘弾性体との組合せからなり、弾性体
と粘弾性体との複合体に作用する荷重方向の弾性中心を
粘弾性体側に包蔵させて弾性体と粘弾性体とを並設した
ことを特徴とする防振支持装置である。
と粘弾性体との複合体に作用する荷重方向の弾性中心を
粘弾性体側に包蔵させて弾性体と粘弾性体とを並設した
ことを特徴とする防振支持装置である。
弾性体と粘弾性体との組合せにおいて、弾性体にはコイ
ルばねを用いるが、板ばね、ねじりばねなどフックの法
則にしたがう単体、組立体を使用できる。弾性体のばね
定数は、そのばね力をもって、機械を支持するのに充分
な大きさをもつものとする。
ルばねを用いるが、板ばね、ねじりばねなどフックの法
則にしたがう単体、組立体を使用できる。弾性体のばね
定数は、そのばね力をもって、機械を支持するのに充分
な大きさをもつものとする。
粘弾性体はある種の高分子物質にみられる弾性と粘性と
が組みあわさった性質を有するものであり、ばね定数ｋ
ｄは複素数で ｋｄ＝ｋｄ□＋４ｋｄ２（ｋｇｆ／ｃｍ） −（１）
とあられせる。
が組みあわさった性質を有するものであり、ばね定数ｋ
ｄは複素数で ｋｄ＝ｋｄ□＋４ｋｄ２（ｋｇｆ／ｃｍ） −（１）
とあられせる。
ここでｋｄ工は貯蔵ばね定数とよばれ、粘弾性体のばね
力に関係する項、 ｋｄ２ は損失ばね定数とよばれ減
衰力に関係する項である。粘弾性体の減衰性を評価する
数値としては一般に（ｔａｎδ） ＝ ｋｄ２／ｋｄ１
が用いられる。
力に関係する項、 ｋｄ２ は損失ばね定数とよばれ減
衰力に関係する項である。粘弾性体の減衰性を評価する
数値としては一般に（ｔａｎδ） ＝ ｋｄ２／ｋｄ１
が用いられる。
粘弾性体は一定応力に対してはクリープを示し、クリー
プが進行すればするほど貯蔵バネ定数ｋｄ。
プが進行すればするほど貯蔵バネ定数ｋｄ。
が増加し、損失バネ定数ｋｄ、が低下する。また。
振動を加えると、ばね定数ｋｄ工や減衰性（ｔａｎδ〕
が周波数に関係するなどの特性を有している。
が周波数に関係するなどの特性を有している。
したがって粘弾性体単体だけで機械を支持すると荷重応
力、加振周波数により固有振動数が大きく、減衰性が小
さくなり、防振の機能を果たさない。
力、加振周波数により固有振動数が大きく、減衰性が小
さくなり、防振の機能を果たさない。
一方、粘弾性体に加えた外力を急に除くと弾性余効現象
が現われる。また変形を一定に保っておくと応力が時間
とともに減少する応力緩和現象があられれる。
が現われる。また変形を一定に保っておくと応力が時間
とともに減少する応力緩和現象があられれる。
弾性体と粘弾性体を並列に組合せた場合、弾性体のバネ
定数（減衰性は小さいものとして無視する。）をｋｃｍ
とすれば、組合せた装置のバネ定数は（１）よりに＝ｋ
ｃ、＋ｋｄ＝ｋｃ、＋ｋｄ、＋４ｋｄ、 （ｋｇｆ／ａ
ｍ）弾性力に関係する貯蔵バネ定数は に１＝ｋｃ、＋ｋｄ１（ｋｇｆ／ｃｍ）であるから防振
装置の固有振動数ｆ、（Ｈｚ）は防振支持する機械の重
量をＭ （ｋｇ）とすると 装置の減衰性を示す（ｔａｎδ〕は （ｔａｎδ〕・」五−・・・（３） ｋｃよ＋ｋｄ。
定数（減衰性は小さいものとして無視する。）をｋｃｍ
とすれば、組合せた装置のバネ定数は（１）よりに＝ｋ
ｃ、＋ｋｄ＝ｋｃ、＋ｋｄ、＋４ｋｄ、 （ｋｇｆ／ａ
ｍ）弾性力に関係する貯蔵バネ定数は に１＝ｋｃ、＋ｋｄ１（ｋｇｆ／ｃｍ）であるから防振
装置の固有振動数ｆ、（Ｈｚ）は防振支持する機械の重
量をＭ （ｋｇ）とすると 装置の減衰性を示す（ｔａｎδ〕は （ｔａｎδ〕・」五−・・・（３） ｋｃよ＋ｋｄ。
となる。弾性体のばね定数ｋｃ１ は機械を支持するの
に充分な大きさを選択し、粘弾性体のばね定数は防振装
置に要求される固有振動数（２）式や減衰性の大きさく
３）式より決定される。
に充分な大きさを選択し、粘弾性体のばね定数は防振装
置に要求される固有振動数（２）式や減衰性の大きさく
３）式より決定される。
粘弾性体の材料としてはエポキシ、ウレタン樹脂、スチ
レン、ブタジェン、ポリエステル系の熱可塑性樹脂、エ
チレン、プロピレン、ポリブタジェンなどのゴムがあり
、その固形体を用いるが、温度条件、設置条件に適した
材料及び形状を選択する。
レン、ブタジェン、ポリエステル系の熱可塑性樹脂、エ
チレン、プロピレン、ポリブタジェンなどのゴムがあり
、その固形体を用いるが、温度条件、設置条件に適した
材料及び形状を選択する。
本発明による弾性体と粘弾性体との典型的な組合せ態様
は第１図に示すように柱状の粘弾性体２に弾性体として
のコイルばね１を同心状に外装して複合体を構成し、そ
の両端をフランジ５にて固定した場合である。これによ
って粘弾性体２はコイルばね１の高さに保型される６複
合体を機械器具類の防振支持に用いたときには複合体は
垂直荷重を受けて圧縮されるが、この複合体には荷重の
方向と弾性変位の方向が一致し、かつ角変位を生じない
ような軸Ｔ、ｎ、ｍが３方向に存在し、これら３軸は１
点で直交する。このような軸をばねの弾性主軸といい、
これら直交３軸の交点が弾性中心Ｅｓである。本発明の
場合、弾性中心Ｅｓは粘弾性体内に包蔵されている。こ
の例では弾性体にコイルばね１を用いたため、弾性中心
Ｖ！、ｓが弾性体のコイルばね内にも同時に包蔵されて
いるようにも見えるが、弾性体を同心円上に配設された
複数のコイルばねに置き替えてみると、弾性中心Ｅｓは
弾性体内ではなく粘弾性体内に包蔵されていることが理
解されよう。複合体に作用する荷重方向の弾性中心を粘
弾性体側に包蔵させることにより複合体の軸に対する垂
直方向の外力だけに対して優れた減衰性を得られること
が実験的に確かめられた。
は第１図に示すように柱状の粘弾性体２に弾性体として
のコイルばね１を同心状に外装して複合体を構成し、そ
の両端をフランジ５にて固定した場合である。これによ
って粘弾性体２はコイルばね１の高さに保型される６複
合体を機械器具類の防振支持に用いたときには複合体は
垂直荷重を受けて圧縮されるが、この複合体には荷重の
方向と弾性変位の方向が一致し、かつ角変位を生じない
ような軸Ｔ、ｎ、ｍが３方向に存在し、これら３軸は１
点で直交する。このような軸をばねの弾性主軸といい、
これら直交３軸の交点が弾性中心Ｅｓである。本発明の
場合、弾性中心Ｅｓは粘弾性体内に包蔵されている。こ
の例では弾性体にコイルばね１を用いたため、弾性中心
Ｖ！、ｓが弾性体のコイルばね内にも同時に包蔵されて
いるようにも見えるが、弾性体を同心円上に配設された
複数のコイルばねに置き替えてみると、弾性中心Ｅｓは
弾性体内ではなく粘弾性体内に包蔵されていることが理
解されよう。複合体に作用する荷重方向の弾性中心を粘
弾性体側に包蔵させることにより複合体の軸に対する垂
直方向の外力だけに対して優れた減衰性を得られること
が実験的に確かめられた。
以下に本発明の実施例を図によって説明する。
下記材料を用いて本発明装置を構成する複合体の実施例
と、比較のため、比較例として粘弾性体を外側に、弾性
体を内側に配して同心状に組合せた複合体とを作成して
各々の複合体の防振特性の比較試験を行った。
と、比較のため、比較例として粘弾性体を外側に、弾性
体を内側に配して同心状に組合せた複合体とを作成して
各々の複合体の防振特性の比較試験を行った。
（１）複合体の構成
１）粘弾性体
ａ）使用材料エポキシ
ｂ）物性・静的縦弾性率 ３０（ｋｇｆ／ｃａｂ
）・動的 、 ５５０ （ｋｇｆ／ｃＮ）☆
測定条件・試料寸法 直径３０履■ 高さ４０ｍＩ＋＋
・温度 ２３℃ ・静的受圧応力 ２（ｋｇｆ／ａＪ）・動的受圧応
力 ±１ （ｋｇｆ／ａｊ）・加振周波数 １
０（Ｈｚ） ２）弾性体 ａ）使用材料コイルばね ｂ）寸法 外径３２ｍ１＋ 内径２１１ＩＩＩ１１
自由長６０ｍｍ（ｎ）複合体の構造 ａ）実施例（第１図） 直径１１φ、長さ７８ｍｍの粘弾性体２をコイルバネ１
の中に入れ、粘弾性体２の両端４の９ｍｍづつとコイル
バネ１の両端が固定されるよう、フランジ５を用いネジ
６で締め付けた。
）・動的 、 ５５０ （ｋｇｆ／ｃＮ）☆
測定条件・試料寸法 直径３０履■ 高さ４０ｍＩ＋＋
・温度 ２３℃ ・静的受圧応力 ２（ｋｇｆ／ａＪ）・動的受圧応
力 ±１ （ｋｇｆ／ａｊ）・加振周波数 １
０（Ｈｚ） ２）弾性体 ａ）使用材料コイルばね ｂ）寸法 外径３２ｍ１＋ 内径２１１ＩＩＩ１１
自由長６０ｍｍ（ｎ）複合体の構造 ａ）実施例（第１図） 直径１１φ、長さ７８ｍｍの粘弾性体２をコイルバネ１
の中に入れ、粘弾性体２の両端４の９ｍｍづつとコイル
バネ１の両端が固定されるよう、フランジ５を用いネジ
６で締め付けた。
ｂ）比較例（第２図）
外径３６φ、内径３２φ、高さ６０ ｈ ｍｌＩの粘弾
性体２の中にコイルバネ１を入れ、両端を端板３により
接着固定した。
性体２の中にコイルバネ１を入れ、両端を端板３により
接着固定した。
（ｎｉ）試験方法
第３図（ａ） 、 （ｂ）は実施例、比較例のそれぞれ
の複合体７を３つ用いて、定盤８を支持させた状態を示
しているにこに用いた定盤８の寸法はたて３００ｍｍ
、よこ３００ｍｍ 、厚さ３０ｍｍの鉄製で重さは約２
１ｋｇである。
の複合体７を３つ用いて、定盤８を支持させた状態を示
しているにこに用いた定盤８の寸法はたて３００ｍｍ
、よこ３００ｍｍ 、厚さ３０ｍｍの鉄製で重さは約２
１ｋｇである。
床面と定盤８上に加速度センサー９を設置し。
定盤８上の加速度α８と床面の加速度α１の比（α７／
α１）を振動伝達率として評価した。
α１）を振動伝達率として評価した。
ＣＩＶ）試験結果
第４図（ａ） 、 （ｂ）は実施例および比較例の複合
体の振動伝達率を示す図である。（ａ）は振動の鉛直方
向、（ｂ）は水平方向を示す、また、実線は使用したコ
イルバネ単体の場合、（ｂ）において、破線は粘弾性体
を内側に配備した実施例の複合体、−点鎖線は粘弾性体
を外側に配備した比較例を示す。尚、（ａ）に示す鉛直
方向については実施例、比較例ともにほぼ同等の特性を
示したので、−点鎖線で示しである。
体の振動伝達率を示す図である。（ａ）は振動の鉛直方
向、（ｂ）は水平方向を示す、また、実線は使用したコ
イルバネ単体の場合、（ｂ）において、破線は粘弾性体
を内側に配備した実施例の複合体、−点鎖線は粘弾性体
を外側に配備した比較例を示す。尚、（ａ）に示す鉛直
方向については実施例、比較例ともにほぼ同等の特性を
示したので、−点鎖線で示しである。
１）コイルバネ単体との比較
鉛直方向（ａ）に示されるように、コイル単体では減衰
性が小さいためにバネの固有振動数（定盤がバネの弾性
により鉛直並進９回転、ねじれなどの運動をすることに
より検出される振動数）が３．６Ｈｚ。
性が小さいためにバネの固有振動数（定盤がバネの弾性
により鉛直並進９回転、ねじれなどの運動をすることに
より検出される振動数）が３．６Ｈｚ。
７．８Ｈｚ、１０．７１１ｚと多くみられ、固有振動数
における振動伝達率（以下共振倍率と呼ぶ）が、１０倍
以上になっているものもある。
における振動伝達率（以下共振倍率と呼ぶ）が、１０倍
以上になっているものもある。
粘弾性体を付加することにより、複合体による固有振動
数が顕著に現われるのは鉛直方向の並進によるものだけ
で、共振倍率は２．３倍にしかならない。
数が顕著に現われるのは鉛直方向の並進によるものだけ
で、共振倍率は２．３倍にしかならない。
２）実施例と比較例との比較
鉛直方向（ａ）においてはいずれもほぼ同等の特性を示
すが、水平方向（ｂ）では全く異なる特性を示す。
すが、水平方向（ｂ）では全く異なる特性を示す。
実施例では回転運動における水平成分の共振倍率が８倍
と大きい。すなわち、鉛直方向に対しては減衰性が得ら
れるが、水平方向は減衰性が小さいことを示している。
と大きい。すなわち、鉛直方向に対しては減衰性が得ら
れるが、水平方向は減衰性が小さいことを示している。
しかしながら、防振特性に関しては、実施例は固有振動
数が比較例より低下しているため、１０Ｈｚにおける振
動伝達率が比較例に比べてＩ／２になっている。
数が比較例より低下しているため、１０Ｈｚにおける振
動伝達率が比較例に比べてＩ／２になっている。
比較例では粘弾性体の減衰性が有効に働き、減衰性が高
く、固有振動数が顕著に現われるのは回転運動における
水平成分だけであり、共振倍率は３倍程度にしかならな
い。
く、固有振動数が顕著に現われるのは回転運動における
水平成分だけであり、共振倍率は３倍程度にしかならな
い。
以上のように本発明によるときには特に鉛直方向に加え
られる外力に対して大きな減衰性が得られ、水平方向、
回転方向に対しては固有振動数を低く抑えて衝撃を伴う
特定の目的の精密作業機械類の防振支持装置として優れ
た効果を得ることができる。
られる外力に対して大きな減衰性が得られ、水平方向、
回転方向に対しては固有振動数を低く抑えて衝撃を伴う
特定の目的の精密作業機械類の防振支持装置として優れ
た効果を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２図は比較
例の正面図、第３図（ａ）は実験設備の斜視図、第３図
（ｂ）は開平面図、第４図（ａ）は実施例と比較例との
振動の鉛直方向の振動伝達率の比較を示す図、第４図（
ｂ）は振動の水平方向の振動伝達率の比較を示す図であ
る。 １・・・弾性体 ２・・・粘弾性体特許出願
人 日本電気環境エンジニアリング株式会社第１図 （α） （ｂ） 系３図
例の正面図、第３図（ａ）は実験設備の斜視図、第３図
（ｂ）は開平面図、第４図（ａ）は実施例と比較例との
振動の鉛直方向の振動伝達率の比較を示す図、第４図（
ｂ）は振動の水平方向の振動伝達率の比較を示す図であ
る。 １・・・弾性体 ２・・・粘弾性体特許出願
人 日本電気環境エンジニアリング株式会社第１図 （α） （ｂ） 系３図
Claims (1)
- （１）弾性体と粘弾性体との組合せからなり、弾性体と
粘弾性体との複合体に作用する荷重方向の弾性中心を粘
弾性体側に包蔵させて弾性体と粘弾性体とを並設したこ
とを特徴とする防振支持装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17239186A JPS6330628A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 防振支持装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17239186A JPS6330628A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 防振支持装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6330628A true JPS6330628A (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=15941060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17239186A Pending JPS6330628A (ja) | 1986-07-22 | 1986-07-22 | 防振支持装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6330628A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1102000C (zh) * | 1993-06-10 | 2003-02-19 | 诺基亚电信公司 | 语音译码方法和语音译码器 |
| JP2004068914A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Nec Ameniplantex Ltd | 除振機構 |
| JP2005207589A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-08-04 | Sairensu:Kk | ダンピングコイルばね及び振動減衰装置 |
| JP2006316953A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Nabeya:Kk | 除振マウント |
| JP2009079621A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Nabeya Iron & Tool Works Ltd | 除振マウント |
| JP2009168240A (ja) * | 2008-01-21 | 2009-07-30 | Kurashiki Kako Co Ltd | 気体ばね式除振装置 |
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