TWI318671B - Air-spring vibration isolation device - Google Patents

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TWI318671B
TWI318671B TW094101668A TW94101668A TWI318671B TW I318671 B TWI318671 B TW I318671B TW 094101668 A TW094101668 A TW 094101668A TW 94101668 A TW94101668 A TW 94101668A TW I318671 B TWI318671 B TW I318671B
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Akihiro Hayashi
Keiji Tamaki
Masakuni Kainuma
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Fujikura Rubber Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
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    • F16F9/052Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall the flexible wall being of the rolling diaphragm type characterised by the bumper
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/22Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/023Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
    • F16F15/0232Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means with at least one gas spring

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Description

1318671 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於-氣墊彈簧振動隔絕裝置,當其隔 ^由地板傳入㈣域動隔絕裝科 與振動隔絕。^如精在儀^之物體,使前述物體 【先前技術】 典型氣㈣簧振動隔絕裝置中,㈣氣壓 dff腔’憑藉著經由氣密壓力腔以支撐固定 之無振動可移動基座,則地板傳至振動隔絕褒置 =:;移體動之基振r被避免傳至彈菁振動隔絕裝置之 為達到更進-步改善振動隔絕的效果,習知技術中 ^-種氣祕簧係使用空氣壓力,其具衫需直接由氣 雄壓力腔所支撐的無振動可移動基板而可藉由氣 ^上與下移動之可移動頂板,無振動可移動^板之可移 動頂板與安裝板部為排列成互相面對結構,以 裝於可移動頂板之相對表面與平面中心之安裝^部之 間之圓頂狀(半球狀)接觸部,可使無振動可移動基板之 可移動頂板與安裝板部為點的接觸,因此無振動可移動 f板藉由前述結構係被允許對可移動式頂板搖擺(振 盈)。 在使用圓頂狀接觸部之特殊形式之氣墊彈簧中,假 使移除施於氣密壓力腔之空氣壓力,例如當振動隔絕裝 ,處於非運作狀態時,可移動頂板為經由圓頂狀接觸部 放可移動頂板與安裝板部之點接觸之嚅合,而往固 定殼體向下移動。之後,當振動隔絕裝置恢復運作,空 1318671 氣密壓力胜,經由圓頂狀接觸部 旦理所當然事先料地建立,-點接㈣基板之安裝㈣之間的 動隔絕性能是科=失,此㈣鑛錢最初的振 【發明内容】 勒頂it明提供—種氣墊彈簧振動隔絕裝置,其中可移 接觸部而保持彼此相互接觸於甚間之圓頂狀 ,放時。據此,在釋放===内: 體;水平位於固定殼體上之係包括固定殼 移動頂板與固定殼體間之氣密壓力』之,成位:: 件;具有安裝板部之無振動可移動基力座腔之^密彈性組 係具有欲隔絕振動物體安裝於其二二、則逑安裝板部 式基板係水平放置以面向可移&則述無振動可移動 定殼體往上或往下移動, ·圓頂狀接觸部且;夠相對於固 頂板與安裝板之相對表面之間,藉由係置於可移動 安裝板部能夠彼此相互點接觸。^衮板平面中心與 氣密壓力腔之内部壓力而可往上與下項杈部藉由改變 動基座藉由圓頂狀接觸部分而可往上鱼動。無振動可移 絕裝置係包括置於氣密壓力腔内之偏移動。振動隔 裝置定義可移動頂板相對於固定Μ體、置,前述偏壓 限,當氣密壓力腔之内部壓力小於預1之向下移動極 、預讀時,前述偏塵 7 1318671 $置固持相互接觸之可移動概與安裝板部之平面中 穿置】疋偏壓農置係置於氣密壓力腔,當振動隔絕 動隔絕操作,在氣密壓力腔之内部壓力等於 可移值的狀況下’前述偏壓裝置無偏移力量施於 殼體菁置包括安裝於可移動頂板與固定 ίίϊτΐ數,彈*係設置於等角度間隔内。 、疋母一複數個彈簧皆為壓縮線圈彈簧。 母一個壓縮線圈彈17 m # 與固定殼體之-端脊可固定其一端於可移動頂板 頂;的:振動隔絕裴置進-步包括固定於可移動 第一 fjm.彈簧基座,前述第一彈簧基座板具有複數個 之第_ ^笼與面對第一彈簧基座板且固定於安裝板部 _一、>簧基座板’前述第二彈簧座板具有複數個第二 二數铺縮線圈彈簀係位於第—彈箐基座板與第 Ϊ於:二座?之間’每—壓縮線圈彈簧之一端係個別相 壓端線數^二凹射之―,以致於每—複數個 槽^與:之另一端可與每-對應之複數個第-凹 之上狀接觸部包括形成在可移動頂板 組件之安裝板部份大之=圓下頂表狀面組件;與可接觸圓頂狀 周邊=r ί^可_絲包括由安裝板部之 之向下移動之極限係由中空圓柱部之底部端 1318671 成於固定殼體之停止表面之舊合。 心的是使振動隔絕裝置包括固定於固定殼體上 分別7固定ί其巾氣娜性組件包括環狀箱,其相對端 另J固疋於水平板與可移動頂板。 接觸ί據ΐ發明’氣整彈簧振動隔絕裝置係使關頂狀 觸部。,可移動頂板與安裝板部間之圓頂狀接 放惫㈣Ϊ動板與安裝板部储互相接觸,即使已釋
程巾,腔之内部壓力,於是,振動隔絕裴置操作過 ;/51以放氣岔壓力腔之内部壓力後,最初振動隔絕效 果係保持不變的。 【實施方式】 且如同在第一圖與第五圖清楚地顯示,振動隔絕裝置 /、體實知例係具有柱狀固定殼體1〇、無振動可移動基 20、可移動頂板30與環狀箱(氣密彈性組件)4〇。前 述固疋殼體係置於地板11上。 ,動隔絕裝置100具有固定於固定殼體10上端面 之,定環狀板12,當該振動隔絕裝置10〇已安裝妥當之 狀態,前述固定環狀板12定義水平的面(位於水平位 置)。風箱40沿著下環狀邊緣係具有下卷邊部41,前述 下卷邊部41係被緊密固持於固定環狀板之外緣與固定 於固疋環狀板12上表面之下止動板13之間。 可移動頂板30係形成定義與固定環狀板12相似之 水平面之環狀版。風箱40沿著上環狀邊緣係具有上卷 邊部42 ’前述上卷邊部42係被緊密固持於可移動頂板 3〇之外緣12與固定於可移動頂板3〇下表面之上止動板 31之間。可移動頂板3〇(與上止動板31)、風箱40與固 定環狀板12(與下止動板13)構成氣密壓力腔43。 1318671 固定殼體10於沿著軸向係具有與氣密壓力腔43連 通之空氣通道14。以壓縮氣體源15、調節器16與壓力 調節器17所調節之壓縮空氣係經由空氣通道14供應至 氣密壓力腔43。 圓頂狀(半球形)組件係在其平面中心處被固定於可 移動頂板30之上表面。圓頂狀組件之平面中心(軸向中 心)係與風箱4與固定環狀板12之平面中心(軸向中心) 為共軸。另一方面,無振動可移動基座20係具有安裝 板部21與中空圓柱部22。安裝板部21係置於可移動頂 板之上,以致於安裝板部之平坦上表面延伸至水平面 上。中空圓柱部22係由安裝板部21之周圍邊緣向下延 伸。亦即,安裝板部21之下表面21a與圓頂狀組件32 係構成介於可移動頂板30與安裝板部21間之圓頂接觸 部。 無振動可移動基座20之向下運動之限制係決定於 停止表面22a與停止表面10a之接觸嚅合,其中前述停 止表面22a係形成於中空圓柱部22之底部,其中前述停 止表面10a係形成於固定殼體10之上並面對停止表面 22a。當無振動可移動基座20在其最低位置,相對於固 定殼體10之無振動可移動基座20之二維定位係粗略藉 中空圓柱部與四個固定於固定殼體10之定位螺栓18(第 五圖只顯示其中的三個)之嚅合而建立。中空圓柱部22 係具有開口 22b,風箱40之對應部分係經前述開口 22b 往外突出。提供如此開口 22b予中空圓柱狀部22係為 可選擇性的。 振動隔絕裝置100之氣密壓力腔43内部設有複數 個壓縮線圈彈簧(偏壓裝置)50,前述壓縮線圈彈簧係以 1318671 等角距的間隔置於相對於固定環狀板12(可移動頂板3〇) 之平面中心之圓。在此特殊實施例中’六個壓縮線圈彈 簧50(第一圖至第五圖分別只顯示這些壓縮線圈彈簧中 的一個)係配置於氣密壓力腔43内部。下彈簧基座19 係固定於固定環狀板12之上表面,而上彈簧基座34係 固定於上止動板31之下表面。分別容納複數個壓縮彈 簧線圈50下端之凹槽19a係形成於下彈簧基座板19之 上表面’而複數個凹槽34a係形成於上彈簧基座板34 之下表面並個別面對複數個凹槽19a。 每一壓縮線圈彈簧50係簡單地置於下彈簣基座19 上之凹槽19a内,而每一壓縮線圈彈簧50之上端根據氣 密壓力腔43之内部壓力而與結合凹槽34a嚅合或脫離。 亦即,每一個壓縮線圈彈簧50之長度係已預定,以致 於壓縮線圈彈簧50之上端可接觸上彈簧基座板34之結 合凹槽34a,假使(只有當)氣密壓力腔43降至預定值以 下而使得可移動頂板30往下朝固定殼體1〇移動,以致 於圓頂狀組件32保持與無振動可移動基座2〇(請參考第 二圖與第四圖)之安裝板部21之下表面21a接觸。另一 方面,當藉由增加氣密壓力腔之内部壓力至預定壓力或 之上以執行振動隔絕操作,每一壓縮線圈彈箬50之上 端係脫離上彈簧基座板34之結合凹槽34a,以致於不施 加任何彈簧力(偏壓力)於可移動頂板30(請參考第二 圖)。 據此,在振動隔絕裝置100中,固定於可移動頂板 3〇之圓頂狀組件32與安裝板部21之下表面21a保持互 相接觸’甚至在可足夠切—貞載之振動隔絕壓力無供 應在氣密壓力腔43内之狀態(舉例而言,在氣密壓力腔 11 U18671 43之内部壓力係被設定為相等於 隔絕裳置100顯示於第—圖盥第_室£力)。假設振動 :壓力之Μ力調節壓縮空氣被抽: = = :處於預 狀態下,每一壓縮線圈彈簧5〇 ^壓力腔43,在此 板34脫離而在每一壓缩後 端係從上彈簧基座 間形成餘隙s。因此縮在HI50與結合凹槽地之 蒉之存在對於由勤調節器17^^執縮線圈彈 不施任何影響力。 T钒仃之壓力調節運作 相反地舉例而吕,當振動隔 ,態時,假使氣密壓力腔43 作 绫圍遝笼w 動极餘隙S,以致於每-壓縮 此同上端如第三圖所示與結合凹槽34a接觸。 安裝】部m:基座2〇藉由自身重量與安裝在 ^ 牛之重置而向下移動。無振動可移動基座 ==制係由停止表面22a與停止表面= 口田…、,動可移動基座20位於其移動之物理上的 :極限時母壓縮線圈彈簧%係被無振動可移動基 上20與可移動頂板3〇所壓縮。第四圖顯示無振動可移 ^基座^Mi於其相對可移動頂板%之移動下極限之狀 ,。在f四圖顯示之狀態中,每-壓縮線圈彈簧50係 以一總置t壓縮’而圓頂狀組件32與安裝板部21之下 表面21a保持互相接觸。據此,振動隔絕裝置ι〇〇之本 具體實施^t,圓頂狀組件32與安裝板部21之下表面 2ela可被固定為互相接觸,甚至在氣密壓力腔43之内部 壓力係被設定為㈣於氣壓壓力。因此,振動隔絕裝置 100之^具體實施例中’當振動隔絕裝置⑽處於非操 作的狀態時’可移動頂板3G之平面中心與安裝板部21 12 1318671 之平面中心互相不脫離,當振動隔絕裝置100於其非操 作狀態後回復操作,前述兩平面中心互相不脫離現象使 得輕易地重現振動隔絕裝置100之先前狀態為可能的。
第六圖係顯示非操作狀態下之比較的振動隔絕裝 置’前述振動隔絕裝置並無裝配壓縮線圈彈簧(相當於複 數個壓縮線圈彈簧50)或下與上彈簧座基版(相當於下與 上彈簧基座板19與34)。減少氣密壓力腔43之内部壓 力會引起可移動頂板30藉其自身重量而下移,而彎曲 風箱使得圓頂狀組件32與安裝板部21之下表面21a互 相脫離(如第六圖所示造成之餘隙U)。然而,當振動隔 絕壓力又再次被導入氣密壓力腔43而使可移動頂板30 上移’圓頂狀組件32與安裝板部21之下表面21a之間 之點接觸係脫離先前的接觸點,此現象使得精確地重現 振動隔絕裝置1〇〇之先前狀態為可能的在振動隔絕裝置 100於其非運作狀態後回復操作。 隹刖述振動隔絕裝置之具體實施例中,雖然每一壓 縮線圈彈簧5G係簡單地置於下彈簧基座板19(在固定殼 體邊)之凹槽19a内,每一下彈簧基座板19之下端藉止 動元件(例如螺絲釘組)固定在下彈簧基座板19以避^ 縮線圈彈簧50之位置變化。將每_壓縮線圈彈簧%之 士”於可移動頂板30固定亦有可能。愿縮線圈彈 =〇之數量係為可選擇的。每一壓縮線圈彈簧5〇可被 葉片彈簧或類似物所取代,其一端相對固定於固定環狀 板12或可移動頂板3〇。前述振動隔絕裝置之I體 壓縮線圈彈簧之縣裝置可為任何其ς的^ 裝置,如述偏壓裝置對於其之定位具有足夠的自由产, 假使偏壓裝置具有能力可⑽互相接觸之圓頂狀=件 13 1318671 32(在可移動難3Q上)與安裝板部21,當減少氣密 腔43之内部動’舉例而言,當振動隔絕裝置100二 於其非操作狀態’與假使偏隸置沒有施任何偏壓力= 於可移動頂板30上以致於沒有任何影響於其上 , 動隔絕裝置1〇〇之振動隔絕操作中。
雖然在前述振動隔絕裝置之具體實施例中,圓 組件32被安裝置於可移動頂板3〇,而與可移動頂板% 接觸之t裝板部21之部分係形成平坦表面以使圓 接=部構成具體化’無振動可移動基座2G之安裝 =二、J移動頂板3。可藉此互相點接觸,則圓頂狀 32,疋於安裝板部21以對可移動頂板%向下突出為 可:的,接觸圓頂狀組件32之可移動頂板3〇之部分 =成平坦表面以使圓頂狀接觸部分成具體化亦有可能 取相 40 ,然前述振動隔絕裝置之具體實施例中入 具有早權,但該風箱4G亦可為多於單稽之形式。 ㈣=所描述之本發明之特定㈣實施例也可以明 修改係!本發明請求保護之申請專利範圍 圍内。此處所有提到者僅均為舉例,且非用 以限制本發明之範圍。 1318671 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示本發明氣墊彈簧振動隔絕裝置之實 施例之前視圖,其中右半部為剖面。 第二圖係第一圖所示之氣墊彈簧振動隔絕裝置處 於操作狀態之部分放大剖面圖,顯示氣密壓力腔及外圍 部份。 第三圖類似於第二圖,顯示第二圖相同的部分,其 中該氣密壓力腔内部壓力停止造成壓縮線圈彈箐續向 可移動頂板接觸之程度。 第四圖係類似於第三圖,顯示第三圖相同的部分, 其中該氣密壓力腔内部壓力進一步停止,其中該壓縮線 圈彈簧被壓縮以致於該可移動頂板及無振動可移動基 座藉由安裝於該可移動頂板及無振動可移動基座間之 圓頂狀接觸部保持彼此接觸。 第五圖係顯示第一圖之氣墊彈簧振動隔絕裝置之 部分剖面立體圖。 第六圖係顯示對應於第四圖所示之振動隔絕裝置 之狀態之比較的振動隔絕裝置之部分剖面放大圖。 【主要元件符號說明】 100振動隔絕裝置 10柱狀固定殼體 10a靜止表面 11 地板 12固定環狀板 13下止動板 14 空氣通道 15 氣體源 15 1318671 16 調節器 17 壓力調節器 18 定位螺栓 19下彈簧基座板 19a凹槽 20無振動可移動基座 21安裝板部 22中空圓柱部 22a靜止表面 30可移動頂板 31 上止動板 32圓頂狀組件 34上彈簧基座板 40環狀箱 41 下卷邊部 42 上卷邊部 43 氣密壓力腔 50 壓縮線圈彈簧 16

Claims (1)

  1. A〇〇/l 1、 、申讀專利範園: 種,動隔絕裝置,包括: ,定殼體; 動碩板,係水平置於該固定殼體上; 間形成ίϊί:::於該可移動頂板與該固定殼體之 動之移動基座’具有安裝板部可供欲隔離振 位以面對兮4於其上,該無振動可移動基座係水平定 與下移動移動頂板’且可相對於該固定殼體往上 部之m:該可移動頂板與該安裝板 板部之平面中、;,、!則述可移動頂板與前述安裝 其中中心可以互相點接觸; 腔之:部板可藉由改變前述氣密•力 而上下移$述移動基座經由圓頂狀接觸部 密壓力腔之内部偏=振巧絕裝置係具有置於氣 限,當前體之向下移動極 前述安裝板部之平面中心。接觸之前述可移動頂板與 2、 如申請專利範圍第丨 前述偏壓裝置係置於氣;壓斤絕裝置,其中 前述振動隔絕穿署方力肷内,在此方式下,當 於或大於預期值時之;^密墨力腔之内部壓力等 時,以致於無偏壓力量施動板隔絕操作 17 1318671 3、 如申請專利範圍第1項所述之振動隔絕裝置,其中 前述偏壓裝置包括安裝於前述可移動頂板與前述固 定殼體之間之複數個彈篑。 4、 如申請專利範圍第3項所述之振動隔絕裝置,其中 前述複數個彈簧係以等角度間隔設置。 5、 如申請專利範圍第3項所述之振動隔絕裝置,其中 前述每一個複數個彈簧係包括壓縮彈簧線圈。 6、 如申請專利範圍第5項所述之振動隔絕裝置,其中 前述壓縮彈簣線圈固定於前述可移動頂板與前述固 定殼體之一端。 7、 如申請專利範圍第5項所述之振動隔絕裝置,進一 步包括: 第一彈簧基座板,其固定於前述可移動頂板,前 述第一彈簧基座板包括複數個第一凹槽; 第二彈簧基座板,其固定於前述固定殼體面對前 述第一彈簧基座板,前述第二彈簧基座板包括複數個 第二凹槽; 前述複數個壓縮線圈彈簧係置於前述第一彈簧 基座板與前述第二彈簧基座板之間,以致於每一複數 個壓縮線圈彈簧之一端係相符於相對之每一前述複 數個第二凹槽其中之一,以致於每一複數個壓縮線圈 彈簧之另一端係可與相對之每一前述複數個第一凹 槽嚅合與脫離。 8、 如申請專利範圍第1項所述之振動隔絕裝置,其中 前述圓頂狀接觸部包括: 圓頂狀組件,係形成於前述可移動頂板之上表面 並往外突出; 18 1318671 前述安裝板部之平坦下表面,係能與前述圓頂狀 組件接觸。 9、 如申請專利範圍第1項所述之振動隔絕裝置,其中 前述無振動可移動基座係包括由前述安裝板部之周 邊邊緣往下延伸之中空圓柱部,且其中前述無振動可 移動基座之向下移動極限係由前述中空圓柱部之底 部端表面與形成於前述固定殼體之停止表面之嚅合 決定。 10、 如申請專利範圍第9項所述之振動隔絕裝置,進一 步包括固定於固定殼體之上端之水平板; 其中前述氣密彈性組件包括環狀箱,其相對邊係 分別定於前述水平板與前述可移動頂板。 11、一種振動隔絕裝置,包括: 固定殼體; 水平板,係固定於前述固定殼體之上端; 安裝板,係供一欲與振動隔離之物件安裝於其 上,前述安裝板係水平地安置以面對前述可移動頂 板,可相對於固定殼體往上與下移動; 風箱,係安置於前述可移動頂板與前述水平板之 間而在其間形成氣密壓力腔; 圓頂狀組件,係固定於上表面之可移動頂板以 朝前述安裝板之底表面向上突出;及 偏壓裝置,係位於氣密壓力腔内,可作為定義 前述可移動頂板相對於前述固定殼體之向下移動極 限,當前述氣密壓力腔之内部壓力小於預期值時, 前述偏壓裝置可作為固持互相接觸之前述可移動頂 板與前述安裝板部之平面中心。 19
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