特許 5952649 振動減衰装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5952649

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月13日

(54)【発明の名称】振動減衰装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/04 20060101AFI20160630BHJP

   F16F 15/06 20060101ALI20160630BHJP

   F16F 1/02 20060101ALI20160630BHJP

   G07F 9/10 20060101ALI20160630BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/04 E

   F16F15/06 A

   F16F1/02 Z

   G07F9/10 Z

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-134966(P2012-134966)

(22)【出願日】2012年6月14日

(65)【公開番号】特開2013-257026(P2013-257026A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2015年5月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000224994

【氏名又は名称】特許機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(72)【発明者】

【氏名】寺村 彰

【審査官】 保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−３１５８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５７−０３８８２３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０５０８１８０６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２５９９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭６３−０３８５１２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１７４５５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｈ９／００−９／１６

Ｆ１６Ｆ１／００−６／００

１５／００−１５／３１５

１５／３２−１５／３６

Ｇ０７Ｆ５／００−９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

防振対象物が取付けられる第１架台と、設置面上に固定される第２架台と、前記第１架台と前記第２架台とを互いに連結すると共に、前記防振対象物から発生される振動の振動エネルギーを減衰させる第１減衰体と、前記第１架台と前記第２架台との間に配設され、前記防振対象物に振動が入力された際に、その振動の振動エネルギーを減衰させる第２減衰体と、を備え、
前記第２減衰体は、入力された前記振動により前記防振対象物及び前記第１架台が前記第２架台に対して水平方向に相対移動した際に、該移動に伴って傾斜すると共に、鉛直方向に互いに離間する方向の応力を前記第１架台と前記第２架台とに付与する弾性体を備え、
前記弾性体は、前記第１架台及び前記第２架台に対向する対向面がそれぞれ凸に湾曲した形状とされ、前記第１架台と前記第２架台との間に配設され、
前記弾性体のうち前記第１架台に対向する前記対向面には、開口部が形成され、前記第１架台には、前記第２架台に向けて突出すると共に、その先端部が前記開口部を通じて前記弾性体の内部に配置される突出部材が形成され、前記突出部材は、前記開口部に非接触とされていると共に、前記防振対象物への前記振動の入力によって前記第１架台と共に水平方向に移動した際に、前記開口部の開口端に接触して前記弾性体を傾斜させることを特徴とする振動減衰装置。

【請求項2】

請求項１に記載の振動減衰装置において、
前記弾性体は、前記第１架台及び前記第２架台に対向する対向面がそれぞれ凸に湾曲した断面視楕円形状とされ、その長軸方向が前記水平方向に向き、且つその短軸方向が前記鉛直方向に向いた状態で、前記第１架台と前記第２架台との間に配設されていることを特徴とする振動減衰装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、振動減衰装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば自動販売機、変圧器、空調機、エアコン等の室外機や発電設備等の設備機器（防振対象物）を、地震等の振動から保護するための振動減衰装置が種々提案されている。
例えば、下記特許文献１には、防振対象物と設置面との間に配設され、地震等によって生じる防振対象物の振動を吸収する振動吸収装置（振動減衰装置）が知られている。特に、この振動吸収装置によれば、放射状に配置される複数の弾性体を利用することで、三次元方向（水平面に沿って互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及び鉛直面に沿ったＺ方向の３方向）からの振動を同時に吸収することが可能とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−１８９３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、平常時においては、設備機器の運転等によって生じる振動が床スラブ等に伝達することを防止するために、設備機器を例えばコイルばねや防振ゴム等で弾性支持し、防振する必要がある。この際、防振効果を高めるためには、低い弾性力で軟らかく支持することが好ましい。一方、地震等が発生した場合には、その振動の振動エネルギーを吸収して低減させ、設備機器を保護する必要がある。
この点、上記従来の振動吸収装置では、平常時における防振機能と、地震発生時における振動エネルギーの低減機能と、を同時に発揮させることが難しい。このように、設備機器の運転時、該設備機器をコイルばねや防振ゴム等で弾性支持して床への振動伝達を防止し、地震時にさらに振動吸収装置を効かせるような減衰装置は、従来見当たらなかった。

【0005】

また、上記従来の振動吸収装置を複数設置したとしても、地震等によって防振対象物に振動エネルギーが入力された場合、各振動吸収装置にかかる負荷は必ずしも均等ではなく、ばらつきが生じてしまう。そのため、入力された振動エネルギーにおける水平方向成分によって防振対象物が水平移動した際、上記ばらつきによって該防振対象物が水平面に対して傾斜してしまい、該傾斜によって回転モーメントが発生し、ロッキング回転振動が生じる恐れがあった。特に、防振対象物が自動販売機等のような、大きな重量をなして起立するような機器である場合には、上記ロッキング回転振動が生じ易い。

【0006】

上述したように、従来の装置には、平常時における防振機能を維持し、且つ地震発生時に設備機器を保護し、ロッキング回転振動を抑制する点において改善する余地があった。

【0007】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、平常時における防振効果を阻害することなく、地震発生時にロッキング回転振動の発生を抑制しながら、防振対象物に入力された振動エネルギーを減衰することができる振動減衰装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
（１）本発明に係る振動減衰装置は、防振対象物が取付けられる第１架台と、設置面上に固定される第２架台と、前記第１架台と前記第２架台とを互いに連結すると共に、前記防振対象物から発生される振動の振動エネルギーを減衰させる第１減衰体と、前記第１架台と前記第２架台との間に配設され、前記防振対象物に振動が入力された際に、その振動の振動エネルギーを減衰させる第２減衰体と、を備え、前記第２減衰体は、入力された前記振動により前記防振対象物及び前記第１架台が前記第２架台に対して水平方向に相対移動した際に、該移動に伴って傾斜すると共に、鉛直方向に互いに離間する方向の応力を前記第１架台と前記第２架台とに付与する弾性体を備え、前記弾性体は、前記第１架台及び前記第２架台に対向する対向面がそれぞれ凸に湾曲した形状とされ、前記第１架台と前記第２架台との間に配設され、前記弾性体のうち前記第１架台に対向する前記対向面には、開口部が形成され、前記第１架台には、前記第２架台に向けて突出すると共に、その先端部が前記開口部を通じて前記弾性体の内部に配置される突出部材が形成され、前記突出部材は、前記開口部に非接触とされていると共に、前記防振対象物への前記振動の入力によって前記第１架台と共に水平方向に移動した際に、前記開口部の開口端に接触して前記弾性体を傾斜させることを特徴とする。

【0009】

本発明に係る振動減衰装置によれば、平常時、運転、駆動等によって防振対象物から振動が発せられると、その振動によって該防振対象物及び第１架台が第２架台に対して相対的に水平移動及び鉛直移動しながら三次元的に微小移動する。このとき、第１架台と第２架台とを連結している第１減衰体が、その振動の振動エネルギーを減衰させるので、該振動エネルギーを徐々に低減させることができる。これにより、防振対象物を防振でき、該防振対象物から発生された振動が第２架台を通じて設置面側に伝達されてしまうことを抑制することができる。

【0010】

ところで、地震発生等によって防振対象物に対して外部から振動が入力されると、その振動エネルギーによって、防振対象物及び第１架台は第２架台に対して相対的に水平移動及び鉛直移動しながら三次元的に大きく移動する。そのため、防振対象物及び第１架台は、第１架台の一部が下方に沈み込むように水平面に対して傾斜してしまう。このとき、第１架台と第２架台との間には、第１減衰体とは別個に第２減衰体が配設されており、該第２減衰体における弾性体が防振対象物及び第１架台の水平方向への移動に伴って傾斜する。すると、この傾斜した弾性体は、第１架台と第２架台との間に挟みこまれながら、弾性復元力により両架台に対して互いに鉛直方向に離間する応力を付与する。これにより、沈み込もうとする第１架台を上方に押し返して持ち上げることができ、防振対象物及び第１架台が傾斜することを抑制することができる。

【0011】

つまり、第２減衰体は、入力された振動における水平方向成分の振動エネルギーを上下方向に変換して鉛直方向成分の振動エネルギーとすることができ、この鉛直方向成分の振動エネルギーを減衰によって消費することができる。
これにより、ロッキング回転振動の発生を抑制しながら、第２減衰体によって振動エネルギーを効果的に吸収することができ、防振対象物を安定に支持して地震等から保護することができる。
このように、本発明に係る振動減衰装置によれば、平常時における防振機能と、地震発生時における防振対象物の保護機能とを同時に奏効できるうえ、防振対象物のロッキング回転振動を抑制することができる。

【0012】

（２）上記本発明に係る振動減衰装置において、前記弾性体は、前記第１架台及び前記第２架台に対向する対向面がそれぞれ凸に湾曲した断面視楕円形状とされ、その長軸方向が前記水平方向に向き、且つその短軸方向が前記鉛直方向に向いた状態で、前記第１架台と前記第２架台との間に配設されていることが好ましい。

【0013】

この場合には、弾性体が断面視楕円形状とされているので、防振対象物及び第１架台の水平方向への移動に伴って弾性体が傾斜した際、この弾性体における長軸方向の両端部のうち、一方の端部側の対向面を利用して第１架台を上方に押圧できると共に、他方の端部側の対向面を利用して第２架台を下方に押圧することができる。これにより、第１架台と第２架台とをより確実に鉛直方向に離間させることができ、防振対象物及び第１架台が傾斜することをより確実に防止して、ロッキング回転振動を効果的に抑制し易い。

【0015】

本発明によれば、地震発生等により防振対象物に振動が入力され、それによって防振対象物及び第１架台が水平方向に移動すると、これに伴って突出部材が移動して弾性体に形成された開口部の開口端に接触し、該弾性体に外力を付与してこの弾性体を速やかに傾斜させることができる。このように、防振対象物及び第１架台の水平方向への移動に対して、追従性良く弾性体を傾斜させることができ、その結果、より効果的にロッキング回転振動を抑制することができる。
なお、平常時においては、突出部材は開口部の開口端に非接触とされているので、弾性体が第１減衰体による防振対象物の防振効果を阻害することはない。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、平常時における防振効果を阻害することなく、地震発生時にロッキング回転振動の発生を抑制しながら、防振対象物に入力された振動エネルギーを減衰することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る振動減衰装置の実施形態を示す全体斜視図である。

【図2】図１に示す振動減衰装置を上方から見た平面図である。

【図3】図１に示す振動減衰装置を側方から見た図である。

【図4】図３に示す第２減衰体の拡大断面図であって、弾性体が傾斜している状態を示す図である。

【図5】図４に示す弾性体の斜視図である。

【図6】図３に示す状態から、振動の入力によって防振対象物の一部が沈み込むように傾斜した状態を示す図である。

【図7】図４に示す弾性体の変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る振動減衰装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
（振動減衰装置の構成）
図１に示すように、本実施形態の振動減衰装置１は、防振対象物Ｗが取付けられる第１架台２と、設置面Ｇ上に固定される第２架台３と、第１架台２と第２架台３とを互いに連結し、第１架台２を介して防振対象物Ｗを支持する複数の第１減衰体４と、第１架台２と第２架台３との間に配設された複数の第２減衰体５と、を備えている。

【0019】

なお、本実施形態では、図面を見易くするため防振対象物Ｗを単に二点鎖線で直方体状に図示している。また、防振対象物Ｗとしては、例えば自動販売機、変圧器、精密機器、室外機、空調機、発電設備や切替遮断器室等、平常時、自身が振動しながら運転、駆動等がなされる各種設備機器が挙げられる。また、設置面Ｇとは、屋内、屋外問わず、防振対象物Ｗを設置可能な床面である。

【0020】

上記第１架台２は、図１及び図２に示すように、平面視矩形状に形成された金属製の枠体２ａと、この枠体２ａに重ねられた金属製の載置プレート２ｂと、を備えている。載置プレート２ｂは、外形が枠体２ａと略同一に形成されており、この枠体２ａの開口を塞いでいる。そして、この載置プレート２ｂ上に、図示しないボルト等の連結手段を介して防振対象物Ｗが固定されている。
上記第２架台３は、上記第１架台２の枠体２ａと同様に枠状に形成され、その外形は枠体２ａと略同一とされている。そして、この第２架台３は、図示しないボルト等の連結手段を介して設置面Ｇ上に固定されている。

【0021】

上記第１減衰体４は、防振対象物Ｗから発生される振動の振動エネルギーを減衰させることで、該防振対象物Ｗの振動が第１架台２を介して第２架台３及び設置面Ｇに伝達されてしまうことを抑制するものであって、図示の例では、第１架台２及び第２架台３の周方向に沿って配置されている。具体的には第１架台２及び第２架台３の角部を挟むように一対ずつ、合計８個配置されている。
なお、この第１減衰体４としては、所定の減衰性能を有するものであれば構わないが、例えば所定のばね定数を有する弾性部材である。具体的には、コイルバネや、コイルバネとゴムとを一体成形したものや、複数枚積層されたゴムシート等が挙げられる。図示の例では、コイルバネを採用した場合を例にしている。

【0022】

そして、この第１減衰体４は、第２架台３に対して、第１架台２及び防振対象物Ｗを相対的に水平移動及び鉛直移動可能に支持している。そのため、第１減衰体４は、防振対象物Ｗから発せられた振動における鉛直方向成分及び水平方向成分の振動エネルギーを減衰させることが可能とされている。

【0023】

上記第２減衰体５は、防振対象物Ｗに地震等の発生によって振動が入力された際に、その振動における水平方向成分の振動エネルギーを減衰させる部材であって、第１架台２及び第２架台３の周方向に沿って配置されている。具体的には、第１減衰体４と、第１架台２及び第２架台３の角部と、の間に位置するように、合計８つ配置されている。
これら複数の第２減衰体５は構成が同一であるため、以下１つの第２減衰体５について説明し、残りの第２減衰体５については説明を省略する。

【0024】

この第２減衰体５は、図３〜図５に示すように、外部から入力された振動により防振対象物Ｗ及び第１架台２が第２架台３に対して水平方向に相対移動した際に、該移動に伴って傾斜すると共に、鉛直方向に互いに離間する方向の応力を第１架台２と第２架台３とに付与する弾性体１０と、この弾性体１０を第２架台３上に位置決めさせる位置決めピン１１と、弾性体１０に上記傾斜するための外力を付与する作動ピン（突出部材）１２と、を備えている。

【0025】

上記弾性体１０は、第１架台２及び第２架台３に対向する対向面１０Ａ、１０Ｂがそれぞれ凸に湾曲した断面視楕円形状とされており、その長軸方向Ｌ１が水平方向に向き、且つその短軸方向Ｌ２が鉛直方向に向いた状態で、第１架台２と第２架台３との間に配設されている。より具体的には、弾性体１０は平面視円形状とされ、全体としては中空の楕円体とされている。
なお、この弾性体１０は、例えば金属やゴム等によって形成され、弾性復元力により図５に示す形状を維持することが可能とされる。

【0026】

そして、この弾性体１０は、下方に向いた対向面１０Ｂの頂上部を第２架台３に接触させた状態で、該第２架台３上に載置されている。この際、上方に向いた対向面１０Ａの頂上部と第１架台２との間には隙間が確保されている（図５参照）。また、各対向面１０Ａ、１０Ｂの頂上部には、平面視円形状の開口部１５が形成されている。

【0027】

上記位置決めピン１１は、例えば第２架台３の下方側から該第２架台３を貫通するように固定されており、図４に示すように、そのヘッド部１１ａは第２架台３の下面に形成された凹部３ａ内に収納され、そのピン先端部１１ｂは第２架台３よりも上方に突出して、開口部１５を通じて弾性体１０の内部に進入している。これにより、弾性体１０は、第２架台３上に位置決めされた状態で載置されている。
なお、図３に示すように、位置決めピン１１と開口部１５の開口端との間には隙間が確保されており、この隙間によって弾性体１０の自由な傾斜動作が可能とされている。

【0028】

上記作動ピン１２は、図４に示すように、例えば第１架台２における枠体２ａの上方側から該枠体２ａを貫通するように固定されており、そのヘッド部１２ａは枠体２ａの上面に形成された凹部２ｃ内に収納され、そのピン先端部１２ｂは第１架台２よりも下方に突出し、開口部１５を通じて弾性体１０の内部に進入している。
この際、図３に示すように、位置決めピン１１と同様、作動ピン１２と開口部１５の開口端との間にも隙間が確保されている。そして、この作動ピン１２は、図４に示すように、第１架台２と共に水平移動した際、開口部１５の開口端に接触して弾性体１０を傾斜させる外力を付与する役割を果している。

【0029】

（振動減衰装置の作用）
次に、上記のように構成された振動減衰装置１の作用について説明する。
まず、平常時、運転、駆動等によって防振対象物Ｗから振動が発せられると、その振動エネルギーによって防振対象物Ｗ及び第１架台２は、第２架台３に対して相対的に水平移動及び鉛直移動しながら三次元的に微小移動する。このとき、第１架台２と第２架台３とを連結している第１減衰体４が、上記振動の振動エネルギーを減衰させるので、振動エネルギーを徐々に低減させることができる。これにより、防振対象物Ｗを防振でき、該防振対象物Ｗから発生された振動が第２架台３を通じて設置面Ｇ側に伝達されてしまうことを抑制することができる。
なお、このとき、作動ピン１２が開口部１５の開口端に接触することがないので、弾性体１０が傾斜することがない。従って、弾性体１０によって防振効果が阻害されることはない。

【0030】

ところで、地震発生等によって防振対象物Ｗに対して外部から振動が入力されると、その振動エネルギーによって、防振対象物Ｗ及び第１架台２は、第２架台３に対して三次元的に複雑に大きく移動するので、図６に示すように、第１架台２の一部が矢印Ａに示すように下方に沈み込むように水平面に対して傾斜してしまう。このとき、第１架台２と第２架台３との間には、これら第１減衰体４とは別個に第２減衰体５が配設されており、該第２減衰体５における弾性体１０が防振対象物Ｗ及び第１架台２の水平方向への移動に伴って傾斜する。
具体的には、防振対象物Ｗ及び第１架台２が水平方向に移動すると、これに伴って作動ピン１２も移動するので、弾性体１０の対向面１０Ａに形成された開口部１５の開口端に接触する。これにより、弾性体１０に対して横向きの外力を付与でき、弾性体１０を速やかに傾斜させることができる。

【0031】

すると、傾斜した弾性体１０は、第１架台２と第２架台３との間に挟みこまれながら、弾性復元力により両架台２、３に対して互いに鉛直方向に離間する応力Ｆを付与する。つまり、傾斜によって、弾性体１０における長軸方向Ｌ１の両端部のうち、一方の端部側の対向面１０Ａを利用して第１架台２を上方に押圧し、他方の端部側の対向面１０Ｂを利用して第２架台３を下方に押圧する。これにより、第１架台２と第２架台３とを確実に鉛直方向に離間させることができる。

【0032】

従って、沈み込もうとする第１架台２を上方に押し返して持ち上げることができ、防振対象物Ｗ及び第１架台２が傾斜してしまうことを抑制することができる。つまり、第２減衰体５は、入力された振動における水平方向成分の振動エネルギーを上下方向に変換して鉛直方向成分の振動エネルギーとすることができ、この鉛直方向成分の振動エネルギーを減衰によって消費することができる。

【0033】

これにより、ロッキング回転振動の発生を抑制しながら、第２減衰体５によって振動エネルギーを効果的に減衰することができ、防振対象物Ｗを安定に支持して地震等から保護することができる。特に、第１架台２及び第２架台３の角部付近に第２減衰体５が配設されているので、水平面に対する防振対象物Ｗの傾斜を効果的に抑制することが可能である。

【0034】

上述したように、本実施形態の振動減衰装置１によれば、平常時における防振機能と、地震発生時における防振対象物Ｗの保護機能とを同時に奏効できるうえ、防振対象物Ｗのロッキング回転振動を抑制することができる。

【0035】

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。

【0036】

例えば、上記実施形態において、位置決めピン１１は必須な構成ではなく、具備しなくても構わない。但し、位置決めピン１１を具備することで、弾性体１０の位置を安定させることができるので、より好ましい。
また、作動ピン１２についても同様に必須な構成ではなく、具備しなくても構わない。但し、作動ピン１２を具備することで、防振対象物Ｗ及び第１架台２の水平方向への移動に対して、追従性良く弾性体１０を傾斜させることができるので、より効果的にロッキング回転振動を抑制でき好ましい。

【0037】

また、弾性体１０としては、上記した中空の楕円体に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、上下に向けてそれぞれ凸で湾曲した湾曲板２０Ａ、２０Ｂの両端部を接続させることで、断面視楕円形状に形成された弾性体２０としても構わない。この際、湾曲板２０Ａ、２０Ｂの頂上部に開口部１５を形成すれば良い。この場合であっても同様の作用効果を奏効することができる。

【符号の説明】

【0038】

Ｇ…設置面
Ｗ…防振対象物
１…振動減衰装置
２…第１架台
３…第２架台
４…第１減衰体
５…第２減衰体
１０、２０…弾性体
１０Ａ、１０Ｂ…対向面
１２…作動ピン（突出部材）
１５…開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】