JP2004270732A

JP2004270732A - Vibration-resistant tool

Info

Publication number: JP2004270732A
Application number: JP2003058841A
Authority: JP
Inventors: Masashi Yasuda; 正志安田; Masato Kimura; 正人木村; Seiji Fukuhara; 聖司福原
Original assignee: Tokkyokiki Corp
Current assignee: Tokkyokiki Corp
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP4148800B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop a vibration-resistant tool with easy handling capable of using together with a spring such as a coil spring without spoiling spring characteristics and giving expected vibration-resistant performance and damping performance without having no relation with operating temperature and being applicable to make use in a clean room by improving its sealing property. <P>SOLUTION: The vibration-resistant tool A comprises a lower bottom 6 prepared on a base mount 20, an upper bottom 5 mounted on a load 21, the load supporting spring 2 arranged between the lower bottom 6 and the upper bottom 5, and a soft cylindrical body 1 arranged between the lower bottom 6 and the upper bottom 5 so as to surround the spring 2. A projected ridge 7 and an air vent 9 are formed on an entire periphery of the side of the soft cylindrical body 1, and a concave groove 8 or a convex ridge 8a is formed on an entire periphery of the projected ridge 7. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム環境での使用は勿論、機械設備或いはスタジオやスポーツジムの浮き床構造などの防振・除振に用いられる防振具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防振具は空気バネ（密閉式／開放式）やコイルばねを使用したものなどが広く知られている。後者のコイルばね（１０２）を使用した従来の防振具（Ｂ）の例として、コイルばね（１０２）を収納する上カップ（１０５）と下カップ（１０６）との組み合わせ（図７参照）が一般的であった。
【０００３】
このような構造の防振具（Ｂ）にあっては、その圧縮方向は防振具（Ｂ）に対して常に垂直方向であるとは限らず、圧縮比の大きいコイルばね（１０２）を使用した場合は、上カップ（１０５）が傾いたり水平方向にずれたりしやすく、このような状態において水平方向に力が加わったり偏心して上カップ（１０５）に力が加わった場合、小さい力であっても下カップ（１０６）に対して上カップ（１０５）が水平方向に移動したり傾いたりする。水平移動量や傾き量が大きいと上カップ（１０５）と下カップ（１０６）のオーバラップ部分が互いに接触して摩擦を生じ、発塵してしまう。しかもそれは同時に、防振具（Ｂ）自体のバネ剛性が引き上げられ、防振具（Ｂ）の固有振動数が高くなり所期の防振性能が低下する問題があった。
【０００４】
その為、防振性能の劣化要因である擦れを回避し、基本性能を保証するためには、上・下カップ（１０５）（１０６）のオーバラップ部分の内・外径差（Δｂ）を出来るだけ大きくする必要がある。処が、現実にはこの内・外径部分に、上カップ（１０５）の内周面の一部から対称に内鍔を突設し、この内鍔に係合するように外鍔を下カップ（１０６）の外周面から突設した組立用の係合構造を配していることが一般的であるため、その係合部分を大きな寸法差（Δｂ）で構成することは困難であった。
【０００５】
また、使用されるコイルばね（１０２）は一般的にヤング率の高いバネ鋼が使用され、めっきや塗装などの表面処理がなされているが、コイルばね（１０２）の伸縮により表面処理材の弱点部分から次第に微小部分が剥がれてパーテクルを生じ、これが周囲に散乱する発塵現象を生じる。従来のカップを用いた防振具（Ｂ）は、上・下カップ（１０５）（１０６）のオーバラップ部分に隙間があり、密閉構造となっていないため、前述のカップ擦れによって発生する発塵の他、コイルばね（１０２）からの発塵に対して無防備であった。
【０００６】
一方、クリーンルーム内で使用される機器類の高度化に伴ってこれらの機器に対する防振の要請は非常に高い。しかしながらクリーンルーム内での機材の使用はクリーン度に応じた制限がある。そのため、より高いクリーン度を求められる環境下で使用する防振具の場合は、カップの無い裸状態で用いるなどは勿論、カップ式でコイルばね利用の防振具（Ｂ）を使用した場合でも、前述のようにその構造からクリーンルーム環境を汚染する問題があり適用環境に制約があった。
【０００７】
また、前記カップ式の防振具（Ｂ）の場合、内・外鍔を係合させ、内部のコイルばね（１０２）を圧縮させた状態で持ち運びすることになるが、移送中に係合が外れるとばらばらになってしまうという問題があり、取り扱いに慎重を要した。特に、クリーンルームのような場合は勿論、一般の施工現場でも取り扱いのよさは施工能率にも関係し、防振具選定の非常に重要なファクタである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、［１］取り扱いが非常に簡便な一体となった防振具であること、［２］発塵性を排しクリーンルームでも使用可能であること、［３］その為にはばね定数に影響を与えない美観一体構造であること、など諸条件を同時に満足させることができるような防振具を開発することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載の防振具（Ａ）は「基台（２０）に設置される下底（６）と、負荷（２１）に取り付けられる上底（５）と、下底（６）と上底（５）との間に配設された負荷担持用のバネ（２）と、下底（６）と上底（５）との間にて前記バネ（２）を取り囲むように配設され、外に向かって湾曲状に膨出した突条（７）が側面全周に形成された軟質筒体（１）とで構成された防振具（Ａ）であって、前記突条（７）の全周に凹溝（８）或いは凸畝（８ａ）が単条または複数条にて形成され」ている事を特徴とする。
【００１０】
「請求項１」に記載の防振具（Ａ）は、前述のように成形された軟質筒体（１）の上下両開口に上・下底（５）（６）を全周にわたり、嵌合接合することにより、軟質筒体（１）内を密閉状態にしたものである。これにより防振具（Ａ）は「密閉式空気ばね」と同等の状態となる。従って、防振具（Ａ）に変動負荷を伴う負荷が加わった場合、負荷変動に合わせて内部の空気が軟質筒体（１）から出入りすることがない。このことは防振具（Ａ）内のバネ（２）のバネ定数に、負荷変動に合わせて伸縮し、これにより急変する軟質筒体（１）のバネ定数が加算され、防振具（Ａ）全体の固有バネ定数が急変して防振具（Ａ）のバネ特性を劣化させる（＝入力した外部振動を所期の振幅まで減少させる事が出来ない）事を意味する。
【００１１】
しかしながら、「請求項１」に記載の防振具（Ａ）には、軟質筒体（１）の突条（７）の全周に凹溝（８）［凸畝（８ａ）は後述］が単条または複数条形成されているので、その圧縮時には軟質筒体（１）が縮んで凹溝（８）部分が押され、凹溝（８）の溝底を中心にして凹溝（８）の上下の壁が互いに離間して凹溝（８）が口を開くように変形し、逆に伸張時には凹溝（８）の溝底を中心にして凹溝（８）の上下の壁が互いに接近して凹溝（８）が口を閉じるように変形することで凹溝（８）部分が集中的に変形し、これにより軟質筒体（１）の張力作用が最小限に抑され、担持される負荷（２１）の負荷変動が小さい場合には軟質筒体（１）の伸縮によるばね定数の加算を排除（軟質筒体（１）に収納されているバネ（２）のバネ定数に軟質筒体（１）の張力に起因するバネ定数［この場合、殆どゼロ］が加算されないようにすること）出来るのである。この点は、凸畝（８ａ）の場合でも同じことが言える。
【００１２】
加えて凹溝（８）の場合は、圧縮時には軟質筒体（１）の容積が減少するが、凹溝（８）の口が前述のように開くので、凹溝（８）の溝底全体が内圧に従って外に押し出されるように移動して容積を拡大する。その結果、軟質筒体（１）の容積減少が凹溝（８）部分の容積増大にてある程度相殺される。このことは軟質筒体（１）の伸長時、逆の現象、即ち、伸長時には軟質筒体（１）の容積が増大するが、凹溝（８）の口が前述のように閉じるので、凹溝（８）の溝底全体が内圧に従って内側に引き込まれるように移動する。その結果、軟質筒体（１）の容積増大が凹溝（８）部分の容積減少にてある程度相殺される。その結果、軟質筒体（１）が密閉状態であったとしても空気圧縮によるばね性が大幅に緩和される。
【００１３】
また、「請求項１」の防振具（Ａ）は軟質筒体（１）内を密閉状態にしたもので、「密閉式空気ばね」と同等の状態となっているが、静定時の所定高さ（一定の負荷（２１）が担持され、この負荷（２１）に合わせて所定量だけバネ（２）が圧縮されて静止している状態）に対して大きな力が上底（５）に入力すると、この大きな力が防振具（Ａ）を鉛直方向に圧縮しようし、これに合わせて防振具（Ａ）の内部の容積が小さくなり内部圧力が増すことになる。
【００１４】
この作用は、空気ばねのばね定数式がそのまま成り立ち、内部に収納されたバネ（２）の反力に前記密閉状態の軟質筒体（１）のばね反力が加算されることにより、大きな変位入力に対応して防振具（Ａ）のばね定数が大きくなる方向（バネが硬くなる方向）に大きく変化する。その結果、大きな変位入力に対して防振具（Ａ）の上底（５）が一時的に大きく沈み込む方向或いは大きく傾こうとするような挙動変位を抑えたいと意図する場合には極めて有効である。このような用途としては、スポーツジムの浮き床があげられる。スポーツジムの浮き床の上では大勢の人が音楽にあわせて一斉に飛び跳ねたり前後左右に移動するので、垂直方向および水平方向の大きな変位入力が常時浮き床を通して防振具（Ａ）に加わることになる。このような用途に対しては、密閉状態にすることにより大きな変位入力に対応することができる。
【００１５】
この軟質筒体（１）を用いた一体型の防振具（Ａ）では、およそ考え得る、傾き、水平方向の変形に対しても従来例で説明したようなカップ型の防振具（Ｂ）のような摩擦は起こらない。また、内部に収納されたバネ（２）から発生した塵埃（パーテクル）も密閉状態の軟質筒体（１）内から外部に漏れることがなく、従来例で問題となっていたような発塵は全くなくなり、クリーンルーム環境への持ち込みが可能となった。
【００１６】
次に「請求項２」は、「軟質筒体（１）に内部空気の圧力開放用の通気口（９）が形成された」事を特徴とするもので、「請求項１」の防振具（Ａ）が密閉状態であったものに対して、「請求項２」は軟質筒体（１）に内部空気の圧力開放用の通気口（９）を形成した事を特徴とするものである。
【００１７】
つまり、「請求項２」は防振具（Ａ）にどんなに大きな変位入力があっても、防振具（Ａ）のばね定数に対して変動影響を発生させたくない場合（例えば、振動発生機器自身が大きな変位を伴っても支障がなく、振動絶縁性能を優先させたい場合）である。前述の請求項１の防振具（Ａ）にあっては、外力入力に応じて密閉状の軟質筒体（１）が伸縮して軟質筒体（１）自体のバネ定数が内部のバネ（２）のばね定数に加算されるため、外力入力時にバネ定数が急上昇して外力入力による大きく圧縮されるような応答変位を抑えること（換言すれば、大きな外力が入力しても防振具（Ａ）自体は大きく圧縮されないこと）には有効であるが、その瞬間は固有振動数も高くなることを示している。
【００１８】
「請求項２」の防振具（Ａ）では通気口（９）を設けることにより、防振具（Ａ）の固有振動数に変化を与えたくない場合に対処することができる。この場合、通気口（９）を設けることにより軟質筒体（１）の内外が通気口（９）を介して連通することになるが、通気口（９）の開口面積は小さいものであるから、外部に噴き出される内部の塵埃は従来型のようなカップ型の防振具（Ｂ）と比べて少ないものであり、クリーンルーム内での使用も可能である。なお、「請求項２」の防振具（Ａ）は後述する減衰機構（３）との組み合わせにより、減衰比を調整し応答変位を抑えることも可能である。この点は後述する。
【００１９】
「請求項３」は、「請求項２」の防振具（Ａ）の通気口（９）の通気口面積に制限を与えて、通気口（９）に空気の流出入の抵抗を利用したオリフィス減衰機能を与えようとするもので、「開放用通気口面積制限部材（９ａ）が通気口（９）に設置されている」事を特徴としたものである。
【００２０】
つまり、通気口（９）の開口面積を予想される外力入力に対して適正な値とすることで適正減衰能を得ることが出来る。勿論、様々な開口面積を持つ開放用通気口面積制限部材（９ａ）を多数用意しておき、これらを交換することで或いは適切なものを選択することで予想される外力入力に対して適切な減衰能を得ることも出来る。またこの開放用通気口面積制限部材（９ａ）は、後述する減衰機構（３）との併用も可能であり、相互補完による特性の向上を可能とした。
【００２１】
「請求項４」は、「請求項１〜３」の防振具（Ａ）の凹溝（８）或いは凸畝（８ａ）の形態に関し「凹溝（８）或いは凸畝（８ａ）部分の肉厚が他の部分の肉厚より薄く形成されている」事を特徴とするものであり、このようにすることで凹溝（８）或いは凸畝（８ａ）部分が他の部分より撓みやすくなり、外力が入力したときにこの部分が集中的に変形する結果、軟質筒体（１）のばね定数を実質零にすることが出来るようになる。
【００２２】
「請求項５」は、「少なくとも軟質筒体（１）から、アウトガスの発生しない材料で構成されている」ことを特徴とするものであり、これにより、スパークリーンルーム内での使用にも適切なものとなった。アウトガスの出ない材料としては樹脂系エラストマで構成することが考えられる。なお、上・下底（５）（６）もアウトガスの出ない材料で構成することが好ましい。即ち、金属部分であるバネ（２）以外の部材をアウトガスの出ない材料で構成することが好ましい。
【００２３】
「請求項６」は、前述した防振具（Ａ）の内部に減衰機構として働く減衰材（３）を組み込むもので、「圧縮時に上・下底（５）（６）に接触するように、軟質筒体（１）の内部に減衰材（３）を配した」ことを特徴とするものである。このように、減衰材（３）を用いることで減衰比を調整することが出来、また「請求項３」によるオリフィス減衰効果と併用することもできる。
【００２４】
「請求項７」は、「請求項６」の減衰材（３）の形状に関し「減衰材（３）の外周面に長手方向に沿って複数のフィン（３ｂ）が形成されている」ことを特徴とするものである（図２の２点鎖線）。これにより、この減衰材（３）を仮にバネ（２）の内側に配置した場合、減衰材（３）をバネ（２）の中心部に簡単に配設することが出来、しかもその場合、減衰材（３）が圧縮された場合の膨らみに対しても、バネ（２）の内周面に接触しているフィン（３ｂ）に剛性がほとんど無いためバネ（２）に圧縮変形による影響を与えない。更に、バネ（２）の内周面に減衰材（３）のフィン（３ｂ）が接触しているので、バネ（２）に発生したサージングも効果的に減衰材（３）に吸収されてしまう。
【発明の実施の形態】
本発明の防振具（Ａ）を実施例に従って説明する。図１〜３に示す防振具（Ａ）は基台（２０）に設置される下底（６）と、負荷（２１）に取り付けられる上底（５）と、下底（６）と上底（５）との間に配設された負荷担持用のバネ（２）と、下底（６）と上底（５）との間にて前記バネ（２）を取り囲むように配設された軟質筒体（１）とで構成されている。そして、本実施例図では中央に減衰材（３）が配設されている。この減衰材（３）は必要に応じて設けられるもので、減衰材（３）が設置されない場合も存在する。勿論、ばね（３）は、コイルスプリングを用いてもいいし、皿ばねや板ばねを用いても良い。ここではコイルスプリングを使用する場合を代表例として説明する。
【００２５】
軟質筒体（１）は上下両面が開口した円形筒状のもので、その中央に１乃至複数の突条（７）［図１〜３の実施例では１本である］が形成されており、その中央に突条（７）の全周にわたって１乃至複数の凹溝（８）［図１〜３の実施例では１本である］が形成されている。突条（７）および凹溝（８）の断面形状は略半円状（勿論、これに限られず断面略三角形状のようなものでもよい）で、後述するように、凹溝（８）を中心に伸縮するようになっている。従って、凹溝（８）部分の肉厚が凹溝（８）部分以外の部分の肉厚より薄く形成されていることが好ましい。（勿論、前記肉厚がほぼ均等に設けてあってもよいことは言うまでもない。）そして、軟質筒体（１）の上下両面の開口（１ａ）（１ｂ）には上底（５）および下底（６）の外周が嵌り込む嵌合溝（１ｃ）（１ｄ）が形成されている。
【００２６】
軟質筒体（１）は、基本的にはバネ定数が非常に小さな軟らかで、変形してもそして温度変化があってもバネ定数の変化が小さいエラストマが好ましく、例えば、樹脂系エラストマなどが好適である。また、樹脂系エラストマはアウトガスの発生もなく、クリーンルーム内で使用する上において非常に好ましい。
【００２７】
また、本実施例では軟質筒体（１）の側面には開放型の通気口（９）が形成されているが、凹溝（８）部分に形成され（勿論この部分に限られないが）、外部から目立たないようになっている。この通気口（９）は必要に応じて設けられるもので、当然、通気口（９）のない密閉型の軟質筒体（１）が使用される場合もある。
【００２８】
前記通気口（９）は複数箇所形成されているが、いずれかの通気口（９）を閉塞して（或いは開口面積を変化させて）開口度を変更することも可能である。開口度調整部材である開放用通気口面積制限部材（９ａ）は例えば鍔付きの筒体で（図３（ｄ）参照）、軟質筒体（１）と同じ材料が用いられ、盲又は通気口（９）より小さな孔（９ｂ）が形成された小さなシート状のもの或いは鍔付きの盲栓又は通気口（９）より小さな孔が形成された栓で、通気口（９）に接着或いは差し込みによって取り付けられるようになっている。
【００２９】
また、開口面積の異なる開放用通気口面積制限部材（９ａ）を多数用意しておき、予想される外力入力に合わせて最適の開口面積を有する開放用通気口面積制限部材（９ａ）を選定し、通気口（９）に装着するようにしてもよい。
【００３０】
上底（５）及び下底（６）は軟質筒体（１）の嵌合溝（１ｃ）（１ｄ）に嵌まり込む樹脂製で円板状の上底本体（５ａ）及び下底本体（６ａ）と、上底本体（５ａ）及び下底本体（６ａ）にそれぞれ取り付けられる座プレート（５ｂ）（６ｂ）とで構成され接着固定されるようになっている。上底本体（５ａ）及び下底本体（６ａ）は軟質筒体（１）に比べて硬い樹脂にて構成されており、その外周全体に前記軟質筒体（１）の嵌合溝（１ｃ）（１ｄ）に嵌合する嵌合突条（５ｃ）（６ｃ）がそれぞれ形成されている。また、上底（５）及び下底（６）の中央には通孔（５ｄ）（６ｄ）が穿設されており、その内面の周囲にはリング状の突台（５ｅ）（６ｅ）が複数箇所［本実施例では６箇所］形成されている。そして、リング状の突台（５ｅ）（６ｅ）の間において通孔（５ｄ）（６ｄ）の周囲にはバネガイド突起（５ｆ）（６ｆ）が突設されている。
【００３１】
上底（５）および下底（６）の外面には前記座プレート（５ｂ）（６ｂ）が嵌め込まれて接着される円形の掘り込み部（５ｇ）（６ｇ）が形成されており、その掘り込み部（５ｇ）（６ｇ）に前記通孔（５ｄ）（６ｄ）を中心に対称にて二つの位置決め突起（５ｈ）（６ｈ）が形成されており、更に前記位置決め突起（５ｈ）（６ｈ）を結ぶ線に対して直角に通穴（５ｉ）（６ｉ）が穿設されている。なお、上底本体（５ａ）及び下底本体（６ａ）に適用される樹脂の種類は特に限定されるものではないが、クリーンルーム内で使用する目的を有する場合にはアウトガスを放出しないような材質（例えば前述の樹脂系エラストマ）を使用することが好ましい。
【００３２】
座プレート（５ｂ）（６ｂ）は円形の掘り込み部（５ｇ）（６ｇ）に嵌まり込むように形成された円形の金属板（用途によっては樹脂製でもよく、クリーンルーム仕様の場合は前述のアウトガスを放出しないものが使われる）で表面処理がなされている。表面処理方法は特に限定されるものではないが、クリーンルーム内で使用する目的を有する場合には塵埃を放出しないようなされ鍍金（例えば、クロメート処理）を施すことや或いはステンレスのような材質のものを使用することが好ましい。また、前記位置決め突起（５ｈ）（６ｈ）に合わせて位置決め通孔（５ｈ１）（６ｈ１）や通穴（５ｉ１）（６ｉ１）に合わせてネジ穴（５ｊ）（６ｊ）が穿設されている。
【００３３】
バネ（２）は、表面処理がなされた圧縮コイルバネで形成されている。勿論、バネ（２）は圧縮コイルばねに限定されず、例えば板バネや皿バネのようなものでもよく、表面処理がなされている。
【００３４】
必要に応じて用いられる粘弾性体（３）は棒状のもので、その材質は前述のように温度依存性が小さく、且つ圧縮してもバネ定数の変化が小さいものが好ましい。（例えば、前述の樹脂系エラストマ）。粘弾性体（３）の直径は最大が前記通孔（５ｄ）（６ｄ）に一致する大きさで、必要に応じて、その直径が減じられる。また、追加的に圧縮コイルバネ（２）内に配設される場合もあり、その場合の粘弾性体（３ａ）は圧縮コイルバネ（２）の内径より細く、その周囲に圧縮コイルバネ（２）の内周面に接するフィン（３ｂ）が長手方向に平行に複数枚突設されている。
【００３５】
軟質筒体（１）の嵌合溝（１ｃ）（１ｄ）には上底（５）及び下底（６）の嵌合突条（５ｃ）（６ｃ）が嵌合され軟質筒体（１）の開口（１ａ）（１ｂ）をそれぞれ閉塞している。そして、リング状の突台（５ｅ）（６ｅ）間にはバネ（２）が配設されている。バネ（２）の配設数は要求されるバネ定数に応じて決定される。また、必要に応じて粘弾性体（３）が上底（５）及び下底（６）の通孔（５ｄ）（６ｄ）間に配設され、その下面が下底（６）側の座プレート（６ｂ）に接着固定される。粘弾性体（３）の上面は上底（５）の座プレート（５ｂ）に接触していてもよいが、図のように上底（５）の座プレート（５ｂ）に接触せず、隙間が設けられている場合には、少なくとも負荷（２１）が加わってバネ（２）が撓んだ時に座プレート（５ｂ）に接触するようになっている必要がある。更に、減衰効果が不足する場合、追加的に粘弾性体（３ａ）を必要個数だけバネ（２）内に設置する。
【００３６】
つぎに、本実施例の使用例について説明する。例えば、基台（２０）である床スラブからの振動の伝達を遮断したい精密機器［＝負荷（２１）］や負荷（２１）である浮き床のように負荷（２１）からの振動を基台（２０）である床スラブへの伝達を遮断したい場合に用いられるもので、基台（２０）上に本実施例の防振具（Ａ）を設置し、下底（６）のネジ穴（６ｊ）を用いて防振具（Ａ）を必要個数だけ基台（２０）上の所定位置に固定する。続いて防振具（Ａ）上に設備機器や浮き床などの負荷（２１）を設置し、上底（５）のネジ穴（５ｊ）を利用し防振具（Ａ）に負荷（２１）を固定する。これにより、防振具（Ａ）は負荷（２１）の重量に合わせて所定量だけ撓む。
【００３７】
この状態で負荷（２１）である設備機器が作動したり浮き床の上で人が跳んだり撥ねたり活発な運動を行うと振動が発生するが（或いは基台（２０）である床スラブから振動が伝わってくるが）、当該振動に合わせて防振具（Ａ）のバネ（２）が伸縮し、前記振動の基台（２０）側への伝達（或いは基台（２０）である床スラブから精密機器への振動伝達）を遮断する。一方、軟質筒体（１）もバネ（２）が伸縮に合わせて伸縮する。
【００３８】
ここで、防振具（Ａ）が「密閉型」の場合（図８（イ）参照）には軟質筒体（１）の伸縮があっても内部の空気は外部と遮断されていて流出・入することがない。そこで、防振具（Ａ）に入力する負荷変動が小さい場合、圧縮時には軟質筒体（１）が縮んで凹溝（８）部分が押されることになるが、軟質筒体（１）の側面の突条（７）の基部（７ａ）が凹溝（８）より内側に位置しており、少なくとも前記基部（７ａ）から凹溝（８）に至る部分（７ｂ）が凹溝（８）部分より肉厚に形成されており、このとき変形しないので、凹溝（８）は凹溝（８）の溝底を中心にして凹溝（８）の上下の壁が互いに離間して凹溝（８）が口を開くように変形する。逆に伸張時には凹溝（８）の溝底を中心にして凹溝（８）の上下の壁が互いに接近して凹溝（８）が口を閉じるように変形する。このときの変形抵抗はほとんどゼロである。
【００３９】
そして、前記圧縮時には軟質筒体（１）の容積が減少するが、凹溝（８）の口が前述のように開くので、凹溝（８）の溝底全体が内圧に従って外に押し出されるように移動して容積を拡大し、軟質筒体（１）の容積減少が凹溝（８）部分の容積増大にてある程度相殺される。このことは軟質筒体（１）の伸長時でも同様で、逆の現象、即ち、伸長時には軟質筒体（１）の容積が増大するが、凹溝（８）の口が前述のように閉じるので、凹溝（８）の溝底全体が内圧に従って内側に引き込まれるように移動し、軟質筒体（１）の容積増大が凹溝（８）部分の容積減少にてある程度相殺される。その結果、軟質筒体（１）が密閉状態であったとしても空気圧縮によるばね性が大幅に緩和される。この点は、凸畝（８ａ）の場合でも同じことが言える。
【００４０】
なお、負荷変動が大きい場合には前述のように軟質筒体（１）内の内圧が外力の入力と同時に急上昇して防振具（Ａ）の大きな圧縮変形あるいは大きな傾きが抑制され、負荷（２１）の大きな変位発生が防止される。
【００４１】
これに対して防振具（Ａ）に通気口（９）が形成されている場合（図８（ロ）参照）、軟質筒体（１）内の空気がある抵抗を持って通気口（９）から出入りし、これにより減衰性能を発揮する。従って、軟質筒体（１）の伸縮に伴う通気口（９）からの一定の抵抗を以って行われる空気の出入りにより振動が急速に減衰し、負荷（２１）が短時間で揺れの小さい安定状態になる（図９（イ）参照）。
【００４２】
また、軟質筒体（１）の伸縮は前述のように主として凹溝（８）を中心に図３（ｂ）（ｃ）に示すように行われる。即ち、軟質筒体（１）が圧縮された時、凹溝（８）が口を閉じるように撓み、伸長した時、凹溝（８）が口を開くように撓む。これにより軟質筒体（１）のバネ定数は非常に小さくなり、バネ（２）のバネ定数に対する影響はきわめて小さくすることができ、防振具（Ａ）の固有振動数の上昇が抑制され、バネ（２）の防振性能を十分に発揮させることができる。
【００４３】
通気口（９）による減衰能力が不足する場合には、通気口（９）に適切な開口度を持つ開放用通気口面積制限部材（９ａ）を装着する。適切な通気口（９）とすることにより高い減衰能を発揮させることができる（図９（ロ）参照）。
【００４４】
また、開口面積の異なる開放用通気口面積制限部材（９ａ）を多数用意しておき、予想される外力入力に合わせて最適の開口面積を有する開放用通気口面積制限部材（９ａ）を選定し、通気口（９）に装着するようにしてもよい。
【００４５】
更に減衰能力が不足する場合（図１０（イ）参照）には、前述のように上・下底（５）（６）の通孔（５ｄ）（６ｄ）間に棒状の粘弾性体（３）が取り付けられ、圧縮状態において上底（５）に粘弾性体（３）が接触・圧縮されるようにする。この粘弾性体（３）は圧縮状態において適宜変形してその状態を保つことになるので圧縮状態においてもバネ定数が変化せず、バネ（２）のバネ定数に影響を与えることがない。特に、樹脂系エラストマのような温度依存性が小さい材料を使用すれば、使用環境の温度変化が大きかったとしても前記バネ定数がほとんど変化せず、防振具（Ａ）の固有振動数の上昇が抑制され、バネ（２）のバネ定数に影響を与えることがない（図１０（ロ）参照）。
【００４６】
また、前記棒状の粘弾性体（３）の追加でも減衰能力が不足する場合、前述のように側面にフィン（３ｂ）が形成されている補助粘弾性体（３ａ）をスプリングコイル（２）内に適数だけ挿入することで減衰能力の強化を図ることができる。前記補助粘弾性体（３ａ）は棒状の粘弾性体（３）と同様、防振具（Ａ）が少なくとも圧縮されたときに上底（５）に接触して減衰機能を発揮することになる。
【００４７】
軟質筒体（１）の形状は前述のものに限られず、凹溝（８）の代わりに凸畝（８ａ）を蛇腹状に形成し、蛇腹部分に通気口（９）を形成しても同様のことが言える（図４）。また、突条（７）を図５のように蛇腹状に形成してもよく、同じ作用効果が得られる。ただ、突条（７）を蛇腹状に形成する場合、図１のような断面半円形のものに比べて肉厚管理などの製造面で問題がある。
【００４８】
また、座プレート（５ｂ）（６ｂ）の形状も円板状のものに限られず、一方を円板状、他方を矩形あるいは菱形とすることも可能である。上底や下底が矩形あるいは菱形の場合、そのコーナー部分にボルト用の取付孔が形成されることになる。
【００４９】
また、図６に示すように、粘弾性体（３）を複数個併設し、その周囲にバネ（２）を配設するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、基台に設置される下底と、負荷に取り付けられる上底と、下底と上底との間に配設された負荷担持用のバネと、下底と上底との間にて前記バネを取り囲むように配設された軟質筒体とで構成された防振具であるから、従来例のように上・下カップが互いに接触して発塵するような部位が機構上存在せず、しかも気密性を保持しつつ発塵の一原因となるバネ全体が軟質筒体内に収納されているので、内部の塵埃が外部に漏れ出すことがなくそれ故、クリーンルーム環境に於いても優れた適応性を示すことになる。
【００５１】
しかも、軟質筒体の側面に設けられた突条全周に凹溝或いは凸畝が形成されているので、入力した負荷変動が小さい場合には、軟質筒体の変形は変形抵抗がほとんどない凹溝或いは凸畝が主として担持し、これによって軟質筒体のばね剛性が内部に収納されたバネのバネ定数に加算されず、防振具自体の固有振動数を変化させることがなく、防振具の除振能を損なわず、所期の除振能を発揮させることができる。その他、大きい外力が加わった場合でも、当該外力に対抗して内圧を急上昇させることができ、防振具の大幅な圧縮変形を防止することができる。特に、凹溝或いは凸畝部分を他の部分より薄肉とすることで凹溝或いは凸畝部分がより変形しやすくなり、変形時のバネ定数の加算が抑制され、防振具の固有振動数の変化が防止される。
【００５２】
また、通気口を設けた場合、簡単に減衰能付加することができるので、負荷から伝わった振動は前記バネで吸振され、この振動に合わせて伸縮を繰り返すと共に軟質筒体内の空気が通気口を通って出入りため、その時の抵抗により減衰機能が働き、短時間で負荷の揺れが収まる。なお、この場合においても、通気口は小さいため内部の塵埃が通気口を通って外部にほとんど流出しないので、クリーンルーム内での使用も可能となる。
【００５３】
なお、ばね以外のすべての部材（特に、軟質筒体）をアウトガスのでない粘弾性体で形成すれば、スーパークリーンルーム内での使用も可能となる。
【００５４】
以上のように、本発明にかかる防振具はスーパークリーンルーム内での機械設備への適用からスタジオやスポーツジムの浮き床構造まで幅広く適用することができ、特に、スタジオやスポーツジムの浮き床の防振用に使用した場合、利用者に不快感を与えることがなく好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る防振具の正面図
【図２】図１の平断面図
【図３】図１の縦断面図
【図４】突条に凹溝の代わりに凸畝が形成されている本発明に係る防振具の縦断面図
【図５】突条が蛇腹状に形成されている本発明に係る防振具の縦断面図
【図６】本発明に係るツインタイプの防振具の平断面図
【図７】従来例の断面図
【図８】本発明の防振具における「密閉時」と「開放時」の伝達特性曲線図
【図９】本発明の防振具の通気口に開放用通気口面積制限部材を装着した場合と装着しなかった場合との減衰能の比較図
【図１０】本発明の防振具に減衰材を適用した場合と適用しなかった場合の比較図
【符号の説明】
（Ａ）…防振具
（１）…軟質筒体
（２）…バネ
（５）…上底
（６）…下底
（７）…突条
（８）…凹溝
（８ａ）…凸畝
（９）…通気口
（２０）…基台
（２１）…負荷[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an anti-vibration device used not only for use in a clean room environment, but also for vibration isolation / vibration isolation of mechanical equipment or a floating floor structure of a studio or a sports gym.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vibration isolator using an air spring (sealed type / open type) or a coil spring is widely known. As an example of the conventional vibration isolator (B) using the latter coil spring (102), there is a combination of an upper cup (105) and a lower cup (106) for accommodating the coil spring (102) (see FIG. 7). Was common.
[0003]
In the vibration isolator (B) having such a structure, the compression direction is not always perpendicular to the vibration isolator (B), and a coil spring (102) having a large compression ratio is used. In this case, the upper cup (105) is liable to tilt or shift in the horizontal direction. In such a state, when a force is applied in the horizontal direction or the eccentric force is applied to the upper cup (105), a small force is applied. However, the upper cup (105) moves or tilts in the horizontal direction with respect to the lower cup (106). If the amount of horizontal movement or the amount of inclination is large, the overlapping portions of the upper cup (105) and the lower cup (106) come into contact with each other to generate friction and generate dust. In addition, at the same time, the spring rigidity of the vibration isolator (B) itself is increased, and the natural frequency of the vibration isolator (B) is increased, and the desired vibration isolation performance is reduced.
[0004]
Therefore, in order to avoid rubbing, which is a deterioration factor of the vibration isolation performance, and to guarantee the basic performance, the difference between the inner and outer diameters (Δb) of the overlapping portion of the upper and lower cups (105) and (106) can be made. Just need to be bigger. However, actually, an inner flange is symmetrically protruded from a part of the inner peripheral surface of the upper cup (105) at the inner and outer diameter portions, and the outer flange is connected to the lower cup so as to engage with the inner flange. Since an engaging structure for assembly projecting from the outer peripheral surface of (106) is generally provided, it is difficult to configure the engaging portion with a large dimensional difference (Δb).
[0005]
The coil spring (102) to be used is generally made of spring steel having a high Young's modulus and is subjected to surface treatment such as plating and painting. However, the weakness of the surface treatment material due to expansion and contraction of the coil spring (102). A minute portion is gradually peeled off from the portion to form a particle, which generates a dusting phenomenon scattered around. In the conventional vibration isolator (B) using a cup, since the upper and lower cups (105) and (106) have a gap in the overlapping portion and do not have a closed structure, dust generated by the above-mentioned cup rubbing is generated. In addition, there was no protection against dust generation from the coil spring (102).
[0006]
On the other hand, with the sophistication of devices used in a clean room, the demand for vibration isolation for these devices is extremely high. However, the use of equipment in a clean room has restrictions depending on the degree of cleanliness. Therefore, in the case of an anti-vibration device used in an environment where a higher degree of cleanliness is required, it is possible to use the anti-vibration device (B) using a coil type and a coil spring as well as using it in a naked state without a cup. However, as described above, there is a problem that the clean room environment is contaminated due to its structure, and the application environment is limited.
[0007]
Further, in the case of the cup type vibration isolator (B), the inner and outer collars are engaged and the inner coil spring (102) is carried in a compressed state. There was a problem that it would fall apart if it came off, so it required careful handling. In particular, not only in the case of a clean room, but also in a general construction site, the handling is related to the construction efficiency, and is a very important factor in selecting a vibration isolator.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The problems to be solved by the present invention are: [1] an integrated anti-vibration device that is very easy to handle; [2] a dust-free property that can be used in a clean room; [3] For that purpose, it is an object of the present invention to develop a vibration isolator that can satisfy various conditions simultaneously, such as an aesthetically integrated structure that does not affect the spring constant.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The anti-vibration device (A) according to “Claim 1” includes “a lower bottom (6) installed on a base (20), an upper bottom (5) mounted on a load (21), and a lower bottom (6). ) And an upper sole (5), and a load-carrying spring (2), and between the lower sole (6) and the upper sole (5) so as to surround the spring (2). A vibration isolator (A) comprising a soft cylindrical body (1) disposed and bulged outward in a curved shape and formed on the entire circumference of a side surface; The groove (8) or the convex ridge (8a) is formed in a single or a plurality of lines all around the line (7) ".
[0010]
The anti-vibration device (A) according to "Claim 1" fits the upper and lower bases (5) and (6) over the entire upper and lower openings of the soft cylindrical body (1) formed as described above. The inside of the soft cylindrical body (1) is sealed by joining. Thereby, the vibration isolator (A) is in a state equivalent to the “sealed air spring”. Therefore, when a load with a fluctuating load is applied to the vibration isolator (A), the air inside does not flow in and out of the soft cylinder (1) in accordance with the load fluctuation. This means that the spring constant of the flexible tubular body (1) which expands and contracts in accordance with the load fluctuation and thereby changes suddenly is added to the spring constant of the spring (2) in the vibration isolator (A). ) It means that the whole natural spring constant changes suddenly and deteriorates the spring characteristic of the vibration isolator (A) (= input external vibration cannot be reduced to a desired amplitude).
[0011]
However, the anti-vibration device (A) according to “Claim 1” has a concave groove (8) [a convex ridge (8a) will be described later) on the entire circumference of the ridge (7) of the soft cylindrical body (1). Since it is formed as a single or a plurality of grooves, at the time of compression, the soft cylindrical body (1) shrinks and the concave groove (8) portion is pushed, and the concave groove (8) is centered on the groove bottom of the concave groove (8). The upper and lower walls of the groove (8) are separated from each other and deform so that the groove (8) opens, and conversely, when extended, the upper and lower walls of the groove (8) are centered on the groove bottom of the groove (8). The groove (8) deforms so as to close the mouth by approaching, so that the groove (8) portion is intensively deformed, whereby the tension action of the soft cylinder (1) is minimized, and When the load fluctuation of the load (21) to be applied is small, the addition of the spring constant due to the expansion and contraction of the soft cylinder (1) is eliminated (the spring constant of the spring (2) housed in the soft cylinder (1) is reduced). The spring constant [In this case, almost zero] due to the tension of the quality cylinder (1) is that to not be added) able. The same can be said for the case of the convex ridge (8a).
[0012]
In addition, in the case of the concave groove (8), the volume of the soft cylindrical body (1) decreases during compression, but since the mouth of the concave groove (8) opens as described above, the entire groove bottom of the concave groove (8) is formed. Move so as to be pushed out according to the internal pressure to enlarge the volume. As a result, the decrease in the volume of the soft cylindrical body (1) is offset to some extent by the increase in the volume of the concave groove (8). This is the opposite phenomenon when the flexible cylinder (1) is extended, that is, the volume of the flexible cylinder (1) increases when the flexible cylinder (1) is extended. However, since the opening of the concave groove (8) is closed as described above, the concave is formed. The entire groove bottom of the groove (8) moves so as to be drawn inward according to the internal pressure. As a result, the increase in the volume of the soft cylinder (1) is offset to some extent by the decrease in the volume of the concave groove (8). As a result, even if the soft cylinder (1) is in a closed state, the spring property due to air compression is greatly reduced.
[0013]
Further, the vibration isolator (A) of claim 1 is a state in which the inside of the soft cylindrical body (1) is sealed, and is in a state equivalent to that of the "sealed air spring". A large force is applied to the upper bottom (5) against the height (a state where a constant load (21) is carried and the spring (2) is compressed and stopped by a predetermined amount according to the load (21)). When input, the large force tends to compress the vibration isolator (A) in the vertical direction, and accordingly, the volume inside the vibration isolator (A) is reduced and the internal pressure is increased.
[0014]
This effect is achieved by the spring constant equation of the air spring being maintained as it is, and by adding the spring reaction force of the soft cylinder (1) in the closed state to the reaction force of the spring (2) housed therein, a large displacement occurs. It changes greatly in the direction in which the spring constant of the vibration isolator (A) increases (the direction in which the spring becomes harder) in response to the input. As a result, this is extremely effective when it is intended to suppress a behavioral displacement in which the upper base (5) of the vibration isolator (A) temporarily sinks or tilts greatly in response to a large displacement input. It is. Such applications include floating floors in sports gyms. On the floating floor of the gym, a large number of people jump or jump back and forth in tandem with the music, and large vertical and horizontal displacement inputs are constantly applied to the vibration isolator (A) through the floating floor. become. For such an application, it is possible to cope with a large displacement input by setting the closed state.
[0015]
In the integrated vibration isolator (A) using the soft cylindrical body (1), the cup-shaped vibration isolator (B) described in the conventional example can be used for almost conceivable inclination and horizontal deformation. ) Does not occur. Also, dust (particles) generated from the spring (2) housed therein does not leak to the outside from the inside of the soft cylindrical body (1) in a sealed state. It has completely disappeared and can be brought into a clean room environment.
[0016]
Next, "claim 2" is characterized in that "a vent (9) for releasing pressure of the internal air is formed in the soft cylindrical body (1)". In contrast to the case where the tool (A) is in a closed state, the "claim 2" is characterized in that a soft cylindrical body (1) is provided with a vent (9) for releasing internal air pressure. is there.
[0017]
In other words, “claim 2” refers to a case in which no matter how much displacement input is applied to the vibration isolator (A), it is not desired to cause a change in the spring constant of the vibration isolator (A). This is a case where there is no problem even if the device itself is accompanied by a large displacement, and it is desired to give priority to vibration isolation performance). In the vibration isolator (A) according to the first aspect, the hermetically sealed soft cylinder (1) expands and contracts in response to an external force input, and the spring constant of the soft cylinder (1) itself is changed to the internal spring ( Since the spring constant is added to the spring constant of (2), the response displacement such that the spring constant sharply increases at the time of external force input and is greatly compressed by the external force input is suppressed (in other words, even if a large external force is input, the vibration isolator ( A) is effective for not being greatly compressed), but at that moment, the natural frequency also increases.
[0018]
By providing the ventilation hole (9) in the vibration isolator (A) of "Claim 2", it is possible to cope with a case where it is not desired to change the natural frequency of the vibration isolator (A). In this case, by providing the vent (9), the inside and outside of the soft cylindrical body (1) communicate with each other through the vent (9), but the opening area of the vent (9) is small. In addition, the amount of internal dust blown out is smaller than that of a conventional cup-shaped vibration isolator (B), and can be used in a clean room. The vibration isolator (A) of claim 2 can adjust the damping ratio and suppress the response displacement by a combination with a damping mechanism (3) described later. This will be described later.
[0019]
The third aspect of the present invention uses the resistance of the inflow and outflow of air to the ventilation port (9) by limiting the area of the ventilation port (9) of the vibration isolator (A) of the second aspect. It is intended to provide an orifice damping function, and is characterized in that "the opening vent area limiting member (9a) is installed in the vent (9)".
[0020]
That is, by setting the opening area of the vent (9) to an appropriate value with respect to an expected external force input, it is possible to obtain an appropriate damping capacity. Of course, a large number of opening vent area limiting members (9a) having various opening areas are prepared, and by replacing these or selecting an appropriate one, an appropriate external force input is expected. It is also possible to obtain a damping capacity. Further, the opening vent area limiting member (9a) can be used in combination with a damping mechanism (3) to be described later, and the characteristics can be improved by mutual complementation.
[0021]
"Claim 4" relates to the form of the concave groove (8) or the convex ridge (8a) of the vibration isolator (A) of "Claims 1 to 3". The thickness is formed thinner than the thickness of the other parts. "In this way, the concave groove (8) or the convex ridge (8a) is more easily bent than the other parts. As a result, when an external force is input, this portion is intensively deformed, so that the spring constant of the soft cylindrical body (1) can be made substantially zero.
[0022]
"Claim 5" is characterized in that "at least the soft cylinder (1) is made of a material that does not generate outgas", and is thereby suitable for use in a spur clean room. It became something. It is conceivable to use a resin-based elastomer as a material that does not emit outgas. The upper and lower bottoms (5) and (6) are also preferably made of a material that does not emit outgas. That is, it is preferable that members other than the spring (2), which is a metal portion, be made of a material that does not emit outgas.
[0023]
Claim 6 is to incorporate the damping material (3) acting as a damping mechanism into the above-mentioned vibration isolator (A), and to "make contact with the upper and lower bottoms (5) and (6) at the time of compression". And an attenuating material (3) disposed inside the soft cylindrical body (1). " As described above, the damping ratio can be adjusted by using the damping material (3), and it can be used together with the orifice damping effect according to the third aspect.
[0024]
"Claim 7" relates to "a plurality of fins (3b) are formed along the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the damping material (3)" with respect to the shape of the damping material (3) of "Claim 6". This is a feature (two-dot chain line in FIG. 2). Thereby, if this damping material (3) is arranged inside the spring (2), the damping material (3) can be easily arranged at the center of the spring (2). Even when the material (3) is compressed, the fin (3b) in contact with the inner peripheral surface of the spring (2) has little rigidity, so that the spring (2) is affected by compression deformation. Absent. Furthermore, since the fin (3b) of the damping material (3) is in contact with the inner peripheral surface of the spring (2), surging generated in the spring (2) is effectively absorbed by the damping material (3). .
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The anti-vibration device (A) of the present invention will be described with reference to examples. The anti-vibration device (A) shown in FIGS. 1 to 3 has a lower bottom (6) installed on a base (20), an upper bottom (5) attached to a load (21), a lower bottom (6), and an upper. A load-carrying spring (2) disposed between the bottom (5) and a load-bearing spring (2) disposed between the lower base (6) and the upper base (5) so as to surround the spring (2); And a flexible tubular body (1). In this embodiment, an attenuator (3) is provided at the center. The damping material (3) is provided as needed, and there are cases where the damping material (3) is not provided. Of course, the spring (3) may use a coil spring, or may use a disc spring or a leaf spring. Here, a case where a coil spring is used will be described as a representative example.
[0025]
The soft cylindrical body (1) is a circular cylindrical body having upper and lower surfaces opened, and one or more ridges (7) (one in the embodiment of FIGS. 1 to 3) are formed at the center thereof. At the center thereof, one or a plurality of concave grooves (8) (one in the embodiment of FIGS. 1 to 3) are formed over the entire circumference of the ridge (7). The cross-sectional shape of the ridge (7) and the concave groove (8) is substantially semicircular (of course, not limited to this, and may be substantially triangular in cross section). It stretches to the center. Therefore, it is preferable that the thickness of the concave groove (8) portion is formed smaller than the thickness of the portion other than the concave groove (8) portion. (It goes without saying that the thickness may be provided substantially evenly.) The upper bottom (5) and the lower bottom (5) are provided in the openings (1a) and (1b) on the upper and lower surfaces of the soft cylindrical body (1). Fitting grooves (1c) and (1d) into which the outer circumference of the bottom (6) fits are formed.
[0026]
The soft cylindrical body (1) is preferably a soft material having a very small spring constant and an elastomer having a small change in the spring constant even when it is deformed and changes in temperature, for example, a resin-based elastomer is preferable. It is. Further, the resin-based elastomer does not generate outgas and is very preferable for use in a clean room.
[0027]
Further, in this embodiment, the open-type vent (9) is formed on the side surface of the soft cylindrical body (1), but is formed in the concave groove (8) part (although it is not limited to this part). , So that it is not noticeable from outside. The vent (9) is provided as needed, and a sealed soft cylinder (1) without the vent (9) may be used in some cases.
[0028]
Although the ventilation port (9) is formed at a plurality of locations, it is also possible to close one of the ventilation ports (9) (or change the opening area) to change the opening degree. The opening vent area limiting member (9a), which is an opening degree adjusting member, is, for example, a flanged cylinder (see FIG. 3 (d)), and is made of the same material as the soft cylinder (1). (9) A small sheet-like member having a smaller hole (9b) or a blind plug with a flange or a stopper having a hole smaller than the vent (9), which is bonded or inserted into the vent (9). It can be attached.
[0029]
Also, a large number of opening vent area limiting members (9a) having different opening areas are prepared, and an opening vent area limiting member (9a) having an optimal opening area is selected according to an expected external force input. Alternatively, it may be attached to the vent (9).
[0030]
The upper bottom (5) and the lower bottom (6) are made of resin to be fitted into the fitting grooves (1c) and (1d) of the soft cylindrical body (1), and are a disk-shaped upper bottom body (5a) and a lower bottom body ( 6a) and seat plates (5b) and (6b) attached to the upper bottom body (5a) and the lower bottom body (6a), respectively, so as to be bonded and fixed. The upper bottom body (5a) and the lower bottom body (6a) are made of a resin harder than the soft cylinder (1), and the entire outer periphery thereof is fitted with the fitting groove (1c) of the soft cylinder (1). The fitting protrusions (5c) and (6c) to be fitted to (1d) are formed respectively. Further, through holes (5d) and (6d) are formed in the center of the upper bottom (5) and the lower bottom (6), and ring-shaped protrusions (5e) (6e) are provided around the inner surface thereof. A plurality of locations (six in this embodiment) are formed. Spring guide projections (5f) and (6f) protrude around the through holes (5d) and (6d) between the ring-shaped protrusions (5e) and (6e).
[0031]
Circular dug portions (5g) (6g) to which the seat plates (5b) and (6b) are fitted and bonded are formed on the outer surfaces of the upper bottom (5) and the lower bottom (6). Two positioning protrusions (5h) and (6h) are formed symmetrically around the through holes (5d) and (6d) at the insertion portions (5g) and (6g), and further, the positioning protrusions (5h) and (6h) are formed. Through holes (5i) and (6i) are formed at right angles to the line connecting. The type of resin applied to the upper bottom body (5a) and the lower bottom body (6a) is not particularly limited, but a material that does not emit outgas when the purpose is to use it in a clean room. (For example, the above-mentioned resin-based elastomer) is preferably used.
[0032]
The seat plate (5b) (6b) is a circular metal plate formed so as to fit into the circular dug portion (5g) (6g). Which does not release) is used for surface treatment. The surface treatment method is not particularly limited, but if the purpose is to use it in a clean room, it should be plated (eg, chromate treatment) so as not to release dust, or made of a material such as stainless steel. It is preferred to use. In addition, screw holes (5j) and (6j) are formed corresponding to the positioning through holes (5h1) and (6h1) and through holes (5i1) and (6i1) in accordance with the positioning protrusions (5h) and (6h).
[0033]
The spring (2) is formed of a surface-treated compression coil spring. Of course, the spring (2) is not limited to a compression coil spring, but may be, for example, a leaf spring or a disc spring, and is subjected to a surface treatment.
[0034]
The viscoelastic body (3) used as required is a rod-shaped body, and it is preferable that the material has a small temperature dependency as described above and a small change in the spring constant even when compressed. (For example, the aforementioned resin-based elastomer). The diameter of the viscoelastic body (3) has a maximum size corresponding to the through holes (5d) and (6d), and the diameter is reduced as necessary. In some cases, the viscoelastic body (3a) is thinner than the inner diameter of the compression coil spring (2), and is provided around the compression coil spring (2). A plurality of fins (3b) in contact with the peripheral surface protrude in parallel with the longitudinal direction.
[0035]
The fitting protrusions (5c) and (6c) of the upper bottom (5) and the lower bottom (6) are fitted into the fitting grooves (1c) and (1d) of the soft cylindrical body (1). Openings (1a) and (1b) are closed. A spring (2) is provided between the ring-shaped protrusions (5e) and (6e). The number of springs (2) is determined according to the required spring constant. Further, if necessary, a viscoelastic body (3) is provided between the through holes (5d) and (6d) of the upper bottom (5) and the lower bottom (6), and the lower surface thereof is a seat on the lower bottom (6) side. It is adhesively fixed to the plate (6b). The upper surface of the viscoelastic body (3) may be in contact with the seat plate (5b) of the upper bottom (5), but as shown in the drawing, it does not contact the seat plate (5b) of the upper bottom (5). Is provided, it is necessary that the spring (2) be in contact with the seat plate (5b) at least when the load (21) is applied and the spring (2) is bent. Further, when the damping effect is insufficient, a required number of viscoelastic bodies (3a) are additionally installed in the spring (2).
[0036]
Next, an example of use of the present embodiment will be described. For example, the vibration from the load (21) such as the precision equipment [= load (21)] or the floating floor as the load (21) that wants to cut off the transmission of vibration from the floor slab as the base (20). This is used when it is desired to block the transmission to the floor slab (20). The vibration isolator (A) of this embodiment is installed on the base (20), and the screw hole ( 6j), the required number of vibration isolators (A) are fixed at predetermined positions on the base (20). Subsequently, a load (21) such as equipment or a floating floor is installed on the vibration isolator (A), and the load (21) is applied to the vibration isolator (A) using the screw hole (5j) of the upper bottom (5). Is fixed. Thereby, the vibration isolator (A) bends by a predetermined amount according to the weight of the load (21).
[0037]
In this state, when the equipment as the load (21) operates, or when a person jumps or repels on the floating floor or performs active movement, vibration is generated (or vibration is generated from the floor slab as the base (20)). Is transmitted), but the spring (2) of the vibration isolator (A) expands and contracts in accordance with the vibration, and the vibration is transmitted to the base (20) side (or the floor slab as the base (20)). Transmission of vibration from the machine to precision equipment). On the other hand, the flexible cylinder (1) also expands and contracts in accordance with the expansion and contraction of the spring (2).
[0038]
Here, when the vibration isolator (A) is of the "sealed type" (see FIG. 8 (a)), even if the soft cylindrical body (1) expands or contracts, the internal air is shut off from the outside and flows out. Never enter. Therefore, when the load fluctuation input to the vibration isolator (A) is small, the soft cylinder (1) contracts during compression and the concave groove (8) is pushed, but the side surface of the soft cylinder (1) is compressed. The base (7a) of the ridge (7) is located inside the groove (8), and at least a portion (7b) from the base (7a) to the groove (8) is a groove (8) portion Since it is formed thicker and does not deform at this time, the concave groove (8) is separated from the upper and lower walls of the concave groove (8) about the groove bottom of the concave groove (8) so that the concave groove (8) is separated from the groove. 8) is deformed to open the mouth. Conversely, at the time of extension, the upper and lower walls of the groove (8) approach each other around the groove bottom of the groove (8) and deform so that the groove (8) closes the mouth. The deformation resistance at this time is almost zero.
[0039]
Then, at the time of the compression, the volume of the soft cylindrical body (1) decreases, but since the mouth of the concave groove (8) opens as described above, the entire groove bottom of the concave groove (8) is pushed out according to the internal pressure. The volume decrease of the soft cylinder (1) is offset to some extent by the increase in volume of the concave groove (8). The same is true when the soft cylinder (1) is extended, and the opposite phenomenon, that is, when the volume of the soft cylinder (1) is increased when extended, the mouth of the concave groove (8) is closed as described above. Therefore, the entire groove bottom of the groove (8) moves so as to be drawn inward according to the internal pressure, and the increase in the volume of the soft cylindrical body (1) is offset to some extent by the decrease in the volume of the groove (8). As a result, even if the soft cylinder (1) is in a closed state, the spring property due to air compression is greatly reduced. The same can be said for the case of the convex ridge (8a).
[0040]
When the load fluctuation is large, as described above, the internal pressure in the soft cylindrical body (1) rises rapidly at the same time as the input of the external force, so that a large compressive deformation or a large inclination of the vibration isolator (A) is suppressed, and the load ( 21) Large displacement is prevented from occurring.
[0041]
On the other hand, when the ventilation hole (9) is formed in the vibration isolator (A) (see FIG. 8B), the air in the soft cylindrical body (1) has a certain resistance. ), Thereby exhibiting damping performance. Accordingly, the vibration is rapidly attenuated by the inflow and outflow of air with a certain resistance from the air vent (9) due to the expansion and contraction of the soft cylindrical body (1), and the vibration of the load (21) is reduced in a short time. The state becomes stable (see FIG. 9A).
[0042]
Further, the expansion and contraction of the soft cylindrical body (1) is performed as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c) mainly on the concave groove (8) as described above. That is, when the soft cylinder (1) is compressed, the concave groove (8) bends to close the mouth, and when expanded, the concave groove (8) bends to open the mouth. As a result, the spring constant of the soft cylindrical body (1) becomes very small, the influence on the spring constant of the spring (2) can be made extremely small, and an increase in the natural frequency of the vibration isolator (A) is suppressed. The anti-vibration performance of the spring (2) can be sufficiently exhibited.
[0043]
When the damping capability of the vent (9) is insufficient, an opening vent area limiting member (9a) having an appropriate degree of opening is attached to the vent (9). By providing an appropriate vent (9), a high damping ability can be exhibited (see FIG. 9 (b)).
[0044]
Also, a large number of opening vent area limiting members (9a) having different opening areas are prepared, and an opening vent area limiting member (9a) having an optimal opening area is selected according to an expected external force input. Alternatively, it may be attached to the vent (9).
[0045]
Further, when the damping capacity is insufficient (see FIG. 10A), as described above, the rod-shaped viscoelastic body (3) is inserted between the through holes (5d) and (6d) of the upper and lower bases (5) and (6). ) Is attached, and the viscoelastic body (3) is brought into contact with and compressed by the upper bottom (5) in a compressed state. Since the viscoelastic body (3) is appropriately deformed in the compressed state and maintains the state, the spring constant does not change even in the compressed state, and does not affect the spring constant of the spring (2). In particular, if a material having low temperature dependence such as a resin-based elastomer is used, the spring constant hardly changes even if the temperature change in the use environment is large, and the natural frequency of the vibration isolator (A) increases. Is suppressed, and the spring constant of the spring (2) is not affected (see FIG. 10B).
[0046]
Further, when the addition of the rod-shaped viscoelastic body (3) does not provide sufficient damping capacity, the auxiliary viscoelastic body (3a) having the fins (3b) formed on the side face as described above is connected to the spring coil (2). The damping capacity can be enhanced by inserting an appropriate number into the. Similar to the rod-shaped viscoelastic body (3), the auxiliary viscoelastic body (3a) comes into contact with the upper bottom (5) when the vibration isolator (A) is compressed at least, and exhibits a damping function. .
[0047]
The shape of the soft cylindrical body (1) is not limited to the above-mentioned one, and the same applies when a convex ridge (8a) is formed in a bellows shape instead of the concave groove (8) and a vent (9) is formed in the bellows portion. This can be said (FIG. 4). Further, the ridge (7) may be formed in a bellows shape as shown in FIG. 5, and the same operation and effect can be obtained. However, in the case where the ridge (7) is formed in a bellows shape, there is a problem in terms of manufacturing such as wall thickness control as compared with the one having a semicircular cross section as shown in FIG.
[0048]
Further, the shape of the seat plates (5b) and (6b) is not limited to a disk shape, and one may be a disk shape and the other may be a rectangle or a rhombus. When the upper and lower bases are rectangular or diamond-shaped, mounting holes for bolts are formed at the corners.
[0049]
Further, as shown in FIG. 6, a plurality of viscoelastic bodies (3) may be provided side by side, and a spring (2) may be provided around the viscoelastic bodies (3).
[0050]
【The invention's effect】
The present invention provides a lower base installed on a base, an upper base attached to a load, a load-carrying spring disposed between the lower base and the upper base, and a lower base and an upper base. Since the vibration isolator is composed of a soft cylinder disposed so as to surround the spring, a portion where the upper and lower cups come into contact with each other and generate dust as in the conventional example is mechanically required. Since the entire spring, which does not exist and is one of the causes of dust generation while maintaining airtightness, is housed in the soft cylinder, the internal dust does not leak to the outside, therefore, in a clean room environment Will also show excellent adaptability.
[0051]
In addition, since a concave groove or a convex ridge is formed on the entire circumference of the ridge provided on the side surface of the soft cylindrical body, when the input load fluctuation is small, the deformation of the soft cylindrical body is a concave with little deformation resistance. Grooves or ridges are mainly carried, whereby the spring stiffness of the soft cylindrical body is not added to the spring constant of the spring housed therein, and the natural frequency of the vibration isolator itself is not changed. The desired anti-vibration ability can be exhibited without impairing the anti-vibration ability. In addition, even when a large external force is applied, the internal pressure can be sharply increased against the external force, and significant compression deformation of the vibration isolator can be prevented. In particular, by making the concave groove or convex ridge portion thinner than other portions, the concave groove or convex ridge portion is more easily deformed, the addition of the spring constant at the time of deformation is suppressed, and the natural frequency of the vibration isolator is reduced. Change is prevented.
[0052]
In addition, when a vent is provided, the damping capacity can be easily added, so that the vibration transmitted from the load is absorbed by the spring, and the expansion and contraction are repeated in accordance with the vibration, and the air in the soft cylindrical body opens the vent. Since the vehicle goes in and out, the resistance at that time activates the damping function, and the swing of the load stops in a short time. In this case as well, since the air vent is small, the dust inside hardly flows out through the air vent, so that it can be used in a clean room.
[0053]
If all the members (particularly, the soft cylindrical body) other than the spring are formed of a viscoelastic body that does not emit outgas, it can be used in a super clean room.
[0054]
As described above, the anti-vibration device according to the present invention can be applied to a wide range of applications from mechanical equipment in a super clean room to a floating floor structure of a studio or a gym. When used for anti-vibration, it is suitable without giving the user any discomfort.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a vibration isolator according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of FIG. 1;
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a vibration isolator according to the present invention in which a ridge is formed on a ridge instead of a groove.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a vibration isolator according to the present invention in which a ridge is formed in a bellows shape.
FIG. 6 is a cross-sectional plan view of a twin type vibration isolator according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a conventional example.
FIG. 8 is a transfer characteristic curve diagram of “when closed” and “when opened” in the vibration isolator of the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating a comparison between the damping ability of the vibration isolator of the present invention and the case where an opening vent area limiting member is attached to the vent of the anti-vibration device.
FIG. 10 is a comparison diagram of the case where the damping material is applied to the anti-vibration device of the present invention and the case where it is not applied.
[Explanation of symbols]
(A) ... vibration isolator
(1) ... Soft cylinder
(2)… Spring
(5) ... Top bottom
(6) Bottom bottom
(7) ... ridge
(8) ... concave groove
(8a) ... convex ridge
(9) ... vent
(20) ... Base
(21)… Load

Claims

A lower bottom installed on the base, an upper bottom attached to the load, a load-carrying spring disposed between the lower bottom and the upper bottom, and the spring disposed between the lower bottom and the upper bottom; Is disposed so as to surround, and a ridge bulging outwardly in a curved shape is a vibration isolator constituted by a soft cylindrical body formed on the entire side surface,
A vibration isolator, wherein a single groove or a plurality of ridges are formed on the entire circumference of the ridge.

The vibration isolator according to claim 1, wherein a vent for releasing pressure of the internal air is formed in the soft cylindrical body.

The anti-vibration device according to claim 2, wherein the opening vent area limiting member is provided in the vent.

The anti-vibration device according to any one of claims 1 to 3, wherein the thickness of the concave groove or the convex ridge portion around the side curve is formed smaller than the thickness of the other portion. Shaker.

The vibration isolator according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration isolator is made of a material that does not generate outgas from at least a soft cylindrical body.

The vibration isolator according to any one of claims 1 to 5, wherein an attenuating material is disposed inside the soft cylinder so as to contact the upper and lower bottoms when compressed.

7. A vibration isolator according to claim 6, wherein a plurality of fins are formed along the longitudinal direction on the outer peripheral surface of the damping material.