JP2016125528A - ストッパー - Google Patents

Abstract

【課題】急に大きな荷重がかかっても衝撃を緩和することが可能であるとともに静音性に優れたストッパーを提供することを目的とする。
【解決手段】底面に開口３を有する、有蓋筒状に形成されたゴム状弾性体製の外装体１と、外装体１の内部に配置されたゴム状弾性体製の内装体２とを備え、前記内装体２と前記外装体１との間に空間７が形成されたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井クレーンのトロリの落下防止用ストッパーや、扉のストッパーなど、産業用途として幅広く使用可能なゴム状弾性体からなるストッパーに関するものである。

従来、防振ゴムユニットとして、特許文献１に記載されているように、硬度が低いゴム材（以下、低硬度ゴム材という）の背を高く、硬度が高いゴム材（以下、高硬度ゴム材という）の背を低く設定した構成のものが知られている。具体的には、防振ゴムユニットを台枠上に設置し、低硬度ゴム材の頂部に上床を載置して、上床に荷重がかかったときに、高硬度ゴム材が圧縮され、高硬度ゴム材と同じ高さになったときに、低硬度ゴム材と高硬度ゴム材とで荷重を支える構造とされている。

特開２００９−２２８６９７号公報

しかしながら、上記防振ゴムユニットでは、上床に大きな衝撃力が加わった場合には、低硬度ゴム材が高硬度ゴム材の高さにまで圧縮変形したところで、上床が高硬度ゴム材に直接当るため、その際に、衝突音が発生するとともに、衝撃力を緩和しきれないといった問題があった。

そこで、本発明においては、上記問題に鑑み、大きな荷重がかかっても衝撃を緩和することが可能であるとともに静音性に優れたストッパーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様としてのストッパーは、底面に開口を有する、有蓋筒状に形成されたゴム状弾性体からなる外装体と、外装体の内部に配置されたゴム状弾性体からなる内装体とを備え、前記内装体と外装体との間に空間が形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、外装体と内装体との間に空間（以下、単に空間と略する）が形成されているため、外装体の頂部に荷重がかかった場合、外装体は空間を圧縮する方向に弾性変形によって撓み（変位し）、内装体に接触した後は、外装体及び内装体は共に圧縮変形する。

すなわち、ストッパーのばね定数は、ストッパーの変位の途中で急激に変化することなく、ストッパーが変位するにしたがって、徐々に増加するため、大きな衝撃力がストッパーにかかった場合でも、大きな衝突音を発生することなく、効果的に衝撃力を緩和することが可能となる。

外装体は、内装体の周囲に多重に配置された複数の有蓋筒状のゴム状弾性体からなり、各ゴム状弾性体間に空間が形成された構成とすることもできる。これにより、ストッパーのばね定数の急激な変化をより抑制することが可能となる。

また、外装体を構成するゴム状弾性体及び内装体を構成するゴム状弾性体を、それぞれ異なる硬度の材料で形成することもできる。これにより、ストッパーのばね特性をより幅広く調整することが可能となる。

内装体は、有蓋筒状としてもよいし、柱状とすることもできる。柱状とする場合、有蓋筒状のように、内部に空間を形成することで、内装体のクッション性を高めることができるため、より衝撃吸収性に優れたストッパーを得ることができる。

本発明では、有蓋筒状に形成されたゴム状弾性体製の外装体と、外装体の内部に配置されたゴム状弾性体製の内装体とを備えたストッパーの、内装体と外装体との間に空間を形成したため、効果的に衝撃力を緩和することが可能で、静音性に優れたストッパーを得ることが可能となる。

第１実施形態のストッパーを示す縦断面図 第２実施形態のストッパーを示す部分縦断面図 第３実施形態のストッパーを示す縦断面図 ストッパーの荷重−変位曲線を示すグラフ 比較材のストッパーを示す縦断面図

［第１実施形態］
以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図１は、第１実施形態のストッパーを示す縦断面図である。図示のように、本実施形態のストッパーは、有蓋円筒状、すなわち、椀を伏せた形状に形成されたゴム状弾性体からなる外装体１と、外装体１の内部に配置されたゴム状弾性体からなる内装体２とを備える。内装体２は、円柱状に形成される。なお、外装体１の形状は、有蓋筒状であれば特に制限されず、具体的には、有蓋円筒状のほかに、有蓋多角筒状、ドーム状、中空半球状など、底面開口に通じる内部空間を有し、底面以外の面が密閉された立体形状を広く含むものである。

図１に示すように、外装体１は、底面に開口３が形成される。外装体１の開口３の周りの底面には環状の基板４が取り付けられている。内装体２は、円柱状に形成されており、その底面に円盤状の基板５が取り付けられている。なお、基板４は外装体１を成形する際に、基板５は内装体２を成形する際に、それぞれ一体的に加硫接着される。

内装体２は、外径が外装体１の内面よりも小さめに形成される。基板４には、基板５を嵌め込み可能な段差部６が形成されている。ストッパーを組み立てる際には、外装体１の開口３に内装体２を挿入し、基板５を基板４の段差部６に嵌め込む。これにより、外装体１と内装体２は、中心軸ＣＡが一致するように固定され、内装体２と外装体１との間に空間７が形成される。基板４はねじ等の係止手段によって被着面に固定される。

上記構成のストッパーの頂部に、図１の矢印方向に荷重Ｆをかけると、外装体１は空間７を圧縮する方向に弾性変形して撓み、内装体２の頂部に接触する。外装体１が内装体２に接触した後は、外装体１および内装体２はともに圧縮変形する。すなわち、ストッパーとしては、外装体１が内装体２に接触するまでの間のばね定数は比較的小さく、外装体１が内装体２に接触した後は、変位とともにばね定数は徐々に大きくなるような非線形のばね特性を持たせることが可能となり、外部からの衝撃力を効果的に緩和することができる。

空間７は、内装体２の表面全体に形成することができる。そのほか、内装体２と外装体１の間の一部に空間を形成することも可能である。この場合、外装体１が荷重によって撓みやすい（変位しやすい）ように、空間７は、内装体２の頂部の上方、すなわち、中心軸方向ＣＡで外装体１と内装体２との間に形成するのが好ましい。

内装体２の表面及び／又は外装体１の内面に凸部を設けることも可能である。これにより、外装体１の頂部に荷重が加わって外装体１が弾性変形によって撓む際のばね定数を制御することができる。

［第２実施形態］
図２は、第２実施形態のストッパーを示す部分縦断面図である。本実施形態では、外装体１は、内装体２の周りを二重に囲むように配置された、大きさの異なる２つの有蓋筒状のゴム状弾性体１ａ及び１ｂから構成されており、ゴム状弾性体１ａおよび１ｂ間に空間８が形成される点が特徴とされており、その他の構成は第１実施形態と同様とされている。

上記構成によれば、ストッパーの頂部に荷重Ｆがかかると、先ず、ゴム状弾性体１ａが空間８を圧縮する方向に弾性変形してゴム状弾性体１ｂの頂部に接触する。ゴム状弾性体１ａがゴム状弾性体１ｂに接触した後は、ゴム状弾性体１ａとゴム状弾性体１ｂとが空間７を圧縮する方向にともに弾性変形によって撓んで内装体２の頂部に接触する。ゴム状弾性体１ｂが内装体２に接触した後は、ゴム状弾性体１ａ、１ｂおよび内装体２がともに圧縮変形する。

このように、本実施形態のストッパーにおいては、ストッパーに荷重をかけることによって、ストッパーが変位する初期において、第１実施形態のときよりもさらにストッパーとしてのばね定数を小さく抑制しながらも、最終的にゴム状弾性体１ａ、１ｂおよび内装体２がともに圧縮変形するまでの間のばね定数を、徐々に大きくなるように細かく調整することが可能となる。

［第３実施形態］
図３は、第３実施形態のストッパーを示す縦断面図である。本実施形態では、内装体２の内部に空間９を設けた点が特徴とされ、その他の構成は第１実施形態と同様とされている。本実施形態における空間９は、平面視円盤状で、正面視楕円形に形成されている。

上記構成によれば、ストッパー頂部に荷重Ｆがかかると、外装体１が内装体２に接触するまでのばね定数は第１実施形態と同じであるが、外装体１が内装体２に接触した直後は、内装体２は空間９を圧縮する方向に弾性変形によって撓み、その後、外装体１および内装体２ともに圧縮変形する。すなわち、本実施形態のストッパーによれば、外装体１が内装体２に接触した後のストッパーのばね特性を細かく調整することが可能となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、第１〜第３実施形態においては、外装体１及び内装体２は、同じ材料のゴム状弾性体で形成されたものを用いているが、これに限らず、外装体を構成するゴム状弾性体及び内装体を構成するゴム状弾性体を、それぞれ異なる硬度の材料で形成することもできる。

具体的な変形例として、ストッパーの最も外側に配置されるゴム状弾性体の硬度を低くし、内側にいくほど、ゴム状弾性体の硬度が高くなるようにする。これにより、ストッパーの変位初期におけるばね定数がより小さくなるように抑制しつつ、ストッパーが変位するにしたがって、ばね定数が大きくなるように調整することが可能となる。

以下、実施例を挙げて本発明について更に詳細に説明するが、本発明をその要旨を越えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。図４に、上記第１〜３実施形態で作製したストッパーを用いてそれぞれストッパー頂部に荷重をかけたときの、ストッパー頂部の変位量と荷重の関係をグラフで示す（荷重−変位曲線）。

図中、第１実施形態のストッパーとして、外装体及び内装体を同じ材料のゴム状弾性体で構成したストッパーを１-1とし、その変形例として内装体の構成材料を外装体の構成材料よりも硬度の高いものに変更したストッパーを１-2として表す。

さらに、第２実施形態のストッパーとして、外装体及び内装体ともに１-1と同じゴム状弾性体を用いたストッパーを２とし、第３実施形態のストッパーとして、外装体及び内装体ともに１-1と同じゴム状弾性体を用いたストッパーを３として表す。なお、比較材として、外装体及び内装体ともに１-1と同じゴム状弾性体を用い、図５に示すように、外装体１と内装体２との間に空間を設けずに、内装体２が外装体１に接するように設置した構成のストッパーを用いた。

図４において、荷重−変位曲線の傾きは、ばね定数となる。比較材のように、外装体１と内装体２との間に空間を設けない場合は、外装体１及び内装体２は専ら圧縮変形するのみとなるので、ストッパーのばね特性は線形に近くなる。したがって、大きな衝撃力がかかった場合には、ストッパーの変位が少ないために衝撃を吸収しきれなくなる。

一方、１-1〜３に示す本発明に係るストッパーは、変位初期にはばね定数が小さく、ストッパーの変位量とともに徐々にばね定数が大きくなる非線形特性を示す。すなわち、荷重−変位曲線の傾き（ばね定数）の急激な変化を抑制することが可能となり、これにより、大きな衝撃力がストッパーにかかった場合でも、ストッパーが変位しながら衝撃力を吸収することが可能となる。

１ 外装体
２ 内装体
３ 開口
４、５ 基板
６ 段差部
７、８、９ 空間
ＣＡ 中心軸

Claims (4)

1. 底面に開口を有する、有蓋筒状に形成されたゴム状弾性体からなる外装体と、外装体の内部に配置されたゴム状弾性体からなる内装体とを備え、前記内装体と前記外装体との間に空間が形成されたことを特徴とするストッパー。
2. 前記外装体は、前記内装体の周りを多重に囲むように配置された複数の有蓋筒状のゴム状弾性体からなり、各ゴム状弾性体間に空間が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のストッパー。
3. 前記外装体を構成するゴム状弾性体及び前記内装体を構成するゴム状弾性体が、それぞれ異なる硬度の材料で形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のストッパー。
4. 前記内装体は、内部に空間を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のストッパー。

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