JPH07238989A - 緩衝手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はより小さな振動数に適応される緩衝手
段を得るために考えだされたもので，目的の方向に選択
的に作用するように振動方向に小さく，荷重の支持方向
に大きなばね定数となり，緩衝方向には移動抵抗の小さ
な緩衝手段を提供することを目的とする。 【構成】駆動体３と受動体２の間にほぼ円形の断面をも
つ弾性体６をおき，駆動体３と受動体２の弾性体６の接
する所に凹部７をそれぞれ設け，弾性体６と凹部７の接
触面と緩衝方向とのなす角αが復元力の大きさを決め
る。駆動体３と受動体２の相対変位により斜面４の弾性
体６の接触部が接近し，弾性体６が圧縮され，復元方が
生ずる。弾性体６は駆動体３と受動体２の凹部７をころ
がる。受動体２を挟んで反対側に緩衝方向を規制する支
持部を設ける。支持部は本発明の緩衝手段の凹部７と弾
性体６でも構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多くの利用分野があり，
緩衝，免振，ばね，伝達，調整等で利用できる。具体的
な利用分野は機器を振動から守る免振装置，チェンやベ
ルトの緩み防止するテンショナー，軸の偏心，偏角を許
容する軸継手，ロボットの位置誤差修正部分，プーリ，
スプロケット等伝達手段の緩衝装置・組立装置，加工装
置に使用されるコンベヤやテーブル等の輸送手段上の治
具やトレーの位置調整をするための緩衝支持体等の緩衝
手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】緩衝，免振を目的とした従来の技術は
図４に示すように弾性体１のばねや吸振器の作用方向が
緩衝方向に同一で，振動方向に垂直な方向の支持は別に
設ける必要があった。そのためボールや低摩擦剤で支持
していた。緩衝手段は，搭載架の重心が高い場合には復
元力の大きさによってはモーメントによる転倒を防ぐた
めに支持手段を設ける必要があるが，従来の緩衝手段は
搭載架の重心を低くするか，緩衝手段を広く配置し，転
倒を防上していた。従来のゴムなど粘弾性体を使った緩
衝伝達手段は共振周波数が高く，１Ｈｚ〜数Ｈｚの低い
周波数での使用には困難があり，周波数を小さくするた
め，空気圧を内部に導入することで，ばね定数を小さく
していた。従来の軸継手でオールダムタイプカップリン
グがあるが，中間のスペーサと両端のハブが互いに９０
°ずれた滑り方向をもたせることで大きな偏心，偏角を
実現した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のゴム等の粘弾性
体を用いた緩衝手段である防振ゴムは，共振周波数が高
く，低い共振周波数にするには，柔らかいゴムを用いて
いた。コイルばねを用いた緩衝手段は小さなばね定数を
得るために細い素線径か，コイル径を大きくするか，巻
き数を増やしたコイルにする必要があり，緩衝作用方向
に垂直の向きには支持力が不足し，他に支持機構を設け
る必要があった。柔らかい支持の緩衝手段は，低い周波
数での緩衝の効果が得られず，振動方向以外の振動成分
が生じていた。

【０００４】低い共振周波数の緩衝手段は緩衝方向に垂
直な方向には大きな荷重の支持力を持ち，緩衝方向には
小さなばね定数を持たせた構造にしなければならない。
また，防振ゴムのばね定数と負荷を支持する力は，圧縮
形，せん断形共作用面積にほぼ比例し，振幅の大きな振
動や移動能力を必要とする緩衝手段はサイズを大きくし
て実現していた。従来の緩衝手段はばね定数を小さくす
れば細長く，断面積が小さくなり，緩衝方向に垂直な方
向には座屈し易く，支持力が不足し，実用にならなくな
る。また，従来の緩衝手段の支持機構は，鋼球や低摩擦
係数材を用いているが，駆動体や受動体との相対位置に
滑りが生じ，位置ずれし，脱落する場合がある。

【０００５】オールダムタイプカップリングの場合は，
滑り摩擦による軸に垂直な方向の振動が生ずる。また，
滑るたにめには接触面間に隙間が必要で回転角にバック
ラッシュが生じ，滑りによって磨耗が生ずるため大きな
偏心量や偏角が得られなかった。従って，目的の方向に
選択的に作用するように振動方向には小さく，荷重の支
持方向には大きなばね定数となるようにし，緩衝方向に
は移動抵抗の小さな緩衝手段を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明は図１，図２，図３に示すような模式図に表
現される構成により課題を解決したものであって，次の
ようなものである。受動体２をはさみ，少なくとも一方
の駆動体３側に斜面４を設け，斜面４に接して転送する
ボール５を置き，受動体２とボール５の間にばね１１，
吸振器１２を取り付けた構成で，もう一方には受動体２
の運動方向に平行な面に，ボール５のみ設けたものが図
１で，図２は反対側にもほぼ対称な駆動体３の斜面４，
ボール５，ばね１１，吸振器１２を設けたものである。

【０００７】上記模式図を具体化したのが図５，図６，
図７である。図１，２，３においてボール５とばね１１
と吸振器１２は断面の外形がほぼ円形の弾性体６に代表
させることができ，弾性体６は斜面４を含む凹部７を転
送面とする。斜面４は振動が両振れのために復元力が０
の位置で緩衝方向に垂直な軸にほぼ対称な斜面４をもつ
凹部７を構成する。弾性体６が向きあった凹部７の最底
部を結ぶ線と緩衝方向のなす面で，略円形の断面を持
ち，弾性体６を挟んで駆動体３，受動体２に凹部７を持
ち，緩衝方向に垂直で弾性体６を圧縮する支持力を持た
せた支持部よりなる緩衝手段である。凹部７は弾性体６
の中心を通る緩衝方向線に対称に設置する。支持部は駆
動体３と受動体２の間に，摩擦軽減手段としてコロ，ボ
ール，低摩擦の材料，又は緩衝手段の斜面４の間に弾性
体６を緩衝方向に平行移動可能に設置して構成する。支
持部は，コロ，ボールの場合には転がり自由な空間を持
ったホルダー８，低摩擦材料の場合は，穴に入れたり同
一材料でつくられたホルダー８を同じ側にある弾性体６
又は受動体２の反対側にある弾性体６に回転自由な空間
９を設ける。本発明の斜面４を含む空間９に弾性体６を
支持部に使用することもできる。

【０００８】斜面４の緩衝方向とのなす角度αは０°か
ら固有振動数の設定，つまり，ばね定数の緩衝方向の分
力に応じた角度をなし，平面を含む曲面で構成する。駆
動体３と受動体２に設けられた凹部７は緩衝方向以外の
方向成分を生じさせないために，弾性体６のばね定数よ
り十分硬い材料で構成する。

【０００９】

【作用】図１，図２，図３のばね１１と吸振器１２，ボ
ール５は，略円形の弾性体６の持つ機能を模式化したも
のであって，駆動体３が受動体２に対し移動した場合図
２のようになり，角度αが０°に近いほど合成ばね定数
と合成減衰係数を小さくできる。弾性体６のばね定数が
大きくても，斜面４の角度αが小さいと，緩衝方向の分
力は小さくなる。摩擦軽減手段は振動の振れにより少し
づつスリップし，ずれる場合がある。スリップ防止のた
め弾性体と連動するようにホルダーによって規制さてい
る。弾性体６と１対の凹部７を支持部に用いた場合，弾
性体が凹部７から出にくいため，ホルダーは必ずしも必
要ではない。駆動体と受動体がずれると間に挟まれた弾
性体はころがり，圧縮される。緩衝手段は復元力が作用
しないと，位置を回復することができないので，弾性体
６が圧縮されることで復元力が生ずる。与圧を与えられ
た弾性体は圧縮されて，ほぼ楕円形の断面になる。緩衝
方向の断面が四角い弾性体より遥かに楕円形断面が転が
り抵抗が小さい。弾性体６がほぼ球状の場合でも１次元
の緩衝手段を実現できる。それは規制するべき方向の斜
面４の角度を大きくし，それと垂直の方向にはゆるい角
度の斜面４を設ければよい。駆動体と受動体のずれｈに
応じて弾性体６が略ｈ／２ころがり，移動する。つま
り，受動体のほぼ半分の移動距離になる。ホルダーと摩
擦軽減手段のボールの移動は弾性体の移動距離とほぼ同
じになる。図３，図７は弾性体６，凹部７が，図２での
緩衝方向に垂直な面内に置かれ，１組の緩街手段に代表
できる場合である。図７の緩衝手段は回転揺動，振子運
動振子運動にたいする場合には復元モーメント１３が働
く。また，緩衝方向と斜面のなす角度が平行に近く，長
い斜面ほど長い振幅に対応する緩衝手段ができる。弾性
体６の緩衝方向の断面が円に近いほど，長い斜面を転送
する。弾性体６の緩衝方向の断面が楕円で長径と短径の
差が大きいほど復元力が大きくなるが，復元力の生ずる
変位は少なくなる。弾性体６がゴムのような粘弾性体の
場合，ころがりに粘性抵抗を含む。

【００１０】

【実施例】 実施例１ 図５，６，７に基づいて実施例１を説明する。実施例１
の緩衝手段は弾性体６を挟んで凹部７を設けた受動体２
と駆動体３がある。受動体２を上下で挟むように駆動体
３があり，受動体２を挟んで両側に弾性体６と凹部７を
それぞれ設けている。図６は荷重１４または駆動体３の
移動により弾性体６と凹部７の斜面に生じた復元力１５
及び支持力１６の働きを示す。図５は変位がなく復元力
が作用していない状態で支持力１６だけが作用してい
る。この場合，弾性体６が凹部７の最底部１７に接触し
ている。図７は弾性体６付近を支点にして受動体２が振
子運動をするときの復元モーメント力１３が作用する状
態を示す。受動体２を挟んで両側にある弾性体６はほぼ
同じ形状，性質をもっている。

【００１１】実施例２ 図８に基づいて実施例２を説明する。実施例２の緩衝手
段は弾性体６を挟んで凹部７を設けた受動体２と駆動体
３がある。受動体２を上下で挟むように駆動体３があ
り，受動体２を挟んで両側に弾性体６と凹部７をそれぞ
れ設けている。駆動体３はごみ等が侵入しないように一
箇所だけ開口部１８をもち，受動体２に取り付けられた
軸１９が駆動体３の外にでて，荷重をねじ穴２０でと
め，支えてている。開口部１８にごみが侵入しないよう
にカバー２１がかけられている。支持部はボール２２と
弾性体６とホルダー８よりなり，弾性体６とボール２２
はホルダー８の空間に回転自由な隙間を与えられ，ホル
ダー８から弾性体６とボール２２が離れないようになっ
ている。実施例２は平面方向の緩衝手段で，回転，直線
の運動に適応する。

【００１２】実施例３ 図９に基づいて実施例３を説明する。実施例３は実施例
１の緩衝手段を複数個用いて緩衝台を構成し，凹部７を
もつこま２３，２４は別製作され，受動体２，駆動体３
のあなに圧入する。凹部７には弾性体６を入れる。上下
の駆動体３は分割され，軸２５で締結されている。受動
体２に圧入されたこま２３は上下面ともに凹部７をも
ち，駆動体３に圧入さたこま２４は片面だけ凹部７をも
つ。台２６は受動体２にねじ止めされ，その上に緩衝さ
れる物を載せる。実施例３の場合は２次元方向での緩衝
手段である。

【００１３】実施例４ 図１０に基づいて実施例４を説明する。実施例４の緩衝
手段は実施例１を多数個円周上に設けたもので，回転伝
達手段の緩衝手段となる。軸２７に圧入された駆動体３
の溝部に受動体２があり，駆動体３と受動体２の間に弾
性体６を複数個円周上に配置し，駆動体３，受動体２と
弾性体６の各接触部に凹部７を設けたもので，受動体２
のねじ穴２８に歯車，スプロケット・プーーリ等を取り
付け，径方向変位，回転力の緩衝に使用する。

【００１４】実施例５ 図１１に基づいて実施例５を説明する。実施例５の緩衝
手段は弾性体６と駆動体３中継体２９受動体２より構成
されている。中継体２９と駆動体３の間に弾性体６が置
かれ，各接触部に凹部７を設け，各緩衝面方向が平行と
なるように設ける。さらに，その上に載せられた受動体
２と中継体２９の間に弾性体６と凹部７をもち，上記駆
動体３と中継体２９の緩衝面方向に垂直な面に平行とな
る緩衝面方向をもつ凹部７を設ける。図１１の実施例の
場合，上記二つの直交の緩衝面はベース面３０に互いに
垂直である。凹部７の形状は，ベース面３０に平行な方
向に主に緩衝させるため，面３０に平行な方向に長く，
角αを小さくし，面３０に垂直な方向には短く，角αを
大きくした。ねじ穴３１は取り付け用である。駆動体
３，受動体２の凹部７は組み立て易くするため，分割
し，組み立てられている。図１２は図１１の平面断面図
である。

【００１５】実施例６ 図１３に基づいて実施例６を説明する。実施例６は実施
例５の緩衝手段を回転軸伝達手段として応用したもの
で，入力軸３２に取り付けられた駆動体３と出力軸３３
に取り付けられた受動体２との間に中継体２９をもち，
中継体２９と駆動体３が，互いに軸３２心にほぼ平行な
緩衝方向３４をもつ弾性体６と凹部７をもち，中継体２
９と受動体２が互いに軸３３心にほぼ平行な緩衝方向３
５をもつ弾性体６と凹部７をもっている。緩衝方向３４
と方向３５は互い直交するように構成する。主な緩衝方
向３４，３５は２次元面方向とする。

【００１６】実施例７ 図１４に基づいて実施例７を説明する。実施例７は実施
例４の直径方向に規制して，回転方向にのみ緩衝手段を
与える場合に使用する。駆動体３と受動体２間に弾性体
６を置き，受動体２を挟んで反対側に軸受用の円形溝３
６を設け，ボール３７を転送させ，ふた３８で押さえ
る。ふた３８にも溝３６を設け，軸３９の回転が滑らか
な円形になるように規制している。ふた３８はストップ
リングで押さえている。弾性体６に接している凹部７
は，円周方向に長い溝をもつ。フランジの穴４０は駆動
体３を締結するために使用する。

【００１７】実施例８ 図１５に基づいて実施例８を説明する。実施例８は駆動
体３は筒形で固定のためのフランジと止め穴４１をも
ち，内側に一周する凹部７をもっている。受動体２は駆
動体３と対応する外径位置に凹部７をもち，互いの凹部
７には断面が略円形柱状の弾性体６が置かれ，弾性体６
はＯリング状，または，幾つかに分割された円柱であ
る。ねじ穴４２は緩衝対象を載せるために使用する。駆
動体３，受動体２の凹部７は略Ｖ形の断面形をした連続
した溝であっても，断続した溝であってもよく，弾性体
６の形状による。駆動体３の凹部７，受動体２の凹部７
の軸４３方向に垂直な断面形状は３角，４角，６角，楕
円等でも同じ効果がえられる。実施例８は，実施例１図
７の応用例で，軸４３方向の他に矢印４４の振子運動に
も緩衝作用を持つ。

【００１８】

【発明の効果】本発明に係わる緩衝手段は弾性体６と凹
部７の斜面により生じた小さな復元力と大きな支持力が
えられ，共振周波数が低く，小型化できる。支持部が脱
落し難い構造となる。小さな径の弾性体６であっても，
凹部７の斜面の角度を小さくし，凹部を緩衝方向に長く
すれば，大きな変位に適応できる緩衝手段をえることが
できる。また，軸継手にあっては復元力が小さく，摩擦
力も少なくなったために，偏心偏角により生ずる軸振
動，または軸どうしの振動伝達を遮断することができ，
バックラッシュがなくても偏心，偏角にも抵抗が小さ
い。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の支持部が水平面を移動する場合の模式
図

【図２】本発明の図６の状態の模式図

【図３】本発明の支持部も弾性体の場合で，緩衝方向に
垂直になるように緩衝手段を配置した図７の場合の振子
運動の模式図

【図４】従来の緩衝手段の模式図

【図５】実施例１の復元力が作用しない時の断面図

【図６】実施例１の変位を受けた時の断面図

【図７】実施例１の図３の模式図の場合の断面図

【図８】実施例２の斜視図である。

【図９】実施例３の正面図，平面図である。

【図１０】実施例４の斜視図である。

【図１１】実施例５の斜視図である。

【図１２】実施例５の断面平面図である。

【図１３】実施例６の斜視図である。

【図１４】実施例７の斜視図である。

【図１５】実施例８の斜視図である。

【符号の説明】

２；受動体 ３；駆動体 ６；弾性体 ７；凹部 ８；ホルダ １４；荷重

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 15/124 Ｆ１６Ｈ 7/12 Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性体が向きあった凹部の最底部を結ぶ線
   と緩衝方向のなす面で略円形の断面を持ち，弾性体を挟
   んで駆動体，受動体に凹部を持ち，緩衝方向に垂直で弾
   性体６を圧縮する支持力を持たせた支持部よりなる緩衝
   手段。
2. 【請求項２】請求項１の支持部のホルダーが弾性体によ
   り規制された緩衝手段。
3. 【請求項３】請求項１の緩衝方向を平面とする二つの平
   面を互いに直交させた緩衝手段。
4. 【請求項４】請求項１の緩衝方向を円形になるように設
   けた緩衝手段。
5. 【請求項５】請求項１の緩衝方向に垂直な面内に置かれ
   た弾性体及び斜面を持つ緩衝手段。