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発明の名称 ゴム弾性制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−65617(P2001−65617A)
公開日 平成13年3月16日(2001.3.16)
出願番号 特願平11−243541
出願日 平成11年8月30日(1999.8.30)
代理人 【識別番号】100071205
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
【テーマコード(参考)】
3H077
3H081
3J045
3J048
3J059
【Fターム(参考)】
3H077 AA01 AA11 CC02 CC09 EE05 FF06 
3H081 AA15 CC29 FF42 HH10
3J045 AA06 AA09 BA02 BA10 CA20 EA10
3J048 AA01 BA01 BB08 CB01 EA07
3J059 AA09 AB01 BA22 BC06 DA35 GA50
発明者 美根 孝樹
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 機器に装着されたゴム状弾性部品の温度を温調部において調節することにより前記弾性部品のゴム弾性を任意に変化させることを特徴とするゴム弾性制御方法。
【請求項2】 請求項1のゴム弾性制御方法において、ゴム状弾性部品が、防振装置(1)に用いられる防振ゴム(4)であることを特徴とするゴム弾性制御方法。
【請求項3】 請求項1のゴム弾性制御方法において、ゴム状弾性部品が、ダイアフラムポンプ(11)に用いられるダイアフラム(15)であることを特徴とするゴム弾性制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種の機器に装着されたゴム状弾性材製の弾性部品のゴム弾性を任意に変化させるゴム弾性制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、防振装置に用いられる防振ゴムにおいては、その防振特性の指標とされる振動の伝達率が下記の(1)式をもって表わされ、この(1)式から判るように、防振ゴムの防振特性はゴム材料の弾性、特に粘弾性(tanδ)に依存している。
【0003】
【数1】

【0004】したがって、所望の防振特性を得るためには、防振の対象とする振動系の振動数に応じた粘弾性を有するゴム材料を選ぶ必要がある。
【0005】しかしながら、防振の対象とする振動系の振動数が一様でない場合、全ての振動を吸収するには、一つのゴム材料でカバーすることは不十分である。
【0006】また、上記(1)式より、振動の伝達率を小さくするにはゴム材料の粘弾性を大きくすれば良いことが判るが、従来は、多様な振動を吸収するために粘弾性を大きくするものとして、■液体封入式マウント(防振ゴムの他にダイアフラムを備え、この防振ゴムとダイアフラムとの間の空間に液体を封入し、更にこの液体が振動入力時に通過するオリフィスを設けたもの)や、■電子制御式マウント(上記液体封入式マウントにおけるオリフィス特性を電子制御により切り替えるようにしたもの)等がある。
【0007】しかしながら、これらの防振マウントは、ゴムそのものの特性を変えるのではなく、ゴムにダイアフラムやオリフィス等の他の部品を組み合わせてマウントの系としての粘弾性を変えるものであり、よってその構成部品が多いことからその構造が複雑であり、また、液漏れが生じた場合に防振作用を殆ど果たさなくなると云う不都合がある。
【0008】また、ゴム状弾性材製のダイアフラムを装着したダイアフラムポンプのポンプ性能(流量特性)は、使用する周波数やダイアフラムのゴム物性の違い等により変化する。例えば、(1)図9に示すように、周期50Hzでは流量が十分であったのが、60Hzでは流量が少なくなって不良となる、(2)図10に示すように、ダイアフラムの材料のばらつき(例えば、硬さのばらつき)により流量が安定しない、(3)夏場と冬場とで流量が変化する、等の不都合を生じることがあり、このような不都合が生じるのは、ダイアフラムのゴム弾性がポンプ性能に大きく影響するからと考えられる。
【0009】本発明は以上の点に鑑み、例えば上記した防振装置においては、防振ゴムの粘弾性が温度により変化することに着目して、多様な振動数の振動を吸収することができるように、またダイアフラムポンプにおいては、ダイアフラムのゴム弾性が温度により変化することに着目して、流量特性を安定させることができるように、防振ゴムやダイアフラム等のゴム状弾性材製の作動部品のゴム弾性を任意に変化させることが可能な制御方法を提供することを目的とする。
【0010】上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるゴム弾性制御方法は、機器に装着されたゴム状弾性部品の温度を温調部において調節することにより前記弾性部品のゴム弾性を変化させることを特徴とし、上記機器には上記したように防振装置(請求項2)やダイアフラムポンプ(請求項3)等が含まれ、ゴム状弾性部品には、防振装置に用いられる防振ゴム(請求項2)や、ダイアフラムポンプに用いられるダイアフラム(請求項3)等が含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の制御方法が防振装置における防振ゴムに適用される場合、本発明の内容は、防振ゴムの粘弾性が温度によって変化することに着目して、振動系の振動数に応じた粘弾性を有するように防振ゴムの粘弾性を積極的に変化させるものとなる。防振ゴムの粘弾性を変化させるべくその温度を変化させるには、温調部によって防振ゴムの温度を直接的に制御する方法と、温調部によって防振ゴムを支持する支持部の温度を制御し、この支持部を介して防振ゴムの温度を間接的に制御する方法とがある。
【0012】ゴム状弾性体の粘弾性は振動数によって変化し、更に温度によっても変化するが、防振ゴムの材料として通常用いられているものでは、温度が変化しても粘弾性はそれほど大きく変化しない。したがって粘弾性が温度によって変化し易い材料を用いる必要があり、具体的には、ゴムと樹脂とが混ざり合ったエラストマーやアロイ型のTPE(熱可塑性エラストマー)等を用いると良く、またSBS(ポリスチレン−ポリブタジエタ−ポリスチレン)を用いると良い。このSBSはほぼ60℃の軟化点を持ち、弾性率の温度依存性が大きい材料であるために、本発明に利用するのに特に適している。
【0013】上記したように、防振ゴムの粘弾性は振動数によって変化し、更に温度によっても変化する。具体的には、図1に示す振動数Bでは室温(R.T.)での粘弾性(tanδ)のピークがちょうどB付近にあるために、室温でも防振効果を十分に得ることが可能であるが、振動数がBよりも小さいAやBよりも大きいCになると、室温での粘弾性では小さく、十分な防振効果を得ることができなくなることがある。そこで本発明では、目的に合った振動数でゴム材料の粘弾性が大きくなるように材料の温度を変えるようにしたものである。
【0014】本発明の弾性制御方法が防振装置における防振ゴムに適用される場合には、例えば図2に示す防振装置1が構成されることになり、この防振装置1は、支持台2に搭載した振動源3、例えばソレノイド(ソレノイドバルブ)に発生する振動を吸収するものである。ソレノイドは例えば、水またはオイル等の流体の流れをON/OFFし、このON/OFFの切換時に振動が発生するものである。
【0015】この防振装置1は、以下のように構成されている。
【0016】すなわち先ず、振動源支持部である平板状の支持台2の周縁部に防振ゴム4が取り付けられており、この防振ゴム4がゴム支持部である固定部材5によって支持されており、この固定部材5の温度を調節し、更にこの固定部材5を介して防振ゴム4の温度を調節すべく温調部6が設けられており、この温調部6がポンプ7の作動によって循環流路8に温調媒体9である水またはオイル等を流すようになっており、循環流路8の一部が固定部材5の内部に組み合わされている。したがって防振ゴム4の温度を上げたいときには流路8に温水等を流し、反対に防振ゴム4の温度を下げたいときには流路8に冷水等を流すことになる。尚、温度の伝達を効率化するには、防振ゴム4と固定部材5との接触部に凹凸10を付ける等して両部品4,5の接触面積を増大させるのが有効である。
【0017】上記構成の防振装置1においては、温調部6の作動により固定部材5を介して防振ゴム4の温度を調節することが可能であるために、これにより防振ゴム4の温度を変化させてその粘弾性を変化させることが可能である。したがって防振対象とする振動系に合わせて振動の伝達率を小さくするには、温調部6における調節によって防振ゴム4の温度を上げてその粘弾性を大きくすれば良く、反対に振動の伝達率を大きくするには、温調部6における調節によって防振ゴム4の温度を下げてその粘弾性を小さくすれば良く、以上のような制御ないし操作を行なうことにより一つの防振ゴム4ないし防振装置1に多様な防振特性を持たせることができる。
【0018】尚、上記したように、防振ゴム4の材料については、図3(A)(B)に示すように、通常用いられているもの(従来の防振ゴムとして示す)では温度が変化しても粘弾性(tanδ)はそれほど大きく変化しない。したがって温度の変化によって粘弾性が大きく変化する材料として上記したSBSを用いるのが好適であり、このSBSによれば、温度が60℃となったときの粘弾性を室温(R.T.)時に比べてかなり大きくし、伝達率をかなり小さくすることができる。
【0019】本発明の制御方法がダイアフラムポンプにおけるダイアフラムに適用される場合、本発明の内容は、ダイアフラムのゴム弾性が温度によって変化することに着目して、所望の流量特性が得られるようにダイアフラムのゴム弾性を積極的に変化させるものとなる。ダイアフラムのゴム弾性を変化させるべくその温度を変化させるには、温調部によってダイアフラムの温度を直接的に制御する方法と、温調部によってダイアフラムを配置したポンプ室の温度を制御し、このポンプ室を介してダイアフラムの温度を間接的に制御する方法とがある。
【0020】また、本発明の弾性制御方法がダイアフラムポンプにおけるダイアフラムに適用される場合には、例えば図4(A)に示すダイアフラムポンプ11が構成されることになり、流体流路13を設けたポンプハウジング12の内部であって、ダイアフラム15を配置したポンプ室14に周囲に、同図(B)に示すような平面形状を備えた温調媒体18の循環流路17が形成されて、この流路17および温調ユニット19を備えた温調部16が設けられている。
【0021】したがって例えば、図5(A)に示すように、ダイアフラム15のゴム材料が柔らか過ぎて早い周期に追従することができない場合には、ゴム材料を硬く(弾性アップ)させるため、同図(B)に示すように、温調ユニット19により冷水を流してポンプ室14の温度を下げ、ダイアフラム15の温度を下げる(60Hz時にポンプ室14の温度を下げてダイアフラム15の温度を下げる)。
【0022】また、図6(A)に示すように、夏場には流量が十分であるが冬場にはダイアフラム15のゴム材料が硬くなって流量が不足する場合には、ゴム材料を柔らかく(弾性ダウン)するため、同図(B)に示すように、温調ユニット19により温水を流してポンプ室14の温度を上げ、ダイアフラム15の温度を上げる(冬場にポンプ室14の温度を上げてダイアフラム15の温度を上げる)。
【0023】したがって以上のような制御ないし操作を行なうことにより、ダイアフラムポンプ11の流量を常に安定化させることができる。
【0024】また、図7に示す形状のダイアフラム15を用い、50Hzと60Hzとでポンプ室14の温度を変化させたときの流量特性を測定したところ、図8の表図に示す結果を得た。図7のダイアフラム15は以下のようなものである。
【0025】外径寸法:21mm内径寸法:1.8mm外周取付部15aの厚さ:1.5mm膜状可撓部15bの厚さ:0.5mm材質:NBRゴム硬さ:Hs50【0026】図8の表図は、各々の雰囲気温度における50Hz時の流量および60Hz時の流量と、60Hz時においてポンプ室14の温度を雰囲気温度よりもそれぞれ10度低くしたときの流量Qとを示しており、この結果から判るように、ポンプ室14の温度を低くしてダイアフラム15の温度を低くすることにより、50Hz時とほぼ同じ流量特性が得られることを確認することができた。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0028】すなわち、上記構成を備えた本発明の制御方法によれば、例えば本発明が防振装置における防振ゴムに適用される場合には、防振ゴムの粘弾性が温度により変化することによって多様な振動数の振動を吸収することができ、またダイアフラムポンプにおけるダイアフラムに適用される場合には、ダイアフラムのゴム弾性が温度により変化することによって流量特性を安定させることができる。したがって、これらの防振ゴムやダイアフラム等のゴム状弾性部品を広範囲の条件下で正常に作動させることができ、利用可能範囲を拡大することができる。




 

 


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