JP4049619B2 - Vibration control device - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は、屋内・屋外に設置される比較的小型の制振対象物に取付けて、制振対象物に発生した振動を比較的広範囲の振動数(周波数)に渡る抑制できる対象物揺れ(振動)を積極的に抑制する新規な制振装置に関する。
【0002】
【背景技術】
制振装置としては、例えば、鉛直(垂直)方向及び水平方向の制振が可能で、広い振動数帯域の制振性能が確保でき、構造も簡単なポール用制振装置の提供を目的として、本願出願人と同一人により、下記構成の図1に示すような制振装置が提案されている(特願平11-279816・338331号)。
【0003】
「支持体(12)が少なくとも周囲壁(12a)と底蓋(12b)とを備え、支持体(12)の底蓋(12b)上に移動台(14)が略水平な方向に移動自在に配置され、移動台(14)が基板(14a)と鉛直案内体(14b)を具えており、移動台(14)と支持体(12)の周囲壁(12a)とが複数の水平復元バネ(16)を介して連結され、移動台(14)の基板の上側に質量体(15)が鉛直復元バネ(19)を介して前記鉛直案内体(14b)に沿って鉛直方向に移動自在に支持され、支持体(12)の底蓋(12b)の上側に粘性体(20)を入れた容器(17)が設けられ、移動台(14)の基板(14a)の下側にこれと一体に抵抗板(18)が設けられ、該抵抗板(18)が前記容器(17)内の粘性体(20)に粘着するように配され、移動台(14)の基板(14a)と質量体(15)との間に油圧ダンパ(22)が鉛直に配され、油圧ダンパ(22)のシリンダ(22a)が移動台の基板(14a)又は質量体(15)に連結され、油圧ダンパ(22)のピストン(22b)のロッド(22c)が質量体(15)又は移動台(14)の基板(14a)に連結され、質量体(15)、油圧ダンパ(22)、及び鉛直復元バネ(19)にて鉛直制振部が構成され、移動台(14)に支持された質量体(19)及び油圧ダンパ(22)、粘性体(20)を入れた容器(17)及び抵抗板(16)、並びに水平復元バネ(16)にて水平制振部が構成されていることを特徴とする。」
【0004】
【発明の開示】
そして、本発明者らは、上記制振装置の簡便化及び振動エネルギーの減衰評価(モデル化)の容易化の向上を目的として、鋭意開発に努力をした結果下記構成の制振装置に想到した。
【0005】
制振対象物に水平に固着される支持台と、該支持台上に水平すべり移動可能に滑り部で支持される横移動制振錘と、該支持台と横移動制振錘との間に配される粘弾性要素と、横移動体を平面所定位置に復元させる水平復元ばね体とを備え、さらに、該横移動体を介して配される1個以上のダッシュポット、横移動体に垂直案内棒に案内されて垂直移動可能な1個以上の縦移動制振錘とを備え、該縦移動制振錘はダッシュポットのピストンロッドと結合されるとともに、ダッシュポットのシリンダに縦圧縮弾性体を介して支持された構成の制振装置において、
粘弾性要素が固形粘弾性体で形成され、また、水平復元ばね体の作用軸線を前記支持台の滑り面に近接していることを特徴とする。
【0006】
上記の如く、粘弾性要素を固形粘弾性体とすることにより、前述の先行技術の如く容器内に粘性体を入れ抵抗板を入れるような複雑な構成とする必要がなくなる。
【0007】
また、水平復元ばね体の作用軸線を滑り面に近接させることにより、横移動体の滑り部の移動による作用線と水平復元ばね体との作用線が実質的に同一平面内にあることとなり、それらの作用線が近接していない前述先行技術に比して、横移動体の滑らかな安定した移動が可能となる。そして、結果的に振動エネルギー減衰能の計算値が実測値に近くなり、振動エネルギーの減衰評価(モデル化)がより容易となる。
【0008】
上記構成において、前記横移動体の滑り部と支持台の滑り面との間、及び、垂直案内棒と縦移動制振錘との嵌合は、それぞれ動摩擦係数(μ´)が、前者:1/100以下、後者:1/500以下を示す関係にあることが望ましい。
【0009】
上記の如く、横移動体の滑り部と支持台の滑り面との間、及び、垂直案内棒と前記縦移動制振錘との嵌合における各動摩擦係数(μ´)を可及的に小さくすることにより、実質的に摩擦による減衰量を実質的に無視でき、この点からも振動エネルギーの減衰評価における容易化が図れる。
【0010】
なお、上記各構成の制振装置は、水平振動および垂直振動の双方の減衰を目的とする場合であるが、それらの一方のみの減衰でよい場合は、それぞれ下記のような構成とする。
【0011】
制振対象物に水平に固着される支持台と、該支持台上に水平すべり移動可能に滑り部で支持される横移動制振錘を兼ねる横移動体と、該支持台と制振錘体との間に配される粘弾性要素と、横移動体を平面所定位置に復元させるために放射状に3個以上配される水平復元ばね体とを備えた水平振動減衰用の制振装置において、
粘弾性要素が固形粘弾性体であり、また、水平復元ばね体が、支持台の滑り面に沿うように配され、横移動体(横移動制振錘)の滑り部と支持台の滑り面との間は、動摩擦係数(μ´)が、1/100以下を示すものとされることを特徴とする。
【0012】
制振対象物に水平に固着される支持台と、該支持台上に垂直に配される1個以上のダッシュポット、支持台上に垂直案内棒に案内されて垂直移動可能な1個以上の縦移動制振錘とを備え、該縦移動制振錘はダッシュポットのピストンロッドを結合されるとともに、ダッシュポットのシリンダに縦圧縮弾性体を介して支持される垂直振動減衰用の制振装置において、
垂直案内棒と縦移動制振錘との嵌合は、動摩擦係数(μ´)が1/500以下を示す関係にあることを特徴とする。
【0013】
そして、上記各構成の制振装置において、固形粘弾性体としては、アクリルゴム系の粘弾性が望ましい。 水平復元ばね体は、板ばね、空気ばね等でもよいが、通常、引張りコイルばねとする。引張りコイルばねは、ばねの外径を小さくでき省スペース化が容易であるとともに、他のばね体に比して、取付けが容易である。
【0014】
上記構成において、横移動体の滑り部と支持台の滑り面との間に上記動摩擦係数(μ´)を得るには、滑り部を同一円周上で等間隔に配された3個以上の転動球体で形成するとともに、滑り面をSKD11相当の硬度・滑り性を有する特殊金属とすることが望ましい。
【0015】
さらに、同縦圧縮弾性体は、ゴム弾性体や板ばね等であってもよいが、通常、圧縮コイルばねとする。制振錘を下方から支持するため、重力によって圧縮力が作用する。このため、圧縮ばねが理にかなっている。
【0016】
また、垂直案内棒と縦移動制振錘の垂直案内孔との嵌合において上記動摩擦係数(μ´)を得るには、垂直案内孔の上下部に低摩擦ブッシュを配して行う構成とすればよい。
【0017】
また、このとき、該案内棒の上端を水平連結材で連結することにより、各案内棒の垂直度を確保し易く、より、縦移動錘の移動が円滑に行われやすくなる。結果的に、結果的に振動エネルギー減衰能の計算値が実測値に近くなり、振動エネルギーの減衰評価(モデル化)がより容易となる。
【0018】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
先ず、図1〜2に示す水平振動/垂直振動減衰用の制振装置について説明をする。図1は垂直断面図、図2は図1の2−2線断面図である。
【0020】
制振対象物(例えばラック)に水平に固着される支持台31と、該支持台31上に水平(横)すべり移動可能に支持される横移動体33と、支持台31と横移動体(水平移動体)33との間に配される粘弾性体要素35と、横移動体33を平面所定位置に復元させるために放射状に3個以上配される水平復元ばね体35とを備え、さらに、横移動体33を介して配される1個以上のダッシュポット39、垂直案内棒41に案内されて垂直移動可能な1個以上の縦移動制振錘43とを備えている。
【0021】
そして、縦移動制振錘43はダッシュポット39のピストンロッド39aと結合(図例では螺子結合)されるとともに、ダッシュポット39のシリンダ39bに縦圧縮弾性体45を介して支持されている。ここまでは、前述先行技術における制振装置と基本的に同じである。
【0022】
上記構成において、本実施形態では、粘弾性要素35が固形粘弾性体であり、また、水平復元ばね体37の作用軸線が支持台31の滑り面に沿って配され、さらに、横移動体33の滑り部47と支持台31の滑り面31aとの間、及び、垂直案内棒41と縦移動制振錘43との嵌合は、それぞれ動摩擦係数(μ´)が、前者:1/100以下、後者:1/500以下を示すものとされている。
【0023】
より具体的には、下記のとおりである。
【0024】
支持台31は、円板状で制振対象物に取付けるためにボルト孔32が外周部に等間隔で3個以上(図例では6個)形成されている。
【0025】
そして、水平復元ばね体37の作用軸線Lと水平すべり面31aとの距離Sは、水平復元ばね体37を呼称外径dの引張りコイルばねとしたとき、引張りコイルばね37が振動発生時において滑り面31aと干渉しない距離、例えば、S=d/2+(0.5〜3mm)とする。
【0026】
また、コイルばね支持台31の滑り面31aは、横移動体33の滑り部47との間に所定値以下の動摩擦係数を得る為に、滑り性及び耐摩耗性に優れた特殊金属で形成されている。具体的には、特殊金属として、滑り面を「SKD11」相当の硬度・滑り性を有するものとすることが望ましい。ここで、「SKD11」とは、合金工具鋼のダイス用を意味し、表面硬度:HRC58以上である。
【0027】
横移動体33は、円板体33aの下面に同心的に中円突部33b及び小円突部33cが階段状に形成されている。
【0028】
そして、横移動体33における中円突部33bの外側位置で円板体33aの下面には、同一円周上で等間隔に配された3個以上(通常、6〜10個、図例では8個)の転動球体(通常鋼球)51で形成されている。この転動球体51は、球体を球面対偶で保持する球体保持部材49を介して円板体33aの下面に取付けられている。球体保持部材49は、横移動体33に螺子結合されている。
【0029】
また、粘弾性要素である固形粘弾性体は、円柱体又は角柱体である。該固形粘弾性体は、角柱(四角柱、多角柱)さらには、発生振動に方向性がある場合は楕円柱、矩形柱等であってもよいが、通常、全方向の横振動に対応するため円柱体とする。
【0030】
固形粘弾性体35の寸法及び材質は、対象構造物の固有振動数を内部減衰定数によって定める。そして、具体的には、アクリルゴム系またはシリコーンゴム系のものを好適に使用できる。他のゴム系粘弾性体材料が、熱によって粘弾性特性(流動性)が影響を受けやすいのに対し、アクリルゴム系、シリコーンゴム系のものは熱によって粘弾性特性が影響を受け難い。さらに、アクリルゴム系粘弾性体は、それ自体粘着性を有して組み付けるのに接着剤等の固着手段が不要である。シリコーンゴム系の場合は、それ自体粘着性を有しない。
【0031】
そして、固形粘弾性体35は、接着剤等を用いて、支持台31の中心部と横移動体33の小円突部33cの下面に取り付ける。
【0032】
また、水平復元ばね体37は、引張りコイルばねで形成され、その数は、3個以上(通常、3〜8個、図例では4個)とする。コイルばねの数が2個では特定の方向の横振動しか対応できない。他方、コイルばねの数が多い方が望ましいが、構造が複雑となり、重量も増大する。
【0033】
そして、この各引張りコイルばね37の取付けは、横移動体の小円突部33cの下面外周部に沿って、支持台31の滑り面31aの外周に沿って、等間隔で配された第一・第ニビスを介して行う。このとき、図2に示す如く、第一・第二ビス55、57の首部にカラー59を介してコイルばね37の両端係合金具37a、37aを係合させてある。係合金具37aの各ビス51、57に対する回転が円滑となる。なお、支持台側の第一ビス55においては、カラー59の下側に弛み止めナット56を配して、高振動数ないし強振動にも対応可能となっている。
【0034】
さらに、横移動体33の中央部には、ダッシュポット39のシリンダ39aが一体形成され、該シリンダ39a内には粘性流体40が封入されるとともにピストン39bが配されている。ピストン39bは、部分的に粘性流体40を両室間を導通可能に導通穴39d又は導通隙間を備えている。そして、ピストンロッド39cは、シリンダ39aの上端開口部を封止するシール体42を貫通している。
【0035】
そして、シリンダ39aの外周部に圧縮コイルばね(縦圧縮弾性体)35が外嵌めされている。縦移動制振錘43は、リング状で上側閉じ部を介して、圧縮コイルばねの上端で支持されている。また、その上側閉じ部にピストン39bロッドの突出先端が螺子結合されている。
【0036】
他方、垂直案内棒41は、横移動体33の外周部に螺子結合させて配する。このとき、垂直案内棒41の数は、2本以上、通常、3〜6本であるが、図例では4本である。このとき、螺子の遊びによる垂直案内棒41の芯ぶれ防止のために、横移動体33の螺子結合部の上側が嵌合凹部33dとされている。
【0037】
そして、縦移動制振錘43には、垂直案内棒41に対応させて垂直案内孔43aが形成され、該垂直案内孔43aの上下部には低摩擦材料(例えばふっ素樹脂、軸受け合金等)で形成されたブッシュ44が埋め込まれている。ブッシュ44と垂直案内棒41との嵌めあいは、摺動可能な中間ばめとする。例えば、案内棒の外径Dに対して、「+0.2〜−0」の嵌めあいとする。なお、垂直案内孔43aの一般部径は、「+1〜2」として、一般部では案内棒と干渉しないようになっている。
【0038】
なお、上記においいては、ダッシュポット39及び縦移動制振錘43が一個の場合を例に採ったが、一方又は双方を複数個としてもよい。制振対象物における振動態様に応じることが容易となる。
【0039】
次に、本実施形態の使用態様を説明する。
【0040】
そして、本実施形態の装置モデル図は、図3に示す如くになる。すなわち、水平振動減衰手段A及び垂直振動減衰手段Bを備えた制振装置であって、水平振動減衰手段Aは、水平方向のマックスウェル型減衰モデルMに水平復元ばね体37を並列的に配設したものを横移動体33と結合させた構成であり、垂直振動減衰手段Bは、垂直方向のフォークト型減衰モデルFと縦移動制振錘43とを結合させた構成である。なお、水平移動及び縦移動により発生する各動摩擦要素K1、K2も当然に並列的に加わる。
【0041】
ラック等の制振対象物に対して、支持台31の上面が水平となるように螺子止めをする。そして、制振対象物に外力又は内部運動体により振動が発生した場合、振動の方向に対応して、それぞれ水平振動減衰手段A及び垂直震度減衰手段Bが、振動エネルギーを減衰させて、制振目的を達成する。
【0042】
次に、本実施形態の数値設計の一例を図3に基づいて説明をする。
【0043】
ここでは、制振対象物の重量W=200〜400kgとして、固有振動数F=4〜12Hzとした場合を例に採る。
【0044】
このとき、本発明の制振装置は、上下方向用の縦移動制振錘43を横移動制振錘と共有していることを特徴の一つとする。図1の縦移動制振錘43の重量に比して、横移動体(水平移動台)33やばね・ダッシュポット39の重量は、十分に小さく、装置設計の際には、W1=0.03〜0.10Wとする。なお、横移動体33、ダッシュポット39等は、縦移動制振錘43に比して十分に小さくなるように(1割以内になるように)、縦移動制振錘43を鉄製とするのに対して、横移動体、ダッシュポット等は、アルミ等の軽合金で形成する。また、横移動水平復元ばね体の設計においては、W1に加えて水平移動台の重量も加味する。
【0045】
また、装置の最適固有振動数に合わせて設定する。具体的には、f=4〜12Hzの範囲に設定する。
【0046】
そして、上記固有振動数を実現する水平復元ばね体(引張りコイルばね)37、縦圧縮弾性体(圧縮コイルばね)45の各ばね定数(k)を下記計算式に基づいて算出する。
【0047】
k=4π2f2・W1(又はW2)/g
上記から垂直振動減衰手段における最適減衰定数をh=0.05〜0.30とする。水平振動減衰手段における粘弾性要素(ゴム)の貯蔵剪断弾性率G1と損失係数ηは、制振装置の設定振動数(最適振動数f)と使用温度条件(10〜40℃)wp元に、材料メーカが示す図表から読み取り、損失剪断弾性率G2は、η=G2/G1によってもとめる。例えば、市販アクリルゴム系粘弾性体の場合、G1=7×106〜1.5×107N/mm2、η=0.04〜1.2である。
【0048】
そして、上記減衰定数を実現するダッシュポット39の粘性係数(c)は、c=2h×√(kW1/g)によって与えられる。
【0049】
また、固形粘弾性体の断面積(A)及び厚さ(t)との比(A/t)は、k1=G1×A/tと、C1=G2×A/(t×2πf)で定まるマックスウェル型モデル定数を用いた数値解析シュミレーションによって適切なA/tを求める。具体的には、A/t=1.0〜25.0cmとなった。
【0050】
上記実施形態において、制振対象物に発生する振動が水平振動のみ又は垂直振動のみの場合は、それぞれ、図4ないし図5に示す水平振動減衰用ないし垂直振動減衰用の振動装置とすればよい。基本的には、上記実施形態において、水平振動減衰手段の要素のみ、垂直振動減衰手段の要素のみを配して組み立てたものであるので、上記実施形態における対応図符号を付してそれらの説明を省略する。なお、横移動体は横移動制振錘(水平移動制振錘)とするため、上記実施形態と異なり、鉄製とする。
【0051】
なお、図5においては、垂直案内棒41の上端を水平連結材60で連結させて垂直案内棒41の垂直度を確保し易くしている。なお、図例では水平連結材は円板であるが、複数本の棒材を連結させた枠体としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における水平振動/垂直振動減衰用の制振装置の一例を示す垂直断面図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】同じく装置モデル図
【図4】本発明における水平振動減衰用の制振装置の一例を示す垂直断面図
【図5】同じく垂直振動減衰用の制振装置の一例を示す垂直断面図
【図6】従来の制振装置の断面概略図
【符号の説明】
31 支持台
31a 支持台の滑り面
33 横移動体
35 粘弾性要素(固形粘弾性体)
37 水平復元ばね体(引張りコイルばね)
39 ダッシュポット
41 垂直案内棒
43 縦移動制振錘
43a 垂直案内孔
44 低摩擦ブッシュ
45 縦弾性圧縮体(圧縮コイルばね)
47 横移動体の滑り部[0001]
【Technical field】
The present invention is attached to a relatively small vibration control object installed indoors / outdoors, and the object vibration (vibration) that can suppress vibration generated in the vibration control object over a relatively wide range of frequencies (frequency). The present invention relates to a novel vibration damping device that actively suppresses).
[0002]
[Background]
As a damping device, for example, for the purpose of providing a damping device for a pole that can control in the vertical (vertical) direction and the horizontal direction, can secure a damping performance in a wide frequency band, and has a simple structure. A vibration damping device as shown in FIG. 1 having the following configuration has been proposed by the same applicant as the present applicant (Japanese Patent Application No. 11-279816 / 338331).
[0003]
`` The support (12) has at least a peripheral wall (12a) and a bottom cover (12b), and the movable table (14) is movable in a substantially horizontal direction on the bottom cover (12b) of the support (12). The movable table (14) includes a substrate (14a) and a vertical guide body (14b), and the movable table (14) and the peripheral wall (12a) of the support (12) include a plurality of horizontal restoring springs ( 16), and the mass body (15) is supported on the upper side of the substrate of the movable table (14) so as to be movable in the vertical direction along the vertical guide body (14b) via the vertical restoring spring (19). A container (17) containing a viscous body (20) is provided on the upper side of the bottom cover (12b) of the support body (12), and integrally therewith on the lower side of the substrate (14a) of the moving base (14). A resistance plate (18) is provided, and the resistance plate (18) is arranged so as to adhere to the viscous body (20) in the container (17), and the substrate (14a) and the mass body ( 15), a hydraulic damper (22) is arranged vertically, and the cylinder (22a) of the hydraulic damper (22) is connected to the base plate (14a) or mass body (15) of the moving table, The rod (22c) of the piston (22b) of the damper (22) is connected to the mass body (15) or the substrate (14a) of the moving base (14), and the mass body (15), the hydraulic damper (22), and the vertical restoration The spring (19) constitutes a vertical damping part, the mass body (19) and the hydraulic damper (22) supported by the moving base (14), the container (17) containing the viscous body (20), and the resistance plate (16) and the horizontal restoring spring (16) form a horizontal damping part. ”
[0004]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The inventors of the present invention have come up with a vibration damping device having the following configuration as a result of diligent development for the purpose of simplifying the vibration damping device and facilitating the evaluation of vibration energy attenuation (modeling). .
[0005]
A support base that is horizontally fixed to the object to be controlled, a laterally-moving vibration control weight that is supported by a sliding part so as to be able to slide horizontally on the support base, and between the support base and the laterally-moving vibration control weight A viscoelastic element that is arranged, and a horizontal restoring spring body that restores the laterally movable body to a predetermined plane position, and one or more dashpots arranged via the laterally movable body, perpendicular to the laterally movable body And one or more longitudinally movable damping weights guided by the guide rod and vertically movable, the longitudinally movable damping weights being coupled to the piston rod of the dashpot, and the longitudinal compression elastic body in the dashpot cylinder In the vibration damping device configured to be supported via
The viscoelastic element is formed of a solid viscoelastic body, and the action axis of the horizontal restoring spring body is close to the sliding surface of the support base.
[0006]
As described above, when the viscoelastic element is a solid viscoelastic body, it is not necessary to have a complicated configuration in which a viscous body is placed in a container and a resistance plate is inserted as in the above-described prior art.
[0007]
Further, by bringing the action axis of the horizontal restoring spring body close to the sliding surface, the action line due to the movement of the sliding portion of the lateral moving body and the action line of the horizontal restoring spring body are substantially in the same plane, Compared to the above-described prior art in which the action lines are not close to each other, a smooth and stable movement of the lateral moving body is possible. As a result, the calculated value of the vibration energy attenuation ability becomes close to the actual measurement value, and vibration energy attenuation evaluation (modeling) becomes easier.
[0008]
In the above configuration, the coefficient of dynamic friction (μ ′) between the sliding portion of the laterally movable body and the sliding surface of the support base and between the vertical guide rod and the longitudinally moving damping weight is 1 for the former: Desirably, the relationship is / 100 or less and the latter: 1/500 or less.
[0009]
As described above, each dynamic friction coefficient (μ ′) between the sliding portion of the laterally movable body and the sliding surface of the support base and between the vertical guide rod and the longitudinally moving vibration damping weight is made as small as possible. By doing so, the amount of attenuation due to friction can be substantially ignored, and in this respect also, the vibration energy attenuation evaluation can be facilitated.
[0010]
In addition, although the damping device of each said structure aims at attenuation | damping of both horizontal vibration and vertical vibration, when only one of them is sufficient, it is set as the following structures, respectively.
[0011]
A support base that is horizontally fixed to an object to be controlled, a lateral moving body that also serves as a laterally-moving vibration control weight that is supported by a sliding portion so as to be capable of horizontal sliding on the support base, and the support base and the vibration control weight body A horizontal vibration damping device including a viscoelastic element disposed between and three or more horizontal restoring spring bodies arranged radially to restore the laterally movable body to a predetermined plane position,
The viscoelastic element is a solid viscoelastic body, and the horizontal restoring spring body is arranged along the sliding surface of the support base. The sliding portion of the lateral moving body (lateral movement damping weight) and the sliding surface of the support base The coefficient of dynamic friction (μ ′) is 1/100 or less.
[0012]
A support base that is horizontally fixed to the object to be controlled, one or more dashpots arranged vertically on the support base, and one or more movable vertically guided by a vertical guide bar on the support base A vertical movement damping weight, which is coupled to a dashpot piston rod and supported by a dashpot cylinder via a longitudinal compression elastic body for damping vertical vibration In
The fitting between the vertical guide rod and the longitudinal movement damping weight is characterized in that the coefficient of dynamic friction (μ ′) is 1/500 or less.
[0013]
In the vibration damping device having the above-described configuration, an acrylic rubber-based viscoelasticity is desirable as the solid viscoelastic body. The horizontal restoring spring body may be a leaf spring, an air spring or the like, but is usually a tension coil spring. The tension coil spring can easily reduce the outer diameter of the spring and save space, and can be easily mounted as compared with other spring bodies.
[0014]
In the above configuration, in order to obtain the dynamic friction coefficient (μ ′) between the sliding portion of the laterally movable body and the sliding surface of the support base, three or more sliding portions are arranged at equal intervals on the same circumference. It is desirable to use a special metal having hardness and slipperiness equivalent to that of SKD11 while forming with a rolling sphere.
[0015]
Further, the longitudinal compression elastic body may be a rubber elastic body or a leaf spring, but is usually a compression coil spring. In order to support the damping weight from below, a compressive force acts by gravity. For this reason, a compression spring makes sense.
[0016]
Further, in order to obtain the above dynamic friction coefficient (μ ′) in the fitting between the vertical guide rod and the vertical guide damping weight, the low friction bush is arranged on the upper and lower portions of the vertical guide hole. That's fine.
[0017]
Further, at this time, by connecting the upper ends of the guide rods with a horizontal connecting member, it is easy to ensure the verticality of each guide rod, and the vertical moving weight can be moved more smoothly. As a result, as a result, the calculated value of the vibration energy attenuation ability becomes close to the actual measurement value, and vibration energy attenuation evaluation (modeling) becomes easier.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
First, the vibration damping device for damping horizontal / vertical vibration shown in FIGS. 1 is a vertical sectional view, and FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
[0020]
A
[0021]
The longitudinal
[0022]
In the above configuration, in the present embodiment, the
[0023]
More specifically, it is as follows.
[0024]
The
[0025]
The distance S between the operating axis L of the horizontal restoring
[0026]
In addition, the sliding
[0027]
In the laterally moving
[0028]
In the laterally
[0029]
Moreover, the solid viscoelastic body which is a viscoelastic element is a cylinder or a prism. The solid viscoelastic body may be a rectangular column (a quadrangular column, a polygonal column) or an elliptical column, a rectangular column or the like when the generated vibration has directionality, but usually corresponds to lateral vibration in all directions. Therefore, it is a cylindrical body.
[0030]
The dimensions and material of the solid
[0031]
The solid
[0032]
Further, the horizontal restoring
[0033]
Each of the tension coil springs 37 is attached at the same intervals along the outer periphery of the sliding
[0034]
Further, a
[0035]
A compression coil spring (longitudinal compression elastic body) 35 is fitted on the outer periphery of the
[0036]
On the other hand, the
[0037]
The vertical
[0038]
In the above description, the case where there is one
[0039]
Next, usage modes of the present embodiment will be described.
[0040]
The apparatus model diagram of this embodiment is as shown in FIG. In other words, the vibration damping device includes the horizontal vibration damping means A and the vertical vibration damping means B. The horizontal vibration damping means A arranges the horizontal restoring
[0041]
Screws are attached to the object to be controlled such as a rack so that the upper surface of the
[0042]
Next, an example of the numerical design of this embodiment will be described with reference to FIG.
[0043]
Here, the case where the natural frequency F is 4 to 12 Hz and the weight W of the vibration suppression object is 200 to 400 kg is taken as an example.
[0044]
At this time, the vibration damping device of the present invention is characterized in that the vertical
[0045]
Moreover, it sets according to the optimal natural frequency of an apparatus. Specifically, it is set in the range of f = 4 to 12 Hz.
[0046]
And each spring constant (k) of the horizontal restoring spring body (tensile coil spring) 37 and the longitudinal compression elastic body (compression coil spring) 45 that realizes the natural frequency is calculated based on the following calculation formula.
[0047]
k = 4π 2 f 2 · W1 (or W2) / g
From the above, the optimum damping constant in the vertical vibration damping means is set to h = 0.05 to 0.30. The storage shear modulus G1 and loss factor η of the viscoelastic element (rubber) in the horizontal vibration damping means are based on the set frequency (optimal frequency f) of the damping device and the operating temperature condition (10 to 40 ° C.) wp. The loss shear elastic modulus G2 is read from the chart shown by the material manufacturer, and is determined by η = G2 / G1. For example, in the case of a commercially available acrylic rubber-based viscoelastic body, G1 = 7 × 10 6 to 1.5 × 10 7 N /
[0048]
The viscosity coefficient (c) of the
[0049]
The ratio (A / t) between the cross-sectional area (A) and the thickness (t) of the solid viscoelastic body is determined by k1 = G1 × A / t and C1 = G2 × A / (t × 2πf). An appropriate A / t is obtained by numerical analysis simulation using Maxwell type model constants. Specifically, A / t = 1.0 to 25.0 cm.
[0050]
In the above embodiment, when the vibration generated in the object to be controlled is only horizontal vibration or only vertical vibration, the vibration device for horizontal vibration attenuation or vertical vibration attenuation shown in FIGS. 4 to 5 may be used. . Basically, in the above embodiment, only the elements of the horizontal vibration damping means and only the elements of the vertical vibration damping means are assembled, and therefore, the corresponding reference numerals in the above embodiment are attached and their explanations are given. Is omitted. Since the lateral moving body is a lateral movement damping weight (horizontal movement damping weight), it is made of iron unlike the above embodiment.
[0051]
In FIG. 5, the upper end of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an example of a vibration damping device for damping horizontal / vertical vibrations according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. Fig. 5 is a vertical sectional view showing an example of a vibration damping device for horizontal vibration damping in the present invention. Fig. 5 is a vertical sectional view showing an example of a vibration damping device for vertical vibration damping. Fig. 6 is a schematic sectional view of a conventional vibration damping device. Figure [Explanation of symbols]
31
37 Horizontal restoring spring body (Tension coil spring)
39
47 Sliding part of laterally moving body
Claims (7)
前記粘弾性要素が、前記支持台の中心位置で上下面が固着された柱状の固形粘弾性体で形成され、前記引張りコイルばねが、内側端を前記横移動体の下面に固着し、外側端を前記支持台の上面に固着して配され、さらに、
前記横移動体の滑り部の滑り面との間、及び、前記案内棒と前記縦移動制振錘との嵌合は、それぞれ動摩擦係数(μ´)が、前者:1/100以下、後者:1/500以下を示すものとされることを特徴とする制振装置。A support base mounted horizontally on the object to be controlled, a horizontal moving body supported by a sliding portion so as to be able to move horizontally (laterally) on the support base, and between the support base and the horizontal moving body A viscoelastic element, and three or more tension coil springs arranged radially at equal intervals in order to restore the laterally movable body to a predetermined position on the plane, and further arranged via the laterally movable body One or more dashpots and one or more vertical movement damping weights that are guided by a vertical guide rod and can move vertically, and the vertical movement damping weights are coupled to the piston rods of the dashpots. In the vibration damping device supported by the cylinder of the dashpot via the compression coil spring ,
The viscoelastic element is formed of a columnar solid viscoelastic body having upper and lower surfaces fixed at the center position of the support base, and the tension coil spring has an inner end fixed to a lower surface of the laterally movable body, and an outer end. Is fixed to the upper surface of the support table, and
The friction coefficient (μ ′) between the sliding surface of the sliding portion of the laterally movable body and the guide rod and the longitudinally moving vibration damping weight is 1/100 or less, the latter: A vibration damping device characterized by exhibiting 1/500 or less .
前記粘弾性要素が、前記支持台の中心位置で上下面が固着された柱状の固形粘弾性体で形成され、前記引張りコイルばねが、内側端を前記横移動体の下面に固着し、外側端を前記支持台の上面に固着して配され、さらに、前記横移動体の滑り部と支持台の滑り面との間は、動摩擦係数(μ´)が、1/100以下を示すものとされることを特徴とする制振装置。A support base that is horizontally fixed to the object to be controlled, a horizontal moving body that is supported by a sliding portion so as to be capable of horizontal sliding movement on the support base, and that also serves as a laterally moving vibration control weight ; In a vibration damping device for damping horizontal vibration, comprising a viscoelastic element arranged between and tension coil springs arranged radially in order to restore the laterally movable body to a predetermined plane position,
The viscoelastic element is formed of a columnar solid viscoelastic body having upper and lower surfaces fixed at the center position of the support base, and the tension coil spring has an inner end fixed to a lower surface of the laterally movable body, and an outer end. Is fixed to the upper surface of the support base, and the coefficient of dynamic friction (μ ′) between the sliding portion of the laterally movable body and the sliding surface of the support base is 1/100 or less. A vibration damping device characterized by that.
前記ダッシュポットの先端外周部が段付細径部とされ、段付細径部の段部を前記圧縮コイルばねのばね座とするとともに、
前記案内棒と前記縦移動制振錘との嵌合は、動摩擦係数(μ´)が1/500以下を示す関係にあることを特徴とする制振装置。A support base fixed horizontally to the object to be controlled; one or more dashpots arranged vertically on the support base; one or more movable vertically guided by a guide bar on the support base A vertical movement damping weight, which is coupled to a piston rod of the dashpot and supported by a cylinder of the dashpot via a compression coil spring. In
The tip outer peripheral part of the dashpot is a stepped small diameter part, and the stepped small diameter part is a spring seat of the compression coil spring,
The fitting between the guide rod and the longitudinally-moving vibration damping weight has a relationship in which a dynamic friction coefficient (μ ′) indicates 1/500 or less.
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