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JP6746509B2 - Dynamic vibration absorber and its design method - Google Patents
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Description

本発明は、対象物における共振現象を抑制する動吸振器及びその設計方法に関する。 The present invention relates to a dynamic vibration reducer that suppresses a resonance phenomenon in an object and a design method thereof.

対象物にバネと質量体を付加することにより、固有振動数を同調させて対象物の固有振動数周辺での共振現象を抑制する動吸振器が知られている。かかる動吸振器の中でも、板バネを利用したものは、板バネの一端をバネ固定金具によって対象物に固定し、板バネの他端近傍に重錘を位置調整可能に取り付けるという構造である。また、かかる板バネ式の動吸振器において、ダンパーとして粘弾性体を付加したものがある(特許文献1参照)。 There is known a dynamic vibration reducer that adds a spring and a mass body to an object to tune the natural frequency and suppress a resonance phenomenon around the natural frequency of the object. Among such dynamic vibration reducers, one using a leaf spring has a structure in which one end of the leaf spring is fixed to an object by a spring fixing metal fitting, and a weight is attached to the vicinity of the other end of the leaf spring in a positionally adjustable manner. Further, in such a leaf spring type dynamic vibration reducer, there is one in which a viscoelastic body is added as a damper (see Patent Document 1).

特開平7−317372号公報JP, 7-317372, A

ところで、粘弾性体は周囲温度によって剛性(ヤング率)及び減衰特性が大きく変化する。このため、粘弾性体を利用した動吸振器では、動吸振器全体の特性が周囲温度によって変化する。したがって、基準温度では目標固有振動数及び目標減衰比を満足している動吸振器であっても、周囲温度の変化によって固有振動数又は減衰比が目標値を逸脱することがある。固有振動数は重錘の位置又は板バネの形状を変更することで容易に調整できるが、減衰比は容易に調整できない。このため、周囲温度の変化に伴う減衰比の変化を可及的に抑制することが求められる。 By the way, the rigidity (Young's modulus) and the damping characteristic of the viscoelastic body greatly change depending on the ambient temperature. Therefore, in the dynamic vibration absorber using the viscoelastic body, the characteristics of the entire dynamic vibration absorber change depending on the ambient temperature. Therefore, even if the dynamic vibration absorber satisfies the target natural frequency and the target damping ratio at the reference temperature, the natural frequency or the damping ratio may deviate from the target value due to a change in ambient temperature. The natural frequency can be easily adjusted by changing the position of the weight or the shape of the leaf spring, but the damping ratio cannot be easily adjusted. Therefore, it is required to suppress the change of the damping ratio due to the change of the ambient temperature as much as possible.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、周囲温度の変化に伴う減衰比の変化を抑制できる動吸振器及びその設計方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide a dynamic vibration reducer capable of suppressing a change in damping ratio due to a change in ambient temperature, and a design method thereof.

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様の動吸振器は、温度変化に応じて減衰比が変化する動吸振器であって、対象物に固定された支柱と、長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が大きい第2板バネと、前記第1板バネに取り付けられた質量体と、前記第1及び第2板バネを連結し、温度が高くなるにしたがって剛性が低くなる粘弾性体とを備え、対象物に振動が発生した場合における前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの変形量が温度変化に応じて変化し、温度変化に対して減衰比がピークを示して変化するように構成され、前記温度と前記減衰比との関係において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するように第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている。 In order to solve the above-mentioned problems, a dynamic vibration reducer according to one aspect of the present invention is a dynamic vibration reducer in which a damping ratio changes according to a temperature change, and a column fixed to an object and a longitudinal center. A first leaf spring fixed to the column, and a second leaf spring fixed to the column at the center in the longitudinal direction and arranged parallel to the first leaf spring and having a rigidity higher than that of the first leaf spring. A mass body attached to the first leaf spring and a viscoelastic body that connects the first and second leaf springs and that decreases in rigidity as the temperature rises, and the object vibrates. In this case, the deformation amount of each of the first and second leaf springs and the viscoelastic body changes according to the temperature change, and the damping ratio changes so as to show a peak with respect to the temperature change. And the damping ratio, the rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body is set so that the peak of the damping ratio is located within the operating temperature range.

この態様において、前記動吸振器は、温度と減衰比との関係において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されていてもよい。 In this aspect, in the dynamic vibration reducer, the rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body are set so that the peaks coincide with the reference temperature within the operating temperature range in the relationship between the temperature and the damping ratio. It may have been done.

また、上記態様において、前記動吸振器は、温度と減衰比との関係において、前記基準温度における減衰比が目標減衰比以上であり、且つ、前記使用温度域の上限又は下限における減衰比が目標減衰比以下であるように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されていてもよい。 Further, in the above aspect, in the dynamic vibration reducer, the damping ratio at the reference temperature is equal to or higher than a target damping ratio in the relationship between the temperature and the damping ratio, and the damping ratio at the upper limit or the lower limit of the operating temperature range is the target. The rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body may be set so as to be less than or equal to the damping ratio.

また、上記態様において、前記動吸振器は、温度と固有振動数の関係において、前記基準温度における固有振動数が目標固有振動数に一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されていてもよい。 Further, in the above aspect, in the dynamic vibration reducer, in the relationship between temperature and natural frequency, the first and second leaf springs and the viscoelastic body are arranged so that the natural frequency at the reference temperature matches the target natural frequency. The rigidity may be set.

また、上記態様において、前記動吸振器は、前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部材をさらに備えてもよい。 Further, in the above aspect, the dynamic vibration reducer supports the first and second leaf springs so that their positions can be adjusted in the longitudinal direction, and adjusts the support positions of the first and second leaf springs to adjust the position. You may further provide the 1st and 2nd support member which adjusts the rigidity of a 1st and 2nd leaf spring.

また、上記態様において、前記動吸振器は、前記第1及び第2板バネの間に配置された支持体をさらに備え、前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記支持体において、前記長手方向に位置調整可能に配置されていてもよい。 Further, in the above aspect, the dynamic vibration reducer further includes a support body disposed between the first and second leaf springs, and each of the first and second support members is the support body. The position may be adjustable in the longitudinal direction.

また、上記態様において、前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記第1及び第2板バネのそれぞれに向かうにしたがって細くなるように形成され、先端に前記第1及び第2板バネに当接する頂部と、前記頂部の反対側に前記支持体に当接する底部とを有し、前記第1支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第1支持部材が配置されていない状態における前記第1板バネと前記支持体の前記第1支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定され、前記第2支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第2支持部材が配置されていない状態における前記第2板バネと前記支持体の前記第2支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定されていてもよい。 Further, in the above aspect, each of the first and second support members is formed so as to become thinner toward each of the first and second leaf springs, and the first and second leaf springs are provided at the tip thereof. A top portion that abuts and a bottom portion that abuts the support body on the opposite side of the top portion, and a distance between the top portion and the bottom portion of the first support member is the first support member on the support body. Is set to be larger than the distance between the first leaf spring and the contact surface of the support body to the bottom portion of the first support member in a state in which is not arranged, and the top portion of the second support member The distance between the bottom portion and the second leaf spring in a state where the second support member is not arranged on the support body and the contact surface of the support body to the bottom portion of the second support member. It may be set larger than the distance between them.

また、本発明の他の態様の動吸振器の設計方法は、対象物に固定された支柱と、長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が高い第2板バネと、前記第1板バネに取り付けられた質量体と、前記第1及び第2板バネを連結する粘弾性体とを備える動吸振器の設計方法であって、温度に対して変化する前記動吸振器の減衰比の特性を設定するステップと、前記減衰比の特性において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するか否かを判定するステップと、前記使用温度域内に前記減衰比のピークが位置しない場合に、温度に対する前記ピークの位置を変更するように前記減衰比の特性を再設定するステップとを有する。 In addition, another method of designing a dynamic vibration absorber according to the present invention is a column fixed to an object, a first leaf spring fixed to the column at the center in the longitudinal direction, and a column spring fixed to the column at the center in the longitudinal direction. A second leaf spring having a rigidity higher than that of the first leaf spring and arranged in parallel with the first leaf spring; a mass body attached to the first leaf spring; and the first and second leaf springs. A method for designing a dynamic vibration reducer comprising a viscoelastic body connecting a spring, wherein a step of setting a characteristic of a damping ratio of the dynamic vibration reducer that changes with temperature, and a characteristic of the damping ratio at a working temperature A step of determining whether or not the peak of the damping ratio is located within the range, and in the case where the peak of the damping ratio is not located within the operating temperature range, the position of the peak with respect to the temperature is adjusted so as to change the position of the peak. Resetting the characteristic.

この態様において、前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を剛性毎に乗じることで、前記粘弾性体の損失係数を温度に応じて変化する損失係数とした場合における剛性と前記減衰比との関係である前記減衰比の特性を決定し、前記減衰比の特性を再設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を、前記減衰比の特性を決定したときとは剛性を変えて乗じることで、前記減衰比の特性を再決定してもよい。 In this aspect, in the step of setting the characteristic of the damping ratio, the damping ratio for each stiffness when the rigidity of the viscoelastic body is changed when the loss coefficient of the viscoelastic body is set to a constant representative loss coefficient is set. On the other hand, the loss coefficient of the viscoelastic body is calculated by multiplying the ratio of the loss coefficient of the viscoelastic body and the representative loss coefficient in each stiffness when the rigidity of the viscoelastic body is changed for each stiffness. In the step of determining the characteristic of the damping ratio, which is the relationship between the rigidity and the damping ratio in the case where the loss coefficient is changed according to, and resetting the characteristic of the damping ratio, the loss coefficient of the viscoelastic body is set to With respect to the damping ratio for each rigidity when the rigidity of the viscoelastic body is changed in the case of a constant representative loss coefficient, the ratio of the loss coefficient of the viscoelastic body and the representative loss coefficient in each rigidity, The characteristic of the damping ratio may be redetermined by changing the rigidity and multiplying when the characteristic of the damping ratio is determined.

また、上記態様において、前記判定するステップでは、前記減衰比の特性において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するか否かを判定してもよい。 Further, in the above aspect, in the determining step, it may be determined whether or not the peak matches the reference temperature in the operating temperature range in the characteristic of the damping ratio.

また、上記態様において、前記動吸振器の設計方法は、前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第1板バネの剛性と前記第2板バネの剛性との関係を規定するパラメータを調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップとをさらに有してもよい。 Further, in the above aspect, in the characteristic of the damping ratio, the design method of the dynamic vibration absorber has a step of determining whether or not a damping ratio at the peak is within a predetermined range based on a target damping ratio, and at the peak. Resetting the characteristic of the damping ratio by adjusting a parameter defining the relationship between the rigidity of the first leaf spring and the rigidity of the second leaf spring when the damping ratio is not within the predetermined range. You may further have and.

また、上記態様において、前記動吸振器の設計方法は、前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第2板バネの板厚を調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップとをさらに有してもよい。 Further, in the above aspect, the design method of the dynamic vibration absorber is characterized in that, in the characteristic of the damping ratio, a step of determining whether or not the damping ratio at the peak is within a predetermined range based on the target damping ratio, The method may further include the step of resetting the characteristic of the damping ratio by adjusting the plate thickness of the second plate spring when the damping ratio is not within the predetermined range.

また、上記態様において、前記動吸振器の設計方法は、前記減衰比の特性を設定した後、前記減衰比のピークにおける前記動吸振器の固有振動数が目標固有振動数に一致するように、前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの剛性を決定することにより、温度に対して変化する前記固有振動数の特性を調整するステップをさらに有してもよい。 Further, in the above aspect, the design method of the dynamic vibration absorber, after setting the characteristics of the damping ratio, so that the natural frequency of the dynamic vibration absorber at the peak of the damping ratio matches the target natural frequency, The method may further include the step of adjusting the characteristics of the natural frequency that changes with respect to temperature by determining the rigidity of each of the first and second leaf springs and the viscoelastic body.

また、上記態様において、前記動吸振器は、前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部をさらに備え、前記動吸振器の設計方法は、前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性が、決定された前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性と一致するように、前記第1及び第2支持部の支持位置を調整するステップをさらに有してもよい。 Further, in the above aspect, the dynamic vibration reducer supports the first and second leaf springs so that their positions can be adjusted in the longitudinal direction, and adjusts the support positions of the first and second leaf springs to adjust the position. The dynamic vibration absorber designing method further includes first and second support portions for adjusting the rigidity of the first and second leaf springs, and the rigidity of each of the first and second leaf springs is determined. The method may further include the step of adjusting the support positions of the first and second support portions so as to match the rigidity of the first and second leaf springs.

また、上記態様において、前記動吸振器の設計方法は、前記第1及び第2板バネをシェル要素で、前記粘弾性体をソリッド要素でモデル化し、前記ソリッド要素の剛性特性としてヤング率又は剪断係数を与え、前記ソリッド要素の減衰特性として損失係数を与えて、有限要素法により前記減衰比及び前記固有振動数の初期特性を決定するステップをさらに有してもよい。 Further, in the above aspect, in the method for designing the dynamic vibration reducer, the first and second leaf springs are modeled as shell elements, and the viscoelastic body is modeled as a solid element, and Young's modulus or shear is used as a rigidity characteristic of the solid element. The method may further include the step of giving a coefficient and giving a loss coefficient as a damping characteristic of the solid element to determine initial characteristics of the damping ratio and the natural frequency by a finite element method.

また、上記態様において、前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記ヤング率又は剪断係数を変化させて前記粘弾性体の剛性を変化させ、各剛性における減衰比を得ることにより、前記減衰比の特性を設定してもよい。 Further, in the above aspect, in the step of setting the characteristic of the damping ratio, the Young's modulus or the shear coefficient is changed to change the rigidity of the viscoelastic body, and the damping ratio at each rigidity is obtained to obtain the damping ratio. The characteristics of may be set.

本発明に係る動吸振器及びその設計方法によれば、周囲温度の変化に伴う減衰比の変化を抑制できる。 According to the dynamic vibration reducer and the design method thereof according to the present invention, it is possible to suppress the change in the damping ratio due to the change in the ambient temperature.

実施の形態1に係る動吸振器の構成を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the dynamic vibration reducer according to the first embodiment. 実施の形態1に係る動吸振器と等価な要素モデルを示す図。FIG. 3 is a diagram showing an element model equivalent to the dynamic vibration reducer according to the first embodiment. 動吸振器が変形したときの状態を示す模式図。The schematic diagram which shows the state when a dynamic vibration absorber deform|transforms. 粘弾性体の剪断弾性係数と温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the shear elastic modulus of a viscoelastic body, and the relationship with temperature. 粘弾性体の損失係数と温度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the loss coefficient of a viscoelastic body, and temperature. 動吸振器の減衰比及び固有振動数それぞれの温度特性の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the temperature characteristic of each damping ratio and natural frequency of a dynamic vibration absorber. 実施の形態1に係る設計支援装置の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the design support device according to the first embodiment. 実施の形態1に係る動吸振器の設計方法の手順を示すフローチャート。3 is a flowchart showing a procedure of a method for designing a dynamic vibration reducer according to the first embodiment. 初期条件設定工程の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of an initial condition setting process. 粘弾性体の基準剛性比と損失係数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the standard rigidity ratio of a viscoelastic body, and a loss coefficient. 減衰比設計工程の手順を示すフローチャートFlow chart showing the procedure of the damping ratio design process 第1グラフの一例を示す図。The figure which shows an example of a 1st graph. 第2グラフの決定処理を説明するための図。The figure for demonstrating the determination process of a 2nd graph. 第2グラフの一例を示す図。The figure which shows an example of a 2nd graph. 減衰比のピーク値の調整を説明するための図。The figure for demonstrating adjustment of the peak value of a damping ratio. 減衰比のピークにおける基準剛性比の調整を説明するための図。The figure for demonstrating adjustment of reference rigidity ratio in the peak of damping ratio. 固有振動数設計工程の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a natural frequency design process. 固有振動数の調整を説明するための図。The figure for demonstrating adjustment of a natural frequency. 実施の形態2に係る動吸振器の設計方法の手順を示すフローチャート。6 is a flowchart showing the procedure of a method for designing a dynamic vibration reducer according to the second embodiment. 初期条件設定工程の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of an initial condition setting process. FEMモデルの一例を示す図。The figure which shows an example of a FEM model. 減衰比設計工程の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a damping ratio design process. 実施の形態3に係る動吸振器の構成を示す模式図。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a dynamic vibration reducer according to the third embodiment. 支持部の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of a support part. 第1支持部材の構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of a 1st support member.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below exemplifies a method and an apparatus for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the following. Absent. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(実施の形態1)
<動吸振器の構成>
本実施の形態では、2つの板バネと、粘弾性体とを有する動吸振器及びその設計方法について説明する。図1は、本実施の形態に係る動吸振器の構成を示す模式図である。動吸振器100は、第1板バネ101と、第2板バネ102と、質量体103と、粘弾性体104とを備えている。
(Embodiment 1)
<Structure of dynamic vibration absorber>
In the present embodiment, a dynamic vibration reducer having two leaf springs and a viscoelastic body and a design method thereof will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the dynamic vibration reducer according to the present embodiment. The dynamic vibration reducer 100 includes a first leaf spring 101, a second leaf spring 102, a mass body 103, and a viscoelastic body 104.

第1板バネ101及び第2板バネ102は互いに平行且つ水平に配置されており、それぞれ長手方向中央部において剛体である支柱105に固定されている。支柱105は、下端において対象物200に固定されている。第1板バネ101の両端それぞれには質量体103が取り付けられている。また、第1板バネ101及び第2板バネ102のそれぞれの両端において、第1板バネ101及び第2板バネ102の間に円柱状の粘弾性体104が配置されており、粘弾性体104によって第1板バネ101と第2板バネ102とが連結されている。なお、粘弾性体104の形状は円柱に限られず、角柱等、断面形状が円形以外の柱状であってもよい。 The first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 are arranged parallel to each other and horizontally, and are fixed to the support column 105, which is a rigid body, at the center in the longitudinal direction. The column 105 is fixed to the object 200 at the lower end. A mass body 103 is attached to each of both ends of the first leaf spring 101. A columnar viscoelastic body 104 is arranged between the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 at both ends of the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102, respectively. The first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 are connected by. The shape of the viscoelastic body 104 is not limited to a column, and may be a column having a cross section other than a circle, such as a prism.

第1板バネ101及び第2板バネ102は、ばね用冷間圧延鋼帯、ばね用ステンレス鋼帯等によって構成される。また、粘弾性体104には、例えばアクリルゴム系材料を使用したものを利用する。 The 1st leaf spring 101 and the 2nd leaf spring 102 are comprised by the cold rolling steel strip for springs, the stainless steel strip for springs, etc. Further, as the viscoelastic body 104, for example, an acrylic rubber-based material is used.

図2は、動吸振器100と等価な要素モデルを示す図である。図2に示す要素モデルは、動吸振器100の半分(図1中の破線で囲んだ部分)と等価である。図2に示すように、第1板バネ101及び第2板バネ102のそれぞれは弾性要素として機能する。また、粘弾性体104は並列接続された弾性要素及び減衰要素として機能する。第2板バネ102の厚さは第1板バネ101の厚さよりも大きく、これによって第2板バネ102の剛性(ばね定数)kは第1板バネ101の剛性(ばね定数)kよりも大きい。また、粘弾性体104の剛性(ばね定数)kは、剛性k及びkよりも十分に小さい。 FIG. 2 is a diagram showing an element model equivalent to the dynamic vibration reducer 100. The element model shown in FIG. 2 is equivalent to half of the dynamic vibration reducer 100 (the portion surrounded by the broken line in FIG. 1). As shown in FIG. 2, each of the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 functions as an elastic element. Further, the viscoelastic body 104 functions as an elastic element and a damping element connected in parallel. The thickness of the second plate spring 102 is larger than the thickness of the first plate spring 101, from which the rigidity (spring constant) k 2 of the second plate spring 102 of the first plate spring 101 stiffness (spring constant) k 1 Is also big. The rigidity (spring constant) k of the viscoelastic body 104 is sufficiently smaller than the rigidity k 1 and k 2 .

図3は、動吸振器100が変形したときの状態を示す模式図である。対象物200が振動すると、剛体である支柱105も振動し、第1板バネ101及び第2板バネ102の両方が湾曲する。このとき、剛性kが剛性kよりも小さいため、第1板バネ101は第2板バネ102よりも大きく変形する。この両者の変形量の差に応じて、粘弾性体104が変形する。動吸振器100の固有振動数は、対象物200の固有振動数の近傍に設定されている。これにより、対象物200の振動が吸収される。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a state when the dynamic vibration reducer 100 is deformed. When the object 200 vibrates, the support column 105 that is a rigid body also vibrates, and both the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 bend. At this time, since the rigidity k 1 is smaller than the rigidity k 2 , the first leaf spring 101 is deformed more than the second leaf spring 102. The viscoelastic body 104 is deformed according to the difference between the deformation amounts of the both. The natural frequency of the dynamic vibration reducer 100 is set near the natural frequency of the object 200. Thereby, the vibration of the object 200 is absorbed.

図4は、粘弾性体104の剪断弾性係数と温度との関係を示すグラフであり、図5は、粘弾性体104の損失係数と温度との関係を示すグラフである。図4において横軸は温度を示し、縦軸は剪断弾性係数を示している。また、図5において横軸は温度を示し、縦軸は損失係数を示している。剪断弾性係数は剛性率とも呼ばれ、材料の剛性の高さを示す指標である。図4に示すように、粘弾性体104の剪断弾性係数は温度に対して単調減少する。つまり、粘弾性体104の剛性は温度が低くなると大きくなる。また、損失係数は材料の減衰特性を示す指標である。図5に示すように、粘弾性体104の損失係数もまた、温度に対して変化する。このため、このような粘弾性体104の温度特性が、動吸振器100の減衰比の特性に影響を及ぼす。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the shear elastic modulus of the viscoelastic body 104 and temperature, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the loss coefficient of the viscoelastic body 104 and temperature. In FIG. 4, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents shear elastic modulus. In addition, in FIG. 5, the horizontal axis represents temperature and the vertical axis represents loss coefficient. The shear modulus of elasticity is also called the rigidity modulus and is an index showing the high rigidity of the material. As shown in FIG. 4, the shear elastic modulus of the viscoelastic body 104 decreases monotonically with temperature. That is, the rigidity of the viscoelastic body 104 increases as the temperature decreases. The loss coefficient is an index showing the damping characteristic of the material. As shown in FIG. 5, the loss coefficient of the viscoelastic body 104 also changes with temperature. Therefore, such a temperature characteristic of the viscoelastic body 104 affects the characteristic of the damping ratio of the dynamic vibration reducer 100.

上記のように、粘弾性体104の剛性は温度が低くなると大きくなる。このため、周囲温度が低い状態では、粘弾性体104の変形量が小さくなり、これに応じて第2板バネ102の変形量が大きくなる。このため、温度と動吸振器100の減衰比との関係を示す曲線はピークを有するようになる。 As described above, the rigidity of the viscoelastic body 104 increases as the temperature decreases. Therefore, when the ambient temperature is low, the amount of deformation of the viscoelastic body 104 is small, and accordingly, the amount of deformation of the second plate spring 102 is large. Therefore, the curve showing the relationship between the temperature and the damping ratio of the dynamic vibration absorber 100 has a peak.

図6は、動吸振器100の減衰比及び固有振動数それぞれの温度特性の一例を示すグラフである。図6において、縦軸は減衰比及び固有振動数の大きさを示しており、横軸は粘弾性体104の基準剛性に対する剛性の比率(以下、「基準剛性比」という)を示している。ここで、動吸振器100には使用温度粋及び当該動吸振器100の使用が想定される基準温度が設定される。基準温度は使用温度粋内に設定され、本実施形態においては基準温度が20℃、使用温度粋が10℃以上30℃以下である。このように、基準温度は、使用温度粋の中央値とすることが好ましいが、使用温度粋内に設定されていれば中央値には限られない。基準剛性は、動吸振器100の基準温度における剛性である。粘弾性体104の剛性は温度に応じて単調減少する。したがって、基準剛性比も温度に応じて単調減少する。よって図6における横軸は、温度に対応している。 FIG. 6 is a graph showing an example of the temperature characteristics of the damping ratio and the natural frequency of the dynamic vibration reducer 100. In FIG. 6, the vertical axis represents the damping ratio and the magnitude of the natural frequency, and the horizontal axis represents the ratio of rigidity to the reference rigidity of the viscoelastic body 104 (hereinafter referred to as “reference rigidity ratio”). Here, the use temperature trend and the reference temperature at which the use of the dynamic vibration reducer 100 is assumed are set for the dynamic vibration reducer 100. The reference temperature is set within the usage temperature range, and in this embodiment, the reference temperature is 20° C. and the usage temperature range is 10° C. or higher and 30° C. or lower. As described above, the reference temperature is preferably the median value of the usage temperature trend, but is not limited to the median value as long as it is set within the usage temperature trend. The reference rigidity is the rigidity of the dynamic vibration reducer 100 at the reference temperature. The rigidity of the viscoelastic body 104 decreases monotonously with temperature. Therefore, the reference rigidity ratio also monotonically decreases according to the temperature. Therefore, the horizontal axis in FIG. 6 corresponds to the temperature.

図6に示すように、本実施の形態に係る動吸振器100の減衰比の温度特性を示す曲線(図中破線で示す)は、基準温度においてピークを有する。基準温度(20℃)における減衰比は15%であり、使用温度粋の上限(30℃)における減衰比は約12%であり、同下限(10℃)における減衰比は約11%である。動吸振器100の目標減衰比は15%であり、基準温度における減衰比が目標減衰比と一致している。また、使用温度粋の上限及び下限における減衰比は目標温度域よりも小さい。なお、動吸振器100の基準温度における減衰比は、目標減衰比と同一でなくてもよく、目標減衰比以上であればよい。また、使用温度粋の上限及び下限における減衰比は、目標減衰比以下であればよい。例えば、基準温度における減衰比を17.5%に設定すれば、使用温度粋における減衰比が12.5%前後になる。このようにすれば、使用温度粋における減衰比の目標減衰比からの差を小さくできる。このように、本実施の形態に係る動吸振器100によれば、使用温度域内、特に基準温度に減衰比のピークが位置するため、使用温度域内での周囲温度の変化に伴う減衰比の変化を抑制できる。 As shown in FIG. 6, the curve showing the temperature characteristic of the damping ratio of the dynamic vibration reducer 100 according to the present embodiment (shown by the broken line in the figure) has a peak at the reference temperature. The damping ratio at the reference temperature (20° C.) is 15%, the damping ratio at the upper limit (30° C.) of the usage temperature range is about 12%, and the damping ratio at the lower limit (10° C.) is about 11%. The target damping ratio of the dynamic vibration reducer 100 is 15%, and the damping ratio at the reference temperature matches the target damping ratio. Further, the damping ratios at the upper and lower limits of the usage temperature range are smaller than the target temperature range. The damping ratio of the dynamic vibration reducer 100 at the reference temperature does not have to be the same as the target damping ratio, as long as it is equal to or higher than the target damping ratio. Further, the damping ratio at the upper and lower limits of the usage temperature range may be equal to or less than the target damping ratio. For example, if the damping ratio at the reference temperature is set to 17.5%, the damping ratio at the usage temperature is around 12.5%. By doing so, the difference between the damping ratio and the target damping ratio in the usage temperature range can be reduced. As described above, according to the dynamic vibration reducer 100 of the present embodiment, since the peak of the damping ratio is located in the operating temperature range, particularly at the reference temperature, the change of the damping ratio due to the change of the ambient temperature in the operating temperature range. Can be suppressed.

一方、動吸振器100の固有振動数は温度に対して単調減少する。基準温度における固有振動数は20Hzであり、目標固有振動数に一致している。使用温度粋の上限における固有振動数は約17Hzであり、同下限における固有振動数は約25Hzである。このように、基準温度における固有振動数を目標固有振動数付近とすることで、使用温度粋内における固有振動数の目標固有振動数からの差を小さくできる。 On the other hand, the natural frequency of the dynamic vibration reducer 100 decreases monotonously with temperature. The natural frequency at the reference temperature is 20 Hz, which matches the target natural frequency. The natural frequency at the upper limit of the usage temperature range is about 17 Hz, and the natural frequency at the lower limit is about 25 Hz. In this way, by setting the natural frequency at the reference temperature to be near the target natural frequency, it is possible to reduce the difference between the natural frequency and the target natural frequency within the usage temperature range.

<動吸振器の設計方法>
次に、本実施の形態に係る動吸振器の設計方法について説明する。本実施の形態に係る動吸振器の設計方法では、理論式に基づいて動吸振器についての減衰比の温度特性と固有振動数の温度特性とを決定する。
<Dynamic vibration absorber design method>
Next, a method of designing the dynamic vibration reducer according to the present embodiment will be described. In the dynamic vibration absorber design method according to the present embodiment, the temperature characteristics of the damping ratio and the natural frequency of the dynamic vibration absorber are determined based on theoretical formulas.

まず、動吸振器の設計に用いる理論式について説明する。第1板バネ101及び第2板バネ102の剛性k,kは式(1)で与えられる。

Figure 0006746509
ここで、tは第1板バネ101の厚さを、tは第2板バネ102の厚さを、bは第1板バネ101及び第2板バネ102の幅を、Lは支柱105から質量体Mの重心位置までの距離(図1参照)を、Eは第1板バネ101及び第2板バネ102のヤング率を、それぞれ示している。 First, a theoretical formula used for designing a dynamic vibration absorber will be described. The stiffnesses k 1 and k 2 of the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 are given by equation (1).
Figure 0006746509
Here, t 1 is the thickness of the first leaf spring 101, t 2 is the thickness of the second leaf spring 102, b is the width of the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102, and L is the strut 105. To the center of gravity of the mass M (see FIG. 1), and E indicates the Young's modulus of the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102, respectively.

粘弾性体104の複素剛性k=k(1+ηj)は、次式(2)で表される。

Figure 0006746509
ここで、Aは粘弾性体104の断面積を、dはその厚さを、Eはその貯蔵弾性率を、ηはその損失係数を、kはそのばね定数、つまり剛性をそれぞれ示している。 The complex rigidity k * =k(1+ηj) of the viscoelastic body 104 is expressed by the following equation (2).
Figure 0006746509
Here, A is a cross-sectional area of the viscoelastic body 104, d is its thickness, E d is its storage elastic modulus, η is its loss coefficient, and k is its spring constant, that is, rigidity. ..

このとき、図2に示す要素モデルの全体剛性Kallと全体の損失係数ηallとは次のように表される。

Figure 0006746509
At this time, the overall rigidity K all and the overall loss coefficient η all of the element model shown in FIG. 2 are expressed as follows.
Figure 0006746509

また、動吸振器100の固有振動数f及び減衰比ζは、それぞれ次のように表される。

Figure 0006746509
但し、Mは質量体103の質量を示す。 Further, the natural frequency f and the damping ratio ζ of the dynamic vibration reducer 100 are respectively expressed as follows.
Figure 0006746509
However, M represents the mass of the mass body 103.

ここで、第2板バネ102の剛性kと第1板バネ101の剛性kとの関係は係数αを用いて下式(7)で表すことができる。

Figure 0006746509
Here, the relationship between the stiffness k 1 stiffness k 2 and the first leaf spring 101 of the second plate spring 102 can be expressed by the following equation by using the coefficient alpha (7).
Figure 0006746509

粘弾性体104の損失係数を温度にかかわらず一定と仮定した場合、減衰比が極大となる粘弾性体104の剛性kpeakは、減衰比ζを剛性kで微分したときに傾きが0となるときのkである。したがって、式(8)より式(9)が得られる。

Figure 0006746509
If the loss coefficient of the viscoelastic body 104 is assumed to be constant irrespective of temperature, the stiffness k peak of the viscoelastic body 104 at which the damping ratio becomes maximum has a slope of 0 when the damping ratio ζ is differentiated by the stiffness k. It is k when. Therefore, the equation (9) is obtained from the equation (8).
Figure 0006746509

式(9)で与えられる剛性kpeakを式(6)及び式(4)に代入すると、次式(10)によって減衰比のピーク値ζpeakが求められる。

Figure 0006746509
By substituting the rigidity k peak given by the equation (9) into the equations (6) and (4), the peak value ζ peak of the damping ratio is obtained by the following equation (10).
Figure 0006746509

次に、上記のような理論式を利用した動吸振器の設計を支援する設計支援装置の構成について説明する。図7は、本実施の形態に係る設計支援システムの構成を示すブロック図である。設計支援装置300は、コンピュータ400によって実現される。図7に示すように、コンピュータ400は、本体500と、入力部600と、表示部700とを備えている。本体500は、CPU501、ROM502、RAM503、読出装置504、ハードディスク505、入出力インタフェース506、及び画像出力インタフェース507を備えており、CPU501、ROM502、RAM503、読出装置504、ハードディスク505、入出力インタフェース506、及び画像出力インタフェース507は、バスによって接続されている。 Next, the configuration of the design support device that supports the design of the dynamic vibration reducer using the above theoretical formula will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the design support system according to the present embodiment. The design support device 300 is realized by the computer 400. As shown in FIG. 7, the computer 400 includes a main body 500, an input unit 600, and a display unit 700. The main body 500 includes a CPU 501, a ROM 502, a RAM 503, a reading device 504, a hard disk 505, an input/output interface 506, and an image output interface 507. The CPU 501, the ROM 502, the RAM 503, the reading device 504, the hard disk 505, the input/output interface 506, The image output interface 507 and the image output interface 507 are connected by a bus.

CPU501は、RAM503にロードされたコンピュータプログラムを実行する。そして、設計支援用のコンピュータプログラムである設計支援プログラム510を当該CPU501が実行することにより、コンピュータ400が設計支援装置300として機能する。 The CPU 501 executes the computer program loaded in the RAM 503. Then, the CPU 501 executes the design support program 510, which is a computer program for design support, so that the computer 400 functions as the design support apparatus 300.

ROM502は、マスクROM、PROM、EPROM、又はEEPROM等によって構成されており、CPU501に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。 The ROM 502 is configured by a mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM or the like, and stores a computer program executed by the CPU 501, data used for the computer program, and the like.

RAM503は、SRAM又はDRAM等によって構成されている。RAM503は、ハードディスク505に記録されている設計支援プログラム510の読み出しに用いられる。また、RAM503は、CPU501がコンピュータプログラムを実行するときに、CPU501の作業領域として利用される。 The RAM 503 is configured by SRAM, DRAM, or the like. The RAM 503 is used to read the design support program 510 recorded in the hard disk 505. Further, the RAM 503 is used as a work area of the CPU 501 when the CPU 501 executes a computer program.

ハードディスク505は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU501に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。設計支援プログラム510も、このハードディスク505にインストールされている。 The hard disk 505 is installed with various computer programs to be executed by the CPU 501, such as an operating system and application programs, and data used for executing the computer programs. The design support program 510 is also installed on this hard disk 505.

また、ハードディスク505には、粘弾性体の材料の物性のデータを格納する粘弾性体物性データベース(粘弾性体物性DB)520が設けられている。粘弾性体物性DB520には、振動数毎に、各温度におけるヤング率、損失係数、基準剛性比のデータが格納されている。 Further, the hard disk 505 is provided with a viscoelastic body physical property database (viscoelastic body physical property DB) 520 that stores physical property data of the material of the viscoelastic body. The viscoelastic material property DB 520 stores Young's modulus, loss coefficient, and reference rigidity ratio data at each temperature for each frequency.

入出力インタフェース506は、例えばUSB,IEEE1394,又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI,IDE,又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びD/A変換器、A/D変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース506には、キーボード及びマウスからなる入力部600が接続されており、ユーザが当該入力部600を使用することにより、コンピュータ400にデータを入力することが可能である。 The input/output interface 506 is, for example, a serial interface such as USB, IEEE1394, or RS-232C, a parallel interface such as SCSI, IDE, or IEEE1284, and an analog interface such as a D/A converter or an A/D converter. It is configured. An input unit 600 including a keyboard and a mouse is connected to the input/output interface 506, and a user can input data to the computer 400 by using the input unit 600.

画像出力インタフェース507は、LCDまたはCRT等で構成された表示部700に接続されており、CPU501から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部700に出力するようになっている。表示部700は、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。 The image output interface 507 is connected to the display unit 700 composed of an LCD, a CRT or the like, and outputs a video signal according to the image data given from the CPU 501 to the display unit 700. The display unit 700 displays an image (screen) according to the input video signal.

次に、設計支援装置の動作について説明する。図8は、本実施の形態に係る動吸振器100の設計方法の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係る動吸振器100の設計方法は、初期条件設定工程S110と、減衰比設計工程S130と、固有振動数設計工程S150とを含んでいる。 Next, the operation of the design support device will be described. FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the method for designing the dynamic vibration reducer 100 according to the present embodiment. The design method of the dynamic vibration damper 100 according to the present embodiment includes an initial condition setting step S110, a damping ratio design step S130, and a natural frequency design step S150.

図9は、初期条件設定工程S110の手順を示すフローチャートである。初期条件設定工程S110において、まず、CPU501は、動吸振器100の目標固有振動数fopt及び目標減衰比ζoptを次式にしたがって決定する(ステップS111)。

Figure 0006746509
ここで、fは制振対象物の固有振動数を示し、μは対象物200と動吸振器100との質量比を示している。 FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of the initial condition setting step S110. In the initial condition setting step S110, the CPU 501 first determines the target natural frequency f opt and the target damping ratio ζ opt of the dynamic vibration reducer 100 according to the following equations (step S111).
Figure 0006746509
Here, f 0 represents the natural frequency of the vibration suppression target, and μ represents the mass ratio between the target 200 and the dynamic vibration reducer 100.

次にCPU501は、粘弾性体104の目標固有振動数における基準剛性比と損失係数との関係を特定する(ステップS112)。図10は、基準剛性比と損失係数との関係を示すグラフである。図10において横軸は基準剛性比を示し、縦軸は損失係数を示している。上述したように、粘弾性体104の基準剛性比及び損失係数はそれぞれ温度に応じて変化する。このため、基準剛性比が変化するとそれに応じて損失係数が変化する。図10に示す例では、振動数0.5Hzにおける基準剛性比−損失係数曲線(図中破線で示す)と、振動数20Hzにおける基準剛性比−損失係数曲線(図中実線で示す)とを示している。ステップS112では、COU501は、粘弾性体物性DB520から目標固有振動数に対応する基準剛性比及び損失係数を抽出し、これらの関係をハードディスク505に記憶する。ここで、最小自乗法等の公知のカーブフィッティング手法によって曲線を関数化してもよい。なお、ステップS112において、CPU501は、特定した基準剛性比及び損失係数の関係をグラフとして表示部700に表示してもよい。 Next, the CPU 501 identifies the relationship between the reference stiffness ratio and the loss coefficient at the target natural frequency of the viscoelastic body 104 (step S112). FIG. 10 is a graph showing the relationship between the reference rigidity ratio and the loss coefficient. In FIG. 10, the horizontal axis represents the reference rigidity ratio, and the vertical axis represents the loss coefficient. As described above, the reference rigidity ratio and the loss coefficient of the viscoelastic body 104 each change depending on the temperature. Therefore, if the reference rigidity ratio changes, the loss coefficient changes accordingly. In the example shown in FIG. 10, a reference stiffness ratio-loss coefficient curve at a frequency of 0.5 Hz (shown by a broken line in the figure) and a reference stiffness ratio-loss coefficient curve at a frequency of 20 Hz (shown by a solid line in the figure) are shown. ing. In step S112, the COU 501 extracts the reference rigidity ratio and the loss coefficient corresponding to the target natural frequency from the viscoelastic body property DB 520, and stores these relationships in the hard disk 505. Here, the curve may be functionalized by a known curve fitting method such as the least square method. In step S112, the CPU 501 may display the specified relationship between the reference rigidity ratio and the loss coefficient on the display unit 700 as a graph.

再び図9を参照する。次にCPU501は、粘弾性体104の代表損失係数ηαを設定する(ステップS113)。この代表損失係数ηαは、使用温度粋における粘弾性体104の損失係数の平均値とすることができる。なお、代表損失係数ηαは、上記の平均値ではなくてもよく、任意の値とすることができる。但し、実際の損失係数は温度変化するのに対して、以下の処理においては代表損失係数ηαを用いて近似計算するため、代表損失係数ηαと実際の使用温度における損失係数との差が大きければ、計算による近似誤差が大きくなってしまう。このため、代表損失係数ηαは、使用温度粋内の平均的な損失係数とすることが好ましい。また、ステップS113においては、ユーザが入力部600から代表損失係数ηαとする損失係数を入力し、これをCPU501が代表損失係数ηαとして設定してもよい。 Referring back to FIG. Next, the CPU 501 sets the representative loss coefficient η α of the viscoelastic body 104 (step S113). The representative loss coefficient η α can be an average value of the loss coefficients of the viscoelastic body 104 at the usage temperature. It should be noted that the representative loss coefficient η α does not have to be the above average value and can be set to any value. However, while the actual loss coefficient changes with temperature, the representative loss coefficient η α is approximated in the following processing, so the difference between the representative loss coefficient η α and the loss coefficient at the actual operating temperature is If it is large, the approximation error due to calculation will be large. Therefore, it is preferable that the representative loss coefficient η α be an average loss coefficient within the usage temperature range. Further, in step S113, the user may input a loss coefficient to be the representative loss coefficient η α from the input unit 600, and the CPU 501 may set this as the representative loss coefficient η α .

次にCPU501は、k,α,kの各パラメータの初期値を設定する(ステップS114)。この処理では、CPU501が式(3)〜式(10)を用いることで、k,α,kを算出する。ステップS114の処理を終えると、初期条件設定工程S110が終了する。 Next, the CPU 501 sets initial values of the parameters k 1 , α, and k (step S114). In this process, the CPU 501 calculates k 1 , α, k by using the expressions (3) to (10). When the process of step S114 ends, the initial condition setting step S110 ends.

図11は、減衰比設計工程S130の手順を示すフローチャートである。減衰比設計工程S130において、まず、CPU501は、粘弾性体104の剛性kを1/10〜10倍まで変化させ、各剛性についての固有振動数及び減衰比を算出する(ステップS131)。この処理において、CPU501は式(3)〜(6)を使用し、代表損失係数ηαを用いる。 FIG. 11 is a flowchart showing the procedure of the damping ratio designing step S130. In the damping ratio designing step S130, first, the CPU 501 changes the rigidity k of the viscoelastic body 104 to 1/10 to 10 times, and calculates the natural frequency and the damping ratio for each rigidity (step S131). In this processing, the CPU 501 uses equations (3) to (6) and uses the representative loss coefficient η α .

次にCPU501は、ステップS131で算出された基準剛性比についての固有振動数の特性及び減衰比の特性を示す第1グラフを生成し、第1グラフをハードディスク505に記憶する(ステップS132)。図12は、第1グラフの一例を示す図である。図12において、横軸は基準剛性比を示し、縦軸は固有振動数及び減衰比を示している。図12に示す例では、基準剛性比「2」に減衰比のピークが位置しており、そのピーク値は約11%である。また、基準剛性比「1」における固有振動数は約18Hzである。但し、図12に示す計算結果は、損失係数を一定の代表損失係数ηαで近似して得られたものであり、誤差を含んでいる。なお、ステップS132の処理においては、CPU505が代1グラフを表示部700に表示させてもよい。 Next, the CPU 501 generates a first graph showing the characteristic of the natural frequency and the characteristic of the damping ratio for the reference rigidity ratio calculated in step S131, and stores the first graph in the hard disk 505 (step S132). FIG. 12 is a diagram showing an example of the first graph. In FIG. 12, the horizontal axis represents the reference rigidity ratio, and the vertical axis represents the natural frequency and the damping ratio. In the example shown in FIG. 12, the peak of the damping ratio is located at the reference rigidity ratio “2”, and the peak value is about 11%. Further, the natural frequency at the reference rigidity ratio “1” is about 18 Hz. However, the calculation result shown in FIG. 12 is obtained by approximating the loss coefficient by a constant representative loss coefficient η α and includes an error. Note that in the process of step S132, the CPU 505 may cause the display unit 700 to display the graph of generation 1.

再び図11を参照する。次にCPU501は、粘弾性体の損失係数を温度に応じて変化する損失係数とした場合における剛性と減衰比との関係を示す第2グラフを決定する(ステップS133)。この処理について詳しく説明する。図13は、第2グラフの決定処理を説明するための図である。CPU501は、ハードディスク505から目標固有振動数における基準剛性比と損失係数との関係を読み出し、この各損失係数を代表損失係数で除して、損失係数と代表損失係数との比率(以下、「代表損失係数比率」という)η/ηαを算出する。以下、剛性比と代表損失係数比率との関係を示すグラフを「代表損失係数比率グラフ」という。CPU501は、第1グラフの横軸に対して、代表損失係数グラフの横軸を所定の位置で合わせ、第1グラフの各減衰比に対して、代表損失係数グラフの各代表損失係数比率を乗じる。これにより、CPU501は第2グラフを決定する。 Referring back to FIG. Next, the CPU 501 determines the second graph showing the relationship between the rigidity and the damping ratio when the loss coefficient of the viscoelastic body is a loss coefficient that changes according to temperature (step S133). This processing will be described in detail. FIG. 13 is a diagram for explaining the determination process of the second graph. The CPU 501 reads the relationship between the reference stiffness ratio and the loss coefficient at the target natural frequency from the hard disk 505, divides each loss coefficient by the representative loss coefficient, and calculates the ratio between the loss coefficient and the representative loss coefficient (hereinafter, “representative coefficient”). Calculated as η/η α . Hereinafter, a graph showing the relationship between the rigidity ratio and the representative loss coefficient ratio will be referred to as a "representative loss coefficient ratio graph". The CPU 501 aligns the horizontal axis of the representative loss coefficient graph with the horizontal axis of the first graph at a predetermined position, and multiplies each damping ratio of the first graph by each representative loss coefficient ratio of the representative loss coefficient graph. .. As a result, the CPU 501 determines the second graph.

設計する動吸振器100全体の損失係数ηallは、式(4)から次式で表せる。

Figure 0006746509
ここで、粘弾性体104の剛性kは、第2板バネ102の剛性kに対して十分に小さいため、式(13)の分母の第1項及び第2項に含まれるk/kは0に近い値となり、当該第1項及び第2項を実質的に無視できる。したがって、式(13)における分母の第1項及び第2項に含まれるηの影響は軽減され、ηallは粘弾性体104の損失係数に概ね比例する。 The loss coefficient η all of the designed dynamic vibration absorber 100 can be expressed by the following equation from the equation (4).
Figure 0006746509
Here, since the rigidity k of the viscoelastic body 104 is sufficiently smaller than the rigidity k 2 of the second leaf spring 102, k/k 2 included in the first and second terms of the denominator of Expression (13). Becomes a value close to 0, and the first term and the second term can be substantially ignored. Therefore, the influence of η contained in the first and second terms of the denominator in Expression (13) is reduced, and η all is approximately proportional to the loss coefficient of the viscoelastic body 104.

したがって、代表損失係数ηαを用いて計算された減衰比ζに対して代表損失係数比率η/ηαを乗じることで、代表損失係数の影響を除去した減衰比ζ’を算出できる(式(14)参照)。つまり、第2グラフで示される減衰比は、温度により変化する損失係数ηが考慮されたものとなる。

Figure 0006746509
Therefore, by multiplying the typical loss coefficient ratio η/η α by the damping ratio ζ calculated using the typical loss coefficient η α , the damping ratio ζ′ in which the influence of the typical loss coefficient is removed can be calculated (equation ( 14)). That is, the attenuation ratio shown in the second graph takes into consideration the loss coefficient η that changes with temperature.
Figure 0006746509

再び図11を参照する。CPU501は、第2グラフのピークにおける基準剛性比と、基準温度における基準剛性比とが一致するか否かを判定する(ステップS134)。図14は、第2グラフの一例を示す図である。図14に示す例では、ピークにおける基準剛性比が約3.4となっている。ステップS134では、このピークにおける温度が基準温度に一致するか否かが判定される。具体的には、ピークにおける温度が基準温度を中心とした許容範囲内に入っていれば、基準温度に一致すると判定され、許容範囲を外れていれば、基準温度に一致しないと判定される。 Referring back to FIG. The CPU 501 determines whether or not the reference rigidity ratio at the peak of the second graph and the reference rigidity ratio at the reference temperature match (step S134). FIG. 14 is a diagram showing an example of the second graph. In the example shown in FIG. 14, the reference rigidity ratio at the peak is about 3.4. In step S134, it is determined whether the temperature at this peak matches the reference temperature. Specifically, if the temperature at the peak is within the allowable range around the reference temperature, it is determined that the temperature matches the reference temperature, and if it is outside the allowable range, it is determined that the temperature does not match the reference temperature.

ステップS133及び134の処理について、さらに具体的に説明する。ここで、基準温度及び基準剛性における粘弾性体の基準ばね剛性をkbase、形状変化に関する剛性比をγ、温度変化に関する剛性比をγとする。第1グラフは形状変化に関する剛性比の変化を示しており、これをζ(γ)とする。一方、代表損失係数グラフは温度変化に関する基準剛性比の変化を示している(図13参照)。γとγとは、互いに独立して変化させることができるため、次式のように表すことができる。

Figure 0006746509
上式(15)のβを調整することが、代表損失係数グラフの横軸をずらすことに相当する。 The processes of steps S133 and S134 will be described more specifically. Here, the reference spring rigidity of the viscoelastic body at the reference temperature and the reference rigidity is k base , the rigidity ratio regarding the shape change is γ f , and the rigidity ratio regarding the temperature change is γ t . The first graph shows the change in the rigidity ratio with respect to the change in shape, which is defined as ζ 0f ). On the other hand, the representative loss coefficient graph shows changes in the reference rigidity ratio with respect to changes in temperature (see FIG. 13). Since γ f and γ t can be changed independently of each other, they can be expressed by the following equation.
Figure 0006746509
Adjusting β in the above equation (15) corresponds to shifting the horizontal axis of the representative loss coefficient graph.

各温度に関する剛性比での損失係数をη(γ)とし、代表損失係数比率グラフの曲線を次式(16)で定義する。

Figure 0006746509
このとき、式(15)から次式(17)が導かれる。
Figure 0006746509
The loss coefficient at the rigidity ratio for each temperature is η(γ t ), and the curve of the typical loss coefficient ratio graph is defined by the following expression (16).
Figure 0006746509
At this time, the following equation (17) is derived from the equation (15).
Figure 0006746509

また、第2グラフの曲線(修正減衰比)ζn(γf)は、次式(18)で表される。

Figure 0006746509
ここで、次式(19)が成立するγの値をγfpeakとする。
Figure 0006746509
このγfpeakが次式を満たせば、基準温度の際に修正減衰比ζがピークであることを示す。なお、実際のステップS134の処理では、厳密にγfpeakがβに一致することを求めておらず、βを中心とした許容範囲内であればβに一致したものとして取り扱う。 The curve (corrected damping ratio) ζ nf ) of the second graph is expressed by the following equation (18).
Figure 0006746509
Here, the value of γ f for which the following equation (19) is satisfied is γ fpeak .
Figure 0006746509
If this γ fpeak satisfies the following equation, it indicates that the modified damping ratio ζ n has a peak at the reference temperature. In the actual process of step S134, it is not strictly required that γ fpeak is coincident with β, and it is treated as coincident with β if it is within the allowable range around β.

ステップS134において、第2グラフのピークにおける基準剛性比と、基準温度とが一致しない場合、つまり、γfpeakがβに一致しない場合には(ステップS134においてNO)、CPU501は、ステップS133に処理を戻し、前回とは第1グラフの横軸と代表損失係数比率グラフの横軸との位置を異ならせて、第1グラフと代表損失係数比率グラフとを掛け合わせ、第2グラフを再度決定する。例えば、1回目の第2グラフの決定においては、第1グラフの基準剛性比「1」と、代表損失係数比率の基準剛性比「1」とが一致するようにそれぞれの横軸の位置合わせが行われ、2回目の第2グラフの決定においては、第1グラフの基準剛性比「1」と、代表損失係数比率の基準剛性比「1.1」とが一致するようにそれぞれの横軸の位置合わせが行われる。粘弾性体104の剛性kは、粘弾性体104の形状を変更するだけで容易に変更できるため、基準剛性は任意に設定できる。このため、上記のように横軸の位置をずらすことができる。 In step S134, if the reference rigidity ratio at the peak of the second graph does not match the reference temperature, that is, if γ fpeak does not match β (NO in step S134), the CPU 501 proceeds to step S133. After returning, the positions of the horizontal axis of the first graph and the horizontal axis of the representative loss coefficient ratio graph are different from those of the previous time, the first graph and the representative loss coefficient ratio graph are multiplied, and the second graph is determined again. For example, in determining the second graph for the first time, the respective horizontal axes are aligned so that the reference rigidity ratio “1” of the first graph and the reference rigidity ratio “1” of the representative loss coefficient ratio match. In the second determination of the second graph, the reference rigidity ratio “1” of the first graph and the reference rigidity ratio “1.1” of the representative loss coefficient ratio are matched so that the horizontal axis of each horizontal axis matches. Alignment is done. Since the rigidity k of the viscoelastic body 104 can be easily changed by changing the shape of the viscoelastic body 104, the reference rigidity can be set arbitrarily. Therefore, the position of the horizontal axis can be shifted as described above.

再び図11を参照する。第2グラフのピークにおける基準剛性比と、基準温度とが一致する場合、つまり、γfpeakがβに一致する場合には(ステップS134においてYES)、CPU501は、ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく基準範囲内にあるか否かを判定する(ステップS135)。基準範囲は、目標減衰比を中心とした範囲としたり、目標減衰比を下限とし、目標減衰比から所定位置大きい値を上限値とする範囲としたりすることができる。 Referring back to FIG. When the reference rigidity ratio at the peak of the second graph and the reference temperature match, that is, when γ fpeak matches β (YES in step S134), the CPU 501 sets the peak damping ratio to the target damping ratio. It is determined whether or not it is within the base reference range (step S135). The reference range can be a range centered on the target damping ratio or a range in which the target damping ratio is the lower limit and a value larger than the target damping ratio by a predetermined position is the upper limit.

ピークにおける減衰比が基準範囲を外れる場合(ステップS135においてNO)、CPU501は目標減衰比とピークにおける減衰比との差に基づいて係数αを調整し(ステップS136)、ステップS131に処理を戻す。ここで、ステップS136の処理について詳細に説明する。係数αと減衰比のピーク値ζpeakは、粘弾性体104の損失係数ηを一定の代表損失係数ηαとしたときに簡易的に式(10)で表される。CPU501は、この式を元に、目標減衰比ζoptを満足する係数αoptを算出する。前回の計算に用いた係数αをαとし、そのときの減衰比ζをζとすると、次式で整理できる。

Figure 0006746509
この式(20)は次式(21)のようにαoptの式として変形できる。
Figure 0006746509
これにより、CPU501は係数αoptを算出し、これを新たな係数αとする。次のステップS131の処理では、新たな係数αを用いて計算が行われる。しかし、損失係数ηが一定の代表損失係数ηαとするという近似が含まれているため、新たな係数αを使用したとしても必ずしも減衰比のピーク値ζpeakが目標減衰比ζoptに一致するとは限らない。このため、ステップS131〜S136を繰り返し実行することで、最適な係数αが求まり、ζpeakがζoptに近づく。 When the damping ratio at the peak is out of the reference range (NO in step S135), CPU 501 adjusts coefficient α based on the difference between the target damping ratio and the damping ratio at the peak (step S136), and returns the process to step S131. Here, the process of step S136 will be described in detail. The coefficient α and the peak value ζ peak of the damping ratio are simply expressed by Expression (10) when the loss coefficient η of the viscoelastic body 104 is set to a constant representative loss coefficient η α . The CPU 501 calculates a coefficient α opt that satisfies the target damping ratio ζ opt based on this equation. Assuming that the coefficient α used in the previous calculation is α 0 and the damping ratio ζ at that time is ζ 0 , it can be arranged by the following equation.
Figure 0006746509
This equation (20) can be transformed into an equation of α opt as in the following equation (21).
Figure 0006746509
Thereby, the CPU 501 calculates the coefficient α opt and sets it as a new coefficient α. In the process of the next step S131, the calculation is performed using the new coefficient α. However, since the approximation that the loss coefficient η is the constant loss coefficient η α is included, even if the new coefficient α is used, the peak value ζ peak of the damping ratio does not always match the target damping ratio ζ opt. Not necessarily. Therefore, by repeatedly executing steps S131 to S136, the optimum coefficient α is obtained, and ζ peak approaches ζ opt .

なお、αの調整式は、上記の式(21)に限られない。式(21)よりも簡易な次式(22)、(23)を用いることでも、ステップS131〜S136を繰り返し実行することでζpeakをζoptに近づけることができる。特に式(23)を用いれば、比較的速くζpeakをζoptに収束させることができる。

Figure 0006746509
The adjustment formula for α is not limited to the above formula (21). By using the following equations (22) and (23), which are simpler than the equation (21), it is possible to bring ζ peak closer to ζ opt by repeatedly executing steps S131 to S136. In particular, using Expression (23), it is possible to relatively quickly converge ζ peak to ζ opt .
Figure 0006746509

図15は、減衰比のピーク値ζpeakの調整を説明するための図である。この図において、目標減衰比ζoptは15%としている。図中上側のグラフでは、ζpeakが13程度であり、目標減衰比ζoptに基づく基準範囲には入っていない。ステップS131〜S136の処理を繰り返すことで、ζpeakが調整され、図中下側のグラフのように、ζpeakが約15%に調整される。 FIG. 15 is a diagram for explaining the adjustment of the peak value ζ peak of the damping ratio. In this figure, the target damping ratio ζ opt is set to 15%. In the graph on the upper side of the figure, ζ peak is about 13, which is outside the reference range based on the target damping ratio ζ opt . Processing of steps S131~S136 by repeating, zeta peak is adjusted, as in the bottom graph in FIG, zeta peak is adjusted to about 15%.

再び図11を参照する。ピークにおける減衰比が基準範囲内にある場合(ステップS135においてYES)、CPU501は、減衰比のピークにおける基準合成比の値を粘弾性体104の基準剛性kに乗じて、減衰比のピークが基準剛性比「1」に位置するように調整する(ステップS137)。この処理について詳しく説明する。図16は、減衰比のピークにおける基準剛性比の調整を説明するための図である。図中上側のグラフでは、減衰比のピークにおける基準剛性比が5である。この場合、CPU501は、粘弾性体の基準剛性kを5倍する。これにより、図中下側のグラフのように、減衰比のピークにおいて基準剛性比が1となるように、減衰比の曲線が左にシフトする。基準剛性は粘弾性体104の形状を変更することで容易に調整できる。例えば、基準剛性を5倍する場合には、式(2)における粘弾性体104の厚さdを1/5倍するか、断面積Aを5倍すればよい。上記のようなテップS137の処理を終えると、減衰比設計工程S130が終了する。 Referring back to FIG. If the damping ratio at the peak is within the reference range (YES in step S135), the CPU 501 multiplies the reference stiffness k of the viscoelastic body 104 by the value of the reference synthesis ratio at the peak of the damping ratio, and the peak of the damping ratio becomes the reference. The rigidity ratio is adjusted so that it is located at "1" (step S137). This processing will be described in detail. FIG. 16 is a diagram for explaining the adjustment of the reference rigidity ratio at the peak of the damping ratio. In the upper graph in the figure, the reference rigidity ratio at the peak of the damping ratio is 5. In this case, the CPU 501 multiplies the reference rigidity k of the viscoelastic body by 5. As a result, the curve of the damping ratio shifts to the left so that the reference rigidity ratio becomes 1 at the peak of the damping ratio, as shown in the lower graph in the figure. The reference rigidity can be easily adjusted by changing the shape of the viscoelastic body 104. For example, when the reference rigidity is multiplied by 5, the thickness d of the viscoelastic body 104 in Expression (2) may be multiplied by 1/5 or the cross-sectional area A may be multiplied by 5. When the processing of step S137 as described above is finished, the damping ratio designing step S130 is finished.

図17は、固有振動数設計工程S150の手順を示すフローチャートである。固有振動数設計工程S150において、まず、CPU501は、基準剛性比「1」における固有振動数を、目標固有振動数に一致させるように調整する(ステップS151)。この処理について詳しく説明する。図18は、固有振動数の調整を説明するための図である。ここでは、目標固有振動数を20Hzとする。図中上側のグラフでは、基準剛性比「1」における固有振動数が25Hzである。CPU501は、この固有振動数25Hzを目標固有振動数20Hzに調整するために、要素モデルの全ての剛性k,k,kに(20/25)(=0.64)を乗ずる。全ての剛性を0.64で等倍した場合、式(4)の全項で0.64倍となり、この結果分母と分子のそれぞれが0.64倍となるため、約分されて損失係数ηallは変化しない。このため、全ての剛性を等倍することで、減衰比を変更することなく、固有振動数を変更できる。この調整の結果、図中下側のグラフに示すように、基準剛性比「1」における固有振動数が目標固有振動数に一致する。 FIG. 17 is a flowchart showing the procedure of the natural frequency designing step S150. In the natural frequency design step S150, first, the CPU 501 adjusts the natural frequency at the reference rigidity ratio "1" so as to match the target natural frequency (step S151). This processing will be described in detail. FIG. 18 is a diagram for explaining the adjustment of the natural frequency. Here, the target natural frequency is 20 Hz. In the graph on the upper side of the figure, the natural frequency at the reference rigidity ratio "1" is 25 Hz. The CPU 501 multiplies all the rigidity k 1 , k 2 , k of the element model by (20/25) 2 (=0.64) in order to adjust the natural frequency 25 Hz to the target natural frequency 20 Hz. If all the rigidity is multiplied by 0.64, it will be 0.64 3 times for all terms in Eq. (4). As a result, the denominator and the numerator will be 0.64 3 times, respectively, and thus the loss will be reduced. The coefficient η all does not change. Therefore, the natural frequency can be changed without changing the damping ratio by multiplying all the rigidity by the same value. As a result of this adjustment, as shown in the lower graph in the figure, the natural frequency at the reference rigidity ratio "1" matches the target natural frequency.

再び図17を参照する。次に、CPU501は、上記のようにして決定された剛性k,k,kを満たすように、パラメータt,t,b,L,A,dを決定する(ステップS152)。以上で固有振動数設計工程S150が終了し、動吸振器100の設計方法の全工程が終了する。 Referring back to FIG. Next, the CPU 501 determines the parameters t 1 , t 2 , b, L, A and d so as to satisfy the stiffnesses k 1 , k 2 and k determined as described above (step S152). With the above, the natural frequency designing step S150 is completed, and all the steps of the method of designing the dynamic vibration reducer 100 are completed.

(実施の形態2)
本実施の形態に係る動吸振器の設計方法について説明する。本実施の形態に係る動吸振器の設計方法では、有限要素法構造解析を用いて動吸振器についての減衰比の温度特性と固有振動数の温度特性とを決定する。なお、本実施の形態に係る動吸振器及び設計支援装置の構成については、実施の形態1において説明した動吸振器100及び設計支援装置300の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
A method of designing the dynamic vibration reducer according to the present embodiment will be described. In the dynamic vibration absorber design method according to the present embodiment, the temperature characteristics of the damping ratio and the natural frequency of the dynamic vibration absorber are determined using the finite element method structural analysis. Since the configurations of the dynamic vibration reducer and the design support device according to the present embodiment are the same as the configurations of the dynamic vibration absorber 100 and the design support device 300 described in the first embodiment, the same components are the same. The reference numerals are given and the description thereof is omitted.

図19は、本実施の形態に係る動吸振器100の設計方法の手順を示すフローチャートである。本実施の形態に係る動吸振器100の設計方法は、初期条件設定工程S210と、減衰比設計工程S230と、固有振動数設計工程S250とを含んでいる。 FIG. 19 is a flowchart showing the procedure of the method of designing the dynamic vibration reducer 100 according to the present embodiment. The design method of the dynamic vibration reducer 100 according to the present embodiment includes an initial condition setting step S210, a damping ratio designing step S230, and a natural frequency designing step S250.

図20は、初期条件設定工程S210の手順を示すフローチャートである。ステップS211〜S214の処理は、実施の形態1において説明したステップS111〜S114の処理と同様であるので、その説明を省略する。 FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of the initial condition setting step S210. The processing of steps S211 to S214 is the same as the processing of steps S111 to S114 described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

ステップS214の後、CPU501は、FEMモデル化工程S220を実行する。FEMモデル化工程S220では、まずCPU501は、剛性k及び係数αから、パラメータL,b,t,tを決定する(ステップS221)。例えば、パラメータL,bの値が事前に決められていれば、式(1)を用いてt,tを決定すればよい。 After step S214, the CPU 501 executes the FEM modeling step S220. In the FEM modeling step S220, the CPU 501 first determines the parameters L, b, t 1 and t 2 from the rigidity k 1 and the coefficient α (step S221). For example, if the values of the parameters L and b are determined in advance, t 1 and t 2 may be determined using the equation (1).

次に、CPU501は、剛性kに基づいて、粘弾性体104の断面積A及び厚さdを決定する(ステップS222)。続いてCPU501は、第1板バネ101及び第2板バネ102をシェル要素とし、粘弾性体104をソリッド要素としてFEM解析モデルを作成する(ステップS223)。ステップS223の処理では、シェル要素に対して材料の物性値(ヤング率、ポアソン比、密度等)と板ばねの長さL,幅b,厚さt,tを与える。また、ソリッド要素に対して粘弾性体104の剛性特性としてヤング率又は剪断弾性係数を与え、また粘弾性体104の減衰特性として損失係数を与える。図21は、作成したFEMモデルの一例を示す図である。図21において、800はFEMモデルを、801は第1板バネ101のシェル要素を、802は第2板バネ102のシェル要素を、804はソリッド要素をそれぞれ示す。シェル要素801,802とソリッド要素804との結合については、シェル要素801,802の板厚の半分だけオフセットして、シェル要素801,802の対向面において結合することが好ましいが、オフセットせずにシェル要素801,802の厚さの中心の節点においてソリッド要素を結合しても、結果の誤差は少ない。また、粘弾性体の厚さdは、ソリッド要素804の高さ、つまり、シェル要素801,802の節点間距離となる。さらに、ソリッド要素804は厚さ方向に少なくとも2分割する(図21では5分割している。)。 Next, the CPU 501 determines the cross-sectional area A and the thickness d of the viscoelastic body 104 based on the rigidity k (step S222). Subsequently, the CPU 501 creates an FEM analysis model using the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102 as shell elements and the viscoelastic body 104 as a solid element (step S223). In the process of step S223, the physical properties of the material (Young's modulus, Poisson's ratio, density, etc.), the length L, the width b, and the thicknesses t 1 and t 2 of the leaf spring are given to the shell element. In addition, a Young's modulus or a shear elastic coefficient is given to the solid element as a rigidity characteristic of the viscoelastic body 104, and a loss coefficient is given as a damping characteristic of the viscoelastic body 104. FIG. 21 is a diagram showing an example of the created FEM model. In FIG. 21, reference numeral 800 indicates a FEM model, 801 indicates a shell element of the first leaf spring 101, 802 indicates a shell element of the second leaf spring 102, and 804 indicates a solid element. Regarding the connection between the shell elements 801, 802 and the solid element 804, it is preferable to offset by half the plate thickness of the shell elements 801, 802 so that they will be connected at the opposing surfaces of the shell elements 801, 802, but without offsetting. Joining the solid elements at the nodal point at the center of the thickness of the shell elements 801, 802 results in less error. The thickness d of the viscoelastic body is the height of the solid element 804, that is, the distance between the nodes of the shell elements 801 and 802. Further, the solid element 804 is divided into at least two in the thickness direction (in FIG. 21, it is divided into five).

以上でFEMモデル化工程S220が終了し、初期条件設定工程S210が終了する。 Thus, the FEM modeling step S220 ends, and the initial condition setting step S210 ends.

図22は、減衰比設計工程S230の手順を示すフローチャートである。減衰比設計工程S230において、まず、CPU501は、粘弾性体104の剛性特性として与えられたヤング率又は剪断弾性係数を1/10〜10倍まで変化させ、各ヤング率又は剪断弾性係数をFEMモデルに与えて、FEMモデルを用いた複素固有値解析により、固有振動数及び減衰比を算出する(ステップS231)。この処理において、CPU501はFEM構造解析にあたり、代表損失係数ηαを用いる。 FIG. 22 is a flowchart showing the procedure of the damping ratio designing step S230. In the damping ratio designing step S230, first, the CPU 501 changes the Young's modulus or the shear elastic coefficient given as the rigidity characteristic of the viscoelastic body 104 to 1/10 to 10 times, and the Young's modulus or the shear elastic coefficient is calculated by the FEM model. Then, the natural frequency and the damping ratio are calculated by the complex eigenvalue analysis using the FEM model (step S231). In this processing, the CPU 501 uses the representative loss coefficient η α in the FEM structural analysis.

ステップS232〜S236の処理は、実施の形態1において説明したステップS132〜S136の処理と同様であるので、その説明を省略する。 The processes of steps S232 to S236 are the same as the processes of steps S132 to S136 described in the first embodiment, and thus the description thereof will be omitted.

ステップS236において係数αを調整した後、CPU501は、αに応じてシェル要素802の厚さtを更新する(ステップS237)。ステップS237の処理を終えると、CPU501はステップS231に処理を戻す。ステップS231〜S237の処理を繰り返し実行することで、ζpeakがζoptに近づく。 After adjusting the coefficient α in step S236, the CPU 501 updates the thickness t 2 of the shell element 802 according to α (step S237). When the process of step S237 ends, the CPU 501 returns the process to step S231. By repeatedly executing the processing of steps S231 to S237, ζ peak approaches ζ opt .

また、ステップS238の処理は、実施の形態1において説明したステップS137の処理と同様であるので、その説明を省略する。以上により、減衰比設計工程S230が終了する。 Further, since the process of step S238 is similar to the process of step S137 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted. With the above, the damping ratio designing step S230 is completed.

固有振動数設計工程S250は、実施の形態1で説明した固有振動数設計工程S150と同様であるので、その説明を省略する。 Since the natural frequency designing step S250 is the same as the natural frequency designing step S150 described in the first embodiment, the description thereof will be omitted.

以上により、FEM構造解析を利用して動吸振器100を設計する。理論式による計算では、動吸振器の構造、境界条件、粘弾性体の剪断変形等の影響により、誤差が大きくなる場合がある。上記のようなFEM構造解析を用いることで、より精度の高い設計が可能となる。 As described above, the dynamic vibration reducer 100 is designed using the FEM structural analysis. In the calculation by the theoretical formula, the error may become large due to the influence of the structure of the dynamic vibration absorber, boundary conditions, shear deformation of the viscoelastic body, and the like. By using the FEM structural analysis as described above, it is possible to design with higher accuracy.

(実施の形態3)
本実施の形態では、支持位置を調整することでばね剛性を調整可能な動吸振器及びその設計方法について説明する。図23は、本実施の形態に係る動吸振器の構成を示す模式図である。動吸振器300は、第1板バネ101及び第2板バネ102に、支持部301が設けられている。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, a dynamic vibration reducer whose spring rigidity can be adjusted by adjusting a supporting position and a design method thereof will be described. FIG. 23 is a schematic diagram showing the configuration of the dynamic vibration reducer according to the present embodiment. In the dynamic vibration reducer 300, a support portion 301 is provided on the first leaf spring 101 and the second leaf spring 102.

支持部301は、第1板バネ101と第2板バネ102との間に、これらと平行に配置された支持体311と、支持体311に取り付けられた第1及び第2支持部材315a,315bとを有している。図24は、支持部301の構成を示す斜視図であり、図25は、第1支持部材315aの構成を示す斜視図である。図24に示すように、支持体311は、互いに平行に鉛直配置された2つのフランジ313と、2つのフランジ313を連結する水平配置された1つのウェブ312とを有し、その断面形状はH状をなしている。各フランジ313のウェブ312よりも第1板バネ101側の部分、及び第2板バネ102側の部分の両方には、ねじ穴314が長手方向に複数設けられている。2つのフランジ313において、これらのねじ穴314は対向するように設けられている。また、支持体311の上下両側には、2つのフランジ313とウェブ312とで囲まれた、一方向に長い凹部が形成されている。上側の凹部には、第1支持部材315aが配置され、下側の凹部には、第2支持部材315bが配置される。第1及び第2支持部材315a,315bは互いに同一形状をなし、直方体の基部316と基部316の一面から三角状に突出した突状部317とをそれぞれ有している(図25参照)。かかる第1及び第2支持部材315a,315bのそれぞれは、基部316をウェブ312側として上記の凹部に挿入される(図24参照)。上側の凹部に第1支持部材315aが配置された状態のとき、支持体311の上端から突状部317が突出する。また、支持体311の下端からは、下側の凹部に配置された第2支持部材315bの突状部317が支持体311の下端から突出する。図25に示すように、突状部317は、支持体311の幅方向に長い三角柱状をなしている。突状部317の先端は、三角柱の一つの頂点318であり、先端に向かうにしたがって細くなるテーパ状をなしている。第1板バネ101は第1支持部材315aの突状部317の頂部318に当接し、第2板バネ102は、第2支持部材315bの突状部317の頂部318に当接する(図23参照)。突状部317が三角柱状であるため、第1及び第2板バネ101,102と突状部317とは、幅方向に延びた直線状の部分で接触する。 The support part 301 includes a support 311 arranged between the first plate spring 101 and the second plate spring 102 in parallel with the first plate spring 101 and the second plate spring 102, and first and second support members 315a and 315b attached to the support 311. And have. 24 is a perspective view showing the configuration of the support portion 301, and FIG. 25 is a perspective view showing the configuration of the first support member 315a. As shown in FIG. 24, the support body 311 has two flanges 313 vertically arranged in parallel to each other and one horizontally arranged web 312 connecting the two flanges 313, and the cross-sectional shape thereof is H. I am in a shape. A plurality of screw holes 314 are provided in the longitudinal direction on both the portion of each flange 313 closer to the first leaf spring 101 and the portion closer to the second leaf spring 102 than the web 312. In the two flanges 313, these screw holes 314 are provided so as to face each other. Further, on both upper and lower sides of the support 311, there are formed recesses which are surrounded by the two flanges 313 and the web 312 and are long in one direction. The first support member 315a is arranged in the upper recess, and the second support member 315b is arranged in the lower recess. The first and second support members 315a and 315b have the same shape, and each have a rectangular parallelepiped base 316 and a protrusion 317 protruding in a triangular shape from one surface of the base 316 (see FIG. 25). Each of the first and second support members 315a and 315b is inserted into the above-mentioned recess with the base 316 facing the web 312 (see FIG. 24). When the first support member 315a is arranged in the upper recess, the protrusion 317 projects from the upper end of the support 311. Further, from the lower end of the support body 311, the protruding portion 317 of the second support member 315b arranged in the lower concave portion projects from the lower end of the support body 311. As shown in FIG. 25, the protrusion 317 has a triangular prism shape that is long in the width direction of the support 311. The tip of the protrusion 317 is one apex 318 of a triangular prism, and has a taper shape that becomes thinner toward the tip. The first leaf spring 101 contacts the top 318 of the protrusion 317 of the first support member 315a, and the second leaf spring 102 contacts the top 318 of the protrusion 317 of the second support member 315b (see FIG. 23). ). Since the protruding portion 317 has a triangular prism shape, the first and second leaf springs 101 and 102 and the protruding portion 317 are in contact with each other at a linear portion extending in the width direction.

また、第1板バネ101が振動しても、第1板バネ101と第1支持部材315aの頂点318とが離れることがない様に、第1支持部材315aの頂点318は、第1板バネ101に押し付けられている。具体的には、第1及び第2支持部材315a,315bそれぞれの基部316の支持体311側の一面(つまり、頂部318とは反対側の一面)は、支持体311に当接する底部319とされている。第1支持部材315aにおける頂部318と底部319との間の距離は、第1支持部材315aが支持体311に配置されていない状態における第1板バネ101とウェブ312と間の距離よりも少し大きくなるように寸法調整されている。これにより、第1支持部材315aの頂部318が第1板バネ101に押し付けられ、振動が生じても第1板バネ101が第1支持部材315aから離れることが防止される。第2板バネ102と第2支持部材315bとの位置関係についても同様である。 Further, even if the first plate spring 101 vibrates, the apex 318 of the first support member 315a is formed so that the first plate spring 101 and the apex 318 of the first support member 315a do not separate from each other. It is pressed against 101. Specifically, one surface of the base portion 316 of each of the first and second support members 315a and 315b on the support body 311 side (that is, one surface on the opposite side of the top portion 318) is a bottom portion 319 that is in contact with the support body 311. ing. The distance between the top 318 and the bottom 319 of the first support member 315a is slightly larger than the distance between the first leaf spring 101 and the web 312 when the first support member 315a is not arranged on the support 311. The dimensions are adjusted so that As a result, the top 318 of the first support member 315a is pressed against the first plate spring 101, and the first plate spring 101 is prevented from separating from the first support member 315a even if vibration occurs. The same applies to the positional relationship between the second leaf spring 102 and the second support member 315b.

ユーザは、フランジ313に設けられたねじ穴314にボルト320を螺合させ、ボルト320の先端を第1及び第2支持部材315a,315bの基部316に当接させることで、第1及び第2支持部材315a,315bのそれぞれを支持体311に対して固定する。これにより、支持体311に固定された第1及び第2支持部材315a,315bによって、第1及び第2板バネ101,102のそれぞれが支持される。 The user screws the bolt 320 into the screw hole 314 provided in the flange 313, and brings the tip of the bolt 320 into contact with the base portions 316 of the first and second support members 315a and 315b. Each of the support members 315a and 315b is fixed to the support 311. As a result, the first and second plate springs 101 and 102 are supported by the first and second support members 315a and 315b fixed to the support 311.

支持体311は鉄等の金属製の剛体であり、第1及び第2支持部材315a,315bもまた金属製の剛体である。このため、第1板バネ101は、支柱105を挟んだ両側の第1支持部材315aによって支持されることで、これらの支持位置におけるピン支持構造となっている。第2板バネ102も同様に、支柱105を挟んだ両側の第2支持部材315bによるピン支持構造となっている。 The support 311 is a rigid body made of metal such as iron, and the first and second support members 315a and 315b are also rigid bodies made of metal. For this reason, the first leaf spring 101 is supported by the first support members 315a on both sides of the column 105 to form a pin support structure at these support positions. Similarly, the second leaf spring 102 also has a pin support structure by the second support members 315b on both sides of the column 105.

第1及び第2支持部材315a,315bはフランジ313とウェブ312とで囲まれた凹部内においてそれぞれ自由に位置を変更可能である。また、第1及び第2支持部材315a,315bの配置位置におけるねじ穴314にボルト320を取り付けることで、第1及び第2支持部材315a,315bのそれぞれをその位置で固定できる。このように、第1及び第2支持部材315a,315bによる支持位置を変更することにより、第1及び第2板バネ101,102のばね剛性を調整できる。本実施の形態に係る動吸振器300における第1及び第2板バネ101,102の剛性k,kは次式(24)で与えられる。

Figure 0006746509
但し、i=1,2を、xは第1板バネ101の支柱105から第1支持部材315aによる支持位置までの距離を、yは第1板バネ101の第1支持部材315aによる支持位置から質量体Mの重心位置までの距離を、xは第2板バネ102の支柱105から第2支持部材315bによる支持位置までの距離を、yは第2板バネ102の第2支持部材315bによる支持位置から質量体Mの重心位置までの距離を、それぞれ示している。 The positions of the first and second support members 315a and 315b can be freely changed in the recess surrounded by the flange 313 and the web 312, respectively. Further, by mounting the bolt 320 in the screw hole 314 at the position where the first and second support members 315a and 315b are arranged, each of the first and second support members 315a and 315b can be fixed at that position. In this way, the spring rigidity of the first and second leaf springs 101 and 102 can be adjusted by changing the support positions of the first and second support members 315a and 315b. The stiffnesses k 1 and k 2 of the first and second plate springs 101 and 102 in the dynamic vibration reducer 300 according to the present embodiment are given by the following equation (24).
Figure 0006746509
However, i=1, 2, x 1 is the distance from the column 105 of the first leaf spring 101 to the support position by the first support member 315a, and y 1 is the support by the first support member 315a of the first leaf spring 101. The distance from the position to the center of gravity of the mass body M, x 2 is the distance from the column 105 of the second leaf spring 102 to the support position by the second support member 315b, and y 2 is the second support of the second leaf spring 102 The distance from the support position of the member 315b to the center of gravity of the mass body M is shown.

本実施の形態に係る動吸振器の設計支援装置の構成及び動吸振器の設計方法は、実施の形態1又は2に係る動吸振器の設計支援装置の構成及び動吸振器の設計方法と同様であるので、その説明を省略する。本実施の形態では、実施の形態1又は2に係る動吸振器の設計方法と同様にして、最適な剛性k,kを決定し、得られた剛性k,kと一致するように、第1及び第2板バネ101,102の第1及び第2支持部材315a,315bによる支持位置をそれぞれ決定する。これにより、既に厚さ調整加工を施した第1及び第2板バネ101,102の剛性を微調整したい場合に、第1及び第2支持部材315a,315bを凹部内でスライドさせて支持位置を調整するだけで、動吸振器の第1又は第2板バネ101,102を取り替えることなく、第1及び第2板バネ101,102の剛性を容易に最適値に調整できる。よって、第1及び第2板バネ101,102の剛性の微調整が必要な場合に、新たに第1及び第2板バネ101,102を製作し直す必要がなく、第1及び第2支持部材315a,315bの支持位置を調整するだけで容易に剛性を微調整できる。 The configuration of the dynamic vibration absorber design support apparatus and the dynamic vibration absorber design method according to the present embodiment are the same as the configuration of the dynamic vibration absorber design support apparatus and the dynamic vibration absorber design method according to the first or second embodiment. Therefore, the description thereof will be omitted. In the present embodiment, similar to the method of designing the dynamic vibration reducer according to the first or second embodiment, the optimum stiffnesses k 1 and k 2 are determined so that they match the obtained stiffnesses k 1 and k 2. First, the support positions of the first and second plate springs 101 and 102 by the first and second support members 315a and 315b are determined. Accordingly, when it is desired to finely adjust the rigidity of the first and second leaf springs 101 and 102 that have already been subjected to the thickness adjustment processing, the first and second support members 315a and 315b are slid in the recesses to change the support positions. Only by adjusting, the rigidity of the first and second leaf springs 101, 102 can be easily adjusted to the optimum value without replacing the first or second leaf spring 101, 102 of the dynamic vibration absorber. Therefore, when fine adjustment of the rigidity of the first and second leaf springs 101 and 102 is required, there is no need to remanufacture the first and second leaf springs 101 and 102, and the first and second support members The rigidity can be easily finely adjusted only by adjusting the support positions of 315a and 315b.

(その他の実施の形態)
上述した実施の形態1乃至3では、温度と動吸振器100の減衰比との関係において、基準温度に減衰比のピークが一致するように剛性k,k,kを設定することについて述べたが、これに限定されるものではない。使用温度域内であれば、基準温度以外の温度にピークが位置するように剛性k,k,kを設定してもよい。
(Other embodiments)
In the first to third embodiments described above, in the relationship between the temperature and the damping ratio of the dynamic vibration reducer 100, the rigidity k 1 , k 2 , k is set so that the peak of the damping ratio matches the reference temperature. However, it is not limited to this. The rigidity k 1 , k 2 , k may be set so that the peak is located at a temperature other than the reference temperature as long as it is within the operating temperature range.

また、上述した実施の形態1乃至3では、単一のコンピュータ400によって設計支援プログラム510のすべての処理が実行される構成について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、設計支援プログラム510と同様の処理を、複数の装置(コンピュータ)により分散して実行する分散システムとすることも可能である。 Further, in the above-described first to third embodiments, the configuration in which all the processes of the design support program 510 are executed by the single computer 400 has been described, but the present invention is not limited to this, and design support is possible. It is also possible to provide a distributed system in which the same processing as the program 510 is distributed and executed by a plurality of devices (computers).

また、上述した実施の形態3では、第1及び第2板バネ101,102の間に1つの支持体311を配置し、この支持体311の上下両側に配置した第1及び第2支持部材315a,315bによって第1及び第2板バネ101,102のそれぞれを支持する構成について述べたが、これに限定されるものではない。第1及び第2板バネ101,102のそれぞれに対して別個に支持体を設け、一方の支持体に第1支持部材315aを取り付けて第1板バネ101を支持し、他方の支持体に第2支持部材315bを取り付けて第2板バネ102を支持する構成とすることもできる。しかし、実施の形態3の構成の方が、部品点数を少なくでき、シンプル且つ省スペースとなるため好ましい。 Further, in the above-described third embodiment, one support body 311 is arranged between the first and second leaf springs 101 and 102, and the first and second support members 315a arranged on both upper and lower sides of this support body 311. , 315b have been described to support each of the first and second leaf springs 101 and 102, but the present invention is not limited to this. A support is provided separately for each of the first and second leaf springs 101 and 102, and the first support member 315a is attached to one of the supports to support the first leaf spring 101, and the other support has the first support member 315a. The second support member 315b may be attached to support the second plate spring 102. However, the configuration of the third embodiment is preferable because the number of parts can be reduced, and the configuration is simple and space-saving.

また、上述した実施の形態3では、第1及び第2板バネ101,102に第1及び第2支持部材315a,315bを押し付けて支持する構成(ピン支持構造)について述べたが、これに限定されるものではない。第1及び第2板バネ101,102の一部の箇所を支持体にボルト等で固定することによって、第1及び第2板バネ101,102を片持ち梁構造で支持する構成とすることも可能である。しかし、第1及び第2板バネ101,102を固定するためには、第1及び第2板バネ101,102のそれぞれを上下両側からボルト及びナット等で挟み込む等する必要があるため、実施の形態3の構成の方が、部品点数を少なくでき、シンプル且つ省スペースとなり好ましい。 Further, in the third embodiment described above, the configuration (pin support structure) in which the first and second support members 315a and 315b are pressed against the first and second leaf springs 101 and 102 to support is described, but the present invention is not limited to this. It is not something that is done. The first and second plate springs 101 and 102 may be supported by a cantilever structure by fixing some parts of the first and second plate springs 101 and 102 to a support by bolts or the like. It is possible. However, in order to fix the first and second leaf springs 101 and 102, it is necessary to sandwich each of the first and second leaf springs 101 and 102 from above and below with bolts and nuts, etc. The configuration of form 3 is preferable because it can reduce the number of parts, is simple and saves space.

本発明の動吸振器及びその設計方法は、対象物における共振現象を抑制する動吸振器及びその設計方法等として有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The dynamic vibration reducer and the design method thereof according to the present invention are useful as a dynamic vibration reducer that suppresses resonance phenomenon in an object and a design method thereof.

100 動吸振器
101 第1板バネ
102 第2板バネ
103 質量体
104 粘弾性体
200 対象物
300 設計支援装置
400 コンピュータ
501 CPU
505 ハードディスク
510 設計支援プログラム
600 入力部
700 表示部
801,802 シェル要素
804 ソリッド要素
100 Dynamic Vibration Absorber 101 First Leaf Spring 102 Second Leaf Spring 103 Mass Body 104 Viscoelastic Body 200 Object 300 Design Support Device 400 Computer 501 CPU
505 hard disk 510 design support program 600 input section 700 display section 801 and 802 shell element 804 solid element

Claims (16)

温度変化に応じて減衰比が変化する動吸振器であって、
対象物に固定された支柱と、
長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、
長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が大きい第2板バネと、
前記第1板バネに取り付けられた質量体と、
前記第1及び第2板バネを連結し、温度が高くなるにしたがって剛性が低くなる粘弾性体と
を備え、
対象物に振動が発生した場合における前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの変形量が温度変化に応じて変化し、温度変化に対して減衰比がピークを示して変化するように構成され、
前記温度と前記減衰比との関係において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するように第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
動吸振器。
A dynamic vibration absorber whose damping ratio changes according to temperature changes,
A pillar fixed to the object,
A first leaf spring fixed to the column at the center in the longitudinal direction,
A second leaf spring fixed to the column at the center in the longitudinal direction and arranged in parallel with the first leaf spring and having a rigidity higher than that of the first leaf spring;
A mass body attached to the first leaf spring;
A viscoelastic body that connects the first and second leaf springs and decreases in rigidity as the temperature rises,
The amount of deformation of each of the first and second leaf springs and the viscoelastic body when vibration occurs in the object changes according to the temperature change, and the damping ratio changes with a peak with respect to the temperature change. Is configured as
In the relationship between the temperature and the damping ratio, the rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body are set so that the peak of the damping ratio is located within the operating temperature range.
Dynamic vibration absorber.
温度と減衰比との関係において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項1に記載の動吸振器。
In the relationship between the temperature and the damping ratio, the rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body are set so that the peaks coincide with the reference temperature within the operating temperature range.
The dynamic vibration reducer according to claim 1.
温度と減衰比との関係において、前記基準温度における減衰比が目標減衰比以上であり、且つ、前記使用温度域の上限又は下限における減衰比が目標減衰比以下であるように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項2に記載の動吸振器。
In the relationship between the temperature and the damping ratio, the damping ratio at the reference temperature is equal to or higher than the target damping ratio, and the damping ratio at the upper limit or the lower limit of the operating temperature range is equal to or lower than the target damping ratio. 2 The stiffness of leaf spring and viscoelastic body is set,
The dynamic vibration reducer according to claim 2.
温度と固有振動数の関係において、前記基準温度における固有振動数が目標固有振動数に一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の動吸振器。
In the relationship between temperature and natural frequency, the rigidity of the first and second leaf springs and the viscoelastic body is set so that the natural frequency at the reference temperature matches the target natural frequency.
The dynamic vibration reducer according to any one of claims 1 to 3.
前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部材をさらに備える、
請求項1乃至4の何れかに記載の動吸振器。
The first and second leaf springs are supported so that their positions can be adjusted in the longitudinal direction, and the rigidity of the first and second leaf springs is adjusted by adjusting the support positions of the first and second leaf springs. Further comprising first and second support members,
The dynamic vibration reducer according to any one of claims 1 to 4.
前記第1及び第2板バネの間に配置された支持体をさらに備え、
前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記支持体において、前記長手方向に位置調整可能に配置されている、
請求項5に記載の動吸振器。
Further comprising a support disposed between the first and second leaf springs,
Each of the first and second support members is arranged in the support body so as to be positionally adjustable in the longitudinal direction,
The dynamic vibration reducer according to claim 5.
前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記第1及び第2板バネのそれぞれに向かうにしたがって細くなるように形成され、先端に前記第1及び第2板バネに当接する頂部と、前記頂部の反対側に前記支持体に当接する底部とを有し、
前記第1支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第1支持部材が配置されていない状態における前記第1板バネと前記支持体の前記第1支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定され、
前記第2支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第2支持部材が配置されていない状態における前記第2板バネと前記支持体の前記第2支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定されている、
請求項6に記載の動吸振器。
Each of the first and second support members is formed so as to become thinner toward each of the first and second leaf springs, and has a top portion at the tip end that abuts against the first and second leaf springs, It has a bottom portion that abuts the support on the opposite side of the top portion,
The distance between the top portion and the bottom portion of the first support member is equal to that of the first leaf spring and the first support member of the support body in a state where the first support member is not arranged on the support body. It is set larger than the distance between the bottom surface and the contact surface,
The distance between the top portion and the bottom portion of the second support member is equal to that of the second leaf spring of the support and the second support member of the support in a state where the second support member is not arranged on the support. It is set to be larger than the distance between the contact surface and the bottom.
The dynamic vibration reducer according to claim 6.
対象物に固定された支柱と、長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が高い第2板バネと、前記第1板バネに取り付けられた質量体と、前記第1及び第2板バネを連結する粘弾性体とを備える動吸振器の設計方法であって、
温度に対して変化する前記動吸振器の減衰比の特性を設定するステップと、
前記減衰比の特性において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するか否かを判定するステップと、
前記使用温度域内に前記減衰比のピークが位置しない場合に、温度に対する前記ピークの位置を変更するように前記減衰比の特性を再設定するステップと
を有する、
動吸振器の設計方法。
A pillar fixed to the object, a first leaf spring fixed to the pillar at the center in the longitudinal direction, and a first leaf spring fixed to the pillar at the center in the longitudinal direction and arranged in parallel with the first leaf spring. A method for designing a dynamic vibration absorber, comprising: a second leaf spring having higher rigidity than a leaf spring; a mass body attached to the first leaf spring; and a viscoelastic body connecting the first and second leaf springs. There
Setting a characteristic of the damping ratio of the dynamic vibration absorber that changes with temperature,
In the characteristic of the damping ratio, a step of determining whether or not the peak of the damping ratio is located within the operating temperature range,
Resetting the characteristic of the damping ratio so as to change the position of the peak with respect to temperature when the peak of the damping ratio is not located within the operating temperature range.
Dynamic vibration absorber design method.
前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を剛性毎に乗じることで、前記粘弾性体の損失係数を温度に応じて変化する損失係数とした場合における剛性と前記減衰比との関係である前記減衰比の特性を決定し、
前記減衰比の特性を再設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を、前記減衰比の特性を決定したときとは剛性を変えて乗じることで、前記減衰比の特性を再決定する、
請求項8に記載の動吸振器の設計方法。
In the step of setting the characteristic of the damping ratio, with respect to the damping ratio for each rigidity when the rigidity of the viscoelastic body is changed in the case where the loss coefficient of the viscoelastic body is a constant representative loss coefficient, The loss coefficient of the viscoelastic body is changed according to temperature by multiplying the ratio of the loss coefficient of the viscoelastic body and the representative loss coefficient in each stiffness when the rigidity of the viscoelastic body is changed for each stiffness. Determining the characteristic of the damping ratio, which is the relationship between the rigidity and the damping ratio when the loss coefficient is
In the step of resetting the characteristic of the damping ratio, with respect to the damping ratio for each stiffness when the rigidity of the viscoelastic body is changed when the loss coefficient of the viscoelastic body is set to a constant representative loss coefficient, The ratio of the loss coefficient of the viscoelastic body in each stiffness and the representative loss factor is multiplied by changing the stiffness when determining the characteristic of the damping ratio, thereby redetermining the characteristic of the damping ratio,
The method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 8.
前記判定するステップでは、前記減衰比の特性において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するか否かを判定する、
請求項8又は9に記載の動吸振器の設計方法。
In the determining step, in the characteristic of the damping ratio, it is determined whether or not the peak matches a reference temperature in the operating temperature range,
A method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 8.
前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第1板バネの剛性と前記第2板バネの剛性との関係を規定するパラメータを調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップと
をさらに有する、
請求項8乃至10の何れかに記載の動吸振器の設計方法。
In the characteristic of the damping ratio, a step of determining whether the damping ratio at the peak is within a predetermined range based on the target damping ratio,
When the damping ratio at the peak is not within the predetermined range, the characteristic of the damping ratio is re-adjusted by adjusting the parameter that defines the relationship between the rigidity of the first leaf spring and the rigidity of the second leaf spring. Further comprising a step of setting,
A method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 8.
前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第2板バネの板厚を調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップと
をさらに有する、
請求項8乃至10の何れかに記載の動吸振器の設計方法。
In the characteristic of the damping ratio, a step of determining whether the damping ratio at the peak is within a predetermined range based on the target damping ratio,
Further adjusting the thickness of the second leaf spring when the damping ratio at the peak is not within the predetermined range, thereby resetting the characteristic of the damping ratio.
A method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 8.
前記減衰比の特性を設定した後、前記減衰比のピークにおける前記動吸振器の固有振動数が目標固有振動数に一致するように、前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの剛性を決定することにより、温度に対して変化する前記固有振動数の特性を調整するステップをさらに有する、
請求項8乃至12の何れかに記載の動吸振器の設計方法。
After setting the characteristics of the damping ratio, each of the first and second leaf springs and the viscoelastic body so that the natural frequency of the dynamic vibration absorber at the peak of the damping ratio matches the target natural frequency. Further comprising adjusting the characteristic of the natural frequency that varies with temperature by determining the stiffness of
A method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 8.
前記動吸振器は、前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部をさらに備え、
前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性が、決定された前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性と一致するように、前記第1及び第2支持部の支持位置を調整するステップをさらに有する、
請求項13に記載の動吸振器の設計方法。
The dynamic vibration reducer supports each of the first and second plate springs so as to be positionally adjustable in the longitudinal direction, and adjusts the support positions of the first and second plate springs to adjust the first and second plate springs. Further comprising first and second support parts for adjusting the rigidity of the spring,
The method further includes the step of adjusting the support positions of the first and second support parts so that the rigidity of each of the first and second leaf springs matches the determined rigidity of each of the first and second leaf springs. Have,
The method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 13.
前記第1及び第2板バネをシェル要素で、前記粘弾性体をソリッド要素でモデル化し、前記ソリッド要素の剛性特性としてヤング率又は剪断係数を与え、前記ソリッド要素の減衰特性として損失係数を与えて、有限要素法により前記減衰比及び前記固有振動数の初期特性を決定するステップをさらに有する、
請求項8乃至14の何れかに記載の動吸振器の設計方法。
The first and second leaf springs are modeled as shell elements, and the viscoelastic body is modeled as a solid element. Young's modulus or shear coefficient is given as the rigidity characteristic of the solid element, and loss coefficient is given as the damping characteristic of the solid element. And further determining the initial characteristics of the damping ratio and the natural frequency by the finite element method,
A method for designing a dynamic vibration reducer according to any one of claims 8 to 14.
前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記ヤング率又は剪断係数を変化させて前記粘弾性体の剛性を変化させ、各剛性における減衰比を得ることにより、前記減衰比の特性を設定する、
請求項15に記載の動吸振器の設計方法。

In the step of setting the characteristics of the damping ratio, the Young's modulus or the shear coefficient is changed to change the rigidity of the viscoelastic body, and the damping ratio at each rigidity is obtained, thereby setting the characteristics of the damping ratio.
The method for designing a dynamic vibration reducer according to claim 15.

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