JPH03194238A - 磁性弾性体を用いた制振装置 - Google Patents
磁性弾性体を用いた制振装置Info
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- JPH03194238A JPH03194238A JP33394389A JP33394389A JPH03194238A JP H03194238 A JPH03194238 A JP H03194238A JP 33394389 A JP33394389 A JP 33394389A JP 33394389 A JP33394389 A JP 33394389A JP H03194238 A JPH03194238 A JP H03194238A
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- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
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Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は主に精密機械、精密計測器等に適用される動的
制振装置に関する。
制振装置に関する。
従来の制振技術としては１機械的なバネで振動体を支持
し、この系の固有振動数と外力の振動数の比を選ぶこと
により、振動体の制振や振動の伝達防止を計ることが良
く知られている。
し、この系の固有振動数と外力の振動数の比を選ぶこと
により、振動体の制振や振動の伝達防止を計ることが良
く知られている。
また機械的なバネやダッシュポットで構成される吸振器
を振動体に取付けて振動エネルギーを吸収して制振する
技術（ダイナミックダンパ）などが実用されている。
を振動体に取付けて振動エネルギーを吸収して制振する
技術（ダイナミックダンパ）などが実用されている。
機械から基礎への振動伝達の防止や１機械自体の振動を
防止する吸振器などの特性は、質量。
防止する吸振器などの特性は、質量。
バネ定数、減衰定数などの要素で決まる固有振動数と外
力の振動数により決まり、制振の目的に応じてこれらの
要素の値を決定する技術は古くから実用されている。し
かし、これらの要素は固定された一定の値しかとり得な
いため、特定の外力の振動数に対してのみ有効であって
。
力の振動数により決まり、制振の目的に応じてこれらの
要素の値を決定する技術は古くから実用されている。し
かし、これらの要素は固定された一定の値しかとり得な
いため、特定の外力の振動数に対してのみ有効であって
。
外力の振動数が変化すると制振が不十分になったり、場
合によっては却って振動を増長することもあり得る。こ
の原因は質量、バネ定数、減衰定数など振動特性を決め
る要素が容易に変更できないためである。例えば２機械
の台に据え付けられるバネはそのバネを取替えずに、又
はその数を増減させることなく振動系のバネ定数を変更
することができない。
合によっては却って振動を増長することもあり得る。こ
の原因は質量、バネ定数、減衰定数など振動特性を決め
る要素が容易に変更できないためである。例えば２機械
の台に据え付けられるバネはそのバネを取替えずに、又
はその数を増減させることなく振動系のバネ定数を変更
することができない。
特に、振動特性を決める最も重要なバネが外部信号で迅
速にかつ容易に変更することができれば、外力の振動数
変化に対応できる優れた制振器が提供できることは明白
である。本発明の課題は、」−配貨来技術の不具合を解
消し、バネ定数を外部信号で容易にリアルタイムで変更
できる制振装置を提供することにある。
速にかつ容易に変更することができれば、外力の振動数
変化に対応できる優れた制振器が提供できることは明白
である。本発明の課題は、」−配貨来技術の不具合を解
消し、バネ定数を外部信号で容易にリアルタイムで変更
できる制振装置を提供することにある。
本発明による制振装置は、バネを弾性的性質を有する物
質４例えばシリコンゴムなと、とこの物質に分散混入す
る２例えば純鉄、 Ｃｏ、 ＭｎＺｎフェライトなどの
磁性粉体との複合体で構成し該バネに外部よりその強さ
を可変とする磁場を与える手段を具備した制振装置を特
徴とするものである。即ち２本発明は１弾性的性質をも
つ材料に磁性粉体を混合した複合体により作られるバネ
と、該バネに外部から磁場を付与するコイルと、振動を
感知する振動センサと、該振動センサの信号を分析して
その周波数を算出する振動分析器と、該振動分析器の分
析結果により制振に最適なバネ定数を演算する演算器と
、該演算器からの信号により前記コイルに流れる電流を
調整してバネ定数を変化させる電流コントローラとを具
備してなることを特徴とする磁性弾性体を用いた制振装
置を提供するものである。
質４例えばシリコンゴムなと、とこの物質に分散混入す
る２例えば純鉄、 Ｃｏ、 ＭｎＺｎフェライトなどの
磁性粉体との複合体で構成し該バネに外部よりその強さ
を可変とする磁場を与える手段を具備した制振装置を特
徴とするものである。即ち２本発明は１弾性的性質をも
つ材料に磁性粉体を混合した複合体により作られるバネ
と、該バネに外部から磁場を付与するコイルと、振動を
感知する振動センサと、該振動センサの信号を分析して
その周波数を算出する振動分析器と、該振動分析器の分
析結果により制振に最適なバネ定数を演算する演算器と
、該演算器からの信号により前記コイルに流れる電流を
調整してバネ定数を変化させる電流コントローラとを具
備してなることを特徴とする磁性弾性体を用いた制振装
置を提供するものである。
本発明の装置によれば、バネに磁場が付与されていない
場合には、バネの弾性的性質は弾性材料の材質とその形
状とにより一義的に決まるがコイルに電流を流し、バネ
に磁場が付与されるとバネの複合体に含まれる磁性粉体
は磁場の方向に磁区が配向する。この状態でバネに圧縮
力又は引張力を加えて変形させる場合、変形により磁区
が変位する。従って磁気エントロピーが変化するため磁
性体によって磁気的な抵抗力が生ずる。即ち磁性体の存
在によりバネの変形力と変位との関係が変化する。この
変化は磁化が大きいほど大きくなる。即ち外部磁場の強
さをコイルにより制御することにより複合体のバネ定数
を変更できることになる。従って複合体のバネ振動系の
最適なバネ定数を知る手段を併せて採用することにより
、コイルの電流、即ち磁場の強さを外力の振動数に応じ
て最適に選び。
場合には、バネの弾性的性質は弾性材料の材質とその形
状とにより一義的に決まるがコイルに電流を流し、バネ
に磁場が付与されるとバネの複合体に含まれる磁性粉体
は磁場の方向に磁区が配向する。この状態でバネに圧縮
力又は引張力を加えて変形させる場合、変形により磁区
が変位する。従って磁気エントロピーが変化するため磁
性体によって磁気的な抵抗力が生ずる。即ち磁性体の存
在によりバネの変形力と変位との関係が変化する。この
変化は磁化が大きいほど大きくなる。即ち外部磁場の強
さをコイルにより制御することにより複合体のバネ定数
を変更できることになる。従って複合体のバネ振動系の
最適なバネ定数を知る手段を併せて採用することにより
、コイルの電流、即ち磁場の強さを外力の振動数に応じ
て最適に選び。
外力の振動数変化に応じて常に最適な制振が可能となる
。
。
第１図は本発明の磁性弾性体を用いた制振装置の実施例
を示す構成図であり、被制振体４は床６と支持バネ（通
常のコイルバネ）５により支持される。床６がＦの方向
に振動すると振動センサ７により振動を感知し、振動分
析器８によりその周波数ＷＯを算出する。この情報を演
算器９に送り、ここで１の質量Ｍと複合体からなるバネ
２とで構成される吸振器の固有振動数がＷＯと合致する
ようなバネ定数に相当する電流量ｉｏを算出する。この
場合のバネ２はシリコンゴムからなりＭｎＺｎ フェ
ライト粉を混合したものであるが、純鉄、コバルト等の
磁性粉体でもよい。この信号を電流コントローラー０に
送り固定設置されるコイル３に流れる電源１１からの電
流を１０となるように制御する。ここで複合体のバネ２
のバネ定数は例えば第３図に示すようなあらかじめ実験
で求めた荷重〜電流の関係より電流の大きさで一義的に
定まる。第３図のグラフは第２図に示すよりな力Ｆとバ
ネ２の変形量２の関係を示したもので、 Ｈａ、Ｈｌ、
Ｈ２はそれ♂ ぞれ（電流）×（コイル巻数）で磁場の強さに比例して
いる。この値をＨｏ、 Ｈｌ、 Ｈ−とそれぞれ増大す
るとバネ定数はＫｏ 、 Ｋ ｔ 、 Ｋｇと大きくな
り同じ変位量りに対して力Ｆが大きくなることを示して
いる。
を示す構成図であり、被制振体４は床６と支持バネ（通
常のコイルバネ）５により支持される。床６がＦの方向
に振動すると振動センサ７により振動を感知し、振動分
析器８によりその周波数ＷＯを算出する。この情報を演
算器９に送り、ここで１の質量Ｍと複合体からなるバネ
２とで構成される吸振器の固有振動数がＷＯと合致する
ようなバネ定数に相当する電流量ｉｏを算出する。この
場合のバネ２はシリコンゴムからなりＭｎＺｎ フェ
ライト粉を混合したものであるが、純鉄、コバルト等の
磁性粉体でもよい。この信号を電流コントローラー０に
送り固定設置されるコイル３に流れる電源１１からの電
流を１０となるように制御する。ここで複合体のバネ２
のバネ定数は例えば第３図に示すようなあらかじめ実験
で求めた荷重〜電流の関係より電流の大きさで一義的に
定まる。第３図のグラフは第２図に示すよりな力Ｆとバ
ネ２の変形量２の関係を示したもので、 Ｈａ、Ｈｌ、
Ｈ２はそれ♂ ぞれ（電流）×（コイル巻数）で磁場の強さに比例して
いる。この値をＨｏ、 Ｈｌ、 Ｈ−とそれぞれ増大す
るとバネ定数はＫｏ 、 Ｋ ｔ 、 Ｋｇと大きくな
り同じ変位量りに対して力Ｆが大きくなることを示して
いる。
このような構成で、バネ２に磁場が付与されていない場
合には、その弾性的性質は弾性材料の材質とその形状と
により一義的に決まる。しかしコイル３によりバネ２へ
磁場が付与されるとバネ２の複合体に含まれる磁性粉体
は磁場の方向に磁区が配向する。この状態でバネ２に圧
縮力又は引張力を加えて変形させる場合、変形により磁
区が変位する。従って磁気エン（・ロビーが変化するた
め磁性体によって磁気的な抵抗力が生ずる。即ち磁性体
の存在により変形力と変位との関係が変化する。この変
化は磁化が大きいほど大きくなる。
合には、その弾性的性質は弾性材料の材質とその形状と
により一義的に決まる。しかしコイル３によりバネ２へ
磁場が付与されるとバネ２の複合体に含まれる磁性粉体
は磁場の方向に磁区が配向する。この状態でバネ２に圧
縮力又は引張力を加えて変形させる場合、変形により磁
区が変位する。従って磁気エン（・ロビーが変化するた
め磁性体によって磁気的な抵抗力が生ずる。即ち磁性体
の存在により変形力と変位との関係が変化する。この変
化は磁化が大きいほど大きくなる。
即ち、電流コントロールエ０により電源１１の電流を変
化して外部磁場の強さを制御することによりバネ２の複
合体のバネ定数を変更できることになる。従って、この
ような複合体をバネ２として用いることと、振動系の最
適なバネ定数を知る手段を併せて採用することにより。
化して外部磁場の強さを制御することによりバネ２の複
合体のバネ定数を変更できることになる。従って、この
ような複合体をバネ２として用いることと、振動系の最
適なバネ定数を知る手段を併せて採用することにより。
コイルの電流即ち磁場の強さを外力の振動数に応じて最
適に選び、外力の振動数変化に応じて常に最適な制振が
可能となる。
適に選び、外力の振動数変化に応じて常に最適な制振が
可能となる。
以上説明の第１図の実施例は、ダイナミックダンパとし
ての利用例で、振動の方向が縦方向にのみ有効な例であ
るが水平方向の振動にも効かずには、磁場の方向を９０
°変えるか、又は質量−バネ−複合材系を水平方向に取
付ければ良いので適用範囲が広いものである。又９本例
は動的吸振器について説明したが、これに限ることなく
２例えば回転機械と床との間に設置して振動力の伝達の
低減や危険回転の回避などの綾振器や、これと反対に、
物体を加振する加振器などにも適用できるものである。
ての利用例で、振動の方向が縦方向にのみ有効な例であ
るが水平方向の振動にも効かずには、磁場の方向を９０
°変えるか、又は質量−バネ−複合材系を水平方向に取
付ければ良いので適用範囲が広いものである。又９本例
は動的吸振器について説明したが、これに限ることなく
２例えば回転機械と床との間に設置して振動力の伝達の
低減や危険回転の回避などの綾振器や、これと反対に、
物体を加振する加振器などにも適用できるものである。
従来は、振動系のバネ定数は固定された値しかとり得な
かったが１本発明によれば振動を検出してＮ流をコント
ロールすることにより自動的にリアルタイムで最適なバ
ネ定数を選択できるため、常に最適な制振器を提供でき
る技術的効果があり、この様な技術的効果による信頼性
向」二や振動・騒音の低減などの安全性の向上などの効
果が得られる。
かったが１本発明によれば振動を検出してＮ流をコント
ロールすることにより自動的にリアルタイムで最適なバ
ネ定数を選択できるため、常に最適な制振器を提供でき
る技術的効果があり、この様な技術的効果による信頼性
向」二や振動・騒音の低減などの安全性の向上などの効
果が得られる。
第１図は１本発明の実施例に係る磁性弾性体を用いた制
振装置の構成図、第２図は第１図におけるバネとコイル
の拡大図、第３図は複合体のバネの変位と力の関係を示
すグラフである。 ２ バネ、３・・コイル、４・被制振体、７・・振動セ
ンサ、８・・振動分析器、９ ・演算器、１０・・電流
コントローラ、１】・・・電源。 ィ４−鏝人 石 川 新 ２ノ（ネ 鞘２図 第３■
振装置の構成図、第２図は第１図におけるバネとコイル
の拡大図、第３図は複合体のバネの変位と力の関係を示
すグラフである。 ２ バネ、３・・コイル、４・被制振体、７・・振動セ
ンサ、８・・振動分析器、９ ・演算器、１０・・電流
コントローラ、１】・・・電源。 ィ４−鏝人 石 川 新 ２ノ（ネ 鞘２図 第３■
Claims (1)
- 弾性的性質をもつ材料に磁性粉体を混合した複合体によ
り作られるバネと、該バネに外部から磁場を付与するコ
イルと、振動を感知する振動センサと、該振動センサの
信号を分析してその周波数を算出する振動分析器と、該
振動分析器の分析結果により制振に最適なバネ定数を演
算する演算器と、該演算器からの信号により前記コイル
に流れる電流を調整して、バネ定数を変化させる電流コ
ントローラとを具備してなることを特徴とする磁性弾性
体を用いた制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33394389A JPH03194238A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 磁性弾性体を用いた制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33394389A JPH03194238A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 磁性弾性体を用いた制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194238A true JPH03194238A (ja) | 1991-08-23 |
Family
ID=18271713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33394389A Pending JPH03194238A (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 磁性弾性体を用いた制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03194238A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926385A1 (en) * | 1997-12-23 | 1999-06-30 | Rover Group Limited | A vibration absorbing system |
| JP2011220452A (ja) * | 2010-04-09 | 2011-11-04 | Ihi Corp | 防振装置 |
| JP2011231829A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Ihi Corp | 防振部材 |
| KR101240470B1 (ko) * | 2011-03-30 | 2013-03-11 | 한국과학기술원 | 가변 강성의 탄성 소재 |
| JP2013181090A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Kanazawa Univ | 磁性粒子複合粘弾性体及びそれを用いた可変剛性型動吸振器 |
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| WO2016148011A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | 本田技研工業株式会社 | ダイナミックダンパ、防振装置、及び磁気粘弾性エラストマの製造方法 |
| JP2017133639A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 本田技研工業株式会社 | 固有値可変型動吸振器及び固有値可変型防振装置 |
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| JP2018066436A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | 株式会社免制震ディバイス | 積層ゴム免震装置 |
| JP2019105379A (ja) * | 2019-04-05 | 2019-06-27 | 本田技研工業株式会社 | ダイナミックダンパ制御装置 |
| JP2022098511A (ja) * | 2020-12-22 | 2022-07-04 | 本田技研工業株式会社 | サスペンションアームブッシュ |
-
1989
- 1989-12-22 JP JP33394389A patent/JPH03194238A/ja active Pending
Cited By (20)
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| JPWO2016148011A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2017-10-12 | 本田技研工業株式会社 | ダイナミックダンパ、防振装置、及び磁気粘弾性エラストマの製造方法 |
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| US10400841B2 (en) | 2015-03-16 | 2019-09-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Dynamic damper, vibration isolator, and method for manufacturing magnetic viscous elastomer |
| CN107429782A (zh) * | 2015-03-16 | 2017-12-01 | 本田技研工业株式会社 | 动态减震器、防振装置及磁流变弹性体的制造方法 |
| CN107023608A (zh) * | 2016-01-29 | 2017-08-08 | 本田技研工业株式会社 | 固有值可变型动力吸振器及固有值可变型防振装置 |
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| JP2022098511A (ja) * | 2020-12-22 | 2022-07-04 | 本田技研工業株式会社 | サスペンションアームブッシュ |
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