JPH07113438A

JPH07113438A - 動吸振器

Info

Publication number: JPH07113438A
Application number: JP28183093A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kuninaga; 実国永; Shigeaki Cho; 維明張
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1993-10-14
Filing date: 1993-10-14
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】吸振振動数を変化させることができる動吸振
器を提供する。【構成】バネ手段２、３を介して錘４を振動体５に取
り付け振動体５の振動を吸収する動吸振器１であって、
前記バネ手段２、３は、取り付け枠２に片持ち状に突設
された支持軸３からなり、前記錘４は、該支持軸３に軸
方向に移動可能に嵌合されてなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動体の振動を吸収す
る動吸振器に係わり、特にバネ定数を可変としたものに
関する。

【０００２】

【従来の技術】動吸振器はバネ手段を介して錘を振動体
に取り付け、錘の共振により振動体の振動を吸収するも
のである。しかし、この動吸振器が用いられるのは、主
に振動体の固有振動数における共振を防止するためであ
り、従って、従来の動吸振器は、特定の周波数帯にのみ
使用可能な固定式動吸振器であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、振動体の種類
により、複数の固有振動数を持つものがあり、また、変
化する加振振動数に対処する必要があり、このような場
合に従来の動吸振器では吸振振動数を変化させることが
できなかった。

【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、吸振振動数を変化させることができる動吸振器
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における動吸振器は、バネ手段を介して錘を
振動体に取り付け、前記錘の共振により振動体の振動を
吸収する動吸振器であって、前記バネ手段は、取り付け
枠に片持ち状に突設された支持軸からなり、前記錘は、
該支持軸に軸方向に移動可能に嵌合されてなるものであ
る。

【０００６】

【作用】錘を支持軸の軸方向に移動させるとバネ定数が
変化し、吸振振動数が変化する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は本発明の構成を示す概念図、図２
は錘として使用するモータの断面図、図３は図２のＡ矢
視図、図４は図２のＢ矢視図、図５は振動系のモデル
図、図６は動吸振器の作動を示す振動周波数応答図であ
る。

【０００８】まず、構成を図１に基づき説明する。図１
において、５は振動を抑制しようとする振動体であり、
図示されない加振源により上下方向（矢印７方向）に加
振されている。１は動吸振器であり、Ｌ字状の取り付け
枠２と、該取り付け枠２に片持ち状に支持された支持軸
３と、該支持軸３に嵌合された錘４とからなり、前記振
動体５の上面に支持軸３が水平方向となるよう取り付け
枠２で固定されている。ここで、動吸振器１は、支持軸
３が加振方向と直角方向になるよう取り付けられればよ
く、動吸振器１を振動体５の側面に取り付けることもで
きる。従って、取り付け枠２の形状は、この取り付け状
態に応じて、またバネ定数を考慮して適宜選択される。
錘４はモータを内蔵しており、支持軸３上を軸方向（矢
印６方向）に自走可能となっている。８は制御回路であ
り、振動体５の振動数を入力されて錘（モータ）４に駆
動信号を出力し、その位置Ｌｘを制御している。

【０００９】つぎに、上述の支持軸３と錘４を図２乃至
図４に基づき詳しく説明する。図２において、支持軸３
は、外周面に雄ねじ３ａが切ってあり、軸方向に案内溝
１２が両側（図では片側のみ示す）に形成されている。
錘４はステッピングモータで構成されている。すなわ
ち、ステッピングモータ自体が錘４を兼ねる。該ステッ
ピングモータ４は、固定子９と回転子１０とからなる。
固定子９は、一端に円筒状の保持部１４を有し、Ｂ矢視
図である図３に示すように、この保持部１４には、支持
軸３の案内溝１２に摺動可能に嵌合するよう摺動爪１５
が内方に突設されている。従って、固定子９は支持軸３
の回りに回転しないようになっている。図２に戻り、回
転子１０は、軸部１３と中心孔２０とを有し、軸部１３
がベアリング１２を介して固定子９に回転自在に支持さ
れており、中心孔２０の内周面には前記雄ねじ３ａに対
応する雌ねじ２０ａが切ってある。従って、回転子１０
は回転することにより軸方向に進退自在であり、固定子
９もベアリング２０を介してこの回転子１０の動作を伝
達されこれに伴って移動する。

【００１０】図４において、回転子１０は成層鉄心より
なり、外周部に歯１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが形
成されている。固定子９は、成層鉄心よりなり、内周部
に歯が形成され、各歯にコイル１１が施されて磁極
φ_A、φ_B、φ_C、φ_A′、φ_B′、φ_C′が形成され
ている。

【００１１】いま、磁極φ_A・φ_A′が励磁されると、
図示するように、破線で示す磁束が流れ、磁極φ_A・φ
_A′と回転子歯１０ａ・１０ｃとが対面し合い、磁気抵
抗が最小となる位置に回転子１０が吸引されて位置が定
まる。つぎに、磁極φ_A・φ_A′の励磁を切り、磁極φ
_B・φ_B′を励磁すると、磁極φ_B・φ_B′と回転子歯
１０ｂ・１０ｄとが対面し合うように回転子１０が反時
計方向に回転する。他方、磁極φ_B・φ_B′の代わり
に、磁極φ_C・φ_C′を励磁すると、磁極φ_C・φ_C′
と回転子歯１０ｂ・１０ｄとが対面し合うように時計方
向に回転する。このように、励磁する磁極を順次移動さ
せることにより、回転子１０はその歯と磁極との間の磁
気抵抗を最も小さくし、磁束を通りやすくさせるよう回
転する。

【００１２】従って、図１の制御回路８から、各磁極φ
_A・φ_A′、φ_B・φ_B′、φ_C・φ_C′に電気パルス
を入力すると、パルス毎に一定角度（図示例では６０
度）づつ回転し、パルス数に応じた機械的角度が得られ
る。そして、この機械的角度に応じてステッピングモー
タ４が支持軸３の軸方向に移動し、これによって図１の
錘（ステッピングモータ）４の位置Ｌｘが制御される。
なお、このステッピングモータとしてはこの可変リラク
タンス形の他、同期誘導子形、永久磁石形等のものを用
いることができる。

【００１３】つぎに、動吸振器１が取り付けられた振動
体５のモデルを図５により説明する。モータ内蔵の錘４
は質量ｍであり、片持ちの支持軸３はバネ定数ｋであ
り、振動体５は質量Ｍの重りとその支持構造から決まる
バネ定数Ｋのバネとなる。また、振動体５に加わる加振
力はＦｅｘｐ（ｉΩ_Bｔ）であり、１６は動吸振器構造
が自然に有する減衰定数ｃである。このモデルにおい
て、理論上、ｃ＝０ならば、ω＝Ω_Bのとき振動体５の
振動は０になる。従って、動吸振器１の吸振振動数ω＝
ω（Ｌｘ）を加振振動数Ω_Bと一致するように制御すれ
ば振動体５の振動は最小限に抑えられる。よって、動吸
振器１の最適制御条件は下記の式、式を満足するも
のとなる。吸振振動数ω＝Ω_B・・・・・・・・式バネ定数ｋ＝ｍω²・・・・・・・式ここで、Ω_B：加振振動数動吸振器１は、上式のバネ定数ｋとなるよう、錘４の位
置が制御される。

【００１４】つぎに、上述の動吸振器の作動を図６によ
り説明する。図６は振動体の共振周波数付近における周
波数応答を示す図であり、縦軸は振幅、横軸は振動数比
（Ω_nは振動体の固有振動数）である。図６において、
点線３４は動吸振器をを取り付けない場合の振動体の周
波数応答パターンを示しており、共振周波数（振動数比
＝１）において振幅がピークとなっている。この共振周
波数において動吸振器が上述のバネ定数ｋ＝ｍω²＝ｍ
Ω_B ²に制御されると、実線３２に示す周波数応答パタ
ーンとなり、共振周波数の両側にピークが現れるが共振
周波数においては谷間（ｂ点）となり振動が抑制され
る。一点鎖線３１は共振周波数より高い周波数で、二点
鎖線３３は共振周波数より低い周波数でそれぞれバネ定
数ｋを最適に制御した場合の周波数応答パターンを示
し、各点ａ、ｃが谷間となる。

【００１５】図１及び図６において、振動体５が運転に
より加振振動数Ω_Bが変化するものである場合、その加
振振動数Ω_Bが矢印で示すように徐々に低下すると、こ
の加振振動数Ω_Bを入力されて制御回路８が最適制御条
件ｋ＝ｍω²となるよう錘４の位置Ｌｘを調整し、これ
によってバネ定数ｋは最適制御条件を維持しつつ徐々に
減少する。従って、振動体５の振幅は点線３５に示すよ
うに推移し、常に振動が抑制された状態で運転される。

【００１６】つぎに、本発明の動吸振器を紡糸巻取機に
適用した具体例を図７乃至図９に基づき説明する。図７
は本発明の動吸振器を用いた紡糸巻取機の正面図、図８
はその側面図、図９は昇降枠の振幅を示す図である。

【００１７】まず、紡糸巻取機の構成を説明する。図６
及び図７において、紡糸巻取機１０１は、本体フレーム
１０２に対して水平軸１０３の回りで回転するタレット
円板１０４と、該タレット円板１０４から突設する２本
のボビンホルダー１０５，１０６と、タレット円板１０
４の背面に固定され上記ボビンホルダー１０５，１０６
を回転駆動する誘導モータ１０７，１０８と、本体フレ
ーム１０２内の支柱１０９に案内されて垂直に上昇又は
下降する昇降枠１００と、この昇降枠１００の第１枠体
１００ａに支持されたタッチローラ１１１と、昇降枠１
００の第２枠体１００ｂに支持されたトラバース装置１
１２とから主に構成されている。すなわち、ボビンホル
ダー１０５，１０６はタレット円板１０４を介して間接
的に本体フレーム１０２に突設されている。そして、タ
ッチローラ１１１やトラバース装置１１２を支持する昇
降枠１００全体の重量は昇降枠１００側に設けられた接
圧シリンダ１１３によって支えられ、この重量と接圧シ
リンダ１１３による持ち上げ力との差がタッチローラ１
１１のパッケージＰに対する接圧力となるようになって
いる。なお、Ｂはボビン、Ｐは該ボビンに巻形成された
パッケージ、Ｙは紡糸機からの糸、１０２ａは本体フレ
ーム１０２から突設しその先端に操作盤が設けられてい
る固定アーム部である。

【００１８】１１５は上述の図１の動吸振器であり、１
１９は取り付け枠、１１６は支持軸、１１８は錘であ
る。動吸振器１１５は取り付け枠で第１枠体１００ａの
先端部に取り付けられている。ボビンホルダ１０６を駆
動する誘導モータ１０８にはパルスジェネレータ４１が
設置されており、制御回路１４０は、この回転数入力を
受けて、上述の最適制御条件プログラムにより錘１１８
の位置を決定し、錘１１８内蔵のステッピングモータに
信号を出力して錘１１８を当該位置に移動させるように
なっている。

【００１９】つぎに、紡糸巻取機１０１の巻取動作の概
略を説明する。図７において、ボビンホルダー１０５，
１０６の誘導モータ１０７，１０８には図示されない回
転数制御用のインバータが接続されており、タッチロー
ラ１１１には図示されない回転数（即ち糸速度）を検出
するパルスジェネレータが設けられている。そして、パ
ルスジェネレータの信号を設定値と比較し、インバータ
に指示を与えて所定の巻取速度を維持するようになって
いる。すなわち、パッケージＰが巻き太っていくと共
に、ボビンホルダー１０５，１０６の回転数が低下する
ようになっている。そして、パッケージＰが満巻になる
と、タレット円板１０４が１８０°回転し、満巻のパッ
ケージＰのボビンホルダー１０６が図示の待機位置とな
り、空ボビンＢのボビンホルダー１０６が図示の巻取位
置となり、満巻のパッケージＰから空ボビンＢへと糸渡
しが行われて連続的に巻取りが行われる。そして、満巻
のパッケージＰのボビンホルダー１０６は徐々に減速し
て停止し、満巻のパッケージＰと空のボビンＢとが差し
替えられる。

【００２０】そして、ボビンホルダー１０５，１０６に
装着されたボビンＢに巻形成されるパッケージＰに適切
な接圧を付与するタッチローラ１１１はこの回転の影響
を受け、ボビンホルダー１０５，１０６が加振源となっ
て、タッチローラ１１１を保持する昇降枠１００が振動
する。この振動においては、パッケージＰの巻量の変化
に伴いボビンホルダー１０５，１０６の回転数（加振振
動数）が変化する。

【００２１】つぎに、動吸振器の動作を図９に基づき説
明する。図９において、実線は動吸振器を取り付けない
場合の昇降枠の周波数応答パターンを示しており、ボビ
ンホルダーによる共振５１と昇降枠による共振５２とが
存在する。紡糸巻取機がスタートすると、動吸振器の錘
の位置はバネ定数の最適条件に制御される。そして、ボ
ビンの回転数が巻太りに伴い徐々に低下すると（矢印方
向）、バネ定数も徐々に減少し、昇降枠による共振周波
数５２において、点線に示す周波数応答パターンとな
り、共振周波数５２において昇降枠の振動が抑制される
（点５２′）。そして、さらにボビンの回転数が低下し
てボビンホルダーによる共振周波数５１となると、一点
鎖線に示す周波数応答パターンとなり、この共振周波数
５１においても昇降枠の振動が抑制される。このよう
に、動吸振器のバネ定数ｋが自動的に最適に調整される
結果、符号５４に示すように、運転中常に昇降枠の振幅
は最小限に抑制される。

【００２２】なお、上記した実施例では、動吸振器の錘
の位置を自動的に調整する場合を説明したが、これを手
動で行うこともできる。すなわち、動吸振器を、図１の
モータ内蔵の錘４と支持軸３に代えて、例えば、通常の
錘と摺動可能な支持軸とし、適宜ネジ止め可能な構成と
することにより、昇降枠の特定の共振周波数に対応した
バネ定数となるように錘の位置を手動で調整して本発明
を適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の動吸振器は上述のように、取り
付け枠に片持ち状に突設された支持軸からなるバネ手段
を介して、該支持軸に軸方向に移動可能に嵌合されてな
る錘を振動体に取り付けるものであるので、錘を支持軸
の軸方向に移動させることにより、バネ定数を変化させ
て吸振振動数を変化させることが可能である。従って、
振動体が、運転により加振振動数が変化するものである
場合、複数の共振周波数を有する場合、あるいは共振周
波数が変化するものである場合でも、常に振動が抑制さ
れた状態に維持することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す概念図である。

【図２】錘として使用するモータの断面図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】図２のＢ矢視図である。

【図５】振動系のモデル図である。

【図６】動吸振器の作動を示す振動周波数応答図であ
る。

【図７】本発明の動吸振器を用いた紡糸巻取機の正面図
である。

【図８】本発明の動吸振器を用いた紡糸巻取機の側面図
である。

【図９】昇降枠の振幅を示す図である。

【符号の説明】

１動吸振器２取り付け枠（バネ手段）３支持軸（バネ手段）４錘５振動体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バネ手段を介して錘を振動体に取り付け
振動体の振動を吸収する動吸振器であって、前記バネ手
段は、取り付け枠に片持ち状に突設された支持軸からな
り、前記錘は、該支持軸に軸方向に移動可能に支持され
てなる動吸振器。