JPH09329183A - 動吸振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動体７の振動数が変化しても振動が大きく
ならないように、振動体７の振動数に動吸振器の固有振
動数を簡単かつ迅速に合わせることができる。 【解決手段】 振動体７にその振動方向を中心線方向と
して取り付けられた外環筒体５と、この外環筒体５の内
周面に外周面が接触して支持されるように設けられた筒
状の吸振ゴム４と、この吸振ゴム４の一端部に基部が接
着され先端部は吸振ゴム４の他端部から外方へ突出する
ように同心に設けられた質量ボルト２と、この質量ボル
ト２の先端部に螺入されて吸振ゴム４を調節可能に圧迫
する質量ナット１とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、船舶，橋，塔，
軸系等において、振動する又は強制振動させられる構造
要素の非共振化又は振動エネルギーの吸収をするために
用いられる動吸振器、いわゆるダイナミックダンパに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の動吸振器の概念図である。
動吸振器は質量体２とばね４とからなり、振動を低減さ
せる対象物である振動体７にばね４を介して質量体２が
取り付けられている。振動体７は自身で又は他から強制
されて振動する。この動吸振器の固有振動数は質量体２
の質量とばね４のばね定数とによって決まる。この動吸
振器の固有振動数を振動体７の振動数と一致させれば、
質量体２が共振して大きく振動することによって振動体
７の振動を理論上零にすることができる。振動体７の振
動数が変化してこの動吸振器の固有振動数と一致しなく
なると、かえって振動体７の振動が大きくなるので、振
動体７の振動数が変化したときは、質量体２の質量を増
加又は減少させて、この動吸振器の固有振動数を振動体
７の振動数に同調させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の動吸振器は上記
のようであるが、振動体７の振動数が変化する場合、こ
の動吸振器の固有振動数をこれに合わせるため、質量体
２の鉄板を追加したり除去したりして質量を増加又は減
少させる必要があるが、固有振動数を合わせるためには
質量を精確に調整する必要があり、種々の質量の鉄板を
用意して面倒な質量調整作業をしなければならない。ま
た、作業場所が狭隘などのため実際上困難な作業となる
場合があるというような問題があった。

【０００４】この発明は上記課題を解消するためになさ
れたもので、振動体７の振動数が変化しても、振動体７
の振動数に動吸振器の固有振動数を簡単かつ迅速に合わ
せることができる動吸振器を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る動吸振器
は、振動体にその振動方向を中心線方向として取り付け
られた外環筒体と、この外環筒体の内周面に外周面が接
触して支持されるように設けられた筒状の吸振ゴムと、
この吸振ゴムの一端部に基部が接着され先端部は前記吸
振ゴムの他端部から外方へ突出するように同心に設けら
れた質量ボルトと、この質量ボルトの前記先端部に螺入
されて前記吸振ゴムを調節可能に圧迫する質量ナットと
からなるものである。

【０００６】この発明における動吸振器は、振動体の振
動は外環筒体から、ばねの役目をする吸振ゴムを介し
て、質量体の役目をする質量ボルト及び質量ナットに伝
達される。質量ナットを質量ボルトに螺入して吸振ゴム
を軽く圧迫すれば吸振ゴムのばね定数は小さく、この動
吸振器の固有振動数は低くなり、強く圧迫すれば吸振ゴ
ムのばね定数は大きく、この動吸振器の固有振動数は高
くなる。すなわち、質量ナットを回すだけでこの動吸振
器の固有振動数を変えることができる。これにより、振
動体の振動数が変化しても、その振動数に合わせるよう
にこの動吸振器の固有振動数を変えて振動体の振動を小
さくすることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明による動吸振器の
実施の一形態を図について説明する。図１において、１
は質量ナット、２は質量ボルト、３は押え板、４は吸振
ゴム、５は外環筒体、６は取付ボルト、７は振動体であ
る。振動体７は自身で又は他から強制されて振動する。
この動吸振器は振動体７の振動を低減するために設けら
れる。外環筒体５は円筒状であり、その中心線の方向が
矢印で示す振動体７の振動方向になるようにして、外環
筒体５の図の下部が取付ボルト６で振動体７に取り付け
られる。吸振ゴム４は厚肉の円筒状であり、吸振ゴム４
の外周面は外環筒体５の内周面に密接するように形成さ
れ、図の下部では吸振ゴム４と外環筒体５とは接着され
ている。質量ボルト２は吸振ゴム４の中心線に埋め込む
ようにして取り付けられ、図の下部では質量ボルト２と
吸振ゴム４とは接着されており、それより上部では吸振
ゴム４の内周面は質量ボルト２の外面との間に隙間があ
る。押え板３はワッシャ状で吸振ゴム４の図の上面に置
かれる。質量ナット１及び質量ボルト２はこの動吸振器
の質量体であり、吸振ゴム４はばねに相当する。

【０００８】次に、図１に示す動吸振器の動作について
説明する。振動体７が矢印で示すように図の上下方向に
振動すると、振動体７に取付ボルト６で取り付けられた
外環筒体５も、振動体７と同じ方向に同じ振幅，同じ振
動数，同じ位相で振動する。この動吸振器の質量体であ
る質量ナット１及び質量ボルト２は、ばねに相当する吸
振ゴム４を介して外環筒体５に取り付けられているの
で、振動の方向は同じであるが、質量ナット１及び質量
ボルト２の振幅及び振動の位相は、振動体７の振幅及び
位相と異なる。

【０００９】動吸振器の質量体の質量（図１に示す動吸
振器では、質量ナット１と質量ボルト２と押え板３との
質量の合計に吸振ゴム４の質量の一部を加えたもの）を
ｍ、ばねの役目をする吸振ゴム４のばね定数をｋとすれ
ば、この動吸振器の固有振動数ｆ又は固有角振動数ω
は、次の式に示すようになる。

【００１０】２πｆ＝ω＝√（ｋ／ｍ）

【００１１】すなわち、動吸振器の固有振動数ｆは、質
量体の質量ｍとばね又は吸振ゴム４のばね定数ｋによっ
て決まる。

【００１２】この動吸振器の固有振動数が振動体７の振
動数に一致したときは、この動吸振器の質量体が振動体
７の振動に共振して１８０度異なる位相で大きく振動し
て、振動体７の振動が理論上零になる。しかし、動吸振
器の固有振動数が振動体７の振動数と一致せず、ある程
度の差異があると、この動吸振器を取り付けたためにか
えって、振動体７の振動が非常に大きくなる。したがっ
て、動吸振器の固有振動数は振動体７の振動数に常に一
致させる必要がある。振動体７も自身の固有振動数で振
動しようとするが、強制振動では振動体７自身の固有振
動数からずれた振動数で振動させられることもあり、振
動体７の振動数は一定ではない。

【００１３】このように振動体７の振動数が変化したと
き、変化した振動体７の振動数に対して動吸振器の固有
振動数も変化させて合わせる必要がある。そのため、図
４に示す従来の動吸振器では質量ｍを増減したが、図１
に示す動吸振器では、吸振ゴム４のばね定数ｋを変化さ
せて固有振動数を変更調節する。すなわち、質量ナット
１をねじ込んで押え板３を介して吸振ゴム４を圧迫する
と、吸振ゴム４の弾性係数の非線形性とか、吸振ゴム４
の外周面の上部が外環筒体５の内周面に強く当たると
か、吸振ゴム４の内周面が質量ボルト２に接触するよう
になるとかのため、吸振ゴム４のばね定数が高くなる。
前記式において、吸振ゴム４のばね定数ｋが高くなれ
ば、その平方根に比例して固有振動数ｆが高くなる。逆
に、質量ナット１をねじ戻すと、吸振ゴム４のばね定数
ｋが低くなり、固有振動数ｆが低くなる。このように、
質量ナット１を回すだけでこの動吸振器の固有振動数を
変化させて振動体７の振動数に一致させることができ、
振動体７の振動を小さくすることができる。

【００１４】次に、図２に示すこの発明による動吸振器
の実施の他の形態について説明する。図２に示す動吸振
器では質量ボルト２の下部と吸振ゴム４の下部との接着
を確実にするため、質量ボルト２の下端に溶接して受け
板８を設けた。図２に示す動吸振器では、質量ナット１
を回してねじ込んだとき、より確実に吸振ゴム４を圧迫
することができる。

【００１５】次に、図３に示すこの発明による動吸振器
の実施のさらに他の形態について説明する。図３に示す
動吸振器では質量ボルト２の下部と吸振ゴム４の下部と
の接着を確実にするため受け板８を設けた。また、質量
ナット１の下部を円錐状に形成した。図１に示す動吸振
器では質量ナット１を回して吸振ゴム４を軸方向に圧迫
したが、図３に示す動吸振器では、質量ナット１を回し
てねじ込みねじ戻すことにより、円錐状となっている質
量ナット１の下部で吸振ゴム４を軸方向と共に径方向に
も圧迫したり緩めたりして、主として、吸振ゴム４の上
部の外周面の外環筒体５への接触状態を変化させ、吸振
ゴム４のばねとして働く部分が、質量ナット１を緩めれ
ば下部だけ働き、締め込めば下部も上部も働くというよ
うに、吸振ゴム４のばね定数を変化させ、固有振動数を
変化させるようにした。

【００１６】なお、図３に示す動吸振器では、吸振ゴム
４に中心線を含む放射方向の複数個の切れ目を中心対称
に切っておくこともできる。切れ目があると、質量ナッ
ト１を回したとき、吸振ゴム４が容易に径方向に変位す
るので、質量ナット１を容易に回転させることができ
る。

【００１７】なお、図１，図２又は図３に示すこの発明
による動吸振器が大形になる場合は、質量ナット１又は
質量ボルト２に電動機を取り付けて、例えばウオームギ
ヤを介して質量ナット１を回転させるようにして、電動
機のスイッチのボタン操作だけで質量ナット１を回動さ
せて、吸振ゴム４のばね定数を変化させ、この動吸振器
の固有振動数を変化させるようにすることもできる。な
お、このような構成とする場合は質量ナット１の形状等
は適宜変更すればよい。

【００１８】また、上記のように電動機を設けてスイッ
チのボタン操作だけで質量ナット１を回動させるように
した場合は、さらに、振動体７の振動数を検出するセン
サ及びマイコンを設け、検出された振動数に応じて質量
ナット１を自動的に回動させるようにすることもでき
る。

【００１９】

【発明の効果】以上のように、振動体の振動数が変化し
たとき振動が大きくならないようにするためには、この
動吸振器の固有振動数を変化させて振動体の振動数に一
致させる必要があり、従来は質量を調整して段階的に変
化させるという面倒な作業を行っていたが、この発明に
よれば、質量ナットを回すだけでこの動吸振器の固有振
動数を簡単かつ迅速に連続的に変化させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による動吸振器の実施の一形態を示す
側面断面図である。

【図２】この発明による動吸振器の実施の他の形態を示
す側面断面図である。

【図３】この発明による動吸振器の実施のさらに他の形
態を示す側面断面図である。

【図４】従来の動吸振器を示す概念図である。

【符号の説明】

１：質量ナット、 ２：質量ボルト、 ３：押え板、 ４：吸振ゴム、 ５：外環筒体、 ６：取付ボルト、 ７：振動体、 ８：受け板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体にその振動方向を中心線方向とし
   て取り付けられた外環筒体と、この外環筒体の内周面に
   外周面が接触して支持されるように設けられた筒状の吸
   振ゴムと、この吸振ゴムの一端部に基部が接着され先端
   部は前記吸振ゴムの他端部から外方へ突出するように同
   心に設けられた質量ボルトと、この質量ボルトの前記先
   端部に螺入されて前記吸振ゴムを調節可能に圧迫する質
   量ナットとからなる動吸振器。