JP2021148235A - Vibration suppression device - Google Patents

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Abstract

To provide a vibration suppression device which can design an inertia connection element easily.SOLUTION: A vibration suppression device includes: an inertia connection mechanism having a nut which is fixed to a vibration suppression object and may move integrally with vibration of the vibration suppression object and a screw shaft which extends in a linear direction, is rotatably supported by a base part in a state that movement in the linear direction is restricted, is screw-joined to the nut, and may rotate in conjunction with movement of the nut; a rotation amount amplification mechanism having an input shaft which rotates in conjunction with rotation of the screw shaft, an output shaft coaxially disposed with the input shaft, and an amplification part which amplifies a rotation amount of the input shaft to transmit the rotation to the output shaft; and a damping mechanism which follows rotation of the output shaft and absorbs kinetic energy.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、制振装置に関する。 The present disclosure relates to a vibration damping device.

マスダンパを用いた制振装置として、例えば回転慣性型マスダンパを用いた構成が知られている（例えば、特許文献１等参照）。このような回転慣性型マスダンパは、対象構造とベース部との間にばね要素を介して接続されたナット及びネジ軸（慣性接続要素）と、ネジ軸の一端に配されるマス要素に相当するフライホイールと、ネジ軸の回転動に従動して運動エネルギーを吸収する減衰要素とを備えている。 As a vibration damping device using a mass damper, for example, a configuration using a rotary inertia type mass damper is known (see, for example, Patent Document 1 and the like). Such a rotary inertia type mass damper corresponds to a nut and a screw shaft (inertia connecting element) connected between the target structure and the base portion via a spring element, and a mass element arranged at one end of the screw shaft. It is equipped with a flywheel and a damping element that absorbs kinetic energy by following the rotational movement of the screw shaft.

特許第５０２３１２９号公報Japanese Patent No. 5023129

上記構成では、慣性接続要素により対象構造の直線方向への振動を増幅させた後、増幅させた振動を回転方向に変換して、運動エネルギーを吸収する構成である。この場合、ネジ軸は、増幅された振動によりナットが移動する範囲をカバーできる寸法とする必要、つまり、ネジ軸のストロークを大きくする必要がある。許容速度や強度等の観点から、このような条件のネジ軸・ナットを設計することは困難であった。 In the above configuration, after the vibration in the linear direction of the target structure is amplified by the inertial connection element, the amplified vibration is converted into the rotation direction to absorb the kinetic energy. In this case, the screw shaft needs to be sized to cover the range in which the nut moves due to the amplified vibration, that is, the stroke of the screw shaft needs to be increased. From the viewpoint of allowable speed and strength, it was difficult to design a screw shaft / nut under such conditions.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、慣性接続要素を容易に設計することが可能な制振装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to provide a vibration damping device capable of easily designing an inertial connection element.

本開示に係る制振装置は、制震対象物に固定され前記制震対象物の振動と一体で移動可能なナットと、直線方向に延び前記直線方向への移動が規制された状態でベース部に回転可能に支持され前記ナットとネジ接合されて前記ナットの移動に伴って回転可能なネジ軸と、を有する慣性接続要素と、前記ネジ軸の回転に伴って回転する入力軸と、前記入力軸と同軸に配置される出力軸と、前記入力軸の回転量を増幅して前記出力軸に伝達する増幅部と、を有する回転量増幅機構と、前記出力軸の回転に従動して運動エネルギーを吸収する減衰機構とを備える。 The vibration damping device according to the present disclosure includes a nut that is fixed to the vibration control object and can move integrally with the vibration of the vibration control object, and a base portion that extends in a linear direction and is restricted from moving in the linear direction. An inertial connecting element having a screw shaft that is rotatably supported and screw-joined to the nut and that can rotate with the movement of the nut, an input shaft that rotates with the rotation of the screw shaft, and the input. A rotation amount amplification mechanism having an output shaft arranged coaxially with the shaft and an amplification unit that amplifies the rotation amount of the input shaft and transmits the rotation amount to the output shaft, and kinetic energy following the rotation of the output shaft. It is equipped with a damping mechanism that absorbs.

本開示によれば、ネジ軸のストロークを短く設定できるので、許容速度以内、座屈荷重以内に抑えることができ、慣性接続要素を容易に設計することが可能な制振装置を提供することができる。 According to the present disclosure, since the stroke of the screw shaft can be set short, it is possible to provide a vibration damping device that can be suppressed within the permissible speed and within the buckling load, and the inertial connection element can be easily designed. can.

図１は、本実施形態に係る制振装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a vibration damping device according to the present embodiment. 図２は、回転量増幅機構の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a rotation amount amplification mechanism. 図３は、中心軸の軸線方向の外側から回転量増幅機構を見た場合の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example when the rotation amount amplification mechanism is viewed from the outside in the axial direction of the central axis. 図４は、図３に示す回転量増幅機構の一部の構成を拡大して示す断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the rotation amount amplification mechanism shown in FIG. 図５は、制振装置の動作の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the vibration damping device. 図６は、回転量増幅機構における動作の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of operation in the rotation amount amplification mechanism. 図７は、変形例に係る制振装置の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a vibration damping device according to a modified example. 図８は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example. 図９は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example. 図１０は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example.

以下、本開示に係る制振装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments of the vibration damping device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited by this embodiment. In addition, the components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.

図１は、本実施形態に係る制振装置１００の一例を示す図である。図１に示す制振装置１００は、いわゆる回転慣性型マスダンパを用いた構成である。制振装置１００は、例えば橋梁、ビル等の建築物に設置され、地震等による建築物の振動を抑制する。制振装置１００は、１つの建築物に対して１つ又は複数設置することができる。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a vibration damping device 100 according to the present embodiment. The vibration damping device 100 shown in FIG. 1 has a configuration using a so-called rotary inertia type mass damper. The vibration damping device 100 is installed in a building such as a bridge or a building to suppress vibration of the building due to an earthquake or the like. One or more vibration damping devices 100 can be installed in one building.

図１に示すように、制振装置１００は、慣性接続要素１０と、回転量増幅機構２０と、フライホイール３０と、減衰機構４０とを備える。 As shown in FIG. 1, the vibration damping device 100 includes an inertial connection element 10, a rotation amount amplification mechanism 20, a flywheel 30, and a damping mechanism 40.

慣性接続要素１０は、制震対象物５０の振動のうち直線方向の成分を回転方向への振動に変換して増速させる。制震対象物５０は、例えば建築物の一部である。慣性接続要素１０は、ナット１１及びネジ軸１２を有する。ナット１１は、固定部材５１を介して制震対象物５０に固定される。ナット１１は、制震対象物５０の振動と一体で移動可能である。ナット１１は、環状であり、内周面にネジ山が形成される。 The inertial connection element 10 converts the linear component of the vibration of the vibration control object 50 into vibration in the rotational direction to accelerate the vibration. The vibration control object 50 is, for example, a part of a building. The inertial connection element 10 has a nut 11 and a screw shaft 12. The nut 11 is fixed to the vibration control object 50 via the fixing member 51. The nut 11 can move integrally with the vibration of the vibration control object 50. The nut 11 is annular and has threads formed on its inner peripheral surface.

ネジ軸１２は、軸受１４、１５を介してベース部６０に支持される。ベース部６０は、例えば建築物が建築される地面、土台等である。軸受１４、１５には、不図示のボールが設けられ、ネジ軸１２を回転可能に支持する。ネジ軸１２は、直線方向に延びた円柱状であり、外周面にネジ山が形成される。 The screw shaft 12 is supported by the base portion 60 via bearings 14 and 15. The base portion 60 is, for example, the ground on which a building is built, a base, or the like. The bearings 14 and 15 are provided with balls (not shown) to rotatably support the screw shaft 12. The screw shaft 12 is a columnar shape extending in a straight line direction, and a screw thread is formed on the outer peripheral surface.

ネジ軸１２は、ナット１１とネジ接合される。ネジ軸１２は、ナット１１の移動に伴って、中心軸ＡＸを中心として回転可能である。慣性接続要素１０は、制震対象物５０の振動のうち、ネジ軸１２の中心軸ＡＸに沿った方向の成分を回転方向への振動に変換する。ネジ軸１２は、中心軸ＡＸの軸線方向への移動が規制される。 The screw shaft 12 is screwed to the nut 11. The screw shaft 12 can rotate about the central shaft AX as the nut 11 moves. The inertial connection element 10 converts the component of the vibration of the vibration control object 50 in the direction along the central axis AX of the screw shaft 12 into the vibration in the rotation direction. The screw shaft 12 is restricted from moving in the axial direction of the central axis AX.

なお、１つの建築物に対して複数の制振装置１００を設置する場合、少なくとも１つの制振装置１００のネジ軸１２の中心軸ＡＸの軸線方向が他の制振装置１００とは異なるように配置してもよい。この場合、ネジ軸１２の中心軸ＡＸの軸線方向が水平面に沿うように配置してもよいし、ネジ軸１２の中心軸ＡＸの軸線方向が水平面に交差するように配置してもよい。 When a plurality of vibration damping devices 100 are installed in one building, the axial direction of the central axis AX of the screw shaft 12 of at least one vibration damping device 100 is different from that of the other vibration damping devices 100. It may be arranged. In this case, the central axis AX of the screw shaft 12 may be arranged so as to be along the horizontal plane, or the central axis AX of the screw shaft 12 may be arranged so that the axial direction intersects the horizontal plane.

回転量増幅機構２０は、ネジ軸１２の回転量を増幅させる。図２は、回転量増幅機構２０の一例を示す図である。図２に示すように、回転量増幅機構２０は、入力軸２１と、出力軸２２と、回転伝達部２３とを備える。 The rotation amount amplification mechanism 20 amplifies the rotation amount of the screw shaft 12. FIG. 2 is a diagram showing an example of the rotation amount amplification mechanism 20. As shown in FIG. 2, the rotation amount amplification mechanism 20 includes an input shaft 21, an output shaft 22, and a rotation transmission unit 23.

入力軸２１は、ネジ軸１２に連結され、ネジ軸１２の回転に伴って回転する。本実施形態において、入力軸２１は、ネジ軸１２の中心軸ＡＸを中心として回転する。入力軸２１は、軸受１５によって回転可能に支持される。 The input shaft 21 is connected to the screw shaft 12 and rotates as the screw shaft 12 rotates. In this embodiment, the input shaft 21 rotates about the central shaft AX of the screw shaft 12. The input shaft 21 is rotatably supported by the bearing 15.

出力軸２２は、入力軸２１と同軸に配置される。つまり、出力軸２２は、ネジ軸１２の中心軸ＡＸを中心として回転する。出力軸２２は、軸受１６によって回転可能に支持される。 The output shaft 22 is arranged coaxially with the input shaft 21. That is, the output shaft 22 rotates about the central shaft AX of the screw shaft 12. The output shaft 22 is rotatably supported by the bearing 16.

回転伝達部２３は、入力軸２１の回転量を増幅して出力軸２２に伝達する。回転伝達部２３は、第１ホルダ２４と、第２ホルダ２５と、複数の弾性部材２６とを有する。第１ホルダ２４は、例えば円板状であり、入力軸２１に連結され、入力軸２１と一体で回転する。第２ホルダ２５は、例えば円板状であり、出力軸２２に連結され、出力軸２２と一体で回転する。 The rotation transmission unit 23 amplifies the rotation amount of the input shaft 21 and transmits it to the output shaft 22. The rotation transmission unit 23 has a first holder 24, a second holder 25, and a plurality of elastic members 26. The first holder 24 has, for example, a disk shape, is connected to the input shaft 21, and rotates integrally with the input shaft 21. The second holder 25 has, for example, a disk shape, is connected to the output shaft 22, and rotates integrally with the output shaft 22.

弾性部材２６は、例えば線状又はひも状であり、第１ホルダ２４と第２ホルダ２５との間に張り渡される。弾性部材２６は、例えばゴム、エラストマ等の樹脂材料を用いて形成することができる。なお、弾性部材２６は、上記の形状及び材料に限定されず、例えばバネ状、ぜんまい状、棒状等のような他の形状であってもよいし、金属材料等のような他の材料を用いて形成されてもよい。 The elastic member 26 is, for example, linear or string-shaped, and is stretched between the first holder 24 and the second holder 25. The elastic member 26 can be formed by using a resin material such as rubber or an elastomer. The elastic member 26 is not limited to the above-mentioned shape and material, and may have another shape such as a spring shape, a spring shape, a rod shape, or the like, or another material such as a metal material may be used. May be formed.

弾性部材２６は、入力軸２１及び出力軸２２の回転方向、つまり、中心軸ＡＸを中心とした回転方向に平行又は略平行に複数並んだ状態で配置される。複数の弾性部材２６は、例えば中心軸ＡＸを中心とした回転方向に等ピッチで配置される（図３等参照）。なお、複数の弾性部材２６の配置は上記に限定されない。 A plurality of elastic members 26 are arranged in a state of being arranged in parallel or substantially parallel to the rotation direction of the input shaft 21 and the output shaft 22, that is, the rotation direction centered on the central axis AX. The plurality of elastic members 26 are arranged at equal pitches in the rotational direction about the central axis AX, for example (see FIG. 3 and the like). The arrangement of the plurality of elastic members 26 is not limited to the above.

複数の弾性部材２６は、第１ホルダ２４と第２ホルダ２５とが中心軸ＡＸを中心として相対的に回転することにより、回転方向にねじれて縒り合わさるように弾性変形可能である。複数の弾性部材２６が弾性変形した場合、縒りが解ける方向に復元トルクが生じる。例えば、入力軸２１が回転する場合、第１ホルダ２４が入力軸２１と一体で回転する。第１ホルダ２４の回転により、複数の弾性部材２６が回転方向にねじれて縒り合わさるように弾性変形する。複数の弾性部材２６が弾性変形する場合、発生した復元トルクは第２ホルダ２５に作用する。この場合、第２ホルダ２５は、複数の弾性部材２６の復元トルクにより回転する。 The plurality of elastic members 26 can be elastically deformed so that the first holder 24 and the second holder 25 rotate relative to each other about the central axis AX so as to be twisted and twisted in the rotational direction. When the plurality of elastic members 26 are elastically deformed, a restoring torque is generated in the direction in which the twist is unwound. For example, when the input shaft 21 rotates, the first holder 24 rotates integrally with the input shaft 21. Due to the rotation of the first holder 24, the plurality of elastic members 26 are elastically deformed so as to be twisted and twisted in the rotation direction. When the plurality of elastic members 26 are elastically deformed, the generated restoration torque acts on the second holder 25. In this case, the second holder 25 is rotated by the restoring torque of the plurality of elastic members 26.

複数の弾性部材２６が中心軸ＡＸを中心とした回転方向に縒り合わさる場合、個々の弾性部材２６は、当該個々の弾性部材２６の中心軸を中心としてねじれた状態となる。複数の弾性部材２６は、回転方向に縒り合わさることに加えて、個々の弾性部材２６の当該ねじれにより、効率的に弾性力を得ることができる。 When the plurality of elastic members 26 are twisted in the rotation direction about the central axis AX, the individual elastic members 26 are in a twisted state about the central axis of the individual elastic members 26. In addition to being twisted in the rotational direction, the plurality of elastic members 26 can efficiently obtain an elastic force due to the twist of the individual elastic members 26.

複数の弾性部材２６は、このような個々にねじれが生じる方向への摺動が規制されるように、一方の端部２６ａ（図３参照）が第１ホルダ２４に固定され、他方の端部２６ｂ（図３参照）が第２ホルダ２５に固定される。この構成により、個々の弾性部材２６のねじれが端部において解けることを防止できるため、弾性力の損失を抑制できる。 One end 26a (see FIG. 3) of the plurality of elastic members 26 is fixed to the first holder 24 so that sliding in the direction in which such individual twisting occurs is restricted, and the other end 26a is fixed. 26b (see FIG. 3) is fixed to the second holder 25. With this configuration, it is possible to prevent the individual elastic members 26 from being untwisted at the ends, so that the loss of elastic force can be suppressed.

本実施形態において、入力軸２１の回転方向への振動に対して出力軸２２が共振して回転するように、複数の弾性部材２６のねじれ剛性と出力軸２２の慣性モーメントとが調整される。したがって、入力軸２１が回転方向に振動する場合、複数の弾性部材２６により、出力軸２２が回転方向に共振した状態で振動する。このため、入力軸２１の振動を出力軸２２に伝達する際、共振により効率的に振動を増幅して伝達することができる。 In the present embodiment, the torsional rigidity of the plurality of elastic members 26 and the moment of inertia of the output shaft 22 are adjusted so that the output shaft 22 resonates and rotates with respect to the vibration of the input shaft 21 in the rotation direction. Therefore, when the input shaft 21 vibrates in the rotational direction, the output shaft 22 vibrates in a state of resonating in the rotational direction due to the plurality of elastic members 26. Therefore, when the vibration of the input shaft 21 is transmitted to the output shaft 22, the vibration can be efficiently amplified and transmitted by resonance.

図３は、中心軸ＡＸの軸線方向の外側から回転量増幅機構２０を見た場合の一例を示す図である。図４は、図３に示す回転量増幅機構２０の一部の構成を拡大して示す断面図である。図３では、第１ホルダ２４又は第２ホルダ２５に弾性部材２６が固定される状態を示している。図４では、第２ホルダ２５側の構成を例に挙げて示しているが、第１ホルダ２４側においても同様の構成となっている。 FIG. 3 is a diagram showing an example when the rotation amount amplification mechanism 20 is viewed from the outside in the axial direction of the central axis AX. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the configuration of the rotation amount amplification mechanism 20 shown in FIG. FIG. 3 shows a state in which the elastic member 26 is fixed to the first holder 24 or the second holder 25. In FIG. 4, the configuration on the second holder 25 side is shown as an example, but the configuration on the first holder 24 side is also the same.

図３及び図４に示すように、弾性部材２６は、押さえ部材２７及び締結部材２８により、一方の端部２６ａが第１ホルダ２４に固定され、他方の端部２６ｂが第２ホルダ２５に固定される。弾性部材２６の端部２６ａ、２６ｂは、第１ホルダ２４、第２ホルダ２５にそれぞれ設けられる貫通孔２４ａ、２５ａを貫通し、中心軸ＡＸの軸線方向の外側に突出した状態で設けられる。 As shown in FIGS. 3 and 4, one end 26a of the elastic member 26 is fixed to the first holder 24 and the other end 26b is fixed to the second holder 25 by the pressing member 27 and the fastening member 28. Will be done. The ends 26a and 26b of the elastic member 26 are provided in a state of penetrating through holes 24a and 25a provided in the first holder 24 and the second holder 25, respectively, and projecting outward in the axial direction of the central axis AX.

押さえ部材２７は、第１ホルダ２４、第２ホルダ２５から突出した端部２６ａ、２６ｂを当該第１ホルダ２４、第２ホルダ２５に押さえつける。締結部材２８は、押さえ部材２７を第１ホルダ２４、第２ホルダ２５に締結する。なお、弾性部材２６の端部２６ａ、２６ｂを固定する構成は、押さえ部材２７及び締結部材２８を用いる構成に限定されず、他の構成であってもよい。 The pressing member 27 presses the ends 26a and 26b protruding from the first holder 24 and the second holder 25 against the first holder 24 and the second holder 25. The fastening member 28 fastens the pressing member 27 to the first holder 24 and the second holder 25. The configuration for fixing the ends 26a and 26b of the elastic member 26 is not limited to the configuration using the pressing member 27 and the fastening member 28, and may be another configuration.

フライホイール３０は、出力軸２２に設けられ、出力軸２２と一体で回転する。フライホイール３０は、出力軸２２の慣性モーメントを増加させる。フライホイール３０が設けられることにより、出力軸２２の慣性モーメントを容易に調整することができる。 The flywheel 30 is provided on the output shaft 22 and rotates integrally with the output shaft 22. The flywheel 30 increases the moment of inertia of the output shaft 22. By providing the flywheel 30, the moment of inertia of the output shaft 22 can be easily adjusted.

減衰機構４０は、出力軸２２の回転に従動して運動エネルギーを吸収する。減衰機構４０としては、例えば回転型ダンパー等を用いることができる。減衰機構４０は、ケース４１と、ロータ４２と、オイル４３とを有する。 The damping mechanism 40 absorbs kinetic energy in accordance with the rotation of the output shaft 22. As the damping mechanism 40, for example, a rotary damper or the like can be used. The damping mechanism 40 has a case 41, a rotor 42, and an oil 43.

ケース４１は、ロータ４２及びオイル４３を収容し、出力軸２２を回転可能に支持する。ロータ４２は、出力軸４２の回転に従動して回転する。本実施形態において、ロータ４２は、例えば出力軸２２に固定され、出力軸２２と一体で回転する。オイル４３は、粘性抵抗によりロータ４２の回転運動を制動する。減衰機構４０は、オイル４３によりロータ４２の回転運動を制動することにより、回転の運動エネルギーを吸収することができる。 The case 41 houses the rotor 42 and the oil 43 and rotatably supports the output shaft 22. The rotor 42 rotates in accordance with the rotation of the output shaft 42. In the present embodiment, the rotor 42 is fixed to, for example, the output shaft 22 and rotates integrally with the output shaft 22. The oil 43 brakes the rotational movement of the rotor 42 by viscous resistance. The damping mechanism 40 can absorb the rotational kinetic energy by braking the rotational movement of the rotor 42 with the oil 43.

次に、上記のように構成された制振装置１００の動作の一例を説明する。図５は、制振装置１００の動作の一例を示す図である。図５に示すように、地震等の振動が制震対象物５０に伝達され、制震対象物５０が振動した場合、当該振動のうち中心軸ＡＸに平行な成分により固定部材５１及びナット１１が中心軸ＡＸに平行な方向に移動する。ナット１１の移動により、ネジ軸１２が中心軸ＡＸを中心として回転する。ネジ軸１２の回転は、回転量増幅機構２０に伝達される。 Next, an example of the operation of the vibration damping device 100 configured as described above will be described. FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the vibration damping device 100. As shown in FIG. 5, when vibration such as an earthquake is transmitted to the vibration control object 50 and the vibration control object 50 vibrates, the fixing member 51 and the nut 11 are affected by the components of the vibration parallel to the central axis AX. It moves in a direction parallel to the central axis AX. The movement of the nut 11 causes the screw shaft 12 to rotate about the central shaft AX. The rotation of the screw shaft 12 is transmitted to the rotation amount amplification mechanism 20.

図６は、回転量増幅機構２０における動作の一例を示す図である。図６に示すように、ネジ軸１２の回転により、回転量増幅機構２０の入力軸２１が当該ネジ軸１２の回転に伴って回転する。入力軸２１の回転により、当該入力軸２１の回転と一体で第１ホルダ２４が回転する。第１ホルダ２４の回転により、複数の弾性部材２６が回転方向にねじれて縒り合わさるように弾性変形する。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the operation of the rotation amount amplification mechanism 20. As shown in FIG. 6, the rotation of the screw shaft 12 causes the input shaft 21 of the rotation amount amplification mechanism 20 to rotate with the rotation of the screw shaft 12. The rotation of the input shaft 21 causes the first holder 24 to rotate integrally with the rotation of the input shaft 21. Due to the rotation of the first holder 24, the plurality of elastic members 26 are elastically deformed so as to be twisted and twisted in the rotation direction.

複数の弾性部材２６の弾性変形により、縒りが解ける方向に復元トルクが生じる。発生した復元トルクは、第２ホルダ２５及び出力軸２２に作用する。第２ホルダ２５及び出力軸２２は、複数の弾性部材２６の復元トルクにより回転する。本実施形態では、回転量増幅機構２０において入力軸２１の回転量が増幅されて出力軸２２に伝達される。 Due to the elastic deformation of the plurality of elastic members 26, a restoring torque is generated in the direction in which the twist is unwound. The generated restoration torque acts on the second holder 25 and the output shaft 22. The second holder 25 and the output shaft 22 rotate due to the restoring torque of the plurality of elastic members 26. In the present embodiment, the rotation amount amplification mechanism 20 amplifies the rotation amount of the input shaft 21 and transmits it to the output shaft 22.

出力軸２２の回転により、図５に示すように、減衰機構４０においてロータ４２が回転する。ロータ４２が回転すると、オイル４３による粘性抵抗を受け、運動エネルギーが吸収されて回転が減衰する。これにより、制震対象物５０の振動を減衰することができる。 As shown in FIG. 5, the rotation of the output shaft 22 causes the rotor 42 to rotate in the damping mechanism 40. When the rotor 42 rotates, it receives viscous resistance due to the oil 43, kinetic energy is absorbed, and the rotation is attenuated. As a result, the vibration of the vibration control object 50 can be damped.

以上のように、本実施形態に係る制振装置１００は、制震対象物５０に固定され制震対象物５０の振動と一体で移動可能なナット１１と、ベース部６０に回転可能に支持されナット１１とネジ接合されてナット１１の移動に伴って回転可能なネジ軸１２と、を有する慣性接続要素１０と、ネジ軸１２の回転に伴って回転する入力軸２１と、入力軸２１と同軸に配置される出力軸２２と、入力軸２１の回転量を増幅して出力軸２２に伝達する回転伝達部２３と、を有する回転量増幅機構２０と、出力軸２２の回転に従動して運動エネルギーを吸収する減衰機構４０とを備える。 As described above, the vibration damping device 100 according to the present embodiment is rotatably supported by the nut 11 which is fixed to the vibration damping object 50 and can move integrally with the vibration of the vibration damping object 50, and the base portion 60. An inertial connection element 10 having a screw shaft 12 that is screw-joined to the nut 11 and can rotate with the movement of the nut 11, an input shaft 21 that rotates with the rotation of the screw shaft 12, and a coaxial with the input shaft 21. A rotation amount amplification mechanism 20 having an output shaft 22 arranged in the above and a rotation transmission unit 23 that amplifies the rotation amount of the input shaft 21 and transmits the rotation amount to the output shaft 22 It includes a damping mechanism 40 that absorbs energy.

この制振装置１００は、制震対象物５０の振動を回転方向の振動に変換し、複数の弾性部材２６の共振により回転量を増幅し、増幅した回転量で回転する出力軸２２の回転を減衰する構成であるため、大きな運動エネルギーを吸収することができる。このため、制震対象物５０の振動を効率的に減衰することができる。また、制振装置１００は、制震対象物５０の振動方向を直線方向から回転方向に変更した後、回転量を増幅させることで振動を増幅させる構成であるため、直線方向の振動を増幅させる構成に比べて、直線方向におけるナット１１の移動量を抑制できる。これにより、ネジ軸１２の寸法を抑えることができるため、ネジ軸１２を含む慣性接続要素１０を容易に設計することができる。 The vibration damping device 100 converts the vibration of the vibration damping object 50 into vibration in the rotation direction, amplifies the amount of rotation by the resonance of the plurality of elastic members 26, and rotates the output shaft 22 that rotates with the amplified rotation amount. Since it has a damping structure, it can absorb a large amount of kinetic energy. Therefore, the vibration of the vibration control object 50 can be efficiently damped. Further, since the vibration damping device 100 has a configuration in which the vibration direction of the vibration control object 50 is changed from the linear direction to the rotational direction and then the vibration amount is amplified to amplify the vibration, the vibration in the linear direction is amplified. Compared with the configuration, the amount of movement of the nut 11 in the linear direction can be suppressed. As a result, the dimensions of the screw shaft 12 can be suppressed, so that the inertial connection element 10 including the screw shaft 12 can be easily designed.

本実施形態に係る制振装置１００において、回転伝達部２３は、入力軸２１と出力軸２２との間に接続され入力軸２１及び出力軸２２の回転方向にねじれるように弾性変形可能な弾性部材２６を有する。 In the vibration damping device 100 according to the present embodiment, the rotation transmission unit 23 is an elastic member connected between the input shaft 21 and the output shaft 22 and elastically deformable so as to be twisted in the rotational direction of the input shaft 21 and the output shaft 22. Has 26.

従って、弾性部材２６の弾性力を用いることにより、入力軸２１から出力軸２２に対して回転を容易かつ確実に伝達可能となる。 Therefore, by using the elastic force of the elastic member 26, the rotation can be easily and surely transmitted from the input shaft 21 to the output shaft 22.

本実施形態に係る制振装置１００において、入力軸２１の回転方向への振動に対して出力軸２２が共振して回転するように、弾性部材２６のねじれ剛性とフライホイール３０の慣性モーメントとが調整される。 In the vibration damping device 100 according to the present embodiment, the torsional rigidity of the elastic member 26 and the moment of inertia of the flywheel 30 are adjusted so that the output shaft 22 resonates and rotates with respect to the vibration of the input shaft 21 in the rotation direction. It will be adjusted.

従って、共振により入力軸２１の回転を効率的に増幅させて出力軸２２に伝達することができる。 Therefore, the rotation of the input shaft 21 can be efficiently amplified by resonance and transmitted to the output shaft 22.

出力軸２２に設けられ、出力軸２２と一体で回転し、出力軸２２の慣性モーメントを調整するフライホイール３０を備える。 A flywheel 30 is provided on the output shaft 22 and rotates integrally with the output shaft 22 to adjust the moment of inertia of the output shaft 22.

従って、出力軸２２の慣性モーメントを容易に調整することができる。 Therefore, the moment of inertia of the output shaft 22 can be easily adjusted.

本実施形態に係る制振装置１００において、回転伝達部２３は、入力軸２１と一体で回転する第１ホルダ２４と、出力軸２２と一体で連結する第２ホルダ２５とを有し、弾性部材２６は、線状であり、第１ホルダ２４と第２ホルダ２５との間に張り渡され、入力軸２１及び出力軸２２の回転方向に沿って複数並んだ状態で配置される。 In the vibration damping device 100 according to the present embodiment, the rotation transmission unit 23 has a first holder 24 that rotates integrally with the input shaft 21 and a second holder 25 that integrally connects with the output shaft 22, and is an elastic member. Reference numeral 26 denotes a linear shape, which is stretched between the first holder 24 and the second holder 25, and is arranged in a state where a plurality of the input shaft 21 and the output shaft 22 are arranged side by side along the rotation direction.

従って、複数の弾性部材２６が縒り合わさるようにねじれた状態を形成すると共に、個々の弾性部材２６がねじれた状態を形成できる。これにより、効率的に復元トルクを発生させることができる。 Therefore, it is possible to form a twisted state in which the plurality of elastic members 26 are twisted together, and to form a twisted state in which the individual elastic members 26 are twisted. As a result, the restoration torque can be efficiently generated.

本実施形態に係る制振装置１００において、それぞれの弾性部材２６は、一端が第１ホルダ２４に固定され、他端が第２ホルダ２５に固定される。 In the vibration damping device 100 according to the present embodiment, one end of each elastic member 26 is fixed to the first holder 24, and the other end is fixed to the second holder 25.

従って、個々の弾性部材２６のねじれが端部において解けることを防止できるため、ねじれによる弾性力の損失を抑制できる。 Therefore, since the twist of each elastic member 26 can be prevented from being unwound at the end portion, the loss of elastic force due to the twist can be suppressed.

本開示の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態において、各弾性部材２６は、端部２６ａが第１ホルダ２４に固定され、端部２６ｂが第２ホルダ２５に固定される構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、端部２６ａ、２６ｂの一方又は両方が固定されない状態で接続された構成であってもよい。 The technical scope of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. For example, in the above embodiment, each elastic member 26 has been described by exemplifying a configuration in which the end portion 26a is fixed to the first holder 24 and the end portion 26b is fixed to the second holder 25, but the present invention is limited to this. Not done. For example, one or both of the ends 26a and 26b may be connected in a non-fixed state.

また、上記実施形態において、出力軸２２にフライホイール３０が設けられた構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、フライホイール３０が設けられない構成であってもよい。この場合、例えば、出力軸２２の形状、寸法、材料等を調整することで出力軸２２の慣性モーメントを調整することができる。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the flywheel 30 is provided on the output shaft 22 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and a configuration in which the flywheel 30 is not provided may be used. In this case, for example, the moment of inertia of the output shaft 22 can be adjusted by adjusting the shape, dimensions, material, etc. of the output shaft 22.

図７は、変形例に係る制振装置の構成を示す図である。図７に示す制振装置２００のように、慣性接続要素１０のナット１１の両側に、回転量増幅機構２０、１２０と、フライホイール３０、１３０と、減衰機構４０、１４０とを備える構成としてもよい。回転量増幅機構１２０、フライホイール１３０及び減衰機構１４０の各構成は、上記実施形態に記載の回転量増幅機構２０、フライホイール３０及び減衰機構４０と同様とすることができる。図７において、回転量増幅機構１２０、フライホイール１３０及び減衰機構１４０の各構成要素を示す符号は、上記実施形態に記載の回転量増幅機構２０、フライホイール３０及び減衰機構４０の構成要素の符号と対応して記載している。制振装置２００は、図７の一方（ナット１１の右側）の機構における固有振動数ｆａと、他方（ナット１１の左側）の機構における固有振動数ｆｂとを異なるように設定することが可能である。例えば、図７に示すように、回転量増幅機構１２０の第１ホルダ１２４と第２ホルダ１２５との間隔を、回転量増幅機構２０の第１ホルダ２４と第２ホルダ２５との間隔と異なるように設定してもよい。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a vibration damping device according to a modified example. As in the vibration damping device 200 shown in FIG. 7, the rotation amount amplification mechanisms 20 and 120, the flywheels 30 and 130, and the damping mechanisms 40 and 140 may be provided on both sides of the nut 11 of the inertial connection element 10. good. Each configuration of the rotation amount amplification mechanism 120, the flywheel 130, and the damping mechanism 140 can be the same as the rotation amount amplification mechanism 20, the flywheel 30, and the damping mechanism 40 described in the above embodiment. In FIG. 7, the reference numerals indicating the components of the rotation amount amplification mechanism 120, the flywheel 130, and the damping mechanism 140 are the reference numerals of the components of the rotation amount amplification mechanism 20, the flywheel 30, and the damping mechanism 40 according to the above embodiment. It is described correspondingly. The vibration damping device 200 can set the natural frequency fa in one mechanism (right side of the nut 11) and the natural frequency fb in the other mechanism (left side of the nut 11) differently in FIG. 7. be. For example, as shown in FIG. 7, the distance between the first holder 124 and the second holder 125 of the rotation amount amplification mechanism 120 is different from the distance between the first holder 24 and the second holder 25 of the rotation amount amplification mechanism 20. May be set to.

図８は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。図８に示す制振装置３００のように、回転量増幅機構２０に第１ギア２２４Ａ及び第２ギア２２４Ｂを設けて、ネジ軸１２の回転を第１ギア２２４Ａ及び第２ギア２２４Ｂにより増速させながらトルクを伝達させる構成としてもよい。この構成では、ネジ軸１２を支持する第１軸受１５Ａと、入力軸２２１Ｂを支持する第２軸受１５Ｂとが別個に設けられる。具体的には、第１ギア２２４Ａを支持する第１軸受１５Ａがネジ軸１２を支持する。また、第１ギア２２４Ａと噛み合う第２ギア２２４Ｂを支持する第２軸受１５Ｂが入力軸２２１Ｂを支持する。 FIG. 8 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example. Like the vibration damping device 300 shown in FIG. 8, the rotation amount amplification mechanism 20 is provided with the first gear 224A and the second gear 224B, and the rotation of the screw shaft 12 is accelerated by the first gear 224A and the second gear 224B. However, it may be configured to transmit torque. In this configuration, the first bearing 15A that supports the screw shaft 12 and the second bearing 15B that supports the input shaft 221B are separately provided. Specifically, the first bearing 15A that supports the first gear 224A supports the screw shaft 12. Further, the second bearing 15B that supports the second gear 224B that meshes with the first gear 224A supports the input shaft 221B.

図９は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。図９に示す制振装置４００では、図８に示す制振装置３００のうち軸受１４、ナット１１、ネジ軸１２及び第１軸受１５Ａを含む構成が、第１ギア１５Ａを基準として左右対称に配置されている。これにより、軸受１４、ナット１１、ネジ軸１２及び第１軸受１５Ａを含む構成と、回転量増幅機構２０、フライホイール３０及び減衰機構４０とが左右の同一側に配置されることになる。したがって、左右方向の全長を短くすることができる。 FIG. 9 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example. In the vibration damping device 400 shown in FIG. 9, the configuration including the bearing 14, the nut 11, the screw shaft 12, and the first bearing 15A in the vibration damping device 300 shown in FIG. 8 is arranged symmetrically with respect to the first gear 15A. Has been done. As a result, the configuration including the bearing 14, the nut 11, the screw shaft 12, and the first bearing 15A, and the rotation amount amplification mechanism 20, the flywheel 30, and the damping mechanism 40 are arranged on the same left and right sides. Therefore, the total length in the left-right direction can be shortened.

図１０は、変形例に係る制振装置の他の構成を示す図である。図１０に示す制振装置５００では、図８に示す制振装置３００に対して、回転量増幅機構５２０、フライホイール５３０及び減衰機構５４０の構成を追加した構成となっている。図１０において、回転量増幅機構５２０、フライホイール５３０及び減衰機構５４０の各構成要素を示す符号は、上記実施形態に記載の回転量増幅機構２０、フライホイール３０及び減衰機構４０の構成要素の符号と対応して記載している。この構成では、第１軸受１５Ａにはネジ軸１２と一体で回転する第１ギア５２４Ａが設けられる。回転量増幅機構２０は、第２軸受１５Ｂに入力軸２２が支持され、第１ホルダ２４に第２ギア５２４Ｂが固定される。回転量増幅機構５２０は、第３軸受１５Ｃに入力軸５２２が支持され、第１ホルダ５２４に第３ギア５２４Ｃが固定される。制振装置５００は、ネジ軸１２の回転と共に第１ギア５２４Ａが一体で回転し、第１ギア５２４Ａの回転により第２ギア５２４Ｂ及び第３ギア５２４Ｃが連動して回転する。第２ギア５２４Ｂ及び第３ギア５２４Ｃの回転により、回転量増幅機構２０及び回転量増幅機構５２０に対して回転が伝達される。制振装置５００は、回転量増幅機構２０、フライホイール３０及び減衰機構４０を含む機構における固有振動数ｆａと、回転量増幅機構５２０、フライホイール５３０及び減衰機構５４０を含む機構における固有振動数ｆｃとを異なるように設定することが可能である。例えば、図１０に示すように、回転量増幅機構５２０の第１ホルダ５２４と第２ホルダ５２５との間隔を、回転量増幅機構２０の第１ホルダ２４と第２ホルダ２５との間隔と異なるように設定してもよい。 FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the vibration damping device according to the modified example. The vibration damping device 500 shown in FIG. 10 has a configuration in which the rotation amount amplification mechanism 520, the flywheel 530, and the damping mechanism 540 are added to the vibration damping device 300 shown in FIG. In FIG. 10, the reference numerals indicating the components of the rotation amount amplification mechanism 520, the flywheel 530, and the damping mechanism 540 are the reference numerals of the components of the rotation amount amplification mechanism 20, the flywheel 30, and the damping mechanism 40 according to the above embodiment. It is described correspondingly. In this configuration, the first bearing 15A is provided with a first gear 524A that rotates integrally with the screw shaft 12. In the rotation amount amplification mechanism 20, the input shaft 22 is supported by the second bearing 15B, and the second gear 524B is fixed to the first holder 24. In the rotation amount amplification mechanism 520, the input shaft 522 is supported by the third bearing 15C, and the third gear 524C is fixed to the first holder 524. In the vibration damping device 500, the first gear 524A rotates integrally with the rotation of the screw shaft 12, and the second gear 524B and the third gear 524C rotate in conjunction with the rotation of the first gear 524A. The rotation of the second gear 524B and the third gear 524C transmits the rotation to the rotation amount amplification mechanism 20 and the rotation amount amplification mechanism 520. The vibration damping device 500 includes the natural frequency fa in the mechanism including the rotation amount amplification mechanism 20, the flywheel 30 and the damping mechanism 40, and the natural frequency fc in the mechanism including the rotation amount amplification mechanism 520, the flywheel 530 and the damping mechanism 540. Can be set differently. For example, as shown in FIG. 10, the distance between the first holder 524 and the second holder 525 of the rotation amount amplification mechanism 520 is different from the distance between the first holder 24 and the second holder 25 of the rotation amount amplification mechanism 20. May be set to.

１０ 慣性接続要素
１１ ナット
１２ ネジ軸
１４，１５，１６ 軸受
１５Ａ 第１軸受
１５Ｂ 第２軸受
１５Ｃ 第３軸受
２０，１２０，２２０，５２０ 回転量増幅機構
２１ 入力軸
２２ 出力軸
２３ 回転伝達部
２４ 第１ホルダ
２４ａ，２５ａ 貫通孔
２５ 第２ホルダ
２６ 弾性部材
２６ａ，２６ｂ 端部
２７ 部材
２８ 締結部材
３０，１３０，２３０，５３０ フライホイール
４０，１４０，２４０，５４０ 減衰機構
４１ ケース
４２ ロータ
４３ オイル
５０ 制震対象物
５１ 固定部材
６０ ベース部
１００ 制振装置
１２４，５２４ 第１ホルダ
１２５，５２５ 第２ホルダ
２２４Ａ，５２４Ａ 第１ギア
２２４Ｂ，５２４Ｂ 第２ギア
５２４Ｃ 第３ギア
ＡＸ 中心軸 10 Inertial connection element 11 Nut 12 Screw shaft 14, 15, 16 Bearing 15A 1st bearing 15B 2nd bearing 15C 3rd bearing 20, 120, 220, 520 Rotation amount amplification mechanism 21 Input shaft 22 Output shaft 23 Rotation transmission part 24 1 Holder 24a, 25a Through hole 25 Second holder 26 Elastic member 26a, 26b End 27 Member 28 Fastening member 30, 130, 230, 530 Flywheel 40, 140, 240, 540 Damping mechanism 41 Case 42 Rotor 43 Oil 50 control Seismic object 51 Fixing member 60 Base 100 Vibration damping device 124,524 1st holder 125,525 2nd holder 224A, 524A 1st gear 224B, 524B 2nd gear 524C 3rd gear AX Central axis

Claims (6)

制震対象物に固定され前記制震対象物の振動と一体で移動可能なナットと、ベース部に回転可能に支持され前記ナットとネジ接合されて前記ナットの移動に伴って回転可能なネジ軸と、を有する慣性接続機構と、
前記ネジ軸の回転に伴って回転する入力軸と、前記入力軸と同軸に配置される出力軸と、前記入力軸の回転量を増幅して前記出力軸に伝達する回転伝達部と、を有する回転量増幅機構と、
前記出力軸の回転に従動して運動エネルギーを吸収する減衰機構と
を備える制振装置。 A nut that is fixed to the vibration control object and can move integrally with the vibration of the vibration control object, and a screw shaft that is rotatably supported by the base and screw-joined to the nut so that it can rotate with the movement of the nut. And, with an inertial connection mechanism,
It has an input shaft that rotates with the rotation of the screw shaft, an output shaft that is arranged coaxially with the input shaft, and a rotation transmission unit that amplifies the amount of rotation of the input shaft and transmits it to the output shaft. Rotation amount amplification mechanism and
A vibration damping device including a damping mechanism that absorbs kinetic energy in accordance with the rotation of the output shaft. 前記回転伝達部は、前記入力軸と前記出力軸との間に接続され前記入力軸及び前記出力軸の回転方向にねじれるように弾性変形可能な弾性部材を有する
請求項１に記載の制振装置。 The vibration damping device according to claim 1, wherein the rotation transmission unit has an elastic member connected between the input shaft and the output shaft and elastically deformable so as to be twisted in the rotational direction of the input shaft and the output shaft. .. 前記入力軸の回転方向への振動に対して前記出力軸が共振して回転するように、前記弾性部材のねじれ剛性と前記出力軸の慣性モーメントとが調整される
請求項２に記載の制振装置。 The vibration damping according to claim 2, wherein the torsional rigidity of the elastic member and the moment of inertia of the output shaft are adjusted so that the output shaft resonates and rotates in response to vibration in the rotation direction of the input shaft. Device. 前記出力軸に設けられ、前記出力軸と一体で回転し、前記出力軸の慣性モーメントを調整するフライホイールを備える
請求項３に記載の制振装置。 The vibration damping device according to claim 3, further comprising a flywheel provided on the output shaft, which rotates integrally with the output shaft and adjusts the moment of inertia of the output shaft. 前記回転伝達部は、前記入力軸と一体で回転する第１ホルダと、前記出力軸と一体で連結する第２ホルダとを有し、
前記弾性部材は、線状であり、前記第１ホルダと前記第２ホルダとの間に張り渡され、前記入力軸及び前記出力軸の回転方向に沿って複数並んだ状態で配置される
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の制振装置。 The rotation transmission unit has a first holder that rotates integrally with the input shaft and a second holder that integrally connects with the output shaft.
Claim that the elastic member is linear, is stretched between the first holder and the second holder, and is arranged in a state where a plurality of the elastic members are arranged side by side along the rotation direction of the input shaft and the output shaft. The vibration damping device according to any one of claims 2 to 4. それぞれの前記弾性部材は、一端が前記第１ホルダに固定され、他端が前記第２ホルダに固定される
請求項５に記載の制振装置。 The vibration damping device according to claim 5, wherein one end of each elastic member is fixed to the first holder and the other end is fixed to the second holder.
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