JPH0925989A - 吸振装置及び吸振構造 - Google Patents

吸振装置及び吸振構造

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JPH0925989A
JPH0925989A JP17724395A JP17724395A JPH0925989A JP H0925989 A JPH0925989 A JP H0925989A JP 17724395 A JP17724395 A JP 17724395A JP 17724395 A JP17724395 A JP 17724395A JP H0925989 A JPH0925989 A JP H0925989A
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JP
Japan
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vibration
damper
piston
dimensional acceleration
acceleration sensor
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Application number
JP17724395A
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English (en)
Inventor
Yasuhito Nakamura
安仁 中村
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NEC Computertechno Ltd
Original Assignee
NEC Computertechno Ltd
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Publication date
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  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】過大な外力を受けても破損することのない吸振
装置。 【構成】シリンダー状のダンパ26内に電気粘性流体5
8を満たし、ダンパ26内を摺動するピストン54にば
ね27で一定方向の力を与え、ダンパ26の内面に設け
られた電極29とピストン54の側面に設けられた電極
28間に電圧を加えてダンパ26とピストン54の間の
絞り路26を通る電気粘性流体58に電界を印可して粘
性を変化させ、ダンパ26の減衰係数を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃を弱め機械的
振動を減衰させる吸振装置及び吸振構造に関し、特に制
振・免震を必要とされる筐体、構造物等を支持する部分
に取付けられる吸振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に用いられていた吸振装置
(例えば実開平2−46142号公報参照)は、模式的
に図6のように示すことができる。図6において、吸振
装置1は構造物9と固定床5との間に設けられ、構造物
9は主質量2がばね3を介して防振床4上に支持され、
防振床4に固定された補助質量8と固定床5との間に並
列に設置されたダンパ6とばね7とを有して構成され
る。
【0003】吸振装置1は、補助質量8の質量m、ばね
7のばね定数k、ダンパ6の減衰係数cに基づく減衰比
【0004】
【0005】を定めることにより、構造物9の振動状態
の適宜減衰を可能とする。
【0006】しかし、補助質量8の質量m、ばね7のば
ね定数k、ダンパ6の減衰係数cはそれぞれ固定化され
ているため減衰比ζは一定の値となり、そのため吸振装
置1を振動状態の変化する構造物9の主として高周波領
域の制振や、固定床5が振動する地震などの主として低
周波領域の免震に適応されるためには、その振動を広い
振動数にわたり効果的に減衰できない。
【0007】この減衰比ζを変化させ振動体に対して最
適な振動減衰効果を付与する目的で図5に示す吸振装置
10(特開平4−191543号公報)が採用されてい
る。固定床上に吸振装置10を介して構造物が設置され
る。吸振装置10は、図5に示すが如く、上板13と下
板11との間に複数枚の中板12を積層し、各板間の中
央部にダンパ6が設けられ、各板間のダンパ6のまわり
にはリング状ゴム体等からなるばね7が介装され、下板
11及び中板12の中央部に形成されたダンパ室14
と、最上層のダンパ室14から各中板12を貫通し最下
層のダンパ室14に連なる連通路15と、上下の板間に
形成される絞り路16と、絞り路16を挟む上下の板面
に電気絶縁体17を介して形成される一対の電極18,
19と、各絞り路16の周辺において各中板を貫通する
排液路20と、下板11において最下層の絞り路16の
まわりに連通し、最上層のダンパ室14に連通する循環
路21と、循環路21の中間路に設けられた循環ポンプ
22とを有し、循環ポンプ22によりダンパ室14に電
気粘性体を充填する。構造物の振動状態に応じて電極1
8,19間の電圧を制御してダンパ6の減衰係数を最適
な値にすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】吸振装置10は横方向
の振動吸収は可能であるが、縦方向に振動が加わった場
合、各ダンパ室14の周辺において上下の板間に形成さ
れる絞り路16を挟む上下の板間に電気粘性流体58を
介して形成される一対の電極18,19の間隔が広がり
または狭まり電気粘性流体58の粘性の制御が不可能に
なる場合が生じる。また、縦方向に過度の外力が加わる
と絞り路16の隙間が零になり電極18、19が接触し
破損する場合がある。
【0009】従って、上記吸振装置1は横方向の振動を
広い振動数の範囲にわたり効果的に減衰出来るが、さら
に縦方向の振動が加わった場合はその機能を充分に果た
すことが出来ず、最悪の場合ダンパ破損の危険性を持
つ。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の吸振装置は、電
気粘性流体が満たされ密閉されたシリンダー状のダンパ
本体と、このダンパ本体内を摺動するピストンと、この
ピストンに接続され先端が前記ダンパ本体の前端から突
出するピストンロッドと、前記ピストンに一定方向の力
を与えるばねと、前記ダンパ本体の内面に設けられた第
1の電極と、前記ピストンの側面に設けられ前記第1の
電極と協働して前記ダンパ本体の内面と前記ピストンの
側面の間の絞り路を通る前記電気粘性流体に電界を印加
する第2の電極とを備えている。
【0011】本発明の吸振構造は、3個以上の前記吸振
装置をそれぞれが異る向きに傾くようにそれぞれの一端
を自在継手を介して固定床に接続し、他端を自在継手を
介して構造物に継続したことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
【0013】図1は本発明の一実施例の吸振装置の断面
図である。図1において、吸振装置23は、電気粘性流
体58が満され密閉されたシリンダ内をばね27により
前端へ向かう力を受けるピストン54が摺動するダンパ
26からなり、ダンパ26の前端から突出するピストン
ロッド55は自在継手56を介して構造物9に接続さ
れ、ダンパ26の後端は自在継手57を介して固定床5
に接続されている。
【0014】さらに本発明の他の実施例の吸振構造は、
図2に示すが如く固定床5と構造物9との間に自在継手
56,57を介して吸振装置23を互いの向きが異るよ
うに傾けて4個(少くとも3個)実装することにより、
構造物9に対して三次元の振動が加わっても、あるいは
構造物9自身が振動を発生しても、吸振装置23は容易
構造物9の振動を吸収できる。
【0015】ダンパ26の内面およびピストン54の側
面の間に電気粘性流体58が絞られて流通する絞り路2
5が形成される。ダンパ6において、絞り路16を挟む
ようにピストン54の側面に設けられた電極28及びダ
ンパ26の内面に設けられた電極29の間に電圧を印可
すれば絞り路25内を通過する電気粘性流体58の流れ
に直交する電界を形成することとなり、両電極28,2
9に挟まれる電気粘性流体58の粘度を増加させること
となる。従って、絞り路25を通過する電気粘性流体5
8の粘度が制御され、結果としてダンパ26の減衰係数
cが調整可能となる。
【0016】図3は、図2に示す実施例にさらに加速度
センサを加えた実施例を示す模式図である。図1におい
て、51は構造物9の防振床4の振動の加速度を検出す
る三次元加速度センサ、52は三次元加速度センサ51
の検出値を基にダンパ26の電極28,29間に印加す
る電圧を制御する制御部52である。この吸振装置は、
以下のように作動する。
【0017】1.通常は、構造物9が動かないよう電気
粘性流体58には、一定の電圧が印加されている。
【0018】2.構造物9に振動が加わった場合または
振動が発生した場合、三次元加速度センサ51は構造物
9の三次元の加速度を検出し、この検出値を制御部52
に転送する。
【0019】3.制御部52は三次元加速度センサ51
の検出値を基に三次元加速度センサ51の検出値の絶対
値を零に収束させるよう制御すべき減衰比ζを決定し、
さらに、この減衰比ζを実現するためダンパ26の減衰
係数cを得るために必要な電圧をダンパ26の電極2
8,29に与える制御(例えばフィードバック制御)を
行い振動の吸収を行い、振動を収束させる。
【0020】図4は図3の実施例にさらにもう1つの加
速度センサを加えた実施例を示す模式図である。図4に
おいて、図3に示す実施例の構造物9を設置した固定床
5にも三次元加速度センサ53を取り付け、さらに制御
部52の代わりに制御部64を三次元加速度センサ5
1,53及びダンパ26の電極28,29に接続する。
この吸振装置は、以下のように作動する。
【0021】1.通常は、構造物9が動かないようダン
パ26の電極28,29には、一定の電圧が印可されて
いる。
【0022】2.構造物9に振動が加わった場合、まず
固定床5に設置された三次元加速度センサ53は固定床
5の三次元の加速度を検出し、この検出値を制御部64
に転送する。
【0023】3.制御部64は、固定床5の三次元加速
度センサ53の検出値を基に構造物9に設置された三次
元加速度センサ51の検出値の絶対置が零になるよう制
御すべき減衰比ζを決定し、さらに、この減衰比ζを実
現するためダンパ26の減衰係数cを得るために必要な
電圧をダンパ26の電極28,29にあらかじめ与える
制御(例えばフィードフォワード制御)を行い振動の吸
収を行う。
【0024】4.その後、構造物に加わる振動が続く場
合は、三次元加速度センサ51,53で検出された加速
度の大きさ、方向、位相等のデータを基にして三次元加
速度センサ51の絶対値を零に収束させるよう電極2
8,29に与える電圧を制御し振動の吸収を行い、振動
を収束させる。
【0025】
【発明の効果】本発明の吸振装置は構造物の振動を受け
てダンパ本体とピストンとが相対的に動く方向に平行に
絞り路及び絞り路内に電界を与えるための電極が設けら
れ、過度の外力を受けても電極どうしが接触して破損す
るようなことがないという効果がある。また本発明の吸
振構造は、構造物に対して最適な振動減衰効果を付与す
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の吸振装置の断面図である。
【図2】(A)及び(B)はそれぞれ本発明の他の実施
例の吸振構造の平面図及び側面図である。
【図3】図2に示す実施例の防震床の振動を検出する三
次元加速度センサを設けた吸振構造を示す模式図であ
る。
【図4】図3に示す吸振構造に固定床の振動を検出する
三次元加速度センサを設けた吸振構造の模式図である。
【図5】従来の吸振装置の断面図である。
【図6】従来の他の吸振装置を示す模式図である。
【符号の説明】 1,10,23 吸振装置 2 主質量 3 ばね 4 防震床 5 固定床 6 ダンパ 7 ばね 8 補助質量 9 構造物 11 下板 12 中板 13 上板 14 ダンパ室 15 連通路 16,25 絞り路 17 絶縁体 18,19,28,29 電極 20 排液路 21 循環路 22 循環ポンプ 26 ダンパ 27 ばね 51,53 三次元加速度センサ 52,64 制御部 54 ピストン 55 ピストンロッド 56,57 自在継手 58 電気粘性流体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気粘性流体が満たされ密閉されたシリ
    ンダー状のダンパ本体と、このダンパ本体内を摺動する
    ピストンと、このピストンに接続され先端が前記ダンパ
    本体の前端から突出するピストンロッドと、前記ピスト
    ンに一定方向の力を与えるばねと、前記ダンパ本体の内
    面に設けられた第1の電極と、前記ピストンの側面に設
    けられ前記第1の電極と協働して前記ダンパ本体の内面
    と前記ピストンの側面の間の絞り路を通る前記電気粘性
    流体に電界を印加する第2の電極とを含むことを特徴と
    する吸振装置。
  2. 【請求項2】 3個以上の請求項1記載の吸振装置をそ
    れぞれが互いに異る向きに傾くようにそれぞれの一端を
    自在継手を介して固定床に接続し他端を構造物に自在継
    手を介して接続したことを特徴とする吸振構造。
  3. 【請求項3】 構造物の振動を検出する第1の三次元加
    速度センサと、この第1の三次元加速度センサの検出値
    に応じて第1及び第2の電極間に与える電圧を制御する
    第1の制御部を備えた請求項2記載の吸振構造。
  4. 【請求項4】 固定床の振動を検出する第2の三次元加
    速度センサと、この第2の三次元加速度センサの検出値
    及び第1の三次元加速度センサの検出値に応じて第1及
    び第2の電極間に与える電圧を制御する第2の制御部を
    備えた請求項3記載の吸振構造。
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Legal Events

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991116