JPH11294528A - 制振装置 - Google Patents

制振装置

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JPH11294528A
JPH11294528A JP9308098A JP9308098A JPH11294528A JP H11294528 A JPH11294528 A JP H11294528A JP 9308098 A JP9308098 A JP 9308098A JP 9308098 A JP9308098 A JP 9308098A JP H11294528 A JPH11294528 A JP H11294528A
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vibration damping
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善続 猫本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的振動或いは流体的脈動等の小入力レベ
ルの定常的な振動及び風、地震等の大入力レベルの過渡
的な振動のいずれに対しても、有効に制振効果を発揮す
ることのできる簡便な制振装置を提供する。 【解決手段】 制振対象物に対して固定され、その内部
に中空部を備えたボックス構造体と、該ボックス構造体
の中空部に収容された球殻体と、該球殻体の内部に運動
自在に収容された球状の第1制振手段とを有し、前記ボ
ックス構造体は、制振対象物に所定値未満の小入力レベ
ルの振動が作用したときには、前記球殻体をその位置に
保持するとともに、所定値以上の大入力レベルの振動が
作用したときには、前記球殻体をその中空部の底面で支
持する支持手段を有し、さらに所定値以上の大入力レベ
ルの振動が作用したときには、前記ボックス構造体の中
空部内における前記球殻体の運動を利用して制振を行う
第2制振手段を中空部内に有し、前記球殻体は、その内
面が前記球が転動できるような球状転動面として形成さ
れていることを特徴とする制振装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的振動或いは
流体的脈動等の小入力レベルの定常的な振動及び風、地
震等の大入力レベルの過渡的な振動のいずれに対して
も、制振対象物を有効に制振させることができる制振装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】制振対象物のまわりに転動自在の球を配
置して制振するための制振装置が、例えば特開昭57-134
037 号公報及び特公平2-8117号公報に開示されている。
前者の制振装置は、図7に示すように、垂直支持された
柱体100 を制振対象物とし、この柱体100 に付設したフ
ランジ状の支持具110 と、この支持具110 からコイルバ
ネ120 を介して垂下したリング状の重り130 とを有し、
リング状の重り130 の上面には、柱体側に向かって下方
に傾斜した溝140 が形成され、この溝140 には複数の球
150 が転動自在に配置されている。この構成により、柱
体100 の振動が大振幅及び小振幅のときに、柱体100 に
はそれぞれリング状の重り130 及び複数の球150 が衝突
し、それによって制振効果を発揮する。
【0003】後者の制振装置は、フライホイールを制振
対象物とし、フライホイール本体内部に円弧状転動面を
形成し、この転動面に沿って転動自在の球を収容してあ
る。この構成のもとで、球が転動面を転動する場合の固
有振動数をフライホイールの振動周波数と一致させるべ
く、転動面の曲率半径、球の半径及び重量を適宜設定す
ることにより、球をダイナミックダンパとすることがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
制振装置の場合、大振幅時にはリング状の重り130 自体
が柱体に衝突することから、その制振効果は大きいが、
小振幅時には複数の球150 が衝突するに過ぎないので、
発生する衝突エネルギーが小さく、大振幅時ほどの制振
効果は望めない。又後者の制振装置の場合、エンジン駆
動伝達系からの小さな振動に対しては、球の転動を利用
したダイナミックダンパによる制振効果は大きいが、大
振幅に対しては、円弧状転動面と球との衝突では、大き
な衝突エネルギーの発生は期待できない。この場合、大
小両振幅に対して対処するために、制振対象物に対して
両制振装置を設けるのでは、制振装置自体が大型化する
とともに、コスト増大も引き起こす。特に、複数の入り
組んだ配管を制振対象物とする場合には、有効スペース
が限られているため、制振装置の設置自体が困難とな
る。
【0005】そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑
み、機械的振動或いは流体的脈動等の小入力レベルの定
常的な振動及び風、地震等の大入力レベルの過渡的な振
動のいずれに対しても、有効に制振効果を発揮すること
のできる簡便な制振装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明による制振装置は、制振対象物に対して固定さ
れ、その内部に中空部を備えたボックス構造体と、該ボ
ックス構造体の中空部に収容された球殻体と、該球殻体
の内部に運動自在に収容された球状の第1制振手段とを
有し、前記ボックス構造体は、制振対象物に所定値未満
の小入力レベルの振動が作用したときには、前記球殻体
をその位置に保持するとともに、所定値以上の大入力レ
ベルの振動が作用したときには、前記球殻体をその中空
部の底面で支持する支持手段を有し、さらに所定値以上
の大入力レベルの振動が作用したときには、前記ボック
ス構造体の中空部内における前記球殻体の運動を利用し
て制振を行う第2制振手段を中空部内に有し、前記球殻
体は、その内面が前記球が転動できるような球状転動面
として形成されている構成としてある。
【0007】又、前記第2制振手段は、前記ボックス構
造体の中空部に前記運動する球殻体と衝突するように設
けられたバネ付き衝突板であるのがよい。さらに、前記
第2制振手段は、前記ボックス構造体の中空部に充填し
た高粘性液体であってもよい。
【0008】
【作用】本発明の制振装置によれば、所定値未満の小入
力レベルの振動が制振対象物に加えられると、制振対象
物に固定されたボックス構造体に該振動が伝えられ、ボ
ックス構造体の中空部に収容された球殻体は、支持手段
によってボックス構造体の底面で支持された状態で、球
殻体の内部に運動自在に収容された球状の第1制振手段
が、該振動に同調して、球殻体の球状転動面に沿って円
運動を行い、その結果制振対象物の振動を低減させるこ
とができる。一方、所定値以上の大入力レベルの振動が
制振対象物に加えられると、球殻体は、ボックス構造体
の中空部内で運動し、ボックス構造体の中空部内に設け
た第2制振手段が、この運動を利用して制振対象物の振
動を低減させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を、図
1乃至図5を参照しながら、以下に詳細に説明する。図
1に示すように、本実施の形態に係る制振装置10は、
主配管12から上方に延びる分岐管14に設けたバルブ
装置16を制振対象物とし、バルブ装置16の直ぐ上方
で分岐管14に固定されている。図2に示すように、制
振装置10は、分岐管14への取り付けの便宜上、2分
割の半割り状の構成とし、分岐管14のまわりで各半割
り部を合わせて中央開口48を形成してドーナツ状とし
つつ、取り付けバンド50により迅速且つ容易に分岐管
14に取り付けることができる。
【0010】図3を参照すれば、制振装置10は、分岐
管14に対して固定されたボックス構造体18を有し、
このボックス構造体18は、内部にドーナツ状の中空部
を備え、この中空部はさらに、6つの隔壁20によって
分岐管14のまわりで円周方向等角度間隔に6つの中空
部22に仕切られている。各中空部22には、球殻体2
4が収容され、この球殻体24の内部26には、球28
が収容されている。ボックス構造体18、球殻体24、
球28ともに金属製が好ましい。各中空部22の下面3
0には、球殻体24を支持するための窪み32が形成さ
れている。これにより、主配管12の機械的振動等小入
力レベルの定常的な振動の際、球殻体24が中空部22
内で静置するようになっている。各球殻体24には、そ
の内面に球28が転動できるような球状転動面34が形
成されている。
【0011】さらに各中空部22において、球殻体24
を四方に取り囲む内面、即ち隔壁20によって形成され
た内面36、38及び環状内面40、42それぞれから
バネ44を介して衝突板46が球殻体24に向かって設
けられている。これにより、地震等の大入力レベルの過
度的な振動の際、球殻体24が窪み32から転がり出
て、中空部22内で暴れ、衝突板46に繰り返し衝突す
ることにより、振動エネルギーが衝突エネルギーとして
吸収されるようになっている。次に図4及び図5を参照
しながら、以上の構成を有する制振装置10の作用を以
下に説明する。図4は、(b)に示すように、所定値未
満の小入力レベルの定常的な振動がバルブ装置16に入
力された場合であり、(a)及び(d)が示すように、
球殻体24は窪み32で支持された状態で、(a)の矢
印Aが示すように、球殻体24の内部26内で球28が
回転運動を行う。このとき、(b)及び(d)を比較す
ればわかるように、回転により発生する転がり摩擦力が
外部振動に対して位相が90°ずれた減衰力として作用
するので、(c)に示すように、振動が抑制される。一
方、図5は、(b)に示すように、所定値以上の大入力
レベルの過度的なランダム振動がバルブ装置16に入力
された場合であり、(a)及び(d)が示すように、球
殻体24は窪み32から転がり出て、(a)の矢印Bが
示すように、ボックス構造体18の中空部22内で暴
れ、四方に設けられた衝突板46と衝突を繰り返すこと
により、(c)に示すように、バルブ装置16の振動が
低減される。なお、振動が停止したとき、球状の球殻体
24は、転がりながら中空部22内で窪み32が設けら
れた原位置に戻るようになっている。
【0012】次に、本発明の第2の実施の形態を図6を
参照しながら、以下に説明する。以下の実施の形態にお
いては、第1の実施の形態と同様な構成要素には第1の
実施の形態と同様な参照番号を付すことによりその説明
は省略し、特徴部分について以下に説明する。第2の実
施の形態に係る制振装置の特徴部分は、大入力レベルの
過度的な振動に対する制振手段にあり、第1の実施の形
態の衝突板46の代わりに、各中空部22に高粘性の液
体52、例えば油を充填してある点にある。この液体5
2の種類、充填量を適宜選択することにより、大振動
時、球殻体24の液体52内の運動により、粘性効果
(減衰力)が発生し、その結果振動が低減されるように
なっている。本実施の形態では、第1の実施の形態と異
なり、球殻体24の繰り返し衝突による騒音の発生を防
止することができる。なお、小入力レベルの定常的な振
動に対しては、第1の実施の形態と同様に、球28の球
殻体24内の円運動により制振効果が発揮される。
【0013】以上、本発明の実施の形態を詳細に説明し
たが、請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の
変更、修正が可能である。例えば、制振対象物は、バル
ブ装置、配管に限定されることなく、建物、橋梁、タワ
ー、クレーン等一般の構造物に適用可能である。球及び
球殻体の半径及び数は、制振対象物に入力される振動の
関係において適宜選択すればよい。この場合、建物を制
振対象物とする場合、例えば建物の屋上に本制振装置を
固定配置してもよい。
【0014】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の簡
便な制振装置によれば、機械的振動或いは流体的脈動等
の小入力レベルの定常的な振動及び風、地震等の大入力
レベルの過渡的な振動のいずれに対しても、有効に制振
効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る制振装置の取
り付け状態を示す概略図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る制振装置の取
り付け方法を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る制振装置の水
平断面図(a)及び垂直断面図(b)である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る制振装置の、
小レベルの定常的な振動に対する制振作用を示す概略図
及びグラフであり、(a)は、中空部の1つを取り出し
て球の動きを示す概略図、(b)は、小レベルの定常的
な外部振動の時間履歴を示すグラフ、(c)及び(d)
は、それぞれバルブ装置及び球の応答振動の時間履歴を
示すグラフである。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る制振装置の、
大レベルの過度的な振動に対する制振作用を示す概略図
及びグラフであり、(a)は、中空部の1つを取り出し
て球の動きを示す概略図、(b)は、大レベルの過度的
な外部振動の時間履歴を示すグラフ、(c)及び(d)
は、それぞれバルブ装置及び球の応答振動の時間履歴を
示すグラフである。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る制振装置の図
2と同様な図である。
【図7】従来の制振装置の概略断面図である。
【符号の説明】
10 制振装置 12 主配管 14 分岐管 16 バルブ装置 18 ボックス構造体 20 隔壁 22 中空部 24 球殻体 26 内部 28 球 30 下面 32 窪み 34 球状転動面 36、38 内面 40、42 環状内面 44 バネ 46 衝突板 48 中央開口 50 取り付けバンド 52 高粘性液体

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制振対象物に対して固定され、その内部
    に中空部を備えたボックス構造体と、該ボックス構造体
    の中空部に収容された球殻体と、該球殻体の内部に運動
    自在に収容された球状の第1制振手段とを有し、 前記ボックス構造体は、制振対象物に所定値未満の小入
    力レベルの振動が作用したときには、前記球殻体をその
    位置に保持するとともに、所定値以上の大入力レベルの
    振動が作用したときには、前記球殻体をその中空部の底
    面で支持する支持手段を有し、さらに所定値以上の大入
    力レベルの振動が作用したときには、前記ボックス構造
    体の中空部内における前記球殻体の運動を利用して制振
    を行う第2制振手段を中空部内に有し、 前記球殻体は、その内面が前記球が転動できるような球
    状転動面として形成されていることを特徴とする制振装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第2制振手段は、前記ボックス構造
    体の中空部に前記運動する球殻体と衝突するように設け
    られたバネ付き衝突板である請求項1に記載の制振装
    置。
  3. 【請求項3】 前記第2制振手段は、前記ボックス構造
    体の中空部に充填した高粘性液体である請求項1に記載
    の制振装置。
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