JP2004166387A - Vibration controller - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線や配管に伝わる振動を減衰させる制振装置に関する。また、本発明は、構造体を支えるあるいは固定する目的に利用可能な制振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図10〜12に従来技術における受動型の制振ジョイントの例を示す。図10は、シリコーンゴム等の制振材料201の両端に円板202と円板203を接着した構造を有する制振ジョイントである。円板202には雄ネジ204が固定され、円板203には雄ネジ205が固定されている。構造体同士の固定は、雄ネジ204と205にそれぞれ構造体を結合させて行う。図10の制振ジョイントは、制振材料を直接結合部材として用いた構造である。
【0003】
図11は、構造体210と構造体211とを連結させる構造であって、制振材料214、215および216をボルト212とナット213で挟み込んで締結した構造を有する制振ジョイントである。
【0004】
図12は、223および224でなる2分割されたシリンダー型のケーシングの中にピストン型の結合部材221と222をOリング形状または球形状の制振材料226によって保持した構造を有する制振ジョイントである。図12の制振ジョイントでは、結合部材221と222のそれぞれに、連結しようとする構造体を固定することで構造体同士の連結を行う。
【0005】
図13は、従来技術における機器の床等への固定構造を示す図である。図13には、振動を受けては好ましくない機器(例えば計測機器等)231が、適当な制振材料(例えば制振ゴム)232を介して床233に固定された状態が示されている。この場合、床233を介して機器231に伝わる振動が制振材料233で制振され、機器231が床233から伝わる振動によって正常な動作が妨げられる不都合が防止される。なお、機器231として、振動を発生する機器を用いる場合も同様な構造となる。この場合は、機器231から床233へ伝わる振動を制振材料232で制振させ、それにより床233へ伝わる振動を小さくする、あるいは床233へ伝わる振動を遮断する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した制振ジョイントは、機器を筐体に固定する部分に利用され、筐体から機器に伝わる振動、あるいは機器から筐体に伝わる振動を遮断あるいは低減する役割を有する。
【0007】
振動の伝播経路としては、電力や制御信号等を伝える配線が挙げられる。今日、多くの機器は電子制御に関連した機器であり、制御信号の入出力配線や電源の配線が接続されている。この配線を介しての振動の伝播も機器の故障やシステムの信頼性を低下させる要因となる。このような配線を介しての振動の伝播を防止する目的には、図10〜12に例示した制振ジョイントは利用できない。また、燃料や冷却水、あるいは油圧を伝えるための配管においても配線の場合と同様な振動の伝播の問題が指摘できる。
【0008】
さらに、図10〜12に示す制振ジョイントは、以下に説明するような改善すべき事項がある。図10の構造は、制振材料201の温度特性がジョイントの剛性に直接影響を与え、それゆえ制振ジョイントで連結した部分の振動特性が環境の温度によって不安定になる。これは、制振材料として使用されるシリコーンゴム等のゴム質の弾性を有する材料の弾性率が温度によって大きく変化するためである。
【0009】
また、図11の構造は、締結具の締付け状態によって剛性特性が変化し易く、取り付け作業の仕方によって、制振性能にばらつきが生じ易い。よって、安定した性能を得る点で不安がある。また、図11の構造においても図10の構造と同様に、制振材料の温度特性がジョイント部の剛性に直接影響を与え、環境の温度によって制振ジョイントで連結した部分の振動特性が不安定となる点が指摘できる。
【0010】
図12の構造においても制振材料226の制振効果が温度によって変化し、それにより、図12に示す制振ジョイントで連結した部分の振動特性が不安定になる点が指摘できる。
【0011】
温度によって制振特性が変化する現象は、燃焼機関や航空宇宙分野のような温度変化の激しい環境において特に顕在化する。
【0012】
また、図10および11に示す制振ジョイントは、圧縮が繰り返し加わるような振動に対して制振効果を発揮するが、繰り返しの捻りに対する制振効果は比較的小さい。また、図12に示す制振ジョイントは、矢印227で示される軸方向の変位にしか制振効果を発揮しない。つまり、図10〜12に示す制振ジョイントは、振動の方向によっては制振作用を十分に発揮できない。
【0013】
一方、他の技術的な課題として、以下に述べる事項がある。図13に示すように機器231を床233等に制振材料232を介して固定する場合において、器機231が振動を嫌う精密器機である場合、機器231に加わる振動の強さや状態を予め予想し、必要な制振設計が行われる。つまり、許容されるレベルにまで伝わる振動を低減させるために、制振材料232の材質や構造を決定する必要がある。
【0014】
他方、一般に機器231へは、配線234等が接続される。配線234は、例えば、他の機器に接続される。配線234等が機器231に接続されると、配線234を伝わる振動も存在するので、上述した制振材料232の設計条件が想定したものと異なってしまい、制振材料232が想定した通りに制振効果を発揮できない問題が発生する。この結果、機器231に予期しない複雑な振動が伝わり、信頼性の低下、誤動作の発生、あるいは動作不良といった問題が発生する。
【0015】
この問題を解決するには、配線234等を伝わる振動を考慮に入れて制振材料232を設計すれば良い。しかし、配線234に伝わる振動をも含めた振動解析は、解析が複雑になり、設計コストの増大を考えると好ましくない。また、対処も簡単ではなくなる。この問題は、配線以外に燃料や冷却水等を供給するための配管を配置する場合でも同様に指摘できる。この問題は、機器231が振動を発生し、その振動が他に伝わる場合にも同様に指摘できる。
【0016】
本発明の目的は、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置の提供にある。本発明の他の目的は、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置において、制振特性の温度依存性が小さい制振装置の提供にある。本発明の他の目的は、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置において、振動の変位の方向に制振性能が制限されない制振装置の提供にある。本発明の他の目的は、第1の構造体を第2の構造体に固定した状態において、配線や配管を伝わる振動によって一方の構造体から他方の構造体へと複雑な振動が伝わる問題を解決する制振装置の提供にある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明その他を説明する。第1の発明は、所定の弾性を有した単一または複数の配線部材と、前記配線部材の一端に接続された第1結合部材と、前記配線部材の他端に接続された第2結合部材と、前記第1結合部材に設けられた第1配線接続手段と、前記第2結合部材に設けられた第2配線接続手段と、を含む制振装置である。
【0018】
所定の弾性とは、折り曲げることが可能で、折り曲げた後に加えた力を除くと反発して元に戻る物理的な性質をいう。所定の弾性を有する配線部材には、自身がその性質を備える配線材料、およびその性質を備えていないが、他の部材と組み合わせることで、その性質が付与された状態の配線材料が含まれる。
【0019】
所定の弾性を有した配線部材としては、例えば、鋼、燐青銅、弾性のある合金等が挙げられる。また、所定の弾性を有した配線部材としては、銅線や同軸ケーブル等の配線材に弾性部材を沿わして配置し、配線材に長手状弾性部材としての物性を付与した構造の配線部材が挙げられる。このような配線部材としては、弾性を有するパイプ、例えばガラスファイバーでなるパイプやカーボンファイバーでなるパイプの中に配線を挿入した構造が挙げられる。配線には、単線ケーブル、多芯ケーブル、同軸ケーブル、光ファイバー、その他電力や電気信号を伝えるための配線が含まれる。
【0020】
第1および第2の結合部材は、配線部材の一端および他端にそれぞれ接続される。接続の方法は、適当なコネクタ構造による方法、ネジ構造による方法、嵌め込みによる方法、圧着による方法、接着剤による方法、ロウ付け(代表的には半田付け)による方法等がある。導電性の確保と結合強度の確保は、同時に行ってもよいし、別に行ってもよい。
【0021】
第1配線接続手段と第2配線接続手段は、制振装置への外部からの配線接続手段である。つまり、本発明の制振装置は、振動の伝播を低減させたい配線の一部に挿入されるのであるが、その制振対象となる配線との接続手段が第1配線接続手段と第2配線接続手段である。配線接続手段としては、適当なコネクタ構造による方法、ネジ構造による方法、嵌め込みによる方法、圧着による方法、接着剤による方法、ロウ付け(代表的には半田付け)による方法等が挙げられる。また、第1配線接続手段と第2配線接続手段は、第1の発明の制振装置を用いた構造体同士の接続を行う場合に、それぞれ第1の構造体と制振装置との連結手段、および第2の構造体と制振装置との連結手段となり得る。なお、第1配線接続手段と第2配線接続手段とを、構造体との連結手段に用いず、他に連結手段を用意してもよい。なお、ここで、構造体とは、装置の筐体、装置を構成する部材の一部、床や壁、その他所定の構造を有する部材を総称した概念である。例えば、ある装置の内部に計測装置を配置する場合、前者および後者の装置を構成する筐体は共に構造体である。
【0022】
第1の発明によれば、第1結合部材と第2結合部材との間に伝わる振動が配線部材の弾性によって吸収あるいは緩和される。これにより、配線を伝わる振動を制振できる。また、第1の発明を利用した制振装置を用いることで、構造体同士を連結、あるいは一方の構造体に他方の構造体を固定すると共に、電力の供給や通信を両構造体間で確保できる。この構造では、構造体同士を物理的につなぐ部分と配線や配管が同一部材で構成されるので、配線や配管を別途伝わる振動が存在せず、構造体間で予期しない、あるいは予期し難い複雑な振動が伝わる事態を防止できる。これにより、システムの振動設計(振動を考慮に入れた構造その他の設計)を容易にできる。
【0023】
第2の発明は、第1の発明において、配線部材は、同軸ケーブルであり、第1結合部材または第2結合部材は、導電性材料で構成され、同軸ケーブルのシールド線に接続されていることを特徴とする。第2の発明によれば、一方または両方の結合部材をシールドとして用いたシールド構造が実現される。第2の発明は、高周波信号を扱う場合に適している。
【0024】
第3の発明は、第1または第2の発明において、配線部材に曲げ応力が働いていることを特徴とする。曲げ応力とは、配線部材に力が加わり、配線部材が曲がる(湾曲する)際に、配線部材の内部に発生する応力(内力)をいう。第3の発明によれば、配線部材が元の形状に戻ろうとする反発力を維持した状態となるので、張りのある構造を有する制振装置が得られる。第3の発明は、本発明の制振装置を用いて器機を固定する場合等に特に有用となる。この場合、常に配線部材の反発力が働くことで、制振装置の剛性あるいは強度が確保され、それにより器機の重量を支える部材として好ましい性質が得られる。
【0025】
第4の発明は、第1〜第3の発明の何れか一つにおいて、複数の配線部材は、湾曲の方向が異なる、複数の配線部材を含むことを特徴とする。
【0026】
湾曲とは、直線でない曲がった形状をいう。普通、配線部材の両端に力を加えて湾曲させた場合、その形状は円や楕円の一部で近似される曲線に沿った形状となる。湾曲した配線部材には、湾曲の状態を維持した形状のものを用いる場合と、強制的に変形させ、反発力を有した状態で用いる場合の2通りがある。
【0027】
湾曲の方向とは、円や楕円の一部で近似される湾曲形状の湾曲中心(近似する円や楕円の中心)から配線部材の中心へ向かう方向として定義される。なお、湾曲が円や楕円の一部で近似される単純な形状でない場合、一つの配線部材において、湾曲した向きは複数存在する。
【0028】
第4の発明によれば、複数の配線部材において、湾曲の方向が異なっているので、第1の結合部材と第2の結合部材との間で伝わる多様な振動の方向に対する制振効果が得られる。つまり、複数の配線部材において湾曲の方向が同一でないので、振動を受けた際に第1の結合部材と第2の結合部材との間で生じる多様な方向の変位に対して、制振に適した変位を受ける配線部材が存在し、それにより多様な振動方向に対して効果的な制振効果が得られる。
【0029】
第5の発明は、第1〜第4の発明の何れか一つにおいて、全体が球形状(または球形状に概略近似できる形状)を有し、第1結合部材が球形状の一方の極に位置し、第2結合部材が球形状の他方の極に位置し、球形状に沿って複数の配線部材が位置していることを特徴とする。なお、形状は完全な球でなく、球形状を変形させた形状でもよい。
【0030】
第5の発明によれば、第1結合部材と第2結合部材との間に伝わる振動を複数の配線部材に効果的に分散させることができる。また、複数の配線部材のそれぞれにおいて湾曲の方向を異ならせることができるので、多様な振動に対する制振効果を得られる。
【0031】
第6の発明は、第1〜第4の発明の何れかにおいて、配線部材は、屈曲形状または螺旋形状を有することを特徴とする。屈曲形状とは、折り曲げられた形状をいう。折り曲げる回数は、1回に限定されない。螺旋形状は、螺旋の径が一定でないものを含む。第6の発明によれば、配線部材が屈曲形状または螺旋形状を有するので、振動に起因して配線部材に加わる力を緩和あるいは吸収する作用が得られる。
【0032】
以上の発明は、配線に制振効果を持たせている。他の発明として、配線とは別に制振を担当する長手弾性部材によって、第1結合部材と第2結合部材とを連結する構成がある。長手状弾性部材についても上述の所定の弾性を有した配線部材と同様の構成を適用できる。長手状弾性部材を用いた場合には、第1結合部材と第2結合部材との間に適当な配線が配置され、電気的な接触経路が確保される。
【0033】
ここで、長手状弾性部材とは、長く伸びた細長い形状を有し、折り曲げることが可能で、折り曲げた後に加えた力を除くと反発して元に戻る弾性を有する部材をいう。長手状弾性部材の材料としては、上述した力学的物性を有する導電性材料または非導電性材料が利用できる。このような材料としては、例えば、鋼、燐青銅、弾性のある合金、カーボンファイバー(炭素繊維)を用いた部材、ガラスファイバー(ガラス繊維)を用いた部材等が挙げられる。
【0034】
上述した各発明において、配線の代わりに流体の輸送を行うための配管を採用することもできる。この場合、配線接続手段は、配管接続手段となる。つまり上述した各発明は、電気信号や電流を伝える配線の代わりに、流体を輸送する配管に適用することもできる。この場合、配線の場合と同様に配管を伝わる振動を制振する効果が得られる。なお、流体としては、気体、液体、粉体等、配管の中を流れるものであればその種類は限定されない。また、油圧を伝えるための配管のように、流体の輸送距離が短い場合であってもよい。
【0035】
他の発明は、第1結合部材と、第2結合部材と、前記第1結合部材と前記第2結合部材とに接続され、前記第1結合部材と前記第2結合部材との間における流体の輸送および振動の吸収を行う、弾性を有する単一または複数の配管部材と、を含む制振装置である。
【0036】
上記発明において、配管は、制振装置全体の形状を保つ程度の剛性を有することが必要である。弾性は、振動を制振させる程度の弾性が必要である。折り曲げた際に反発力が生じる程度の弾性が好ましい。上記発明によれば、配管部材によって、第1結合部材と第2結合部材との間に伝わる振動を制振すると共に、流体の輸送が行われる。上記発明の制振装置を流体の輸送が行われる配管の一部に挿入して配置することで、配管を伝わる振動を制振できる。この発明においても湾曲の向きが異なる複数の配管を配置し、多様な振動方向に対応できるようにすることが好ましい。また所定の弾性を有する配管を強制的に湾曲させ、曲げ応力が働いている状態(反発力を有している状態)で使用してもよい。さらに、全体を球形状に構成し、第1結合部材を一方の極に配置させ、第2結合部材を他方の極に位置させ、前記球形状に沿って複数の配管部材を位置させてもよい。また、配管部材を屈曲形状または螺旋形状としてもよい。また、配管の代わりに信号や電力の伝導を行う配線を採用してもよい。
【0037】
さらに他の発明は、単一または複数の長手状弾性部材と、前記長手状弾性部材の一端に接続された第1結合部材と、前記長手状弾性部材の他端に接続された第2結合部材と、前記第1結合部材に一端が接続され、前記第2結合部材に他端が接続された配管と、前記第1結合部材に設けられた第1配管接続手段と、前記第2結合部材に設けられた第2配管接続手段と、を含む制振装置である。この発明によれば、制振装置全体の形状の維持と制振を長手状弾性部材が担い、配管は流体の輸送を行えるものであればよい。
【0038】
上記発明において、湾曲した長手状弾性部材を複数配置し、さらに湾曲の方向を互いに異ならせるのは好ましい。こうすることで、多様な振動の方向に対応した制振を行える。また、長手状弾性部材に曲げ応力を働かせてもよい。さらに、全体を球形状に構成し、第1結合部材を一方の極に配置させ、第2結合部材を他方の極に位置させ、前記球形状に沿って複数の長手状弾性部材を位置させてもよい。また、長手状弾性部材を屈曲形状または螺旋形状としてもよい。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本実施の形態の記載内容に限定して解釈すべきではない。なお、全体を通して同じ要素には同じ番号を付するものとする。
【0040】
図1は、本発明を利用した制振装置の一例を示す図である。図1には、制振ジョイント100が示されている。制振ジョイント100は、第1結合部材101、第2結合部材102、レセプタル103、レセプタル104、金属棒で構成され所定の弾性を有する配線部材105、接続端子106、接続端子108、ビス107、ビス109を含んでいる。
【0041】
図1に例示する制振ジョイントは、全体が球形状を有し、第1結合部材101が球形状の一方の極に位置し、第2結合部材102が球形状の他方の極に位置し、球形状の表面に沿って8本の配線部材105が位置されている。
【0042】
第1結合部材101および第2結合部材102は同一の構造であって、片面の縁がテーパー形状に加工された円盤形状を有している。第1結合部材101と第2結合部材102とは、8本の配線部材105によって互いに連結されている。より詳細に説明すると、配線部材105は、一方の端に接続端子106が取り付けられ、他方の端に接続端子108が取り付けられている。そして、接続端子106はビス107によって第1結合部材101に固定され、接続端子108はビス109によって第2結合部材102に固定されている。こうして、第1結合部材101と第2結合部材102とは、8本の配線部材105を介して連結されている。またこの構造により、第1結合部材101と第2結合部材102との間の電気伝導経路が確保されている。
【0043】
第1結合部材101にはレセプタル103が配置され、第2結合部材102にはレセプタル104が配置されている。レセプタル103にはプラグ110が接合される。また、レセプタル104にはプラグ112が接合される。プラグ110には配線111が接続され、プラグ112には配線113が接続されている。レセプタル103および104の外周にはネジ山が形成されている。プラグ110および112は、円筒形状で内面にレセプタルのネジ山に対応するネジ山が形成されている。プラグ110は、レセプタル103へねじ込まれて、両者は結合される。また、プラグ112は、レセプタル104へねじ込まれて、両者は結合される。なお、配線111および113は、例えば銅で構成される配線である。
【0044】
以下、図1に例示する制振ジョイント100を構成する材質について、一例を説明する。第1結合部材101および第2結合部材102は、導電性材料で構成される。例えばステンレス、銅、鉄、アルミニウム、各種の合金等で構成される。結合部材は、剛性を有する材料で構成するのが好ましい。レセプタル103および104、接続端子106および108、ビス107および109の材質は、結合部材の場合と同様である。配線部材105は、曲げた際に反発し、元に戻るような性質を有する導電性材料が用いられる。例えば、ステンレス、鋼、燐青銅の丸棒が用いられる。
【0045】
配線部材105には、2つの使用形態がある。その一つは、図1に図示する形状に湾曲させた配線部材105を用意し、それを使用する形態である。この場合、何も力が加わっていない状態において、配線部材105は、図1に示す湾曲した形状を有する。もう一つの使用形態は、図示するような湾曲した形状でない状態(例えば直線状あるいは他の湾曲形状)のもの用意し、それを強制的に曲げて図示するような形状とし、曲げ応力が働き、反発力を持たせた状態で使用する方法である。いずれの場合も配線部材の両端間に力を加え、配線部材の形状を変化させた場合にそれ対する反発力が生じする。なお、後者の反発力を持たせた状態で使用する方法は、制振ジョイントの構造に緩みがなく、張りのある構造とできる。
【0046】
次に制振ジョイントの機能について説明する。図1に例示する制振ジョイント100は、第1結合部材101と第2結合部材102との間に加わる力を複数の配線部材105によって吸収あるいは緩和する。第1結合部材101と第2結合部材102との間に力が加わると、その力によって配線部材105が変形する。この変形によって、第1結合部材101から第2結合部材102に伝わる振動、あるいは第2結合部材102から第1結合部材101に伝わる振動が吸収され、制振が行われる。こうして、配線111から113に伝わる振動、あるいは配線113から配線111に伝わる振動が遮断あるいは弱められる。
【0047】
上述の制振効果は、第1結合部材101と第2結合部材102との間に加わる振動の振幅の方向に制限されない。つまり、第1結合部材101と第2結合部材102との間に加わる振動の振幅の方向がどのような方向であっても制振効果が得られる。これは、8本の配線部材のそれぞれが異なる湾曲の方向を有しているので、第1結合部材101と第2結合部材102との間で発生するどのような相対変位に対しても効果的な制振効果を発揮する配線部材の変位が発生するからである。
【0048】
次に図1に例示する制振ジョイントの使用例を説明する。図2は、制振ジョイントの使用例を示す図である。図2には、配線121と配線122との間に制振ジョイント100を配置した例が示されている。図2の例では、制振ジョイント100を介して配線121と配線122とが接続されている。図2の例では、配線121から配線122に伝わる振動、あるいは配線122から配線121に伝わる振動が、制振ジョイント100によって遮断あるいは減衰される。
【0049】
図1に例示する制振ジョイントは、弾性率等の力学的性質の温度依存性が大きいゴム材料等を用いないので、結合された構造体の振動特性の温度依存性を小さくできる。また、振動に従う変位の方向に関係なく、制振作用が得られる。
【0050】
図1に示す例では、配線部材105が外側に湾曲した状態で固定されている。しかし配線部材105の湾曲状態は、図1の状態に限定されない。ただし、直線状とするのは好ましくない。これは、力のかかり具合によっては配線部材105の変位が安定して引き起こされないからである。
【0051】
次に本発明の他の例を説明する。図3は、本発明の他の例を示す図である。図4は、図3に示す構造の一部の拡大図である。図3に例示されるのは、配線部材として、市販の同軸ケーブルを利用した場合の例である。この例では、同軸ケーブルに弾性部材を巻きつけることで、同軸ケーブルに所定の弾性を付与し、所定の弾性を有した配線部材とする。
【0052】
図3の例では、第1結合部材131と第2結合部材132とが、同軸ケーブル135によって連結されている。同軸ケーブル135は、曲げに対する反発力を有する構造を付与されている。同軸ケーブル135は、コネクタによって第1結合部材131および第2結合部材132に接続されている。同軸ケーブル135の両端には、コネクタを構成するプラグ136と137が取り付けられている。
【0053】
同軸ケーブル135には、帯状の金属板144がらせん状に巻きつけられている。帯状の金属板144は、ステンレス、鋼、燐青銅、適当な合金等で構成され、らせん状になった状態で、形状の変化に対して反発し、元に戻ろうとする性質を有する。
【0054】
通常、市販の同軸ケーブル135は、所定の弾性を備えていないが、帯状の金属板144を巻きつけることで、長手状弾性部材としての物性が付与される。
【0055】
コネクタの構造の詳細な一例を図4に示す。ここでは第1結合部材131の一部分を例に挙げて説明を加える。第1結合部材131には、レセプタル140および142が配置されている。レセプタル140と142との間は同軸ケーブル141(図4(A)の場合)または単線143(図4(B)の場合)で接続されている。同軸ケーブル141は通常の同軸ケーブルである。レセプタル140にはプラグ136が結合する。プラグ136は、同軸ケーブル135の一端に取り付けられている。レセプタル142にはプラグ139が結合する。プラグ139は、同軸ケーブル138の一端に取り付けられている。同軸ケーブル138は、第1結合部材131から、図示しない電子機器や回路基板等へ配線を接続するためのケーブルである。
【0056】
レセプタル140は金属円筒部材の内部に適当な絶縁材料が充填され、さらにその中心に、同軸ケーブル135の芯線との電気的な接続を行うための穴が形成された構造を有している。またこの穴の内面には接続用の電極が配置されている。また、レセプタルの側面にはネジ山が形成されている。レセプタル140の相手となるプラグ136は、内面にネジ山を切った回転可能な金属円筒部材と、その内部の中心に前述のレセプラルの中心穴に挿入される図示しない棒状の電極を有している。この棒状の電極は同軸ケーブル135の芯線と電気的に接触している。プラグ136のレセプタル140への接続は、プラグ136の内側のネジ山とレセプタル140の外側のネジ山とを噛み合わせることで行われる。プラグ139およびレセプタル142の構造についても、プラグ136およびレセプタル140の場合と同様である。なお、レセプタルとプラグの組で構成される結合部材をコネクタと称する。コネクタの構造は、ここで例示した構造のものに限定されず、数々の種類にものを利用可能である。
【0057】
図4(B)の例では、結合部材131内の配線は、同軸ケーブル135の芯線と同軸ケーブル138の芯線とを接続する単線(より線でもよい)143のみとし、シールドは結合部材131の筐体を利用している。この構造では、同軸ケーブル135および138のシールド(外側導体)は、結合部材131の筐体に電気的に接続され導通が確保されている。図4(B)の例は、結合部材131の筐体をシールドに利用するので、扱う周波数が高い場合、インピーダンスの乱れが大きくなる。その場合は、適当な損失の定インピーダンスアッテネータを結合部材131の内部または外部に配置し、インピーダンスの不整合に起因する反射波の発生を抑制すればよい。図4(B)の構造は、簡単な構造で高周波信号を扱える構成が実現できる優位性がある。
【0058】
図3には、同軸ケーブルに弾性を有する帯状の部材を螺旋巻きに沿えることで、同軸ケーブルに所定の弾性を付与している。同様な効果を同軸ケーブルに帯状の弾性部材を直線状に密着して固定させて得てもよい。図5は、同軸ケーブルに弾性を付与する構造の一例を示す図である。図5には、プラグ152が両端に取り付けられた同軸ケーブル151に帯状の弾性部材153を沿わせた例である。この例では、弾性部材153によって同軸ケーブル151に弾性が付与される。図5の例では、留め具154によって複数箇所において、同軸ケーブル151に弾性部材153が固定されている。弾性部材153には、鋼等の金属、樹脂材料、ガラスファイバー材料、カーボンファイバー材料が利用できる。弾性部材153も、外力を加えると変形し、元の形状に戻ろうとする反発力を生じる力学的な物性を有する必要がある。
【0059】
同軸ケーブルを所定の弾性を有する配線部材として利用する方法としてはさらに別の方法もある。例えば、所定の弾性を有するパイプの中に同軸ケーブルを挿入したものを用いる方法がある。このようなパイプとしては、例えば曲げた場合に反発力を生じるような材質を有する樹脂材料で構成したパイプ、ガラスファイバー製のパイプ、カーボンファイバー製のパイプが挙げられる。
【0060】
また、利用できる同軸ケーブルの種類は限定されない。さらにここでは、同軸ケーブルを用いる例を示したが、ケーブルの種類としてはそれに限定されない。例えば単芯の配線ケーブル、平行2線ケーブル、多芯ケーブルを利用できる。また、絶縁被覆のない裸線を利用してもよい。
【0061】
図3に例示する制振ジョイントは、図1に例示する制振ジョイントと同様の作用効果を有する。さらに加えて、図3に例示する制振ジョイントは、市販の同軸ケーブルや配線を利用できる優位性がある。
【0062】
本発明の他の態様として、第1および第2の結合部材間の間における配線の接続と、弾性材料による物理的な接続と、を分けて構成する例が挙げられる。以下この例について説明する。図6は、本発明の他の一例を示す図である。図6には、第1結合部材131と第2結合部材132とを長手状弾性部材602で連結し、配線の接続は同軸ケーブル601で行っている例が示されている。この例の場合、同軸ケーブル601には、弾性や強度は必要とされず、電気的な接続を行う役割を有していればよい。長手弾性部材602は、必要な弾性を有していればよく、導体であっても非導体でもってもよい。図6には、同軸ケーブルの例を例示するが、配線の種類は同軸ケーブルに限定されるものではない。
【0063】
制振装置の構造としては、図7に例示するような構造もある。図7は、本発明の他の例を示す図である。図7(A)に例示するのは、所定の角度に折り曲げ、屈曲させた配線部材703で、第1結合部材701と第2結合部材702とを接続した構造である。配線部材703は、8本あり、長手状弾性部材としての物性を有する。配線部材703は、配線として機能しない長手状弾性部材に置き換えることができる。この場合、配線は別に用意する。なお、配線部材および結合部材の構造は、前述した実施の形態と同様の構造を採用できる。図7(A)に例示する構造では、配線部材703によって、蛇腹構造が形成されている。
【0064】
図7(B)に例示するのは、らせん状の配線部材706によって、第1結合部材704と第2結合部材705とを連結した構造である。配線部材706は、2本あり、長手状弾性部材としての物性を有する。配線部材706は、配線として機能しない長手状弾性部材に置き換えることができる。この場合、配線は別に用意する。なお、配線部材および結合部材については、前述した実施の形態と同様の構造を採用できる。
【0065】
本発明を利用した他の実施の形態として、配線の代わりに配管を用いた例が挙げられる。以下、本発明を流体が流れる配管に適用した例を説明する。例えば、図3に例示する構造において、同軸ケーブル135を配管に変更した例を挙げられる。この場合、他の同軸ケーブルも配管に変更する。またコネクタ部分を配管の継ぎ手(連結部)に変更する。図3の構造で同軸ケーブル135を配管に変更した場合、長手状弾性部材としての物性は帯状の金属板144で与えられるので、配管の材質は柔軟性を有する樹脂材料等を利用できる。また、帯状の金属板144を用いずに配管自身をカーボンファイバーやガラスファイバーでなる弾性を有するパイプ状の部材で構成してもよい。この場合、配管自身が長手状弾性部材として機能する。
【0066】
さらに、図6に示す構造を利用して配管に適用した制振装置を得ることもできる。つまり、図6に例示する構造において、同軸ケーブル601および他の同軸ケーブルを配管に変更してもよい。この場合、配管の材質は、長手状弾性部材602の機能を損なわない程度の柔軟性を有する材質とする。
【0067】
本発明を配管に適用することで、配管を介した振動の伝播を防ぐことができる。例えば、燃焼機関へは、燃料や冷却水の供給用の配管が接続されるが、この配管を介して伝わる振動を抑えたい場合がある。このような場合に上述した制振構造を配管の途中に介在させることで、配管を介した振動の伝わりを抑えることができる。また例えば、上記構成を利用することで、電子顕微鏡のような減圧状態を必要とする精密機器に接続された排気ポンプから排気配管を介して精密機器へ伝わる振動を防止できる。
【0068】
図8に配管を伝わる振動を制振する構造の一例を示す。図8には、発電設備161に接続された燃料配管167、冷却水供給配管168および冷却水排水配管169の一部に本発明の制振装置170〜172を挿入配置した例が示されている。図8(A)は、全体の概要であり、図8(B)は制振装置170の一部分を拡大した図である。
【0069】
図8(A)には、発電設備161、ディーゼルエンジン162、発電機163、台座164、制振支持部材165、床(または土台)166、燃料配管167、冷却水供給配管168、冷却水排水配管169、制振装置170、制振装置171、制振装置172が示されている。図8(B)には、第1結合部材173、第2結合部材174、第1配管接続手段175、第2配管接続手段176、配管177、長手状弾性部材178、配管接続部179、配管接続部180が示されている。
【0070】
発電機163は、ディーゼルエンジン162が発生する回転エネルギーを電力に変換する。ディーゼルエンジン162と発電機163は、台座164の上に固定されている。台座164は、制振ゴムでなる制振支持部材165を介して床(または土台)166上に固定されている。燃料供給配管167の一部には制振装置171が挿入されている。同様に、冷却水供給配管168と冷却水排水配管169の一部には、それぞれ制振装置171と制振装置172が挿入されている。
【0071】
第1結合部材173は、燃料配管167が第1配管接続手段175を介して接続され、他方で配管177が配管接続部179を介して接続されている。第1結合部材173は適当な金属材料で構成されている。第1結合部材の内部には流体が流れる経路となる空間が形成されており、第1配管接続手段175と配管接続部179とが内部でつながるようになっている。第1配管接続手段175および配管接続部179は、一般的に使用されている配管の接続構造を利用できる。第2結合部材174も第1結合部材173と同様の構造を有する。第2配管接続手段176は、第1配管接続手段175と同様の構造を有し、配管接続部180は、配管接続部179と同様の構造を有する。なお、制振装置171および制振装置172も上述の制振装置170と同様の構造を有する。
【0072】
配管177は、長手状弾性部材178の機能を損なわない程度の柔軟性を有するパイプであり、内部を流れる燃料に腐食されない材質で構成されている。配管177は、例えばフレキシブル金属パイプが利用できる。長手状弾性部材178は、鋼やカーボンファイバーでなる弾性を有する棒状の部材である。なお、配管177にある程度の弾性を有する材質を採用し、長手状弾性部材178と共同して制振作用を発揮するようにしてもよい。
【0073】
燃料配管167を流れる燃料は、第2配管接続手段176から第2結合部材174内を流れ込み、配管接続部180から配管177を通って配管接続部179に至り、さらに第1結合部材173内を通って第1配管接続手段175から流れ出る。第1結合部材173と第2結合部材174とは、長手状弾性部材178によって連結され、配管177によって両者間の流体の流れが確保されている。第1結合部材173と第2結合部材174との間に加わる力は、長手状弾性部材178によって吸収され、それにより制振効果が得られる。
【0074】
図8に例示した構成によれば、ディーゼルエンジン162で発生する振動が燃料配管167、冷却水供給配管168および冷却水排水配管169を介して、発電設備から外部に伝わることを防止できる。
【0075】
次に本発明の制振装置を用いて、精密機器を適当な筐体に固定する場合の例を説明する。以下の例は、例えばボイラー施設、発電施設、あるいは輸送器機(船舶や航空機等)等において、振動を嫌う精密器機を設置する場合に適用できる。精密器機としては、コンピュータ器機、計測機器、通信器機、ハードディスク装置のような振動が加わるのが好ましくない器機を挙げることができる。
【0076】
図9は、本発明の制振装置を利用した他の例を示す図である。図9には、精密器機191、制振装置192、構造体193、信号配線194、電源配線195が示されている。精密器機191は、制振装置192を介して、構造体193に固定されている。精密器機191は、例えば温度等を計測する計測装置である。精密器機191には、信号配線194と電源配線195が接続されている。
【0077】
制振装置192は、例えば図1に例示する構造を採用できる。図9に例示する構造では、制振装置191は3つの役割を有する。第1の役割は、精密器機191を構造体193に固定し、精密器機191を支える機能である。第2の役割は、構造体193から伝わる振動を制振する機能である。第3の役割は、信号配線194と電力配線195の精密器機191へのコネクタ(接続部材)としての機能である。
【0078】
図9に例示する構造では、構造体193から精密器機191に伝わる振動は、制振装置192で遮断あるいは減衰される。この構造では、配線を介した振動も制振装置192によって制振されるので、予期しない振動が精密器機に伝わる事態を防止できる。また、システムの設計時に振動設計を行いやすい。
【0079】
制振装置102は、図9に例示するように重量を受ける状態で使用される以外に、器機を吊るす、あるいは横から支える状態で使用してもよい。ここでは、配線の例を説明したが、配管にも適用できる。図9の例は、振動を発生する機器の近くに振動を嫌う器機を配置する場合にも適用できる。図9には、振動を嫌う器機を配置する場合を例示したが、逆に発電機やポンプのような振動を発生する機器を配置してもよい。この場合、器機191で発生する振動が構造体193へ伝わるのを防止あるいは低減する効果が得られる。この場合においても、制振装置が配線や配管を兼ねることで、配線や配管を介した振動の伝播を防止できることは、図9に例示した場合と同じである。
【0080】
以上の例示では、適当な器機への振動あるいは器機からの振動を制振する例を説明したが、適当な構造体から他の構造体へ伝わる振動の制振に本発明は適用できる。以上本発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である
【0081】
【発明の効果】
本願で開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果は、以下の通りである。すなわち、本発明により、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置が提供される。また本発明により、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置において、制振特性の温度依存性が小さい制振装置が提供される。また本発明により、配線や配管を伝わる振動を減衰させる制振装置において、振動の変位の方向に制振性能が制限されない制振装置が提供される。また本発明により、第1の構造体を制振装置により第2の構造体に固定した状態において、配線や配管を伝わる振動によって第1の構造体から第2の構造体に複雑な振動が伝わる問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を利用した制振装置の一例を示す図である。
【図2】制振装置の使用例を示す図である。
【図3】制振装置の他の例を示す図である。
【図4】図3に示す構造の一部の拡大図である。
【図5】配線部材の一例を示す図である。
【図6】制振装置の他の例を示す図である。
【図7】制振装置の他の例を示す図である。
【図8】配管を伝わる振動を制振する構造の一例を示す図である。
【図9】本発明の他の適用例を示す図である。
【図10】従来技術における受動型の制振ジョイントの例を示す図である。
【図11】従来技術における受動型の制振ジョイントの例を示す図である。
【図12】従来技術における受動型の制振ジョイントの例を示す図である。
【図13】従来技術における制振装置の適用例を示す図である。
【符号の説明】
100…制振ジョイント、101…第1結合部材、102…第2結合部材、103…レセプタル、104…レセプタル、105…配線部材、106…接続端子、107…ビス、108…接続端子、109…ビス、121…同軸ケーブル、122…同軸ケーブル、131…第1結合部材、132…第2結合部材、135…同軸ケーブル、136…コネクタ、137…コネクタ、138…同軸ケーブル、139…プラグ、140…レセプタル、141…同軸ケーブル、142…レセプタル、143…単線、144…帯状の金属板、151…同軸ケーブル、152…プラグ、153…弾性部材、154…留め具、161…同軸ケーブル、162…長手状弾性部材、161…発電設備、162…ディーゼルエンジン、163…発電機、164…台座、165…制振支持部材、166…床(または土台)、167…燃料配管、168…冷却水供給配管、169…冷却水排水配管、170…制振装置、171…制振装置、172…制振装置、173…第1結合部材、174…第2結合部材、175…第1配管接続手段、176…第2配管接続手段、177…配管、178…長手状弾性部材、179…配管接続部、180…配管接続部、191…精密器機、192…制振装置、193…構造体、194…信号配線、195…電源配線、201…制振材料、202…円板、203…円板、204…雄ネジ、205…雄ネジ、210…構造体、211…構造体、212…ボルト、213…ナット、214…制振材料、221…結合部材、223…ケーシング、224…ケーシング、226…制振材料、227…矢印、231…器機、232…制振材料、233…床、701…第1結合部材、702…第2結合部材、703…配線部材、704…第1結合部材、705…第2結合部材、706…配線部材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping device that attenuates vibration transmitted to wiring and piping. The present invention also relates to a vibration damping device that can be used for supporting or fixing a structure.
[0002]
[Prior art]
10 to 12 show examples of a passive vibration damping joint according to the related art. FIG. 10 shows a vibration damping joint having a structure in which a
[0003]
FIG. 11 shows a structure in which the
[0004]
FIG. 12 shows a vibration damping joint having a structure in which piston-
[0005]
FIG. 13 is a diagram illustrating a structure for fixing a device to a floor or the like in the related art. FIG. 13 shows a state in which a device (for example, a measuring device or the like) 231 which is not desirable to receive vibration is fixed to the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described vibration damping joint is used in a portion for fixing the device to the housing, and has a role of blocking or reducing vibration transmitted from the housing to the device or transmitted from the device to the housing.
[0007]
As a vibration propagation path, a wiring for transmitting electric power, a control signal, and the like can be given. Today, many devices are related to electronic control, and are connected to control signal input / output wiring and power supply wiring. The propagation of vibration through the wiring also causes a failure of the device and a reduction in the reliability of the system. The vibration damping joint illustrated in FIGS. 10 to 12 cannot be used for the purpose of preventing the propagation of vibration through such wiring. In addition, the same problem of vibration propagation as in the case of wiring can be pointed out in piping for transmitting fuel, cooling water, or hydraulic pressure.
[0008]
Further, the vibration damping joint shown in FIGS. 10 to 12 has items to be improved as described below. In the structure of FIG. 10, the temperature characteristics of the
[0009]
Further, in the structure of FIG. 11, the rigidity characteristics are apt to change depending on the fastening state of the fastener, and the vibration damping performance tends to vary depending on the manner of mounting work. Therefore, there is concern about obtaining stable performance. Also, in the structure of FIG. 11, similarly to the structure of FIG. 10, the temperature characteristic of the vibration damping material directly affects the rigidity of the joint, and the vibration characteristic of the portion connected by the vibration damping joint is unstable due to the environmental temperature. Can be pointed out.
[0010]
12, it can be pointed out that the vibration-damping effect of the vibration-damping
[0011]
The phenomenon that the vibration damping characteristics change depending on the temperature is particularly evident in an environment where temperature changes rapidly, such as in a combustion engine or aerospace field.
[0012]
Further, the vibration damping joints shown in FIGS. 10 and 11 exhibit a vibration damping effect against vibrations to which compression is repeatedly applied, but have a relatively small vibration damping effect against repeated torsion. The vibration damping joint shown in FIG. 12 exerts a vibration damping effect only on the displacement in the axial direction indicated by the
[0013]
On the other hand, there are other technical issues described below. As shown in FIG. 13, when the
[0014]
On the other hand, a
[0015]
In order to solve this problem, the
[0016]
An object of the present invention is to provide a vibration damping device that attenuates vibration transmitted through wiring and piping. Another object of the present invention is to provide a vibration damping device for attenuating vibration transmitted through wiring and piping, wherein the temperature dependency of the vibration damping characteristics is small. Another object of the present invention is to provide a vibration damping device for attenuating vibration transmitted through wiring and piping, in which the vibration damping performance is not limited in the direction of vibration displacement. Another object of the present invention is to solve the problem that in a state where the first structure is fixed to the second structure, complicated vibration is transmitted from one structure to the other by vibration transmitted through wiring and piping. It is to provide a vibration damping device to be solved.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, the present invention and others will be described. A first invention provides a single or a plurality of wiring members having predetermined elasticity, a first connecting member connected to one end of the wiring member, and a second connecting member connected to the other end of the wiring member. And a first wiring connecting means provided on the first connecting member, and a second wiring connecting means provided on the second connecting member.
[0018]
The predetermined elasticity refers to a physical property that can be bent and rebounds and returns to its original state when the force applied after the bending is removed. The wiring member having the predetermined elasticity includes a wiring material having the property itself and a wiring material which does not have the property but is given the property by being combined with another member.
[0019]
Examples of the wiring member having a predetermined elasticity include steel, phosphor bronze, and an elastic alloy. Further, as the wiring member having a predetermined elasticity, a wiring member having a structure in which an elastic member is arranged along a wiring member such as a copper wire or a coaxial cable, and physical properties as a longitudinal elastic member are imparted to the wiring member. No. Examples of such a wiring member include a structure in which wiring is inserted into a pipe having elasticity, for example, a pipe made of glass fiber or a pipe made of carbon fiber. The wiring includes a single-wire cable, a multi-core cable, a coaxial cable, an optical fiber, and other wires for transmitting electric power and electric signals.
[0020]
The first and second coupling members are connected to one end and the other end of the wiring member, respectively. Examples of the connection method include a method using an appropriate connector structure, a method using a screw structure, a method using fitting, a method using pressure bonding, a method using an adhesive, and a method using brazing (typically, soldering). The securing of the conductivity and the securing of the bonding strength may be performed simultaneously or separately.
[0021]
The first wiring connection means and the second wiring connection means are wiring connection means for connecting the vibration damping device from outside. In other words, the vibration damping device of the present invention is inserted into a part of the wiring for which the propagation of vibration is to be reduced, and the connecting means for the wiring to be damped is the first wiring connecting means and the second wiring connecting means. Connection means. Examples of the wiring connection means include a method using an appropriate connector structure, a method using a screw structure, a method using fitting, a method using pressure bonding, a method using an adhesive, and a method using brazing (typically, soldering). Further, the first wiring connection means and the second wiring connection means respectively connect the first structure and the vibration damping device when the structures using the vibration damping device of the first invention are connected to each other. , And the connecting means between the second structure and the vibration damping device. It should be noted that the first wiring connection means and the second wiring connection means may not be used as the connection means for the structure, and other connection means may be prepared. Here, the term “structure” is a general term for a device housing, a part of members constituting the device, a floor or a wall, and other members having a predetermined structure. For example, when a measuring device is arranged inside a certain device, the housings that constitute the former device and the latter device are both structural bodies.
[0022]
According to the first aspect, the vibration transmitted between the first coupling member and the second coupling member is absorbed or reduced by the elasticity of the wiring member. Thereby, the vibration transmitted through the wiring can be suppressed. In addition, by using the vibration damping device utilizing the first invention, the structures are connected to each other, or the other structure is fixed to one structure, and power supply and communication are secured between the two structures. it can. In this structure, the parts that physically connect the structures and the wiring and piping are composed of the same member, so there is no vibration separately transmitted through the wiring and piping, and unexpected or unpredictable complexities between the structures. It can prevent the situation where a strong vibration is transmitted. This facilitates the vibration design of the system (structure or other design taking vibration into account).
[0023]
In a second aspect based on the first aspect, the wiring member is a coaxial cable, and the first coupling member or the second coupling member is made of a conductive material, and is connected to a shield wire of the coaxial cable. It is characterized by. According to the second aspect, a shield structure using one or both coupling members as a shield is realized. The second invention is suitable for handling a high-frequency signal.
[0024]
According to a third aspect, in the first or second aspect, a bending stress acts on the wiring member. The bending stress refers to a stress (internal force) generated inside the wiring member when a force is applied to the wiring member and the wiring member is bent (curved). According to the third aspect, the repulsive force of the wiring member to return to the original shape is maintained, so that a vibration damping device having a tight structure can be obtained. The third invention is particularly useful when the device is fixed using the vibration damping device of the present invention. In this case, since the repulsive force of the wiring member always acts, the rigidity or strength of the vibration damping device is ensured, and thereby a property preferable as a member for supporting the weight of the device is obtained.
[0025]
A fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the plurality of wiring members include a plurality of wiring members having different bending directions.
[0026]
Curved refers to a curved shape that is not straight. Normally, when a force is applied to both ends of the wiring member to bend, the shape of the wiring member follows a curve approximated by a part of a circle or an ellipse. There are two types of curved wiring members, one using a shape that maintains a curved state and the other using a state in which it is forcibly deformed and has a repulsive force.
[0027]
The direction of the curve is defined as a direction from the center of curvature of the curved shape approximated by a part of a circle or ellipse (the center of the approximate circle or ellipse) to the center of the wiring member. If the curve is not a simple shape approximated by a part of a circle or an ellipse, a single wiring member has a plurality of curved directions.
[0028]
According to the fourth aspect, since the directions of curvature of the plurality of wiring members are different, a vibration damping effect can be obtained in various directions of vibration transmitted between the first coupling member and the second coupling member. Can be In other words, since the directions of curvature of the plurality of wiring members are not the same, it is suitable for vibration suppression for displacements in various directions generated between the first coupling member and the second coupling member when subjected to vibration. There is a wiring member which receives the displaced displacement, whereby an effective vibration damping effect can be obtained in various vibration directions.
[0029]
According to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the whole has a spherical shape (or a shape that can be approximately approximated to a spherical shape), and the first coupling member is connected to one of the spherical poles. The second coupling member is located at the other pole of the spherical shape, and a plurality of wiring members are located along the spherical shape. The shape may not be a perfect sphere but may be a shape obtained by deforming a sphere.
[0030]
According to the fifth aspect, the vibration transmitted between the first coupling member and the second coupling member can be effectively dispersed to the plurality of wiring members. Further, since the direction of curvature can be made different in each of the plurality of wiring members, a vibration damping effect against various vibrations can be obtained.
[0031]
According to a sixth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the wiring member has a bent shape or a spiral shape. The bent shape refers to a bent shape. The number of times of bending is not limited to one. Helical shapes include those in which the diameter of the spiral is not constant. According to the sixth aspect, since the wiring member has a bent shape or a spiral shape, an effect of reducing or absorbing a force applied to the wiring member due to vibration can be obtained.
[0032]
In the above invention, the wiring has a vibration damping effect. As another invention, there is a configuration in which the first coupling member and the second coupling member are connected by a longitudinal elastic member that is responsible for vibration suppression separately from the wiring. The same configuration as the wiring member having the above-described predetermined elasticity can be applied to the longitudinal elastic member. When a longitudinal elastic member is used, appropriate wiring is arranged between the first coupling member and the second coupling member, and an electrical contact path is secured.
[0033]
Here, the longitudinal elastic member refers to a member which has a long and thin elongated shape, is capable of being bent, and has a resilience which rebounds and returns to its original state when a force applied after bending is removed. As the material of the longitudinal elastic member, a conductive material or a non-conductive material having the above-described mechanical properties can be used. Examples of such a material include steel, phosphor bronze, an elastic alloy, a member using carbon fiber (carbon fiber), a member using glass fiber (glass fiber), and the like.
[0034]
In each of the above-mentioned inventions, piping for transporting a fluid may be employed instead of the wiring. In this case, the wiring connection means becomes the pipe connection means. That is, each of the above-described inventions can be applied to a pipe for transporting a fluid, instead of the wiring for transmitting an electric signal or current. In this case, the effect of suppressing the vibration transmitted through the pipe can be obtained as in the case of the wiring. The type of the fluid is not limited as long as it flows through the pipe, such as a gas, a liquid, and a powder. Further, a case where the transport distance of the fluid is short, such as a pipe for transmitting hydraulic pressure, may be used.
[0035]
Another invention is a first coupling member, a second coupling member, a fluid connected between the first coupling member and the second coupling member, and a fluid between the first coupling member and the second coupling member. A single or a plurality of elastic piping members for transporting and absorbing vibration.
[0036]
In the above invention, it is necessary that the pipe has such a rigidity that the shape of the entire vibration damping device is maintained. The elasticity needs to be elastic enough to suppress vibration. It is preferable that the elasticity is such that a repulsive force is generated when bent. According to the above invention, the vibration transmitted between the first coupling member and the second coupling member is damped by the pipe member, and the fluid is transported. The vibration transmitted through the pipe can be damped by inserting and arranging the vibration damping device of the present invention in a part of the pipe through which the fluid is transported. Also in the present invention, it is preferable to arrange a plurality of pipes having different directions of curvature so as to be able to cope with various vibration directions. Alternatively, a pipe having a predetermined elasticity may be forcibly bent and used in a state in which bending stress is acting (in a state having a repulsive force). Furthermore, the whole may be configured in a spherical shape, the first coupling member may be arranged on one pole, the second coupling member may be located on the other pole, and a plurality of piping members may be located along the spherical shape. . Further, the pipe member may have a bent shape or a spiral shape. Further, wiring for conducting signals and power may be employed instead of the piping.
[0037]
Still another aspect of the present invention provides a single or plural longitudinal elastic members, a first coupling member connected to one end of the longitudinal elastic member, and a second coupling member connected to the other end of the longitudinal elastic member. And a pipe having one end connected to the first coupling member and the other end connected to the second coupling member; first piping connection means provided on the first coupling member; And a second pipe connection means provided. According to the present invention, it is sufficient that the longitudinal elastic member is responsible for maintaining the shape of the vibration damping device as a whole and for damping the vibration, and that the piping be capable of transporting fluid.
[0038]
In the above invention, it is preferable that a plurality of curved longitudinal elastic members are arranged, and the directions of the curvatures are different from each other. By doing so, it is possible to perform vibration suppression corresponding to various vibration directions. Further, a bending stress may be applied to the longitudinal elastic member. Further, the whole is configured in a spherical shape, the first coupling member is arranged at one pole, the second coupling member is located at the other pole, and a plurality of longitudinal elastic members are located along the spherical shape. Is also good. Further, the longitudinal elastic member may have a bent shape or a spiral shape.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention can be implemented in many different modes and should not be construed as being limited to the description of the embodiments. The same elements are given the same numbers throughout.
[0040]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a vibration damping device using the present invention. FIG. 1 shows a vibration damping joint 100. The vibration damping joint 100 includes a
[0041]
The vibration damping joint illustrated in FIG. 1 has a spherical shape as a whole, the
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
Hereinafter, an example of a material forming the vibration damping joint 100 illustrated in FIG. 1 will be described. The
[0045]
The
[0046]
Next, the function of the vibration damping joint will be described. The vibration damping joint 100 illustrated in FIG. 1 absorbs or reduces a force applied between the
[0047]
The above-described vibration damping effect is not limited to the direction of the amplitude of the vibration applied between the
[0048]
Next, an example of use of the vibration damping joint illustrated in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of use of the vibration damping joint. FIG. 2 shows an example in which the vibration damping joint 100 is arranged between the
[0049]
Since the vibration damping joint illustrated in FIG. 1 does not use a rubber material or the like whose mechanical properties such as elastic modulus have a large temperature dependence, the temperature dependence of the vibration characteristics of the coupled structures can be reduced. Further, a vibration damping action can be obtained irrespective of the direction of displacement following the vibration.
[0050]
In the example shown in FIG. 1, the
[0051]
Next, another example of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing another example of the present invention. FIG. 4 is an enlarged view of a part of the structure shown in FIG. FIG. 3 illustrates an example in which a commercially available coaxial cable is used as the wiring member. In this example, a predetermined elasticity is given to the coaxial cable by winding an elastic member around the coaxial cable, and a wiring member having a predetermined elasticity is obtained.
[0052]
In the example of FIG. 3, the
[0053]
A band-shaped
[0054]
Normally, a commercially available
[0055]
FIG. 4 shows a detailed example of the structure of the connector. Here, a part of the
[0056]
The
[0057]
In the example of FIG. 4B, the wiring in the
[0058]
In FIG. 3, a predetermined elasticity is given to the coaxial cable by arranging an elastic band-shaped member on the coaxial cable along a spiral winding. A similar effect may be obtained by fixing a band-shaped elastic member to a coaxial cable in close contact with a straight line. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a structure for providing elasticity to a coaxial cable. FIG. 5 shows an example in which a strip-shaped
[0059]
There is still another method of using a coaxial cable as a wiring member having a predetermined elasticity. For example, there is a method in which a coaxial cable is inserted into a pipe having predetermined elasticity. Examples of such a pipe include a pipe made of a resin material having a material that generates a repulsive force when bent, a glass fiber pipe, and a carbon fiber pipe.
[0060]
Further, the type of the coaxial cable that can be used is not limited. Furthermore, although an example using a coaxial cable is shown here, the type of cable is not limited to this. For example, a single-core wiring cable, a parallel two-wire cable, or a multi-core cable can be used. Further, a bare wire without an insulating coating may be used.
[0061]
The vibration damping joint illustrated in FIG. 3 has the same operation and effect as the vibration damping joint illustrated in FIG. In addition, the vibration damping joint illustrated in FIG. 3 has an advantage that a commercially available coaxial cable or wiring can be used.
[0062]
As another aspect of the present invention, there is an example in which wiring connection between the first and second coupling members and physical connection using an elastic material are configured separately. Hereinafter, this example will be described. FIG. 6 is a diagram showing another example of the present invention. FIG. 6 shows an example in which the
[0063]
As a structure of the vibration damping device, there is also a structure as exemplified in FIG. FIG. 7 is a diagram showing another example of the present invention. FIG. 7A illustrates a structure in which a
[0064]
FIG. 7B illustrates a structure in which a
[0065]
As another embodiment utilizing the present invention, there is an example in which piping is used instead of wiring. Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a pipe through which a fluid flows will be described. For example, in the structure illustrated in FIG. 3, an example is given in which the
[0066]
Further, it is also possible to obtain a vibration damping device applied to piping using the structure shown in FIG. That is, in the structure illustrated in FIG. 6, the
[0067]
By applying the present invention to a pipe, propagation of vibration through the pipe can be prevented. For example, a pipe for supplying fuel and cooling water is connected to the combustion engine, and there are cases where it is desired to suppress vibration transmitted through the pipe. In such a case, the transmission of vibration through the pipe can be suppressed by interposing the above-described vibration damping structure in the middle of the pipe. Further, for example, by using the above configuration, it is possible to prevent vibration transmitted from an exhaust pump connected to a precision device such as an electron microscope requiring a reduced pressure state to the precision device via an exhaust pipe.
[0068]
FIG. 8 shows an example of a structure for suppressing vibration transmitted through a pipe. FIG. 8 shows an example in which the
[0069]
FIG. 8A shows a
[0070]
The
[0071]
The
[0072]
The
[0073]
The fuel flowing through the
[0074]
According to the configuration illustrated in FIG. 8, vibration generated in the
[0075]
Next, an example in which precision equipment is fixed to an appropriate housing using the vibration damping device of the present invention will be described. The following example can be applied to a case where a precision instrument that does not want to vibrate is installed in a boiler facility, a power generation facility, or a transport device (such as a ship or an aircraft). Examples of the precision instrument include instruments that are not preferably subjected to vibration, such as computer instruments, measuring instruments, communication instruments, and hard disk drives.
[0076]
FIG. 9 is a diagram showing another example using the vibration damping device of the present invention. FIG. 9 shows a
[0077]
The
[0078]
In the structure illustrated in FIG. 9, the vibration transmitted from the
[0079]
The vibration damping device 102 may be used in a state where the device is hung or supported from the side, in addition to being used in a state of receiving weight as illustrated in FIG. 9. Here, an example of wiring has been described, but the present invention can also be applied to piping. The example of FIG. 9 can also be applied to a case where a device that dislikes vibration is arranged near a device that generates vibration. Although FIG. 9 illustrates a case where a device that dislikes vibration is arranged, a device that generates vibration such as a generator or a pump may be arranged. In this case, the effect of preventing or reducing the vibration generated in the
[0080]
In the above examples, an example of damping vibration to or from an appropriate device has been described. However, the present invention can be applied to damping of vibration transmitted from an appropriate structure to another structure. Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified without departing from the gist thereof.
[0081]
【The invention's effect】
The effects obtained by typical aspects of the invention disclosed in the present application are as follows. That is, the present invention provides a vibration damping device that attenuates vibration transmitted through wiring and piping. Further, according to the present invention, in a vibration damping device for attenuating vibration transmitted through wiring and piping, a vibration damping device having small temperature dependence of vibration damping characteristics is provided. Further, according to the present invention, in a vibration damping device for attenuating vibration transmitted through a wiring or a pipe, a vibration damping device in which the vibration damping performance is not limited in the direction of vibration displacement is provided. Further, according to the present invention, in a state where the first structure is fixed to the second structure by the vibration damping device, complicated vibration is transmitted from the first structure to the second structure by vibration transmitted through the wiring and the piping. The problem is solved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a vibration damping device using the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of use of a vibration damping device.
FIG. 3 is a diagram showing another example of the vibration damping device.
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the structure shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a wiring member.
FIG. 6 is a diagram showing another example of the vibration damping device.
FIG. 7 is a diagram showing another example of the vibration damping device.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a structure for damping vibration transmitted through a pipe.
FIG. 9 is a diagram showing another application example of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a passive vibration damping joint according to the related art.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a passive vibration damping joint according to the related art.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a passive vibration damping joint according to the related art.
FIG. 13 is a diagram illustrating an application example of a vibration damping device according to the related art.
[Explanation of symbols]
Reference numerals 100: vibration damping joint, 101: first coupling member, 102: second coupling member, 103: receptacle, 104: receptacle, 105: wiring member, 106: connection terminal, 107: screw, 108: connection terminal, 109: screw Reference numerals 121, coaxial cable, 122, coaxial cable, 131, first coupling member, 132, second coupling member, 135, coaxial cable, 136, connector, 137, connector, 138, coaxial cable, 139, plug, 140, receptacle Reference numerals 141, coaxial cable, 142, receptacle, 143, single wire, 144, band-shaped metal plate, 151, coaxial cable, 152, plug, 153, elastic member, 154, fastener, 161, coaxial cable, 162, longitudinal elasticity Members, 161, power generation facilities, 162, diesel engines, 163, generators, 164, pedestals, 65: Damping support member, 166: Floor (or base), 167: Fuel pipe, 168: Cooling water supply pipe, 169: Cooling water drain pipe, 170: Damping device, 171: Damping device, 172: Damping Apparatus, 173 first connecting member, 174 second connecting member, 175 first pipe connecting means, 176 second pipe connecting means, 177 pipe, 178 long elastic member, 179 pipe connecting section, 180 ... Piping connection part, 191 ... Precision instrument, 192 ... Vibration suppression device, 193 ... Structure, 194 ... Signal wiring, 195 ... Power supply wiring, 201 ... Vibration damping material, 202 ... Disc, 203 ... Disc, 204 ... Male Screw, 205: male screw, 210: structure, 211: structure, 212: bolt, 213: nut, 214: damping material, 221: coupling member, 223: casing, 224: casing, 226: damping material, 27 arrow, 231 equipment, 232 damping material, 233 floor, 701 first coupling member, 702 second coupling member, 703 wiring member, 704 first coupling member, 705 second coupling member , 706... Wiring members.
Claims (16)
前記配線部材の一端に接続された第1結合部材と、
前記配線部材の他端に接続された第2結合部材と、
前記第1結合部材に設けられた第1配線接続手段と、
前記第2結合部材に設けられた第2配線接続手段と、
を含む制振装置。A single or a plurality of wiring members having a predetermined elasticity,
A first coupling member connected to one end of the wiring member;
A second coupling member connected to the other end of the wiring member,
First wiring connection means provided on the first coupling member;
Second wiring connection means provided on the second coupling member;
Including vibration damping device.
前記第1結合部材または前記第2結合部材は、導電性材料で構成され、前記同軸ケーブルのシールド線に接続されていることを特徴とする請求項1記載の制振装置。The wiring member is a coaxial cable,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the first coupling member or the second coupling member is made of a conductive material, and is connected to a shield line of the coaxial cable. 3.
前記第1結合部材が前記球形状の一方の極に位置し、
前記第2結合部材が前記球形状の他方の極に位置し、
前記球形状に沿って前記複数の配線部材が位置していることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の制振装置。The whole has a spherical shape,
The first coupling member is located at one pole of the spherical shape,
The second coupling member is located at the other pole of the spherical shape,
The vibration damping device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of wiring members are located along the spherical shape.
前記長手状弾性部材の一端に接続された第1結合部材と、
前記長手状弾性部材の他端に接続された第2結合部材と、
前記第1結合部材に一端が接続され、前記第2結合部材に他端が接続された配線と、
前記第1結合部材に設けられた第1配線接続手段と、
前記第2結合部材に設けられた第2配線接続手段と、
を含む制振装置。One or more longitudinal elastic members;
A first coupling member connected to one end of the longitudinal elastic member;
A second coupling member connected to the other end of the longitudinal elastic member;
A wire having one end connected to the first coupling member and the other end connected to the second coupling member;
First wiring connection means provided on the first coupling member;
Second wiring connection means provided on the second coupling member;
Including vibration damping device.
前記第1結合部材または前記第2結合部材は、導電性材料で構成され、前記同軸ケーブルのシールド線に接続されていることを特徴とする請求項7記載の制振装置。The wiring is a coaxial cable,
The vibration damping device according to claim 7, wherein the first coupling member or the second coupling member is made of a conductive material, and is connected to a shield line of the coaxial cable.
前記第1結合部材が前記球形状の一方の極に位置し、
前記第2結合部材が前記球形状の他方の極に位置し、
前記球形状に沿って前記複数の長手状弾性部材が位置していることを特徴とする請求項7〜10の何れか一項に記載の制振装置。The whole has a spherical shape,
The first coupling member is located at one pole of the spherical shape,
The second coupling member is located at the other pole of the spherical shape,
The vibration suppression device according to any one of claims 7 to 10, wherein the plurality of longitudinal elastic members are located along the spherical shape.
第2結合部材と、
前記第1結合部材と前記第2結合部材とに接続され、前記第1結合部材と前記第2結合部材との間における流体の輸送および振動の吸収を行う、弾性を有する単一または複数の配管部材と、
を含む制振装置。A first coupling member;
A second coupling member;
A single or a plurality of elastic pipes connected to the first coupling member and the second coupling member for transporting fluid and absorbing vibration between the first coupling member and the second coupling member. Components,
Including vibration damping device.
前記長手状弾性部材の一端に接続された第1結合部材と、
前記長手状弾性部材の他端に接続された第2結合部材と、
前記第1結合部材に一端が接続され、前記第2結合部材に他端が接続された配管と、
前記第1結合部材に設けられた第1配管接続手段と、
前記第2結合部材に設けられた第2配管接続手段と、
を含む制振装置。One or more longitudinal elastic members;
A first coupling member connected to one end of the longitudinal elastic member;
A second coupling member connected to the other end of the longitudinal elastic member;
A pipe having one end connected to the first coupling member and the other end connected to the second coupling member;
First piping connection means provided on the first coupling member;
Second pipe connection means provided on the second coupling member;
Including vibration damping device.
Priority Applications (1)
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JP2002328934A JP2004166387A (en) | 2002-11-12 | 2002-11-12 | Vibration controller |
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Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-11-12 JP JP2002328934A patent/JP2004166387A/en active Pending
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