JP2013167549A - Slip load test method of rotational inertia mass damer and rotational inertia mass damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法および回転慣性質量ダンパに関する。 The present invention relates to a slip load test method for a rotary inertia mass damper and a rotary inertia mass damper.
従来、回転慣性質量ダンパとしては、たとえば、外筒と、外筒内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸と、上記外筒内に周方向回転自在に収容されて上記螺子軸に螺合されるボールナットと、上記外筒内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイールと、当該フライホールとボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制するようになっている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, as the rotary inertia mass damper, for example, an outer cylinder, a screw shaft inserted into the outer cylinder so as to be movable in the axial direction, and a circumferentially rotatable rotation within the outer cylinder and screwed into the screw shaft. A ball nut, a cylindrical flywheel that is rotatably accommodated in the outer cylinder, a friction plate interposed between the flyhole and the ball nut, and a friction plate An urging means for urging the plate toward the plate, and the movement of the screw shaft is suppressed by the inertia of the flywheel that rotates together with the ball nut by the movement of the screw shaft in the axial direction ( For example, see Patent Document 1).
そして、この回転慣性質量ダンパにあっては、螺子軸に軸方向の過大な加速度が作用した場合、摩擦板とフライホイールとの間に滑りが生じて、ボールナットが空回りすることで、ボールナットからフライホイールへの回転トルクの伝達が遮断され、回転慣性質量ダンパが出力する慣性反力が上限値に制限される。また、摩擦板とフライホイールとの間に生じる摩擦力は附勢手段によって調節することができ、この摩擦板と附勢手段は、回転慣性質量ダンパの慣性反力の上限値を決定するいわゆるリミッタとしての機能を発揮している。 And in this rotary inertia mass damper, when excessive axial acceleration acts on the screw shaft, slip occurs between the friction plate and the flywheel, and the ball nut rotates idly. Rotational torque transmission from the flywheel to the flywheel is interrupted, and the inertial reaction force output from the rotary inertia mass damper is limited to the upper limit value. The frictional force generated between the friction plate and the flywheel can be adjusted by an urging means, and the friction plate and the urging means are so-called limiters that determine the upper limit value of the inertial reaction force of the rotary inertia mass damper. As a function.
上記したように回転慣性質量ダンパの慣性反力の上限値は、摩擦板に対してフライホイールが滑り出すときに螺子軸に軸方向に作用する荷重ということになる、つまり、リミッタが作動するときに螺子軸に軸方向に作用する荷重(スリップ荷重)となるが、従来、このスリップ荷重を検出するには、実際に回転慣性質量ダンパを摩擦板に対してフライホイールが滑りだすまで加振し、加振中に螺子軸に作用する軸方向荷重を検出し続けて、この軸方向荷重の変動からスリップ荷重を得るといった動的試験を行っていた。 As described above, the upper limit value of the inertial reaction force of the rotary inertia mass damper is a load acting in the axial direction on the screw shaft when the flywheel slides against the friction plate, that is, when the limiter is operated. This is a load acting on the screw shaft in the axial direction (slip load). Conventionally, to detect this slip load, the rotary inertia mass damper is actually vibrated until the flywheel slides against the friction plate, A dynamic test has been performed in which an axial load acting on the screw shaft during vibration is continuously detected and a slip load is obtained from the fluctuation of the axial load.
このような、動的試験を行うには、回転慣性質量ダンパを摩擦板に対してフライホイールが滑りだすまで加振しなければならず、スリップ荷重の検出に時間がかかるとともに、摩擦板に対してフライホイールが滑り出すのは極めて短時間に行われるため、螺子軸の軸方向荷重の変動からスリップ荷重を検出する方法では安定したデータを得ることが難しく、スリップ荷重の検出精度の向上が望まれている。 In order to perform such a dynamic test, the rotary inertia mass damper must be vibrated until the flywheel slides against the friction plate. Since the flywheel slides in a very short time, it is difficult to obtain stable data with the method of detecting the slip load from the fluctuation of the axial load of the screw shaft, and it is desirable to improve the detection accuracy of the slip load. ing.
そこで、本発明は、上記不具合を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、より短時間で精度良くスリップ荷重を検出することが可能な回転慣性質量ダンパのスリップ荷重試験方法および回転慣性質量ダンパを提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a slip load test method for a rotary inertia mass damper capable of detecting a slip load with higher accuracy in a shorter time. And providing a rotary inertia mass damper.
上記した目的を達成するため、本発明の課題解決手段は、螺子軸と、当該螺子軸に螺合されるボールナットと、筒状のフライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおける上記フライホイールと上記摩擦板とのスリップ荷重試験方法において、上記フライホイールを固定しつつ、上記螺子軸へ軸方向の荷重を作用させることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the problem-solving means of the present invention includes a screw shaft, a ball nut screwed to the screw shaft, a cylindrical flywheel, the fly hole, and the ball nut. A friction plate to be interposed; and an urging means for urging the flywheel toward the friction plate, and by the inertia of the flywheel rotating together with the ball nut by the axial movement of the screw shaft In the slip load test method between the flywheel and the friction plate in a rotary inertia mass damper that suppresses movement of the screw shaft, an axial load is applied to the screw shaft while fixing the flywheel. And
上記した目的を達成するため、本発明の他の課題解決手段は、外筒と、外筒内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸と、上記外筒内に周方向回転自在に収容されて上記螺子軸に螺合されるボールナットと、上記外筒内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイールと、当該フライホールと上記ボールナットとの間に介装される摩擦板と、上記フライホイールを上記摩擦板へ向けて附勢する附勢手段とを備え、上記螺子軸の軸方向への移動によって上記ボールナットとともに回転する上記フライホイールの慣性によって当該螺子軸の移動を抑制する回転慣性質量ダンパにおいて、上記外筒に対する上記フライホイールの周方向への回転を阻止する回転阻止手段を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, another problem-solving means of the present invention is accommodated in an outer cylinder, a screw shaft that is inserted into the outer cylinder so as to be movable in the axial direction, and is rotatably accommodated in the outer cylinder. A ball nut that is screwed onto the screw shaft, a cylindrical flywheel that is rotatably accommodated in the outer cylinder, and a friction plate that is interposed between the fly hole and the ball nut. And an urging means for urging the flywheel toward the friction plate, and the screw shaft is moved by inertia of the flywheel rotating together with the ball nut by the axial movement of the screw shaft. In the rotary inertia mass damper to be suppressed, a rotation blocking means for blocking the rotation of the flywheel in the circumferential direction with respect to the outer cylinder is provided.
したがって、フライホイールの回り止めをした状態にて、螺子軸に軸方向へ荷重を与えて、フライホイールと摩擦板との間に滑りを生じさせることで、スリップ荷重を検出することができる。 Therefore, the slip load can be detected by applying a load in the axial direction to the screw shaft in a state where the rotation of the flywheel is stopped and causing a slip between the flywheel and the friction plate.
本発明によれば、より短時間で精度良くスリップ荷重を検出することが可能なる。 According to the present invention, it is possible to detect a slip load with higher accuracy in a shorter time.
以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。一実施の形態における回転慣性質量ダンパDは、図1に示すように、外筒1と、外筒1内に軸方向移動可能に挿入される螺子軸2と、外筒1内に周方向回転自在に収容されて螺子軸2に螺合されるボールナット3,4と、外筒1内に周方向回転自在に収容される筒状のフライホイール5と、フライホール5とボールナット3,4との間に介装される摩擦板6と、フライホイール5を摩擦板6へ向けて附勢する附勢手段7と、外筒1に対するフライホイール5の周方向への回転を阻止する回転阻止手段8とを備えて構成されている。
The present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings. As shown in FIG. 1, the rotary inertia mass damper D according to the embodiment includes an outer cylinder 1, a
そして、この回転慣性質量ダンパDのスリップ荷重試験を行う場合には回転阻止手段8で上記したフライホイール5の周方向への回転を阻止し、回転慣性質量ダンパDをダンパとして機能させる使用状態では、回転阻止手段8でフライホイール5の回転を阻止せずフライホイール5の回転を許容する状態とする。フライホイール5の回転が許容される状態では回転慣性質量ダンパDは、外力によって螺子軸2が軸方向である図1中左右方向へ移動せしめられると、ボールナット3,4が回転駆動されて摩擦板6とフライホイール5との間に滑りが生じない場合、フライホイール5がボールナット3,4と共に回転することで慣性力が働いて、螺子軸2の移動を抑制する慣性反力を発揮する。また、螺子軸2に軸方向の過大な荷重が作用すると、摩擦板6とフライホイール5との間に滑りを生じて、フライホイール5の慣性力がボールナット3,4へ伝達されなくなり、螺子軸2に作用する荷重の上限を規制して、回転慣性質量ダンパDが発揮する慣性反力が過大となることを防ぐことができるようになっている。
When the slip load test of the rotary inertia mass damper D is performed, the rotation prevention means 8 prevents the flywheel 5 from rotating in the circumferential direction, and the rotary inertia mass damper D functions as a damper. The
以下、回転慣性質量ダンパDの各部について説明する。外筒1は、側部に肉を貫く二つの通し孔1aを備え、図1中左端が蓋9によって閉塞されるとともに、図1中右端にも環状の蓋10が装着される。蓋9には、回転慣性質量ダンパDを設置箇所へ取り付けることができるようブラケット9aが設けられている。
Hereinafter, each part of the rotary inertia mass damper D will be described. The outer cylinder 1 is provided with two through
また、蓋10の内周には螺子軸2を回り止めする軸受11が設けられている。螺子軸2は、先端側外周に設けた螺子部2aと、螺子軸2aの図1中右方に設けた軸部2bと、軸部2bの図1中右方に設けられて軸受11に挿通される基部2cと、基部2cの終端に設けられて回転慣性質量ダンパDを設置箇所へ取り付けることができるブラケット2dとを備えている。
A bearing 11 that prevents the
そして、螺子軸2は、先端側の螺子部2a側を外筒1の内方へ向けて外筒1内に挿入されており、基部2cが軸受11によって回り止めされることで、外筒1に対して軸方向へのみの移動が許容されている。この場合、基部2cの断面形状は円形以外の形状とされており、軸受11の内周形状が当該基部2cに符合する形状とされて、螺子軸2が外筒1に対して回り止めされている。なお、軸受11と基部2cの構造は、螺子軸2の回り止めができる構造であればよいが、軸受11にローラを設けて基部2cにローラを当接させるようにしておくことで、外筒1に対する螺子軸2の軸方向への移動を円滑にすることができる。
The
ボールナット3,4は、共に連結されていて、螺子軸2の螺子部2aに螺合されている。また、ボールナット3,4は、外筒1の内周に固定したボールベアリング12の内周に装着されるパイプ18に支持されており、外筒1に対して周方向回転自在とされてこの外筒1内に収容されている。なお、この実施の形態の場合、螺子軸2に作用する荷重に耐えるため、二つのボールナット3,4を連結して使用しているが、ボールナットの設置数は螺子軸2に作用する荷重に適する数を設置すればよい。
The
また、図1中右方側のボールナット4の終端にはフランジ4aが設けられていて、このフランジ4aに環状の摩擦板6を図1中左側に保持するリング13が取り付けられている。
A
さらに、外筒1の図1中左端内周には、外周に螺子部を備えたナット部材14が螺着されており、このナット部材14は、外筒1に対して周方向へ回転させることで外筒1に対して軸方向となる図1中左右方向へ移動することができるようになっている。
Further, a
ナット部材14の図1中右方には、フライホイール5を摩擦板6へ向けて、つまり、図1中右方へフライホイール5を附勢する附勢手段7が設けられている。附勢手段7は、円環状の押し子15と、押し子15とナット部材14との間に介装される複数のコイルばね16とで構成されている。
A biasing means 7 for biasing the flywheel 5 toward the
より詳細には、押し子15は、外周を外筒1の内周に摺接させていて、図1中左方から開口する複数のばね孔15aと、内周から図1中右方となるフライホイール5側へ突出するソケット部15bとを備えて構成されている。コイルばね16は、一端がナット部材14で支承されつつ各ばね孔15aに一つずつ圧縮状態で挿入されて押し子15を摩擦板6側へ向けて附勢している。よって、ナット部材14を外筒1に対して図1中左右方向へ移動させることでコイルばね16の圧縮の程度を調整することができ、フライホイール5を摩擦板6へ押しつける附勢力を調整することができるようになっている。
More specifically, the
また、押し子15のソケット部15bの外周にはボールベアリング17が装着されており、このボールベアリング17の外周はフライホイール5の図1中左端内周に嵌合されている。
A ball bearing 17 is mounted on the outer periphery of the
フライホイール5は、肉厚の円筒状とされており、図1中右端は、リング13の図1中左端内周側から突出したソケット部13aの外周に摺動自在に嵌合されている。さらに、フライホイール5の内径は、ボールナット3,4の外径より大径とされていて、外径は外筒1の内径よりも小径とされているので、外筒1に対して周方向への回転が許容されている。このように、フライホイール5を筒状としてボールナット3,4を内部に収容するようにしているので、回転慣性質量ダンパDの全長を短くすることができる。
The flywheel 5 has a thick cylindrical shape, and the right end in FIG. 1 is slidably fitted to the outer periphery of the
また、フライホイール5は、摩擦板6に附勢手段7によって押しつけられていて、摩擦板6との間に滑りが生じない状態では、ボールナット3,4とともに外筒1内で周方向へ回転することができるようになっている。
Further, the flywheel 5 is pressed against the
なお、附勢手段7は、上記構成に限定されるものではなく、フライホイール5を摩擦板6へ押しつけるように附勢することができれば、上記構成以外の構成を採用することができる。
The urging means 7 is not limited to the above configuration, and any configuration other than the above configuration can be adopted as long as the urging
さらに、フライホイール5には、外筒1に設けた通し孔1aに対向する位置に外周から開口する二つの孔5aを備えており、この各孔5aと上記各通し孔1aにはピンPが挿通することができるようになっている。なお、孔5a或いは通し孔1aを螺子孔として通し孔1aと孔5aに図示しないボルトを取り付けるようにしてもよい。
Further, the flywheel 5 is provided with two
このように、ピンPが孔5aと通し孔1aとに挿通されると、外筒1に対してフライホイール5が周方向へ回転することができず、摩擦板6と滑りが生じない限りにおいてボールナット3,4も外筒1に対して回り止めされた状態となる。このように、本実施の形態の回転慣性質量ダンパDにあっては、回転阻止手段8がピンP、孔5aおよび通し孔1aとで構成されている。
As described above, when the pin P is inserted into the
このように構成された回転慣性質量ダンパDのスリップ荷重を検出するスリップ荷重試験を行うには、ピンPを孔5aおよび通し孔1aに挿入して、外筒1に対してフライホイール5の回り止めをした状態にて、螺子軸2に軸方向へ荷重を与える。フライホイール5と摩擦板6との間に滑りが生じない状態では、ボールナット3,4も回り止めされた状態であるから、螺子軸2へ軸方向の荷重を与えても螺子軸2は軸方向へ移動しない。
In order to perform a slip load test for detecting the slip load of the rotary inertia mass damper D configured as described above, the pin P is inserted into the
螺子軸2へ与える荷重を大きくしフライホイール5と摩擦板6との間に滑りが生じると、ボールナット3,4が回転可能となって螺子軸2も軸方向への移動が許容されることになり、螺子軸2に作用する荷重が上限値にリミットされ、この上限値がスリップ荷重である。スリップ荷重は、螺子軸2に作用している軸方向の荷重を検出することで検出することができるから、螺子軸2や螺子軸2に荷重を与える図外の試験機に図示しないロードセルや歪ゲージといった荷重を検出可能なセンサを取り付けておき、当該センサを用いることで簡単に検出することができる。
When a load applied to the
よって、上記のように外筒1に対してフライホイール5の回り止めをした状態にて、螺子軸2に軸方向へ荷重を与えて、フライホイール5と摩擦板6との間に滑りを生じさせることで、スリップ荷重を検出することができるので、螺子軸2を大きくストロークさせる必要が無く、フライホイール5と摩擦板6との間に滑りを生じさせる程度の荷重を螺子軸2へ与えればよいから、スリップ荷重の検出までにかかる時間は非常に短時間となる。
Accordingly, in the state where the flywheel 5 is prevented from rotating with respect to the outer cylinder 1 as described above, a load is applied to the
また、従前のように動的にスリップ荷重を検出するのではなく、静的に近い環境でスリップ荷重を検出することが可能となるので、安定したデータを取得することができ、スリップ荷重の検出精度を向上することができる。 In addition, instead of dynamically detecting slip load as before, it is possible to detect slip load in a static environment, so stable data can be acquired, and slip load detection is possible. Accuracy can be improved.
さらに、回転阻止手段8は、上記した具体的構成に限定されるものではないが、本実施の形態の回転慣性質量ダンパDにあっては、外筒1に設けた通し孔1aとフライホイール5に設けた孔5aと、これら通し孔1aと孔5aに挿通されるピンP或いはボルトで回転阻止手段8が構成されるので、回転阻止手段8の構成が簡単で、低コストでスリップ荷重試験を行うことができ、また、スリップ荷重試験を終了後、ピンPを抜き、通し孔1aに栓をすることで回転慣性質量ダンパDを製品として使用することができる。この場合、通し孔1aを螺子孔としておくことで、短いボルトを当該通し孔1aに螺着することで簡単に栓することができ便利である。
Further, the rotation blocking means 8 is not limited to the above-described specific configuration, but in the rotary inertia mass damper D of the present embodiment, the through
なお、通し孔1aと孔5aの設置数は任意であり、フライホイール5に作用する回転トルクを受けてフライホイール5の回転を阻止することができるピンP或いはボルトの本数に見合って設けられればよい。
The through
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。 This is the end of the description of the embodiment of the present invention, but the scope of the present invention is of course not limited to the details shown or described.
1 外筒
1a 通し孔
2 螺子軸
3,4 ボールナット
5 フライホイール
5a 孔
6 摩擦板
7 附勢手段
8 回転阻止手段
D 回転慣性質量ダンパ
P ピン
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