CN101082360B - 减振构件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使振动原因为振动设备的强制振动时也能够获得足够的减振效果的减振构件。减振构件具有固定配置振动设备的主体部。另外,在主体部上形成有法线方向与由振动设备产生的振动的振动方向一致的倾斜面,在倾斜面上设置半岛形状的切口,由此在切口的内侧部分形成有能够沿振动方向振动的振动部。因此,能够使连结振动部和主体部的连结部上的变位始终为零。另外,由于振动部的法线方向与由振动设备产生的振动的振动方向一致,振动部能够沿振动方向振动,因而能够有效地减少振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低由振动设备产生的振动的减振构件。
背景技术
在DVD(Digital Versatile Disc)和打印机等AV、OA设备中采用马达和齿轮、HDD(Hard Disk Drive)等高速旋转的部件。近年来,通过使这些马达和齿轮的旋转更加高速,从而实现了AV、OA设备的高速化·高功能化,但随之而来的振动的增大,导致DVD的读取精度的恶化和从设备产生的噪音的增大。因此,希望降低由高速旋转的马达等产生的振动及由振动产生的噪音。专利文献1中,公开了减少这种振动的动态吸振器。专利文献1的动态吸振器,是将平衡重和粘弹性体一体成形,安装在马达的旋转轴上,从而使动态吸振器本身振动,减少马达的振动。
专利文献1:特开2002-266940号公报
当上述振动的原因是固定马达、齿轮等振动设备的托架、框架、外装面板等的各部位上因振动设备的振动而产生的共振时,通过安装如专利文献1的采用了粘弹性体的动态吸振器(具有衰减的动态吸振器),并调整到各部位的固有振动频率,从而能够减少该部位的振动。可是,当振动的原因是由振动设备产生的强制振动(振动设备本身的振动)时,即使将动态吸振器的固有振动频率调整为振动设备的励振振动频率,在粘弹性体上产生的变位和力的相位不一致,动态吸振器的抑制振动力和振动设备的强制励振力也不会完全为相反相位。因此,动态吸振器安装点的变位不会为零,无法获得足够的减振效果。
因此,考虑在固定振动设备的结构体上设置与该结构体一体形成的动态吸振器(无衰减的动态吸振器),从而能够降低由振动设备产生的强制振动。采用这种构成时,通过改变动态吸振器中振动部分(振动部)的长度、厚度,从而如果使动态吸振器的固有振动频率和由振动设备产生的励振频率一致,就会在动态吸振器上产生与由于振动设备振动而产生的强制励振力相反相位的振动抑制力,能够获得足够的减振效果。
采用该构成,在对应于不同种类的振动设备调整动态吸振器的固有振动频率时,在结构体的设置条件上,因在与周围构件之间存在大的间隙等而能够加长动态吸振器的振动部时,不存在问题。可是,由于结构体的设置条件而有时难以改变振动部的长度,这种情况下,即使采用上述动态吸振器,也不能使动态吸振器的固有振动频率和由振动设备产生的励振频率一致,无法获得足够的减振效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使振动原因为振动设备的强制振动时也能够获得足够的减振效果的减振构件。
本发明的另一目的在于提供一种即使不改变振动部长度也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率、获得足够减振效果的减振构件。
为了实现上述目的,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且关于垂直于所述板状结构体的背面的平面为面对称,且以两个所述振动部的表面的法线方向与所述板状结构体的背面的法线方向即由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成,在该振动部形成有贯通孔。从而,通过减小振动部的惯性质量,能够不改变振动部长度而将其固有振动频率设定得高。因而,即使不改变振动部的长度,也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率,获得足够的减振效果。
另外,在其他观点中,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,使该振动部的板厚局部地比其他部分薄,所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且关于垂直于所述板状结构体的背面的平面为面对称,且以两个所述振动部的表面的法线方向与所述板状结构体的背面的法线方向即由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成。从而,通过减小振动部的惯性质量,能够不改变振动部长度而将其固有振动频率设定得高。因而,即使不改变振动部的长度,也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率,获得足够的减振效果。
另外,在其他观点中,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,该振动部前端的宽度与连结部的宽度不同,所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且关于垂直于所述板状结构体的背面的平面为面对称,且以两个所述振动部的表面的法线方向与所述板状结构体的背面的法线方向即由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成。从而,通过改变振动部的惯性质量或弹簧常数,能够任意设定其固有振动频率。因而,即使不改变振动部的长度,也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率,获得足够的减振效果。
另外,在其他观点中,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,在所述振动部形成有凹部,所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且关于垂直于所述板状结构体的背面的平面为面对称,且以两个所述振动部的表面的法线方向与所述板状结构体的背面的法线方向即由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成。从而,通过增加振动部的弯曲刚性,能够将其固有振动频率设定得高。因而,即使不改变振动部的长度,也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率,获得足够的减振效果。
另外,在其他观点中,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上形成有法线方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的倾斜面,在所述倾斜面上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,并使所述振动部的振动方向与所述倾斜面的法线方向一致,所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且两个所述振动部关于垂直于所述倾斜面的平面为面对称,且以两个所述振动部的表面的法线方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成。
从而,振动部一体形成在固定配置了振动设备的板状结构体的一部分上,因而,能够使振动部上的振动衰减无限趋于零(若作为独立部件制成振动部安装在板状结构体上,则由于安装部的摩擦而增加不必要的衰减)。从而,在振动部产生的变位和力以相同相位振动,因而,产生与由振动设备的振动产生的强制励振力相反相位的振动抑制力。因而,能够使连结振动部和板状结构体的连结部上的变位始终为零,即使在振动原因是振动设备的强制振动时,也能够获得足够的减振效果。并且,振动部的倾斜面的法线方向和由振动设备产生的振动的振动方向一致,振动部能够沿振动方向振动,因而能够有效地减少振动。
所述倾斜面可以形成在使所述板状结构体陷入的陷入部。从而,向板状结构体设置切口以该切口的内侧部分为振动部后,利用冲压加工、弯曲加工等,经由在板状结构体上形成具有倾斜面的陷入部以包容其振动部这样简易的制造工序,能够制造可获得足够的减振效果的减振构件。另外,不管是哪种振动方向的振动,都能够通过板状结构体的仅仅一个部位上的加工而减少。
所述振动部可以通过将所述半岛形状的切口的内侧部分弯曲竖起而形成。从而,在固定配置了振动设备的减振构件的设置环境中,有其他靠近减振构件的部件等时,通过使切口的内侧部分相对于板状结构体向与其他部件等相反的方向弯曲竖起而形成振动部,从而能够防止振动部振动、与部件等接触而减小减振效果。
可以形成两个所述振动部,在所述倾斜面上,两个所述振动部以连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置的方式形成为面对称。从而,振动部在倾斜面上面对称地形成,因而不会随着振动部的振动而在两个振动部的中心部产生扭矩,能够不受板状结构体的形状尺寸的影响,根据振动部的半岛形状的尺寸设定振动部的固有振动频率。
另外,在其他观点中,本发明的减振构件,是固定配置振动设备的板状结构体,其中,在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,所述振动部形成有两个,并且两个所述振动部为面对称,具有所述两个振动部和将它们面对称地支承在所述板状结构体上的支承部的振动吸收部与所述板状结构体一体形成,且以两个所述振动部的表面的法线方向即所述振动部的振动方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式弯曲竖起地形成。根据该构成,振动部面对称地形成,因而,不会随着振动部的振动而在两个振动部的连结部产生扭矩,能够不受板状结构体的形状尺寸的影响,根据振动吸收部的形状尺寸设定振动部的固有振动频率。另外,经由向板状结构体中设置切口且弯曲竖起这样简易的制造工序,能够制造可获得足够减振效果的减振构件。还有,不管是哪种振动方向的振动,都能够通过板状结构体的仅仅一个部位上的加工而减少。
附图说明
图1是本发明的减振构件的俯视的截面模式图。
图2是本发明的第1实施方式的减振构件的立体图。
图3是图2的振动对的主视的放大概略图。
图4是表示本发明的第1实施方式的减振构件的第1~第6变形例的立体图。
图5是表示本发明的第1实施方式的减振构件的第7~第10变形例的立体图。
图6是表示本发明的第1实施方式的减振构件的第11~第13变形例的立体图。
图7是本发明的第2实施方式的减振构件的立体图。
图8是图7的振动对的主视的放大概略图。
图9(a)是表示振动部振动中的状态的概略图,及(b)是表示假设振动部为板簧时的板簧结构的概略图。
图10是表示本发明的第2实施方式的减振构件的第1变形例的立体图。
图11是表示本发明的第2实施方式的减振构件的第2变形例的立体图。
图12是表示本发明的第2实施方式的减振构件的第3变形例的立体图。
图13是本发明的第3实施方式的减振构件的立体图。
图14是图13的振动对的侧视中的放大概略图。
图15是表示本发明的第3实施方式的减振构件的变形例的立体图。
图16是本发明的第4实施方式的减振构件的立体图。
图17是表示本发明的第4实施方式的减振构件的振动部的振动状态的概略图。
图18是表示本发明的第4实施方式的减振构件的变形例的立体图。
图中:1、100、100t、200、300、400、500、600、700-减振构件,6-马达(振动设备),7-齿轮(振动设备),10、110、210、310、410、510、610、710-主体部,20、120、220、320、420、520-振动对,21、21A~21C、21E~21R、22、121、122、221、222、321、322、421、422、521、522、621、622、721、722-振动部,21q、21r、21u、21v、21w、21x-凹部,21y、21z、22z-贯通孔,21c、22c、121c、122c、221c、222c、321c、322c、421c、422c、521c、522c、620c、720c-连结部,21i、22i、121i、122i、221i、222i、321i、322i、421i、422i、521i、522i-切口的内侧部分,21s、22s、121s、122s、221s、222s、321s、322s、421s、422s、521s、522s、610h、710h-切口,23、123、223、323、423、523、623a、723a-中心部,620、720-振动吸收部,221w、222w-平衡重,623、723 -连结支承部,30、231、232、233、331、332、333、431、432、433、531、532、533-陷入部,30s、231s、232s、233s、331s、332s、333s、431s、432s、433s、531s、532s、533s-倾斜面。
具体实施方式
以下参照附图,对本发明最佳的一实施方式进行说明。
首先,参照图1,对本实施方式的减振构件进行说明。图1是本实施方式的减振构件的俯视的截面模式图,表示本实施方式的整体构成。
如图1所示,本发明的减振构件1具有主体部10。主体部10是将一块钢板弯折成コ字型形状而形成的板状结构体,具有背面10a和侧面10b、10b。在主体部10上固定配置例如OA(Office Automation)设备或AV(AudioVisual)设备等中使用的马达6和齿轮7等振动设备。本实施方式中,马达6具有旋转轴6a和安装在旋转轴6前端的齿轮6b。另外,齿轮7设置为与马达6的齿轮6b啮合,随着齿轮6b的旋转而旋转,向未图示的其他装置等传递马达6的驱动力。还有,振动设备并不限定于马达和齿轮之类的以一定转速旋转的旋转机构,还包括扩音器等所采用的电磁线圈等由一定频率的电信号励振的振动机构,产生一定频率的振动的所有振动源均适用。
另外,在主体部10上形成有轴孔10h、10i,在轴孔10h及轴孔10i中能够旋转地支承马达6的旋转轴6a及齿轮7的旋转轴7a。从而,马达6及齿轮7被固定配置在主体部10上。以下,将马达6及齿轮7记作振动设备。
(第1实施方式)
下面,参照图2及图3,对本发明的第1实施方式进行说明。图2是表示本实施例的减振构件的结构的立体图。另外,图2中,省略了马达6、齿轮7及轴孔10h、10i。
如图2所示,主体部10具有振动对20。振动对20通过向背面10a中设置切口而形成,用以减少由于振动设备的驱动而产生的与主体部10的背面10a垂直的方向的振动。图3是图2的振动对20的正面放大概略图。如图2所示,在主体部10的背面10a形成有振动对20。如图3所示,振动对20具有两个振动部21、22,这两个振动部21、22,分别通过从背面10a沿钢板的厚度方向贯通、设置相同形状的两个コ字状切口21s、22s而形成。再有,在 振动部21、22上,在各自的前端部形成有贯通孔21z、22z。另外,两个振动部21、22形成为:连结两个コ字状切口21s、22s的内侧部分21i、22i和主体部10的连结部21c、22c彼此对置,且关于垂直于背面10a的平面相互面对称。振动对20如此构成,从而振动部21、22能够沿背面10a的法线方向即与由振动设备产生的振动方向相同的方向振动。
并且,在振动对20的振动部21、22的固有振动频率与振动设备的励振振动频率一致的情况下,主体部10不振动而振动部21、22振动,能够最小限度地抑制主体部10的振动。因此,适当调整振动对20的振动部21、22的形状尺寸(具体说是内侧部分21i、22i纵向的长、宽、厚),以使它们的振动频率一致。
在此,对于振动对20振动频率的调整,用图6(d)、(e)进行说明。图6(d)是表示振动部21振动中的状态的概略图,图6(e)是表示假设振动部21为板簧时的板簧结构的概略图。主体部10的振动是由于作为振动设备的马达6的旋转和齿轮6b、7的啮合而产生的,因而,主体部10的振动频率Ω等于由振动设备的强制振动而产生的励振振动频率ΩO,Ω=ΩO的关系成立。另外,由振动设备产生的振动频率ΩO为已知,因而,主体部10的振动频率Ω也由此确定。另外,如果将振动的振动部21、22看作前端具有平衡重的板簧(参照图6(d)、(e)),设其弹簧常数为k、振动部21、22的质量为m、振动部21、22的固有振动频率为ω,则以下的关系成立。
k=mω2(式1)
再有,如上所述,如果满足下式,则能够最小限度地抑制主体部10的振动。
ω=Ω(式2)
由以上可知,以满足(式1)和(式2)两式的方式,适当调整振动部21、22的形状尺寸,改变m、k,形成振动对20,从而能够最小限度地抑制主体部10的振动。
下面,利用振动部21,对振动对20的振动频率的调整进行具体的说明。图4所示的振动部21的A-A截面概略图,是在振动中的状态下,如图6(d)所示,这样的振动部如上所述,能够换作前端带平衡重的板簧模式进行考虑(参照图6(e))。看作这种板簧时,如果设弹簧部分的弹簧常数为k、 振动时平衡重的有效惯性质量为m,则上述式1的关系成立。在此,以满足上述式2的方式改变k、m,从而能够最小限度地抑制主体部10的振动。
本实施方式中,在振动部21、22的前端形成贯通孔21z、22z,从而减小振动部21的惯性质量,由此能够不改变振动部21、22的长度而将其固有振动频率设定得高。这样一来,即使不改变振动部21、22的长度,也能够对照由振动设备产生的励振频率适当调整振动部21、22的固有振动频率ω,获得足够的减振效果。
在此,例如有图4所示的具有长度L的振动部21A,将其作为标准的振动部。在此,振动部21B具有长度L’,L’比上述振动部21A的长度L长。这样一来,能够降低振动部21B的固有振动频率,另外,如振动部21C,其长度L”比L短,从而能够设定固有振动频率比振动部21高。可是,由于主体部的设置条件、设置环境等不同,有时很难改变主体部上振动部的长度。例如为长度L比主体长的情况。这种情况下,认为相对于振动部21A而言,即使能够像振动部21C那样将振动部的长度设定得短,也很难像振动部21B那样长。因此,如图5所示的振动部21E那样,通过在振动部21E的根部(连结部)附近形成贯通孔21y,从而振动部21E的弹簧常数k减小,能够不改变振动部21E的长度而将其固有振动频率ω设定得低。因此,能够不改变振动部的长度,对照由振动设备产生的励振频率适当调整振动部的固有振动频率ω。
另外,本实施方式中,由于振动部21、22在背面10a上面对称地形成,因而这两个振动部21、22,以两个振动部21、22的连结部21c、22c为基点振动。假如振动部21、22的形状并非面对称时,随着振动部21、22的振动而在中心部23产生扭矩。其结果是,在改变了主体部10的形状尺寸的情况下,振动部21、22的固有振动频率也产生变化,不能只以振动部21、22的形状尺寸设定振动部21、22的固有振动频率。可是,如本实施方式通过面对称地形成振动部21、22,从而不会随着振动部21、22的振动而在中心部23产生扭矩,因此,能够不受主体部10的形状尺寸的影响,仅由振动部21、22的形状尺寸即可设定振动部21、22的固有振动频率。
另外,如上所述,构成振动对20的振动部21、22通过向形成主体部10的钢板设置切口而形成,因而,能够使振动部21、22上由振动设备产生的 振动的衰减几乎为零。具体地说,由于减振构件1的材料内部的重排等而产生的摩擦和与空气的摩擦引起的振动被转换为热能,从而产生振动的衰减,不过通过一体形成主体部10和振动部21、22,从而主体部10和振动部21、22之间的接触摩擦消失,只有材料内部的摩擦和空气摩擦,因此,能够使振动的衰减无限趋于零。从而,在振动部21、22产生的变位和力以相同相位振动,因而,产生与由振动设备振动产生的强制励振力相反相位的振动抑制力。这样,由于振动对20作为无衰减的动态吸振器发挥作用,因而,能够使连结振动对20和主体部10的连结部21c、22c上的变位始终为零,即使在振动原因是振动设备的强制振动时,也能够获得足够的减振效果。
另外,构成振动对20的振动部21、22,一体形成在与形成主体部10的钢板相同的钢板上。因此,能够以相同的制造工序制造减振构件1的主体部10和振动部21、22,不需要用以形成振动部的其他材料,另外,能够缩短振动部的制造时间。
还有,作为该振动的振动对20的衰减特性,优选如果设在振动对20上产生的变位和力的相位为δ,则tanδ=0.05以下。另外,形成主体部10的材料,除了上述的钢板以外,还优选使用不锈钢板、铝板、铜板等金属或工程塑料等衰减少的弹性材料,从而,能够在主体部10和振动部21、22之间使振动的衰减无限趋于零。
(第1~第13变形例)
下面,关于本实施方式的第1~第9变形例,利用图4~6,以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。图4~图6中,只示出了具有两个振动部的振动对的一个(振动部21)的变形例,图中省略了另一个振动部,不过,与上述实施方式同样,面对称地形成另一个振动部。由于主体部的设置环境、设置条件而很难改变振动部长度时,通过使振动部为如下的方式,从而能够在此制约下适当设定振动部的固有振动频率ω。
以下,对图4及图6所述的变形例进行说明。振动部并不限定于如上述实施方式那样由コ字状切口形成,如以下说明的第1~第6变形例,振动部前端的宽度可以与连结部的宽度不同。在第1变形例的振动部21F、第2变形例的振动部21G、第3变形例的振动部21H中,使振动部的前端比根部的连结部宽度宽。这样一来,振动部21F~21H的惯性质量增加,能够将固有 振动频率设定得低。因此,即使不改变振动部的长度也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率、获得足够的减振效果。相反,也可以如第4~第6变形例的振动部21P~21R,使振动部的前端比根部的连结部宽度窄。这样一来,振动部21P~21R的弹簧常数k增加,能够将固有振动频率设定得高。因此,即使不改变振动部的长度也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率、获得足够的减振效果。
下面,对图5、图6所述的变形例进行说明。图5、图6中,每个变形例均以(a)、(b)、(c)3个图表示,(a)为俯视图,(b)、(c)分别表示与(a)对应的A-A截面、B-B截面。在第7变形例的振动部21I上,利用冲压加工等使主体部局部凹陷,从而形成了凹部21x。这样一来,振动部21I前端的弯曲刚性增加,能够不改变振动部21I的长度而将其固有振动频率调整得高。
对于该调整,以图6(e)的模型进行说明。通过设置凹部21x,前端部不作为板簧而作为平衡重(质量m)发挥作用,板簧部分(凹部以外的部分)的长度减少。在此,如下述的式3,平衡重的质量m与凹部长度的1倍成比例地增加,弹簧常数k与凹部以外部分的长度的3倍成反比例地增大,因此,若板簧部分的长度减少,则弹簧常数k增大。根据式2,ω= (k/m)的关系成立,随着k的增大,ω增大。这样一来,能够调整振动部的固有振动频率。
m∝Lα、k∝1/{(1·α)L}3 (式3)
第8变形例的振动部21J,凹部21w在振动部的纵向形成得长。从而,前端部作为平衡重发挥作用的部分的长度变长,板簧部分的长度进一步减少,因此,弹簧常数k进一步增大(式3),能够将固有振动频率设定得比振动部21I高。另外,这样一来,相当于平衡重的部分增大,惯性质量增大。如此,固有振动频率ω可通过适当设定振动部的长度L、凹部的比例α而调整(参照式4)。
(式4)(0<α<1)
α:凹部长度相对于振动部长度L的比例(αL:凹部的长度)
还有,如第9变形例的振动部21K那样,使凹部21v的长度在垂直于纵向的方向长,或者还如第10变形例的振动部21L那样,使凹部21u的长度在纵向上长,从而,同样能够改变弹簧常数k而适当设定固有振动频率。
另外,第11变形例的振动部21M,凹部21r的长度比上述振动部21J还长。这样一来,B-B截面的截面2次转矩增大,增大了弹簧常数k,因此,能够提高固有振动频率。
第12变形例的振动部21N,在振动部21N的表面形成有多个凹部21q,这样一来,也同样能够调整振动部21N的固有振动频率。如以上那样,即使不改变振动部的长度也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率、获得足够的减振效果。
另外,第13变形例的振动部21O,前端21o的板厚比其他部分薄。这样一来,与振动部前端形成有贯通孔的情况同样,振动部21O的惯性质量减少,因此,能够不改变振动部21O的长度而将其固有振动频率设定得高。因此,即使不改变振动部的长度也能够对照由振动设备产生的励振频率调整振动部的固有振动频率、获得足够的减振效果。
(第2实施方式)
下面,参照图7及图8,对第2实施方式的减振构件100进行说明。如图7所示,主体部110具有振动对120。振动对120用以减少由于振动设备的驱动而振动的主体部110的振动,通过向背面110a设置切口而形成。
图8是图7的振动对120的正面放大概略图。如图7所示,在主体部110上,形成有从背面110a的表面向主体部110的内部方向陷入的陷入部30,陷入部30作为其一部分具有倾斜面30s。在此,由于固定配置在主体部110上的振动设备的振动,而在主体部110上产生具有指向性的振动。该振动的方向(以下,记作振动方向),由振动设备的振动的方向、振动设备相对于主体部110的设置位置、设置方向等决定。并且,陷入部30形成为:使倾斜面30s的法线方向和图7箭头A表示的振动方向一致。在此,陷入部30截面呈三角形状,通过对弯折成コ字型形状之前的钢板进行冲压加工等,从而以一次加工形成倾斜面30s。
倾斜面30s成为在其整个面上法线方向与振动方向一致的平面。并且, 在倾斜面30s上形成有振动对120。如图8所示,振动对120具有两个振动部121、122,这两个振动部121、122,分别从倾斜面30s沿钢板的厚度方向贯通、设置相同形状的两个コ字状切口121s、122s而形成。另外,两个振动部121、122形成为:连结两个コ字状切口121s、122s的内侧部分121i、122i和主体部110的连结部121c、122c彼此对置,且关于垂直于倾斜面30s的平面相互面对称。振动对120如此构成,从而由振动设备产生的振动的振动方向与内侧部分121i、122i表面的法线方向一致,振动部121、122能够沿振动方向振动。
并且,在振动对120的振动部121、122的固有振动频率与振动设备的励振振动频率一致的情况下,主体部110不振动而振动部121、122振动,能够最小限度地抑制主体部110的振动。因此,适当调整振动对120的振动部121、122的形状尺寸(具体说是内侧部分121i、122i纵向的长、宽、厚),以使这些振动频率一致。
在此,对于振动对120的振动频率的调整,用图9(a)、(b)进行具体说明。图9(a)是表示振动部121振动中的状态的概略图,图9(b)是表示假设振动部121为板簧时的板簧结构的概略图。主体部110的振动,由于作为振动设备的马达6的旋转和齿轮6b、7的啮合而产生,因而,主体部110的振动频率Ω等于由振动设备的强制振动而产生的励振振动频率ΩO,Ω=ΩO的关系成立。另外,由振动设备产生的振动频率ΩO为已知,因而,主体部110的振动频率Ω也由此确定。另外,如果将振动的振动部121、122看作前端具有平衡重的板簧(参照图9(a)、(b)),设其弹簧常数为k、振动部121、122的质量为m、振动部121、122的固有振动频率为ω,则以下的关系成立。
k=mω2(式1)
再有,如上所述,如果满足下式,则能够最小限度地抑制主体部110的振动。
ω=Ω(式2)
由以上可知,以满足(式1)和(式2)两式的方式,适当调整振动部121、122的形状尺寸,改变m、k,形成振动对120,从而能够最小限度地抑制主体部110的振动。
另外,振动部121、122在倾斜面30s上面对称地形成,因而这两个振动部121、122,以两个振动部121、122的连结部121c、122c为基点振动。假如振动部121、122的形状不为面对称时,随着振动部121、122的振动而在中心部123产生扭矩。其结果是,当主体部110的形状尺寸变化时,振动部121、122的固有振动频率也变化,不能只以振动部121、122的形状尺寸设定振动部121、122的固有振动频率。可是,通过如本实施方式面对称地形成振动部121、122,从而不会随着振动部121、122的振动而在中心部123产生扭矩,因此,能够不受主体部110的形状尺寸的影响,只根据振动部121、122的形状尺寸设定振动部121、122的固有振动频率。
另外,如上所述,构成振动对120的振动部121、122通过向形成主体部110的钢板设置切口而形成,因而,能够使振动部121、122上由振动设备产生的振动的衰减几乎为零。具体地说,由于减振构件100的材料内部的重排等而产生的摩擦和与空气的摩擦引起的振动被转换为热能,从而产生振动的衰减,不过,由于一体形成主体部110和振动部121、122,从而主体部110和振动部121、122之间的接触摩擦消失,只有材料内部的摩擦和空气摩擦,因此,能够使振动的衰减无限趋于零。从而,在振动部121、122产生的变位和力以相同相位振动,因而,产生与由振动设备的振动产生的强制励振力相反相位的振动抑制力。这样,由于振动对120作为没有衰减的动态吸振器发挥作用,因而,能够使连结振动对120和主体部110的连结部121c、122c上的变位始终为零,即使在振动原因是振动设备的强制振动时,也能够获得足够的减振效果。
另外,通过在主体部110中设置切口以该切口的内侧为振动部后,利用冲压加工、弯曲加工等,在主体部110上形成具有倾斜面30s的陷入部30以包容其振动部这样简易的制造工序,能够制造可获得足够的减振效果的减振构件2。
另外,构成振动对120的振动部121、121,一体形成在与形成主体部110的钢板相同的钢板上。因此,能够以相同制造工序制造减振构件2的主体部110和振动部121、122,不需要用以形成振动部的其他材料,还能够缩短振动部的制造时间。
另外,如上所述,振动对120减少具有与振动部121、122表面的法线 方向一致的振动方向的振动。在此,不形成陷入部30而在主体部110的背面110a(或侧面110b、110b)形成了振动部的情况下,当振动方向与主体部110的各面(背面110a或侧面110b、110b)的法线方向一致时,不存在问题,不过它们不一定一致,当不一致时,只靠在一个面上形成的振动部不能减少振动的其他方向成分,因而不能充分减少振动(若以X、Y、Z正交的3轴为例进行说明,则在振动方向由X、Y、Z轴方向的各方向成分合成而成时,只靠在法线方向与Z轴方向一致的面上形成的振动部,能够减少Z轴方向成分的振动,而不能减少X、Y轴方向成分的振动)。因此,需要在其他面上也形成振动部(不仅是形成有主体部110的侧部,有时上部、下部也需要),利用它们的方向成分的合成,减少振动方向的振动。可是,如减振构件100,形成具有法线方向和振动方向一致的倾斜面30s的陷入部30,在倾斜面30s上形成振动部121、122,从而,振动部121、122表面的法线方向与由振动设备产生的振动的振动方向一致,振动部121、122能够沿振动方向振动,因而,不管是哪种振动方向的振动,都能够通过主体部110的仅仅一个部位上的加工而有效减少。
另外,作为该振动的振动对120的衰减特性,优选若设在振动对120上产生的变位和力的相位为δ,则tanδ=0.05以下。另外,形成主体部110的材料,除了上述的钢板以外,还优选使用不锈钢板、铝板、铜板等金属或工程塑料等衰减少的弹性材料,从而,能够在主体部110和振动部121、122之间使振动的衰减无限趋于零。
下面,对本实施方式的第1变形例用图10进行说明。在此,以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本变形例的减振构件100t中,陷入部30t利用冲压加工在上下设置切口30h,并将其内侧弯折地压入而形成,利用这样的陷入部30t也能够获得与上述实施方式同样的效果。在此,切口30h在用以设置形成振动部的コ字状切口而进行冲裁的同时形成。从而,主体部容易变形,因此,即使冲压加工的压入量大时也能够确保板状结构且容易形成陷入部30。
下面,对本实施方式的第2变形例用图11进行说明。在此,以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本变形例的减振构件200中,从主体部210的背面210a、侧面210b、210b的表面向主体部210的内部方向陷入 形成了3个陷入部231、232、233。另外,陷入部231、232、233,作为其一部分分别具有倾斜面231s、232s、233s。另外,由振动设备产生的振动的振动方向(本变形例中,由箭头B表示)和3个倾斜面231s、232s、233s的法线方向一致。并且,从各个倾斜面231s、232s、233s贯通钢板形成切口,从而,在倾斜面231s、232s、233s上分别形成了与上述同样构成的具有振动部221、222的振动对220。如上述实施方式那样即使只用一对振动对20,也能够获得足够的减振效果,而通过这样采用多个振动对220,从而能够更切实地减少振动。
另外,在振动对220的振动部的内侧部分221i、222i分别安装有平衡重221w、222w。如上所述,通过适当设定振动部221、222的形状尺寸,能够确定振动部221、222的固有振动频率,不过,在振动设备的振动频率低的情况下,由于主体部210的尺寸上和板厚上的制约,当不能通过改变振动部221、222的形状尺寸而将振动部的固有振动频率设定得足够低时,如本变形例那样,通过在振动部221、222上安装平衡重221w、222w,能够将振动部221、222的固有振动频率设定得低。
下面,对本实施方式的第3变形例用图12,以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本变形例的减振构件300中,通过将钢板弯折成コ字型形状从而形成主体部310,在主体部310上,通过将其平面部进一步弯折而设有向主体部310的内侧方向陷入成槽状的槽状陷入部331、332、333。并且,这些槽状陷入部331、332、333,作为其一部分而分别具有倾斜面331s、332s、333s。另外,由振动设备产生的振动的振动方向(本变形例中,由箭头C表示)和3个倾斜面331s、332s、333s的法线方向一致。并且,通过从各个倾斜面331s、332s、333s贯通钢板而形成切口,从而在倾斜面331s、332s、333s上分别形成有与上述实施方式同样构成的具有振动部321、322的振动对320。根据这样的构成,也与上述实施方式同样,即使振动原因为振动设备的强制振动时也能够获得足够的减振效果。
(第3实施方式)
下面,用图13及图14,对本发明的第3实施方式进行说明。在此,以与第2实施方式不同的部分为中心进行说明。图13是本实施方式的减振构件的立体图,图14是图13的振动对的侧视中的放大概略图。本实施方式的 减振构件400中,从主体部410的背面410a、侧面410b、410b的表面向主体部410的内部方向陷入形成有3个陷入部431、432、433。另外,陷入部431、432、433,作为其一部分而分别具有倾斜面431s、432s、433s。另外,由振动设备产生的振动的振动方向(本实施例中,由箭头D表示)和3个倾斜面431s、432s、433s的法线方向一致。并且,从各个倾斜面431s、432s、433s贯通钢板而设置コ字状切口,将各个切口的内侧部分421i、422i向主体部410的外侧方向弯曲竖起,还将成为沿振动方向振动的振动部421a、422a的部分弯折,以使其表面的法线方向与倾斜面431s、432s、433s的法线方向一致,由此振动部421、422及由它们构成的振动对420,分别形成在倾斜面431s、432s、433s上。
另外,如图14所示,两个振动部421、422形成为:使连结两个コ字状切口421s、422s的内侧部分421i、422i和主体部410的连结部421c、422c彼此对置,且关于垂直于倾斜面431s、432s、433s的平面相互面对称。根据以上,在连结部421c、422c上形成弯曲竖起而支承振动部421a、422a的连结支承部421b、422b和振动部421a、422a。另外,关于连结支承部421b、422b的弯曲竖起角度、还有振动部421a、422a的折弯角度及折弯位置也呈面对称。通过如上所述那样形成振动对420,从而由振动设备产生的振动的振动方向与振动对420的振动部421a、422a的表面的法线方向一致,振动部421a、422a能够沿板状结构物(主体部410)的振动方向振动。根据这种构成,也与上述实施方式同样,即使在振动原因是振动设备的强制振动时,也能够获得足够的减振效果。
另外,在固定配置了振动设备的减振构件400的设置环境中,有其他靠近减振构件400的部件等时,如本实施方式使切口的内侧部分421i、422i相对于主体部410向与其他部件等相反的方向弯曲竖起而形成振动部421、422,从而能够防止振动部421、422与部件等接触而减小减振效果。
(变形例)
下面,对于本实施方式的变形例,用图15以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本变形例的减振构件500中,将钢板弯折成コ字型形状而形成主体部510,在主体部510上,将其平面部进一步弯折而设置向主体部510的内侧方向陷入成槽状的槽状陷入部531、532、533。并且,这些 槽状陷入部531、532、533,作为其一部分而分别具有倾斜面531s、532s、533s。另外,由振动设备产生的振动的振动方向(本变形例中,由箭头E表示)和3个倾斜面531s、532s、533s的法线方向一致。并且,从各个倾斜面531s、532s、533s贯通钢板而设置切口,从而,在倾斜面531s、532s、533s上分别形成有与上述实施方式同样构成的具有振动部521、522的振动对520。根据这样的构成,也与上述实施方式同样,即使振动原因为振动设备的强制振动时也能够获得足够的减振效果,且能够防止振动部521、522与部件等接触而减小减振效果。
(第4实施方式)
下面,对于本发明的第4实施方式,用图16进行说明。在此,以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本实施方式的减振构件600中,在主体部610的背面610a形成有振动吸收部620。振动吸收部620具有两个振动部621、622和将它们支承在主体部610上的连结支承部623,它们通过向主体部610设置切口而与主体部610一体形成。另外,连结支承部623将两个振动部621、622相对于主体部610支承为关于垂直于振动吸收部620的平面相互面对称。并且,通过在连结振动吸收部620和主体部610的连结部620c,将该振动吸收部620弯曲竖起,从而,由振动设备产生的振动的振动方向(本实施方式中,以箭头F表示)和两个振动部621、622的表面的法线方向一致,两个振动部621、622能够沿由振动设备产生的振动的振动方向振动。另外,两个振动部621、622以它们间的中心部623a为基点分别沿振动方向振动。
图17表示图16中由双点划线围绕的H区域的G-G’向视概略图,用图17对减振构件600的振动吸收部620的振动进行说明。如图17所示,振动吸收部620的两个振动部621、622表面的法线方向和由振动设备产生的振动的振动方向一致,因而两个振动部621、622分别沿由振动设备产生的振动的振动方向振动,从而,减少了主体部610的振动。根据这种构成,振动吸收部620还作为没有衰减的动态吸振器发挥作用,能够使连结具有振动部621、622的振动吸收部620和主体部610的连结部620c上的变位始终为零,因此,即使在振动原因是振动设备的强制振动时,也能够获得足够的减振效果。
另外,如本实施方式面对称地形成振动部621、622,从而,连结部620c上的弯矩相抵消,无限趋于零,在连结部620c上只作用剪切力。从而,不会随着振动部621、622的振动而在中心部623a产生扭矩,因此,能够不受主体部610的形状尺寸的影响,只根据振动吸收部620的形状尺寸设定振动部621、622的固有振动频率。
另外,能够不形成陷入部,而通过向主体部610设置切口并将其弯曲竖起这样简易的制造工序,制造出即使在振动原因是振动设备的强制振动时也能够获得足够的减振效果的减振构件。还有,不管是哪种振动方向的振动,都能够通过主体部610的仅仅一个部位上的加工而减少。
(变形例)
接下来,对于本实施方式的变形例,用图18以与上述实施方式不同的部分为中心进行说明。本变形例的减振构件700中,在本实施方式的减振构件700中,在主体部710的背面710a及侧面710b上分别形成有振动吸收部720。
振动吸收部720具有两个振动部721、722和将它们面对称地支承在主体部710上的连结支承部723,它们通过向主体部710设置切口而与主体部710一体形成。并且,在连结部720c,通过将该振动吸收部720弯曲竖起,从而,由振动设备产生的振动的振动方向(本变形例中,以箭头I表示)和两个振动部721、722表面的法线方向一致,能够沿振动设备产生的振动的振动方向振动。如上述实施方式那样,即使只用一个振动吸收部620,也能够获得足够的减振效果,而通过这样采用多个振动吸收部720,能够更切实地减少振动。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,不过,本发明并不限定于上述实施方式,只要在权利要求的范围内,就能够进行各种变更并实施。
例如,上述实施方式中,主体部以固定OA设备等中使用的马达6及齿轮7的结构进行了说明,不过,也可以使用于固定其他设备。另外,主体部的形状也可以是コ字状以外的形状,也可以有上部和底部。
另外,若振动部的面积大,则它会成为噪音源,因而与振动部的固有振动频率的波长相比,希望振动部的宽度为1/100以下。
另外,上述实施方式中,在主体部形成的陷入部,向主体部的内侧方 向陷入而形成,不过,并不限定于此,也可以向主体部的外侧方向陷入(向外侧方向突出)而形成。
另外,上述实施方式中,振动对及振动吸收部,向主体部的外侧弯曲竖起,不过,并不限定于此,也可以向内侧弯曲竖起。
另外,上述实施方式中,只在减振构件200的振动部安装有平衡重,不过,上述所有实施方式及变形例中,都可以在振动部安装平衡重。
另外,上述实施方式中,振动对由两个振动部构成,不过,振动部为一个也能够减少主体部的振动。
Claims (4)
1.一种减振构件,其为固定配置振动设备的板状结构体,其特征在于,
在所述板状结构体上形成有法线方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的倾斜面,在所述倾斜面上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,并使所述振动部的振动方向与所述倾斜面的法线方向一致,
所述振动部形成有两个,并且形成为:连结所述半岛形状的切口的内侧部分和所述板状结构体的连结部彼此对置,且两个所述振动部关于垂直于所述倾斜面的平面为面对称,
且以两个所述振动部的表面的法线方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式形成。
2.根据权利要求1所述的减振构件,其特征在于,
所述倾斜面形成在使所述板状结构体陷入的陷入部。
3.根据权利要求1或2所述的减振构件,其特征在于,
所述振动部弯曲竖起而形成。
4.一种减振构件,其为固定配置振动设备的板状结构体,其特征在于,
在所述板状结构体上设置半岛形状的切口,以该切口的内侧部分为振动部,
所述振动部形成有两个,并且两个所述振动部为面对称,
具有所述两个振动部和将它们面对称地支承在所述板状结构体上的支承部的振动吸收部与所述板状结构体一体形成,
且以两个所述振动部的表面的法线方向即所述振动部的振动方向与由所述振动设备产生的振动的振动方向一致的方式弯曲竖起地形成。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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