CN103038539A - 减振结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种相对于振幅小的振动也能够获得充分的减振效果的减振结构。本发明是在减振对象的结构体(1)上设置减振构件(2)而构成的减振结构。减振构件(2)具备：中空体(3)；粉粒体(4)，其以留下一部分空间(6)的方式填充在中空体(3)的内部，且在结构体(1)振动时在中空体(3)内部运动；运动促进构件(5)，其设置在中空体的(3)内部，具有在结构体(1)振动时促进粉粒体(4)的运动的凸状的曲面(5a)。

Description

减振结构
技术领域
本发明涉及一种能够有效地在电动机或发电机的定子或转子、或者减速器等的齿轮或旋转轴、机动车等输送设备的梁构件、以及建筑物的主体结构、大型设备结构或其固定结构物等产生振动的结构体等中使用的减振结构。
背景技术
作为产生振动的结构体，例如包括电动机或发电机的定子或转子、或者减速器等的齿轮或旋转轴、机动车等输送设备的梁构件、以及建筑物的主体结构、大型设备结构或其固定结构物等。在这样的产生振动的结构体中，已经开发出了如下的减振技术，即，通过设置将粒状或粉状的粉粒体填充到中空状的封闭空间中而构成的减振构件，从而抑制结构体的振动。该技术实际应用在通过使用以往广泛使用的粘弹性体等减振材料或动吸振器等的技术无法应对的领域中。另外，这样的技术也已作为专利文献1、专利文献2等被提出。
专利文献1所述的技术是通过在电动机上固定填充有粉粒体材料的减振构件而意欲适用于降低各种各样的频率或电平(level)特性的电动机振动的技术。另外，专利文献2所述的技术是通过在与同步传送带啮合而传递动力的同步滑轮上设置空洞并在该空洞内配设能够移动的粉粒体，从而使因同步传送带与滑轮的啮合而产生的振动衰减的技术。由此，能够降低产生的噪音。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本国特开2000-46103号公报
【专利文献2】日本国特开平6-288463号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
通过采用上述的技术，能够获得减振效果。然而，由于利用粉粒体的减振效果存在具有非线形特性这一特点，因此仅通过在中空部填充粉粒体，根据条件的不同可能存在无法可靠地获得减振效果的问题。
即，当粉粒体因振动而运动时，粉粒体彼此碰撞、变形、摩擦，或者粉粒体与中空部的内表面碰撞、变形、摩擦，由此产生基于粉粒体的减振效果。尤其是在以铅垂方向的振动作为对象的情况下，粉粒体为了运动需要克服重力，为了获得减振效果，需要1G以上的振动加速度。因此，存在对于小的振幅无法获得充分的减振效果的问题。
本发明是为了解决上述现有的问题而作出的，其课题在于提供一种通过促进振动产生时的中空体内的粉粒体的运动，从而对于振幅小的振动也能够获得充分的减振效果的减振结构。
【用于解决课题的手段】
本发明的减振结构通过在作为减振对象的结构体上设置减振构件而构成，所述减振结构的特征在于，所述减振构件具备：中空体；粉粒体，其以在所述中空体中留下一部分空间的方式填充在所述中空体内，在所述结构体振动时该粉粒体在所述中空体内运动；运动促进构件，其设置在所述中空体内，且具有在所述振动时促进所述粉粒体的运动的凸状的曲面。
优选所述运动促进构件具有圆形剖面。
进而，优选所述运动促进构件为球状或半球状。
另外，优选所述运动促进构件为中空状，在所述运动促进构件的内部也填充有粉粒体。
另外，优选所述运动促进构件固定在所述中空体的内部。
另外，优选所述结构体为圆筒形状的定子，所述中空体呈圆环状地设置在所述定子的端面上，并且所述中空体为扁平形状，将所述中空体的内部划分成多个中空空间，多个所述中空空间内分别填充有所述粉粒体，并且，在多个所述中空空间内分别设置有所述运动促进构件。
【发明效果】
根据本发明，在受到振动时，粉粒体运动且粉粒体与运动促进构件的凸状的曲面碰撞。各粉粒体受到各个方向的力，朝向各个方向弹回，因此运动被进一步促进。其结果是，与在中空体内部简单地填充有粉粒体的情况相比，基于粉粒体彼此的碰撞或粉粒体与中空部的内表面的碰撞而产生的弹性变形、摩擦更加剧烈，其振动能的吸收效果也进一步增大。由此，即使为振动加速度小于1G的小的振动，也能够可靠地产生减振效果。
在运动促进构件具有圆形剖面的情况下，基于受到振动时的粉粒体彼此的碰撞或者粉粒体与中空部的内表面的碰撞而产生的弹性变形、摩擦变得更加剧烈，其振动能的吸收效果进一步增大。因此，即使为振动加速度小于1G的小的振动，也能够可靠地产生减振效果。
进而，在运动促进构件的形状为球状或半球状的情况下，由于能够对填充在中空体内部的粉粒体向与结构体的振动方向不同的方向、甚至是各个方向可靠地传递振动，因此能够更加可靠地产生稳定的减振效果。
另外，在中空状的运动促进构件的内部也填充有粉粒体的情况下，由于粉粒体与运动促进构件的内表面也进行碰撞而进行更加剧烈的运动，因此能够更加可靠地产生稳定的减振效果。
另外，在运动促进构件固定在中空体的内部的情况下，由于运动促进构件发挥使减振效果向中空体传递的作用，因此能够产生更加稳定的减振效果。
另外，在减振对象的结构体为定子的情况下，能够相对于在电动机或发电机的定子上产生的振动可靠地产生减振效果。
附图说明
图1是在结构体的侧面安装有减振构件的本发明的一实施方式的纵向剖视图。
图2是在结构体的侧面安装有减振构件的与图1不同的本发明的一实施方式的纵向剖视图。
图3是在结构体的内部内置有减振构件的本发明的一实施方式的纵向剖视图。
图4是在结构体的内部内置有减振构件的与图3不同的本发明的一实施方式的纵向剖视图。
图5是表示在定子的端面安装有减振构件的本发明的一实施方式的减振构件的纵向剖视图。
图6是表示在本发明的一实施方式中，在一端面安装有减振构件的定子的立体图。
具体实施方式
以下，根据在附图中示出的实施方式进一步详细地说明本发明。
首先，根据图1及图2对在成为减振对象的结构体1的与振动方向平行的侧面安装有减振构件2的实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书中，对于在成为减振对象的结构体1的外部设置减振构件2的实施方式，仅就在结构体1的侧面安装有减振构件2的实施方式进行详细说明，当然在结构体1的上表面等其他的部位安装减振构件2也能够产生减振效果。
图1所示的实施方式所涉及的减振构件2具备：由长方体形状的容器形成的中空体3、在中空体3内以留下一部分空间6的方式填充的粉粒体4、在中空体3内以被粉粒体4覆盖的方式设置的剖面圆形且中空状的运动促进构件5。粉粒体4在结构体1受到振动时在中空体3内运动。运动促进构件5在振动时促进粉粒体4的运动。
构成所述减振构件2的中空体3、粉粒体4及运动促进构件5由钢、铝等金属、塑料、橡胶等树脂、玻璃、烧结体等陶瓷等形成。在作为减振对象的结构体1如电动机那样产生磁力的情况下，粉粒体4优选由非磁性体形成。另外，粉粒体4可以为粉状体及粒状体中的任一种。该粉粒体4由于在中空体3内以留下一部分空间6的方式填充，因此能够在中空体3内运动。粉粒体4以占据中空体3内的容积的75％左右的方式填充而能够使粉粒体4在中空体3内更高效率地运动，因而优选。
在图1所示的实施方式中，说明了运动促进构件5剖面为圆形，但只要在运动促进构件5的表面形成有凸状的曲面5a，则运动促进构件5也可以为球形、圆筒形等。进而，运动促进构件5也可以为半球形、圆锥形等形状。另外，运动促进构件5的剖面形状也可以不为正圆形，例如可以为椭圆形，在为多面体的情况下只要为接近球形的形状则也可以为像足球那样的形状。在本发明中，像足球那样的形状的多面体也具有凸状的曲面5a。需要说明的是，运动促进构件5不局限于中空的结构，也可以为不具有内部空间的实心的结构。
运动促进构件5优选固定在中空体3的内部。另外，在运动促进构件5为半球形或圆锥形的情况下，运动促进构件5也可以从中空体3的内表面向内侧鼓起地形成而与中空体3的内壁面成为一体。即，运动促进构件5也可以构成中空体3的内壁面。需要说明的是，图1中示出了运动促进构件5固定在中空体3上的实施方式，但运动促进构件5也可以与粉粒体4同样地在结构体1受到振动时在中空体3内进行运动。即，运动促进构件5也可以不固定在中空体3上。
在该图1所示的实施方式的情况下，当在成为减振对象的结构体1上产生由双方向箭头所示的上下方向的振动时，中空体3及运动促进构件5也与结构体1同样地上下振动。碰撞到运动促进构件5的凸状的曲面5a上的粉粒体4在中空体3内向各个方向运动。进而，通过粉粒体4反复地碰撞中空体3的内表面及运动促进构件5的曲面5a，从而粉粒体4的运动变得更加剧烈。
通过在中空体3内向各个方向剧烈地运动的粉粒体4的运动，结构体1的振动能通过粒子(粉粒体4)、中空体3、运动促进构件5的弹性变形和它们相互的摩擦、碰撞等而散失。由此产生减振作用，结构体1的振动得以抑制。
需要说明的是，在图1所示的实施方式中，运动促进构件5剖面为圆形且为中空状，只要在运动促进构件5的表面形成凸状的曲面5a，则运动促进构件5也可以不为中空状而为剖面圆弧状、剖面S字状的所谓的薄片状。在运动促进构件5为这样的形状的情况下，碰撞后的粉粒体4也向各个方向运动，能够高效地产生减振作用。
图2所示的实施方式与图1同样具备：由长方体形状的容器形成的中空体3、在中空体3内以留下一部分空间6的方式填充的粉粒体4、在中空体3内以被粉粒体4覆盖的方式设置的剖面圆形且中空状的运动促进构件5。粉粒体4在结构体1受到振动时在中空体3内运动。运动促进构件5在振动时促进粉粒体4的运动。进而，在图2所示的实施方式中，在剖面圆形的运动促进构件5的内部空间中也填充有粉粒体4。
需要说明的是，在运动促进构件5的内部与中空体3的内部连通的情况下，即，运动促进构件5为所谓的开放形的情况下，如果粉粒体4在中空体3内以留下一部分空间6的方式填充，则振动时粉粒体4在中空体3内运动且在运动促进构件5的内部也能够运动。作为这样的开放形的运动促进构件5，例如有一端侧与中空体3的内表面不接触的圆筒形的运动促进构件5等。但是，在运动促进构件5的内部不与中空体3的内部连通的情况下，即，运动促进构件5为例如球形等所谓的闭锁形的情况下，运动促进构件5的内部与中空体3的内部被分隔。因此，为了使粉粒体4在运动促进构件5的内部也运动，需要在运动促进构件5的内部以留下一部分空间6a的方式填充粉粒体4。
在该图2所示的实施方式中，粉粒体4除在中空体3内部外，还在运动促进构件5的内部剧烈地向各个方向运动，因此能够更高效地产生减振作用。
图3及图4所示的实施方式与在成为减振对象的结构体1的外部安装减振构件2的图1及图2所示的实施方式不同，在成为减振对象的结构体1的内部内置有减振构件2。
图3所示的实施方式所涉及的减振构件2具备：在内部形成有圆柱状的空间的中空体3、在该中空体3内以留下一部空间6的方式填充的粉粒体4、在中空体3内以被粉粒体4覆盖的方式设置的剖面圆形且中空状的运动促进构件5。粉粒体4在结构体1受到振动时在中空体3内运动。运动促进构件5在振动时促进粉粒体4的运动。
图3所示的减振构件2的中空体3、粉粒体4及运动促进构件5的材质、结构等与图1所示的减振构件2相同，仅中空体3内置于结构体1中这一点和中空体3的形状为圆柱状这一点与图1所示的减振构件2不同。
在该实施方式的情况下，当成为减振对象的结构体1产生振动时，中空体3及运动促进构件5向与结构体1相同的方向振动。与运动促进构件5的凸状的曲面5a碰撞后的粉粒体4在中空体3内向各个方向运动。进而，反复与中空体3的内表面及运动促进构件5的曲面5a碰撞后的粉粒体4在中空体3内部更加剧烈地运动。
通过在中空体3内部向各个方向剧烈运动的粉粒体4的运动，结构体1的振动能通过粒子(粉粒体4)、中空体3、运动促进构件5的弹性变形和它们相互的摩擦、碰撞等而散失。由此产生减振作用，结构体1的振动得以抑制。
在该图3所示的实施方式的情况下，由于中空体3的内表面也为曲面，因此在成为减振对象的结构体1上产生上下、左右、倾斜等任意方向的振动的情况下和振动方向时刻变化的情况下均能够产生稳定的效果。
图4所示的实施方式所涉及的减振构件2与图3同样内置于结构体1中，具备：在内部形成有圆柱状的空间的中空体3、在该中空体3内以留下一部分空间6的方式填充的粉粒体4、在中空体3内以被粉粒体4覆盖的方式设置的剖面圆形且中空状的运动促进构件5。进而，在图4所示的实施方式中，在剖面圆形的运动促进构件的内部也填充有粉粒体4。
图4所示的减振构件2的中空体3、粉粒体4及运动促进构件5的材质、结构等与图2所示的减振构件2相同，仅中空体3内置于结构体1中这一点和中空体3的形状为圆柱状这一点与图2所示的减振构件2不同。
在该图4所示的实施方式中，与图2所示的实施方式同样地，粉粒体4除在中空体3内部外还在运动促进材5的内部均剧烈地向各个方向运动，因此能够更高效地产生减振作用。
图5及图6所示的实施方式是本发明适用于电动机的定子(固定件)中的实施方式。在该实施方式的情况下，成为减振对象的结构体1为圆筒形状的定子1a。在定子1a的两端面中的振动振幅更大的一侧的端面上安装有减振构件2。
中空体3是外径、内径均与圆筒形状的定子1a为大致相同直径的圆状。另外，中空体3为扁平形状，中空体3的厚度与定子1a的厚度(轴向长度)相比足够薄。中空体3的中空空间通过多个分隔壁7例如被等间隔地分隔。在分隔出的中空空间的各自的内部以留下一部分空间6的方式填充有粉粒体4，并且设置有剖面圆形的运动促进构件5。另外，根据需要，在运动促进构件5的内部以留下一部分空间6a的方式填充有粉粒体4。
需要说明的是，在图5所示的实施方式中，在运动促进构件5的内部以留下一部分空间6a的方式填充有粉粒体4，但也可以在运动促进构件5的内部不填充粉粒体4。另外，在图5所示的实施方式中，中空体3的圆环状的中空空间6通过12张分隔壁7等间隔地被分隔，但并非必须被等间隔地分隔，另外，分隔壁7的张数也可以不为12张。
进而，虽然没有特别图示，但也可以在中空体3的圆环状的中空空间设置兼具备分隔壁7和运动促进构件5的功能的剖面波形的圆环状的构件。
在该实施方式中，粉粒体4在设置于定子1a的端面上的中空体3的中空空间的内部向各个方向剧烈地运动。定子1a的振动能通过伴随这样的粉粒体4的运动而产生的粉粒体4、中空体3、运动促进构件5的弹性变形和它们相互的摩擦、碰撞等散失。由此产生减振作用，结构体1的振动得以抑制。
以上，对本发明的实施方式及实施例进行了说明，但本发明不局限于上述的实施方式，在权利要求书所记载的范围内可以进行各种变更而实施。本申请是基于2010年10月8日申请的日本专利申请(特愿2010-228137)作出的，其内容作为参考纳入于此。
符号说明
1...结构体
1a...定子
2...减振构件
3...中空体
4...粉粒体
5...运动促进构件
5a...曲面
6...空间
6a...空间
7...分隔壁

Claims (6)

1.一种减振结构，其通过在作为减振对象的结构体上设置减振构件而构成，所述减振结构的特征在于，
所述减振构件具备：
中空体；
粉粒体，其以在所述中空体中留下一部分空间的方式填充在所述中空体内，在所述结构体振动时该粉粒体在所述中空体内运动；
运动促进构件，其设置在所述中空体内，且具有在所述振动时促进所述粉粒体的运动的凸状的曲面。
2.根据权利要求1所述的减振结构，其特征在于，
所述运动促进构件具有圆形剖面。
3.根据权利要求2所述的减振结构，其特征在于，
所述运动促进构件为球状或半球状。
4.根据权利要求1所述的减振结构，其特征在于，
所述运动促进构件为中空状，且在所述运动促进构件的内部也填充有粉粒体。
5.根据权利要求1所述的减振结构，其特征在于，
所述运动促进构件固定在所述中空体的内部。
6.根据权利要求1所述的减振结构，其特征在于，
所述结构体为圆筒形状的定子，
所述中空体呈圆环状地设置在所述定子的端面上，并且所述中空体为扁平形状，
将所述中空体的内部划分成多个中空空间，多个所述中空空间内分别填充有所述粉粒体，并且，在多个所述中空空间内分别设置有所述运动促进构件。
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