JP2005265132A - 衝撃振動吸収方法及び制振装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制振対象に衝撃的外乱が付加された際に、制振対象に接触して設置された制振質量が制振対象から運動量が伝達されて制振対象から分離して運動することにより制振対象の振動を抑制し、制振対象に次の衝撃的外乱が付加される前に制振質量を制振対象に接触する位置に復帰させる衝撃振動吸収方法及び制振装置であって、前記制振対象と制振質量との接触部が、衝撃的外乱による制振対象の最大変位及び最大伝播力を共に減少させる剛性を有していることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
例えば、最近問題化した北九州市や大阪の高層ビル重量衝撃音に対しても、中途半端な対策に留まり、振動抑制には不十分な結果となっているのが現状である。したがって、このような重量衝撃音の問題に対する早急な解決が強く望まれている。
その第1の例として、立命館大では、床の下に□90cmの薄いパネルを張り、それを圧電素子で動かして音の放射を防止する装置を提案している(例えば、非特許文献1、207〜210頁参照)。
日本機械学会講演論文集No.03−2
本発明の制振装置は、基盤8上に端部が支持機構7に支持されている床などの制振対象2と、制振対象2の下面に接触部4を介して連設された衝撃吸収ダンパ6とから概略構成されている。
支持弾性機構7aは、床などの制振対象2自体の振動をできるだけ抑えるため堅い高剛性部材から構成されることが望ましい。
通常、外部からの衝撃を受けて制振対象2の下面中央部が最大変位することから、衝撃吸収ダンパ6は制振対象2の衝撃エネルギーの最大点である下面中央部に設けられる。これにより、後で詳述するが、制振対象2の衝撃振動を効果的に吸収することができる。
制振質量3は運動によりエネルギーを消費することを目的とするため、制振質量3を支持する弾性部材5aはソフトにすることが望ましい。また、衝撃性外乱が繰り返し周期的に付加されることが予想される場合、周期の最短のものに対応できるように復元し、次回の衝撃に対応できるようにしておくことが望ましい。
すなわち、制振対象2に付加された衝撃は制振対象2と制振質量3とに分担されることとなり、制振質量3の離脱に伴って制振対象2自体が負担する運動量Mv1は制振質量3に伝達された運動量mv2だけ少なくなる。このようにして、制振質量3の運動量mv2が大きくなるほど制振対象2自体に残存する運動量が少なくなる。
したがって、接触部4の剛性の値を適宜選択することにより、前記特許文献1のような反発係数が1である場合よりも前記衝撃の吸収量を増大することができる。これについては、具体的に後述する。
標準衝撃源特性と比べてみると、図3の衝撃力波形は、衝撃開始時間に対する図示するような形の衝撃力特性(1)を持つタイヤ衝撃源の衝撃力波形と近似するものである。
モデル1の場合:Fd=Kx1+C&1+kx2+c&2
モデル2の場合:Fd=Kx1+C&1
ここで、&1、&2は、それぞれx1、x2の一回微分を示す。
すなわち、本発明の衝撃振動吸収方法による制振装置における衝撃吸収ダンパ6と制振対象2の接触部剛性k’の有効範囲が200乃至4000N/mm近辺内で、最適値が600N/mm近辺に存在することが判明した。
2 制振対象(床)
3 制振質量(重錘)
4 接触部(弾性部材)
5、15 復元機構
5a、15a 弾性部材(バネ)
5b、15b 減衰機構(ダッシュポット)
6、16 衝撃吸収ダンパ
7 支持機構
7a 支持弾性機構
7b 支持減衰機構
8 基盤
Claims (6)
- 制振対象に衝撃的外乱が付加された際に、制振対象に接触して設置された制振質量が制振対象から運動量が伝達された結果、制振対象から分離して運動することにより制振対象の振動を抑制し、制振対象に次の衝撃的外乱が付加される前に制振質量を制振対象に接触する位置に復帰させる衝撃振動吸収方法であって、
前記制振対象と制振質量との接触部が、衝撃的外乱による制振対象の最大変位及び最大伝播力を共に減少させる剛性を有していることを特徴とする衝撃振動吸収方法。 - 前記制振対象と制振質量との接触部の剛性を200〜4000N/mm以内に設定することを特徴とする請求項1記載の衝撃振動吸収方法。
- 制振対象に接触して設置され、制振対象から運動量が伝達された際に制振対象から分離して運動する制振質量と、
前記運動により運動量を消費した制振質量を制振対象に接触する位置に復帰させる復元機構とを備え、
前記制振対象と制振質量との接触部が、衝撃的外乱による制振対象の最大変位及び最大伝播力を共に減少させる剛性を有していることを特徴とする制振装置。 - 前記制振対象と制振質量との接触部の剛性が、200〜4000N/mm以内に設定されていることを特徴とする請求項3記載の制振装置。
- 前記制振対象と制振質量との接触部が、ゴム材又は弾性部材により構成されていることを特徴とする請求項3又は請求項4記載の制振装置。
- 前記制振質量の復元機構は弾性部材と減衰機構とを備え、
制振質量が制振対象から離れる瞬間には減衰が小さく、その後の制振質量の運動に対しては減衰が大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の制振装置。
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- 2004-03-19 JP JP2004081744A patent/JP2005265132A/ja active Pending
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