JP2007032635A - 衝撃ダンパー - Google Patents

Abstract

【課題】 対象物の振動を抑制することができるコンパクトな衝撃ダンパーを提供する。
【解決手段】 本衝撃ダンパー１０は、下方に開口する凹陥部１５が形成された釣鐘状の揺動体１１を、立設する棒状の支持体１２に被せたものであり、釣鐘状の揺動体１１が支持体１２の頂部１２ａを支点として振子のように揺動する。凹陥部１５の内周面には、内方に突出する突条部１１ａが開口縁に沿って形成されており、揺動体１１が揺動した際には、突条部１１ａが支持体１２と衝突するようになっている。支持体１２と接触する突条部１１ａの端面には、衝突時の衝撃音を緩和するために、ゴムなどの弾性体１３が貼着されており、弾性体１３と支持体１２の間は所定の隙間Ｃとされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、衝撃ダンパーに関する。

衝撃ダンパーは、振動を抑制すべき対象物に対して相対運動する重錘を対象物に衝突させることによって、対象物の振動を抑制するものである。一般的には、対象物に固定したハウジング内に隙間を設けて重錘を設置し、重錘をハウジングの壁に衝突させる構造としている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２４２９８６号公報

自動車などの機械振動を抑制する場合、対象物の質量が小さいため、重錘は小さくてよいが、構造物の振動を抑制する場合には、対象とする質量が大きいため、重錘も大きくなる。一方、ハウジングの壁には重錘が衝突するため、ハウジングは重錘より一回り大きいだけでなく、衝突に対する耐力と剛性を確保する必要から、ハウジングの部材断面が大きくなる。このため、衝撃ダンパーのサイズと重量が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、対象物の振動を抑制することができるコンパクトな衝撃ダンパーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る衝撃ダンパーは、振動を抑制すべき対象物と一体化された支持体と、当該支持体を支点として揺動し、当該支持体を取り囲む形状を有する揺動体とを備えてなり、前記揺動体が揺動して前記支持体に衝突することにより前記対象物の振動を抑制することを特徴とする。
本発明では、支持体を取り囲む形状を有する揺動体が、当該支持体を支点として揺動し、揺動体の内周部が支持体に衝突する構成とされているので、ハウジングが不要となる。このため、揺動体の質量が同じならば、衝撃ダンパーの外形サイズを従来に比べて大幅に縮小でき、コンパクトなものとすることができる。

また、本発明に係る衝撃ダンパーでは、凹陥部を有する前記揺動体が、当該凹陥部に挿入された前記支持体の一端を支点として揺動してもよい。
本発明では、凹陥部を有する揺動体が、当該凹陥部に挿入された支持体の一端を支点として揺動するため、衝撃ダンパーの周囲にスペースがあれば、揺動体を容易に大きくすることができる。そして、当然ながら、揺動体の質量が増大するほど、振動抑制効果は顕著となる。

また、本発明に係る衝撃ダンパーでは、円環または円筒状とされた前記揺動体が、その中空部を鉛直方向に挿通する前記支持体に吊設されていてもよい。
本発明では、上記構成とすることにより、揺動体が水平２方向に揺動し、水平２方向の振動に有効な衝撃ダンパーとなる。

あるいは、本発明に係る衝撃ダンパーでは、円環または円筒状とされた前記揺動体が、その中空部を鉛直方向に挿通する前記支持体から側方に張り出した滑り板上を滑動するようにしてもよい。
このような構成としても、揺動体が水平２方向に滑動し、水平２方向の振動に有効な衝撃ダンパーとすることができる。

また、本発明に係る衝撃ダンパーでは、前記揺動体が前記支持体に鉛直方向バネを介して支持され、静止状態において、前記揺動体と前記支持体との間に接触応力が生じないようにしてもよい。
ここで、揺動体と支持体との間に接触応力が生じない状態とは、静止状態において、揺動体が支持体と非接触である状態だけでなく、揺動体が支持体と接触してはいるが、接触応力が揺動体に作用する重力に比べて工学的に無視できるほど小さい状態も含んでいる。
本発明では、揺動体が支持体に鉛直方向バネを介して支持されているので、揺動体に作用する重力の影響がキャンセルされ、対象物の鉛直振動を小振幅から効果的に抑制することが可能となる。

また、本発明に係る衝撃ダンパーでは、前記支持体を支点として揺動する複数の前記揺動体を備え、前記支持体と前記各揺動体との間が、それぞれ異なる隙間量とされていてもよい。
本発明では、支持体との間の隙間量が異なる複数の揺動体を備えているので、小振動から大振動まで幅広い振動を抑制することができる。

また、本発明に係る衝撃ダンパーでは、前記揺動体と前記支持体が接触する部位に弾性体が貼着されていてもよい。
本発明では、揺動体と支持体が接触する部位に弾性体が貼着されているので、弾性体が減衰材として機能するうえ、衝突時の衝撃音を緩和することができる。

本発明に係る衝撃ダンパーでは、支持体を取り囲む形状を有する揺動体が、当該支持体を支点として揺動し、揺動体の内周部が支持体に衝突する構成とされているので、ハウジングが不要となる。このため、揺動体の質量が同じならば、衝撃ダンパーの外形サイズを従来に比べて大幅に縮小でき、コンパクトなものとすることができる。

以下、本発明に係る衝撃ダンパーの実施形態について図面に基づいて説明する。
先ず、水平２方向の振動に有効な衝撃ダンパーの例として第一〜第三の実施形態を示し、次いで、鉛直方向の振動に有効な衝撃ダンパーの例として第四、第五の実施形態を示す。

図１は、本発明に係る衝撃ダンパーの第一の実施形態を示したものである。
本実施形態による衝撃ダンパー１０は、下方に開口する凹陥部１５が形成された釣鐘状の揺動体１１を、立設する棒状の支持体１２に被せたものであり、釣鐘状の揺動体１１が支持体１２の頂部１２ａを支点として振子のように揺動する。

支持体１２の頂部１２ａは凸面を形成するとともに、当該頂部１２ａと摺接する凹陥部１５の底部１５ａは凹面を形成し、揺動体１１が支持体１２の頂部１２ａを支点として滑らかに揺動できるようになっている。
一方、支持体１２の基部１２ｂにはベースプレート１４が取り付けられており、ベースプレート１４を介して対象物Ｓに衝撃ダンパー１０を固定する。

凹陥部１５の内周面には、内方に突出する突条部１１ａが開口縁に沿って形成されており、揺動体１１が揺動すると、突条部１１ａが支持体１２と衝突するようになっている。支持体１２と接触する突条部１１ａの端面には、衝突時の衝撃音を緩和するために、ゴムなどの弾性体１３が貼着されており、弾性体１３と支持体１２の間は所定の隙間Ｃとされている。

本実施形態による衝撃ダンパー１０では、釣鐘状の揺動体１１が支持体１２の頂部１２ａを支点として振子のように揺動して支持体１２と衝突するため、ハウジングが不要となる。このため、揺動体の質量が同じならば、衝撃ダンパーの外形サイズを従来に比べて大幅に縮小でき、コンパクトなものとすることができる。しかも、衝撃ダンパー１０の周囲にスペースがあれば、揺動体１１を大きくして振動抑制効果を増大させることも可能である。
しかも、揺動体１１は水平２方向に揺動可能であり、水平２方向の振動に有効な衝撃ダンパーとなる。

図２は、本発明に係る衝撃ダンパーの第二の実施形態を示したものである。
本実施形態による衝撃ダンパー２０は、立設する棒状の支持体２２がドーナツ（円環）状の揺動体２１の中空部２５を鉛直方向に挿通し、支持体２２の頂部２２ａから垂らした複数のワイヤー２６…が揺動体２１を吊り支持する構成としている。

支持体２２は基部２２ｂに取り付けられたベースプレート２４によって対象物Ｓに固定されており、対象物Ｓが水平振動すると、ドーナツ状の揺動体２１が水平方向に揺動して支持体２２と衝突する。支持体２２と接触する揺動体２１の内周面には、衝突時の衝撃音を緩和するため、ゴムなどの弾性体２３が貼着されており、弾性体２３と支持体２２の間は所定の隙間Ｃとされている。

本実施形態による衝撃ダンパー２０では、棒状の支持体２２がドーナツ状の揺動体２１の中空部２５を鉛直方向に挿通し、支持体２２から垂らしたワイヤー２６…で揺動体２１を吊り支持する構成としているので、揺動体２１は水平２方向に揺動することができ、水平２方向の振動に有効な衝撃ダンパーとなる。
なお、本実施形態では、揺動体２１の形状をドーナツ状としたが、円筒状としてもよい。

図３は、本発明に係る衝撃ダンパーの第三の実施形態を示したものである。
本実施形態による衝撃ダンパー３０は、立設する棒状の支持体３２が、上下方向に配設された複数のドーナツ（円環）状の揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃの各中空部３５ａ、３５ｂ、３５ｃを鉛直方向に挿通し、支持体３２から側方に張り出す円盤状の滑り板３６ａ、３６ｂ、３６ｃが各揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃをそれぞれ滑り支持する構成としている。

各揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃはその外径、内径および質量がそれぞれ異なっており、それに合わせて滑り板３６ａ、３６ｂ、３６ｃのサイズも異なったものとなっている。
支持体３２は基部３２ｂに取り付けられたベースプレート３４によって対象物Ｓに固定されており、対象物Ｓが水平振動すると、ドーナツ状の各揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃはそれぞれ滑り板３６ａ、３６ｂ、３６ｃ上を滑動して支持体３２と衝突する。支持体３２と接触する各揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃの内周面には、衝突時の衝撃音を緩和するため、ゴムなどの弾性体３３がそれぞれ貼着されており、各弾性体３３と支持体３２の間はそれぞれ異なる隙間Ｃとされている。

本実施形態による衝撃ダンパー３０では、大きさの異なる複数の揺動体３１ａ、３１ｂ、３１ｃがそれぞれ滑り板３６ａ、３６ｂ、３６ｃ上を滑動して支持体３２と衝突するため、小振動から大振動まで幅広い振動を抑制することができる。

図４は、本発明に係る衝撃ダンパーの第四の実施形態を示したものである。
本実施形態による衝撃ダンパー４０では、断面略Ｃ字状のリップ付き溝形鋼を揺動体４１とし、断面Ｔ字状のＣＴ形鋼を支持体４２とする。

支持体４２のフランジ部４２ａは揺動体４１の凹陥部４５に挿入され、揺動体４１と支持体４２のフランジ部４２ａとの間には鉛直方向バネ４６が介装されている。
凹陥部４５の内周面には、内方に突出する突条部４１ａ、４１ｂが支持体４２のフランジ部４２ａを挟んで形成されており、各突条部４１ａ、４１ｂにはゴムからなる弾性体４３が貼着されている。

支持体４２のウェブ部４２ｂは対象物Ｓに固定されており、対象物Ｓが鉛直振動すると、揺動体４１が鉛直方向に揺動して支持体４２のフランジ部４２ａと衝突する。

本実施形態による衝撃ダンパー４０では、揺動体４１が支持体４２に鉛直方向バネ４６を介して支持されているので、揺動体４１に作用する重力の影響がキャンセルされ、対象物Ｓの鉛直振動を小振幅から効果的に抑制することが可能となる。
なお、揺動体４１の質量とこれを支持する鉛直方向バネ４６のバネ定数から定まる固有振動数は、対象物Ｓの固有振動数より十分小さいものとする。

図５は、本発明に係る衝撃ダンパーの第五の実施形態を示したものである。
本実施形態による衝撃ダンパー５０では、構造物を構成する鉄骨梁を支持体５２として利用する。
一方、断面略コ字状の一対の型鋼５７、５７を対向させて凹陥部５５を形成し、型鋼５７、５７同士をスプライスプレート５８を介してボルト５９により緊結して揺動体５１を構成する。

支持体５２のフランジ部５２ａは揺動体５１の凹陥部５５に挿入され、揺動体５１と支持体５２のフランジ部５２ａとの間には鉛直方向バネ５６を介装する。
凹陥部５５の内周面には、内方に突出する突条部５７ａ、５７ａがフランジ部５２ａを挟んで形成されており、各突条部５７ａにはゴムからなる弾性体５３が貼着されている。

上記各衝撃ダンパーを構成する揺動体の材料は鋼鉄製または鋳鉄製を原則とし、対象物の質量の０．０１〜０．１程度とする。
また、上記各衝撃ダンパーの設置は、新築時に構造躯体と同時に施工することも、既存構造物に追加施工することも可能である。衝撃ダンパーの本体構造への取り付けは、ボルト締結、溶接、接着のほか、磁石によって鉄骨梁と一体化する方法もある。また、対象物の振幅が小さい場合には、衝撃ダンパーを床や梁の上に置くだけでもよい。
なお、揺動体と支持体との隙間調整などは、全て工場でできるため、現場での作業は床や梁などに取り付けるのみでよい。このため、現場作業には特別な技量や工具は不要で、誰でも容易に施工できる。

以上、本発明に係る衝撃ダンパーの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第一〜第三の実施形態では、揺動体の形状を軸対象形状としたが、必ずしも軸対象形状である必要はなく、設置スペースの制約に合わせて任意の形状とすることができる。また、第四・第五の実施形態における鉛直方向バネは、圧縮バネでも引張バネのいずれでもよい。さらに、上記各実施形態では、揺動体側に弾性体を貼着したが、支持体側に弾性体を貼着してもよい。要は、本発明において所期の機能が得られればよいのである。

本発明に係る衝撃ダンパーの第一の実施形態を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は立断面図である。 本発明に係る衝撃ダンパーの第二の実施形態を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は立断面図である。 本発明に係る衝撃ダンパーの第三の実施形態を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は立断面図である。 本発明に係る衝撃ダンパーの第四の実施形態を示し、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は立断面図である。 本発明に係る衝撃ダンパーの第五の実施形態を示す立断面図である。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０ 衝撃ダンパー
１１、２１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、４１、５１ 揺動体
１２、２２、３２、４２、５２ 支持体
１３、２３、３３、４３、５３ 弾性体
１４、２４、３４ ベースプレート
１５、４５、５５ 凹陥部
２５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ 中空部
２６ ワイヤー
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ 滑り板
４６、５６ 鉛直方向バネ
５８ スプライスプレート
Ｃ 隙間
Ｓ 対象物

Claims (7)

1. 振動を抑制すべき対象物と一体化された支持体と、当該支持体を支点として揺動し、当該支持体を取り囲む形状を有する揺動体とを備えてなり、
   前記揺動体が揺動して前記支持体に衝突することにより前記対象物の振動を抑制することを特徴とする衝撃ダンパー。
2. 凹陥部を有する前記揺動体が、当該凹陥部に挿入された前記支持体の一端を支点として揺動することを特徴とする請求項１に記載の衝撃ダンパー。
3. 円環または円筒状とされた前記揺動体が、その中空部を鉛直方向に挿通する前記支持体に吊設されていることを特徴とする請求項１に記載の衝撃ダンパー。
4. 円環または円筒状とされた前記揺動体が、その中空部を鉛直方向に挿通する前記支持体から側方に張り出した滑り板上を滑動することを特徴とする請求項１に記載の衝撃ダンパー。
5. 前記揺動体が前記支持体に鉛直方向バネを介して支持され、静止状態において、前記揺動体と前記支持体との間に接触応力が生じないことを特徴とする請求項１または２に記載の衝撃ダンパー。
6. 前記支持体を支点として揺動する複数の前記揺動体を備え、前記支持体と前記各揺動体との間が、それぞれ異なる隙間量とされていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の衝撃ダンパー。
7. 前記揺動体と前記支持体が接触する部位に弾性体が貼着されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の衝撃ダンパー。

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