JP2010053958A - Vibration suppressing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vibration suppressing device capable of improving vibration suppressing characteristics by lowering a spring constant of the whole system while keeping the machine strength, and by lowering the natural frequency of the system including the vibration suppressing device. <P>SOLUTION: The vibration suppressing device 100 is provided between a base B and a vibration suppressing object part S arranged away from the base B to have a predetermined distance so as to insulate or attenuate three-dimensional vibration. The vibration suppressing device 100 comprises a vibration insulating mechanism SP extensible to a first direction for keeping a predetermined distance between the base B and the vibration suppressing object part S in a natural state while mainly insulating vibration from the base B to the vibration suppressing object part S, a vibration damping mechanism 8 for mainly attenuating the vibration from the base B to the vibration suppressing object part S, and an elastic link mechanism 7 for supporting the vibration suppressing object part S to the base B with the vibration insulating mechanism SP. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、免震、制振、除振、防振等のために用いられる振動抑制装置に関するものである。   The present invention relates to a vibration suppressing device used for seismic isolation, vibration control, vibration isolation, vibration isolation, and the like.

振動抑制装置の一種として様々な免震装置が提案されており、免震装置は地震などの振動が家屋や美術品などに伝達されないようにすることが求められる。振動を家屋や美術品などに伝達しないようにするために、柔らかいばね、つまり、ばね定数の小さいばねで家屋や美術品を支持することが行われている。これは、系の固有振動数を低下させて、固有振動数よりも高周波数の振動の振動伝達率を低下させることができるからである。したがって、系の固有振動数はできるだけ低いほうが好ましいので、家屋や美術品を支持するばねのばね定数は小さいほうが好ましい。   Various types of seismic isolation devices have been proposed as a type of vibration suppression device, and the seismic isolation device is required to prevent vibrations such as earthquakes from being transmitted to houses and artworks. In order to prevent vibrations from being transmitted to a house or a work of art, the house or work is supported by a soft spring, that is, a spring having a small spring constant. This is because the natural frequency of the system can be reduced, and the vibration transmissibility of vibrations having a higher frequency than the natural frequency can be reduced. Therefore, it is preferable that the natural frequency of the system is as low as possible. Therefore, it is preferable that the spring constant of the spring that supports the house or artwork is small.

しかしながら、ばねの設計変数を変更することによってばね定数を小さくする場合には限界が存在する。例えば、コイルスプリングの場合、ばね定数を小さくするにはコイルの線径を小さくすることなどが考えられるが、あまりに線径を小さくするとコイルに発生する応力が大きくなりすぎ破断する恐れが出るなど信頼性や耐久性の面で問題が生じてしまう。また,ばね定数の小さいばねで自重を支えるために,静変位が大きくなる。
特開平9−273595号公報
However, there are limitations in reducing the spring constant by changing the spring design variables. For example, in the case of a coil spring, it is conceivable to reduce the wire diameter of the coil in order to reduce the spring constant. However, if the wire diameter is too small, the stress generated in the coil becomes too large and may be broken. Problems arise in terms of durability and durability. In addition, the static displacement increases because the spring is supported by a spring having a small spring constant.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-273595

本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであり、機械強度などを保ち,静変位を小さく保ちながら系全体のばね定数を低下させて、振動抑制装置を含む系の固有振動数を低下させ、振動抑制の特性を向上させることを目的としたものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the spring constant of the entire system while maintaining the mechanical strength and the like while keeping the static displacement small. The object is to reduce the frequency and improve the vibration suppression characteristics.

すなわち本願発明に係る振動抑制装置は、基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、第1方向に伸縮可能であり、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する振動絶縁機構と、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、前記振動絶縁機構とともに、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して支持する弾性リンク機構と、を備え、前記弾性リンク機構は、前記基礎及び前記振動抑制対象部に連結され、一対の対称に配置された弾性リンク要素と、各弾性リンク要素に両端を取り付けられ、前記第1方向に対して垂直な方向である第2方向に伸縮し、前記弾性リンク要素を介して前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように力を作用させる弾性体と、を具備し、前記弾性リンク要素は、前記第2方向に伸びる仮想直線と鋭角θをなし、前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されていることを特徴とする。   That is, the vibration suppression device according to the present invention is a vibration suppression device that is provided between a foundation and a vibration suppression target portion that is arranged at a predetermined distance from the foundation and insulates or attenuates three-dimensional vibration. And a vibration isolation mechanism that is extendable in the first direction and that keeps the foundation and the vibration suppression target portion separated from each other by a predetermined distance in a natural state, and that mainly insulates vibration from the foundation to the vibration suppression target portion. A vibration damping mechanism that mainly attenuates vibration from the foundation to the vibration suppression target part, and an elastic link mechanism that supports the vibration suppression target part with respect to the foundation together with the vibration isolation mechanism, The elastic link mechanism is connected to the foundation and the vibration suppression target portion, and has a pair of symmetrically arranged elastic link elements, and both ends are attached to each elastic link element. An elastic body that expands and contracts in a second direction, which is a direction perpendicular to the direction, and exerts a force so as to separate the foundation and the vibration suppression target portion via the elastic link element, and the elasticity The link element forms an acute angle θ with an imaginary straight line extending in the second direction, and the acute angle θ increases as the vibration isolation mechanism extends, while the acute angle increases as the vibration isolation mechanism contracts. The feature is that θ is small.

このようなものであれば、前記弾性リンク要素が前記弾性体の伸縮する方向である第2方向に延びる仮想直線と鋭角θをなしているので、前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように作用させる第1方向の力の大きさは、前記弾性体が第2方向に作用させる力をFとすると、Ftanθとなる。そして、前記弾性リンク要素は鋭角θに力は前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されているので、前記振動絶縁機構が伸びるほど前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように第1方向に作用させる力Ftanθは大きくなり、前記振動絶縁機構は縮むほど前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように第1方向に作用させる力Ftanθは小さくなる。つまり、前記振動絶縁機構が自然状態に戻ろうとするのに対して、それを阻害するように前記弾性リンク機構は第1方向に作用させる力Ftanθの大きさを変化させるので、前記振動絶縁機構は同じ荷重でより大きく変位することになる。したがって、系全体の見かけのばね定数は小さくなり、系全体の固有振動数も低下させることができ、振動抑制の特性を向上させることができる。   In such a case, the elastic link mechanism forms an acute angle θ with an imaginary straight line extending in the second direction, which is the direction in which the elastic body expands and contracts. The magnitude of the force in the first direction that acts to separate the parts is F tan θ, where F is the force that the elastic body acts in the second direction. The elastic link element has a force at an acute angle θ so that the acute angle θ increases as the vibration isolation mechanism extends, while the acute angle θ decreases as the vibration isolation mechanism contracts. As the vibration isolation mechanism is extended, the force Ftanθ that the elastic link mechanism acts in the first direction so as to separate the foundation and the vibration suppression target portion increases as the vibration isolation mechanism extends, and as the vibration isolation mechanism contracts. A force Ftanθ that acts in the first direction so that the elastic link mechanism separates the foundation and the vibration suppression target portion is reduced. That is, while the vibration isolation mechanism tries to return to the natural state, the elastic link mechanism changes the magnitude of the force Ftanθ acting in the first direction so as to inhibit the vibration isolation mechanism. It will be displaced more greatly with the same load. Therefore, the apparent spring constant of the entire system is reduced, the natural frequency of the entire system can be reduced, and the vibration suppression characteristics can be improved.

また、振動絶縁機構を単独でばね定数を低下させた場合に比べて、つり合いの位置になるまでの静変位を小さくすることができ、しかも、動的な変位に対するばね定数を小さくすることができる。従って、機械強度などを保ったまま系の固有振動数を低下させることができる。   In addition, the static displacement until the balanced position is reached can be reduced and the spring constant for dynamic displacement can be reduced as compared with the case where the vibration isolating mechanism is lowered alone. . Therefore, the natural frequency of the system can be reduced while maintaining the mechanical strength.

さらに、前記弾性リンク要素はそれぞれ対向して配置されているので、それぞれの弾性リンク要素から前記基礎又は前記振動抑制対象部に作用する第2方向の力は打ち消しあい、第1方向のみに力を作用させることができ、他の方向に関して振動抑制の特性に影響を与えないようにすることができる。   Further, since the elastic link elements are arranged to face each other, the forces in the second direction acting on the foundation or the vibration suppression target portion from the respective elastic link elements cancel each other, and the force is applied only in the first direction. It can be made to act, and it can be made not to influence the characteristic of vibration suppression about other directions.

ここで、第2方向に伸縮するとは、伸縮している方向に第2方向が含まれていることを言う。また、基礎とは振動の発生源となっているもののことをいい、例えば、本発明によって、地震による建物の振動を抑制する場合には、地面あるいは地面に直接設けられた部材が基礎に相当し、機械によって起こる振動を地面に伝えないようにする場合には、その機械あるいは機械が載置されている部材が基礎に相当する。   Here, expanding and contracting in the second direction means that the second direction is included in the expanding and contracting direction. The foundation means a source of vibration. For example, when the vibration of a building due to an earthquake is suppressed according to the present invention, the ground or a member directly provided on the ground corresponds to the foundation. In the case where vibration caused by a machine is not transmitted to the ground, the machine or a member on which the machine is placed corresponds to the foundation.

前記弾性リンク要素の具体的な実施の態様としては、前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第1弾性リンク部材と、前記振動抑制対象部と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第2弾性リンク部材と、によって構成されるものが挙げられる。   As a specific embodiment of the elastic link element, the elastic link element includes a first elastic link member that is rotatably connected to the foundation and the elastic body, and the vibration suppression target unit. The thing comprised by the said elastic body by the 2nd elastic link member connected rotatably at both ends is mentioned.

前記弾性リンク要素の別の実施の態様としては、一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能かつ前記第2方向にスライド可能に連結され、もう一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第2方向にスライド可能に連結されており、それぞれの弾性リンク要素は、その交差部において回転可能に連結されているものが挙げられる。   As another embodiment of the elastic link element, one elastic link element is connected to the foundation and the vibration suppression target part so that both ends can be rotated and slidable in the second direction. Both ends of the elastic link element are rotatably connected to the foundation and the vibration suppression target part, and one end or both ends of the elastic link element are connected to be slidable in the second direction. What is connected so that rotation is possible in a part is mentioned.

前記弾性リンク要素のさらに別の実施の態様としては、前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、前記基礎側の端部あるいは前記振動抑制対象部側の端部が前記第2方向にスライド可能に連結されるものが挙げられる。   As still another embodiment of the elastic link element, the elastic link element is connected to the foundation and the vibration suppression target part so that both ends thereof can rotate, and the end part on the foundation side or the vibration suppression target. The part by which the edge part of a part side is connected so that a slide in the said 2nd direction is mentioned.

前記弾性リンク機構の第1方向へのばね特性が線形性を有し、系全体のばね特性を設計しやすくするには、各弾性リンク要素が交差点を有し、前記弾性体の接続点から前記交差点までの弾性リンク要素の長さをL/2として、前記弾性体の自然状態における第2方向の伸びδを規格化したδ/Lが0.55から0.6の間であることが望ましい。   In order to make the spring characteristics in the first direction of the elastic link mechanism linear, and to make it easy to design the spring characteristics of the entire system, each elastic link element has an intersection, and from the connection point of the elastic body, the Desirably, the length of the elastic link element to the intersection is L / 2, and δ / L obtained by normalizing the elongation δ in the second direction in the natural state of the elastic body is between 0.55 and 0.6. .

前記弾性リンク機構が第1方向以外の振動抑制に関する特性に対して影響を与えないようにし、それぞれの方向の特性を独立に設定できるようにするには、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とをせん断方向に移動可能に連結するスライド機構を備えていればよい。   In order to prevent the elastic link mechanism from affecting the vibration suppression characteristics other than in the first direction and to set the characteristics in the respective directions independently, the elastic link mechanism is configured so that the foundation and the vibration are What is necessary is just to provide the slide mechanism which connects the suppression object part so that a movement to a shear direction is possible.

前記弾性体が第2方向以外に伸縮することによって、前記基礎と前記振動抑制対象部のせん断方向に振動が生じるのを防ぐには、前記弾性リンク機構が前記弾性体を第2方向のみに伸縮するように案内する案内機構を備えていればよい。   In order to prevent the elastic body from expanding and contracting in the direction other than the second direction to prevent vibration in the shear direction of the foundation and the vibration suppression target portion, the elastic link mechanism expands and contracts the elastic body only in the second direction. What is necessary is just to provide the guidance mechanism which guides so that it may do.

前記基礎に対して前記振動抑制対象部が並行移動するのを許容しつつ、傾きを生じさせないようにして、前記振動抑制対象部に載置された物体が転倒するのを防ぐことができ、振動抑制の特性をさらに向上させるには、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、をさらに備えており、前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第1リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第2リンクと、前記第1リンク及び前記第2リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、各リンク機構における前記第1リンクと前記第2リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されているものが挙げられる。   While allowing the vibration suppression target part to move in parallel with respect to the foundation, it is possible to prevent the object placed on the vibration suppression target part from falling over without causing an inclination, and vibration. In order to further improve the suppression characteristics, the apparatus further includes a pair of link mechanisms that support the vibration suppression target portion so as to allow only parallel movement relative to the foundation, and the link mechanism is separate from the foundation. Alternatively, the first link provided integrally, the second link provided separately or integrally with the vibration suppression target portion, and the intermediate link structure that connects the first link and the second link so as to be movable in parallel. And a virtual surface formed by the first link and the second link in each link mechanism is provided so as to be tiltable with respect to the foundation and the vibration suppression target portion. The virtual surface of each link mechanism include those that are configured to intersect.

前記基礎と前記振動抑制対象部の間に、振動抑制装置を取り付けやすくし、モジュール化によるコストの削減を図るには、前記リンク機構を介して、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とを連結するものであればよい。   In order to make it easy to attach a vibration suppression device between the foundation and the vibration suppression target part and to reduce the cost by modularization, the elastic link mechanism is connected to the foundation and the vibration suppression target via the link mechanism. What is necessary is just to connect a part.

さらに振動抑制装置を取り付けやすくし、モジュール化によるコスト削減を図るには、前記振動絶縁機構が、前記リンク機構に取り付けられていればよい。   Furthermore, in order to make it easier to attach the vibration suppressing device and to reduce the cost by modularization, it is only necessary that the vibration isolation mechanism is attached to the link mechanism.

弾性リンク機構によって振動絶縁機構の第1方向のばね定数を小さくすることができるので、振動絶縁機構単体でばね定数を小さくした場合に比べて、小さい静変位で初期状態を設定することができ、機械強度などの耐久性を保ったまま系のばね定数を小さくすることができる。従って、耐久性を保ったまま、系の固有振動数を低下させて、振動抑制に関する特性を向上させることができる。   Since the spring constant in the first direction of the vibration isolation mechanism can be reduced by the elastic link mechanism, the initial state can be set with a small static displacement compared to the case where the spring constant is reduced by the vibration isolation mechanism alone, The spring constant of the system can be reduced while maintaining durability such as mechanical strength. Therefore, it is possible to improve the characteristics related to vibration suppression by reducing the natural frequency of the system while maintaining durability.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る振動抑制装置100は、例えば、機械から発生した振動を地面に伝えないようにする防振台や、地面からの微細な振動を精密機械などに伝えないようにする除振台として用いられるものである。   The vibration suppressing device 100 according to the present embodiment includes, for example, a vibration isolator that prevents vibration generated from the machine from being transmitted to the ground, and a vibration isolation table that does not transmit fine vibration from the ground to a precision machine or the like. It is used as

振動抑制装置100は、図1及び図2に示されるように、基礎Bと、その基礎Bから所定距離離間して配置される振動抑制対象部Sとの間に配置されるものであって、図面視で上下方向に当たる鉛直方向(第1方向)に伸縮可能で、自然状態において前記基礎Bと前記振動抑制対象部Sとを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎Bから前記振動抑制対象部Sへの振動を主として絶縁する振動絶縁機構SPと、前記基礎Bから前記振動抑制対象部Sへの振動を主として減衰する振動減衰機構と、前記振動絶縁機構SPとともに、前記振動抑制対象部Sを前記基礎Bに対して支持する弾性リンク機構7と、を備えたものである。ここで説明の便宜上、図面視で下側の平板を基礎B、上側の平板を振動抑制対象部Sとしている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the vibration suppression device 100 is disposed between a foundation B and a vibration suppression target part S that is disposed at a predetermined distance from the foundation B. The base B and the vibration suppression target part S are kept apart from each other by a predetermined distance in a natural state, and can be expanded and contracted in a vertical direction (first direction) corresponding to the vertical direction in the drawing view. A vibration isolation mechanism SP that mainly insulates vibrations to S, a vibration attenuation mechanism that mainly attenuates vibrations from the foundation B to the vibration suppression target part S, and the vibration suppression mechanism SP together with the vibration isolation mechanism SP. And an elastic link mechanism 7 that supports the foundation B. Here, for convenience of explanation, the lower flat plate is the base B and the upper flat plate is the vibration suppression target portion S in the drawing view.

前記振動絶縁機構SPは、前記基礎B及び前記振動抑制対象部Sの中央部に設けてあり、後述する弾性リンク機構7に組み込んで取り付けられている単一の第1コイルスプリングSPである。この第1コイルスプリングSPが、主として前記基礎Bに対して前記振動抑制対象部Sを支持するようにばね定数やコイルの線径などを選定してある。   The vibration isolation mechanism SP is a single first coil spring SP that is provided at the center of the foundation B and the vibration suppression target portion S and is assembled and attached to an elastic link mechanism 7 described later. The spring constant, the wire diameter of the coil, and the like are selected so that the first coil spring SP mainly supports the vibration suppression target portion S with respect to the foundation B.

前記振動減衰機構8は、後述する弾性リンク機構7の回転動作が生じるヒンジに設けてある回転ダンパ8である。   The vibration damping mechanism 8 is a rotary damper 8 provided on a hinge where a rotation operation of an elastic link mechanism 7 to be described later occurs.

前記弾性リンク機構7は、第2方向の対角線上の頂点を弾性体72によって接続してある四辺形リンクSQと、前記四辺形リンクSQの弾性体72が接続されていない各頂点をそれぞれ前記基礎Bと前記振動抑制対象部Sに別々に連結するスライド機構73A、73Bとから構成してある。   The elastic link mechanism 7 includes a quadrilateral link SQ in which the vertices on the diagonal line in the second direction are connected by an elastic body 72 and the vertices to which the elastic body 72 of the quadrilateral link SQ is not connected. B and slide mechanisms 73A and 73B that are separately connected to the vibration suppression target portion S.

前記四辺形リンクSQは、一対の弾性リンク要素71からなり、各弾性リンク要素71は各々が対向するように設けてある。本実施形態では特に、弾性リンク要素71は、対称になるように配置してある。前記弾性リンク要素71は、前記基礎B及び前記弾性体72とに両端部を回転可能に接続される第1弾性リンク部材711と、前記振動抑制対象部Sと前期弾性体72とに両端部を回転可能に接続される第2弾性リンク部材722とによって構成してある。   The quadrilateral link SQ includes a pair of elastic link elements 71, and the elastic link elements 71 are provided so as to face each other. Particularly in the present embodiment, the elastic link elements 71 are arranged so as to be symmetrical. The elastic link element 71 has both ends connected to the first elastic link member 711 rotatably connected to the foundation B and the elastic body 72, the vibration suppression target part S, and the first elastic body 72. The second elastic link member 722 is rotatably connected.

前記弾性体72は、2本の第2方向を伸縮方向とする第2コイルスプリング721からなり、前記四辺形リンクSQに設けてあるガイド機構722に取り付けてある。これらの第2コイルスプリング721は、予め伸ばして取り付けてあり、自然状態において四辺形リンクSQを内側へ引っ張ることによって、弾性リンク機構7が前記基礎Bと、前記振動抑制対象部Sとを離間させるように鉛直方向に力を作用させるよう構成してある。   The elastic body 72 includes a second coil spring 721 having two second directions extending and contracting, and is attached to a guide mechanism 722 provided in the quadrilateral link SQ. These second coil springs 721 are pre-stretched and attached, and the elastic link mechanism 7 separates the foundation B from the vibration suppression target part S by pulling the quadrilateral link SQ inward in a natural state. In this way, a force is applied in the vertical direction.

前記ガイド機構722は、前記四辺形リンクSQの第2方向の各頂点に取り付けてある2つの貫通穴を有した1対の保持部材7221と、各保持部の貫通穴に挿入され、第2方向に延びる2本の円柱部材7222とから構成してある。このような案内機構722に、前記第2コイルスプリング721は、前記円柱部材を中心に挿入されて、外側を這わせるようにしてあり、両端部が前記保持部材に固定されて、四辺形リンクSQの変形に伴って、伸縮するように構成してある。従って、前記第2コイルスプリング721は前記第2方向にのみ伸縮するように案内されることになる。   The guide mechanism 722 is inserted into the pair of holding members 7221 having two through holes attached to the apexes of the quadrilateral link SQ in the second direction, and the through holes of the holding portions in the second direction. It is comprised from the two cylindrical members 7222 extended in this. In such a guide mechanism 722, the second coil spring 721 is inserted around the cylindrical member so as to be turned outward, and both ends are fixed to the holding member, and the quadrilateral link SQ It is configured to expand and contract with the deformation. Accordingly, the second coil spring 721 is guided so as to expand and contract only in the second direction.

前記スライド機構73は、前記四辺形リンクSQを前記基礎B及び前記振動抑制対象部Sに対して連結して、前記基礎B及び前記振動抑制対象部Sがせん断方向に自由に移動できるようにするためのものである。具体的には、スライド機構73A、73Bは、図に示すように前記基礎Bに紙面左手前側から右奥側へ斜めに取り付けてある第1リニアガイド731Aと、前記振動対象部に紙面右手前側から左奥側へ斜めに取り付けてある第2リニアガイド731Bとによって構成してある。従って、図3に示すように振動抑制対象部Sから見ると、第1リニアガイド731Aと第2リニアガイド731Bはねじれの位置で直角に交差するように設けてある。第1リニアガイド731Aと第2リニアガイド732Bには、それぞれ第1スライダ732Aと第2スライダ732Bが設けてあり、それらのスライダ732A、732Bに前記四辺形リンクSQを取り付けてある。   The slide mechanism 73 connects the quadrilateral link SQ to the foundation B and the vibration suppression target part S so that the foundation B and the vibration suppression target part S can freely move in the shear direction. Is for. Specifically, as shown in the figure, the slide mechanisms 73A and 73B include a first linear guide 731A that is obliquely attached to the foundation B from the left front side of the drawing to the right back side, and the vibration target portion from the right front side of the drawing. The second linear guide 731B is attached obliquely to the left back side. Therefore, when viewed from the vibration suppression target portion S as shown in FIG. 3, the first linear guide 731A and the second linear guide 731B are provided so as to intersect at a right angle at the position of twist. The first linear guide 731A and the second linear guide 732B are provided with a first slider 732A and a second slider 732B, respectively, and the quadrilateral link SQ is attached to the sliders 732A and 732B.

また、それぞれのスライダ732A、732Bの間には前述した第1コイルスプリングSPが取り付けられており、その第1コイルスプリングSPの内側には鉛直方向に延びるボールスプラインBSPが設けてあり、スライダ732A、732B同士を鉛直方向に接離できるように連結してある。   Further, the first coil spring SP described above is attached between the sliders 732A and 732B, and a ball spline BSP extending in the vertical direction is provided inside the first coil spring SP, and the slider 732A, 732B are connected so as to be able to contact and separate in the vertical direction.

従って、前記弾性リンク機構7は、鉛直方向に変位するとともに、他の方向へは自由に移動できる。つまり、鉛直方向にのみ力を作用させつつ、他の方向にはほとんど抵抗がないので、振動抑制に関する特性にはほとんど影響を与えないようにすることができる。   Therefore, the elastic link mechanism 7 is displaced in the vertical direction and can move freely in other directions. In other words, it is possible to apply a force only in the vertical direction and have almost no resistance in the other directions, so that the characteristics relating to vibration suppression are hardly affected.

次に、前記弾性リンク機構7の動作について説明する。図4には、前記振動抑制対象部Sが載置されて自然状態にあるときの弾性リンク機構7の模式図を示してある。   Next, the operation of the elastic link mechanism 7 will be described. In FIG. 4, the schematic diagram of the elastic link mechanism 7 when the said vibration suppression object part S is mounted and it exists in a natural state is shown.

図4の模式図に示されるように、前記弾性体72は、予め伸ばした状態で取り付けてあるので、四辺形リンクSQを内側へ引っ張り込むように四辺形リンクSQの接続点に第2方向へ力Fを作用させる。この接続点への力Fは、弾性リンク部材と、前記弾性体72とが鋭角θをなしているので、弾性リンク部材が延びる方向へ分解される力の大きさはF/cosθとなる。そして、基礎B及び振動抑制対象部Sとの接続点において、斜めに作用している力F/cosθのうち、鉛直方向に作用する力の大きさは、Ftanθとなる。ここで、弾性リンク要素71は線対称に配置されているので、各弾性リンク要素71から基礎B及び振動抑制対象部Sに対して第2方向に作用する力は打ち消しあうことになり、鉛直方向にだけ力を作用させることができる。   As shown in the schematic diagram of FIG. 4, the elastic body 72 is attached in a stretched state in advance, so that the connection point of the quadrilateral link SQ is pulled in the second direction so as to pull the quadrilateral link SQ inward. Force F is applied. Since the elastic link member and the elastic body 72 form an acute angle θ, the magnitude of the force F that is decomposed in the direction in which the elastic link member extends is F / cos θ. The magnitude of the force acting in the vertical direction among the forces F / cos θ acting obliquely at the connection point between the foundation B and the vibration suppression target part S is F tan θ. Here, since the elastic link elements 71 are arranged line-symmetrically, the forces acting in the second direction from the respective elastic link elements 71 to the foundation B and the vibration suppression target portion S will cancel each other, and the vertical direction Only force can be applied.

図5に基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が大きくなった場合の弾性リンク機構7の模式図を示す。基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が大きくなると、四辺形リンクSQは鉛直方向に細長く変形するので、前記弾性リンク要素71と前記弾性体72とがなす鋭角θは自然状態のものと比べて大きくなる。それに応じて、前記弾性体72の伸びは小さくなるため、接続点に作用する力Fは小さくなるが、鉛直方向に作用する力Ftanθのうち、tanθの成分のほうが大きく働くため、鉛直方向に作用する力Ftanθは大きくなる。つまり、基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が大きくなると、前記第1コイルスプリングSPが鉛直方向に作用させる力は、元の自然状態に戻すように小さくなるのに対して、弾性リンク機構7が鉛直方向に作用させる力は、逆により離間させるように大きくなる。   FIG. 5 shows a schematic diagram of the elastic link mechanism 7 when the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S is increased. When the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S is increased, the quadrilateral link SQ is elongated in the vertical direction. Therefore, the acute angle θ formed by the elastic link element 71 and the elastic body 72 is in a natural state. Compared to larger. Accordingly, the elongation of the elastic body 72 is reduced, so that the force F acting on the connection point is reduced. However, the tan θ component of the force Ftan θ acting in the vertical direction is larger, so it acts in the vertical direction. Force Ftanθ to be increased. That is, when the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S increases, the force that the first coil spring SP acts in the vertical direction decreases to return to the original natural state, whereas the elastic link. The force that the mechanism 7 acts in the vertical direction increases so as to be separated by the reverse.

図6に基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が小さくなった場合の弾性リンク機構7の模式図を示す。基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が大きくなると、四辺形リンクSQは第2方向に細長く変形するので、前記弾性リンク要素71と前記弾性体72とがなす鋭角θは自然状態のものと比べて小さくなる。従って、鉛直方向に作用する力Ftanθはtanθの値が小さくなるので、Ftanθも小さくなる。つまり、基礎Bと振動抑制対象部Sとの離間距離が小さくなると、前記第1コイルスプリングSPが鉛直方向に作用させる力は、元の自然状態に戻すように大きくなるのに対して、弾性リンク機構7が鉛直方向に作用させる力は、逆により離間させるように小さくなる。   FIG. 6 shows a schematic diagram of the elastic link mechanism 7 when the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S is small. When the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S increases, the quadrilateral link SQ is elongated in the second direction, so that the acute angle θ formed by the elastic link element 71 and the elastic body 72 is in a natural state. Smaller than Accordingly, the force Ftanθ acting in the vertical direction has a small value of tanθ, and thus Ftanθ is also small. That is, when the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target portion S becomes small, the force that the first coil spring SP acts in the vertical direction becomes large so as to return to the original natural state, whereas the elastic link. The force that the mechanism 7 acts in the vertical direction becomes small so as to be separated by the reverse.

上述したような前記弾性リンク機構7の鉛直方向への挙動を直感的に説明すると、弾性リンク要素71が基礎B及び振動抑制対象部Sに作用させる斜め方向の力F/cosθの向きは、基礎Bと振動抑制対象部Sの離間距離が大きくなるほど、鉛直方向と一致する。従って、基礎Bと振動抑制対象部Sの離間距離が大きくなるのに伴って、前記弾性リンク機構7が基礎Bと振動抑制対象部Sとを離間させるように鉛直方向に作用させる力が大きくなることになる。   Intuitively explaining the behavior of the elastic link mechanism 7 in the vertical direction as described above, the direction of the oblique force F / cos θ that the elastic link element 71 acts on the foundation B and the vibration suppression target portion S The longer the distance between B and the vibration suppression target part S, the greater the vertical direction. Accordingly, as the separation distance between the foundation B and the vibration suppression target part S increases, the force that the elastic link mechanism 7 acts in the vertical direction to separate the foundation B and the vibration suppression target part S increases. It will be.

言い換えると、図7に示すように前記第1コイルスプリングSPが正のばね定数を有しているのに対して、前記弾性リンク機構7の鉛直方向のばね定数は、負のばね定数を有しているため、それらを足し合わせた系全体のばね定数を小さくすることができる。なお、本明細書におけるばね定数とは、定常的に振動している状態でのばね特性を示す動ばね定数を含んだ概念である。すなわち、静的なつりあい状態だけでなく、動的に変化している状態においても前記弾性リンク機構7から上述したような効果を得ることができる。   In other words, the first coil spring SP has a positive spring constant as shown in FIG. 7, whereas the vertical spring constant of the elastic link mechanism 7 has a negative spring constant. Therefore, the spring constant of the whole system obtained by adding them can be reduced. In addition, the spring constant in this specification is the concept including the dynamic spring constant which shows the spring characteristic in the state which vibrates steadily. That is, the above-described effects can be obtained from the elastic link mechanism 7 not only in a static balanced state but also in a dynamically changing state.

ところで、図7に示される弾性リンク機構7の鉛直方向のばね定数は略線形となっているが、弾性リンク機構7から鉛直方向に働く力はFtanθで表されるので、基礎Bと振動抑制対象部Sとの間の離間距離に対して通常は非線形性を有したばね特性になる。   By the way, although the spring constant in the vertical direction of the elastic link mechanism 7 shown in FIG. 7 is substantially linear, the force acting in the vertical direction from the elastic link mechanism 7 is expressed by Ftanθ. The spring characteristic usually has non-linearity with respect to the separation distance from the part S.

弾性リンク機構7の鉛直方向のばね特性を線形性を有したものにするには、弾性体72の自然状態における初期変位を以下のように設定すればよい。   In order to make the spring characteristics in the vertical direction of the elastic link mechanism 7 have linearity, the initial displacement of the elastic body 72 in the natural state may be set as follows.

弾性リンク要素71の交差点から弾性体72との接続点までの長さ、つまり、本実施形態では弾性リンク部材の長さをL/2、弾性体72の自然長をlとすると、弾性体72のたわみδは式(1)のようになる。 When the length from the intersection of the elastic link element 71 to the connection point with the elastic body 72, that is, in this embodiment, the length of the elastic link member is L / 2 and the natural length of the elastic body 72 is l 0 , the elastic body The deflection δ of 72 is as shown in equation (1).

従って、弾性リンク機構7が鉛直方向に作用させる力の大きさは式(2)のように表される。   Therefore, the magnitude of the force that the elastic link mechanism 7 acts in the vertical direction is expressed as in Expression (2).

このとき、弾性リンク機構7のばね定数はθで微分して式(3)のように表される   At this time, the spring constant of the elastic link mechanism 7 is differentiated by θ and expressed as shown in Expression (3).

このばね定数が常に一定値を取れば、ばね特性は線形性を有することになるので、θ=θ+α、θ=θ―αとなる角度について式(4)を満たせばよい。 If this spring constant always takes a constant value, the spring characteristic has linearity, and therefore it is only necessary to satisfy the equation (4) for the angles where θ 1 = θ + α and θ 2 = θ−α.

式(4)を具体的に記述すると式(5)のようになる。   When formula (4) is specifically described, formula (5) is obtained.

この式(5)に式(1)を代入してLによって規格化すると式(6)のような無次元の係数を得ることができる。   If equation (1) is substituted into equation (5) and normalized by L, a dimensionless coefficient such as equation (6) can be obtained.

この式(6)に基づいて計算を行うと、弾性リンク機構7の鉛直方向のばね特性が線形性を有する場合には、自然状態でのたわみδを用いたδ/Lが0.58となる。本実施形態でもδ/Lが0.58の近傍になるように、リンクの長さL、弾性体72の自然長l、初期のたわみ量δを設定してあり、容易にばね特性の設計や設定が行えるようにしてある。 When calculation is performed based on this equation (6), if the spring characteristic in the vertical direction of the elastic link mechanism 7 has linearity, δ / L using the deflection δ in the natural state is 0.58. . Also in this embodiment, the link length L, the natural length l 0 of the elastic body 72, and the initial deflection amount δ are set so that δ / L is in the vicinity of 0.58. And can be set.

このように、本実施形態の振動抑制装置100によれば、弾性リンク機構7は前記第1コイルスプリングSPが変位に対して自然状態に戻ろうとするのとは逆向きに力の大きさを変化させるので、第1コイルスプリングSPが正のばね定数を有しているのに対して、前記弾性リンク機構7は鉛直方向に負のばね定数を有していることになる。従って、系全体のばね定数としては、正のばね定数と負のばね定数が足し合わされるので、第1コイルスプリングSP単体の場合に比べてばね定数を小さくすることができる。さらに、ばね定数が小さくなるということは、系の固有振動数を低下させることになるので、振動をカットオフできる周波数の帯域をより広くすることができ、振動抑制に関する特性をより向上させることができる。   As described above, according to the vibration suppressing device 100 of the present embodiment, the elastic link mechanism 7 changes the magnitude of the force in the direction opposite to that the first coil spring SP tries to return to the natural state with respect to the displacement. Therefore, while the first coil spring SP has a positive spring constant, the elastic link mechanism 7 has a negative spring constant in the vertical direction. Therefore, since the positive spring constant and the negative spring constant are added as the spring constant of the entire system, the spring constant can be reduced as compared with the case of the first coil spring SP alone. Furthermore, since the spring constant is reduced, the natural frequency of the system is lowered, so that the frequency band in which vibration can be cut off can be broadened, and the characteristics relating to vibration suppression can be further improved. it can.

また、第1コイルスプリングSP単体でばね定数を小さくしようとすると、線径が小さくなりすぎるために応力が過大になって耐久性の面で問題が生じたり、荷重に対する変位量が大きくなりすぎ、振動抑制装置100としての使用に問題が生じたりするが、前記弾性リンク機構7を用いることによって、第1コイルスプリングSPにそのような問題を生じさせずに系全体の固有振動数を下げることが可能となる。   In addition, if the first coil spring SP alone is intended to reduce the spring constant, the wire diameter becomes too small and the stress becomes excessive, causing problems in terms of durability, or the displacement amount with respect to the load becomes too large. Although there are problems in use as the vibration suppressing device 100, the use of the elastic link mechanism 7 can reduce the natural frequency of the entire system without causing such problems in the first coil spring SP. It becomes possible.

加えて、前記弾性リンク機構7は、鉛直方向に対称性を有して構成してあるので、鉛直方向のみに力が作用させることができる。さらに、スライド機構73によって前記弾性リンク機構7は基礎Bと振動抑制対象部Sに取り付けられているので、基礎Bと振動抑制対象部Sはせん断方向に自由に移動することができる。これらのことから、前記弾性リンク機構7は鉛直方向の振動抑制に関する特性にのみ影響を与えることができ、他の方向にはほとんど影響を与えない。よって、それぞれの方向の振動抑制に関する特性を独立に設定することが可能となる。   In addition, since the elastic link mechanism 7 is configured to have symmetry in the vertical direction, a force can be applied only in the vertical direction. Furthermore, since the elastic link mechanism 7 is attached to the foundation B and the vibration suppression target part S by the slide mechanism 73, the foundation B and the vibration suppression target part S can freely move in the shearing direction. For these reasons, the elastic link mechanism 7 can only affect the characteristics relating to vibration suppression in the vertical direction, and hardly affects the other directions. Therefore, it becomes possible to set the characteristic regarding the vibration suppression of each direction independently.

次に別の実施形態の振動抑制装置100について説明する。この実施形態では図8に示すように弾性リンク要素71をそれぞれ第2方向に離間させて設けて弾性リンク機構7としたものである。このようなものであれば、弾性体72の初期のたわみδを十分に大きく取ることができるようになり、弾性体72や弾性リンク機構7の調整を行いやすくなる。   Next, a vibration suppressing device 100 according to another embodiment will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 8, the elastic link elements 71 are provided separately from each other in the second direction to form the elastic link mechanism 7. With such a configuration, the initial deflection δ of the elastic body 72 can be made sufficiently large, and the elastic body 72 and the elastic link mechanism 7 can be easily adjusted.

また、図9の弾性リンク機構7の模式図に示すように、弾性リンク要素71がXリンク機構を構成するものであっても構わない。より具体的には、弾性リンク機構7は、一方の弾性リンク要素71が、前記基礎Bと前記振動抑制対象部Sとに両端部を前記鋭角θ画形成される面内において回転可能かつ前記第2方向にスライド可能に連結され、もう一方の弾性リンク要素71が、前記基礎Bと前記振動抑制対象部Sとに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第2方向にスライド可能に連結されており、それぞれの弾性リンク要素71は、その交差部において回転可能に連結されている。このようなものであっても、鉛直方向にのみFtanθだけ力を作用させることができ、負のばね定数を持つように構成することができる。   Moreover, as shown in the schematic diagram of the elastic link mechanism 7 in FIG. 9, the elastic link element 71 may constitute an X link mechanism. More specifically, the elastic link mechanism 7 is configured such that one elastic link element 71 is rotatable in a plane in which both ends of the foundation B and the vibration suppression target portion S are formed with the acute angle θ image, and the first The other elastic link element 71 is slidably connected in two directions, and both ends of the elastic link element 71 are rotatably connected to the foundation B and the vibration suppression target portion S, and one end or both ends can slide in the second direction. Each elastic link element 71 is rotatably connected at the intersection. Even in such a case, a force can be applied only in the vertical direction by Ftanθ, and it can be configured to have a negative spring constant.

さらに、図10に示すように弾性リンク機構7が概略3角形リンクを構成するものであっても構わない。具体的には、前記弾性リンク要素71が、前記基礎Bと前記振動抑制対象部Sとに両端部を前記鋭角θが形成される面内において回転可能に連結され、前記基礎B側の端部あるいは前記振動抑制対象部S側の端部が前記第2方向にスライド可能に連結されるものである。このようなものでも、鉛直方向にFtanθの大きさの力を作用させることができ、負のばね定数を有することになる。   Further, as shown in FIG. 10, the elastic link mechanism 7 may constitute a substantially triangular link. Specifically, the elastic link element 71 is connected to the foundation B and the vibration suppression target part S so that both ends of the elastic link element 71 can rotate in a plane where the acute angle θ is formed, and the end part on the foundation B side. Alternatively, the end portion on the vibration suppression target part S side is connected to be slidable in the second direction. Even in such a case, a force having a magnitude of Ftanθ can be applied in the vertical direction, and a negative spring constant is obtained.

次に、さらに別の実施形態について説明する。この実施形態の振動抑制装置100は、図11に示すように前記振動抑制対象部Sを前記基礎Bに対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構2A、2Bを備えたものである。リンク機構2A、2Bの蝶番211A、221A、211B、221Bには、前記振動抑制対象部Sが前記基礎Bに対して水平方向に移動した場合に、前記振動抑制対象部Sが元の初期位置(静止状態における位置)に戻るように、ねじりばね(図示しない)が設けてある。より具体的には、ねじりばねは前記蝶番211A、221A、211B、221Bの開いている角度が初期状態を保つように、すなわち、その角度が図11のように略直角になるように取り付けてある。さらに、水平方向の振動をより減衰することができるように、回転ダンパ(図示しない)も、ねじりばねと同様に設けてある。   Next, still another embodiment will be described. As shown in FIG. 11, the vibration suppression device 100 of this embodiment includes a pair of link mechanisms 2 </ b> A and 2 </ b> B that support the vibration suppression target portion S with respect to the foundation B so that only parallel movement is possible. In the hinges 211A, 221A, 211B, and 221B of the link mechanisms 2A and 2B, when the vibration suppression target part S moves in the horizontal direction with respect to the foundation B, the vibration suppression target part S is in its original initial position ( A torsion spring (not shown) is provided so as to return to the position in the stationary state. More specifically, the torsion spring is attached so that the open angles of the hinges 211A, 221A, 211B, and 221B are maintained in the initial state, that is, the angles are substantially perpendicular as shown in FIG. . Further, a rotary damper (not shown) is also provided in the same manner as the torsion spring so that the horizontal vibration can be further damped.

このようなものであれば、前記振動抑制対象部Sを傾かせる(ロッキングする)ことなく並行移動のみを可能にし、3次元方向に自由に運動させているので、例えば、振動抑制対象部Sに載置されているだけのものであっても、転倒することをなくし、より振動抑制に関する特性を向上させることができる。特に前記スライド機構の剛性を大きくすることが困難な場合には、リニアガイド73A、73Bがあったとしても振動抑制対象部Sの傾きを防ぐことが難しいので、特に効果がある。
また、前記リニアガイド73A、73Bのストロークの分だけ振動抑制対象部Sは水平方向に移動できるとともに、前記リンク機構2A、2Bの蝶番211A、221A、211B、221Bに取り付けられたねじりばねによって、元の初期状態の位置に戻ることができる。言い換えると、コイルスプリングSPはリニアガイド73A、73Bに取り付けられおり、水平方向にはほとんどたわむことがないので、コイルスプリングSPの水平方向の剛性や、変形限界量に関わりなく、振動抑制対象部Sを水平方向に移動させるストロークを大きく設定し、ねじりばねの剛性を調節することによって元の初期位置に振動抑制対象部Sが戻るようにすることができる。
If it is such, since only the parallel movement is possible without tilting (locking) the vibration suppression target part S, and the movement is freely moved in the three-dimensional direction. Even if it is only placed, it can be prevented from falling and the characteristics relating to vibration suppression can be further improved. In particular, when it is difficult to increase the rigidity of the slide mechanism, even if the linear guides 73A and 73B are present, it is difficult to prevent the vibration suppression target portion S from being tilted, which is particularly effective.
Further, the vibration suppression target portion S can move in the horizontal direction by the stroke of the linear guides 73A and 73B, and the torsion springs attached to the hinges 211A, 221A, 211B and 221B of the link mechanisms 2A and 2B It is possible to return to the initial position. In other words, the coil spring SP is attached to the linear guides 73A and 73B and hardly bends in the horizontal direction. Therefore, regardless of the horizontal rigidity and deformation limit amount of the coil spring SP, the vibration suppression target portion S is not affected. The vibration suppression target portion S can be returned to the original initial position by setting a large stroke for moving the shaft in the horizontal direction and adjusting the rigidity of the torsion spring.

ここで、振動絶縁機構SPや弾性リンク機構7をこのリンク機構に取り付けて、リンク機構の変形を介して機能を発揮するように構成しても構わない。このようなものであれば、振動抑制装置100をユニット化することができるので、取り付けの手間を省くことができたり、コストを削減したりすることができるようになる。   Here, the vibration isolation mechanism SP and the elastic link mechanism 7 may be attached to the link mechanism so that the function is exhibited through deformation of the link mechanism. If it is such, since the vibration suppression apparatus 100 can be unitized, an installation effort can be saved and cost can be reduced.

以下の説明ではこのリンク機構について詳述する。   In the following description, this link mechanism will be described in detail.

<リンク機構を設けることについての技術背景>   <Technical background on providing a link mechanism>

振動抑制装置の一種として、例えば、家屋や文化財などを地震の被害から守るために様々な免震装置が考案されている。多くの免震装置は、地震の振動成分は統計的には鉛直方向よりも水平方向のほうが大きく、また、物体の転倒に寄与する成分としても水平方向のほうが大きいため、水平二次元の振動成分にだけ対応したものとなっている。例えば、特開2005−127063号公報に示される免震装置は、基礎と免震構造物との間に複数の積層ゴムと、免震構造物のロッキングを抑制するロッキング抑制装置とを設けている。積層ゴムは、鉛直方向に薄い鉄板とゴムシートとを交互に積層して密着させることによって、鉛直方向には硬く、あまり変形しないようにし、水平方向には柔らかく、大きく変形するように構成されている。このような構造のため、積層ゴムは大きな引っ張り荷重がかかると破断あるいは剥離が起こってしまう。このため、ロッキング抑制装置は、各積層ゴムの鉛直方向の変形量を平準化し、免震構造物のロッキングによって積層ゴムに大きな引張り荷重がかかるのを防ぐように設けられている。このように、特許文献1に示される免震装置は、水平二次元の振動は免震構造物に伝えないようにすることができるが、鉛直方向にはあまり変形しないので、鉛直方向の振動を免震構造物に直接伝えてしまう。   As a type of vibration suppression device, for example, various seismic isolation devices have been devised in order to protect houses and cultural properties from earthquake damage. In many seismic isolation devices, the vibration component of the earthquake is statistically larger in the horizontal direction than in the vertical direction, and the horizontal direction is also larger as the component contributing to the fall of the object. It corresponds to only. For example, the seismic isolation device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-127063 includes a plurality of laminated rubbers and a locking suppression device that suppresses locking of the seismic isolation structure between the foundation and the seismic isolation structure. . Laminated rubber is structured so that it is hard in the vertical direction, not very deformed, soft in the horizontal direction, and greatly deformed by alternately laminating and sticking thin steel plates and rubber sheets in the vertical direction. Yes. Due to such a structure, the laminated rubber is broken or peeled off when a large tensile load is applied. For this reason, the locking suppression device is provided so as to level the amount of deformation in the vertical direction of each laminated rubber and prevent a large tensile load from being applied to the laminated rubber due to the locking of the seismic isolation structure. Thus, although the seismic isolation device shown in Patent Document 1 can prevent horizontal two-dimensional vibration from being transmitted to the seismic isolation structure, it does not deform much in the vertical direction. It tells the seismic isolation structure directly.

しかしながら、新潟県中越地震などに代表されるように、鉛直方向の振動成分が無視できないほど大きい地震も発生しており、特許文献1に示されるような水平二次元の振動だけに対応した免震装置では、十分な振動抑制を行うことができない虞がある   However, as represented by the Niigata Chuetsu Earthquake, there are earthquakes that are so large that the vibration components in the vertical direction cannot be ignored. The device may not be able to suppress vibration sufficiently.

<リンク機構を用いた振動抑制装置が解決しようとする課題>   <Problem to be solved by vibration suppression device using link mechanism>

本発明は上述したような問題点を解決するためになされたものであり、省スペースで三次元の振動に対応しつつ、外部から力やエネルギーを必要とすることがない、あるいはほとんど必要とすることなく振動に応じた制振することができ、振動抑制対象部の傾きを生じさせないことによって、例えば、振動抑制対象部の上に載置される物体の転倒を防ぐことができる振動抑制装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and requires little or no external force or energy while supporting three-dimensional vibration in a space-saving manner. A vibration suppression device that can control vibration according to vibration without causing tilting of the vibration suppression target portion, and can prevent, for example, a fall of an object placed on the vibration suppression target portion. The purpose is to provide.

<課題を解決するための手段>
すなわち本願発明に係る振動抑制装置は、基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する前記振動絶縁機構と、前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、振動抑制対象部を基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、を備えており、前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第1リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第2リンクと、前記第1リンク及び前記第2リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、各リンク機構における前記第1リンクと前記第2リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されていることを特徴とする。
<Means for solving the problem>
That is, the vibration suppression device according to the present invention is a vibration suppression device that is provided between a foundation and a vibration suppression target portion that is arranged at a predetermined distance from the foundation and insulates or attenuates three-dimensional vibration. In the natural state, the foundation and the vibration suppression target part are kept apart from each other by a predetermined distance, and the vibration isolation mechanism that mainly insulates vibration to the vibration suppression target part, and vibration to the vibration suppression target part. A vibration damping mechanism that mainly attenuates, and a pair of link mechanisms that support the vibration suppression target portion only in parallel movement with respect to the foundation, and the link mechanism is provided separately or integrally with the foundation. The first link, the second link provided separately or integrally with the vibration suppression target portion, and the intermediate link structure that connects the first link and the second link so that they can move in parallel. The virtual plane formed by the first link and the second link in each link mechanism is provided so as to be tiltable with respect to the foundation and the vibration suppression target part, and each The link mechanism is configured such that virtual surfaces intersect each other.

このようなものであれば、リンク機構によって振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部の傾きを生じさせないようにすることができ、水平二次元の振動のみならず、鉛直方向の振動をも抑制できるように振動絶縁機構を設けることができる。その結果、三次元の振動に対応した振動抑制を行うことができ、例えば、振動抑制対象部の上に載置されただけの物体であっても、転倒することを好適に防ぐことができる。   If this is the case, it is possible to prevent the vibration suppression target portion from tilting while allowing the vibration suppression target portion to perform a three-dimensional translational movement with respect to the foundation by the link mechanism. A vibration isolation mechanism can be provided so that not only two-dimensional vibration but also vertical vibration can be suppressed. As a result, vibration suppression corresponding to three-dimensional vibration can be performed. For example, even an object simply placed on a vibration suppression target portion can be suitably prevented from falling.

ここで、基礎とは振動の発生源となっているもののことをいい、例えば、本発明によって、地震による建物の振動を抑制する場合には、地面あるいは地面に直接設けられた部材が基礎に相当し、機械によって起こる振動を地面に伝えないようにする場合には、その機械あるいは機械が載置されている部材が基礎に相当する。   Here, the foundation means a source of vibration. For example, when the vibration of a building due to an earthquake is suppressed according to the present invention, the ground or a member directly provided on the ground corresponds to the foundation. However, when the vibration generated by the machine is not transmitted to the ground, the machine or a member on which the machine is placed corresponds to the foundation.

振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部に傾きを生じさせないようにすることができる前記リンク機構の具体的な態様としては、前記中間リンク構造体が、前記第1リンクと前記第2リンクとの間に平行に設けられる第3リンクと、前記第1リンクと前記第3リンクとに両端部を回転可能に連結される1対の平行な第1連結リンクと、前記第2リンクと前記第3リンクとに両端部を回転可能に連結される1対の平行な第2連結リンクと、によって構成されるものであればよい。   As a specific aspect of the link mechanism that allows the vibration suppression target portion to perform a three-dimensional translational movement with respect to the foundation and prevents the vibration suppression target portion from being tilted, A link structure includes a third link provided in parallel between the first link and the second link, and a pair of both ends rotatably connected to the first link and the third link. What is necessary is just to be comprised by a parallel 1st connection link and a pair of parallel 2nd connection link by which both ends are rotatably connected to the said 2nd link and the said 3rd link.

振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部に傾きを生じさせないようにすることができるリンク機構の別の態様としては、前記中間リンク構造体が、前記第1リンクと前記第2リンクとに両端部を回転可能に連結される一対の平行な第3連結リンクであり、前記第1リンクあるいは前記第2リンクが、第1リンクが延伸する方向に前記基礎あるいは前記振動抑制対象部に対してスライド可能に取り付けられているものであっても構わない。   As another aspect of the link mechanism that allows the vibration suppression target portion to perform a three-dimensional translational movement with respect to the foundation while preventing the vibration suppression target portion from being inclined, the intermediate link structure The body is a pair of parallel third connection links rotatably connected at both ends to the first link and the second link, and the first link or the second link extends the first link It may be attached so as to be slidable with respect to the foundation or the vibration suppression target portion in the direction to be moved.

リンク機構のさらに別の態様としては、前記中間リンク構造体は、前記第1リンクと前記第2リンクとに両端部を回転可能かつ前記第2リンクが延伸する方向にスライド可能に連結される第4連結リンクと、前記第1リンクと前記第2リンクとに回転可能に両端部を連結され、一端あるいは両端を前記第2リンクが延伸する方向にスライド可能に連結される第5連結リンクと、によって構成され、前記第4連結リンクと前記第5連結リンクは、同じ長さを有し、その交差部にて各々を回転可能に連結しているものでも構わない。   As still another aspect of the link mechanism, the intermediate link structure is connected to the first link and the second link so that both ends can be rotated and the second link can be slidably extended. Four connection links, a fifth connection link that is rotatably connected to the first link and the second link, and is slidably connected to one end or both ends in a direction in which the second link extends, The fourth connection link and the fifth connection link may have the same length and may be connected to each other so as to be rotatable at the intersection.

前記振動減衰機構を構成する部材の設置数を減らし、三次元の減衰を行うには、前記リンク機構に前記振動減衰機構が取り付けられているものであればよい。   In order to reduce the number of members constituting the vibration damping mechanism and perform three-dimensional damping, it is sufficient that the vibration damping mechanism is attached to the link mechanism.

また、リンク機構にさらに振動絶縁機構を取り付けたものであれば、振動抑制装置をユニット化することができ、複数の部材を基礎と振動抑制対象部との間に取り付ける手間を省くことができる。   Further, if the vibration isolation mechanism is further attached to the link mechanism, the vibration suppressing device can be unitized, and the trouble of attaching a plurality of members between the foundation and the vibration suppression target portion can be saved.

簡単な構成でコストを抑えつつ、三次元の振動絶縁を行えるようにするには前記振動絶縁機構が、1つのコイルスプリングであり、その1つのコイルスプリングによって自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記振動抑制対象部への振動を絶縁するものであればよい。このとき、三次元各方向の固有振動数が1Hz以下になるように構成されていれば、特に地震動を有効に絶縁することができる。   In order to achieve three-dimensional vibration isolation while suppressing costs with a simple configuration, the vibration isolation mechanism is a single coil spring, and the basic and the vibration suppression target in a natural state by the single coil spring. Any part may be used as long as the part is kept away from the part by a predetermined distance and the vibration to the vibration suppression target part is insulated. At this time, if it is configured such that the natural frequency in each of the three-dimensional directions is 1 Hz or less, the seismic motion can be particularly effectively insulated.

リンク機構に省スペースで取り付けることができ、振動抑制装置に十分な減衰力を持たせて、好適に振動を減衰させるためには、前記減衰要素が前記リンク機構に取り付けられるロータリーダンパを備えたものであればよい。また、通常、3方向の減衰係数を独立に設定するには、ダンパの軸方向以外の変位によって減衰が発生しないようにスライド機構などを設ける必要があるが、3つのロータリーダンパをリンク機構の回転が生じる箇所に取り付けるだけで、3方向の減衰係数を独立に設定することができる。   In order to allow the vibration suppression device to have sufficient damping force and to suitably dampen vibration, it can be mounted in a space-saving manner on the link mechanism, and the damping element includes a rotary damper attached to the link mechanism. If it is. In general, in order to set the damping coefficients in the three directions independently, it is necessary to provide a slide mechanism or the like so that the damping does not occur due to a displacement other than the axial direction of the damper, but the three rotary dampers are rotated by the link mechanism. It is possible to set the attenuation coefficient in three directions independently only by attaching to the place where the occurrence of the above occurs.

前記第1リンクと前記第2リンクとで形成される仮想面を、前記基礎と前記振動抑制対象部とに対し傾動可能にする具体的な態様としては、前記第1リンクが前記基礎に回転可能に設けられているとともに、前記第2リンクが前記振動抑制対象部に回転可能に設けられているものであればよい。   As a specific aspect in which a virtual plane formed by the first link and the second link can be tilted with respect to the foundation and the vibration suppression target portion, the first link can be rotated with respect to the foundation. What is necessary is just to be provided in the said vibration suppression object part while the said 2nd link is rotatably provided.

前記第1リンクと前記第2リンクとで形成される仮想面を、前記基礎と前記振動抑制対象部とに対し傾動可能にする別の態様としては、前記第1リンク又は第2リンクが前記基礎に回転可能に設けられているとともに、前記第1リンクと前記第3リンクが形成する面と、前記第2リンクと前記第3リンクが形成する面との交わる角度が変化するものであっても構わない。   As another aspect in which a virtual plane formed by the first link and the second link can be tilted with respect to the foundation and the vibration suppression target portion, the first link or the second link is the foundation. Even if the angle at which the surface formed by the first link and the third link intersects with the surface formed by the second link and the third link is changed. I do not care.

一度、振動抑制装置を設置してからでも容易に振動抑制装置全体の減衰係数や弾性や系の固有振動数を変化させることができ、セミアクティブ制御による振動の制振が行えるようにするには、振動抑制装置が、減衰係数が可変の減衰要素又は前記減衰要素に直列に接続された弾性要素を具備するセミアクティブ制御機構を備えたものであることが好ましい。   Once the vibration suppression device is installed, the damping coefficient and elasticity of the entire vibration suppression device and the natural frequency of the system can be changed easily, so that vibration can be controlled by semi-active control. The vibration suppressing device preferably includes a semi-active control mechanism including a damping element having a variable damping coefficient or an elastic element connected in series to the damping element.

振動抑制装置を、例えば、免震装置として用いる場合などには地震によって停電が起こったとしても振動制御を行えるほうが好ましい。前記減衰要素がMRダンパであれば、乾電池や蓄電池程度の電力で、その減衰係数を変化させることができ、停電時でもセミアクティブ制御による制振を容易に行うことができる。   For example, when the vibration suppressing device is used as a seismic isolation device, it is preferable that vibration control can be performed even if a power failure occurs due to an earthquake. If the damping element is an MR damper, the damping coefficient can be changed with power equivalent to that of a dry battery or a storage battery, and vibration suppression by semi-active control can be easily performed even during a power failure.

振動抑制対象部の上に載置される物体の重量が変化しても、常に一定の高さに支持しつつ、振動抑制を行うためには、前記振動絶縁機構が空気ばねによって構成されるものであればよい。   In order to suppress vibration while always supporting a constant height even when the weight of an object placed on the vibration suppression target portion changes, the vibration isolation mechanism is configured by an air spring. If it is.

<リンク機構を用いた振動抑制装置の効果>   <Effect of vibration suppression device using link mechanism>

このように、リンク機構を用いた振動抑制装置によれば、振動抑制対象部の傾きを防止し省スペースで三次元の振動抑制を行うことができ、振動抑制を好適に行うことができるので、例えば、振動抑制対象部に載置されただけの物体であっても転倒しないようにすることができる。   As described above, according to the vibration suppression device using the link mechanism, the inclination of the vibration suppression target portion can be prevented, and three-dimensional vibration suppression can be performed in a space-saving manner. For example, even if the object is just placed on the vibration suppression target portion, it can be prevented from falling.

<リンク機構を用いた振動抑制装置を実施するための最良の形態>   <Best Mode for Implementing Vibration Suppression Device Using Link Mechanism>

以下、リンク機構の第1実施形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, a first embodiment of a link mechanism will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係る振動抑制装置100は、例えば、文化財や美術品が地震などによって転倒するのを防ぎ、破損することを防ぐ展示台や、機械から発生した振動を地面に伝えないようにする防振台や、地面からの微細な振動を精密機械などに伝えないようにする除振台などとして用いられるものである。図12に示すように、基礎Bと、その基礎Bから所定距離離間して配置される振動抑制対象部Sとの間に設けられるものであって、2つのリンク機構2A、2Bと、自然状態において、前記振動抑制対象部Sを前記基礎Bから所定距離離間した状態に保ち、前記振動抑制対象部Sへの振動を絶縁する振動絶縁機構SPと、前記振動抑制対象部Sへの振動を減衰する振動減衰機構Dと、系の減衰係数や弾性や固有振動数を変化させるセミアクティブ制御機構3A、3Bとを備えている。さらに、本実施形態では、前記基礎B及び前記振動抑制対象部Sの振動を検出する振動検出手段(図示しない)と、前記セミアクティブ制御機構3A、3Bの減衰係数を制御する制御部Cとが設けてある。ここで説明の便宜上、図面視で下側の平板及びその平板から突出した平板を基礎B、上側の平板を振動抑制対象部Sとする。   The vibration suppression apparatus 100 according to the present embodiment prevents, for example, an exhibition stand that prevents cultural assets and works of art from falling over due to an earthquake or the like and prevents vibration from being generated from being transmitted to the ground. It is used as a vibration isolator or a vibration isolator that prevents fine vibrations from the ground from being transmitted to a precision machine. As shown in FIG. 12, it is provided between the foundation B and the vibration suppression target part S arranged at a predetermined distance from the foundation B, and includes two link mechanisms 2A and 2B, and a natural state. The vibration suppression target part S is kept at a predetermined distance from the foundation B, and the vibration isolation mechanism SP for insulating the vibration to the vibration suppression target part S and the vibration to the vibration suppression target part S are attenuated. And a semi-active control mechanism 3A, 3B that changes the damping coefficient, elasticity, and natural frequency of the system. Further, in the present embodiment, a vibration detection means (not shown) for detecting vibrations of the foundation B and the vibration suppression target part S and a control part C for controlling the damping coefficient of the semi-active control mechanisms 3A and 3B are provided. It is provided. Here, for convenience of explanation, the lower flat plate and the flat plate protruding from the flat plate are the foundation B, and the upper flat plate is the vibration suppression target portion S in the drawing.

前記振動絶縁機構SPは、基礎Bと振動抑制対象部Bの中央部に設けてある1つのコイルスプリングSPのみで構成してある。前記コイルスプリングSPは、鉛直方向及び水平方向の固有振動数が1Hzよりも小さく、かつ、前記振動抑制対象部Sと自重を支えられるようにその弾性を決めている。また、コイルスプリングSPは鉛直方向だけでなく、水平方向にも変形し、その復元力によって元の自然状態の位置に戻るようにしてある。このコイルスプリングSPの両端の座巻部は、溶接によって基礎B及び振動抑制対象部Sに固定してある。このようにコイルスプリングSPを固定しておくことによって、前記振動抑制対象部Sが大きく移動した場合などに、前記コイルスプリングSPが倒れてしまい、自然状態の位置に戻ることができなくなるのを防ぐことができる。すなわち、コイルスプリングSPの座巻部はリンク機構2A、2Bによって平行を維持された基礎B及び振動抑制対象部Sに対して常に垂直に固定されているので、コイルスプリングSPは振動抑制対象部Sの水平方向の動きに対して水平方向に変形し、自然状態に戻る方向へ復元力を生じさせることができる。また、溶接以外にも、クランプによって座巻部を固定するものであっても構わない。   The vibration isolation mechanism SP is configured by only one coil spring SP provided in the center portion of the foundation B and the vibration suppression target portion B. The coil spring SP has a natural frequency in a vertical direction and a horizontal direction smaller than 1 Hz, and determines its elasticity so that the vibration suppression target part S and its own weight can be supported. Further, the coil spring SP is deformed not only in the vertical direction but also in the horizontal direction, and returns to the original natural state position by its restoring force. The end winding portions at both ends of the coil spring SP are fixed to the foundation B and the vibration suppression target portion S by welding. By fixing the coil spring SP in this way, it is possible to prevent the coil spring SP from falling down and not being able to return to the natural state when the vibration suppression target part S has moved greatly. be able to. That is, the end portion of the coil spring SP is always fixed perpendicular to the foundation B and the vibration suppression target portion S maintained parallel by the link mechanisms 2A and 2B. It is possible to generate a restoring force in the direction of returning to the natural state by deforming in the horizontal direction with respect to the horizontal movement of the. In addition to welding, the end winding portion may be fixed by a clamp.

前記振動減衰機構Dは、各リンク機構2A、2Bに取り付けられたロータリーダンパ26A、26Bによって構成してある。ロータリーダンパ26A、26Bは後述するリンク機構2A、2Bにおいて、各リンクの回転運動が生じる節に設けてあり、前記振動抑制対象部Sの水平方向及び鉛直方向の振動を減衰する。   The vibration damping mechanism D is composed of rotary dampers 26A and 26B attached to the link mechanisms 2A and 2B. The rotary dampers 26A and 26B are provided at the nodes where the rotational motion of each link occurs in the link mechanisms 2A and 2B described later, and attenuate the horizontal and vertical vibrations of the vibration suppression target portion S.

前記2つのリンク機構2A、2Bは、図13に示すように、基礎B及び振動抑制対象部Sの間に設けられ、後述する第2リンク22A、22Bがそれぞれ直交する向きになるように配置してある。ここで図13においては、振動絶縁機構及びセミアクティブ制御機構は省略してある。   As shown in FIG. 13, the two link mechanisms 2A, 2B are provided between the foundation B and the vibration suppression target part S, and are arranged so that second links 22A, 22B, which will be described later, are orthogonal to each other. It is. Here, in FIG. 13, the vibration isolation mechanism and the semi-active control mechanism are omitted.

前記リンク機構2A、2Bは、前記基礎Bに設けられる第1リンク21A、21Bと、その第1リンク21A、21Bと平行に前記振動抑制対象部Sに設けられる第2リンク22A、22Bと、前記第1リンク21A、21Bと前記第2リンク22A、22Bとの間に平行に設けられる第3リンク23A、23Bと、前記第1リンク21A、21Bと前記第3リンク23A、23Bとに両端を回転可能に連結される1対の平行な第1連結リンク24A、24Bと、前記第2リンク22A、22Bと前記第3リンク23A、23Bとに両端を回転可能に連結される1対の平行な第2連結リンク25A、25Bと、によって構成している。各リンクの連結部分にはベアリングとロータリーダンパ26A、26Bが設けてある。なお、第1連結リンク24A、24Bと第2連結リンク25A、25Bは一直線上に並ばないようにしている。従って、図面視で上下方向に2つの異なる形状の平行四辺形がそれぞれのリンクによって形成されることになる。   The link mechanisms 2A and 2B include first links 21A and 21B provided on the foundation B, second links 22A and 22B provided on the vibration suppression target portion S in parallel with the first links 21A and 21B, Both ends rotate to the third links 23A and 23B provided in parallel between the first links 21A and 21B and the second links 22A and 22B, and to the first links 21A and 21B and the third links 23A and 23B. A pair of parallel first connecting links 24A and 24B that are connected to each other and a pair of parallel first connecting links that are rotatably connected to the second links 22A and 22B and the third links 23A and 23B. The two connection links 25A and 25B are configured. Bearings and rotary dampers 26A and 26B are provided at the connecting portions of the links. The first connecting links 24A and 24B and the second connecting links 25A and 25B are not aligned on a straight line. Accordingly, two parallelograms having different shapes in the vertical direction as viewed in the drawing are formed by the respective links.

前記第1リンク21A、21B及び前記第2リンク22A、22Bについて詳述すると、前記第1リンク21A、21Bと前記第2リンク22A、22Bとが、他方向に設けられたリンク機構2B、2Aの第2リンクが延伸する方向に相対変位するように、前記第1リンク21A、21Bは前記基礎Bに、前記第2リンク22A、22Bは振動抑制対象部Sに蝶番211A、221A、211B、221Bによって回転可能に連結してある。換言すると、リンク機構2A、2Bの第1リンク21A、21Bと第2リンク22A、22Bが形成する平面が他方のリンク機構2B、2Aの第2リンク22B、22Aが延伸する方向へ傾くことができるように、前記第1リンク21A、21Bは前記基礎Bに、前記第2リンク22A、22Bは振動抑制対象部Sに蝶番211A、221A、211B、221Bによって回転可能に連結してある。   The first links 21A, 21B and the second links 22A, 22B will be described in detail. The first links 21A, 21B and the second links 22A, 22B are connected to the link mechanisms 2B, 2A provided in the other direction. The first links 21A and 21B are moved to the foundation B, and the second links 22A and 22B are moved to the vibration suppression target portion S by hinges 211A, 221A, 211B, and 221B so that the second links are relatively displaced in the extending direction. It is connected to be rotatable. In other words, the plane formed by the first links 21A and 21B of the link mechanisms 2A and 2B and the second links 22A and 22B can be inclined in the direction in which the second links 22B and 22A of the other link mechanisms 2B and 2A extend. As described above, the first links 21A and 21B are rotatably connected to the foundation B, and the second links 22A and 22B are rotatably connected to the vibration suppression target portion S by hinges 211A, 221A, 211B, and 221B.

次に、セミアクティブ制御機構3A、3Bについて詳述する。   Next, the semi-active control mechanisms 3A and 3B will be described in detail.

セミアクティブ制御機構3A、3Bは、振動抑制装置100全体の系の減衰係数や弾性、固有振動数を制御し、前記振動絶縁機構SP及び前記振動減衰機構Dの働きを助勢するものである。なお、図12では、2方向のみセミアクティブ制御機構3A、3Bを図示しているが、図示しない紙面奥方向にもセミアクティブ制御機構が設けてある。従って、鉛直に1方向と水平に2方向の計3方向にセミアクティブ制御機構をそれぞれ設けている。   The semi-active control mechanisms 3 </ b> A and 3 </ b> B control the damping coefficient, elasticity, and natural frequency of the entire vibration suppression apparatus 100 and assist the functions of the vibration isolation mechanism SP and the vibration damping mechanism D. In FIG. 12, the semi-active control mechanisms 3A and 3B are shown only in two directions, but a semi-active control mechanism is also provided in the back direction of the paper (not shown). Accordingly, semi-active control mechanisms are provided in three directions, one in the vertical direction and two in the horizontal direction.

図12に示されるように、前記セミアクティブ制御機構3A、3Bは、弾性要素であるコイルスプリング33A、33Bと、減衰要素であるMRダンパとから構成してある。第1MRダンパ31A,31Bは減衰係数を制御する。コイルスプリング33A、33Bは第2MRダンパ32A、32Bと直列に配置してあるので、このMRダンパによってばね定数を制御できる。このセミアクティブ制御機構によって、ばね定数と減衰係数をほぼ独立に設定することができる。なお、図12では、セミアクティブ制御機構3A、3Bは、説明の便宜上基礎B及び振動抑制部の周辺部に設けられている図になっているが、基礎B及び振動抑制対象部Sの中央に設けるものであっても構わない。   As shown in FIG. 12, the semi-active control mechanisms 3A and 3B are composed of coil springs 33A and 33B which are elastic elements and an MR damper which is a damping element. The first MR dampers 31A and 31B control the attenuation coefficient. Since the coil springs 33A and 33B are arranged in series with the second MR dampers 32A and 32B, the spring constant can be controlled by the MR dampers. With this semi-active control mechanism, the spring constant and the damping coefficient can be set almost independently. In FIG. 12, the semi-active control mechanisms 3 </ b> A and 3 </ b> B are provided in the periphery of the foundation B and the vibration suppression unit for convenience of explanation, but at the center of the foundation B and the vibration suppression target unit S. It may be provided.

前記MRダンパ(Magneto-Rheological Fluid Damper)は機能性材料であるMR流体(磁性流体)を用いたオイルダンパの一種で、オイル中に強磁性体粒子が分散しており、電磁石に電流を流して磁場を与えることで強磁性体粒子が鎖状のクラスターを形成し、オイルが流れにくくなって減衰係数が大きくすることができる。なお、MRダンパの減衰力は速度比例成分と摩擦力型成分から成り立っているが、ここでは、摩擦力型成分も含めて等価な速度比例の減衰係数として考える。   The MR damper (Magneto-Rheological Fluid Damper) is a kind of oil damper that uses MR fluid (magnetic fluid), which is a functional material. Ferromagnetic particles are dispersed in the oil, and current flows through the electromagnet. By applying a magnetic field, the ferromagnetic particles form chain-like clusters, making it difficult for oil to flow and increasing the damping coefficient. The damping force of the MR damper is composed of a speed proportional component and a friction force type component, but here, it is considered as an equivalent speed proportional damping coefficient including the friction force type component.

前記制御部Cは、少なくとも、ハードウェア構成としては、CPU、メモリ、各種ドライバ回路などを具備したものであり、前記メモリに記憶させたプログラムに従って、前記CPUや周辺機器が協動することで種々の機能を発揮する。しかして、本実施形態においては、図16の機能ブロック図に示すように、少なくとも、基礎B及び振動抑制対象部Sの振動に関する情報を取得する振動情報取得部C1と、振動抑制装置100の振動制御に関するパラメータを記憶するパラメータ記憶部C2と、前記第1MRダンパ31A、31B及び第2MRダンパ32A、32Bの減衰係数の大きさを決定し、制御する減衰係数制御部C3としての機能を発揮するように構成してある。   The control unit C includes at least a CPU, a memory, various driver circuits, and the like as a hardware configuration, and the control unit C can be variously configured by cooperation of the CPU and peripheral devices according to a program stored in the memory. Demonstrate the function. Therefore, in the present embodiment, as shown in the functional block diagram of FIG. 16, at least the vibration information acquisition unit C <b> 1 that acquires information related to the vibration of the foundation B and the vibration suppression target unit S, and the vibration of the vibration suppression device 100. A parameter storage unit C2 that stores parameters related to control, and functions of an attenuation coefficient control unit C3 that determines and controls the magnitudes of the attenuation coefficients of the first MR dampers 31A and 31B and the second MR dampers 32A and 32B. It is configured.

前記振動情報取得部C1は、基礎B及び振動抑制対象部Sの変位量や、発生している振動の振動数を前記振動検出手段から取得あるいは算出するものである。前記パラメータ記憶部C2は、前記振動絶縁機構のばね定数、前記振動減衰機構による減衰係数、前記セミアクティブ制御機構3A、3Bのばね定数や減衰係数及び、振動抑制装置100全体の系の固有振動数を記憶している。前記減衰係数制御部C3は、前記振動情報取得部C1及び前記パラメータ記憶部C2の情報から制振を行うのに適切な減衰係数を決定し、前記第1MRダンパ31A、31B及び第2MRダンパ32A、32Bの減衰係数を制御するものである。   The vibration information acquisition unit C1 acquires or calculates the displacement amount of the foundation B and the vibration suppression target unit S and the vibration frequency of the generated vibration from the vibration detection means. The parameter storage unit C2 includes the spring constant of the vibration isolation mechanism, the damping coefficient by the vibration damping mechanism, the spring constant and damping coefficient of the semi-active control mechanisms 3A and 3B, and the natural frequency of the entire vibration suppression apparatus 100. Is remembered. The damping coefficient control unit C3 determines damping coefficients suitable for damping from the information in the vibration information acquisition unit C1 and the parameter storage unit C2, and the first MR dampers 31A, 31B and the second MR dampers 32A, It controls the 32B attenuation coefficient.

次に、構成された2つのリンク機構2A、2Bの動作について、図14及び図15を参照して説明する。なお、図14及び図15においてはセミアクティブ制御機構3A、3Bを省略している。   Next, the operation of the two link mechanisms 2A and 2B configured will be described with reference to FIGS. 14 and 15, the semi-active control mechanisms 3A and 3B are omitted.

図14は、振動が起こっておらず、リンク機構2A、2Bに変形が起こっていない状態を示し、図15は振動抑制対象部Sが図面視で右下方向に移動した状態を示す。基礎Bから振動が発生し、前記振動抑制対象部Sが図面視で右下方向に移動しようとすると、それぞれのリンク機構2A、2Bでは、図面視で下方向の移動を許容するために、前記第1連結リンク24A、24B及び前記第2連結リンク25A、25Bは平行四辺形が形成される面内で倒伏する。また図面視で奥行き方向に配置されたリンク機構2Bは前記振動抑制対象部Sの移動を許容するために、蝶番211A、221A、211B、221Bによって回転し、図面視で右方向へ倒伏する。このようにして、前記振動抑制対象部Sは2つのリンク機構2A、2Bによって傾きを生じずに水平を保ったまま、三次元の並進運動のみを行うことができるようになる。   FIG. 14 shows a state in which no vibration has occurred and the link mechanisms 2A and 2B are not deformed, and FIG. 15 shows a state in which the vibration suppression target portion S has moved in the lower right direction as viewed in the drawing. When vibration is generated from the base B and the vibration suppression target part S tries to move in the lower right direction in the drawing view, each link mechanism 2A, 2B has the above-mentioned in order to allow the downward movement in the drawing view. The first connection links 24A and 24B and the second connection links 25A and 25B are laid down in a plane on which a parallelogram is formed. Further, the link mechanism 2B arranged in the depth direction in the drawing view is rotated by the hinges 211A, 221A, 211B, and 221B in order to allow the movement of the vibration suppression target portion S, and falls down in the right direction in the drawing view. In this way, the vibration suppression target part S can perform only a three-dimensional translational movement while maintaining the horizontal state without causing an inclination by the two link mechanisms 2A and 2B.

次に、前記セミアクティブ制御機構3A、3Bの制御について説明する。   Next, control of the semi-active control mechanisms 3A and 3B will be described.

一般的には、基礎Bの振動を振動抑制対象部Sに伝達しないためには、振動抑制対象部Sを基礎Bから浮かせばよい。すなわち、ダンパの減衰係数を小さくし、ばねを柔らかくすればよい。しかし、その場合は振動抑制対象部Sに力が働くと大きく振動し、停止するまで長い時間がかかる。そこで、力加振や残留振動の場合は、ダンパの減衰係数を大きくし、ばねを硬くすればよい。したがって、前記振動検出手段によって基礎Bと振動抑制対象部Sの振動を検出し、前記振動情報取得部C1が算出した振動の状態に応じて、前記減衰係数制御部C3は、各MRダンパの減衰係数を制御することによって、系全体の減衰係数やばね定数の大きさを調整する。また、基礎Bの振動や加振力が定常的な場合は、共振を防ぐために、ばね定数を変化させればよい。すなわち、前記パラメータ記憶部C2に記憶されている固有振動数と検出した振動の振動数が近い場合には、前記減衰係数制御部C3は、ばね定数を変化させて系の固有振動数を変化させることによって、共振を防ぐ。   Generally, in order not to transmit the vibration of the foundation B to the vibration suppression target part S, the vibration suppression target part S may be lifted from the foundation B. That is, it is only necessary to reduce the damping coefficient of the damper and soften the spring. However, in that case, when a force is applied to the vibration suppression target portion S, it vibrates greatly and takes a long time to stop. Therefore, in the case of force excitation or residual vibration, it is only necessary to increase the damping coefficient of the damper and harden the spring. Therefore, the vibration detection means detects vibrations of the foundation B and the vibration suppression target part S, and the damping coefficient control part C3 determines the damping of each MR damper according to the vibration state calculated by the vibration information acquisition part C1. By controlling the coefficient, the damping coefficient of the entire system and the magnitude of the spring constant are adjusted. In addition, when the vibration and excitation force of the foundation B are stationary, the spring constant may be changed to prevent resonance. That is, when the natural frequency stored in the parameter storage unit C2 is close to the detected vibration frequency, the damping coefficient control unit C3 changes the natural frequency of the system by changing the spring constant. This prevents resonance.

このように、本実施形態に係る振動抑制装置100によれば、2つのリンク機構2A、2Bによって、前記振動抑制対象部Sを前記基礎Bに対して傾きを生じさせず、水平を保つことができ、基礎Bと振動抑制対象部Sの間に大きなスペースを生じることなく設けられた絶縁機構と減衰機構によって三次元の振動を抑制することができる。また、前記セミアクティブ制御機構3A、3Bは、減衰係数とばね定数が可変であることから、例えば、振動抑制対象部Sの振動が静定する時間を短縮することや、系の固有振動数を変化させることによって共振を防ぐことができる。このように、振動抑制対象部Sを水平に保つことができ、振動に応じて適切な振動抑制を行うことができるので、例えば、振動抑制対象部Sの上に載置されているだけの物体であっても転倒することを好適に防ぐことができる。   As described above, according to the vibration suppression device 100 according to the present embodiment, the two link mechanisms 2A and 2B can maintain the vibration suppression target portion S in the horizontal direction without causing an inclination with respect to the foundation B. The three-dimensional vibration can be suppressed by the insulating mechanism and the damping mechanism provided without generating a large space between the foundation B and the vibration suppression target portion S. Further, since the semi-active control mechanisms 3A and 3B have variable damping coefficients and spring constants, for example, the time required for the vibration of the vibration suppression target portion S to be stabilized can be shortened, and the natural frequency of the system can be reduced. Resonance can be prevented by changing. In this way, the vibration suppression target part S can be kept horizontal, and appropriate vibration suppression can be performed according to the vibration. For example, an object that is simply placed on the vibration suppression target part S Even so, it can be suitably prevented from falling.

また、MRダンパは乾電池や蓄電池程度の小さい電力でその減衰係数を制御することができるので、停電が起こった場合でも制振を行うことが容易にできる。さらに、減衰係数を変化させるというセミアクティブ制御によって制振をおこなうので、アクティブ制振に比べて、大きなエネルギーを必要としない。   In addition, since the MR damper can control the attenuation coefficient with a power as small as that of a dry battery or a storage battery, it is possible to easily suppress vibration even when a power failure occurs. Furthermore, since vibration suppression is performed by semi-active control in which the damping coefficient is changed, large energy is not required as compared with active vibration suppression.

リンク機構2A、2Bの連結部分にはロータリーダンパ26A、26Bが設けてあるので、省スペースで振動抑制装置100に減衰を与えることができ、リンク機構2A、2Bの変形によって三次元の振動を好適に減衰することができる。また、図において、蝶番211Aは、前記振動抑制対象部Sの紙面奥方向への水平移動によってのみ回転が生じ、蝶番211Bは紙面左右方向への水平移動によってのみ回転が生じる。リンク機構21A、21Bの各連結部は主に前記振動抑制対象部Sの鉛直方向への移動によって回転が生じるので、これら蝶番211A、211B、連結部にロータリーダンパを1つずつ設けることにより、前記振動減衰機構の3方向の減衰係数を独立に決めることもできる。   Since the rotary dampers 26A and 26B are provided at the connecting portions of the link mechanisms 2A and 2B, the vibration suppressing device 100 can be damped in a space-saving manner, and three-dimensional vibrations are preferable by deformation of the link mechanisms 2A and 2B. Can be attenuated. In the figure, the hinge 211A is rotated only by the horizontal movement of the vibration suppression target portion S in the depth direction of the paper surface, and the hinge 211B is rotated only by the horizontal movement of the left and right direction of the paper surface. Since each link part of the link mechanisms 21A and 21B is rotated mainly by the movement of the vibration suppression target part S in the vertical direction, by providing one rotary damper at each of these hinges 211A and 211B and the link part, The damping coefficients in the three directions of the vibration damping mechanism can be determined independently.

なお、図12では直動型のMRダンパ31A、31Bを用いているが、回転型の可変ダンパを26A、26Bに用いると、31A、31Bを省略することができる。また、MRダンパ31A、31Bを用いると、ロータリーダンパ26A、26Bを省略することもできる。   In FIG. 12, linear motion type MR dampers 31A and 31B are used. However, if rotary variable dampers are used for 26A and 26B, 31A and 31B can be omitted. Further, when the MR dampers 31A and 31B are used, the rotary dampers 26A and 26B can be omitted.

次に第2実施形態について説明する。以下前記実施形態と同じ部材に対しては同一の符号を付すこととする。   Next, a second embodiment will be described. Hereinafter, the same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals.

図17に第2実施形態の模式的機器構成図を示す。第1実施形態とは、セミアクティブ制御機構を用いていない点が異なる。第2実施形態においては、振動絶縁機構は、基礎B及び振動抑制対象部Sの中央に両端を固定された1つのコイルスプリングSPのみであり、振動減衰機構は、各リンク機構2A、2Bに取り付けられたロータリーダンパ26A、26Bによって構成してある。   FIG. 17 shows a schematic device configuration diagram of the second embodiment. The difference from the first embodiment is that a semi-active control mechanism is not used. In the second embodiment, the vibration isolation mechanism is only one coil spring SP having both ends fixed at the center of the foundation B and the vibration suppression target portion S, and the vibration damping mechanism is attached to each link mechanism 2A, 2B. The rotary dampers 26A and 26B are configured.

第2実施形態においては、リンク機構2A、2Bによって振動抑制対象部Sが水平を保ったまま移動することができ、基礎Bからの振動を前記コイルスプリングSPは鉛直方向及び水平方向に柔らかく変形することによって、振動抑制対象部Sに振動を伝えないようにすることができる。振動絶縁機構であるコイルスプリングSPの弾性や前記振動減衰機構であるロータリーダンパ26A、26Bの減衰係数を適切に設定することによって、振動抑制対象部Sを所定の位置に保持しつつ、三次元の振動を絶縁し減衰するパッシブ制振を行うことができる。また、セミアクティブ制御機構を省略することによって低コスト化を図ることができる。   In the second embodiment, the vibration suppression target portion S can be moved while being kept horizontal by the link mechanisms 2A and 2B, and the coil spring SP softly deforms the vibration from the foundation B in the vertical direction and the horizontal direction. Thus, vibration can be prevented from being transmitted to the vibration suppression target part S. By appropriately setting the elasticity of the coil spring SP, which is the vibration isolation mechanism, and the damping coefficient of the rotary dampers 26A, 26B, which are the vibration damping mechanisms, the vibration suppression target portion S is held at a predetermined position, and the three-dimensional Passive vibration suppression that insulates and attenuates vibration can be performed. Further, the cost can be reduced by omitting the semi-active control mechanism.

さらに、振動抑制対象部Sがどの方向に移動しても、少なくとも前記リンク機構2A、2Bのいずれかにおいては平行四辺形の変形が生じ、リンクに回転が発生するので、ロータリーダンパ26A、26Bをそれぞれのリンク機構2A、2Bに1つずつ取り付けるだけでも三次元の減衰を得ることができる。従って、1つのコイルスプリングSPと2つのロータリーダンパ26A、26Bだけという非常に簡素な構成によっても、三次元の振動抑制を行うことができる。   Further, no matter which direction the vibration suppression target portion S moves, at least one of the link mechanisms 2A and 2B causes parallelogram deformation and rotation of the link. Therefore, the rotary dampers 26A and 26B are Three-dimensional attenuation can be obtained by simply attaching one to each link mechanism 2A, 2B. Therefore, three-dimensional vibration suppression can be performed even with a very simple configuration of only one coil spring SP and two rotary dampers 26A and 26B.

なお、この第2実施形態を基本構成として、減衰係数を可変にするには、図23に示すように、基礎Bと振動抑制対象部Sの間に取り付けられる減衰係数が可変の減衰要素D1、D2を設けるものであっても構わない。   In order to make the damping coefficient variable using the second embodiment as a basic configuration, as shown in FIG. 23, the damping element D1 having a variable damping coefficient attached between the foundation B and the vibration suppression target portion S, D2 may be provided.

次に第3実施形態について説明する。   Next, a third embodiment will be described.

図18、図19に第3実施形態の模式図を示す。なお図18、図19では振動絶縁機構である1つのコイルスプリングを図示していない。2つのリンク機構4A、4Bは、直交するように2方向に設けてある。第3実施形態のリンク機構4A、4Bは、基礎Bに設けられる第1リンク41A、41Bと、その第1リンク41A、41Bと平行に前記振動抑制対象部Bに設けられる第2リンク42A、42Bと、前記第1リンク41A、41Bと前記第2リンク42A、42Bとに両端をヒンジ44A、44Bによって回転可能に連結される一対の平行な第3連結リンク43A、43Bと、によって平行リンクを形成するように構成されている。また、第1リンク41A、41B機構は第1リンク41A、41Bが延伸する方向に基礎Bに対してスライド可能に設けられている。第1リンク41A、41B及び第2リンク42A、42Bは、それぞれ第2リンク42A、42Bが延伸する方向の軸回りに回転できるように、面外回転機構5A、5Bによって基礎B及び振動抑制対象部Bに連結してある。   18 and 19 are schematic views of the third embodiment. In FIG. 18 and FIG. 19, one coil spring which is a vibration isolation mechanism is not shown. The two link mechanisms 4A and 4B are provided in two directions so as to be orthogonal to each other. The link mechanisms 4A and 4B of the third embodiment include first links 41A and 41B provided on the foundation B and second links 42A and 42B provided on the vibration suppression target part B in parallel with the first links 41A and 41B. A parallel link is formed by a pair of parallel third connection links 43A and 43B that are rotatably connected to the first links 41A and 41B and the second links 42A and 42B by hinges 44A and 44B. Is configured to do. Further, the first link 41A, 41B mechanism is provided to be slidable with respect to the base B in the direction in which the first link 41A, 41B extends. The first link 41A, 41B and the second link 42A, 42B can be rotated around the axis in the direction in which the second link 42A, 42B extends, respectively, by the base B and the vibration suppression target portion by the out-of-plane rotation mechanisms 5A, 5B. B is connected.

前記面外回転機構5A、5Bは、前記第1リンク41A、41Bをスライド可能かつ回転可能に基礎Bに連結する基礎側機構51A、51Bと前記第2リンク42A、42Bを振動抑制対象部Bに回転可能に連結する振動抑制対象部側機構52A、52Bとからなる。   The out-of-plane rotation mechanisms 5A and 5B use the foundation-side mechanisms 51A and 51B that connect the first links 41A and 41B to the foundation B so as to be slidable and rotatable, and the second links 42A and 42B as vibration suppression target parts B. It consists of the vibration suppression target part side mechanisms 52A and 52B connected so that rotation is possible.

前記基礎側機構51A、51Bは、基礎Bから突出させた2つの基礎側軸支持部511A、511Bと、前記基礎側軸支持部511A、511Bに両端を支持され、前記第2リンク42A、42Bと平行の向きに設けてある細円柱状の基礎側軸522A,522Bと、概略円柱状の中心に貫通孔を有し、その貫通孔に前記基礎側軸を通して取り付けられ、前記第1リンク41A、41Bと連結される2つの基礎側連結部513A、513Bと、から構成してある。また、基礎側連結部513A、513Bは、前記基礎側軸522A,522Bの軸方向にスライド可能であるとともに、周方向にも回転可能なように設けてある。   The base side mechanisms 51A and 51B are supported at both ends by two base side shaft support portions 511A and 511B protruding from the base B, and the base side shaft support portions 511A and 511B, and the second links 42A and 42B, Narrow cylindrical base-side shafts 522A and 522B provided in parallel directions, and a through hole at the center of the substantially columnar shape, attached to the through-hole through the base side shaft, and the first links 41A and 41B And two base side connecting portions 513A and 513B connected to each other. Further, the foundation side connecting portions 513A and 513B are provided so as to be slidable in the axial direction of the foundation side shafts 522A and 522B and to be rotatable in the circumferential direction.

前記振動抑制対象部側機構52A、52Bは、振動抑制対象部Bから突出させた2つの振動抑制対象部側支持部521A、521Bと、前記振動抑制対象部側支持部521A、521Bに2点支持され、前記第2リンク42A、42Bと平行に設けてある細円柱状の振動抑制対象部側軸522A、522Bと、前記振動抑制対象部側軸522A、522Bの両端に回転可能に設けられ、前記第2リンク42A、42Bと連結される振動抑制対象部側連結部523A、523Bと、から構成してある。   The vibration suppression target part side mechanisms 52A and 52B are supported at two points on two vibration suppression target part side support parts 521A and 521B protruding from the vibration suppression target part B and the vibration suppression target part side support parts 521A and 521B. The vibration suppression target portion side shafts 522A and 522B having a thin cylindrical shape provided in parallel to the second links 42A and 42B and the vibration suppression target portion side shafts 522A and 522B are rotatably provided at both ends. It is comprised from the vibration suppression object part side connection part 523A, 523B connected with 2nd link 42A, 42B.

さらに、リンク機構4A、4Bは、その連結部分であるヒンジ44A、44Bや連結部523A、523Bに振動減衰機構としてロータリーダンパ46A、46Bを設けてあり、振動抑制対象部Bの振動を減衰するようにしてある。   Further, the link mechanisms 4A and 4B are provided with rotary dampers 46A and 46B as vibration damping mechanisms in the hinges 44A and 44B and the coupling parts 523A and 523B, which are the coupling parts, so as to attenuate the vibration of the vibration suppression target part B. It is.

このリンク機構4A、4Bの動作について簡単に説明する。   The operation of the link mechanisms 4A and 4B will be briefly described.

図19は、前記振動抑制対象部Bが図面視で右下方向に移動した場合、すなわち、水平方向と鉛直方向に移動した場合のリンク機構4A、4Bの変形を示す。水平方向の動きに対して、紙面正面に設けられたリンク機構4A、4Bは、水平方向にスライド移動するとともに、紙面奥方向に設けられたリンク機構4Bは、面外回転機構5Bによって前記第1リンク41Bと前記第2リンク42Bの形成する面が水平面に交わる角度が変化するように回転する。また、鉛直方向の移動に対しては、第1リンク41A、41B、第2リンク42A、42B、第3リンクによって形成される平行リンクが倒伏する。このようにして、前記振動抑制対象部Bが基礎Bに対して水平を常に保つことができる。   FIG. 19 shows the deformation of the link mechanisms 4A and 4B when the vibration suppression target part B moves in the lower right direction in the drawing view, that is, when it moves in the horizontal direction and the vertical direction. The link mechanisms 4A and 4B provided on the front surface of the paper slide in the horizontal direction with respect to the movement in the horizontal direction, and the link mechanism 4B provided in the back direction of the paper surface is moved by the out-of-plane rotation mechanism 5B. It rotates so that the angle which the surface which the link 41B and the said 2nd link 42B form may cross | intersect a horizontal surface changes. Further, for the vertical movement, the parallel links formed by the first links 41A, 41B, the second links 42A, 42B, and the third links fall down. In this way, the vibration suppression target part B can always be kept level with respect to the foundation B.

また、水平方向及び鉛直方向の変位に応じて、ヒンジ44A、44Bや連結部523A、523Bには回転運動が生じる。その運動をロータリーダンパ46A、46Bによって減衰するので、三次元の振動を減衰することができる。図18において、前記面外回転機構5Aは前記振動抑制対象部Sの紙面奥方向への水平移動によってのみ回転し、面外回転機構5Bは紙面左右方向への水平移動によってのみ回転し、一対の第3連結リンク43A、44Aのヒンジ部44Aは鉛直方向への移動によってのみ回転が生じる。従って、これらの3箇所にロータリーダンパを1つずつ設けることによって、3次元の減衰を得ることができ、さらに3方向の減衰係数をそれぞれ独立に設定することができる。   Further, according to the displacement in the horizontal direction and the vertical direction, the hinges 44A and 44B and the connecting portions 523A and 523B undergo rotational motion. Since the movement is damped by the rotary dampers 46A and 46B, the three-dimensional vibration can be damped. In FIG. 18, the out-of-plane rotation mechanism 5A rotates only by horizontal movement of the vibration suppression target portion S in the back direction of the paper surface, and the out-of-plane rotation mechanism 5B rotates only by horizontal movement in the left-right direction of the paper surface. The hinge portions 44A of the third connection links 43A and 44A rotate only by movement in the vertical direction. Therefore, by providing one rotary damper at each of these three locations, three-dimensional attenuation can be obtained, and further, the attenuation coefficients in three directions can be set independently.

次に第4実施形態について説明する。   Next, a fourth embodiment will be described.

図20、図21に第4実施形態の模式図を示す。なお図20、図21では振動絶縁機構を図示していない。2つのリンク機構6A、6Bは、直交するように2方向に設けてある。第4実施形態のリンク機構6A、6Bは、前記基礎Bに設けられる第1リンク61A、61Bと、その第1リンク61A、61Bと平行に前記振動抑制対象部Sに設けられる第2リンク62A、62Bと、前記第1リンク61A、61Bと前記第2リンク62A、62Bとに両端を回転可能かつ前記第2リンク62A、62Bが延伸する方向にスライド可能に連結される第4連結リンク64A、64Bと、前記第1リンク61A、61Bと前記第2リンク62A、62Bとに回転可能に両端を連結され、一端が第2リンク62A、62Bが延伸する方向にスライド可能に連結される第5連結リンク65A、65Bと、面外回転機構5A、5Bによって構成してある。   20 and 21 are schematic views of the fourth embodiment. 20 and 21 do not show the vibration isolation mechanism. The two link mechanisms 6A and 6B are provided in two directions so as to be orthogonal to each other. The link mechanisms 6A and 6B of the fourth embodiment include first links 61A and 61B provided on the foundation B, and second links 62A provided on the vibration suppression target portion S in parallel with the first links 61A and 61B. Fourth connection links 64A and 64B are connected to 62B, the first links 61A and 61B, and the second links 62A and 62B so that both ends can be rotated and the second links 62A and 62B can slide in the extending direction. And the first link 61A, 61B and the second link 62A, 62B are rotatably connected at both ends, and one end is slidably connected in the extending direction of the second links 62A, 62B. 65A, 65B and out-of-plane rotating mechanisms 5A, 5B.

前記第1リンク61A、61Bには2つの、前記第2リンク62A、62Bには1つのガイドローラ用の溝67A、67Bが形成してある。前記第4連結リンク64A、64Bと前記第5連結リンク65A、65Bは、同じ長さを有し、その概略中央にて各々を回転可能に連結して交差させてある。ここで、前記第4連結リンク64A、64Bと前記第5連結リンク65A、65Bとが交差する点をリンクの長さを所定の比率で分割する点にし、第1リンク61A、61Bと第2リンク62A、62Bとが平行を保つように構成しても構わない。例えば、リンクの長さが2:1などに分割される点において交差させてもよい。前記第4連結リンク64A、64Bの両端と、前記第5連結リンク65A、65Bの基礎B側の端部は前記溝67A、67Bに連結され、ガイドローラによってリンクが延伸する方向に移動することができる。   Two grooves 67A and 67B for guide rollers are formed on the first links 61A and 61B, and one groove on the second links 62A and 62B. The fourth connecting links 64A and 64B and the fifth connecting links 65A and 65B have the same length, and are connected to each other so as to be rotatable at the approximate center. Here, a point where the fourth connection links 64A and 64B intersect the fifth connection links 65A and 65B is a point where the length of the link is divided at a predetermined ratio, and the first link 61A and 61B and the second link are divided. You may comprise so that 62A and 62B may keep parallel. For example, the links may be crossed at a point where the link length is divided into 2: 1 or the like. Both ends of the fourth connection links 64A and 64B and the ends on the base B side of the fifth connection links 65A and 65B are connected to the grooves 67A and 67B, and the guide rollers may move the link in the extending direction. it can.

なお、面外回転機構5A、5Bについては、前記第3実施形態で説明した振動抑制対象部S側の機構の構成を、基礎Bにも同様に用いたものであるので、詳細な説明を省略する。   In addition, about the out-of-plane rotation mechanism 5A, 5B, since the structure of the mechanism by the side of the vibration suppression object part S demonstrated in the said 3rd Embodiment was similarly used for the foundation B, detailed description is abbreviate | omitted. To do.

この実施形態では、振動減衰機構として面外回転機構5A、5Bの回転連結部523A、523Bにロータリーダンパ66A、66Bが取り付けてあり、さらに、第4連結リンク64A、64Bと第5連結リンク65A、65Bとを回転可能に連結する中央部にもロータリーダンパ661A、661Bを設けてある。   In this embodiment, rotary dampers 66A and 66B are attached to the rotation connecting portions 523A and 523B of the out-of-plane rotation mechanisms 5A and 5B as vibration damping mechanisms, and the fourth connection links 64A and 64B and the fifth connection links 65A, Rotary dampers 661A and 661B are also provided in the central portion that rotatably connects to 65B.

このリンク機構6A、6Bの動作について簡単に説明する。   The operation of the link mechanisms 6A and 6B will be briefly described.

図21は、前記振動抑制対象部Sが図面視で右下方向に移動した場合、すなわち、水平方向と鉛直方向に移動した場合のリンク機構6A、6Bの変形を示す。この実施形態においても、振動抑制対象部Sのリンク機構6A、6Bに対して垂直な水平方向の動きに対して、リンク機構6Bは倒伏することができ、鉛直方向の動きに対しては、ガイドローラによって第4連結リンク64A、64B及び第5連結リンク65A、65Bが移動し、第1リンク61A、61Bと第2リンク62A、62Bの平行を保ったまま、鉛直方向に縮むように変形する。   FIG. 21 shows the deformation of the link mechanisms 6A and 6B when the vibration suppression target part S moves in the lower right direction in the drawing view, that is, when it moves in the horizontal direction and the vertical direction. Also in this embodiment, the link mechanism 6B can fall down with respect to the horizontal movement perpendicular to the link mechanisms 6A and 6B of the vibration suppression target portion S, and the guide for the vertical movement. The fourth connecting links 64A, 64B and the fifth connecting links 65A, 65B are moved by the roller, and are deformed so as to contract in the vertical direction while keeping the first links 61A, 61B and the second links 62A, 62B parallel.

このようにして、振動抑制対象部Sの水平を維持し、ロータリーダンパ66A、66B、661A、661Bによって三次元の振動を減衰することができる。また、この第4実施形態でも、第3実施形態と同様の理由で、3方向の減衰係数を独立に設定することができる。   In this way, the level of the vibration suppression target portion S can be maintained, and three-dimensional vibration can be attenuated by the rotary dampers 66A, 66B, 661A, 661B. In the fourth embodiment, the attenuation coefficients in three directions can be set independently for the same reason as in the third embodiment.

なお、リンク機構は前記実施形態に限られるものではない。   The link mechanism is not limited to the above embodiment.

第1リンクが基礎に、第2リンクが振動抑制対象部に一体となって設けてあり、第1リンクと第2リンクによって形成される仮想面が傾動可能になっているものであっても構わない。   The first link may be the basis, the second link may be provided integrally with the vibration suppression target portion, and the virtual plane formed by the first link and the second link may be tiltable. Absent.

振動抑制装置は、三次元の振動を絶縁又は減衰することができるものであるので、基礎に対して振動抑制対象部が吊り下げられるように振動抑制装置を設けても構わないし、基礎と振動抑制対象部が水平方向に離間しているものの間に振動抑制装置が設けられていても構わない。   Since the vibration suppression device can insulate or attenuate three-dimensional vibration, a vibration suppression device may be provided so that the vibration suppression target portion is suspended from the foundation. A vibration suppressing device may be provided between the target portions that are separated in the horizontal direction.

リンク機構の変形量を制限するストッパーを基礎と振動抑制対象部との間に設けておけば、第1連結リンクと第2連結リンクが一直線上に並ぶことによって、基礎と振動抑制対象部との間の距離が縮まらなくなるなどの不良を防ぐことができる。   If a stopper that limits the deformation amount of the link mechanism is provided between the foundation and the vibration suppression target part, the first connection link and the second connection link are aligned in a straight line, so that the foundation and the vibration suppression target part are aligned. Defects such as the distance between them can no longer be reduced can be prevented.

前記振動絶縁機構が空気ばねによって構成されるものであっても構わない。この場合、振動抑制対象部に載置される物体の重量に応じて、空気ばねの空気量を調整するようにすることによって、振動抑制装置の高さを常に一定にすることができる。振動絶縁機構は、金属ばねやゴム系のばねであっても構わない。また振動絶縁機構が複数のコイルスプリングで構成してあるものでも構わない。減衰係数が可変の減衰要素としては、可変絞りのオイルダンパやエアーダンパであっても構わない。前記リンク機構に前記振動絶縁機構を取り付けたものであってもかまわない。このようなもので、さらに前記振動減衰機構もリンク機構に取り付けたものであれば、振動抑制装置をユニット化することができ、取付の手間を省くことができる。   The vibration isolation mechanism may be an air spring. In this case, the height of the vibration suppressing device can always be made constant by adjusting the air amount of the air spring according to the weight of the object placed on the vibration suppressing target portion. The vibration isolation mechanism may be a metal spring or a rubber spring. Further, the vibration isolation mechanism may be composed of a plurality of coil springs. The damping element having a variable damping coefficient may be a variable throttle oil damper or air damper. The vibration isolation mechanism may be attached to the link mechanism. In this case, if the vibration damping mechanism is also attached to the link mechanism, the vibration suppressing device can be unitized, and the mounting effort can be saved.

セミアクティブ制御機構として、いくつかの弾性要素と減衰要素の組み合わせが可能である。たとえば、減衰係数が可変の減衰要素と弾性要素を並列に設けた並列部とし、並列部を直列に設けるものであっても構わない。   As the semi-active control mechanism, several elastic elements and damping elements can be combined. For example, a parallel part in which a damping element having a variable damping coefficient and an elastic element are provided in parallel may be used, and the parallel part may be provided in series.

第1実施形態において、リンク機構が、第1リンクあるいは第2リンクが蝶番によって基礎又は振動抑制対象部に回転可能に設けられ、第3リンクが蝶番によって折りたためるように構成されており、第1リンクと第3リンクによって形成する面と第2リンクと第3リンクによって形成される面の交わる角度が変化するようなものであっても構わない。これらのようなものであっても、振動抑制対象部が基礎に対して姿勢変化するのを防ぎつつ三次元方向に並進運動させることができる。   In the first embodiment, the link mechanism is configured such that the first link or the second link is rotatably provided on the foundation or the vibration suppression target portion by a hinge, and the third link is folded by the hinge. The angle at which the surface formed by the link and the third link and the surface formed by the second link and the third link intersect may be changed. Even if it is such, it can be translated in a three-dimensional direction while preventing the vibration suppression target portion from changing its posture with respect to the foundation.

第1実施形態において、第1リンク及び第2リンクは、蝶番によって回転可能に取り付けられていたが、第1リンクと第2リンクとが、他方向に設けられた第2リンクが延伸する方向に相対変位するのを許容できるものであれば構わない。   In 1st Embodiment, although the 1st link and the 2nd link were rotatably attached by the hinge, the 1st link and the 2nd link are in the direction where the 2nd link provided in the other direction extends. Any device that can tolerate relative displacement is acceptable.

第1実施形態において、振動絶縁機構が第1リンクと第3リンクとの間、あるいは第2リンクと第3リンクとの間に設けられるものであっても構わない。また振動減衰機構として、鉛直方向の振動を減衰するためにダンパなどをそのまま鉛直方向に設けると、大きなスペースを必要とする場合がある。例えば、図22に示すようにリンク機構の第3リンクの端部と基礎との間を水平に連結するようにダンパDNを入れても、水平方向及び鉛直方向の振動を減衰することができる。つまり、振動抑制対象部の三次元の動きが、リンク機構の変形に現れている箇所と、基礎との間に振動減衰機構を設けても構わない。   In the first embodiment, the vibration isolation mechanism may be provided between the first link and the third link, or between the second link and the third link. Further, if a damper or the like is provided in the vertical direction as it is to attenuate the vibration in the vertical direction as the vibration damping mechanism, a large space may be required. For example, as shown in FIG. 22, even if the damper DN is inserted so as to horizontally connect the end of the third link of the link mechanism and the foundation, the vibration in the horizontal direction and the vertical direction can be attenuated. That is, a vibration damping mechanism may be provided between a portion where the three-dimensional movement of the vibration suppression target portion appears in the deformation of the link mechanism and the foundation.

<本発明のその他の変形実施形態について>   <About other modified embodiments of the present invention>

弾性リンク機構7は、第1方向にFtanθの力を作用させるものであれば、構わない。例えば、前述した弾性リンク機構7に、平行四辺形リンクを付加して、基礎と振動抑制対象部とを平行に移動させつつ、上下方向に移動するようにしても構わない。   The elastic link mechanism 7 may be any as long as it applies Ftanθ force in the first direction. For example, a parallelogram link may be added to the elastic link mechanism 7 described above, and the foundation and the vibration suppression target portion may be moved in parallel while moving in the vertical direction.

より具体的には、図24に示されるように、振動抑制対象部Sを基礎Bに対して並行を保つためのリンク機構2である平行四辺形リンクにその2辺を利用して四辺形リンクSQを構成し、弾性体72を四辺形リンクSQに取り付けることによって弾性リンク機構7を組み込んで構成してもよい。すなわち、平行四辺形リンクの基礎側と振動抑制対象部側のヒンジに弾性リンク要素71の両端を仮想面内において回転可能に取り付けて、中間のヒンジ同士を弾性体によって連結することによってリンク機構2と弾性リンク機構7を一体とした機構にしてある。   More specifically, as shown in FIG. 24, a quadrilateral link utilizing the two sides of a parallelogram link, which is a link mechanism 2 for keeping the vibration suppression target part S parallel to the foundation B, is used. The elastic link mechanism 7 may be incorporated by configuring the SQ and attaching the elastic body 72 to the quadrilateral link SQ. That is, the link mechanism 2 is formed by attaching both ends of the elastic link element 71 to the hinges on the base side of the parallelogram link and the vibration suppression target portion side so as to be rotatable in a virtual plane, and connecting the intermediate hinges with an elastic body. And the elastic link mechanism 7 are integrated.

このようなものであれば、リンク機構2と弾性リンク機構7を構成するためのリンクの本数を減らすことができ、構造を図11に記載した実施形態の振動抑制装置100に比べて格段に簡略化することができる。また、リンク機構2と弾性リンク機構7を組み合わせることによるユニット化の効果や、前述した構造の簡略化によって取り付けにかかる手間を小さくすることができ、また省スペースで取り付けることができるので、基礎と振動抑制対象部との間の空間が狭い場合でも好適に用いることができる。   If it is such, the number of the links for constituting the link mechanism 2 and the elastic link mechanism 7 can be reduced, and the structure is greatly simplified as compared with the vibration suppressing device 100 of the embodiment shown in FIG. Can be In addition, the effect of unitization by combining the link mechanism 2 and the elastic link mechanism 7 and the above-described simplification of the structure can reduce the time and effort required for attachment, and it can be attached in a space-saving manner. Even when the space between the vibration suppression target portion is narrow, it can be suitably used.

図25にリンク機構2と弾性リンク機構7を一体にして組み合わせたリンクユニットLUを用いた振動抑制装置100を示す。この実施形態では、振動絶縁機構であるコイルスプリングSPと、振動抑制対象部Sを基礎Bに対して平行を保たせるとともにコイルスプリングSPの見かけのばね定数を小さくする1対のリンクユニットLUと、によって構成してある。前述した実施形態ではボールスプラインBSPによって基礎Bと振動抑制対象部Sは連結されていたが、この実施形態ではコイルスプリングSPが鉛直方向だけでなく、水平方向にも自在にたわむことができるように構成してある。つまり、リンクユニットLUによって振動抑制対象部Sは基礎Bに対して平行を保ちつつ、しかも3次元に自在に運動することができる。   FIG. 25 shows a vibration suppressing device 100 using a link unit LU in which the link mechanism 2 and the elastic link mechanism 7 are combined together. In this embodiment, a coil spring SP that is a vibration isolation mechanism, a pair of link units LU that keep the vibration suppression target portion S parallel to the foundation B and reduce the apparent spring constant of the coil spring SP; It is constituted by. In the above-described embodiment, the base B and the vibration suppression target portion S are connected by the ball spline BSP. However, in this embodiment, the coil spring SP can be freely bent not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. It is configured. That is, the link unit LU allows the vibration suppression target part S to move freely in three dimensions while keeping parallel to the foundation B.

このようなものであれば、振動抑制対象部Sを基礎Bに対して平行を保たせて載置される物体の転倒を防ぐ機能と、自重による沈み込み量を小さくしつつ、系全体のばね定数を小さくして固有振動数を小さくし、振動抑制に関する特性を向上させる機能と、を非常に簡単な構造と、少ない部品点数によって実現することができる。さらに、コイルスプリングSPが水平方向にも自在にたわむことができるようにしてあるので、水平方向に振動抑制対象部Sが移動しても、その水平方向の剛性によって振動抑制対象部Sは元の初期位置に戻る。従って、リンクユニットLUの蝶番に図11で示した実施形態のようにねじりばねを設ける必要がなく、部品点数を減らすことができる。   If it is such, the function of preventing the fall of the object placed by keeping the vibration suppression target part S parallel to the foundation B and the spring of the entire system while reducing the sinking amount due to its own weight The function of reducing the constant to reduce the natural frequency and improving the characteristics related to vibration suppression can be realized with a very simple structure and a small number of parts. Further, since the coil spring SP can be freely bent in the horizontal direction, even if the vibration suppression target portion S moves in the horizontal direction, the vibration suppression target portion S is restored to the original by the rigidity in the horizontal direction. Return to the initial position. Therefore, it is not necessary to provide a torsion spring on the hinge of the link unit LU as in the embodiment shown in FIG. 11, and the number of parts can be reduced.

また、リンクユニットLUは振動抑制対象部Sの移動に伴ってその仮想面が傾動するように設けてあるので、弾性リンク機構7もその動きに合わせて力を与える方向を変化させる。つまり、弾性リンク機構7は鉛直方向のみでなく、他の水平方向にも影響を与えることができ、複数の方向に系全体のばね定数を変化させることができるようになる。したがって、通常であれば、3軸方向すべて弾性リンク機構を設けなくてはそれぞれの方向のばね定数を調節することができないところを、1つ又は2つでも調節することが可能となる。   Further, since the link unit LU is provided such that its virtual plane tilts with the movement of the vibration suppression target portion S, the elastic link mechanism 7 also changes the direction in which force is applied in accordance with the movement. That is, the elastic link mechanism 7 can affect not only the vertical direction but also other horizontal directions, and the spring constant of the entire system can be changed in a plurality of directions. Therefore, normally, it is possible to adjust one or two places where the spring constant in each direction cannot be adjusted without providing an elastic link mechanism in all three axial directions.

加えて、図26に示すように、リンクユニットLUの構成の仕方としては、前述したような平行四辺形リンクのヒンジ部分に設けるのではなく、リンク自体に回転可能に取り付けるようにしてもよい。図25のように、リンクの中央部に弾性リンク要素71の両端を回転可能に取り付けることによって、リンクユニットの前述した機能を保ちながら、幅を小さくして、全体を小型化することができる。このようにすれば、よりユニット化の効果を得ることができる。   In addition, as shown in FIG. 26, the link unit LU may be configured not to be provided at the hinge portion of the parallelogram link as described above, but to be rotatably attached to the link itself. As shown in FIG. 25, by attaching both ends of the elastic link element 71 to the center of the link in a rotatable manner, the width can be reduced and the whole can be reduced in size while maintaining the above-described function of the link unit. In this way, the effect of unitization can be obtained.

図27に、別の構成のリンクユニットLUの模式図を示す。このリンクユニットLUは、図18に示す振動抑制対象部Sと基礎Bとを並行に保つためのリンク機構4と、図10に示した三角形リンクを用いた弾性リンク機構7と、を組み合わせてユニット化したものである。より具体的には、リンク機構4の一辺を利用して、三角形リンクを形成して、弾性リンク機構7を構成してある。このようなものあっても、図24や図26に示されるリンクユニットLUと同じ効果を得ることができる。   FIG. 27 is a schematic diagram of a link unit LU having another configuration. This link unit LU is a unit combining the link mechanism 4 for keeping the vibration suppression target part S and the foundation B shown in FIG. 18 in parallel and the elastic link mechanism 7 using the triangular link shown in FIG. It has become. More specifically, the elastic link mechanism 7 is configured by forming a triangular link using one side of the link mechanism 4. Even in such a case, the same effect as that of the link unit LU shown in FIGS. 24 and 26 can be obtained.

また、図20に示されるリンク機構6に、水平方向に弾性体を設けて、図9に示される弾性リンク機構7を形成して同様にリンクユニットLUとしても構わない。このとき、弾性リンク機構としての機能を最も発揮させるには、変位が最も出る部分に弾性体を取り付けることが望ましいが、水平方向の変位が発生し、鋭角θをなすならば弾性体をXリンクのどこに取り付けても良い。他の形態の弾性リンク機構においても同様である。   Also, the link mechanism 6 shown in FIG. 20 may be provided with an elastic body in the horizontal direction to form the elastic link mechanism 7 shown in FIG. At this time, in order to make the most of the function as an elastic link mechanism, it is desirable to attach an elastic body to the portion where the displacement is most generated. However, if a horizontal displacement occurs and an acute angle θ is formed, the elastic body is connected to the X link. Can be installed anywhere. The same applies to other types of elastic link mechanisms.

振動抑制装置は、鉛直方向に設けられるものに限られない。例えば、水平に設置して水平方向の振動を抑制するようにして用いても構わない。弾性体を案内する案内機構はコイルスプリングの外側を覆う円筒であっても構わない。   The vibration suppressing device is not limited to the one provided in the vertical direction. For example, it may be installed horizontally to suppress horizontal vibration. The guide mechanism for guiding the elastic body may be a cylinder that covers the outside of the coil spring.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。   In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の一実施形態における模振動抑制装置の模式的正面図。1 is a schematic front view of a simulated vibration suppressing device according to an embodiment of the present invention. 同実施形態における振動抑制装置の模式的側面図。The typical side view of the vibration suppression apparatus in the embodiment. 同実施形態における振動抑制装置の模式的上面図。The typical top view of the vibration suppression apparatus in the embodiment. 同実施形態における弾性リンク機構の自然状態での模式図。The schematic diagram in the natural state of the elastic link mechanism in the embodiment. 同実施形態における弾性リンク機構の第1方向へ伸長した場合の模式図。The schematic diagram at the time of extending | stretching to the 1st direction of the elastic link mechanism in the embodiment. 同実施形態における弾性リンク機構の第2方向へ伸長した場合の模式図。The schematic diagram at the time of extending | stretching to the 2nd direction of the elastic link mechanism in the embodiment. 同実施形態におけるばね特性を示す模式的グラフ。The typical graph which shows the spring characteristic in the same embodiment. 別の実施形態における弾性リンク機構の模式的正面図。The typical front view of the elastic link mechanism in another embodiment. さらに別の実施形態における弾性リンク機構の模式図。The schematic diagram of the elastic link mechanism in another embodiment. 異なる実施形態における弾性リンク機構の模式図。The schematic diagram of the elastic link mechanism in different embodiment. さらに異なる実施形態における振動抑制装置の模式的正面図。Furthermore, the typical front view of the vibration suppression apparatus in different embodiment. 本発明の第1実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。The typical equipment block diagram of the vibration suppression apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同実施形態に係る振動抑制装置の模式的斜視図。The typical perspective view of the vibration suppression device concerning the embodiment. 同実施形態に係る静止状態におけるリンク機構の模式図。The schematic diagram of the link mechanism in the stationary state which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。The schematic diagram of the link mechanism after the deformation | transformation which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る制御部の機能ブロック図。The functional block diagram of the control part which concerns on the same embodiment. 本発明の第2実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。The typical apparatus block diagram of the vibration suppression apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る静止状態におけるリンク機構の模式図。The schematic diagram of the link mechanism in the stationary state which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。The schematic diagram of the link mechanism after the deformation | transformation which concerns on the same embodiment. 本発明の第4実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。The typical equipment block diagram of the vibration suppression apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。The schematic diagram of the link mechanism after the deformation | transformation which concerns on the same embodiment. 本発明の第1実施形態に係る振動抑制装置の別の構成例。The another structural example of the vibration suppression apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態に係る振動抑制装置の別の構成例。The another structural example of the vibration suppression apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の別のリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図。The typical apparatus block diagram which showed the structure of another link mechanism and elastic link mechanism of this invention. 図24のリンク機構と弾性リンク機構を用いた振動抑制装置の模式的機器構成図。The typical apparatus block diagram of the vibration suppression apparatus using the link mechanism and elastic link mechanism of FIG. 本発明のさらに別のリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図Schematic equipment configuration diagram showing the configuration of still another link mechanism and elastic link mechanism of the present invention 本発明の異なるリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図。The typical apparatus block diagram which showed the structure of the link mechanism and elastic link mechanism from which this invention differs.

符号の説明Explanation of symbols

100・・・振動抑制装置
B・・・基礎
S・・・振動抑制対象部
7・・・弾性リンク機構
71・・・弾性リンク要素
72・・・弾性体
722・・・案内機構
73A、73B・・・スライド機構
2A、2B、4A、4B、6A、6B・・・リンク機構
21A、21B、41A、41B、61A、61B・・・第1リンク
22A、22B、42A、42B、62A、62B・・・第2リンク
23A、23B・・・第3リンク
24A、24B・・・第1連結リンク
25A、25B・・・第2連結リンク
43A、43B・・・第3連結リンク
64A、64B・・・第4連結リンク
65A、65B・・・第5連結リンク
SP・・・振動絶縁機構(コイルスプリング)
8、D・・・振動減衰機構
31A,31B、34A、34B・・・MRダンパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Vibration suppression apparatus B ... Foundation S ... Vibration suppression object part 7 ... Elastic link mechanism 71 ... Elastic link element 72 ... Elastic body 722 ... Guide mechanism 73A, 73B ..Slide mechanism 2A, 2B, 4A, 4B, 6A, 6B ... Link mechanism 21A, 21B, 41A, 41B, 61A, 61B ... First link 22A, 22B, 42A, 42B, 62A, 62B Second link 23A, 23B ... third link 24A, 24B ... first connection link 25A, 25B ... second connection link 43A, 43B ... third connection link 64A, 64B ... 4 link 65A, 65B ... 5th link SP ... vibration isolation mechanism (coil spring)
8, D ... Vibration damping mechanism 31A, 31B, 34A, 34B ... MR damper

Claims (10)

基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、
第1方向に伸縮可能であり、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する振動絶縁機構と、
前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、
前記振動絶縁機構とともに、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して支持する弾性リンク機構と、を備え、
前記弾性リンク機構は、前記基礎及び前記振動抑制対象部に連結され、対向して配置された一対の弾性リンク要素と、各弾性リンク要素に両端を取り付けられ、前記第1方向に対して垂直な方向である第2方向に伸縮し、前記弾性リンク要素を介して前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように力を作用させる弾性体と、を具備し、
前記弾性リンク要素は、第2方向に延びる仮想直線と鋭角θをなし、前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されていることを特徴とする振動抑制装置。
A vibration suppression device that is provided between a foundation and a vibration suppression target portion that is arranged at a predetermined distance from the foundation and insulates or attenuates three-dimensional vibration,
A vibration isolation mechanism that is extendable in a first direction and that keeps the foundation and the vibration suppression target portion separated from each other by a predetermined distance in a natural state, and that mainly insulates vibration from the foundation to the vibration suppression target portion;
A vibration damping mechanism that mainly attenuates vibration from the foundation to the vibration suppression target part;
Along with the vibration isolation mechanism, an elastic link mechanism that supports the vibration suppression target portion with respect to the foundation,
The elastic link mechanism is connected to the foundation and the vibration suppression target portion, and is opposed to the pair of elastic link elements. Each elastic link element is attached at both ends, and is perpendicular to the first direction. An elastic body that expands and contracts in a second direction that is a direction, and exerts a force so as to separate the foundation and the vibration suppression target portion via the elastic link element,
The elastic link element forms an acute angle θ with an imaginary straight line extending in the second direction, and the acute angle θ increases as the vibration isolation mechanism extends, while the vibration isolation mechanism contracts as the vibration isolation mechanism contracts. A vibration suppressing device configured to reduce the acute angle θ.
前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第1弾性リンク部材と、
前記振動抑制対象部と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第2弾性リンク部材と、によって構成されるものである請求項1記載の振動抑制装置。
A first elastic link member, wherein the elastic link element is rotatably connected to both ends of the foundation and the elastic body;
The vibration suppression device according to claim 1, comprising: a second elastic link member having both ends rotatably connected to the vibration suppression target portion and the elastic body.
一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能かつ前記第2方向にスライド可能に連結され、
もう一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第2方向にスライド可能に連結されており、
それぞれの弾性リンク要素は、その交差部において回転可能に連結されている請求項1記載の振動抑制装置。
One elastic link element is connected to the foundation and the vibration suppression target part so that both ends can be rotated and slidable in the second direction,
The other elastic link element is connected to the foundation and the vibration suppression target portion so that both ends can rotate, and one end or both ends are connected to be slidable in the second direction,
The vibration suppressing device according to claim 1, wherein each elastic link element is rotatably connected at the intersection.
前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、前記基礎側の端部あるいは前記振動抑制対象部側の端部が前記第2方向にスライド可能に連結される請求項1記載の振動抑制装置。   Both ends of the elastic link element are rotatably connected to the foundation and the vibration suppression target part, and the end part on the foundation side or the end part on the vibration suppression target part side is slidable in the second direction. The vibration suppressing device according to claim 1 to be connected. 各弾性リンク要素が交差点を有し、前記弾性体の接続点から前記交差点までの弾性リンク要素の長さをL/2として、前記弾性体の自然状態における第2方向の伸びδを規格化したδ/Lが0.55から0.6の間であることを特徴とした請求項1、2、3又は4記載の振動抑制装置。   Each elastic link element has an intersection, and the length of the elastic link element from the connection point of the elastic body to the intersection is L / 2, and the elongation δ in the second direction in the natural state of the elastic body is normalized. The vibration suppressing device according to claim 1, wherein δ / L is between 0.55 and 0.6. 前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とをせん断方向に移動可能に連結するスライド機構を備えた請求項1、2、3、4又は5記載の振動抑制装置。   The vibration suppression device according to claim 1, 2, 3, 4, or 5, wherein the elastic link mechanism includes a slide mechanism that connects the foundation and the vibration suppression target portion so as to be movable in a shearing direction. 前記弾性リンク機構が前記弾性体を第2方向にのみ伸縮するように案内する案内機構を備えた請求項1、2、3、4、5又は6記載の振動抑制装置。   The vibration suppressing device according to claim 1, wherein the elastic link mechanism includes a guide mechanism for guiding the elastic body so as to expand and contract only in the second direction. 前記振動抑制対象部を前記基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、をさらに備えており、
前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第1リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第2リンクと、前記第1リンク及び前記第2リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、
各リンク機構における前記第1リンクと前記第2リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7記載の振動抑制装置。
A pair of link mechanisms that support the vibration suppression target portion so as to enable only parallel movement with respect to the foundation;
The link mechanism includes: a first link provided separately or integrally with the foundation; a second link provided separately or integrally with the vibration suppression target portion; and the first link and the second link. An intermediate link structure connected in a movable manner, and
A virtual surface formed by the first link and the second link in each link mechanism is provided to be tiltable with respect to the foundation and the vibration suppression target portion, and the virtual surfaces of the link mechanisms intersect each other. 8. The vibration suppressing device according to claim 1, wherein the vibration suppressing device is configured as described above.
前記リンク機構を介して、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とを連結するものである請求項8記載の振動抑制装置。   The vibration suppression device according to claim 8, wherein the elastic link mechanism connects the foundation and the vibration suppression target part via the link mechanism. 前記振動絶縁機構が、前記リンク機構に取り付けられている請求項8又は9記載の振動抑制装置。   The vibration suppression apparatus according to claim 8 or 9, wherein the vibration isolation mechanism is attached to the link mechanism.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103807353A (en) * 2014-02-18 2014-05-21 河南科技大学 Non-angular-displacement vibration isolating device and branch chain thereof
CN108974382A (en) * 2018-09-11 2018-12-11 长春工业大学 It is a kind of based on magnetorheological second level vibration isolation holder
CN109296688A (en) * 2018-11-28 2019-02-01 南京航空航天大学 A kind of novel active control vibration-isolating platform
JP2020085107A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社エーエス Object supporting device
JP6910691B1 (en) * 2021-04-12 2021-07-28 株式会社シェルタージャパン Support device
CN114319574A (en) * 2021-05-07 2022-04-12 四川九鼎建筑工程集团有限公司 Adjustable overhead building base

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5594939U (en) * 1978-12-26 1980-07-01
JPH03163240A (en) * 1989-11-22 1991-07-15 Hitachi Ltd Three-dimensional earthquakeproof device
JPH0434542U (en) * 1990-07-19 1992-03-23
JPH10213177A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Base isolation unit and three-dimensional base isolating device using it
JP2008157288A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 Meiji Univ Base isolation device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5594939U (en) * 1978-12-26 1980-07-01
JPH03163240A (en) * 1989-11-22 1991-07-15 Hitachi Ltd Three-dimensional earthquakeproof device
JPH0434542U (en) * 1990-07-19 1992-03-23
JPH10213177A (en) * 1997-01-31 1998-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Base isolation unit and three-dimensional base isolating device using it
JP2008157288A (en) * 2006-12-21 2008-07-10 Meiji Univ Base isolation device

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103807353A (en) * 2014-02-18 2014-05-21 河南科技大学 Non-angular-displacement vibration isolating device and branch chain thereof
CN108974382A (en) * 2018-09-11 2018-12-11 长春工业大学 It is a kind of based on magnetorheological second level vibration isolation holder
CN108974382B (en) * 2018-09-11 2023-09-12 长春工业大学 Two-stage vibration isolation holder based on magnetorheological
JP2020085107A (en) * 2018-11-22 2020-06-04 株式会社エーエス Object supporting device
JP7149582B2 (en) 2018-11-22 2022-10-07 株式会社エーエス Object support device
CN109296688A (en) * 2018-11-28 2019-02-01 南京航空航天大学 A kind of novel active control vibration-isolating platform
CN109296688B (en) * 2018-11-28 2024-03-19 南京航空航天大学 Novel active control vibration isolation platform
JP6910691B1 (en) * 2021-04-12 2021-07-28 株式会社シェルタージャパン Support device
CN114319574A (en) * 2021-05-07 2022-04-12 四川九鼎建筑工程集团有限公司 Adjustable overhead building base

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