JP2010180961A - 振動絶縁装置及び摩擦ダンパ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外力が作用している場合の過大な共振振動を抑制するとともに作用外力が去った後の振動を速やかに収束させるための減衰機構として、テーブル1又はベース2の一方の対向面に、ブロック形状の摩擦部材(円柱部材7a,7b)を設け、テーブル1又はベース2の他方の対向面には、軸回りに回転可能なレバー(8a〜8d)と該レバーを摩擦部材の外周面に押し付けるためのばね(押し付けばね10a〜10d)からなる押圧装置を設け、テーブル1とベース2に相対変位が生じた場合、摩擦部材とレバーとの間に生じる摩擦力の大きさが変化する摩擦ダンパ101を用いた。
【選択図】図1
Description
この場合、前記の比例とは、狭義の意味の線形な正比例を含むが、より広い概念として、相対変位の大きさが増加するに応じて摩擦力の大きさが増加する非線形な特性まで含む。また、摩擦力の方向は相対速度と逆方向になる。
摩擦ダンパは、テーブル1とベース2との相対直線移動方向に沿って、距離をおいて配置される複数組、少なくとも2組の摩擦ダンパ101,101により構成される。2組の摩擦ダンパ101,101のそれぞれの略ハ字状一対のレバーの傾斜方向は、略ハ字状及び略逆略ハ字状に、上記相対直線移動方向に沿って対称に配置される。
オフセットは、レバー本体の回転基部をL形に折曲することにより形成され、オフセットを構成する折曲片の先端部分に回転軸を設ける。
図1は本発明の振動絶縁装置の一実施形態を示す分解斜視図であり、図2(a)は図1においてテーブル1を除いた残りの部分の平面図、図2(b)は図1の組立正面図である。なお、図2(b)においては、ガイド部材3a、3bの記載を省いている。
次に図3、図4、図5および図6により、本装置の動作について詳細に説明する。図3はテーブル1がベース2に対して相対変位xだけ右に移動した場合に、円柱部材7a、レバー8a、押し付けばね10aの位置関係の変化状態を表し、破線は変化前、実線は変化後を示す。変化前の相対変位x=0の状態では、円柱部材7aの中心が点Oの位置にあり、これに押し付け力0で接するように配置されているレバー8aの初期角度をθ0 とする。変化後の相対変位xの状態では、円柱部材7aの中心が点Ox の位置に移動し、レバー8aが回転軸9aを右回りに回転した際の角度変化をθとしている。なお、回転軸9aおよびばね支持部材11aはベース2の上面に取り付けられているので、位置は変化しない。
2 ベース
3a〜3d ガイド部材
4a、4b 復元ばね
5a、5b 復元ばねのテーブル側支持部材
6a、6b 復元ばねのベース側支持部材
7、7a、7b 円柱部材
8a〜8g、8p〜8s レバー
9a〜9g レバーの回転軸
10a〜10f 押し付けばね
11a〜11f 押し付けばね支持部材
20a、20b 連結ばね
30a〜30d 角柱部材の回転軸
31a〜31d 角柱部材
40a〜40d 板ばね保持部材
41a〜41d 板ばね
50a、50b、53a、53b 押し付け力Pと相対変位xの関係線図
51a、51b、54a、54b 合力のx方向成分Qx と相対変位xの関係線図
52 消散エネルギーに相当する領域
101〜106 摩擦ダンパ
C レバーと円柱部材の接触部
O 相対変位xが0の場合の円柱部材中心の位置
Ox 相対変位がxの場合の円柱部材中心の位置
P レバーと円柱部材の間に作用する押し付け力
F レバーと円柱部材の間に作用する摩擦力
N 押し付けばねの力
Q 円柱部材に作用する合力
Qx 円柱部材に作用する合力Qのx方向成分
Qy 円柱部材に作用する合力Qのy方向成分
v ベースに対するテーブルの相対速度
x ベースに対するテーブルの相対変位、座標軸
y 水平面上でx座標軸に垂直な座標軸
z 垂直方向座標軸
θ0 相対変位xが0の場合のレバーの傾斜角
θ 相対変位xが生じた場合のレバー傾斜角の変化量
d レバーの回転軸から押し付けばねの力の作用線までの距離
s レバーの回転軸からレバーと円柱部材の接触部Cまでの距離
e レバーの回転軸から摩擦力作用線までの距離(オフセット)
h 円柱部材中心を通るx軸からレバーの回転軸までの距離
L 相対変位xが0の場合における、レバーの回転軸から円柱部材中心までの距離
R 円柱部材の半径
Claims (7)
- 振動絶縁対象物を搭載するテーブルが、ベースに対してガイド部材を介して水平直線方向に相対移動可能になっており、テーブルに復元力を持たせるため、テーブルとベースをばねで接続した振動絶縁装置において、
外力が作用している場合の過大な共振振動を抑制するとともに作用外力が去った後の振動を速やかに収束させるための減衰機構として、テーブル又はベースの一方の対向面に、ブロック形状の摩擦部材を設け、テーブル又はベースの他方の対向面には、軸回りに回転可能なレバーと該レバーを摩擦部材の外周面に押し付けるためのばねからなる押圧装置を設けてあり、摩擦部材と接触するレバーの面を前記相対移動方向に対して傾けて配置することにより、テーブルとベースに相対変位が生じた場合、相対変位に対応して押圧装置による押し付け力が変化する結果、摩擦部材とレバーとの間に生じる摩擦力の大きさが変化する摩擦ダンパを用いたことを特徴とする振動絶縁装置。 - 請求項1に記載の振動絶縁装置が、前記ベースに対する前記テーブルの相対運動の方向が互いに直交するように上下に複数組重ねて配置されることにより、2次元平面運動に対応した振動絶縁作用を行わせるようにしたことを特徴とする振動絶縁装置。
- 請求項1又は2に記載の振動絶縁装置に用いる前記摩擦ダンパにおいて、前記ブロック形状の摩擦部材を円柱部材により構成し、前記押圧装置を構成するレバーを該円柱部材の対向外周面に略ハ字状に接触する一対のレバーにより構成したことを特徴とする摩擦ダンパ。
- 請求項1又は2に記載の振動絶縁装置に用いる前記摩擦ダンパにおいて、前記ブロック形状の摩擦部材を円柱部材により構成し、前記押圧装置を構成するレバーを該円柱部材の対向外周面に略平行傾斜状に接触する一対のレバーにより構成したことを特徴とする摩擦ダンパ。
- 請求項1又は2に記載の振動絶縁装置に用いる前記摩擦ダンパにおいて、前記ブロック形状の摩擦部材を軸回りに回転可能な角柱部材により構成し、前記押圧装置を構成するレバーの面が該角柱部材の回動外面に平行に接触することを特徴とする摩擦ダンパ。
- 請求項3乃至5のいずれかに記載の摩擦ダンパにおいて、前記レバーの回転軸とばねを設ける代わりに、該レバーを板ばねで保持し、軸回りに回転可能とするとともに前記摩擦部材の外周面に弾性的に押し付けるようにしたことを特徴とする摩擦ダンパ。
- 請求項3乃至6のいずれかに記載の摩擦ダンパにおいて、前記レバーの回転中心軸部を摩擦力作用線から離してオフセットを設けることにより、摩擦力がレバーに回転モーメントを発生させ、押し付け力を増大あるいは減少させる結果、摩擦力の大きさの変化も増幅させる自己倍力効果を利用することを特徴とする摩擦ダンパ。
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