JP2018112257A - 動吸振器及びその設計方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<動吸振器の構成>
本実施の形態では、2つの板バネと、粘弾性体とを有する動吸振器及びその設計方法について説明する。図1は、本実施の形態に係る動吸振器の構成を示す模式図である。動吸振器100は、第1板バネ101と、第2板バネ102と、質量体103と、粘弾性体104とを備えている。
次に、本実施の形態に係る動吸振器の設計方法について説明する。本実施の形態に係る動吸振器の設計方法では、理論式に基づいて動吸振器についての減衰比の温度特性と固有振動数の温度特性とを決定する。
本実施の形態に係る動吸振器の設計方法について説明する。本実施の形態に係る動吸振器の設計方法では、有限要素法構造解析を用いて動吸振器についての減衰比の温度特性と固有振動数の温度特性とを決定する。なお、本実施の形態に係る動吸振器及び設計支援装置の構成については、実施の形態1において説明した動吸振器100及び設計支援装置300の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態では、支持位置を調整することでばね剛性を調整可能な動吸振器及びその設計方法について説明する。図23は、本実施の形態に係る動吸振器の構成を示す模式図である。動吸振器300は、第1板バネ101及び第2板バネ102に、支持部301が設けられている。
上述した実施の形態1乃至3では、温度と動吸振器100の減衰比との関係において、基準温度に減衰比のピークが一致するように剛性k1,k2,kを設定することについて述べたが、これに限定されるものではない。使用温度域内であれば、基準温度以外の温度にピークが位置するように剛性k1,k2,kを設定してもよい。
101 第1板バネ
102 第2板バネ
103 質量体
104 粘弾性体
200 対象物
300 設計支援装置
400 コンピュータ
501 CPU
505 ハードディスク
510 設計支援プログラム
600 入力部
700 表示部
801,802 シェル要素
804 ソリッド要素
Claims (16)
- 温度変化に応じて減衰比が変化する動吸振器であって、
対象物に固定された支柱と、
長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、
長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が大きい第2板バネと、
前記第1板バネに取り付けられた質量体と、
前記第1及び第2板バネを連結し、温度が高くなるにしたがって剛性が低くなる粘弾性体と
を備え、
対象物に振動が発生した場合における前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの変形量が温度変化に応じて変化し、温度変化に対して減衰比がピークを示して変化するように構成され、
前記温度と前記減衰比との関係において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するように第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
動吸振器。 - 温度と減衰比との関係において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項1に記載の動吸振器。 - 温度と減衰比との関係において、前記基準温度における減衰比が目標減衰比以上であり、且つ、前記使用温度域の上限又は下限における減衰比が目標減衰比以下であるように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項2に記載の動吸振器。 - 温度と固有振動数の関係において、前記基準温度における固有振動数が目標固有振動数に一致するように前記第1及び第2板バネ並びに粘弾性体の剛性が設定されている、
請求項1乃至3の何れかに記載の動吸振器。 - 前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部材をさらに備える、
請求項1乃至4の何れかに記載の動吸振器。 - 前記第1及び第2板バネの間に配置された支持体をさらに備え、
前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記支持体において、前記長手方向に位置調整可能に配置されている、
請求項5に記載の動吸振器。 - 前記第1及び第2支持部材のそれぞれは、前記第1及び第2板バネのそれぞれに向かうにしたがって細くなるように形成され、先端に前記第1及び第2板バネに当接する頂部と、前記頂部の反対側に前記支持体に当接する底部とを有し、
前記第1支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第1支持部材が配置されていない状態における前記第1板バネと前記支持体の前記第1支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定され、
前記第2支持部材における前記頂部と前記底部との間の距離は、前記支持体に前記第2支持部材が配置されていない状態における前記第2板バネと前記支持体の前記第2支持部材の前記底部への当接面との間の距離よりも大きく設定されている、
請求項6に記載の動吸振器。 - 対象物に固定された支柱と、長手方向中央において前記支柱に固定された第1板バネと、長手方向中央において前記支柱に固定され、前記第1板バネと平行に配置された、前記第1板バネよりも剛性が高い第2板バネと、前記第1板バネに取り付けられた質量体と、前記第1及び第2板バネを連結する粘弾性体とを備える動吸振器の設計方法であって、
温度に対して変化する前記動吸振器の減衰比の特性を設定するステップと、
前記減衰比の特性において、使用温度域内に前記減衰比のピークが位置するか否かを判定するステップと、
前記使用温度域内に前記減衰比のピークが位置しない場合に、温度に対する前記ピークの位置を変更するように前記減衰比の特性を再設定するステップと
を有する、
動吸振器の設計方法。 - 前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を剛性毎に乗じることで、前記粘弾性体の損失係数を温度に応じて変化する損失係数とした場合における剛性と前記減衰比との関係である前記減衰比の特性を決定し、
前記減衰比の特性を再設定するステップでは、前記粘弾性体の損失係数を一定の代表損失係数とした場合における前記粘弾性体の剛性を変化させたときの各剛性に対する減衰比に対して、各剛性における前記粘弾性体の損失係数と前記代表損失係数との比率を、前記減衰比の特性を決定したときとは剛性を変えて乗じることで、前記減衰比の特性を再決定する、
請求項8に記載の動吸振器の設計方法。 - 前記判定するステップでは、前記減衰比の特性において、前記使用温度域内の基準温度に前記ピークが一致するか否かを判定する、
請求項8又は9に記載の動吸振器の設計方法。 - 前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第1板バネの剛性と前記第2板バネの剛性との関係を規定するパラメータを調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップと
をさらに有する、
請求項8乃至10の何れかに記載の動吸振器の設計方法。 - 前記減衰比の特性において、前記ピークにおける減衰比が目標減衰比に基づく所定範囲内にあるか否かを判定するステップと、
前記ピークにおける減衰比が前記所定範囲内にない場合に、前記第2板バネの板厚を調整することにより、前記減衰比の特性を再設定するステップと
をさらに有する、
請求項8乃至10の何れかに記載の動吸振器の設計方法。 - 前記減衰比の特性を設定した後、前記減衰比のピークにおける前記動吸振器の固有振動数が目標固有振動数に一致するように、前記第1及び第2板バネ並びに前記粘弾性体のそれぞれの剛性を決定することにより、温度に対して変化する前記固有振動数の特性を調整するステップをさらに有する、
請求項8乃至12の何れかに記載の動吸振器の設計方法。 - 前記動吸振器は、前記第1及び第2板バネのそれぞれを長手方向において位置調整可能に支持し、前記第1及び第2板バネの支持位置を調整することにより前記第1及び第2板バネの剛性を調整する第1及び第2支持部をさらに備え、
前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性が、決定された前記第1及び第2板バネそれぞれの剛性と一致するように、前記第1及び第2支持部の支持位置を調整するステップをさらに有する、
請求項13に記載の動吸振器の設計方法。 - 前記第1及び第2板バネをシェル要素で、前記粘弾性体をソリッド要素でモデル化し、前記ソリッド要素の剛性特性としてヤング率又は剪断係数を与え、前記ソリッド要素の減衰特性として損失係数を与えて、有限要素法により前記減衰比及び前記固有振動数の初期特性を決定するステップをさらに有する、
請求項8乃至14の何れかに記載の動吸振器の設計方法。 - 前記減衰比の特性を設定するステップでは、前記ヤング率又は剪断係数を変化させて前記粘弾性体の剛性を変化させ、各剛性における減衰比を得ることにより、前記減衰比の特性を設定する、
請求項15に記載の動吸振器の設計方法。
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