JP3307051B2 - 微少振動抑制装置 - Google Patents

微少振動抑制装置

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JP3307051B2
JP3307051B2 JP01385894A JP1385894A JP3307051B2 JP 3307051 B2 JP3307051 B2 JP 3307051B2 JP 01385894 A JP01385894 A JP 01385894A JP 1385894 A JP1385894 A JP 1385894A JP 3307051 B2 JP3307051 B2 JP 3307051B2
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微少振動抑制装置に係
り、特に、装置の小型化を達成し、振動抑制効果の制御
を行なう技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】配管やその配管に接続されている各種機
器等の振動を抑制する装置、振動抑制装置の例として、
オイルダンパの適用や、実開平1−63843号公報、
実開平1−141939号公報、実開平3−65095
号公報、特開平4−119291号公報等が提案されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの技術
は、直線往復運動や回転運動の振動を抑制することがで
きるものの、振動加速度の程度に応じて振動抑制効果を
変化させる点や、大きな振動抑制効果を得る点で不十分
なものであった。
【0004】本発明は上記事情に鑑みて提案されたもの
で、微少振動に対して効果的に振動を抑制すること、
振動抑制作用の制御を可能とすること、装置の小型
化を達成することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】被振動物と支持構造物と
の間に接続状態に介在して被振動物の振動を抑制する装
置として、被振動物に接続され伸縮により貯留流体量が
変化する第1の容器と、該第1の容器に対して接続され
内部流体の変動分を吸収する第2の容器と、第1の容器
と第2の容器との間に介在状態に配され内部流体に挿通
抵抗を及ぼす制御手段とを具備し、第1の容器と第2の
容器とが並列配置されるとともに、同心円状態に配され
構成が採用される。第1の容器と第2の容器とは、ベ
ローズによって形成される。内部流体は、必要に応じて
電気粘性流体とされるとともに、その制御手段が付加さ
れ、制御手段が、内部流体を挿通させるオリフィスと、
該オリフィスの近傍に配され電気粘性流体に通電する電
極とを具備する。電極は、オリフィスの近傍に、振動抑
制方向として前記被振動物と前記支持構造物との接続方
に対向した状態に配される。第2の容器の内部には、
内部流体の圧力によって変形するガスチャンバが配され
る。
【0006】
【作用】微少振動抑制装置は、被振動物と支持構造物と
の間に接続状態に介在して被振動物の振動を抑制する。
第1の容器と第2の容器とが並列配置されていると、振
動抑制方向の寸法が小さくなる。第1の容器と第2の容
器とを同心円状態に組み合わせることにより、一層の小
型化が図られ、そして、第1の容器と第2の容器との外
壁部分がベローズによって形成されていると、伸縮性と
内部流体の密閉性とが得られ、内部流体の流動性が高め
られる。内部流体が電気粘性流体である場合には、制御
手段の作動によって電極への通電がなされ、電気粘性流
体の粘性調整によりオリフィスを挿通する抵抗値が大き
く変化し、振動抑制の制御がなされる。この際に、電極
がオリフィスの近傍に配されることにより、オリフィス
を挿通する必要部分の内部流体の挿通抵抗を調整する。
第2の容器の内部流体の圧力によってガスチャンバの容
積が変化し、内部流体の貯留流体量の変動分を吸収す
る。
【0007】
【実施例】本発明に係る微少振動抑制装置の実施例につ
いて、図1ないし図4に基づいて説明する。図中、符号
Aは微少振動抑制装置、Bは被振動物、Cは支持構造
物、1は第1の容器、2は第2の容器、3は制御手段、
4はガスチャンバ、Rは内部流体である。
【0008】該微少振動抑制装置Aは、被振動物Bと支
持構造物Cとの間に接続状態に介在し、これらの接続方
向が振動抑制方向とされて、被振動物Bの振動を抑制す
るものであり、図1に示すように、第1の容器1、第2
の容器2、制御手段3及びガスチャンバ4を組み合わせ
て構成される。この場合にあって、被振動物Bは例えば
配管とされ、支持構造物Cは、被振動物Bを支持する能
力を有する建屋等の構造体や大重量物等とされる。
【0009】前記第1の容器1は、伸縮により貯留流体
量が変化した場合にその変動分の内部流体Rを流出入さ
せるもので、図1に示すように、第2の容器2の中心位
置に収納された状態に配され、ほぼ円筒状をなす金属製
等のベローズ11によって構成されるとともに、制御手
段3を介在させて第2の容器2に一体に取り付けられ
る。
【0010】前記第2の容器2は、第1の容器1に接続
されて変動分の内部流体Rの流出入を許容するもので、
第1の容器1よりも径が大きく第1の容器1との間に等
間隔を空けるようにほぼ円筒状をなす金属製等のベロー
ズ21と、該ベローズ21の先端に一体に配され被振動
物Bに取り付けられる取付板22と、ベローズ21の基
端部に一体に配され支持構造物Cに取り付けられる固定
板23と、取付板22及び固定板23を被振動物Bに取
り付けるためのボルト・ナット等の締結具24とを有し
ている。そして、ベローズ21の内部に、第2の容器
2、制御手段3及びガスチャンバ4が密封状態に収納さ
れる。
【0011】前記制御手段3は、図1に示すように、第
1の容器1と第2の容器2との間に介在状態に配され
て、内部流体Rの挿通抵抗の設定を行なうものであり、
第2の容器2におけるベローズ21に一体にかつ第1の
容器1におけるベローズ11の先端と間隔を空けて取り
付けられるフランジ部材31と、該フランジ部材31と
第1の容器1におけるベローズ11の先端との間にこれ
らを接続するように一体に配され電気絶縁板よりなる仕
切板32と、該仕切板31の複数箇所に角穴状に明けら
れるオリフィス33と、該オリフィス33の開口部に対
をなすように対向した並行状態に配され内部流体(電気
粘性流体)Rに電界を及ぼすための電極34A,34B
とを有している。なお、図1例にあっては、電極34
A,34Bが円環状に配されている。
【0012】前記ガスチャンバ4は、第2の容器2の内
部に配されて、内部流体Rの圧力によって変形するもの
で、可撓性を有する円環状の袋体の内部に空気等の気体
を密封したもの等が適用され、図1に示すように、第1
の容器1と第2の容器2との間にかつ第2の容器2にお
けるベローズ21と一体に配される。
【0013】前記内部流体Rは、例えば非圧縮性を有す
る電気粘性流体(外部から電場を加えることで粘度を調
整できる液晶系の電気粘性流体、シリコンオイルベース
の電気絶縁油に高分子微粒子をコロイド状に分散させた
粒子系電気粘性流体等)とされるとともに、第1の容器
1及び第2の容器2の内部に充満状態に充填される。
【0014】このように構成されている微少振動抑制装
置Aであると、前述した配管等の被振動物Bが振動を受
けている場合、内部流体Rの粘性やオリフィス33の開
口面積の大きさ等に基づく微少振幅等の振動抑制が行な
われる。
【0015】図2の矢印で示すように、被振動物Bが支
持構造物Cに向かって移動する場合には、微少振動抑制
装置Aが全体的に圧縮される。第1の容器1が圧縮され
ると、第1の容器1の容積が減少するために、その内部
に充填されている内部流体Rが、制御手段3におけるオ
リフィス33を経由して、矢印で示すように第2の容器
2の内部に流入する。この際に、内部流体Rの圧力が高
くなると、内部流体Rは非圧縮性であるために、ガスチ
ャンバ4の内部ガスが圧縮されて見掛け上の体積が小さ
くなり、第2の容器2の寸法減少を許容する。
【0016】図3は、微少振動抑制装置Aの中立状態、
つまり伸縮範囲の中間位置を示しており、また、図4は
微少振動抑制装置Aの伸張状態を示している。
【0017】図2の状態から図3の状態を経て図4の状
態となる場合、つまり、被振動物Bが支持構造物Cから
離間する方向に移動する場合には、微少振動抑制装置A
が全体的に伸張される。微少振動抑制装置Aが伸張され
ると、第1の容器1の容積が増加するために、その内部
圧力が減少し、第2の容器2の内部流体Rが、矢印で示
すように第1の容器1の内部に流入する。この際に、内
部流体Rの圧力が低くなると、内部流体Rの非圧縮性に
基づいて、ガスチャンバ4の内部ガスの圧力が低くなっ
て、見掛け上の体積が大きくなり、第2の容器2の寸法
増加を許容する。
【0018】第1の容器1と第2の容器2とが、同心円
状態に組み合わされていると、振動抑制方向の寸法が小
さくなって小型化が図られることに加えて、取付板22
及び固定板23の間隔が変化した場合に、第1の容器1
及び第2の容器2の内部流体Rが同時に加圧または減圧
されて、その圧力変動によりガスチャンバ4の体積が変
化するため、図2または図4に矢印で示すような制御手
段3を経由する内部流体Rの挿通が行なわれる。
【0019】なお、第1の容器1及び第2の容器2の外
壁の側壁部分が、図1に示すように、ベローズ11,2
1によって形成されていると、ベローズ11,21が、
伸縮方向に対して寸法変化の許容性が高く、径方向の寸
法変化の許容性が著しくないために、伸縮に基づく内部
流体Rの移動が速やかに行なわれて、微少振動や振動周
波数の大きい場合の応答性及び振動抑制効果が向上す
る。この場合にあって、ベローズ11,21を使用する
ことにより、内部流体Rの密封性が高くなる。
【0020】次いで、内部流体Rを電気粘性流体とした
場合の振動の制御について補足説明する。前述した液晶
系や粒子系の電気粘性流体は、電極34A,34Bの間
に、例えば数kVの電位差を与えると、電界の強さに概
略比例して、瞬時に粘性が変動する。したがって、制御
手段3を作動状態(電極34A,34Bへの通電状態)
にすると、オリフィス33の近傍で内部流体(電気粘性
流体)Rの見掛け上の粘度が、電界強度によって設定さ
れ、オリフィス33を挿通する電気粘性流体Rの挿通抵
抗が変化する。このため、電場の形成の有無、電界強度
によって、振動抑制効果の制御を行なうことができる。
この場合の振動抑制効果は、電気粘性流体の種類によっ
て相違するが、無電界時の振動抑制効果に対して、例え
ば数倍程度まで高めた制御が可能となる。したがって、
電気粘性流体を利用した場合には、無電界時の一定粘性
に基づいて振動抑制を行なうことに加えて、電界付与時
に振動抑制効果を能動的に制御する等の選択が可能とな
る。
【0021】図1例では、電極34A,34Bが円環状
に並行状態に配されており、かつ角穴状のオリフィス3
3とされている。したがって、オリフィス33の近傍に
おける電気粘性流体に平等電界を及ぼして、オリフィス
33の開口部で同一粘度を設定して、均一な挿通抵抗に
基づく振動抑制の制御が可能となる。なお、同一形状、
同一大きさの複数の角穴(オリフィス33)を周方向に
均等に配することにより、内部流体Rが分割された流路
により平衡状態で挿通することになる。
【0022】〔他の実施態様〕本発明の微少振動抑制装
置にあっては、実施例に代えて次の技術を適用すること
ができる。 a)第1の容器1及び第2の容器2にあって、側壁が金
属製円筒等によって形成され、その一部にベローズ11
が配されること。 b)第1の容器1及び第2の容器2が任意数に分割され
ること、あるいは隔壁により分割されること。 c)ガスチャンバ4が中心位置に配されること、つま
り、径の大きな第1の容器1の中心に第2の容器2が収
容されること。 d)制御手段3が支持構造物Cの近接位置に配され、ま
た、ガスチャンバ4が被振動物Bの近接位置に配される
こと。 e)オリフィス33及び電極34A,34Bが、任意数
に設定されること。 f)オリフィス33及び電極34A,34Bが、平行な
複数のスリット状、放射状、千鳥状、市松状等に配され
ること。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る微少振動抑制装置によれ
ば、以下のような優れた効果を奏する。 (1) 第1の容器と第2の容器とが並列配置されるこ
とにより、振動抑制方向の距離を小さくして小型化を図
ることができる。 (2) 第1の容器と第2の容器とを、同心円状態に組
み合わせることにより、一層の小型化を図ることができ
る。 (3) 複数の第1の容器と第2の容器との間に制御手
段を配することにより、挿通抵抗を設定して振動量や振
動周波数に対応した振動抑制を行なうことができる。 (4) 第1の容器及び第2の容器の外壁部分にベロー
ズを配することにより、高い伸縮性と内部流体の密閉性
とを得ることができる。 (5) 内部流体を電気粘性流体とするとともに、オリ
フィスに電極を配することにより、通電量によって電気
粘性流体の粘性調整をして、所望の振動抑制を行なうこ
とができるとともに、振動抑制範囲を大きくすることが
できる。 (6) 電極がオリフィスの近傍に配されることによ
り、オリフィスを挿通する必要部分の内部流体の粘性を
集中して調整し、電界の形成範囲を小さくして効率の高
い振動抑制を実施することができる。 (7) ガスチャンバを配することにより、内部流体の
容積変動分の移動を容易にし、振動抑制時の応答性を向
上させることができる。 (8) ガスチャンバを電極から離間させることによ
り、ガスチャンバの近傍の内部流体の粘性を低いままに
保持して、内部流体の容積変動分の吸収を速やかに行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る微少振動抑制装置の一実施例を示
す正断面図である。
【図2】図1例の微少振動抑制装置の圧縮時の状況を示
す正断面図である。
【図3】図1例の微少振動抑制装置の中立時の状況を示
す正断面図である。
【図4】図1例の微少振動抑制装置の伸張時の状況を示
す正断面図である。
【符号の説明】
A 微少振動抑制装置 B 被振動物 C 支持構造物 R 内部流体(電気粘性流体) 1 第1の容器(内側容器) 2 第2の容器(外側容器) 3 制御手段 4 ガスチャンバ 11 ベローズ 21 ベローズ 22 取付板 23 固定板 24 締結具 31 フランジ部材 32 仕切板 33 オリフィス 34A,34B 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−270532(JP,A) 特開 昭55−112440(JP,A) 特開 平5−256334(JP,A) 特開 平7−27162(JP,A) 特開 平7−217697(JP,A) 実開 平5−94546(JP,U) 実開 昭63−101345(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 9/10 F16F 9/53

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被振動物(B)と支持構造物(C)との
    間に接続状態に配され被振動物の振動を抑制する装置で
    あって、被振動物に接続され伸縮により貯留流体量が変
    化する第1の容器(1)と、該第1の容器に対して接続
    され内部流体(R)の変動分を吸収する第2の容器
    (2)と、第1の容器と第2の容器との間に介在状態に
    配され内部流体に挿通抵抗を及ぼす制御手段(3)とを
    具備し、第1の容器と第2の容器とが並列配置される
    ともに、同心円状態に配されることを特徴とする微少振
    動抑制装置。
  2. 【請求項2】 第1の容器(1)と第2の容器(2)と
    が、ベローズ(11,21)によって形成されることを
    特徴とする請求項記載の微少振動抑制装置。
  3. 【請求項3】 内部流体(R)が電気粘性流体とされる
    とともに、制御手段(3)が内部流体を挿通させるオリ
    フィス(33)と、該オリフィスの近傍に配され電気粘
    性流体に通電する電極(34A,34B)とを具備する
    ことを特徴とする請求項1または2記載の微少振動抑制
    装置。
  4. 【請求項4】 電極(34A,34B)が、オリフィス
    (33)の近傍に、振動抑制方向として前記被振動物と
    前記支持構造物との接続方向に対向した状態に配される
    ことを特徴とする請求項記載の微少振動抑制装置。
  5. 【請求項5】 第2の容器(2)の内部に、内部流体
    (R)の圧力によって変形するガスチャンバが配される
    ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の微少
    振動抑制装置。
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RU2509931C1 (ru) * 2012-11-09 2014-03-20 Олег Савельевич Кочетов Средство поглощения вибрации

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