JP4153461B2 - ダンパー - Google Patents

Description

本発明は、ダンパーに関する。

一般に、ダンパーの基本構造は、油圧、粘性力、又は空気力を利用したものであり、図１０に示すように、シリンダー３６０、シリンダー３６０内に配置されるピストン３６２、ピストン３６２へエネルギーを伝えるロッド３６４の３部材で構成されている。

しかし、このダンパー３６６を用いて構造体の崩壊を防ぐという発想が余りない。

本発明は係る事実を考慮し、構造体の崩壊を防ぐため破壊に至らないダンパーを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明では、外リングの内側に内リングが配置されており、外リングの内周面と内リングの外周面とが粘弾性体でつながれている。内リングの内側にはロッドが配置されており、ロッドと内リングとが弾塑性体で連結されている。

ロッドに回転振動が伝わると、弾塑性体を介して内リングに伝達され、粘弾性体をせん断変形させ、その歪みによってロッドの回転振動を減衰する。また、ロッドに大きな回転振動が伝わると、弾塑性体の降伏点は粘弾性体の破壊強度より小さくなっているので、弾塑性体が降伏し、粘弾性体に力を伝達しない。

例えば、外リングを基台に取付け、ロッドで構造体を支える構造を考えたとき、弾塑性体を安全弁として機能させることにより、粘弾性体が破壊することによって起きる構造体の崩壊を防ぐことができる。なお、逆に外リングと内リングを弾塑性体でつなぎ、内リングとロッドを粘弾性体でつないでもよい。

請求項２に記載の発明では、枠体の内側に回転体が配置されている。また、円盤状の粘弾性体の外周面又は内周面には、摩擦部材が固着されており、この粘弾性体が枠体と回転体との間に設けられている。このとき、摩擦部材が粘弾性体の外周面にあるときは、粘弾性体と回転体が固着され、摩擦部材が粘弾性体の内周面にあるときは、粘弾性体と枠体が固着される。

ここで、回転体に回転振動が伝わると、粘弾性体が回転せん断変形し、この歪みによって回転体の回転振動を減衰する。また、回転体の回転力が大きくなると、摩擦部材が滑って、粘弾性体の破断を防止する安全弁として機能し、さらに、摩擦ダンパーとしての役割も果たす。

本発明は上記構成としてので、ダンパーが破壊に至らず、構造体の崩壊を防ぐことができる。

次に、第１形態に係るダンパーを説明する。

図１及び図２に示すように、本形態に係るダンパー２７０は、基台等に取付けられる外リング２７２を備えている。この外リング２７２の中央部に内リング２７４が配設されており、円盤状のゴム板２７６が、外リング２７２の内周面と内リング２７４の外周面に固着されている。また、ゴム板２７６には、内リング２７４と同心円上に中間リング２７８が埋設されており、ゴム板２７６を２層に仕切っている。このように、ゴム板２７６を多層にするで、内リング２７４の回転振動によるせん断変形量を調整することができる。

なお、中間リング２７８の内側と外側で、種類の異なる粘弾性体を用いることによって、ダンパー２７０の減衰力を調整することもできる。

一方、内リング２７４の中には、回転振動が伝達されるロッド２８０が配置されている。このロッド２８０は、内リング２７４の内周面から中心部へ放射状に延びたスポーク２８２で支持されている。このスポーク２８２は、上下に３段配設されており、ロッド２８０を安定した状態で支持している。

スポーク２８２は、靱性を備えた弾塑性体（例えば、鉄、極低降伏点鋼、鉛、エンプラ等）で成形されており、粘弾性体としてのゴム板２７６が破断変形する前に、スポーク２８２が降伏するように設計されている。

次に、本形態に係るダンパーの作用を説明する。

ロッド２８０に連結された構造体を支えるシャフト２８４から回転振動がロッド２８０へ伝達されると、スポーク２８２を介して内リング２７４が外リング２７２に対して相対回転する。これに伴い、ゴム板２７６が回転変形（捩じれ）を起こし、この時の歪みによって、シャフト２８４の回転振動が減衰される。

ここで、ロッド２８０の回転力が大きくなると、ゴム板２７６が破断変形する前に、図３に示すように、スポーク２８２が降伏し、ゴム板２７６の安全弁として機能する。この弾塑性体としてのスポーク２８２は、破壊までに相当の余裕があるので、シャフト２８４に支持された構造体の崩壊につながる恐れがない。

なお、図示は省略するが、内リング２７４と外リング２７２との間にストッパー機構を設け、ロッド２８０の回転力が大きくなると、内リング２７４が外リング２７２を介して基台にロックされるような構造にしてもよい。

これによって、ゴム板２７６は破壊されず、また、スポーク２８２が降伏し、ロッド２８０の回転力が大きくなると、弾塑性の履歴ループを描き、シャフト２８４の回転振動をスポーク２８２が吸収する。このように、スポーク２８２を安全弁としてではなく、１つの振動エネルギー吸収手段として機能させることもできる。

なお、本形態では、弾塑性体の形状として、放射線形のスポーク２８２を例に採って説明したが、図４及び図５のダンパー２８６のように、内リング２７４とロッド２８０の間に、平面視にて花弁形状を呈するように円板が肉抜きされた支持板２８８であってもよい。すなわち、弾塑性体の形状、段数等は、ゴム板の破壊強度の関係から設計されるものである。

次に、第２形態に係るダンパーを説明する。

図６及び図７に示すように、本形態に係るダンパー３００では、ゴム板３０２の外周面に薄肉の摩擦リング３０４が固着されている。この摩擦リング３０４は、ゴム板３０２の弾性力を利用して、外リング３０６の内側に圧入されており、所定以下の回転モーメントでは、滑らないようになっている。また、ゴム板３０２の中心部には、ロッド３０８が固着されている。

次に、本形態に係るダンパーの作用を説明する。

ロッド３０８に連結されたシャフト３１０から回転振動がロッド３０８へ伝達されると、ロッド３０８が外リング３０６に対して相対回転する。これに伴い、ゴム板３０２が回転変形（捩じれ）し、この時の歪みによって、シャフト３１０の回転振動が減衰される。

ここで、ロッド３０８の回転力が大きくなると、回転力が摩擦リング３０４と外リング３０６との間に生じる摩擦力より大きくなり、一定の抵抗力を受けながら、ゴム板３０２はロッド３０８と共に回転する。このように、摩擦リング３０４が滑り始める回転力の大きさを、ゴム板３０２の捩じれによる破断力より小さく設定することで、摩擦リング３０４が安全弁として機能すると共に、摩擦ダンパーとして減衰力を得ることもできる。

なお、本形態では、ロッド３０８にゴム板３０２を直接固着させたが、図８及び図９に示すダンパー３１２のように、内リング３１４をゴム板３０２に埋設して、この内リング３１４にロッド３０８を固定するようにしてもよい。

また、外リング３０６側に摩擦リング３０４を設けたが、ロッド３０８側、或いは内リング３１４側に設けてもよい。

第１形態に係るダンパーの平面図である。 第１形態に係るダンパーの断面図である。 第１形態に係るダンパーの降伏状態を示す断面図である。 第１形態に係るダンパーの変形例を示す平面図である。 第１形態に係るダンパーの変形例を示す断面図である。 第２形態に係るダンパーの平面図である。 第２形態に係るダンパーの断面図である。 第２形態に係るダンパーの変形例を示す平面図である。 第２形態に係るダンパーの変形例を示す断面図である。 従来のダンパーを示す断面図である。

符号の説明

２７２ 外リング
２７４ 内リング
２７６ ゴム板（粘弾性体）
２８０ ロッド
２８２ スポーク（弾塑性体）
３０２ ゴム板（粘弾性体）
３０４ 摩擦リング（摩擦部材）
３０６ 外リング（枠体）
３０８ ロッド（回転体）

Claims (2)

1. 外リングと、前記外リングの内側に配置される内リングと、前記外リングの内周面と前記内リングの外周面に固着され外リングと内リングとをつなぐ粘弾性体と、前記内リングの内側に配置されるロッドと、前記ロッドと前記内リングとを連結しロッドを支持すると共に、前記粘弾性体の破壊強度より小さい降伏点を有する弾塑性体と、を有することを特徴とするダンパー。
2. 枠体と、枠体の内側に配置される回転体と、前記枠体と回転体との間に設けられ、枠体或いは回転体の一方に全周面が固着される円盤状の粘弾性体と、前記粘弾性体の外周面又は内周面に固着され、枠体或いは回転体との間に回転摩擦力を発生させる摩擦部材と、を有することを特徴とするダンパー。

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