JP5865686B2 - Vibration control device and outdoor work machine - Google Patents
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Description
本発明は、対象物の振動を抑制する制振装置、及びこの制振装置が設けられる屋外作業機に関するものである。 The present invention relates to a vibration damping device that suppresses vibration of an object and an outdoor work machine provided with the vibration damping device.
従来から制振装置の一例として、建築構造物に取り付けられ、水平方向の振動を減衰させるもの(いわゆるTMD:Tuned Mass Dumper)がある。 Conventionally, as an example of a vibration damping device, there is one that is attached to a building structure and attenuates horizontal vibration (so-called TMD: Tuned Mass Dumper).
このTMDを適用する場合、建物の固有振動数をあらかじめ推定し、これに合わせてTMDの固有振動数を一致させたり、固有振動数の最も近いものを選定しておく等のチューニングが行われる(特許文献1参照)。 When this TMD is applied, the natural frequency of the building is estimated in advance, and tuning such as matching the natural frequency of the TMD or selecting the closest natural frequency is performed accordingly. Patent Document 1).
例えばビル等の解体現場において使用される屋外作業機は、解体現場等でコンクリートの粉砕等を行う作業時に上下方向の振動が発生する。 For example, an outdoor work machine used in a demolition site such as a building generates vertical vibrations during operations such as pulverizing concrete at the demolition site.
前記の建築構造物に設けられる制振装置は、対象物の水平方向の揺れを抑える構造であり、上記の屋外作業機に発生する上下方向の振動を抑えることができない。 The vibration damping device provided in the building structure is a structure that suppresses horizontal shaking of the object, and cannot suppress vertical vibration generated in the outdoor work machine.
また、屋外作業機に設けられる制振装置として、複数のマス(重り)を上下方向に並んで設けると、装置が大型化し、限られたスペースに設置することが難しいという問題点があった。 Further, when a plurality of masses (weights) are arranged in the vertical direction as a vibration control device provided in the outdoor work machine, there is a problem that the device becomes large and difficult to install in a limited space.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、幅広い振動数帯域で上下方向について制振効果が得られる制振装置及び屋外作業機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a vibration damping device and an outdoor work machine that can obtain a vibration damping effect in the vertical direction in a wide frequency band.
本発明は、対象物の振動を抑制する制振装置であって、所定の質量を有する主マスと、この主マスを対象物に連結する主バネと、主マスより小さい質量を有する副マスと、この副マスを主マスに連結する副バネと、主マスと対象物の間に介装される主ダンパと、を備え、主マスに副マスを収容する主マス収容凹部が形成され、副マスに主ダンパを貫通させる副マス貫通穴が形成され、主ダンパが主マスの重心と副マスの重心とをそれぞれ通る中心線上に配置され、主マスと副マスがそれぞれ上下方向に振動する構成とした。
また、本発明は、対象物の振動を抑制する制振装置であって、所定の質量を有する主マスと、主マスを対象物に連結する主バネと、主マスより小さい質量を有する副マスと、副マスを主マスに連結する副バネと、主マスの下面に結合される副ベース台と、副ベース台の上に立設される副支柱と、を備え、主マスに副マスを収容する主マス収容凹部が形成され、副マスに副支柱を貫通させる副マス支持穴が形成され、副バネは、副支柱を貫通させるコイル状に形成され、副マスと副ベース台の間に介装され、主マスと副マスがそれぞれ上下方向に振動する構成とした。
The present invention relates to a vibration damping device that suppresses vibration of an object, a main mass having a predetermined mass, a main spring that connects the main mass to the object, and a sub mass having a mass smaller than the main mass. , and sub-spring coupling the auxiliary mass to the main mass, and a main damper interposed between the main mass and the object, the main mass accommodating recess for accommodating the secondary mass to the primary mass is formed, the sub Submass through-holes that allow the main damper to penetrate the mass are formed, the main damper is arranged on the center line passing through the center of gravity of the main mass and the center of gravity of the submass, and the main mass and the submass vibrate vertically It was.
The present invention is also a vibration damping device that suppresses vibration of an object, a main mass having a predetermined mass, a main spring that connects the main mass to the object, and a sub mass having a mass smaller than the main mass. A secondary spring that connects the secondary mass to the primary mass, a secondary base base coupled to the lower surface of the primary mass, and a secondary support column erected on the secondary base base. A main mass accommodating recess is formed, a sub mass support hole is formed in the sub mass to allow the sub strut to pass through, and a sub spring is formed in a coil shape that penetrates the sub strut, between the sub mass and the sub base base. The main mass and the sub mass vibrate in the vertical direction .
本発明によると、制振装置は、主マスと副マスの振動系により複数の反共振点をつくり、幅広い振動数帯域で上下方向について制振効果が得られる。 According to the present invention, the vibration damping device creates a plurality of anti-resonance points by the vibration system of the main mass and the sub mass, and can obtain a vibration damping effect in the vertical direction in a wide frequency band.
制振装置は、副マスが主マス収容凹部に収容されることにより、副マスによって装置が大型化することを抑えられ、小型化がはかれる。 In the vibration control device, the secondary mass is accommodated in the main mass accommodating recess, so that the size of the device can be suppressed from being increased by the secondary mass, and the size can be reduced.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、屋外作業機1の概略構成を示す側面図である。屋外作業機1は、例えば土木の掘削、コンクリートの粉砕等を行う大型の機械である。 FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of the outdoor work machine 1. The outdoor work machine 1 is a large machine that performs excavation of civil engineering, pulverization of concrete, and the like.
屋外作業機1は、走行するクローラ2と、操縦席が設けられるキャビン3と、このキャビン3の背後に設けられるカウンタウェイト7と、掘削作業等を行うブーム4、アーム5及びバケット6とを備える。このブーム4、アーム5及びバケット6は、それぞれ図示しない油圧シリンダによって駆動される。
The outdoor work machine 1 includes a
カウンタウェイト7は、作業中に屋外作業機1が転倒しないようバランスを保つための重りであり、例えば5000kg程度の質量をもつ。
The
カウンタウェイト7の上に制振装置10が設置され、この制振装置10によって屋外作業機1が作業時に発生する振動を抑えられる。
A
図2の(a)は、制振装置10を上方から見た平面図であり、(b)は制振装置10の側面図である。図3は図2の(b)のA−A線に沿う断面図である。
2A is a plan view of the
制振装置10は、所定の質量(例えば400〜500kg)を有する主マス20と、この主マス20をカウンタウェイト7(制振対象)に連結する一対の主バネ30と、主マス20の振動を減衰する主ダンパ40と、主マス20より小さい所定の質量(例えば数100kg)を有する副マス50と、この副マス50を主マス20に連結する一対の副バネ60を主体として、上下方向の振動を幅広い周波数帯(例えば4.9〜5.5Hz)で減衰する多段並列TMDが構成される。
The
カウンタウェイト7の上面には主ベース台11が結合され、この主ベース台11の上面には一対の主支柱13が主取付座12を介して立設される。各主支柱13は、それぞれ上下方向(略鉛直方向)に延びる円柱状に形成され、その下端部が主取付座12に結合される。
A main base table 11 is coupled to the upper surface of the
主マス20は、各主支柱13にリニアボールベアリング71を介して上下方向について移動可能に支持される。主マス20の両端部に上下方向に延びる主マス支持穴23が形成され、この主マス支持穴23に主支柱13を軸方向に移動可能に支持するリニアボールベアリング71が介装される。
The
なお、図2の(b)に2点鎖線で示すように、主マス20の端面を移動可能に支持するリニアガイド72を主取付座12上に固定して設けてもよい。これにより、主マス20を上下方向について移動可能に支持する部位の剛性を高められる。
2B, a
主バネ30は、コイル状に形成され、その内側に主支柱13を貫通させる。主バネ30は、主取付座12と主マス20の間に圧縮して介装され、その下部が主取付座12の穴12aに嵌合し、その上部が主マス支持穴23の段付き大径部に嵌合する。主マス20は、その重量が主バネ30の弾性復元力によって支持され、主バネ30を伸縮させて上下方向に振動するようになっている。
The
主支柱13の上端には鍔部13aが形成され、この鍔部13aの下面に主クッションゴム15が設けられる。円盤状の主クッションゴム15は、ゴム材によって形成され、所定の厚さを有する。主マス20は、上方に所定のストロークを超えて変位すると、その上面が主クッションゴム15に当接し、主クッションゴム15を圧縮してその変位が規制される。
A
主マス20と副マス50は、それぞれ直方体の外形を有する。主マス20の中央部に副マス50を収容する主マス収容凹部21が形成される。主マス収容凹部21は、副マス50の外形より大きい直方体の空間を画成する。副マス50は、主マス収容凹部21の内壁面に対して間隙をもって収容される。
The
主マス20の下面には副ベース台25が結合され、この副ベース台25の上面には一対の副支柱27が副取付座26を介して立設される。各副支柱27は、それぞれ上下方向に延びる円柱状に形成され、その下端部が副取付座26に結合される。
A
副マス50は、2本の副支柱27にリニアボールベアリング75を介して上下方向について移動可能に支持される。副マス50は、その両端部に上下方向に延びる副マス支持穴53が形成され、各副マス支持穴53には副支柱27を軸方向に移動可能に支持するリニアボールベアリング75が介装される。
The
副バネ60は、コイル状に形成され、その内側に副支柱27を貫通させる。副バネ60は、副取付座26と副マス50の間に圧縮して介装され、その下部が副取付座26の穴26aに嵌合し、その上部が副マス支持穴53の段付き大径部に嵌合する。副マス50は、その重量が副バネ60の弾性復元力によって支持され、副バネ60を伸縮させて上下方向に振動するようになっている。
The
副マス50の上面には副クッションゴム16が設けられる。副クッションゴム16は、ゴム材によって所定の厚さを有する円盤状に形成される。副マス50は、上方に所定のストロークを超えて変位すると、その上面が副クッションゴム16に当接し、副クッションゴム16を圧縮してその変位が規制される。
A
副マス50は、その中央部に主ダンパ40が貫通する副マス貫通穴51が形成される。主ダンパ40は、副マス貫通穴51の内壁面に対して間隙をもって貫通する。
The
主ダンパ40は、シリンダ41と、このシリンダ41から突出するピストンロッド42とを備え、これらが伸縮作動するのに伴ってシリンダ41に充填された作動油が減衰弁(図示せず)を流れ、主マス20の振動を抑える減衰力を発生する。主ダンパ40は、シリンダ41の下端部がブラケット43を介して主ベース台11に連結され、ピストンロッド42の上端部がブラケット44を介して主マス20に連結され、主マス20の上下動に連動して伸縮作動する。
The
図2、図3において、線Oは、主マス20の重心と副マス50の重心とをそれぞれ通って上下方向(略鉛直方向)に延びる主マス20と副マス50の中心線である。
2 and 3, a line O is a center line of the
主マス20は、その外形及び主マス収容凹部21等が中心線Oについて対称的に形成される。
The
副マス50は、その外形及び副マス貫通穴51等が中心線Oについて対称的に形成される。
The
主ダンパ40は、中心線Oと同軸上に延びるように配置され、中心線O上にて伸縮作動する。
The
制振装置10は、カウンタウェイト7の振動が主バネ30を介して主マス20に入力され、主マス20が各主支柱13に案内されて上下方向に固有振動するとともに、主マス20の振動が副バネ60を介して副マス50に入力し、副マス50が各副支柱27に案内されて上下方向に固有振動する。主マス20の振動に伴って、主ダンパ40が伸縮作動して減衰力を発生し、主マス20の振動エネルギが吸収される。主マス20が主クッションゴム15に当接すると、主クッションゴム15が伸縮して減衰力を発生し、主マス20の振動エネルギが吸収される。副マス50の振動に伴って、副マス50が副クッションゴム16に当接すると、副クッションゴム16が伸縮して減衰力を発生し、副マス50の振動エネルギが吸収される。
In the
制振装置10は、副バネ60を介して副マス50が主マス20に連結されることにより、主マス20の振動系の質量を稼ぐとともに、副マス50の振動系により複数の反共振点をつくり、幅広い振動数帯域で制振効果が得られる。
The
主マス20、副マス50の質量、主バネ30、副バネ60のバネ力等は、制振効果を得る振動周波数に応じて任意に設定される。
The mass of the
以上のように、本実施形態では、対象物(カウンタウェイト7)の振動を抑制する制振装置10であって、所定の質量を有する主マス20と、この主マス20を対象物(カウンタウェイト7)に連結する主バネ30と、主マス20より小さい質量を有する副マス50と、この副マス50を主マス20に連結する副バネ60とを備え、主マス20に副マス50を収容する主マス収容凹部21が形成され、主マス20と副マス50がそれぞれ上下方向に振動する構成とした。
As described above, in the present embodiment, the
上記構成に基づき、制振装置10は、主マス20と副マス50の振動系により複数の反共振点をつくり、幅広い振動数帯域で制振効果が得られる。
Based on the above configuration, the
制振装置10は、副マス50が主マス収容凹部21に収容されることにより、副マス50によって装置が大型化することを抑えられ、小型化がはかれる。
Since the
本実施形態では、主マス20と対象物(カウンタウェイト7)の間に介装される主ダンパ40を備え、副マス50に主ダンパ40を貫通させる副マス貫通穴51が形成され、主ダンパ40が主マス20の重心と副マス50の重心とをそれぞれ通る中心線O上に配置される構成とした。
In the present embodiment, a
上記構成に基づき、主ダンパ40を主マス20の重心と副マス50の重心とをそれぞれ通る中心線O上に配置することが可能となり、主マス20と副マス50に偏荷重が働くことがなく、一本の主ダンパ40によって主マス20の振動が有効に抑制される。
Based on the above configuration, the
主ダンパ40が副マス50の副マス貫通穴51を貫通し、主マス収容凹部21に収容されるため、雨やダストから保護され、円滑な作動が維持される。
Since the
本実施形態では、対象物(カウンタウェイト7)の上に立設される主支柱13とを備え、主マス20に主支柱13を貫通させる主マス支持穴23が形成され、主バネ30は、主支柱13を貫通させるコイル状に形成され、主マス20と対象物(カウンタウェイト7)の間に介装される構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、主支柱13と主バネ30が内外に並んで主マス20と主ベース台11の間に収められ、制振装置10の小型化がはかれる。
Based on the above configuration, the
本実施形態では、主マス20の下面に結合される副ベース台25と、この副ベース台25の上に立設される副支柱27とを備え、副マス50に副支柱27を貫通させる副マス支持穴53が形成され、副バネ60は、副支柱27を貫通させるコイル状に形成され、副マス50と副ベース台25の間に介装される構成とした。
In the present embodiment, a
上記構成に基づき、副支柱27と副バネ60が内外に並んで副マス50と副ベース台25の間にて収められ、制振装置10の小型化がはかれる。
Based on the above configuration, the
本実施形態では、走行するクローラ2と、操縦席が設けられるキャビン3と、このキャビン3の背後に重りとして設けられるカウンタウェイト7とを備える屋外作業機1であって、対象物としてカウンタウェイト7の上に制振装置10が設けられる構成とした。
In the present embodiment, the outdoor work machine 1 includes a traveling
屋外作業機1は、制振装置10が重量の大きいカウンタウェイト7に生じる上下方向の振動を抑えるため、屋外作業機1の作業時に発生する振動が近隣に伝わることを有効に防止できる。
The outdoor work machine 1 can effectively prevent the vibration generated during the work of the outdoor work machine 1 from being transmitted to the vicinity because the
本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
本発明の制振装置は、前記の屋外作業機に限らず、他の機械、設備等に利用できる。 The vibration damping device of the present invention is not limited to the outdoor work machine described above, and can be used for other machines and equipment.
1 屋外作業機
2 クローラ
3 キャビン
7 カウンタウェイト(対象物)
10 制振装置
11 主ベース台
13 主支柱
20 主マス
21 主マス収容凹部
23 主マス支持穴
25 副ベース台
27 副支柱
30 主バネ
40 主ダンパ
50 副マス
51 副マス貫通穴
53 副マス支持穴
60 副バネ
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
所定の質量を有する主マスと、
前記主マスを前記対象物に連結する主バネと、
前記主マスより小さい質量を有する副マスと、
前記副マスを前記主マスに連結する副バネと、
前記主マスと前記対象物の間に介装される主ダンパと、を備え、
前記主マスに前記副マスを収容する主マス収容凹部が形成され、
前記副マスに前記主ダンパを貫通させる副マス貫通穴が形成され、
前記主ダンパが前記主マスの重心と前記副マスの重心とをそれぞれ通る中心線上に配置され、
前記主マスと前記副マスがそれぞれ上下方向に振動することを特徴とする制振装置。 A vibration control device for suppressing vibration of an object,
A main mass having a predetermined mass;
A main spring connecting the main mass to the object;
A submass having a smaller mass than the main mass;
A secondary spring connecting the secondary mass to the primary mass;
A main damper interposed between the main mass and the object ,
A main mass accommodating recess for accommodating the sub mass is formed in the main mass,
A sub-mass through hole is formed in the sub-mass to allow the main damper to pass through.
The main damper is disposed on a center line passing through the center of gravity of the main mass and the center of gravity of the sub mass, respectively.
The vibration damping device characterized in that the main mass and the sub mass vibrate in the vertical direction.
前記主マスに前記主支柱を貫通させる主マス支持穴が形成され、
前記主バネは、
前記主支柱を貫通させるコイル状に形成され、
前記主マスと前記対象物の間に介装されることを特徴とする請求項1に記載の制振装置。 Comprising a main column erected on the object;
A main mass support hole is formed in the main mass to penetrate the main column,
The main spring is
Formed in a coil shape penetrating the main column,
The vibration damping device according to claim 1, wherein the vibration damping device is interposed between the main mass and the object .
所定の質量を有する主マスと、
前記主マスを前記対象物に連結する主バネと、
前記主マスより小さい質量を有する副マスと、
前記副マスを前記主マスに連結する副バネと、
前記主マスの下面に結合される副ベース台と、
前記副ベース台の上に立設される副支柱と、を備え、
前記主マスに前記副マスを収容する主マス収容凹部が形成され、
前記副マスに前記副支柱を貫通させる副マス支持穴が形成され、
前記副バネは、
前記副支柱を貫通させるコイル状に形成され、
前記副マスと前記副ベース台の間に介装され、
前記主マスと前記副マスがそれぞれ上下方向に振動することを特徴とする制振装置。 A vibration control device for suppressing vibration of an object,
A main mass having a predetermined mass;
A main spring connecting the main mass to the object;
A submass having a smaller mass than the main mass;
A secondary spring connecting the secondary mass to the primary mass;
A sub-base base coupled to the lower surface of the main mass;
A sub strut erected on the sub base stand,
A main mass accommodating recess for accommodating the sub mass is formed in the main mass,
A sub mass support hole for penetrating the sub column is formed in the sub mass,
The secondary spring is
It is formed in a coil shape that penetrates the sub strut,
Interposed between the sub-mass and the sub-base,
The vibration damping device characterized in that the main mass and the sub mass vibrate in the vertical direction .
操縦席が設けられるキャビンと、
前記キャビンの背後に重りとして設けられるカウンタウェイトと、を備える屋外作業機であって、
前記対象物としての前記カウンタウェイトの上に請求項1から3のいずれか一つに記載の前記制振装置が設けられることを特徴とする屋外作業機。 A crawler traveling,
A cabin where a cockpit is provided;
A counterweight provided as a weight behind the cabin, and an outdoor work machine comprising:
The outdoor work machine according to claim 1 , wherein the vibration damping device according to claim 1 is provided on the counterweight as the object .
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