JP6084519B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

この発明は、振動および衝撃の緩衝を目的として使用される、ダンパー装置に関するものである。

構造物の振動を減衰させる装置として、ダンパー装置が一般的に使用されている。たとえば、特許文献１では、回転慣性質量ダンパーに関する技術が開示されている。当該回転慣性質量ダンパーは、建築物などにおいて、互いに近接離反する２部材間に介装される。当該回転慣性質量ダンパーにより、当該２部材間に生じる変位方向の相対加速度に応じた力が生じ、振動は抑制させる。

また、上記のような大重量の建築物等と異なり、数十ｋｇ程度の機器の振動や衝撃を緩衝する場合に使用される、ダンパー装置も存在する。当該ダンパー装置は、緩衝対象機器と充分に堅牢な他の機器との間に弾性を持ったバネを介して相互に固定される。そして、当該ダンパー装置を使用することにより、緩衝対象機器の受ける振動や衝撃、他の機器への衝突を回避することができる。

特開２０１０−２５５７５２号公報

特許文献１に係るダンパー装置は、重量がかなり重い建築物の振動抑制が目的に構成されているので、数十ｋｇ程度の機器の振動抑制のために使用しても、正常に動作せず、即応性にも欠ける。

よって、数十ｋｇ程度の機器の振動を抑制することができる、簡易な構成のダンパー装置が求められている。

また、数十ｋｇ程度の機器の振動抑制を目的として、上述したように、バネを利用したダンパー装置を採用することも考えられる。当該ダンパー装置は、弾性を持ったバネの伸縮変位をより短時間で収束させるために、バネの伸縮変位を抑制する減衰力機能を持っている。

しかしながら、当該ダンパー装置の減衰力は、緩衝対象機器の質量、バネの伸縮変位量や周期振動に応じて選定され、当該設定されたもので固定される。そのため、異なる振動態様に対して最適な振動抑制効果が得ることは、困難であった。

そこで、本発明は、数十ｋｇ程度の機器の振動抑制を抑制することができる、簡易な構成のダンパー装置を提供することを目的とする。そして、より好ましくは、異なる振動態様に対して最適な振動抑制効果を発揮することが可能なダンパー装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係るダンパー装置は、円柱状の第一の内部材と、円柱状であり、前記第一の内部材と対向して配設される第二の内部材と、前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に配設される弾性部材と、前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に前記弾性部材が配設されている状態において、前記第一の内部材と前記第二の内部材と前記弾性部材とを外側から囲繞する、筒状である、外部材と、第一の内部材および第二の内部材のうち、少なくとも一方の外側面部に配設される突起部と、前記外部材の側面部に形成される、前記突起部を導く、螺旋状の溝とを備え、前記突起部は、前記溝に沿って螺旋運動可能であり、前記第一の内部材における、前記第二の内部材配設側の端部に配設される、棒状のシャフトと、前記第二の内部材の内部に配設され、前記シャフトを導く、ガイド穴とを、さらに備えている。

本発明に係るダンパー装置は、円柱状の第一の内部材と、円柱状であり、前記第一の内部材と対向して配設される第二の内部材と、前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に配設される弾性部材と、前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に前記弾性部材が配設されている状態において、前記第一の内部材と前記第二の内部材と前記弾性部材とを外側から囲繞する、筒状である、外部材と、第一の内部材および第二の内部材のうち、少なくとも一方の外側面部に配設される突起部と、前記外部材の側面部に形成される、前記突起部を導く、螺旋状の溝とを備え、前記突起部は、前記溝に沿って螺旋運動可能であり、前記第一の内部材における、前記第二の内部材配設側の端部に配設される、棒状のシャフトと、前記第二の内部材の内部に配設され、前記シャフトを導く、ガイド穴とを、さらに備えている。

したがって、第一の内部材および第二の内部材の近接離反で生じる直線運動を、外部材の回転運動に変換することができ、近接離反の原因である振動や衝撃を抑制することができる。さらに、第一の内部材および第二の内部材に接続固定された弾性部材の伸縮変位によって、当該振動や衝撃は緩衝される。また、外部材に螺旋状の溝が形成されており、当該溝に沿って突起部が動くことにより、回転慣性質量ダンパー装置を実現している。したがって、簡易な構成のダンパー装置により、数十ｋｇ程度の機器の振動抑制を抑制することが可能となる。

実施の形態に係るダンパーの構成を示す図である。 実施の形態に係るダンパーの構成を示す図である。 実施の形態に係るダンパーの構成を示す図である。 実施の形態に係るダンパーの構成を示す分解図である。 第一の内部材１２に対してピン１３Ｕが固定される様子を示す図である。 第一の内部材１２に対してピン１３Ｕが固定される様子を示す図である。 本発明に係るダンパー装置の他の構成態様を示す図である。 本発明に係るダンパー装置の他の構成態様を示す分解図である。 溝３３Ｒにおける螺旋の巻の傾きが変化している様子を示す図である。 溝３３Ｒにおける螺旋の巻の傾きが大きい場合の様子を示す拡大図である。 溝３３Ｒにおける螺旋の巻の傾きが小さい場合の様子を示す拡大図である。 本発明の比較対象となるダンパー装置が配設されている様子を示す断面図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる拡大図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる拡大図である。 本発明に係るダンパー装置の動作・効果を説明する上で用いられる図である。

以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態＞
図１〜４は、本発明の実施の形態に係るダンパー装置の構成を示す図である。ここで、図２は、図１の構造物を側面側から眺めた様子を示す図である。また、図３は、図１の構造物を上方向（または下方向）から眺めた様子を示す図である。さらに、図４は、図１の構造物の分解図である。以下、当該図１〜４に基づいて、本実施の形態に係るダンパー装置の構成について説明する。

本実施の形態に係るダンパー装置は、図１〜４に示すように、円柱状の第一の内部材１２、円柱状の第二の内部材２２、筒状の外部材３１、錘３２および弾性部材であるバネ４１を有する。

第一の内部材１２の上部には、基端部１１が固定されている。ここで、第一の内部材１２と基端部１１とは一体形成されていても良い。また、第一の内部材１２の下部（つまり、第二の内部材２２が配設されている側の第一の内部材１２の端部）には、棒状のシャフト１４が固定配設されている。ここで、第一の内部材１２とシャフト１４とは一体形成されていても良い。また、第一の内部材１２の外側面部には、突起部であるピン（第一の突起部であると把握できる）１３Ｕが配設されている。ここで、第一の内部材１２に対して、ピン１３Ｕは着脱自在である。

図５は、第一の内部材１２とピン１３Ｕとが取り外された状態を示す図である。また、図６は、第一の内部材１２に対してピン１３Ｕが取り付けられている状態を示す拡大図である。

ピン１３Ｕは、ネジ式のピンであり、頭部１３ａとネジ部１３ｂとから成る。また、第一の内部材１２の側面部には、ピン１３Ｕが挿通される穴が穿設されている。ここで、ピン１３Ｕを第一の内部材１２に取り付ける際には、中空の円筒部材５が、ピン１３Ｕと第一の内部材１２との間に介在する。

つまり、ピン１３Ｕを第一の内部材１２に取り付ける際には、円筒部材５の中空部にピン１３Ｕのネジ部１３ｂを挿通させ、その後当該ネジ部１３ｂを第一の内部材１２に穿設された穴に挿通させる。そして、ネジ締めにより、第一の内部材１２に対してピン１３Ｕを固定する。図６に示すように、第一の内部材１２にピン１３Ｕが固定されている状態において、第一の内部材１２とピン１３Ｕの頭部１３ａとの間に、円筒部材５が配設されている。

なお、実際には、図１，２に示すように、第一の内部材１２および外部材３１等が組み立てられた状態において、第一の内部材１２に対してピン１３Ｕは固定される。よって、図６には図示は省略しているが、円筒部材５の外周部には、外部材３１に設けられた溝３３Ｒが存在している。

また、図３に示すように、第一の内部材１２に対して、ピン１３Ｕは４箇所で固定される。ここで、配設されるピン１３Ｕの高さ位置は揃っており、各ピン１３Ｕは、第一の内部材１２の外周部に沿って、均等に（９０°おきに）配設されている。

図１，２，４から分かるように、本実施の形態に係るダンパー装置の組立状態において、第一の内部材１２と第二の内部材２２とは、上下方向に間隔をおいて対向して配置される。

当該第二の内部材２２の下部には、基端部２１が固定されている。ここで、第二の内部材２２と基端部２１とは一体形成されていても良い。また、第二の内部材２２の上部（つまり、第一の内部材１２が配設されている側の第二の内部材２２の端部）から当該第二の内部材２２内部に向かって、当該第二の内部材２２の内部には、シャフト１４を導くガイド穴２４が配設されている。また、第二の内部材２２の外側面部には、突起部であるピン（第二の突起部であると把握できる）１３Ｄが配設されている。ここで、第二の内部材２２に対して、ピン１３Ｄは着脱自在である。

なお、図５，６を用いて説明したように、ピン１３Ｄの構造はピン１３Ｕの構造と同じであり、ピン１３Ｄを第二の内部材２２に取り付ける方法は、ピン１３Ｕを第一の内部材１２に取り付ける方法と同じである。

つまり、ピン１３Ｄを第二の内部材２２に取り付ける際には、円筒部材５の中空部にピン１３Ｄのネジ部１３ｂを挿通させ、その後当該ネジ部１３ｂを第二の内部材２２に穿設された穴に挿通させる。そして、ネジ締めにより、第二の内部材２２に対してピン１３Ｄを固定する。

なお、実際には、図１，２に示すように、第二の内部材２２および外部材３１等が組み立てられた状態において、第二の内部材２２に対してピン１３Ｄは固定される。よって、図６には図示は省略しているが、円筒部材５の外周部には、外部材３１に設けられた溝３３Ｌが存在している。

また、図３に示すように、第二の内部材２２に対して、ピン１３Ｄは４箇所で固定される。ここで、配設されるピン１３Ｄの高さ位置は揃っており、各ピン１３Ｄは、第二の内部材２２の外周部に沿って、均等に（９０°おきに）配設されている。

図１，２，４から分かるように、本実施の形態に係るダンパー装置の組立状態において、弾性部材であるバネ４１は、第一の内部材１２と第二の内部材２２との間に配設される。つまり、バネ４１の一方端は、第一の内部材１２の下部に接続され、バネ４１の他端部は、第二の内部材２２の上部に接続される。

ここで、第一の内部材１２の下部面の中央部にシャフト１４が配設されているが、図１，２，４に示す構成例では、当該シャフト１４の外側において、一つのバネ４１が配設されている。しかし、当該シャフト１４の外側に配設されるバネ４１は２つ以上であっても良い。また、図７，８に示すように、バネ４１の内部にシャフト１４が挿通されるように、第一の内部材１２と第二の内部材２２との間にバネ４１を配設させても良い。つまり、シャフト１４を外側から囲繞するように、バネ４１を、第一の内部材１２と第二の内部材２２との間に配設しても良い（図７，８参照）。

図１，２，４から分かるように、本実施の形態に係るダンパー装置の組立状態において、外部材３１は、第一の内部材１２の下部付近、第二の内部材２２の上部付近およびバネ４１を外側から囲繞する。

外部材３１は、筒状である。そして、ダンパー装置組立の際には、外部材３１が有する中空部の一方の端部からは、第一の内部材１２の下部領域（シャフト１４配設側の第一の内部材１２）が挿通される。これに対して、外部材３１が有する中空部の他方の端部からは、第二の内部材２２の上部領域（ガイド穴２４穿設側の第二の内部材２２）が挿通される。ここで、ダンパー装置の組立状態において、第一の内部材１２と第二の内部材２２との間に配設されているバネ４１は、外部材３１内に配置される（図１，２，４，７，８参照）。

また、図１，２，４に示すように、外部材３１の外側面部（筒の側面部）上には、リング状の錘３２が配設されている。具体的に、筒状の外部材３１の長さ方向において中央領域に、錘３２が配設されている。ここで、錘３２は、外部材３１の当該中央領域を囲繞するように配設されており、外部材３１に固定されている。なお、当該錘３２は、外部材３１に対して取り外し自在であっても良い（当該場合でも、錘３２が外部材３１に対して固定的に取り付けられる）。

また、図１，２，４に示すように、外部材３１の側面部には、螺旋状の溝３３Ｒ，３３Ｌが形成されている。当該溝３３Ｒ，３３Ｌは、外部材３１の側面部を貫通するように穿設されており、上記ピン１３Ｕ，１３Ｄは、外部材３１の内側から外側に向かって、当該溝３３Ｒ，３３Ｌを貫通する。そして、溝３３Ｒ，３３Ｌは、ピン１３Ｕ，１３Ｄの動きを導く。つまり、ピン１３Ｕ，１３Ｄは、溝３３Ｒ，３３Ｌに沿って螺旋運動することができる。

溝３３Ｒ（以下、第一の溝部３３Ｒと称する）は、錘３２を挟んで、第一の内部材１２配設側の外部材３１の側面部に形成されている。これに対して、溝３３Ｌ（以下、第二の溝部３３Ｌと称する）は、錘３２を挟んで、第二の内部材２２配設側の外部材３１の側面部に形成されている。そして、ピン１３Ｕは第一の溝部３３Ｒに挿通され、ピン１３Ｄは第二の溝部３３Ｌに挿通される。

ここで、第一の溝部３３Ｒの螺旋の巻方向と、第二の溝部３３Ｌの螺旋の巻方向とは逆向である。図１，２，４の構成例では、第一の溝部３３Ｒは、右巻（Ｚ巻）であり、第二の溝部３３Ｌは、左巻（Ｓ巻）である。

また、溝３３Ｒ，３３Ｌの傾きは一定でも良いが、本実施の形態では、溝３３Ｒ，３３Ｌは、螺旋の巻の傾きが変化している（図１，２，４参照）。図９は、第一の溝部３３Ｒの拡大図であり、図９の丸点線で囲まれたＡ部の拡大図が図１０であり、図９の丸点線で囲まれたＢ部の拡大図が図１１である。図９〜１１から分かるように、Ａ部における第一の溝部３３Ｒの巻の傾きは、Ｂ部における第一の溝部３３Ｒの巻の傾きよりも大きい。なお、図９〜１１では第一の溝部３３Ｒの拡大図を示したが、第二の溝部３３Ｌにおいても、巻の傾きが変化している（図１，２，４参照）。

上記構成を有し、組み立てられた図１，２に示すダンパー装置を、機器と固定部（底面、壁面等）との間、機器と機器との間に固定配設する。ここで、当該固定配設は、基端部１１，１２を機器等に固定することにより実現できる。

ダンパー装置が機器等に固定配設されている状態において、振動や衝撃が生じたとする。すると、当該振動や衝撃は、基端部１１、２１に作用し、第一の内部材１２および第二の内部材２２に接続固定されたバネ４１の伸縮変位によって緩衝される。この時、第一の内部材１２および第二の内部材２２は、互いに近接離反する様な直線運動を行う。当該直線運動において、第一の内部材１２に配設されたシャフト１４は、第二の内部材２２内に穿設された直線方向のガイド穴２４内に沿って、摺動する。

そして、上記直線運動に伴い、第一の内部材１２に固定されたピン１３Ｕは、第一の溝部３３Ｒに沿って螺旋回転し、第二の内部材２２に固定されたピン１３Ｄは、第二の溝部３３Ｌに沿って螺旋回転する。

つまり、振動や衝撃が発生すると、第一の内部材１２および第二の内部材２２が、互いに近接離反する様な直線運動を行い、当該直線運動が、外部材３１を回転運動させる。換言すると、第一の内部材１２および第二の内部材２２の直線運動が、外部材３１の回転運動に変換される。

以上のように、本実施の形態に係るダンパー装置は、外部材３１は、第一の内部材１２と第二の内部材２２との間にバネ４１が配設されている状態において、これらの構成要素１２，２２，４１を外側から囲繞している。そして、第一の内部材１２および第二の内部材２２のうち、少なくとも一方の外側面部にピン１３Ｕ，１３Ｄが配設されており、外部材３１の側面部には、当該ピン１３Ｕ，１３Ｄを導く螺旋状の溝３３Ｒ，３３Ｌが形成されている。

したがって、第一の内部材１２および第二の内部材２２の近接離反で生じる直線運動を、外部材３１の回転運動に変換することができ、近接離反の原因である振動や衝撃を抑制することができる。さらに、第一の内部材１２および第二の内部材２２に接続固定されたバネ４１の伸縮変位によって、当該振動や衝撃は緩衝される。

また、本実施の形態に係るダンパー装置では、外部材３１に螺旋状の溝３３Ｒ，３３Ｌが形成されており、当該溝３３Ｒ，３３Ｌに沿ってピン１３Ｕ，１３Ｄが動くことにより、回転慣性質量ダンパー装置を実現している。したがって、簡易な構成のダンパー装置により、数十ｋｇ程度の機器の振動抑制を抑制することが可能となる。

また、本実施の形態に係るダンパー装置では、外部材３１の外側面部に錘３２が配設されている。したがって、外部材３１の回転運動における慣性モーメントを、外部材３１だけの場合よりも、大きくすることができる。よって、第一の内部材１２および第二の内部材２２の上記直線運動に抑制を与える減衰力を、増加させることができる。ここで、外部材３１に対して取り外し可能な錘３２を採用することにより、異なる重量・径の錘３２の外部材３１に対する着脱可能となり、当該減衰力を調整することができる。

また、図１，２，４に示した構成例とは異なり、外部材３１には、一つの螺旋状の溝３３Ｒ（または３３Ｌ）のみが穿設されており、第一の内部材１２のみにピン１３Ｕのみが配設されており、第二の内部材２２にはピン１３Ｄが配設されていない構成（または、第二の内部材２２のみにピン１３Ｄのみが配設されており、第一の内部材１２にはピン１３Ｕが配設されていない構成）を、採用しても良い。

一方で、上記のように、錘３２を外部材３１の中心部領域に配設させ、錘３２を挟んで外部材３１に第一の溝部３３Ｒおよび第二の溝部３３Ｌを形成し、第一の内部材１２にピン１３Ｕを設け、第二の内部材２２にピン１３Ｄを設け、そして、ピン１３Ｕを第一の溝部３３Ｒに挿通させ、ピン１３Ｄを第二の溝部３３Ｌに挿通される、構成を採用することにより、次の効果を奏することができる。

つまり、ピン１３Ｕとピン１３Ｄとにおいて、外部材３１に及ぼす力が分散され、振動や衝撃耐性の強いダンパー装置を提供することができる。なお、当該力の分散という観点から、ピン１３Ｕ，１３Ｄの数を増やすこともできる。ここで、複数のピン１３Ｕおよび複数のピン１３Ｄを配設する場合には、第一の内部材１２の円周に沿っておよび第二の内部材２２の円周に沿って、均等に配設することが望ましい。

また、第一の溝部３３Ｒの螺旋の巻方向と第二の溝部３３Ｌの螺旋の巻方向とが、同じ向きでも良いが、本実施の形態に係るダンパー装置では、第一の溝部３３Ｒの螺旋の巻方向と第二の溝部３３Ｌの螺旋の巻方向とが、逆向きとなっている。

このように、第一の溝部３３Ｒの螺旋の巻方向と第二の溝部３３Ｌの螺旋の巻方向とを逆向きとすることにより、第一の溝部３３Ｒおよび第二の溝部３３Ｌを外部材３１に配設したとしても、当該外部材３１の強度低下を抑制することができる。

また、シャフト１４およびガイド穴２４を有さない構成を採用することもできるが、本実施の形態に係るダンパー装置では、第一の内部材１２において棒状のシャフト１４を設け、第二の内部材２２内においてシャフト１４を導くガイド穴２４を設けている。

このように、シャフト１４およびガイド穴２４を設ける構成を採用することにより、第一の内部材１２および第二の内部材２２の近接離反で生じる直線運動をスムーズに誘導することができ、動作の安定したダンパー装置を提供することが可能となる。

また、本実施の形態に係るダンパー装置では、図９〜１１を用いて説明したように、溝３３Ｒ，３３Ｌにおける螺旋の巻の傾きが、変化している。したがって、異なる振動態様に対して最適な振動抑制効果を発揮することが可能なダンパー装置を提供することができる。つまり、上記直線運動に抑制を与える減衰力は、溝３３Ｒ，３３Ｌの傾き角度で調整可能であるため、第一の内部材１２および第二の内部材２２の伸縮可動範囲の中で、任意の減衰力パターンを自由に得ることが可能なダンパー装置を、提供することが可能となる。以下に、当該効果の詳細を、図面を用いて詳細に説明する。

図１２は、本発明に係るダンパー装置の比較対象となるダンパー装置が取り付けられている様子を示す断面図である。図１２に示すように、振動や衝撃を受けるベース１０２と緩衝対象機器１０３との間に、バネ１４１とおよび比較対象となるダンパー装置１０１が配設固定されている。

また、図１３，１４，１５は、図１２に示されている構成から得られる波形の様子を示す図である。具体的に、図１３は、ベース１０２の変位量を縦軸に、時間経過を横軸に示した波形である。図１４は、ダンパー装置１０１の減衰力が高い場合における、緩衝対象機器１０３の変位量を縦軸に、時間経過を横軸に示した波形である。図１５は、ダンパー装置１０１の減衰力が低い場合における、緩衝対象機器１０３の変位量を縦軸に、時間経過を横軸に示した波形である。

ダンパー装置１０１の減衰力が高い場合には、当該ダンパー装置１０１の動作は次のようになる。

ベース１０２の高い変位量（図１３の点線丸で囲まれた変位量Ｗ１）に対して、ダンパー装置１０１の減衰力機能によって、緩衝対象機器１０３の抑制された変位量（図１４の点線丸で囲まれた変位量Ｗ３）が得られる。これに対して、時間経過と共にベース１０２の変位量が収束した場合（図１３の点線丸で囲まれた変位量Ｗ２）、ダンパー装置１０１の減衰力効果は、バネ１４１の伸縮を抑制するため、ベース１０２の変位量Ｗ２と同程度の変位量（図１４の点線丸で囲まれた変位量Ｗ４）となる。

つまり、高い減衰力を有したダンパー装置１０１を使用した場合には、ベース１０２の大きい変位量Ｗ１に対しては、良好な緩衝効果が得られるが、ベース１０２の小さい変位量Ｗ１に対しては、良好な緩衝効果が得られない。

一方、ダンパー装置１０１の減衰力が低い場合には、当該ダンパー装置１０１の動作は次のようになる。

ベース１０２の高い変位量Ｗ１）に対しては、ダンパー装置１０１の可動量が伸縮飽和状態となるため、緩衝対象機器１０３の伸縮変位が、図１５の点線丸で囲まれた変位量Ｗ５の様な飽和状態となる。これに対して、時間経過と共にベース１０２の変位量が収束した場合（図１３の点線丸で囲まれた変位量Ｗ２）、緩衝対象機器１０３変位量は、バネ４１の伸縮変位によって抑制される（図１５の点線丸で囲まれた変位量Ｗ６）。

つまり、低い減衰力を有したダンパー装置１０１を使用した場合には、ベース１０２の小さい変位量Ｗ１に対しては、良好な緩衝効果が得られるが、ベース１０２の大きい変位量Ｗ１に対しては、良好な緩衝効果が得られない。

このように、ダンパー装置１０１では、異なる振動態様に対して最適な振動抑制効果を発揮することができない。基準となるベース１０２の変位量（変位量Ｗ１および変位量Ｗ２）に対して、緩衝対象機器１０３の変位量が変位量Ｗ３および変位量Ｗ６となるような緩衝効果を得られる、ダンパー装置の性能が求められる。

次に、溝３３Ｒ，３３Ｌにおける螺旋の巻の傾きが変化している、本実施の形態に係るダンパー装置の動作・効果について説明する。

図１６は、本実施の形態に係るダンパー装置の動作・効果を説明するための図であり、第一の溝部３３Ｒの拡大図である。なお、以下では、第一の溝部３３Ｒにおけるピン１３Ｕの動きに着目して説明を行うが、第二の溝部３３Ｌにおけるピン１３Ｄの動きも同様である。

ピン１３Ｕは、第一の溝部３３Ｒに沿って外部材３１を回転させるが、その回転量は第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度に依存する。たとえば、図１６に示すように螺旋傾き角度が大きい第一の溝部３３Ｒの領域では、回転量αは、ピン１３Ｕの変位量δに対する、第一の溝部３３Ｒの傾き角度θ１に従って得られる。同様に、図１７に示すように螺旋傾き角度が小さい第一の溝部３３Ｒの領域では、回転量βは、ピン１３Ｕの変位量δに対する、第一の溝部３３Ｒの傾き角度θ２に従って得られる。ここで、角度θ１＞角度θ２である。

図１６，１７から分かるように、変位量δが同一であっても、第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が異なるので、外部材３１の回転量αと外部材３１の回転量βとは異なる。したがって、外部材３１が回転する際に得られる回転慣性は、ピン１３Ｕの変位量δに与える減衰力として作用する際、螺旋傾き角度が大きい第一の溝部３３Ｒの領域では、低い減衰力を与える動作となり、螺旋傾き角度が小さい第一の溝部３３Ｒの領域では、高い減衰力を与える動作となる。

本実施の形態に係るダンパー装置を、振動や衝撃を受けるベースと緩衝対象機器との間に、配設固定されているとする。たとえば、第一の内部材１２の基端部１１が緩衝対象機器に固定され、第二の内部材２２の基端部２１がベースに固定されているとする（これと逆でも当然良い）。

また、図１８は、本実施の形態に係るダンパー装置が適用された場合における、緩衝対象機器の変位量の変化を波形として示した図である。図１８において、緩衝対象機器の変位量が縦軸であり、時間経過を横軸に示している。

本実施の形態に係るダンパー装置が適用された場合には、外部材３１における第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が小さい領域では、変位量δに対する回転量βが大きくなる（図１７参照）。したがって、第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が小さい領域では、本実施の形態に係るダンパー装置の減衰力は高くなる。よって、第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が小さい領域では、ベースの高い変位量（図１３の点線丸で囲まれた変位量Ｗ１）に対して、緩衝対象機器の抑制された変位量（図１８の点線丸で囲まれた変位量Ｗ７）が得られる。

これに対して、外部材３１における第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が大きい領域では、変位量δに対する回転量αが小さく（図１６参照）。したがって、第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が大きい領域では、本実施の形態に係るダンパー装置の減衰力は低くなる。よって、バネ４１の弾性による伸縮を妨げることはないため、第一の溝部３３Ｒの螺旋傾き角度が大きい領域では、ベースの小さい変位量（図１３の点線丸で囲まれた変位量Ｗ２）に対して、緩衝対象機器の抑制された変位量（図１８の点線丸で囲まれた変位量Ｗ８）が得られる。

このように、本実施の形態に係るダンパー装置では、ベースの変位量の大きさに応じて、外部材３１の回転慣性で得られる減衰力を、溝３３の螺旋の傾き角度で調整することが可能となる。よって、緩衝対象機器の変位量は、伸縮飽和状態となったり、高い減衰量でバネ４１の弾性による伸縮の妨げとなったりすることはない。したがって、上述したように、本実施の形態に係るダンパー装置では、異なる振動態様に対して最適な振動抑制効果を発揮することができる。

ここで、ダンパー装置の減衰量（慣性）が小さい場合には、第一の内部材１２および第二の内部材２２の直線運動の変位量が多くなり、ダンパー装置の減衰量（慣性）が大きい場合には、第一の内部材１２および第二の内部材２２の直線運動の変位量が少ない。衝撃や振動の初期段階では、小さい減衰量に設定され、さらに衝撃・振動が加わって変位量が増えると共に、大きい減衰量となる方が、第一の内部材１２および第二の内部材２２の伸縮可動範囲の中で、任意の減衰力パターンを自由に得ることが可能なダンパー装置を、提供することが可能となる。

そこで、ダンパー装置としては、第一の内部材１２および第二の内部材２２の近接離反の限界に到達する（伸びきる又は縮みきる、つまり伸縮の限界）前に、より大きい減衰量で変位に対抗することが望ましい。つまり、溝３３Ｒ、３３Ｌの螺旋傾き角度が、図１６，１７を用い説明したように、より大きな螺旋傾き角度（図１６）と、より小さな螺旋傾き角度（図１７）とが形成されている場合、より大きな螺旋傾き角度（図１６）の位置にピン１３Ｕ，１３Ｄが来るように初期位置を設定し、上記伸縮の限界に近づくに伴って、ピン１３Ｕ，１３Ｄが、より小さな螺旋傾き角度（図１７）の位置となるように、溝３３Ｒ、３３Ｌの形状およびピン１３Ｕ，１３Ｄの初期位置を設定することが望ましい。

以上のように、本発明に係るダンパー装置では、弾性を持ったバネ４１の硬度選定に基づき、伸縮変位を抑制する減衰力機能を、回転慣性と回転量の調整が簡易な構造で実現することができる。よって、ダンパー装置による緩衝対策において、対象機器の質量、受ける振動や衝撃の量、周期に応じた適正な対策が簡易に図られる。

５ 円筒部材
１１，２１ 基端部
１２ 第一の内部材
１３Ｕ，１３Ｄ ピン
１３ａ 頭部
１３ｂ ネジ部
１４ シャフト
２２ 第二の内部材
２４ ガイド穴
３１ 外部材
３２ 錘
３３Ｒ 第一の溝部
３３Ｌ 第二の溝部
４１ バネ

Claims (5)

1. 円柱状の第一の内部材と、
   円柱状であり、前記第一の内部材と対向して配設される第二の内部材と、
   前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に配設される弾性部材と、
   前記第一の内部材と前記第二の内部材との間に前記弾性部材が配設されている状態において、前記第一の内部材と前記第二の内部材と前記弾性部材とを外側から囲繞する、筒状である、外部材と、
   第一の内部材および第二の内部材のうち、少なくとも一方の外側面部に配設される突起部と、
   前記外部材の側面部に形成される、前記突起部を導く、螺旋状の溝とを備え、前記突起部は、前記溝に沿って螺旋運動可能であり、
   前記第一の内部材における、前記第二の内部材配設側の端部に配設される、棒状のシャフトと、
   前記第二の内部材の内部に配設され、前記シャフトを導く、ガイド穴とを、さらに備えている、
   ことを特徴とするダンパー装置。
2. 前記外部材の外側面部に配設される錘を、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
3. 前記錘は、
   前記外部材の中心部領域に配設されており、
   前記突起部は、
   前記第一の内部材に配設される第一の突起部と、
   前記第二の内部材に配設される第二の突起部とであり、
   前記溝は、
   前記錘を挟んで、前記第一の内部材配設側の前記外部材の前記側面部に形成される、第一の溝部と、
   前記錘を挟んで、前記第二の内部材配設側の前記外部材の前記側面部に形成される、第二の溝とであり、
   前記第一の突起部は、
   前記第一の溝部に挿通され、
   前記第二の突起部は、
   前記第二の溝部に挿通される、
   ことを特徴とする請求項２に記載のダンパー装置。
4. 前記第一の溝部の螺旋の巻方向は、
   前記第二の溝部の螺旋の巻方向と逆である、
   ことを特徴とする請求項３に記載のダンパー装置。
5. 前記溝は、
   螺旋の巻の傾きが変化している、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のダンパー装置。

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