JP6170425B2 - 摩擦ダンパー - Google Patents
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Description
(a)流体ダンパーはある程度のストロークでもって動かさないと減衰の効果が得られない。そのため、乗り物や産業機械等の用途で発生する小さいストロークの震動に対しては十分な減衰効果が得られない。さらに、流体ダンパーでは、作動時の発泡を抑制するために高圧ガスを封入する必要があり、装置が大型化する。
(b)高圧ガスを封入していないダンパーも開発されているが、機構が複雑で高コストである。
(c)錘や、高減衰ゴムを用いる方法では、重量が大きくなったり、減衰の効果を発揮できる振動周波数の範囲が狭いなどの問題がある。
(d)流体ダンパーや高減衰ゴムを用いた方法では、温度に依存して減衰特性が大きく変化してしまう問題がある。
(e)ゴム用いたものや、高圧ガスを用いたものも、バネ特性を内在していることから、機械側のバネ定数を変化させてしまい、減衰効果だけを発現することが難しいという問題が有る。
(1)構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、一方の構造部材に設けられるシャフト部材と、他方の構造部材に設けられ前記シャフト部材が嵌入した孔部を有するハウジング部材とを備え、前記シャフト部材の外周面およびハウジング部材の孔部内周面のいずれか一方に、弾性材および布材が一体化されてなり、かつ外周面に螺旋状の突条部または溝部が形成された摺動部材が設けられ、前記シャフト部材の外周面およびハウジング部材の孔部内周面の他方に、前記摺動部材の突条部または溝部と螺合する螺旋状の溝部または突条部が形成されており、振動により前記シャフト部材およびハウジング部材がシャフト部材の軸方向に相対移動する際、前記突条部と溝部との螺合による摩擦力を発生させることを特徴とする摩擦ダンパー。
(2)前記布材は、織物布、編物布または不織布である前記(1)に記載の摩擦ダンパー。
(3)前記弾性材が、エラストマーである前記(1)または(2)に記載の摩擦ダンパー。
(4)構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、シャフト部材と、一方の構造部材に設けられ前記シャフト部材の一端部が嵌入した孔部を有する第一ハウジング部材と、他方の構造部材に設けられ前記シャフト部材の他端部が嵌入した孔部を有する第二ハウジング部材とを備え、前記シャフト部材の外周面または前記第一および第二ハウジング部材の前記孔部内周面に、弾性材および布材が一体化されてなり、かつ外周面に螺旋状の突条部または溝部が形成された摺動部材が設けられ、摺動部材が設けられていないシャフト部材の外周面または第一および第二ハウジング部材の前記孔部内周面に、前記摺動部材の突条部または溝部と螺合する螺旋状の溝部または突条部が形成されており、振動により前記シャフト部材およびハウジング部材がシャフト部材の軸方向に相対移動する際、前記突条部と溝部との螺合による摩擦力を発生させることを特徴とする摩擦ダンパー。
(5)前記布材は、織物布、編物布または不織布である前記(4)に記載の摩擦ダンパー。
(6)前記弾性材が、エラストマーである前記(4)または(5)に記載の摩擦ダンパー。
また、本発明では、減衰特性が温度に依存しにくく、しかも簡単な機構であるため、従来のダンパーに比べて小型軽量化が可能である。従って、本発明の摩擦ダンパーは、自動車などの乗り物や産業機械などの用途に使用するのに好適である。
さらに、本発明によれば、漏れたり、劣化したりする可能性があるオイル等の流体を用いないので、保守・管理が容易である。さらに、実質的に振動のない通常時には、シャフト部材とハウジング部材の孔部とは摺動部材を介して螺合状態であるので、フラつきのない安定した状態を保持することができる。
図1,2に示すように、本発明の一実施形態に係る摩擦ダンパー1は、円柱状で外周面に軸方向に沿って螺旋状の溝部6を有するシャフト部材2と、シャフト部材2が部分的に嵌入した孔部5を有するハウジング部材3と、円筒部3aの孔部5の内周面に取り付けられシャフト部材2の溝部6に螺合する螺旋状の突条部7を外周面に有する摺動部材4とを備える。シャフト部材2は、円筒部3aと、円筒部3aをシャフト部材2の軸まわりに独立して回転可能とするベアリング部材3bと、このベアリング部材3bを介して外周部が円筒部3aと連結され空気抜き孔3dを有する円板部を設けた取付部材3cを有する。
シャフト部材2は、乗り物や産業機械などを構成する構造部材のうちの一方の構造部材200に取り付けられる。シャフト部材2の外周面に形成された螺旋状の溝部6は、摺動部材4の表面に形成された突条部7に螺合することで、振動等によりシャフト部材2およびハウジング部材3をシャフト部材2の軸方向に相対移動させたとき、円筒部3aをシャフト部材2の軸まわりに回転させる旋回力に変換する作用をもたらす。
ハウジング部材3は、他方の構造部材201に取り付けられる。ハウジング部材3は、前記したように、円筒部3aと、取付部材3cとをベアリング部材3bを介して連結した構造を有する。取付部材3cに設けた空気抜き孔3dは、シャフト部材2がハウジング部材3の孔部5内を取付部材3cに向かって進退したときに、孔部5内の空気を吸排気するためのものである。
ベアリング部材3bは、円筒部3aおよび取付部3cに取り付け可能で、円筒部3aをシャフト部材2の軸まわりに摩擦ダンパー1を構成する他の部材とは独立して回転可能とするものであれば、特に限定されない。なお、摩擦ダンパー1では、ベアリング部材3bを用いたが、本発明ではこれに限定されず、例えば、摩擦ダンパー1の減衰効果を調整することを目的として、ベアリング部材3bの代わりに、より回転抵抗の高い滑り軸受などを用いてもよい。
摺動部材4は、弾性材と布材とを一体化したものである。本実施形態においては、摺動部材4は孔部5の内周面全体に取り付けられているが、孔部5の内周面における必要な摺動面のみに取り付けられていてもよい。なお、摺動部材4は孔部5の内周面でなく、シャフト部材2の外周面に取り付けてもよい。
摩擦ダンパー1は、下記(a),(b)の動作をする。
(a)両構造部材200、201が実質的に無振動の場合、主にシャフト部材2の螺合部にかかる弾性材の押圧力や振動吸収性能および布材の摩擦力により、摩擦ダンパー1は、シャフト部材2およびハウジング部材3の相対移動を制止させ、その状態を維持させる。
(b)両構造部材200、201の一方が振動した場合、摺動部材3と、シャフト部材2の外周面との接触摺動により発生する摩擦力により、振動が減衰される。
本発明の他の実施形態に係る摩擦ダンパー10を図3に示す。図3において、図1、2に示した摩擦ダンパー1を構成する部材と同一のものには同一の符号を付して、説明を省略する。
摩擦ダンパー10は、円柱状で外周面に軸方向に沿って螺旋状の溝部6を有するシャフト部材12と、孔部15が形成された第一円筒部13aを有する第一ハウジング部材13と、孔部15´が形成された第二円筒部13´aを有する第二ハウジング部材13´と、溝部6に嵌合する突条部7を有する摺動部材4とを備える。
摺動部材4は、第一ハウジング部材13および第二ハウジング部材13´の各孔部15、15´の内周面に取り付けられている。シャフト部材12は、一端が摺動部材4を介して第一ハウジング部材13の孔部5内に螺嵌され、他端が摺動部材4を介して第二ハウジング部材13´の孔部5内に螺嵌されている。
シャフト部材12の外周面に形成された溝部6は、摺動部材4の表面に形成された突条部7に螺合することで、一方の構造部材200および他方の構造部材201の振動(すなわちシャフト部材12の軸方向の振動)により発生する、第一ハウジング部材13および第二ハウジング部材13´をシャフト部材12の軸方向に伸縮させようとする力を、シャフト部材12をその軸まわりに回転させる力に変換する作用をもたらす。
なお、摩擦ダンパー10では、第一ハウジング部材13と第二ハウジング部材13´とは同一のものであるが、本発明ではこれに限定されず、異なる形状、サイズ等であってもよい。その他は、前述の実施形態と同様である。
本発明においては、例えば、摺動部材4がハウジング部材3の孔部5でなく、シャフト部材2の外周面に取り付けられていてもよい。なお、摺動部材4がシャフト部材2の外周面に取り付けられる場合、シャフト部材2の外周面には溝部6が形成されていてもよいし、平滑な面であってもよい。
乗り物としては、例えば、自動車、モータバイク、自転車、アミューズメント用乗り物、モータボート、鉄道車両、船舶、航空機、宇宙船などが挙げられる。産業機械としては、例えば、一般的な機械、工作機、ロボット、振動を嫌う生産設備、半導体製造装置、チップマウンターなどが挙げられる。
2,12 シャフト部材
3 ハウジング部材
4 摺動部材
5,15,15´ 孔部
6 溝
7 突条部
13 第一ハウジング部材
13´ 第二ハウジング部材
Claims (6)
- 構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、
一方の構造部材に設けられるシャフト部材と、他方の構造部材に設けられ前記シャフト部材が嵌入した孔部を有するハウジング部材とを備え、
前記シャフト部材の外周面およびハウジング部材の孔部内周面のいずれか一方に、弾性材および布材が一体化されてなり、かつ外周面に螺旋状の突条部または溝部が形成された摺動部材が設けられ、
前記シャフト部材の外周面およびハウジング部材の孔部内周面の他方に、前記摺動部材の突条部または溝部と螺合する螺旋状の溝部または突条部が形成されており、
振動により前記シャフト部材およびハウジング部材がシャフト部材の軸方向に相対移動する際、前記突条部と溝部との螺合による摩擦力を発生させることを特徴とする摩擦ダンパー。 - 前記布材は、織物布、編物布または不織布である請求項1に記載の摩擦ダンパー。
- 前記弾性材が、エラストマーである請求項1または2に記載の摩擦ダンパー。
- 構造部材間の振動を減衰させるための摩擦ダンパーであって、
シャフト部材と、一方の構造部材に設けられ前記シャフト部材の一端部が嵌入した孔部を有する第一ハウジング部材と、他方の構造部材に設けられ前記シャフト部材の他端部が嵌入した孔部を有する第二ハウジング部材とを備え、
前記シャフト部材の外周面または前記第一および第二ハウジング部材の前記孔部内周面に、弾性材および布材が一体化されてなり、かつ外周面に螺旋状の突条部または溝部が形成された摺動部材が設けられ、
摺動部材が設けられていないシャフト部材の外周面または第一および第二ハウジング部材の前記孔部内周面に、前記摺動部材の突条部または溝部と螺合する螺旋状の溝部または突条部が形成されており、
振動により前記シャフト部材およびハウジング部材がシャフト部材の軸方向に相対移動する際、前記突条部と溝部との螺合による摩擦力を発生させることを特徴とする摩擦ダンパー。 - 前記布材は、織物布、編物布または不織布である請求項4に記載の摩擦ダンパー。
- 前記弾性材が、エラストマーである請求項4または5に記載の摩擦ダンパー。
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