JP7075802B2 - 調整可能なマスダンパーおよび搭載部品 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の前文に記載された調整可能なマスダンパー及び搭載部品に関するものである。

マスダンパーは機械的振動の振幅を低減させるために使用する。調整されたマスダンパーは、特定用途向けに、例えば特定の用途に向けて単一の振動数でのみ適切に機能するように大きさが明確に決定されたマスダンパーである。

従来、特定の部品に取付けられた後に調節することのできる、調整されたマスダンパーを提供する試みが行なわれている。

そのような装置が特許文献１に開示されている。この特許には、コイルばねに支持されている質量塊を有する、調節可能な調整されたマスダンパーが開示されている。その系の共鳴固有振動数はねじによって調節することができ、そのねじはコイルばねにねじ込まれる必要がある。ばねの１つ以上のコイルがねじに把持されるために、ばねの剛性が変化してしまう。

米国特許第６，６８１，９０８号明細書

従来技術にはいくつかの欠点がある。ねじがコイルばねにねじ込まれる量がより多くなると質量塊の振動に使用できる有効距離が減少する。更に、ばねが無負荷状態に比較して伸長又は圧縮した場合にはコイルばねの性質が違ってしまう。ばねの力は質量塊の位置に比例して変化する。ねじの調節がほとんどないことは、結果として、特許文献１に記載の調整されたマスダンパーの固有振動数に大きな変化を生じさせる。更に、ばねが中立状態／無負荷状態の周辺の範囲にある状態では、質量塊に作用する力は無いか又はほとんど無い。従って小さい振幅に対する減衰効果はわずかである。

本発明の目的は、従来技術の欠点の少なくともいくつかを回避することであり、特に、調節が容易であり、調節に関してあまり敏感でなく、小さい振幅に対しても良好な減衰性能を有するマスダンパーを提供することである。

この目的の少なくとも一部は、本発明の独立請求項に記載された調整可能なマスダンパー及び／又は搭載部品によって達成される。

特に、振動を減衰させるための本発明の調整可能なマスダンパーは、慣性質量を提供するためのマスブロックと、そのマスブロックの移動を作用方向に沿って案内するための少なくとも１つのガイド要素とを備える。調整可能なマスダンパーは、力を伝達するための少なくとも１つの力伝達要素、例えばロープ又はチエーン又はレバー、特に金属ロープ又はワイヤロープを備える。力は引き動作により伝達されることが好ましい。力伝達要素は作用方向に対して横方向を向いて配置される。マスブロックは、作用方向に移動可能であり、連結手段によって力伝達要素に連結される。力伝達要素は、少なくとも1つのばね要素によって予張力が付与される。予張力は調節可能になっている。

従って、初期位置にあっても、質量塊には予張力が付与されていて、そのために減衰効果は小さい振幅に対して作用できる。

通常は、本発明による調整可能なマスダンパーは事前に大きさを決定される。振動が減衰されるべき搭載部品の固有振動数は、例えば有限要素法解析又は別の適切な計算方法を用いて、理論的に決定できる。更に振動の最大振幅が推定できる。この計算値に基づいて、調整可能なマスダンパーを決定できる。すなわち、マスブロックの質量及び力伝達要素の初期予張力を決定できる。それに基づいて調整可能なマスダンパーを作製することができる。力伝達要素の予張力は調節可能であり、ダンパーの微調整は現場で可能である。通常は、理論的に計算された値が実際の値にぴたりと当てはまることはない。計算された値と実際の値の不一致は、力伝達要素の予張力を調節することによって無くすることができる。

マスブロック及びガイド要素は、ハウジング内に配置されることが好ましい。ハウジングは、あらゆる種類の密閉箱、フレーム又は取付け板のみであってもよい。ハウジングは、１つの底板、２つ、好ましくは４つの側板、及び必要に応じて１つの天板を有することが好ましい。

調整可能なマスブロックは単一ユニットとして提供できる。船舶ディーゼルエンジン向けの搭載部品、例えばサービス階段又は排気マニホールド又は燃料ポンプ又はターボチャージャ又はプラットフォーム又はレールユニットに組み込むことができる。更にそのような調整されたマスダンパーは容易に取り換えできる。密閉したハウジングにより汚れが防がれる。

ガイド要素には、少なくとも１つの、好ましくは２つのガイドレールを備えることができる。

ガイドレールによりマスブロックの安定性及び信頼性の高い案内（ガイド）が実現される。２つのガイドレールを使用する場合、力は容易に伝達され、マスブロックのトルクが吸収できる。

調整可能なマスダンパーは、２つの力伝達要素、特に、２つのロープを備えることができる。

従って、予張力及び／又はばね力を、より多くの要素に分散することが可能になる。更に、それぞれの力伝達要素の大きさをより小さくできる。

ばね要素は少なくとも１つの弾性要素を備えることができる。弾性要素はゴムばね又は円盤ばねであってよい。弾性要素は、少なくとも１つの、より好ましくは２つのコイルばねを備えることが好ましい。コイルばねは、張力ばね又は引きばねであることができる。

そのような弾性要素は標準部品として購入することができ、保守及びパーツの交換が簡易化できる。

調整可能なマスダンパーは、力伝達要素の予張力を調節するための調節要素を備えることができる。調節要素は調節ねじであることが好ましい。

従って予張力は簡単な方法で調節できる。

調整可能なマスダンパーのマスブロックは、少なくとも１つの、好ましくは１対の連結ローラーを介して少なくとも１つの力伝達要素に連結することができる。本明細書で使用されるローラーはプーリーとみなすことができる。１対の連結ローラーはマスブロックに取り付けられているか又は連結されて、マスブロックと共に移動可能になっている。

力伝達要素の連結手段の作用点とマスブロックとの間の相対移動が、少なくとも１方向において可能になる。不要な力、特に横方向の力は低減又は回避することができ、予張力は無抵抗でマスブロックに作用することができる。

少なくとも１つの力伝達要素は、２つのガイドローラー、好ましくは少なくとも２対のガイドローラーによって案内できる。ガイドローラーはハウジングに取り付けることができる。ガイドローラーのそれぞれの対は、力伝達要素との連結点において作用点を有する。

従って、それぞれの力伝達要素の少なくとも一部は、ハウジングに対して及びマスブロックに対して、少なくとも一方向に固定された相対位置に配置される。少なくとも第２の方向では、それぞれの力伝達要素の少なくとも一部の相対移動が可能になる。それぞれの力伝達要素の作用点は不変のままである。

調整可能なマスダンパーは、減衰要素、特に摩擦ダンパー又は粘性ダンパーを備えることができる。

減衰要素はマスブロックの減衰力を誘発し、減衰力の方向は、ガイドレール及びハウジングに対するブロックの相対移動の方向とは反対である。その結果、系の運動エネルギーが消失する。

減衰要素は、好ましくはマスブロックとハウジングとの間及び/又はマスブロックとガイド要素との間に配設される。

減衰力は、このように所望の部位、すなわちハウジング及び／又はガイド要素に向けることができる。

好ましくは、マスブロックはハウジング内の中央に配置され、均衡のとれた質量分布及び容易な製作が可能になる。

ばね要素及び／又は調節要素はハウジングに取付けることができる。

ばね要素を調整可能なマスダンパーに取付けるには別個の要素が不要である。そのために、調整可能なマスダンパーは単一ユニットとして製作でき、予め設定された構成で取付位置に供給できる。

調整可能なマスダンパーのばね要素は２つの弾性要素を備えており、そのばね要素はハウジングの反対両側に配置されている。マスブロックの連結手段、好ましくは一対のガイドローラーは、これらの対向する両側の間にある力伝達要素に取付けることが好ましい。

均衡化した力を得ることができる。ばね要素をいくつかの区別できるように配置された弾性要素に分割することにより、ハウジング上の明確な点への力の導入が可能になり、これによりハウジングの大きさがより小さくできる。

本発明の別の態様又は追加の態様は、搭載部品、特にディーゼルエンジンの搭載部品に関する。本搭載部品は、例えば、サービス階段、排気マニホールド、燃料ポンプ、ターボチャージャ、プラットフォーム、又はレールユニットであることができる。本搭載部品は本明細書に記載の調整可能なマスダンパーを備える。

そのような搭載部品は、後付け、例えば容器の後付け、又は完成品一式の交換を可能にする。更にそれら物品は特定の固有振動数に事前調整することができる。

本発明の調整可能なマスダンパーの概略図。

調整可能なマスダンパーの例示的実施形態について図１を参照して説明する。

図１は調整可能なマスダンパー１００の概略図を示す。調整可能なマスダンパー１００はハウジング１を備える。ハウジング１の内部にはマスブロック２が配置されている。マスブロック２は、ガイド要素３の２本のガイドレール３１及び３２によって案内される。ガイドレール３１及び３２はハウジング１に取付けられる。ハウジング１は、図に示される４つの側壁の他に上板及び底板を備え、閉じたハウジング、好ましくは密封されたハウジング１を形成できる。

作用方向Ａを矢印で示す。矢印は前方および後方を示す。第１対の連結ローラー２１,２２及び第２対の連結ローラー２１’, ２２’が、マスブロックの前方部、後方部にそれぞれ設けられている。

４対のガイドローラー１１，１２；１３，１４；１１’,１２’；１３’，１４’がハウジング１の内部に設けられ、ハウジング１に取付けられている。

金属ロープ６が第１の力伝達要素として提供されている。金属ロープ６は、ローラー対１１, １２；２１, ２２及び１３, １４を通して導かれ、作用方向Ａに対して横方向に向いて配置されている。金属ロープ６は、ばね要素４を備える。ばね要素４は、２つの部分に分かれており、２つのコイルばね４１，４２を備えている。コイルばねのそれぞれは、金属ロープ６’の端部に配置される。コイルばね４１，４２のそれぞれは、別個の調節要素５，７に連結される。調節要素５及び７は、２つの調節ねじ５１及び５７をそれぞれ備える。調節ねじ５１及び７１を回すことによって、金属ロープ６に予張力が付与され、それにより減衰振動数が調節できる。

金属ロープ６’は第２の力伝達要素として提供される。金属ロープ６’は、ローラー対１１’,１２’；２１’,２２’及び１３’,１４’を通して導かれ、作用方向Ａに対して横方向に向いて配置される。金属ロープ６’は、ばね要素４’を備える。ばね要素４は、２つの部分に分かれており、２つのコイルばね４１’，４２’を備えている。コイルばねのそれぞれは、金属ロープ６’の端部に配置される。コイルばね４１’，４２’のそれぞれは、別個の調節要素５，７に連結される。調節要素５’及び７’は、２つの調節ねじ５１’及び５７’をそれぞれ備える。調節ねじ５１’及び７１’を回すことによって、金属ロープ６’に予張力が付与できる。

調整可能なマスダンパーの所望される特性に応じて、２つの力伝達要素のうちの１つのみが使用でき、又は３つ以上の力伝達要素が使用できる。

追加の減衰要素８が、ハウジング１の内部に配置されて、マスブロック２をハウジング１に連結する。

Claims (14)

1. 振動を減衰させるための調整可能なマスダンパー（１００）であって、
   慣性質量を提供するためのマスブロック（２）と、
   前記マスブロック（２）が作用方向（Ａ）に沿って移動するように案内するための少なくとも１つのガイド要素（３）と、
   好ましくはロープ又はチエーン又はレバーであり、特に金属ロープ又はワイヤロープである少なくとも１つの力伝達要素（６）とを備え、
   前記力伝達要素（６）は前記作用方向（Ａ）に対して横方向を向いて配置されており、
   前記マスブロック（２）は、前記作用方向（Ａ）に移動可能になっており、連結手段（２１，２２）によって前記力伝達要素（６）に連結され、
   前記力伝達要素（６）は、少なくとも１つのばね要素（４）によって予張力が与えられるようになっており、予張力は調節可能になっており、
   前記マスブロック（２）が１対の連結ローラー（２１；２２）を介して前記少なくとも１つの力伝達要素（６）に連結され、前記１対の連結ローラー（２１；２２）が前記マスブロック（２）に取付けられているか又は固定されている、調整可能なマスダンパー（１００）。
2. 前記マスブロック（２）及び前記ガイド要素（３）がハウジング（１）内に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
3. 前記ガイド要素（３）が少なくとも１つの、好ましくは２つのガイドレール（３１；３２）を備える、請求項１又は請求項２に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
4. ２つの力伝達要素（６；６’）、特に２本のロープを備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
5. 前記ばね要素（４）は、少なくとも１つの弾性要素、特にコイルばね（４１）、好ましくは２つのコイルばね（４１；４２）を有する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
6. 前記力伝達要素（６；６’）の予張力を調節するための調節要素（５；５’）を備え、前記調節要素（５；５’）が好ましくは調節ねじ（５１）である、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
7. 前記少なくとも１つの力伝達要素（６；６’）が２対のガイドローラー（１１，１２；１３，１４）によって案内され、前記２対のガイドローラー（１１，１２；１３，１４）が前記ハウジングに取付けられている、請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
8. 減衰要素（８）、特に摩擦ダンパー及び／又は粘性ダンパーを備える、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
9. 前記減衰要素（８）が、前記マスブロック（２）と前記ハウジング（１）との間及び／又は前記マスブロック（２）と前記ガイド要素（３）との間に配置されている、請求項２から請求項８までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
10. 前記マスブロック（２）が前記ハウジング（１）の中央に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
11. 前記ばね要素（４）が前記ハウジングに取付けられていることを特徴とする、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
12. 前記調節要素（５）が前記ハウジング（１）に取付けられていることを特徴とする、請求項２から請求項１１までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
13. ２つの弾性要素（４１；４２）が前記ハウジング（１）の対向する両側に取付けられていることを特徴とする、請求項２から請求項１２までのいずれか１項に記載された調整可能なマスダンパー（１００）。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載された調整されたマスダンパー（１００）を備える搭載部品であって、特にディーゼルエンジンの、特に、サービス階段又は排気マニホールド又は燃料ポンプ又はターボチャージャ又はプラットフォーム又はレールユニットである、搭載部品。

Images