JPH0247612B2 - - Google Patents

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JPH0247612B2
JPH0247612B2 JP59502818A JP50281884A JPH0247612B2 JP H0247612 B2 JPH0247612 B2 JP H0247612B2 JP 59502818 A JP59502818 A JP 59502818A JP 50281884 A JP50281884 A JP 50281884A JP H0247612 B2 JPH0247612 B2 JP H0247612B2
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JP
Japan
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fluid
gas
pressure
vibration
reservoir
Prior art date
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Application number
JP59502818A
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English (en)
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JPS60501619A (ja
Inventor
Baanaado Daburyu Eiburamuzu
Donarudo Jei Kaabo
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS60501619A publication Critical patent/JPS60501619A/ja
Publication of JPH0247612B2 publication Critical patent/JPH0247612B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/04Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/26Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a plastics spring and a damper, e.g. a friction damper characterised by adjusting or regulating devices responsive to exterior conditions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)

Description

請求の範囲 1 内側部材と、外側部材と、前記両部材を接続
する弾性剪断スプリングと、第1の流体チヤンバ
と、前記内側部材内にあつて前記第1の流体チヤ
ンバと絞り弁を介して連通する第2の流体チヤン
バと、前記第2の流体チヤンバ内にあつて膨脹及
び収縮が可能で且つガスの充填が可能な弾性貯気
槽とを有する粘性スプリング・ダンパと、 前記貯気槽にガスを供給するガス供給源と、 前記貯気槽に前記ガス供給源を駆動可能に連通
させる選択的に制御可能な第1のサーボバルブ
と、 前記粘性スプリング・ダンパに取付けられる対
象物の動きを該対象物と係合している状態で検出
する動き検出手段と、 前記動き検出手段の出力を第1の予め選択した
基準値と比較して前記動き検出手段の出力に応じ
て前記第1のサーボバルブを選択的に動作させる
第1の論理回路手段と、 前記貯気槽内のガス圧を検出する第1の圧力変
換器手段と、 前記第1の圧力変換器手段の出力を第2の予め
選択した基準値と比較して前記第1の圧力変換器
手段の出力に応じて前記第1のサーボバルブを選
択的に動作させる第2の論理回路手段とを具備
し、 前記貯気槽内のガス圧を前記粘性スプリング・
ダンパの動的結合動作を調整するように選択的に
制御することを特徴とする機械的結合制御装置。 2 内側部材と、外側部材と、前記両部材を接続
する弾性剪断スプリングと、第1の流体チヤンバ
と、前記内側部材内にあつて前記第1の流体チヤ
ンバと絞り弁を介して連通する第2の流体チヤン
バと、前記第2の流体チヤンバ内にあつて膨脹及
び収縮が可能で且つガスの充填が可能な弾性貯気
槽とを有する粘性スプリング・ダンパと、 前記貯気槽にガスを供給するガス供給源と、 前記貯気槽に前記ガス供給源を駆動可能に連通
させる選択的に制御可能な第1のサーボバルブ
と、 前記第1の流体チヤンバと前記第2の流体チヤ
ンバに流体を供給する流体供給源と、 前記流体供給源を前記第1及び第2の流体チヤ
ンバに動作可能に連通させる第2の選択的に制御
可能なサーボバルブと、 前記粘性スプリング・ダンパに取付けられる対
象物の動きを該対象物と係合している状態で検出
する動き検出手段と、 前記動き検出手段の出力を第1の予め選択した
基準値と比較して前記動き検出手段の出力に応じ
て前記第1のサーボバルブを選択的に動作させる
第1の論理回路手段と、 前記貯気槽内のガス圧を検出する第1の圧力変
換器手段と、 前記第1の圧力変換器手段の出力を第2の予め
選択した基準値と比較して前記第1の圧力変換器
手段の出力に応じて前記第1のサーボバルブを選
択的に動作させる第2の論理回路手段と、 前記第1及び第2の流体チヤンバ内の流体圧を
検出する第2の圧力変換器手段と、 前記第2の圧力変換器手段の出力を第3の予め
選択された基準値と比較して前記第2の圧力変換
器手段の出力に応じて前記第2のサーボバルブを
選択的に駆動する第3の論理回路手段とを備え、 前記貯気槽内のガス圧を前記粘性スプリング・
ダンパの動的結合動作を調整するように選択的に
制御し且つ前記第1及び第2の流体チヤンバ内の
流体圧を前記粘性スプリング・ダンパの動的結合
動作を調整するように選択的に制御することを特
徴とする機械的結合制御装置。 3 前記第1のサーボバルブは前記ガス供給源と
連通するように電気的に動作可能であり、前記ガ
ス供給源はガス低圧貯蔵器とガス高圧貯蔵器とを
有しており、前記ガス低圧貯蔵器及び前記ガス高
圧貯気槽は前記圧力変換器の出力と前記動き検出
手段の出力とに応じて前記貯蔵器に選択独占的に
連通可能であることを特徴とする請求の範囲第2
項に記載の機械的結合制御装置。 4 前記第1の論理回路手段は、選択されたガス
圧力値を計算する手段を備え、前記第3の論理回
路は前記粘性スプリング・ダンパの動的結合動作
を改善するように選択されたガス圧力値を計算す
る手段を備えていることを特徴とする請求の範囲
第3項に記載の機械的結合制御装置。 5 制御されるべき対象物と前記対象物を支持す
る支持台とを有し、前記対象物又は前記支持台の
変動する動作特性とは独立して前記対象物の振
動、衝撃、加速度及び位置を選択的の適宜に制御
する制御装置において、 前記対象物と前記支持台との間に機械的に結合
された粘性スプリング・ダンパと、 前記対象物の振動、衝撃、加速度及び位置を検
出する第1の検出手段と、 前記支持台の振動、衝撃、加速度及び位置を検
出する第2の検出手段と、 前記粘性スプリング・ダンパにガスを選択的に
供給するガス供給源と、 前記粘性スプリング・ダンパに流体を選択的に
供給する流体供給源と、 前記第1及び第2の検出手段と、前記ガス供給
源と前記流体供給源とに動作可能に接続されて、
前記対象物と前記支持台の振動、衝撃、加速度及
び位置を検出し且つ前記ガス供給源及び前記流体
供給源からの入力を調整して前記粘性スプリン
グ・ダンパとの作動と前記対象物の前記支持台に
対する動的な機械的結合とを選択的に調整する論
理制御手段とを備える制御装置。 6 複数の粘性スプリング・ダンパが前記対象物
と前記支持台との間に結合されており、前記論理
制御手段は前記複数の粘性スプリング・ダンパに
動作可能に連係されていることを特徴とする請求
の範囲第5項に記載の制御装置。 7 制御されるべき対象物と前記対象物を支持す
る支持台とを有し、前記対象物又は前記支持台の
変動する動作特性とは独立して前記対象物の振
動、衝撃、加速度及び位置を選択的に適宜に制御
する制御装置において、 前記対象物と前記支持台との間に機械的に結合
された粘性スプリング・ダンパと、 前記対象物の振動、衝撃、加速度及び位置を検
出する第1の検出手段と、 前記支持台の振動、衝撃、加速度及び位置を検
出する第2の検出手段と、 前記粘性スプリング・ダンパにガスを選択的に
供給するガス供給源と、 前記粘性スプリング・ダンパに流体を選択的に
供給する流体供給源と、 前記第1及び第2の検出手段と、前記ガス供給
源と前記流体供給源とに動作可能に接続されて、
前記対象物と前記支持台の振動、衝撃、加速度及
び位置を検出し且つ前記ガス供給源及び前記流体
供給源からの入力を調整して前記粘性スプリン
グ・ダンパとの作動と前記対象物の前記支持台に
対する動的な機械的結合とを選択的に調整する論
理制御手段と 前記ガス供給源と前記粘性スプリング・ダンパ
の間に配置された第1のバルブ手段と、 前記流体供給源と前記粘性スプリング・ダンパ
の間に配置された第2のバルブ手段とを具備し、 前記第1及び第2のバルブ手段は前記論理制御
手段に動作可能に連係されて前記第1及び第2の
検出手段からの信号に応じて選択的に作動するこ
とを特徴とする制御装置。 8 弾性剪断スプリングによつて接続された内側
部材と外側部材と、第1の流体チヤンバと、前記
内側部材内にあつて前記第1の流体チヤンバと絞
り弁を介して連通する第2の流体チヤンバと、前
記第2の流体チヤンバ内にあつて膨脹及び収縮が
可能で且つガスを充填可能な弾性貯気槽とを有
し、前記内側部材及び前記外側部材が前記剪断ス
プリングに圧力を加え且つ前記第1及び第2の流
体チヤンバの容積を変えて前記絞り弁を介して前
記第1及び第2の流体チヤンバの間に流体を流す
粘性スプリング・ダンパを備えた振動制御装置に
おいて、支持されるべき対象物と該対象物の支持
台との相対的振動を検出する検出手段と前記粘性
スプリング・ダンパの流体圧を変えて振動制御装
置の動的結合動作を調整する手段とを更に備えて
いることを特徴とする振動制御装置。 9 弾性剪断スプリングによつて接続された内側
部材と外側部材と、第1の流体チヤンバと、前記
内側部材内にあつて前記第1の流体チヤンバと絞
り弁を介して連通する第2の流体チヤンバと、前
記第2の流体チヤンバ内にあつて膨脹及び収縮が
可能で且つガスを充填可能な弾性貯気槽とを有
し、前記内側部材及び前記外側部材が前記剪断ス
プリングに圧力を加え且つ前記第1及び第2の流
体チヤンバの容積を変えて前記絞り弁を介して前
記第1及び第2の流体チヤンバの間に流体を流す
粘性スプリング・ダンパを備えた振動制御装置に
おいて、 支持されるべき対象物と該対象物の支持台との
相対的振動を検出する検出手段と、 前記粘性スプリング・ダンパの流体圧を変えて
振動制御装置の動的結合動作を調整する手段と、 前記弾性貯気槽のガス圧を変えて振動制御装置
の動的結合動作を調整する流体圧変動手段とを備
えていることを特徴とする振動制御装置。 10 前記流体圧変動手段は、論理制御装置と該
論理制御装置と動作可能に連係するサーボバルブ
とからなり、前記論理制御装置は更に前記検出手
段とも動作可能に連係することを特徴とする請求
の範囲第9項に記載の振動制御装置。 発明の背景 本発明は、機械的振動及び位置を制御する装置
に関するものであり、特に振動構造物の振動や機
械のような振動構造物によつて他の場所に発生す
る振動を制御するための装置と論理制御回路とが
協働して衝撃を吸収し且つエネルギを消失させる
ように、絞り弁を通る流体の流れと弾性剪断スプ
リングの両方を用いるタイプの緩衝器に関するも
のである。 本発明は、海軍船、特に遠距離においても音響
的に検出されないようにする必要のある潜水艦の
部品の支持のために用いられる機械的連結器制御
システムとして特に適用可能である。しかしなが
ら、例えば、同様の振動・位置制御機械的連結器
システムが他のタイプの振動物を支持又は隔離す
るのに用いられるような他の環境においても本発
明を用いることができるのは当業者に明らかであ
ろう。 潜水艦の音響的検出は、低周波が高周波によつ
て影響されても吸出されないため、潜水艦船体よ
り発生させられる低周波に基づいて主に行なわれ
る。これらの低周波は、種々の機械の振動によつ
て発生させられ、支持手段を介して伝達されて船
体から放出される。したがつて機械の支持手段の
低周波の伝達率を減少させれば、潜水艦が検出さ
れる確率が必然的に減少する。 今までに種々の形及びタイプの機械的連結器シ
ステムが提案され且つ用いられており、これらは
或る程度の成功をおさめている。しかし従来の多
くの機械的連結器システムは、潜水艦のような海
軍船に用いるには、十分なものではないことが判
かつている。 従来の振動遮断装置の中の1つには、支持基体
と振動する機械との間にスプリングを取付けたも
のがある。このスプリングの特性は、その静的振
れまたは静的たわみ(static deflection)と振動
遮断装置全体のシステムの共振周波数との間の最
適妥協点(compromise)を取るように選択され
る。振動する機械を所望の位置に保持するには、
スプリングの静的たわみは小さいことが好まし
く、この場合にはスプリングを堅くする必要があ
る。まだ、共振周波数は小さくすることが好まし
いが、共振周波数を小さくするためには、スプリ
ングの静的たわみを大きくしてスプリングを服従
するようにする必要がある。これら2つの相反す
る選択事項の間で妥協点を選択することになる。
うまく妥協点を選択できれば、振動する機械によ
つて発生することが予想される最も低い周波数よ
り幾分か低い共振周波数として、スプリングは容
認できる程度の静的たわみを起こすことになる。 しかしながら、この妥協点は、しばしば共振周
波数を所望の程度の伝達損失を得るのに十分な低
さにすることができず、また静的たわみが許容で
きる程度より大きくなる点で不十分なものであ
る。 本発明は、上述の問題の全て及び静的たわみと
動的コンプライアンス(dynamic compliance)
とが別々に選択可能な機械的連結器制御装置を提
供するためのその他の問題を解消する新規且つ改
善された装置を包含するものである。該装置は、
種々の寸法特性を有する振動体と一緒に複数の用
途に簡単に適用できるものであり、また支持台
(support platform)と振動体との間の動連成動
作即ち動的連結動作(dynamic coupling
operation)を改善するものである。 発明の概要 本発明によれば、対象物又は装置の支持台の振
動動作特性とは無関係に装置に取付けられる対象
物の振動、衝撃、加速度及び位置を制御する装置
を提供できる。該装置は、制御されるべき振動体
と、該振動体を支持結合された粘性スプリング・
ダンパと、振動体の振動、衝撃、加速度及び位置
を検出する第1の検出手段と、支持台の振動、衝
撃、加速度及び位置を検出する第2の検出手段
と、上記粘性スプリング・ダンパに選択的にガス
を供給するガス供給源と、上記粘性スプリング・
ダンパに流体を選択的に供給する流体供給源と、
上記第1及び第2の検出手段、ガス供給源及び流
体供給源に作動的に係合されて振動体及び支持台
の振動、衝撃、加速度及び位置を比較する論理制
御手段とを具備している。この論理制御手段は、
ガス供給源及び流体供給源からの各入力を調整し
て、支持台に対する振動体の動的機械的結合及び
粘性スプリング・ダンパの動作を選択的に調整す
る。 本発明の他の態様によれば、流体源、ガス源及
び粘性スプリング・ダンパの間にある選択的に制
御可能なサーボバルブは、上記論理制御手段によ
つて作動的に制御されて、振動体と支持台との間
の検出された振動に応じて上記粘性スプリング・
ダンパのガス圧力と流体圧力とを調整し、振動を
減少させ、衝撃を吸収し、加速度を抑制し、支持
台に対する振動体の予め定められた位置を維持す
る。 本発明の更に他の態様によれば、検出手段の出
力に応じて、サーボバルブを選択的に操作するた
めに、上記論理制御手段は第1の検出手段と第2
の検出手段の出力を予め選択し基準値と比較す
る。 本発明を用いて得られる利点は、制御装置が振
幅、位相及び周波数に応じて装置に結合された振
動体間の相対運動エネルギを選択的に調整するよ
うに作動することである。 本発明を用いて得られる他の利点は、振動制御
装置が、支持手段を介して伝達されて潜水艦本体
によつて放射される、潜水艦の音響的検出を可能
にするような、振動機械によつて発生させられる
低周波を減少させることである。 本発明によつて得られる更に他の利点は、機械
的結合装置が、振動、衝撃、加速度及び機械の運
搬に固有のトルク運動を吸収した上で、機械の予
め選択した必要位置を維持するために振動する機
械の対象物を支持することができることである。 本発明の別の利点は、能動機械連結制御装置
が、支持される対象物又は支持台の変動する動作
特性とは無関係に、支持される対象物と支持台と
の間の位置、振幅、加速度、衝撃及び振動を遠隔
的に制御することができることである。 主題の新規な振動制御システム装置の他の利点
及び効果は、該明細書を読んで理解すれば当業者
には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明は、或る複数の部品及び部品の配置にお
いて有形なものとすることもでき、本発明の好ま
しい実施例は明細書に詳細に記載され且つ本書類
の一部を構成する添付の図面に明示されている。 第1図は、本発明を実施する場合に用いるのに
適した粘性スプリング・ダンパの横断面図であ
る。 第2図は、本発明により構成される装置のブロ
ツク図である。 第3図は、本発明により設計された論理制御装
置を示すブロツク図である。 第4図は、本発明を実施する場合に用いるのに
適した粘性スプリング・ダンパの負荷/ひずみ特
性のグラフであり、特にガス圧力内の変化による
負荷への影響を示している。 第5図は、機械的結合器装置内の振動の伝達度
のグラフであり、特に高減衰システム及び低減衰
システムの応答を示している。 第6図は、本発明により構成された振動制御装
置の改善された運転結果を示すグラフである。
【発明の詳細な説明】
本発明を限定する目的ではなく、本発明の好ま
しい実施例を示す目的の図面を参照すると、図に
おいて、10は制御システムであり、該装置は特
に振動質量又は振動体12(vibrating mass or
item)と支持台又は支持基体14(第2図)と
を機械的に結合するのに有益である。 更に詳細に第1図を参照すると、粘性スプリン
グ・ダンパ20が示されており、該粘性スプリン
グ・ダンパは、内側部材22と、外側部材24
と、内側部材22及び外側部材24の面に接着又
は接合されて内側部材22を外側部材24に結合
する可撓性又は弾性剪断スプリング26とを有し
ている。外側部材24は、外側管28と該管28
に固定されたキヤツプ30とを備えている。主又
は第1の流体チヤンバ34は、内側部材22と、
外側部材24と弾性剪断スプリング26との間に
形成されている。流体コネクタ36は端部キヤツ
プ30の孔内に位置決めされて、主流体チヤンバ
34から流体を出したり該チヤンバに流体を入れ
たりする。この応用例において流体の記載は、油
圧油のような液体を意味する。 内側部材22は、外側に延びる取付けフランジ
40と端部壁42を含む細長く伸びたカツプ状の
部分とを有しており、該部分の周壁44は細長く
伸びた第2の流体チヤンバ46を閉じるように端
部壁から延びている。そして絞り弁48が第1及
び第2の流体チヤンバ34及び46の間で流体を
移送させるために設けられている。 第2の流体チヤンバ46内には、細長く伸びた
膨脹及び伸縮が可能な可撓性又は弾性のある貯気
槽(bladder)52が設けられており、該貯気槽
の周囲の取付けフランジ54は内側部材22の肩
部とキヤツプ部材56との間にしつかりと取付け
られている。キヤツプ部材56は、圧着その他適
宜の方法で内側部材22にしつかりと取付けられ
る。そして該キヤツプ部材56にはガス・コネク
タ60が取付けられており、このガス・コネクタ
60は可変ガス圧により貯気槽52を選択的に充
填するために、貯気槽52にガスを入れたり該貯
気槽からガスを出したりする。貯気槽52は、第
2の流体チヤンバ46の形と略一致するような形
をしており、その底壁62は内側部材22の底壁
42と対向し、周壁64は外側部材24の周壁4
4と対向している。 弾性剪断スプリング26は、ダンパ20によつ
て支えられる対象物又は負荷の一部分を支持し、
また内側部材22と外側部材24との間の主流体
チヤンバ34のシールとして作用する。弾性剪断
スプリング26を内側部材22と外側部材24と
の間のシールに用いると、摺動する面がないとい
う点で一般の制動ユニツトよりも有利である。し
たがつて、シールの耐久性は一般のユニツトと比
べて非常に高い。また、弾性剪断スプリング26
を用いることにより、他の多くの制動装置におい
ては大目に見ることができない程度の円錐の及び
ねじれの中心のずれを受け入れることができる。 流体は粘性スプリング・ダンパ20において2
つの目的を果している。第1に、流体は弾性剪断
スプリング26の流体と接する面の大部分に負荷
を分担させるため、弾性剪断スプリング26それ
自体だけを支持手段として用いる場合に比べて、
負荷容量を大きくすることができる。第2に、内
側部材22の絞り弁48を通る流体の流れが、制
動又は減衰を高くすることである。絞り弁48の
動作により反対方向に異なつた減衰効果を得るこ
とができる。これにより、圧縮負荷の下では低い
制動を、そしてユニツトが中立位置に戻ろうとす
る場合には高い制動とすることができる。 貯気槽52の加圧はダンパ20の負荷/ひずみ
特性を調整するために行なわれる。特に第4図を
参照すれば、ガス圧の変化による所定負荷に対す
るひずみの影響が示されている。ガス圧を調整す
る能力により、装置の設計範囲内において、粘性
スプリング・ダンパ20を特定の負荷において所
定のひずみを持つように設定することができる。
この調整を時折又は継続して行なう能力が本発明
の動作において重要である。 第2図を参照すると、本発明の好ましい実施例
の装置を示すブロツク図が示されている。当該装
置によつて支持されるべき機械の振動片のような
対象物が振動体12として示されている。該振動
体12はフレーム部材72に取付けられ、フレー
ム部材72は粘性スプリング・ダンパ20によつ
て係合されている。またフレーム部材72は、ダ
ンパ20の内側部材22又は外側部材24のいず
れかに係合させることもできる。第2図のブロツ
ク図において、フレーム部材72は可撓性のある
貯気槽52(第1図)を含む内側部材22と連係
している。ダンパ20のための支持台14は、潜
水艦の本体又はその他の振動体12のいずれかの
最終支持面で構成することができる。支持台14
は粘性スプリング・ダンパ20の外側部材24
(第1図)と連係的に係合している。 振動体12の振動、衝撃、トルク、動き、加速
度及び位置は第1の検出手段を構成する第1の加
速度計74によつて検出される。この加速度計7
4は振動体12のフレーム部材72と連係されて
いるように示されているが、加速度計74は振動
体12上に位置決めしてもよく、また振動体の動
きを検出するその他の態様で配置してもよい。本
発明の好ましい実施例においては、商業的に利用
可能なビー・アンド・ケイ社のモデル番号4368
(B&K Model Number 4368)のような加速
度計(accelerometer)を用いることができる。 第2の検出手段76は支持台14と連係してお
り、支持台14の動きや振動を検出する。第2の
検出手段もまた、好ましくは加速度計で構成され
る。加速度計74,76は両方とも論理制御回路
78と動作可能に通じており、論理制御回路78
は粘性スプリング・ダンパの動連成動作即ち動的
結合動作を調整する目的で検出される対象物の振
動を検知して、以下に詳述するようにして、振動
を減衰し且つダンパの動連成動作を改善する。 第1図及び第2図を参照すると、ダンパ20の
弾性貯気槽52はガス圧貯蔵器80から選択的に
加圧されるようになつている。ガス圧貯蔵器80
は、一般的に高圧貯蔵器82、低圧貯蔵器84及
び高圧貯蔵器を保持するポンプ86から構成され
る。低圧貯蔵器84は、単に大気圧で構成するこ
ともできる。ガス圧貯蔵器は、選択的に動作可能
なバルブ、好ましくは第1のサーボバルブ92と
連通しており、またサーボバルブ92は貯気槽5
2と動作可能に連通している。貯気槽52内のガ
ス圧は、貯気槽52内のガス圧を増加させ、また
貯気槽52から低圧貯蔵器86へガスを放出させ
て圧力を下げるサーボバルブの動作によつて選択
的に調整することができる。サーボバルブ92
は、サーボドライブ94によつて駆動され、サー
ボドライブ94は論理制御回路78によつて駆動
される。空気圧変換器96は、貯気槽52内の圧
力を検出して論理制御回路78に圧力の表示
(indicia)を伝達する。 また同様の流体圧制御システムが、粘性スプリ
ング・ダンパ20の流体チヤンバ内の流体圧力を
調整するために設けられている。流体圧貯蔵器1
00は、ポンプ102と、低圧貯蔵器104と高
圧貯蔵器106とから構成され、第2のサーボバ
ルブ108と連通する流体供給源として機能す
る。油圧変換器110はダンパ20の流体チヤン
バ34及び46内の油圧の表示を論理制御回路7
8に供給する。サーボバルブ108は、サーボド
ライブ112によつて駆動される。流体は流体源
100から流体コネクタ36を介して流体チヤン
バ34及び46に供給される。 動 作 第3図及び第6図を用いて、本発明の改善され
た振動制御特性について特に説明する。 第3図には、振動の伝達度を減少させる論理制
御装置が示してある。機械の振動片や支持台に係
合できるような第1の加速度計74は、対象物の
振動を検出する。この第1の加速度計74の出力
は増幅器120によつて増幅され、位相シフト・
ネツトワーク122によつて位相が調整される。
増幅及び位相シフトの範囲は、システムの予め定
めた周波数要件の関数として選択的に変えられ
る。位相シフト・ネツトワークの出力は総和点1
24に供給される。適宜に正電圧又は負電圧のい
ずれかに接続可能な非接地端をもつたポテンシヨ
メータ126の可動接触子から得られる調整可能
な電圧も、適宜の基準信号を供給するように総和
点124に供給される。総和点124での信号の
総和は、更に増幅器128によつて増幅されてサ
ーボバルブ92に供給される。サーボバルブ92
は、貯気槽52(第1図)にガスを供給したり又
は貯気槽52からガスを排出させる。上述のシス
テムによつて得られる振動の減少量では、装置に
要求される振動の減少に十分に応えることができ
ない。なぜならば上述のシステムによつて得られ
る振動の減少量では、制御信号を今迄通りの制御
を行なうレベルにしか減少することができないか
らである。そこで第1の加速度計74の位置と反
対の位置に第2の加速度計を配置することとし
た。第2の加速度計76の出力は、増幅器130
によつて増幅され、そして位相シフト・ネツトワ
ーク132によつて位相が調整される。増幅器1
30及び位相シフト・ネツトワーク132の、周
波数の関数としての増幅量及び位相シフト量は、
第1の加速度計に関連した増幅器120及び位相
シフト・ネツトワーク122の増幅量及び位相シ
フト量と同じであることは必ずしも必要でない。
位相シフト・ネツトワーク132の出力も、総和
点124に供給される。対象物の位置の独立制御
が重要なシステム特性である場合には、圧力基準
ポテンシヨメータ134と圧力変換器136を設
ければよい。この場合、増幅器128の出力と、
圧力基準ポテンシヨメータ134と圧力変換器の
出力がすべて総和点138に供給される。総和点
138での信号の総和は、増幅器140によつて
増幅されてサーボバルブ92に供給される。点線
で示したのは、変形の接続である。第3図の論理
制御装置は、圧力媒体の如何に拘らず動作原理は
同じであるから、ガス貯蔵器又は流体貯蔵器のい
ずれのためにも用いることができる。第1及び第
2の論理制御装置を第1のガス圧装置と第2の流
体圧装置に設けることも、また第2図に示すよう
に1つの装置内に論理制御回路を組み込むことの
いずれもが本発明の範囲に含まれるものである。 第4図は、ガス圧力(10PSIから110PSI)に対
する粘性スプリング・ダンパの負荷とひずみの関
係を示している。なお図中「静的」と示した線は
負荷の変化に対してガス圧力を変えない場合の特
性を示し、「動的」と示した線は負荷の変化に応
じてガス圧力を変えた場合の特性を示している。
グラフから明らかなように、ダンパのひずみは、
ダンパに印加される負荷と貯気槽のガス・チヤン
バ内に含まれるガス圧とに応じて変化する。ガス
圧が静的で、例えば50psiのような場合、ひずみ
変位は、負荷に応じて、静的と示した線に沿つて
典型的な動作範囲内で変化する。しかしながら、
典型的な動作範囲内で変化する負荷に応じて貯気
槽52内のガス圧を動的に調整することが可能な
場合には、所定の負荷当りのひずみは貯気槽52
内に含まれる選択的されたガス圧に応じて変える
ことができる。 ひき続き第4図を参照すると、例えば本発明の
粘性スプリング・ダンパが、6804Kg
(15000pounds)の静的負荷と680.4Kg
(1500pounds)の動的負荷とを支持するものとす
る。もし貯気槽のガス・チヤンバ内の圧力が
50psi一定に保持されると、静的ひずみは5.5245
cm(2.175インチ)であるが、動的ひずみは
5.2832cm(2.080インチ)から5.5118cm(2.170イ
ンチ)まで、即ち5.3721+1.143cm(2.115+0.45
インチ)変化する。これは、3.36×10-7cm/g
(6×10-5inches÷1b)のばね率に相当する。も
しガス・チヤンバ内の圧力が負荷で変化すると、
動的ひずみは4.953cm(1.950インチ)から5.842
(2.3インチ)まで、即ち5.3975cm±0.4445cm
(2.125±0.175インチ)変化する。これは13×10-7
cm/g(23.5×10-5inches/1b)のばね率に相当
する。動的に調整可能な支持台の無い単純な装置
の場合、この差は1.75の係数(factor)まで共振
周波数を低くして、約10デシベルまで伝達度を減
少させる。 第5図は粘性スプリング・ダンパの振動の伝達
度を示すグラフであり、図中「高減衰」で示した
線は、粘性スプリング・ダンパを高減衰条件にし
た場合の動作特性を示しており、また「低減衰」
で示した線は、粘性スプリング・ダンパを低減衰
条件にした場合の動作特性を示している。共振周
波数に対する駆動周波数の比を係数2まで変える
ことは、例えば5から10まで、振動の伝達度を少
なくとも6db減少させる。減少を略12dbの減少ま
で拡大することができるのは明らかである。工業
基準は、10dbの値を合理的なものとしている。 第6図は本発明により構成した装置の試験モデ
ルを、3つの動作態様で試験したときの振動周波
数に対する振動伝達度の変化をそれぞれ示してい
る。これらの曲線は、本発明のために3つの異な
つた動作手続を表わすように示されている。点線
からなる最も上の曲線は、支持台が加速されてお
り且つ装置の動的結合動作を変えるように粘性ス
プリング・ダンパのガス圧又は流体圧のいずれも
が動的に調整されていなかつた場合における、振
動周波数に対する振動伝達度の動作結果を示して
いる。また、ダツシユ線で示した中間の曲線は、
ガス圧又は流体圧のいずれもが動的に調整されて
いない受動粘性スプリング・ダンパの場合を示し
ている。このダツシユの曲線は、支持台を加速す
ることを対立するものとして、支持される対象物
に力が印加される場合の動作特性を示している。
実線のカーブで示された第3の即ち最も下のカー
ブは、支持台が加速されている場合で粘性スプリ
ング・ダンパの貯気槽内のガス圧室が動的に調整
されるようなシステム、即ち能動システムの動作
結果を示している。本発明の能動モードの動作の
曲線は、すべての周波数において荷重の加速度が
減少されることを示しており、共振よりも1オク
ターブ以上高い周波数において実質的な減少が実
現されている。20Hzの周りの領域では、受動シス
テムは荷重の振動の振幅が支持台の約1/10の振
動振幅になることを示しているが、能動システム
では支持台の振動振幅の約1/100の振幅になる
ことを示している。 本発明は粘性スプリング・ダンパ内のガス圧又
は流体圧のいずれかの単なる動的調整によつて行
なわれる。ガス圧のみを単に調整して運転するほ
うが、流体圧を動的に調整する場合よりも簡単で
ある。しかし、流体圧とガス圧の両方を動的に調
整すれば、支持台と支持される対象物との間の振
動及び動きを最も効果的に減少させることができ
る。 好ましき実施例に基づいて本発明を説明した
が、明細書を読んで理解すれば第三者が変更及び
変形を行なえるのは明らかである。これらの変更
及び変形が添付の請求の範囲又はこれと均等のも
のの範囲内に入る限りにおいて、変更及び変形は
本発明に包含される。
JP59502818A 1983-06-20 1984-06-18 振動遮断装置 Granted JPS60501619A (ja)

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