JPH0649838U - フードダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダンパーによる振動抑制効果を最大に高める
ことを可能とする。 【構成】 振動体２４，３２，４５に設けられ振動体２
４，３２，４５の振動を減衰させるウエイト２７，４
１、５６を有するフードダンパー２５，３１，５１と、
これら振動体２４，３２，４５およびウエイト２７，４
１、５６の振動加速度を検出するセンサ２８，２９と、
そのセンサ２８，２９から得られる振動加速度から上記
振動体２４，３２，４５の振動が最も抑制される減衰係
数になるように上記フードダンパー２５，３１，５１の
減衰力を調整するコントローラとから構成したことを特
徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はフードダンパーに係り、特に振動を抑制するためのダンパーの減衰力 を最適化することのできるフードダンパーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

配管や構造物等の振動体の振動を抑制するためのダイナミックダンパーの１つ にフードダンパーが知られている。

【０００３】 例えば、図５に示すように配管１等の振動体２上には地震などに対処するため にダンパー３が設けられている。このダンパー３は配管１上の架台４にサポート ５，６を介して設けられた一対の永久磁石７，８とその磁石７，８の間を直線運 動ができるようにリニアガイド９に結合された銅板製ウエイト１１とから主に構 成されている。ガイドレール１２上に設けられたリニアガイド９はスプリング１ ３を介して架台４上に連結されている。

【０００４】 このように磁石７，８間（磁界内）でウエイト１１の直線運動が行われるため 、ウエイト１１には渦電流が発生し、銅板１１の移動速度と反対方向にその速度 に比例した制動力が発生する。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、配管１が当初からどのような振動をするかが判っていれば、その振 動を抑制する制動力をダンパー３に発生させれば最も効果的に振動を抑制するこ とができる。弾性支持された配管１にダンパー３を取り付けた場合においては配 管１の振動を最も抑制するダンパー３の減衰係数を算出し、その最適減衰係数に なるようにダンパー３の制動力を調整すればよいことになる。

【０００６】 一方、配管１が長手方向に沿って所定間隔ごとに複数のばねで支持されている 場合、配管１や配管１の支持系にガタが生じたり、その他経時要素により、配管 １の振動を当初から正確に求めることは困難である。したがって、単に配管１に ダンパー３を取り付けただけでは十分な振動抑制効果を得ることはできない問題 があった。

【０００７】 本考案は上記問題点を有効に解決すべく創案されたものである。

【０００８】 本考案はダンパーによる振動抑制効果を最大に高めることのできるフードダン パーを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は振動体に設けられ振動体の振動を減衰させるウエイトを有するフード ダンパーと、これら振動体およびウエイトの振動加速度を検出するセンサと、そ のセンサから得られる振動加速度から上記振動体の振動が最も抑制される減衰係 数になるように上記フードダンパーの減衰力を調整するコントローラとから構成 したものである。

【００１０】

【作用】

このように振動体の振動が最も抑制される減衰係数になるようにフードダンパ ーの減衰力を制御するため、振動体の支持系のガタやその他の振動状態を変える 経時要素があっても最適な減衰力を得ることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００１２】 図１に示すように、固定系２１の上方に配管等の質量体２２がばね２３で支持 された振動体２４が形成され、この振動体２４上にはこれを減衰させるべくフー ドダンパー２５が設けられる。このダンパー２５は質量体２２上にダッシュポッ ト２６を介してウエイト２７を設けてなるものである。

【００１３】 特に、質量体２２の振動加速度がセンサ２８で検出されると共にウエイト２７ の振動加速度がセンサ２９で検出され、これらセンサ２８，２９で得られた振動 加速度からコントローラ３０は質量体２２を最も減衰させる減衰係数になるよう にダッシュポット２６の制動力を調整する。

【００１４】 具体的には質量体の質量をＭ、ウエイトの質量をｍ、ばね定数をＫとすると、

【００１５】

【数１】

【００１６】 フードダンパー２５が最も振動抑制効果を発揮する減衰係数Ｃは次式で表され る。

【００１７】

【数２】

【００１８】 したがって、質量体２２の振動を最も効果的に減衰させるためには質量体２２ およびウエイト２７の振動状態から質量体２２の振動が最も止まるように減衰係 数Ｃをコントロールすることになる。この場合、Ｍがわからないので、Ｍに初期 値を代入し、実際に質量体２２に振動を与え、質量体２２およびウエイト２７が どのように振動するかをセンサ２８，２９で検出しながら上式が成立するように ダッシュポット２６の制動力を制御することになる。

【００１９】 図２は磁気ダンパー３１を示すものであり、このダンパー３１は振動体３２と なる配管３３上の架台３４にサポート３５，３６を介して設けられた一対の永久 磁石３７，３８とその磁石３７，３８の間を直線運動ができるようにリニアガイ ド３９に結合された銅板製ウエイト４１とから主に構成されている。ガイドレー ル４２上に設けられたリニアガイド３９はスプリング４３で架台３４上に連結さ れている。したがって、磁石３７，３８間（磁界内）でウエイト４１の直線運動 が行われるため、ウエイト４１には渦電流が発生し、ウエイト４１の移動速度と 反対方向にその速度に比例した制動力が発生し、上記ダッシュポット２６に相当 する構成となる。

【００２０】 この磁気ダンパー３１の減衰力を調整するために、配管３３の振動加速度がセ ンサ２３で検出され、ウエイト４１の振動加速度がセンサ２９で検出され、コン トローラ３０により磁石移動手段４４を介して磁石３７，３８間の離間距離が調 整される。

【００２１】 磁気ダンパー３１の減衰係数Ｃm は次式で表される。

【００２２】 Ｃm ＝ｎＢ² ｈＡμ／ρ …（３） ここで、ｎ：磁石の対数 Ｂ：磁石の空げきにおける磁束密度（Ｔ） ｈ：銅板の厚さ（ｍ） Ａ：磁束面積（ｍ² ） μ：磁束、銅板形状によって決まる無次元化減衰定数で試験により決 定するが、便宜的には（１−ｅ^-0.15a） ρ：銅板の電気抵抗率（Ω・ｍ） ａ：銅板面積／磁極面積（２＜ａ＜８） 一般には上式を用いて最適なＣm が出る磁石３７，３８の種類、大きさやダン パー３１の諸寸法を概略決定し、その後、要素試験によりＣm （具体的にはμま たはａ）を確認する。なお、ウエイト４１と磁石３７，３８の隙間またはウエイ ト４１の厚さでＣm の微調整、ウエイト４１に重りを追加することにより質量比 の調整が可能である。

【００２３】 そこで、磁石３７，３８を互いに近接離間移動させると磁界の強さが変化し制 動力も変化するので、コントローラ３０で磁石３７，３８をソレノイド等の磁石 移動手段４４を介して近接離間させて配管３３の振動が最も止まる減衰係数Ｃm になるようにＢを変化させることにより、減衰力を最適化することができる。

【００２４】 また、同様な構成で永久磁石３７，３８を電磁石に置き換えてもよい。電磁石 に置き換えた場合、電流あるいは電圧を変えることにより、上式のＢを変化させ ることができる。

【００２５】 図３は粘性流体を採用したダンパー５１を示すものであり、固定系５２にばね ５３で支持された配管等の質量体５４からなる振動体５５が形成され、その振動 体５５上にウエイト５６を有するダンパー５１を設けたものである。特に、ダン パー５１は質量体５４とウエイト５６との間にハウジング５７を有すると共に上 下に伸縮可能なベローズ５８を有する。ハウジング５７内にはこれを上下に仕切 るゴム製ダイヤフラム５９が設けられ、このダイヤフラム５９の上方およびベロ ーズ５８内には電気粘性流体あるいは液晶等の粘性流体６１が充填されている。 これらハウジング５７とベローズ５８とはハウジング５７の上部に開口されたス リット６２で連通され、このスリット６２内には図４に示すように等間隔に配置 された複数の電極６３が設けられている。

【００２６】 質量体５４が上下に振動すると質量体５４とウエイト５６との相対変位が変化 し、ベローズ５８は伸縮する。ベローズ５８が圧縮するとベローズ５９の容積が 減少し粘性流体６１がハウジング５７内に押し出されてダイヤフラム５９を下方 に湾曲させることになる。逆に、ベローズ５８が伸長するとハウジング５７内の 粘性流体６１はベローズ５８側に移動する。

【００２７】 スリット６２を通過する粘性流体６１は電極６３，６３間の電界の中を通過し て上下移動するので、電界を粘性流体６１が通過する際には粘性抵抗が発生する 。この粘性抵抗は電極６３，６３間の電界の強さに比例するため、電極６３に印 加される電圧を変化させることにより、質量体５４を減衰させる制動力となる粘 性流体６１の粘性を変化させることができる。したがって、コントローラ３０は 質量体５４の振動が最も止まる減衰係数になるように磁界を変化させることにな り、最適な減衰力を得ることができる。

【００２８】 このように本考案は振動体２４，３２，５５の振動が最も止まる減衰係数にな るようにダンパー２５，３１，５１の減衰力を調整するため、支持系のガタや振 動状態を変える経時要素があってもダンパー２５，３１，５１による振動抑制を 最大に高めることができる。

【００２９】

【考案の効果】

以上要するに本考案によれば、振動体の振動が最も止まる減衰係数になるよう にダンパーの減衰力を調整するため、支持系のガタや振動状態を変える経時要素 があってもダンパーによる振動抑制を最大に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のダンパーを示す図である。

【図２】ダンパーの他の実施例を示す図である。

【図３】ダンパーの他の実施例を示す図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視図である。

【図５】従来のダンパーを示す図である。

【符号の説明】

２４，３２，４５ 振動体 ２５，３１，５１ ダンパー ２７，４１、５６ ウエイト ２８，２９ センサ ３０ コントローラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動体に設けられ振動体の振動を減衰さ
   せるウエイトを有するフードダンパーと、これら振動体
   およびウエイトの振動加速度を検出するセンサと、該セ
   ンサから得られる振動加速度から上記振動体の振動が最
   も抑制される減衰係数になるように上記フードダンパー
   の減衰力を調整するコントローラとを備えたことを特徴
   とするフードダンパー。