JPH08285006A

JPH08285006A - 振動低減装置

Info

Publication number: JPH08285006A
Application number: JP7115254A
Authority: JP
Inventors: Yoshimitsu Murahashi; 喜満村橋; Hiroaki Kawakami; 寛明川上; Kazuki Inaba; 一樹稲葉; Juichiro Hashimoto; 寿一郎橋本; Hiroyuki Tanaka; 宏幸田中
Original assignee: Nippon Steel Corp; Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: Nippon Steel Corp; SWCC Corp
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 1996-11-01

Abstract

(57)【要約】【目的】構成が簡潔かつ安価であり、しかも大小規模
の振動に対し素早い振動減衰性能を有する振動低減装置
の提供。【構成】振動が伝達される架台１等の振動部の振動を
低減する装置において、振動を受ける前記架台１等の振
動部の下部に、開口部を対向させて互いに嵌り合った下
部側と上部側の各容器２，３の間に金属バネを弾装し、
下部容器２内の粘性体中に上部容器３に設置された可動
抵抗体を浸漬してなる免振装置７を３台以上設置し、さ
らに、前記架台１等の振動部に、容器８に収容された粘
性体中に当該容器８から金属バネで吊り下げた重錘が浸
漬してなる制振装置１３を少なくとも１台以上設置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動が問題とされてい
る各種車両の運転室、または、電気室，運転室，操作室
等の建築物および、機械設備を設置した架台などに設置
される振動低減装置に係り、特に入力振動値が大きい振
動を素早く減衰できる振動低減装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、振動が問題となっている各種の分
野、例えば車両の運転室その他の場所には通常振動低減
装置が使用される。この振動低減装置は構造的に大きく
分けてコイルバネと空気バネ（エアサスペンション）に
大別され、これらのバネ装置を運転室下部に設置して、
運転室下部から運転室に伝達される振動を低減するとい
う方法が一般的な方法である。コイルバネの使用例とし
ては、図８に示されるように大型車両１４の運転室１５
の下方において、ゴム又はその他の支持部材１６と運転
室の床１７との間にコイルバネ１８を圧縮して介装する
ことにより振動低減装置２０が構成された例が知られて
いる。

【０００３】最も一般的で安価な装置である前記の振動
低減装置２０では、運転室１５の下部から伝達される振
動の卓越振動数と運転室１５内の許容振動値からコイル
バネ１８の仕様が決定され、それによりコイルバネ１８
の持つ制振機能を最大有効利用する構成とされている
が、それでもコイルバネ１８が振動を素早く除去する性
能（減衰性能）は非常に小さい。

【０００４】コイルバネ１８には前述のように振動を素
早く除去する性能（減衰性能）が非常に小さいので、減
衰性能が必要な場合は、コイルバネ１８の代わりに空気
バネ（エアーサスペンション）が使用される。しかし、
この空気バネには常に空気を補充するコンプレッサーな
どの駆動装置が不可欠である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のコイルバネ１８
には振動を素早く減衰させる性能（減衰性能）が非常に
小さく、一旦対象物が振動してしまうと振動がなかなか
減衰できず、例えば運転室の快適性確保や運転室の計器
類に問題が発生する可能性が大きい。

【０００６】一方、空気バネは機構が複雑高価であり、
また、必要に応じて振動を素早く低減させる性能（減衰
性能）は付与できるが、例えば運転室下部等からの入力
振動レベルが大きい場合には、必要とされる振動レベル
まで低減できない場合がある。

【０００７】本発明は前記の欠点を改良したもので、安
価でかつ構成が簡単なコイルバネを用いて、しかも素早
い減衰性を有した振動低減装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、振動が伝達される架台等振動部の振動を
低減する装置において、振動を受ける前記架台１等の振
動部の下部に、開口部２３，２８を対向させて互いに嵌
り合った下部側と上部側の各容器２，３の間に金属バネ
４を弾装し、下部容器２内の粘性体５中に上部容器３に
設置された可動抵抗体６を浸漬してなる免振装置７を３
台以上設置し、さらに、前記架台１等の振動部に、容器
８に収容された粘性体１０中に当該容器８からバネ１１
で吊り下げられた重錘１２を浸漬してなる制振装置１３
を、少なくとも１台以上設置した構成を特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によると、対象物、つまり架台１等の振
動部への入力振動値が大きいとき、その振動はまず対象
物の基礎部に設置された免振装置７で或る振動レベルま
で低減され、この低減された振動及び免振装置７の固有
振動数近傍で増幅された振動はさらに制振装置１３で低
減され、結果として、これら免振装置７と制振装置１３
との組合わせにより、大規模の振動と中小規模の振動が
素早く減衰される。

【００１０】

【実施例】以下本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は振動が伝達される架台１の一例として示され
る大型車両１４の運転室１５が示されており、その床下
の支持面１９と床１７との間に免振装置７が設置され、
床１７の上面に制振装置１３が設置されている。前記の
免振装置７と制振装置１３のいずれも金属バネと粘性体
との複合体が構成要素の主要部をなしている。そして、
入力振動値の値が大きい振動の場合、まず免振装置７が
大きい振幅の振動を吸収して低減し、次に十分に低減で
きなかった振動を制振装置１３によりさらに低減し、結
果として、免振装置７と制振装置１３の組合わせによ
り、大小いずれの振動の場合でも大幅な振動低減がなさ
れるものである。

【００１１】前記の免振装置７は図２〜図５のように構
成されている。各図において、取付板２１の上面に、円
筒体２２の下端面を溶接等で油密的に固定することによ
って下部容器２が構成されている。この下部容器２では
円筒体２２の上端面が開放されていて、これが上部開口
部２３とされている。また、下部容器２内には粘性のあ
る油などの粘性体５が所定量収容されている。また、下
部容器２内において、取付板２１の上面には環状の下部
バネ受座２４が設けられており、下部容器２内に収容さ
れ、かつ粘性体５の中に浸漬されるコイルバネからなる
金属バネ４の下端が、前記下部バネ受座２４の段部２５
に係止されている。前記構成からなる下部容器２の取付
板２１は図１に示す運転室１５の床下の支持面１７に取
付られる。

【００１２】一方、下部容器２に対応して上部容器３が
図２のように設けられている。上部容器３は円筒体２６
の上端縁に天板２７を固着して構成される。上部容器３
は図２に示されるようにその開口部２８を下向きにし、
伏せるようにして下部容器２に被せられる。このとき上
部容器３の円筒体２６の内径は、下部容器２の円筒体２
２の外径よりも大きいので、両円筒体２２，２６の間に
は十分な空隙２８が形成される。前記天板２７は図１に
示す運転室１５の床１７の下面に取付られる。

【００１３】また、上部容器３の内部において、天板２
７の下面には環状支持体３０が設けられていて、この環
状支持体３０の前端面に上部バネ受座３１が設けられて
いて、下部容器２の上部開口２３から進入した位置にあ
り、その段部３２に下部容器２に収容されている金属バ
ネ４の他端部が係止されている。

【００１４】また、上部バネ受座３１には可動抵抗体６
が一体に可動するように設けられる。この可動抵抗体６
は、上部バネ受座３１の下面中心部に基端が固着された
軸体３３と、軸体３３の先端に固着された水平方向抵抗
板３４と、軸体３３を中心として、所定間隔の放射状
（つまり、放射フイン状）配置となるよう設けられ、下
端縁３５が前記水平方向抵抗板３４の上面に固着され、
内端縁３６が前記軸体３３の周面に固着されてなる複数
の鉛直方向抵抗板３７とから構成されている。さらに、
水平方向抵抗板３４に下端縁が固着される鉛直方向抵抗
板３７の間において、前記水平方向抵抗板３４を上下に
貫通して孔３８が設けられている。また、前記構成から
なる可動抵抗体６は前記粘性体５中に浸漬されている。

【００１５】従って、この実施例の免振装置７におい
て、大きな振幅を伴なう鉛直方向の振動が下部容器２を
介して免振装置７に入力されると、粘性体５に浸漬して
いる金属バネ４が圧縮変形し、この変形に伴って上部容
器３に設置された可動抵抗体６が粘性体５中を相対的に
上下動し、このとき、鉛直方向抵抗板３７により粘性体
５にせん断抵抗力が発生し、可変抵抗体６の上下振動が
低減され、それに伴って上部容器３の振動が低減され、
床１７に伝わる振動が低減される。また、このとき粘性
体５には引抜き，押込みの力が発生する。

【００１６】この引抜きと押込みの力に対し、振動の振
幅が小さい場合は従来の免振装置の抵抗体（図示せず）
の形状対応できた。しかし、従来の免振装置の抵抗体で
は、振幅が大きくなると粘性体に空気が巻き込まれて、
粘性体が体積膨張を起こし、粘性体の油面が上昇するこ
とによって、粘性体の破壊が下部容器２からの溢出が生
じた。

【００１７】本実施例では、可動抵抗体６が下動すると
きに粘性体５の一部が水平方向抵抗板３４の貫通孔３８
を通り、鉛直方向抵抗板３７や軸体３３の表面に沿って
上向きに流動するので、それにより、鉛直方向抵抗板３
７および軸体３３と、粘性体５の境界面に生じる下向き
の流れ（これにより空気が巻き込まれる）が相殺され、
よって粘性体５に空気が巻き込まれることが少ない。そ
れにより、粘性体５の体積膨張が起らず、当該粘性体５
の破壊や下部容器２からの溢出が生じない。さらに、免
振装置７に水平方向の振動が作用するときは、水平方向
抵抗板３４が粘性体５を水平方向に切ることで、粘性体
５に生じる水平方向せん断抵抗により水平方向抵抗板３
４の水平方向の振動が円滑に減衰され、上部容器３を介
して運転室１５の床１７に伝わる水平方向の振動が低減
される。

【００１８】次に制振装置１３は図６，図７のように構
成されている。各図において、容器８は底板４０と周壁
４１と蓋板４２とから構成され、この蓋板４２を複数の
ボルト４３により周壁４１の上端縁４４に固定すること
により容器８内は油密的に密閉され、この密閉された容
器８内に所定量のシリコンオイル等の粘性体１０が収容
されている。

【００１９】前記蓋板４２の内側面中央部に、取付けネ
ジ４５により支持部材４６が固定されていて、この支持
部材４６の段部４７にコイルバネからなる金属バネ１１
の上端が固定されていて、この金属バネ１１の下端は、
粘性体１０に浸漬された重錘１２に支持部材４８を介し
て固定されている。支持部材４８はネジ部４９により重
錘１２の上面に固定されている。また、重錘１２の上面
には複数枚の重さ調整板５０がボルト５１により取付け
られており、この重さ調整板５０の数を増減することに
より、金属バネ１１の弾性係数との関係において、入力
振動の振幅に対応して、振動低減のために最適な重さと
なるように重錘１２の重量が設定される。

【００２０】運転室１５の床上に容器８の底板４０を介
して設置される前記制振装置１３は、上下方向の振動
（とくに、運転室１５の床下に設置される免振装置７に
より大規模の振動が低減された後の小，中規模の振動）
に対して金属バネ１１を伸縮させながら重錘１２が粘性
体１０中でせん断抵抗を伴って上下動しこれにより上下
方向の小，中規模の振動を素早く低減できる。水平方向
の振動に対しては、前記重錘１２が粘性体１０を水平方
向に切るとき、粘性体１０にせん断抵抗が働き、これに
より金属バネ１１を介して制振装置１３は水平方向の振
動を低減するように作用するものである。

【００２１】なお、図６において、支持部材４６から下
向きにガイド軸５２が突出していて、金属バネ１１が水
平方向に一定量以上たわむのを制御し、重錘１２が粘性
体１０中で必要以上に振られないように設けられてい
る。

【００２２】また、重錘１２は容器８内において金属バ
ネ１１が作用した状態で吊り下げられるのであれば、図
の支持構造に限られない。例えば図示省略するが、重錘
１２から上方に軸棒を伸ばして蓋板４２をスライド自在
に貫通させ、蓋板４２の上面に配置した金属バネの上端
で前記軸棒の上端を支持し、この金属バネの圧縮バネ力
を利用して重錘１２を吊り下げ支持することができる。

【００２３】本実施例の作用を説明する。前述のように
本実施例では振動が問題となっている対象物の基礎部に
免振装置７が設置されている。この免振装置７は高い減
衰性能を有し、特に外部から入力される振動は、その振
動数が前記免振装置７の固有振動数から大きく外れるほ
どより大きな振動低減効果が期待できる。

【００２４】他方、入力振動数が免振装置７の固有振動
数近傍の振動は前記と逆に増幅される。そこで、本実施
例では、この増幅された免振装置７の固有振動数近傍の
入力振動及び、免振装置７で十分に低減できなかった振
動の減衰は、それぞれの振動数に応じた振動吸振器とし
て作用する制振装置１３の架台１（床１７）へのピンポ
イント的設置により行っており、結果として、免振と制
振の組合わせにより、振動の大幅な低減が実現されてい
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
金属バネ４と可動抵抗体６及びこれが浸漬される粘性体
５の複合体からなり、振動が問題となっている対象物の
基礎部に設置される免振装置７と、金属バネ１１と重錘
１２及び、これが浸漬される粘性体１０の複合体からな
り、対象物に設置される制振装置１３との組合わせによ
り、大規模の振動を前記免振装置７で低減し、その後の
振動は制振装置１３で低減し、結果として、これら免振
と制振の組合わせにより、大幅な振動低減が図られると
いう効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動低減装置を車両に実施した例を示
す側面説明図である。

【図２】実施例に係る免振装置の縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２における可動抵抗体の拡大縦断面図であ
る。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】実施例に係る制振装置の縦断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】従来の振動低減装置が車両に使用された例を示
す側面説明図である。

【符号の説明】

１架台２下部容器３上部容器４金属バネ５粘性体６可動抵抗体７免振装置８容器１０粘性体１１バネ１２重錘１３制振装置１４大型車両１５運転室１６支持部材１７床１８コイルバネ２０振動低減装置２１取付板２２円筒体２３上部開口部２４下部バネ受座２５段部２６円筒体２７天板２８空隙３０環状支持体３１上部バネ受座３２段部３３軸体３４水平方向抵抗板３５下端縁３６内端縁３７鉛直方向抵抗板３８貫通孔４０底板４１周壁４２蓋板４３ボルト４４上端縁４５取付けネジ４６支持部材４７段部４８支持部材４９ネジ部５０重さ調整板５１ボルト５２ガイド軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川上寛明千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者稲葉一樹千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者橋本寿一郎千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内 (72)発明者田中宏幸神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１号昭和電線電纜株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動が伝達される架台１等の振動部の振
動を低減する装置において、振動を受ける前記架台１等
の振動部の下部に、各開口部２３，２８を対向させて互
いに嵌り合った下部容器２と上部容器３の間に金属バネ
４を弾装し、下部容器２内の粘性体５中に上部容器３に
設置された可動抵抗体６を浸漬してなる免振装置７を３
台以上設置し、さらに、前記架台１等の振動部に、容器
８に収容された粘性体１０中に当該容器８からバネ１１
で吊り下げられた重錘１２を浸漬してなる制振装置１３
を、少なくとも１台以上設置した構成を特徴とする振動
低減装置。