JPS586095B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、支持体と被支持体との間に介設されこれら両
者の低加速度変位を許容するとともに高加速度変位を抑
制可能な、改良された制振装置に関する。

各種の化学プラントや発電所等における配管系などには
、温度変化等に起因する管の低加速度変位を許容すると
ともに地震等に起因する高加速度変位を抑制する制振装
置が設けられている。

この種の装置については従来から多くの提案がなされて
いるが、主として慣性を利用するようにしたものにあっ
ては特に大容量の場合に外形寸法および重量が大となり
、かつ共振を生じ易いという難点がある。

また、慣性を利用してコイルばねを巻締めることにより
制動力を発生するようにしたものにあっても大容量のも
のは一般に大型かつ大重量である。

本発明は上述のような事情に基づいてなされたもので、
その目的とするところは、小型軽量でろりながら大容量
の制振能力を具備した制振装置を提供することにある。

以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

図面において本体Ａは第１部材１およびこの第１部材１
が進退自在に挿入される第２部材２を有し、伸縮自在に
構成されている。

すなわち、この実施例においては第１部材１が筒状部３
を有し、この筒状部３は外端部に取付けられたスフエリ
カル軸受４と内端部に位置して内周部に取付けられたナ
ット体５および外周部に取付けられた回り止め部材６と
を備えている。

また、上記第２部材２は第１部材１の筒状部３が進退自
在に挿入される筒状の小径部７およびこの小径部７と連
接する筒状の大径部８を有し、小径部７には上記回り止
め部材６が軸方向に摺動自在に係合するキー９が取付け
られている。

そして、第１部材１と第２部材２とは回り止め部材６と
キー９との係合により相対的な回転が阻止された状態で
、軸方には相対的往復動可能になっている。

さらに、第２部材２には軸受部材１０を介して回転自在
にかつ軸方向には相対的変位を生じないようにして、回
転軸１１が支持されている。

この回転軸１１は、上記筒状部３および小径部７に遊挿
される一端に形成され上記ナット体５と螺合するねじ部
１２を有し、第１部材１と第２部材２との相対的軸方向
変位に応じて回転駆動されるように構成されている。

すなわち、これらナット体５とねじ部１２とによって第
１部材１に対する第２部材２の直線運動を回転軸１１の
回転運動に変換するための直線一回転運動変換機構を構
成している。

なお、上記ナット体５およびねじ部１２はボールナット
およびボールねじが用いられている。

上記回転軸１１の他端には、上記第２部材２の大径部８
内に位置して制動機構１３が設けられている。

この制動機構１３は回転軸１１にこれと同動回転可能に
支持されたブレーキドラム１４を有している。

図示例においては、ブレーキドラム１４が止めねじ１５
を介して回転軸１１に固定されているが、その他の固定
手段を用いてもよく、また要すれば過負荷時に相対的回
動を許容するように摩擦係合等の手段を用いてもよい。

上記ブレーキドラム１４の外囲部には一対のコイルばね
１５，１６が巻装されている。

これらコイルばね１５，１６は各基端部１５ａ，１６ａ
が第２部材２の大径部８に開切した係止孔１７に係止さ
れるとともに、各自由端部１５ｂ，１６ｂが後述する作
動部材１８に係止され、非動作状態においてはブレーキ
ドラム１４の外周面との間に小間隙が形成されている。

上記作動部材１８はほぼＵ字状をなす腕部１９を備え、
この腕部１９は両端部が回転軸１１に回転自在に支持さ
れるとともに、中間部が上部コイルばね１５，１６の各
自由端部１５ｂ，１６ｂの間に挾持されている。

また、作動部材１８は腕部１９の一端が回転軸１１の半
径方向に延長されこの延長端部２０には遊星歯車２１が
ピン２２を介して回転自在に支持されている。

一方、上記回転軸１１には上記ブレーキドラム１４の中
空部１４ａ内に位置して慣性体２３が回転自在に支持さ
れている。

この慣性体２３は軸方向一端に位置して上記遊星歯車２
１と噛合する歯車２４を備えている。

また、回転軸１１の他端には、これと同動回転可能に上
記遊星歯車２１と噛合する内歯歯車２５が取付けられて
いる。

図示例においては内歯歯車２５が止めねじ２６を介して
回転軸１１に固定されているが、上記ブレーキドラム１
４におけると同様にその他の固定手段を用いてもよく、
また、要すれば過負荷時の相対的変位を許容する摩擦係
合等の手段を用いてもよい。

上記第２部材２は大径部８の先端部に取付けられた蓋部
材２７を有し、この蓋部材２７に突設された連結部２８
にはスフエリカル軸受２９が取付けられている。

上述のように構成された装置を用いる場合には、上記ス
フエリカル軸受４，２９を介して第１部材１および第２
部材２のいずれか一方を支持体に、他方を被支持体にそ
れぞれ連結し、これら両者（図示略）間に本体Ａを介設
する。

支持体および非支持体が相対的に変位すると本体Ａが伸
縮し、回転軸１１が回転駆動される。

回転軸１１が第２図において矢印ａ方向に回転駆動され
ると、これと一体にブレーキドラム１４および内歯歯車
２５が同じ方向に回転される。

そして内歯歯車２５には遊星歯車２１が噛み合っている
とともに、この遊星歯車２１には慣性体の歯車２４が噛
み合っているから、内歯歯車２５がａ方向に回転すると
慣性体の歯車２４も回転力を受け、慣性体２３も回転し
ようとする。

しかしながら慣性体２３は所定の慣性モーメントを有し
ており、急激な回転が阻止されるから、内歯歯車２５が
ａ方向にある角加速度以上の高速回転をした場合には慣
性体２３はこの回転に追従することができず、その歯車
２４は相対的に静止しようとする。

従ってこの場合には、内歯歯車２５がａ方向に回転する
と遊星歯車２１はピン２２を中心として自転しつつ歯車
２４の回りをａ方向に公転する。

従って作動部材１８はｂ方向に回転力を受ける。

この回転力により腕部１９が同方向に回動されると一方
のコイルばね１５の自由端部１５ｂが巻締め方向に回動
され、ブレーキドラム１４に巻き付くことになる。

一方、回転軸１１の回転速度が遅い場合には、これと一
体に回転する内歯歯車２５の回転も遅いから、遊星歯車
２１を介して従動回転しようとする慣性体２３は低速の
回転力を受ける。

すなわち慣性体２３は低速では慣性力が小さく、従動回
転できるからその歯車２４が慣性体２３と一体に回転し
、遊星歯車２１は歯車２４の回りを公転することなく、
ピン２２を中心として自転する。

つまり作動部材１８がｂ方向に回転しようとする力は弱
く、このため作動部材１８はコイルばね１５の反発力に
よってｂ方向に回転することが阻止される。

よってコイルばね１５はブレーキドラ今１４に巻き付け
られることがなく、回転軸１１は自由に回転するコシた
がって、慣性体２３の慣性モーメント、慣性体２３の歯
車２４と内歯歯車２５とのピッチ円直径比、コイルばね
１５のばね定数等を適宜に設定しておけば、この設定値
に対応する設定レベルに比し回転軸１１に作用する角加
速度の入力レベルが低い場合にはコイルばね１５がブレ
ーキドラム１４を充分巻締める状態に至らず、回転軸１
１の自由な回転が許容される。

また、上記入力レベルが設定レベルより高い場合にはコ
イルばね１５がブレーキドラム１４を充分に巻締め回転
軸１１の回転を阻止することになる。

回転軸１１の回転方向が矢印ａと反対の場合には、他方
のコイルばね１６により上述と同様な動作が行なわれる
。

したがって、上記被支持体の支持体に対する緩慢な相対
的変位は許容されるが、急激な相対的変位は阻止される
。

以上の説明から判るように、上記内歯歯車２５のピツチ
円直径は慣性体２３のそれより大きく設定されているの
で、慣性体２３は回転軸１１よりも増速駆動される。

したがって、慣性体２３の慣性モーメントを従来のブレ
ーキ式装置に卦けるよりも小さくすることができ、また
、ブレーキドラム１４およびコイルばね１５，１６を有
する摩擦制動機構を設けたので、従来の慣性式装置に比
してもより軽量になし得るとともに共振の発生を防止す
ることができる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、その要旨とするところの範囲内で種種な変更、応用
が可能であることはいうまでもない。

たとえば、一方のコイルばね１５に対し他方のコイルば
ね１６を逆巻きにしてもよい。

この場合、他方のコイルばね１６の固定端と自由端の位
置関係は上記実施例とは逆になる。

要するに本発明は作動部材１８が正逆いずれの方向に回
動してもいずれか一方のコイルばねが巻き締められてブ
レーキドラム１４に巻き付くようにしてあればよい。

また、上記回転軸１１はねじ部１２およびナット体５の
組合せ機構に代る他の直線一回転運動変換機構によって
回転駆動されるようにしてもよく、その他種々な設計変
更が可能である。

本発明によれば、上述したように本体の伸縮に応動して
回転駆動される回転軸にこれと同動回転可能なブレーキ
ドラムを設けるとともに、このブレーキドラムに摩擦制
動力を付与可能なコイルばねを設け、かつ上記回転軸に
より遊星歯車機構を介して回転駆動される慣性体および
作動部材の相互作用によって上記ブレーキドラムに対す
るコイルばねの巻締力を制御するようにしたから慣性体
が回転軸より増速駆動されるので慣性モーメントが小さ
くてすみ、かつブレーキドラムとコイルばねによる摩擦
制動機能を有するので共振を生ずることなく効果的に制
振することができ、小型軽量でありながら大容量の制振
能力を有する制振装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す切欠正面図、第２図は
同例の動作を説明するための要部の斜視図である。 １…第１部材、２…第２部材、３…筒状部、５…ナット
体、１１…回転軸、１２…ねじ部、１３…制動機構、１
４…ブレーキドラム、１５，１６…コイルばね、１８…
作動部材、２１…遊星歯車、２３…慣性体、２５…内歯
歯車。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに相対的に伸縮自在な第１部材および第２部材
   を有する本体と、上記第２部材に回転自在に取付けた回
   転軸と、上記第１部材に対する第２部材の直線運動を上
   記回転軸の回転運動に変換する直線一回転運動変換機構
   と、上記回転軸にこれと同動回転可能に支持されたブレ
   ーキドラムと、このブレーキドラムの外囲部に小間隙を
   存して巻装されるとともにそれぞれ基端部が上記本体に
   係止された一対のコイルばねと、これらコイルばねの自
   由端部が係止されるとともに上記回転軸にこれと相対的
   回転自在に支持された作動部材と、この作動部材に支持
   され上記回転軸線と異なる軸線周りに回転自在な遊星歯
   車と、この遊星歯車と噛合して上記回転軸にこれと同動
   回転可能に支持された内歯歯車と、上記回転軸に回転自
   在に取付けられかつ上記遊星歯車に噛合する歯車を有し
   た慣性体とを具備したことを特徴とする制振装置。