KR20190086732A - 제진 장치 및 보빈 홀더 시스템 - Google Patents

제진 장치 및 보빈 홀더 시스템 Download PDF

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Abstract

고속역에서의 회전체의 진동을 억제할 수 있음과 아울러, 고속역까지 회전체를 확실하게 가속할 수 있는 제진 장치를 제공한다. 회전체(100)의 진동을 억제하는 제진 장치(1)로서, 회전체(100)의 회전시에 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하는 자동 밸런서(2)와, 회전체(100)와 동축에서 회전 가능하고, 액체(22)가 봉입된 케이스(20) 내에 액체(22)가 둘레방향으로 이동할 때에 충돌할 수 있는 충돌부(23)가 설치된 액체 댐퍼(4)와, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시키는 상대 회전 수단(5)을 구비한다.

Description

제진 장치 및 보빈 홀더 시스템
본 발명은 회전체의 진동을 억제하는 제진 장치, 및 상기 제진 장치가 보빈 홀더에 부착된 보빈 홀더 시스템에 관한 것이다.
예를 들면 특허문헌 1, 2에는 회전체의 진동을 억제하는 장치로서, 복수의 볼이 케이스 내로 이동 가능하게 수용된 볼 밸런서(자동 밸런서의 일종)가 개시되어 있다. 볼 밸런서에서는 회전체의 회전시에 복수의 볼이 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체의 진동을 억제할 수 있다. 이와 같이, 질량체(볼 밸런서에 있어서의 볼)가 회전체의 언밸런스를 상쇄함으로써 회전체의 진동을 억제하는 자동 밸런서로서는 볼 밸런서 이외에 진자 밸런서, 링 밸런서, 액체 밸런서 등도 알려져있다.
일본 특허공고 평 7-114984호 공보 일본 특허 제4509096호
그러나, 상술한 바와 같은 자동 밸런서는 회전체가, 예를 들면 고유 진동수보다 고속측의 고속역에서 회전하는 경우에는 효과가 있지만, 회전체가 상기 고속역보다 저속측의 저속역에서 회전하는 경우에는 회전체의 진동이 거의 억제되지 않고 오히려 증폭되는 경우가 있다. 이것은 저속역에서는 회전체의 중심이 회전체의 중심보다 원심방향측(지름방향 외측)으로 치우치고, 고속역에서는 회전체의 중심이 회전체의 중심에서도 원심방향의 반대측(지름방향 내측)으로 치우친다고 하는 주지의 현상이 원인이다. 즉, 고속역에서는 볼 등의 질량체가 원심력을 받아서 원심방향측으로 이동함으로써, 원심방향의 반대측으로 치우쳐 있는 회전체의 중심을 회전체의 중심으로 가까이할 수 있어서, 회전체의 진동을 억제할 수 있다. 이것에 대하여, 저속역에서는 볼 등의 질량체가 원심력을 받아서 원심방향측으로 이동함으로써, 원래 원심방향측으로 치우쳐 있는 회전체의 중심이 더욱 원심방향측으로 이동하여, 진동을 증폭시켜버린다.
이와 같이, 종래의 자동 밸런서는 고속역에서는 제진 효과를 발휘하지만, 저속역에서는 진동이 증폭한다. 그리고, 공진시의 진동이 자동 밸런서에 의해 증폭되어서 발산하는 경우가 있었다. 이 때문에, 공진역을 초과해서 회전체를 고속역까지 가속할 수 없어서, 회전체를 고속역에서 사용할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이상의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 고속역에서의 회전체의 진동을 억제할 수 있음과 아울러, 고속역까지 회전체를 확실하게 가속할 수 있는 제진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 제진 장치는 회전체의 진동을 억제하는 제진 장치로서, 상기 회전체의 회전시에 상기 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 자동 밸런서와, 상기 회전체와 동축에서 회전 가능하고, 액체가 봉입된 케이스 내에 상기 액체가 둘레방향으로 이동할 때에 충돌할 수 있는 충돌부가 설치된 액체 댐퍼와, 상기 액체 댐퍼를 상기 회전체에 대하여 상대 회전시키는 상대 회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 자동 밸런서에 추가해서 액체 댐퍼가 설치되어 있다. 액체 댐퍼에서는 액체가 충돌부에 충돌함으로써, 운동 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어, 회전체의 진동을 억제할 수 있다. 이러한 액체 댐퍼에 의한 제진 효과는 액체가 크게 유동하여 충돌부에 충돌하기 쉬운 공진역에서 특히 현저하다. 더욱이, 본 발명에서는 상대 회전 수단에 의해 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있으므로, 회전체의 훨링에 의한 회전체의 공전과 액체 댐퍼의 자전이 일치하지 않는다. 이 때문에, 원심력에 의해 액체가 액체 댐퍼의 내벽면에 달라붙어서 움직이지 않게 된다고 하는 경우가 없어서, 액체의 충돌부에의 충돌을 촉진할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 의하면, 자동 밸런서에 의해 고속역에서의 회전체의 진동을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 액체 댐퍼에 의해 공진역에 있어서의 진동도 효과적으로 억제할 수 있으므로, 공진역을 초과해서 고속역까지 회전체를 확실하게 가속할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상대 회전 수단으로서, 상기 액체 댐퍼가 회전할 때의 공기 저항을 증대시키는 공기 저항 부여부가 설치되어 있으면 좋다.
이렇게 하면, 액체 댐퍼의 회전시에 액체 댐퍼에 회전 저항이 작용하여, 액체 댐퍼의 회전 속도가 회전체보다 느려진다. 그 결과, 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 공기 저항 부여부는 상기 액체 댐퍼의 회전방향과 교차하는 면을 갖는 판형상 부재이면 좋다.
이렇게 하면, 액체 댐퍼의 회전시에 판형상 부재에 공기가 충돌함으로써 저항이 작용하여, 액체 댐퍼의 회전 속도가 회전체보다 느려져서 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있다. 또한, 공기 저항 부여부를 판형상 부재로 함으로써, 공기 저항 부여부를 간이하게 구성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 판형상 부재는 상기 액체 댐퍼의 외주면에 설치되어 있으면 좋다.
이렇게 하면, 공기 저항의 작용 위치와 액체 댐퍼의 회전체의 중심의 거리가 커지므로, 액체 댐퍼에 작용하는 회전 저항 토크가 증대한다. 따라서, 액체 댐퍼의 회전 속도를 효율적으로 늦출 수 있어서, 보다 확실하게 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 판형상 부재는 상기 액체 댐퍼의 축방향에 있어서의 끝면에 설치되어 있으면 좋다.
이렇게 하면, 제진 장치가 지름방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있어서, 제진 장치를 콤팩트한 것으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상대 회전 수단으로서, 상기 액체 댐퍼에 설치된, 전자 작용을 받는 피전자 작용부와, 상기 피전자 작용부에 전자 작용을 미치는 전자 작용부를 갖는 브레이크 기구가 설치되어 있으면 좋다.
이와 같이, 상대 회전 수단을 전자식의 브레이크 기구로 하면, 액체 댐퍼가 회전할 때에 액체 댐퍼에 브레이크를 작용시킴으로써, 액체 댐퍼의 회전 속도를 회전체보다 늦출 수 있다. 그 결과, 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 상대 회전 수단으로서, 상기 액체 댐퍼의 외주면에 형성된 기어부와, 상기 기어부에 결합하는 기어와, 상기 기어를 회전시킴으로써 상기 액체 댐퍼에 회전 토크를 발생시키는 구동부를 갖는 기어 기구가 설치되어 있으면 좋다.
이와 같이, 기어 기구에 의해 액체 댐퍼에 회전 토크를 발생시킴으로써, 액체 댐퍼를 회전체에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자동 밸런서는 복수의 볼이 이동 가능한 상태로 수용 부재에 수용된 볼 밸런서이면 좋다.
이 경우, 회전체의 회전시에 복수의 볼이 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체의 진동을 억제할 수 있다. 또한, 자동 밸런서 중에서도 볼 밸런서는 구성이 비교적 단순하기 때문에, 제진 장치의 구성을 간이화할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 수용 부재의 내부를 둘레방향에 있어서 복수의 수용실로 나누는 칸막이 부재가 설치되어 있고, 상기 복수의 수용실의 각각에는 적어도 1개의 볼이 수용되어 있고, 상기 칸막이 부재는 상기 복수의 수용실의 각각에 수용된 볼이 다른 수용실로 이동하는 것을 방해하면 좋다.
상술한 바와 같은 칸막이 부재가 없을 경우, 회전체의 회전시에 볼이 수용 부재 내에서 계속해서 선회해서, 회전체의 언밸런스를 해소하는 위치에 머무르지 않는 경우가 있다. 한편, 상술한 바와 같은 칸막이 부재를 설치하면, 볼의 선회를 칸막이 부재에 의해 방지할 수 있어서, 볼을 회전체의 언밸런스를 해소하는 위치로 신속하게 이동시킬 수 있다. 또한, 회전체를 횡방향으로 배치했을 경우에는, 회전체의 회전 속도나 볼의 질량 등에 따라서는 볼이 중력의 영향에 의해 상방으로 이동하기 어려워지는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 칸막이 부재가 있으면, 칸막이 부재에 의해 볼을 들어올릴 수 있으므로, 중력의 영향을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자동 밸런서는 상기 회전체의 둘레방향에 요동 가능한 복수의 진자를 갖는 진자 밸런서이면 좋다.
이 경우, 회전체의 회전시에 복수의 진자가 둘레방향으로 요동하여, 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체의 진동을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자동 밸런서는 상기 회전체의 둘레를 회전 가능한 복수의 링 부재를 갖는 링 밸런서이면 좋다.
이 경우, 회전체의 회전시에 복수의 링 부재가 회전체의 둘레를 회전하여 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체의 진동을 억제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 자동 밸런서는 액체가 케이스 내로 이동 가능한 상태로 봉입된 액체 밸런서이면 좋다.
이 경우, 회전체의 회전시에 액체가 회전체의 언밸런스를 상쇄하도록 분포됨으로써, 회전체의 진동을 억제할 수 있다.
본 발명에 관한 보빈 홀더 시스템은 보빈을 장착한 상태에서 회전함으로써, 상기 보빈에 합성 섬유의 실을 권취해서 패키지를 형성하는 보빈 홀더와, 상기 회전체로서의 상기 보빈 홀더에 부착된 상기 어느 하나에 기재된 제진 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
보빈 홀더는, 예를 들면 2000rpm 이상의 고속역에서 사용되는 경우가 많고, 일반적으로 고속역보다 저속측의 저속역에 고유 진동수를 갖는다. 따라서, 상기 제진 장치를 보빈 홀더에 부착함으로써, 보빈 홀더의 사용역인 고속역에서 진동을 억제할 수 있음과 아울러, 공진역을 초과해서 고속역까지 보빈 홀더를 확실하게 가속할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제진 장치가 상기 보빈 홀더에 굽힘이 생기는 소정의 공진 모드에 있어서의 상기 보빈 홀더의 배(腹)의 위치에 부착되어 있으면 좋다.
액체 댐퍼는 액체가 충돌부에 충돌함으로써 진동을 억제하므로, 진동이 커지는 부위에 부착한 편이 제진 효과가 커진다. 따라서, 보빈 홀더의 공진 모드에 있어서의 보빈 홀더의 배(변위 최대점)에 제진 장치를 부착함으로써, 액체 댐퍼에 의한 제진 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보빈 홀더는 외팔보 지지되어 있고, 상기 제진 장치는 상기 보빈 홀더의 자유단측의 단부에 부착되어 있으면 좋다.
액체 댐퍼는 액체가 충돌부에 충돌함으로써 진동을 억제하므로, 진동이 커지는 부위에 부착한 편이 제진 효과가 커진다. 따라서, 보빈 홀더가 외팔보 지지되어 있을 경우에, 가장 진동이 커지는 보빈 홀더의 자유단측의 단부에 제진 장치를 부착함으로써, 액체 댐퍼에 의한 제진 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 액체 댐퍼가 상기 자동 밸런서보다 상기 보빈 홀더의 자유단측에 부착되어 있으면 좋다.
이렇게 하면, 액체 댐퍼를 보다 진동이 커지는 부위에 부착할 수 있어서, 액체 댐퍼에 의한 제진 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보빈 홀더는 양팔보 지지되어 있고, 상기 제진 장치는 상기 보빈 홀더의 축방향의 대략 중앙부에 부착되어 있으면 좋다.
액체 댐퍼는 액체가 충돌부에 충돌함으로써 진동을 억제하므로, 진동이 커지는 부위에 부착한 편이 제진 효과가 커진다. 따라서, 보빈 홀더가 양팔보 지지되어 있을 경우에, 가장 진동이 커지는 보빈 홀더의 중앙부에 제진 장치를 부착함으로써, 액체 댐퍼에 의한 제진 효과를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제진 장치가 상기 보빈 홀더의 내부에 부착되어 있으면 좋다.
이와 같이 제진 장치를 보빈 홀더에 내부에 설치함으로써, 보빈 홀더에 대한 제진 효과를 높일 수 있다. 또한, 보빈 홀더에 있어서의 보빈의 장착 위치의 자유도의 향상, 보빈 홀더에 대한 보빈의 최대 장착 가능수의 증가, 및 보빈 홀더에 대한 보빈의 착탈시의 작업성의 향상 등의 효과가 있다.
도 1은 본 실시형태에 관한 제진 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 단면에 있어서의 단면도이다.
도 3은 도 1의 III-III 단면에 있어서의 단면도이다.
도 4는 검증 실험에 사용한 시험기의 측면도이다.
도 5는 제진 효과에 관한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제진 장치가 부착된 보빈 홀더 시스템의 측면도이다.
도 7은 상대 회전 수단의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 8은 상대 회전 수단의 변형예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 상대 회전 수단의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 10은 상대 회전 수단의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 11은 자동 밸런서의 변형예를 나타내는 상면도이다.
도 12는 보빈 홀더 시스템의 변형예를 나타내는 측면도이다.
도 13은 보빈 홀더 시스템의 변형예를 나타내는 측면도이다.
[본 실시형태]
본 발명에 관한 제진 장치의 일 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 관한 제진 장치의 단면도이며, 회전체(100)의 축방향을 따른 단면을 나타낸다. 도 2는 도 1의 II-II 단면에 있어서의 단면도이며, 도 3은 도 1의 III-III 단면에 있어서의 단면도이다. 여기에서는, 회전체(100)의 축방향이 상하방향에 일치하는 것으로서 설명을 행하지만, 회전체(100)의 축방향은 상하방향 이외의 방향이어도 좋다.
본 실시형태에 관한 제진 장치(1)는 회전체(100)의 외주면에 부착되어 있고, 볼 밸런서(2) 및 액체 댐퍼 시스템(3)을 구비한다. 볼 밸런서(2)는 회전체(100)에 고정된 원통형상의 수용 부재(10)에 복수의 볼(11)이 이동 가능하게 수용된 구성을 갖는 자동 밸런서이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 수용 부재(10)에는 복수(본 실시형태에서는 2개)의 칸막이 부재(12)가 둘레방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 이것에 의해, 수용 부재(10)의 내부는 둘레방향에 있어서 복수(본 실시형태에서는 2개)의 수용실(13)로 나누어지고, 각 수용실(13)에는 1개의 볼(11)이 수용되어 있다. 각 수용실(13)에 수용된 볼(11)은 칸막이 부재(12)에 의해 다른 수용실(13)로는 이동할 수 없도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 볼 밸런서(2)를 회전체(100)에 부착함으로써, 회전체(100)의 회전시에 복수의 볼(11)이 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동하여, 회전체(100)의 언밸런스에 기인하는 진동을 억제할 수 있다. 단, 이미 설명한 바와 같이, 볼 밸런서(2)와 같은 자동 밸런서는 회전체(100)가 고속역에서 회전하는 경우에는 제진 효과를 발휘하지만, 회전체(100)가 저속역에서 회전하는 경우에는 회전체(100)의 진동이 거의 억제되지 않고 오히려 증폭된다고 하는 경향을 갖는다. 따라서, 저속역에 회전체(100)의 고유 진동수가 존재하는 경우에는, 공진시의 진동이 자동 밸런서에 의해 증폭되어 발산하여, 회전체(100)를 공진역을 초과하여 고속역까지 가속할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 실시형태의 제진 장치(1)에는 볼 밸런서(2)에 추가해서, 액체 댐퍼 시스템(3)이 설치되어 있다. 액체 댐퍼 시스템(3)은 액체 댐퍼(4)와, 상대 회전 수단(공기 저항 부여부)으로서의 판형상 부재(5)를 갖는다. 액체 댐퍼(4)는 케이스(20)에 형성된 내부 공간(21)에 액체(22)가 봉입된 구성을 갖는다. 액체 댐퍼(4)는 회전체(100)와 동축에서 회전 가능하고, 회전체(100)에 부착되어 있다. 본 실시형태에서는 액체(22)로서 물을 사용하고 있지만, 액체(22)의 종류는 물에 한정되지 않는다.
케이스(20)는 케이스 본체(20a) 및 뚜껑 부재(20b)를 갖고 있고, 전체로서 원통형상으로 되어 있다. 케이스 본체(20a)의 상부는 개구되어 있고, 이 개구를 폐쇄하도록 뚜껑 부재(20b)가 케이스 본체(20a)의 상면에 볼트 등으로 고정되어 있다. 케이스(20)에는 원환 형상의 내부 공간(21)이 형성되어 있고, 케이스(20)의 중심부를 회전체(100)가 삽입통과하고 있다.
회전체(100)의 외주면에는 원통형상의 보스(31)가 고정되어 있고, 또한 보스(31)의 외주면에는 상하에 2개의 베어링(32)이 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 베어링(32)으로서 복수의 볼(32a)을 갖는 볼 베어링을 사용하고 있지만, 볼 베어링 이외의 것을 사용하는 것도 가능하다. 보스(31)의 외주면의 상부에는 스텝부(31a)가 형성되어 있다. 상측의 베어링(32)은 이 스텝부(31a)에 접촉한 상태에서 보스(31)에 외감되어 있다. 상측의 베어링(32)의 하방에는 순번으로 제 1 스페이서(33), 하측의 베어링(32), 제 2 스페이서(34) 및 록킹 부재(35)가 보스(31)에 외감되어 있다. 록킹 부재(35)는, 예를 들면 C링이며, 보스(31)의 외주면에 형성된 환형상 홈(31lb)에 끼워 넣어져 있다.
제 2 스페이서(34)와 록킹 부재(35) 사이에는 바이어싱 부재(36)가 설치되어 있다. 바이어싱 부재(36)는, 예를 들면 접시 스프링이나 파형 와셔 등으로 이루어진다. 이 바이어싱 부재(36)에 의해 2개의 베어링(32)이 스텝부(31a)측으로 바이어싱됨으로써, 베어링(32)에 적절한 예압이 부여된다. 각 베어링(32)의 지름방향 내측에는 O링(37)이 설치되어 있다. 베어링(32)의 내륜(32b)은 보스(31)에 고정되고, 외륜(32c)은 케이스(20)에 고정된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 케이스(20)의 지름방향 외측의 내벽면(20c)에는 이 내벽면(20c)으로부터 내부 공간(21)을 향해서 돌출하고, 액체(22)가 둘레방향으로 이동할 때에 충돌할 수 있는 판형상의 복수(본 실시형태에서는 8개)의 충돌부(23)가 고정되어 있다. 충돌부(23)는 둘레방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 충돌부(23)의 수나 배치는 이것에 한정되는 것이 아니고, 적당히 변경이 가능하다.
액체 댐퍼(4)(케이스(20))의 외주면에는 지름방향을 따라 지름방향 외측으로 돌출하고, 액체 댐퍼(4)의 회전방향과 교차하는 면을 갖는 복수(본 실시형태에서는 8개)의 판형상 부재(5)가 고정되어 있다. 판형상 부재(5)는 둘레방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 또한, 판형상 부재(5)의 수나 배치는 이것에 한정되는 것이 아니고, 적당히 변경이 가능하다.
이와 같이 구성된 액체 댐퍼 시스템(3)에 의하면, 회전체(100)가 도시하지 않은 구동 장치에 의해 회전 구동되면, 액체 댐퍼(4)가 베어링(32)의 마찰에 의해 동시 회전한다. 액체 댐퍼(4)가 회전하면, 상대 회전 수단(공기 저항 부여부)로서의 판형상 부재(5)에 공기 저항이 작용하여, 액체 댐퍼(4)에 대하여 회전 저항이 발생한다. 액체 댐퍼(4)의 회전 속도가 빨라짐에 따라서 회전 저항도 커지고, 회전 저항의 크기가 베어링(32)의 마찰력보다 커지면, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도는 회전체(100)에 대하여 늦어지기 시작한다. 그 결과, 액체 댐퍼(4)는 회전체(100)에 대하여 상대 회전하게 된다.
액체 댐퍼(4)에서는, 회전체(100)의 회전시에 액체(22)가 충돌부(23)에 충돌함으로써, 운동 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전(비동기 회전)시킴으로써, 회전체(100)의 훨링에 의한 회전체(100)의 공전과 액체 댐퍼(4)의 자전이 일치하지 않는다. 이 때문에, 원심력에 의해 액체(22)가 케이스(20)의 내벽면(20c)에 달라붙어서 움직이지 않게 된다고 하는 경우가 없어서, 액체(22)의 충돌부(23)에의 충돌을 촉진할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 회전체(100)에 있어서의 제진 효과를 검증하기 위한 실험을 행했다. 검증 실험에서 사용한 시험기는 수평방향을 따라 연장되는 회전체(100)를 좌우 양측 2개의 지지부(101)에 의해 회전 가능하게 양팔보 지지한 것이며, 회전체(100)의 축방향에 있어서의 대략 중앙부에 제진 장치(1)가 부착되어 있다. 도 5는 제진 효과에 관한 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 검증 실험은 회전체(100)에 볼 밸런서(2)도 액체 댐퍼 시스템(3)도 부착하지 않을 경우(도 5에서 「아무 것도 없음」이라고 표시함)와, 회전체(100)에 볼 밸런서(2)만을 부착했을 경우(도 5에서 「볼 밸런서만」이라고 표시함)와, 회전체(100)에 볼 밸런서(2) 및 액체 댐퍼 시스템(3)의 양방을 부착했을 경우(도 5에서 「볼 밸런서+액체 댐퍼 시스템」이라고 표시함)에 대해서 행했다. 이 검증 실험에서는 각 회전수에서 정속 회전 상태에 도달했을 때의 회전체(100)의 진동값을 측정했다. 또한, 실험에 사용한 회전체(100)의 고유 진동수는 1380rpm이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 회전체(100)에 볼 밸런서(2)도 액체 댐퍼 시스템(3)도 부착하지 않았을 경우에는, 고유 진동수를 포함하는 공진역에서 진동이 발산했다. 이것에 대하여, 회전체(100)에 볼 밸런서(2)만을 부착하면, 고유 진동수보다 고속측의 대략 2000rpm 이상의 고속역에서는 아무것도 부착하지 않았을 경우와 비교해서 진동값이 작아졌다. 그러나, 상기 고속역보다 저속측의 대략 2000rpm 이하의 저속역에서는 볼 밸런서(2)를 부착함으로써 오히려 진동값이 커지고 있고, 아무것도 부착하지 않은 경우보다 폭넓은 공진역에서 진동이 발산했다. 즉, 볼 밸런서(2)만을 부착한 경우에는, 회전체(100)가 고속역에서 회전하는 경우에는 제진 효과를 발휘하지만, 회전체(100)가 저속역에서 회전하는 경우에는 회전체(100)의 진동이 오히려 증폭되는 것이 실증되었다.
이와 같이, 회전체(100)에 아무것도 부착하지 않은 경우나 볼 밸런서(2)만을 부착했을 경우에서는 회전체(100)의 진동이 공진역에서 발산한다. 이 때문에, 공진역을 초과해서 회전체(100)를 2000rpm 이상까지 가속할 수 없었다. 또한, 이 실험에서는 공진역에서 진동이 발산하는 경우에서도, 회전체(100)의 진동을 강제적으로 억제한 상태에서 공진역을 초과하는 회전수까지 가속시킴으로써 고속역에서의 진동값을 측정했다.
그 다음에, 회전체(100)에 볼 밸런서(2) 및 액체 댐퍼 시스템(3)의 양방을 부착한 경우에는, 볼 밸런서(2)만을 부착한 경우와 비교하여, 저속역에 있어서 진동값이 작아졌다. 특히 공진역에서는 정속 회전시켜도 진동의 발산을 방지할 수 있을 정도로 진동값을 억제할 수 있어서, 회전체(100)를 공진역을 초과해서 고속역까지 가속하는 것이 가능해져 있다. 또한, 고속역에서는 액체 댐퍼 시스템(3)을 부착한 것에 의한 제진 효과는 특별히 보이지 않지만, 고속역에서 유효한 볼 밸런서(2)에 의한 제진 효과가 있다. 즉, 고속역에서 효과적인 볼 밸런서(2)와 공진역에서 효과적인 액체 댐퍼 시스템(3)을 겸비함으로써, 저속역으로부터 고속역에 걸치는 폭넓은 영역에서 진동을 효과적으로 억제할 수 있는 것이 실증되었다.
덧붙여서, 이 실험에서는 회전체(100)의 중량이 약 2kg, 액체 댐퍼(4)에 봉입되어 있는 액체(22)로서의 물의 중량이 약 150g이다. 즉, 회전체(100)의 중량에 대하여 10% 미만의 중량의 액체(22)로 큰 제진 효과를 얻을 수 있었다. 이와 같이, 소량의 액체(22)로 큰 제진 효과가 얻어지는 것은 원심력에 의해 액체(22)의 겉보기의 중량이 증가하여, 충돌 에너지가 커지기 때문이라고 추정된다.
최후에, 상술한 제진 장치(1)를 회전체(100)로서의 보빈 홀더에 적용했을 경우에 대해서 설명한다. 도 6은 제진 장치(1)가 부착된 보빈 홀더 시스템(60)의 측면도이다. 보빈 홀더 시스템(60)은 보빈 홀더(61)에 제진 장치(1)가 부착된 것이다. 보빈 홀더(61)는 수평방향을 따라 연장되어 있고, 좌우 양측 2개의 지지부(62)에 의해 회전 가능하게 양팔보 지지되어 있다. 보빈 홀더(61)의 축방향에 있어서의 대략 중앙부에 제진 장치(1)가 부착되어 있고, 제진 장치(1)의 양측에는 복수의 보빈(63)이 축 방향으로 나란히 장착되어 있다. 보빈 홀더(61)를 회전시킴으로써 폴리에스테르 등의 합성 섬유로 이루어진 복수의 실(Y)이 복수의 보빈(63)에 권취되어 복수의 패키지가 형성된다.
(효과)
본 실시형태의 제진 장치(1)에서는 볼 밸런서(2)(자동 밸런서)에 추가해서 액체 댐퍼(4)가 설치되어 있다. 액체 댐퍼(4)에서는 액체(22)가 충돌부(23)에 충돌함으로써, 운동 에너지의 일부가 열 에너지로 변환되어, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다. 이러한 액체 댐퍼(4)에 의한 제진 효과는 액체(22)가 크게 유동하여 충돌부(23)에 충돌하기 쉬운 공진역에서 특히 현저하다. 게다가, 제진 장치(1)에서는 판형상 부재(5)(상대 회전 수단)에 의해, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있으므로, 회전체(100)의 훨링에 의한 회전체(100)의 공전과 액체 댐퍼(4)의 자전이 일치하지 않는다. 이 때문에, 원심력에 의해 액체(22)가 액체 댐퍼(4)의 내벽면(20c)에 달라붙어서 움직이지 않게 된다고 하는 경우가 없어서, 액체(22)의 충돌부(23)에의 충돌을 촉진할 수 있으므로, 회전체(100)가 공진역에 있어서 정속 회전하고 있는 경우에서도 진동을 효과적으로 억제할 수 있었다. 이와 같이, 제진 장치(1)에 의하면, 볼 밸런서(2)에 의해 고속역에서의 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 액체 댐퍼(4)에 의해 공진역에 있어서의 진동도 효과적으로 억제되므로, 공진역을 초과해서 고속역까지 회전체(100)를 확실하게 가속할 수 있다.
본 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 상대 회전 수단으로서 액체 댐퍼(4)가 회전할 때의 공기 저항을 증대시키는 판형상 부재(5)(공기 저항 부여부)가 설치되어 있다. 이 때문에, 액체 댐퍼(4)의 회전시에 액체 댐퍼(4)에 회전 저항이 작용하여, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도가 회전체(100)보다 늦어진다. 그 결과, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 본 발명에 있어서의 공기 저항 부여부로서 액체 댐퍼(4)의 회전방향과 교차하는 면을 갖는 판형상 부재(5)가 설치되어 있다. 이 때문에, 액체 댐퍼(4)의 회전시에 판형상 부재(5)에 공기가 충돌함으로써 회전 저항이 작용하여, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도가 회전체(100)보다 느려지고, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다. 또한, 공기 저항 부여부를 판형상 부재(5)로 함으로써, 공기 저항 부여부를 간이하게 구성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 판형상 부재(5)는 액체 댐퍼(4)의 외주면에 설치되어 있다. 이렇게 하면, 공기 저항의 작용 위치와 액체 댐퍼(4)의 회전체(100)의 중심의 거리가 커지므로, 액체 댐퍼(4)에 작용하는 회전 저항 토크가 증대한다. 따라서, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 효율적으로 느리게 할 수 있어서, 보다 확실하게 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 자동 밸런서가 복수의 볼(11)이 이동 가능한 상태로 수용 부재(10)에 수용된 볼 밸런서(2)로 되어 있다. 따라서, 회전체(100)의 회전시에 복수의 볼(11)이 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다. 또한, 자동 밸런서 중에서도 볼 밸런서(2)는 구성이 비교적 단순하기 때문에, 제진 장치(1)의 구성을 간이화할 수 있다.
본 실시형태에서는, 수용 부재(10)의 내부를 둘레방향에 있어서 복수의 수용실(13)로 나누는 칸막이 부재(12)가 설치되어 있고, 복수의 수용실(13)의 각각에는 적어도 1개의 볼(11)이 수용되어 있고, 칸막이 부재(12)는 복수의 수용실(13)의 각각에 수용된 볼(11)이 다른 수용실(13)로 이동하는 것을 방해하도록 구성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 볼(11)이 계속해서 선회하는 것을 칸막이 부재(12)에 의해 방지할 수 있고, 볼(11)을 회전체(100)의 언밸런스를 해소하는 위치로 신속하게 이동시킬 수 있다. 또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전체(100)를 횡방향으로 배치했을 경우에는, 회전체(100)의 회전 속도나 볼(11)의 질량 등에 따라서는 볼(11)이 중력의 영향에 의해 상방으로 이동하기 어려워지는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 칸막이 부재(12)가 있으면, 칸막이 부재(12)에 의해 볼(11)을 들어올릴 수 있으므로, 중력의 영향을 억제할 수 있다.
본 실시형태에서는 회전체(100) 또는 회전체(100)로서의 보빈 홀더(61)에 제진 장치(1)가 부착되어 있다. 보빈 홀더(61)는, 예를 들면 2000rpm 이상의 고속역에서 사용되는 경우가 많고, 일반적으로 고속역보다 저속측의 저속역에 고유 진동수를 갖는다. 따라서, 제진 장치(1)를 보빈 홀더(61)에 부착함으로써, 보빈 홀더(61)의 사용역인 고속역에서 진동을 억제할 수 있음과 아울러, 공진역을 초과해서 고속역까지 보빈 홀더(61)를 확실하게 가속할 수 있다.
본 실시형태에서는 보빈 홀더(61)는 양팔보 지지되어 있고, 제진 장치(1)는 보빈 홀더(61)의 축방향의 대략 중앙부에 부착되어 있다. 액체 댐퍼(4)는 액체(22)가 충돌부(23)에 충돌함으로써 진동을 억제하므로, 진동이 커지는 부위에 부착한 편이 제진 효과가 커진다. 따라서, 보빈 홀더(61)가 양팔보 지지되어 있을 경우에, 가장 진동이 커지는 보빈 홀더(61)의 중앙부에 제진 장치(1)를 부착함으로써, 액체 댐퍼(4)에 의한 제진 효과를 향상시킬 수 있다.
[다른 실시형태]
상기 실시형태에 각종의 변경을 추가한 변형예에 대해서 설명한다.
(1) 상기 실시형태에서는, 판형상 부재(5)를 지름방향을 따른 형상의 것으로 했다. 그러나, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 지름방향을 따른 판형상 부재(5) 대신에, 액체 댐퍼(4)의 회전체(100)의 중심으로부터 멀어짐에 따라서 액체 댐퍼(4)의 회전방향의 하류측으로 향하는 형상을 갖는 판형상 부재(6)로 해도 좋다. 이러한 판형상 부재(6)에 의하면, 액체 댐퍼(4)의 회전시에 공기가 판형상 부재(6)를 따라 지름방향 외측으로 빠져나가는 것을 억제하고, 도 7에 있어서 블록 화살표로 나타낸 바와 같이, 공기를 판형상 부재(6)와 액체 댐퍼(4) 사이의 공간에 도입하기 쉬워지므로, 보다 강한 공기 저항을 판형상 부재(6)에 작용시킬 수 있다.
(2) 상기 실시형태의 판형상 부재(5)에 추가해서, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 유체 분출 수단(7)을 설치해도 좋다. 유체 분출 수단(7)은 액체 댐퍼(4)의 주위에 복수 배치되어 있고, 분출구(7a)로부터 공기 등의 유체를 분출한다. 분출구(7a)가 액체 댐퍼(4)의 회전방향의 대략 반대방향을 향하도록 배치됨으로써, 유체 분출 수단(7)은 판형상 부재(5)에 대하여 액체 댐퍼(4)의 회전방향의 반대방향으로 유체압을 작용시킬 수 있다. 이 때문에, 판형상 부재(5)에 작용하는 회전 저항을 증대시킬 수 있어서, 보다 확실하게 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다. 또한, 유체 분출 수단(7)의 개수나 배치는 도 7(b)에 나타낸 것에 한정되지 않고, 예를 들면 유체 분출 수단(7)은 1개이어도 좋다.
(3) 상기 실시형태에서는, 판형상 부재(5)를 액체 댐퍼(4)의 외주면에 설치하는 것으로 했지만, 도 8에 나타낸 바와 같이, 판형상 부재(8)를 액체 댐퍼(4)의 축방향에 있어서의 끝면(상면 또는 하면)에 설치해도 좋다. 도 8에서는 판형상 부재(8)를 액체 댐퍼(4)의 상면(4a)에 설치하고 있지만, 상면(4a)을 대신해서 또는 추가해서, 판형상 부재(8)를 하면에 설치해도 좋다. 이렇게 함으로써, 제진 장치(1)가 지름방향으로 대형화하는 것을 억제할 수 있어서, 제진 장치(1)를 콤팩트한 것으로 할 수 있다.
(4) 상기 실시형태에서는, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시키는 상대 회전 수단으로서 판형상 부재(5)(공기 저항 부여부)를 설치하는 것으로 했지만, 상대 회전 수단의 구성은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 상대 회전 수단으로서 전자식 브레이크 기구(40)를 설치해도 좋다. 이 브레이크 기구(40)는 액체 댐퍼(4)의 외주면에 설치된 도전체(41)(피전자 작용부)와, 액체 댐퍼(4)의 외주면으로부터 이간해서 설치된 코일(42)(전자 작용부)과, 코일(42)에 공급되는 전류를 제어하는 전류 제어부(43)를 갖는다. 또한, 도전체(41) 및 코일(42)의 개수나 배치는 도 9에 나타낸 것에 한정되지 않고, 적당히 변경이 가능하다. 예를 들면, 코일(42)을 액체 댐퍼(4)의 둘레방향을 따라 등간격으로 복수 설치해도 좋다.
전류 제어부(43)에 의해 전류가 코일(42)에 공급되면, 전자 유도에 의해 코일(42)의 주변에 생기는 자속과, 액체 댐퍼(4)에 설치된 도전체(41)에 발생하는 과전류에 의한 자속 사이에 작용하는 자력이 브레이크력으로서 작용한다. 액체 댐퍼(4)가 회전할 때에, 브레이크 기구(40)에 의해 액체 댐퍼(4)에 브레이크력을 작용시킴으로써, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 회전체(100)보다 느리게 할 수 있다. 그 결과, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다. 또한, 도전체(41)를 자성체로 구성하면, 보다 큰 과전류를 발생시키는 것이 가능해지기 때문에, 보다 큰 브레이크력을 얻을 수 있다.
이때, 전류 제어부(43)에 의해 코일(42)에 공급되는 전류를 변화시킴으로써, 코일(42)에 발생하는 자계의 강도를 변화시킬 수 있고, 나아가서는 도전체(41)와 코일(42) 사이에 작용하는 브레이크력을 변화시킬 수 있다. 따라서, 회전체(100)의 진동의 형태에 따라 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 조정할 수 있어서, 제진 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 액체 댐퍼(4)의 외주면에 설치되는 피전자 작용부를 도전체(41) 대신에 영구 자석으로 해도 좋다. 이렇게 하면, 코일(42)에 접속된 전류 제어부(43)에 의해, 코일(42)에 공급되는 교류 전류의 주파수를 적당히 제어함으로써, 큰 브레이크 토크를 발생시키는 것이 가능하다. 또한, 전자 작용부를 코일(42) 대신에 영구 자석으로 해도 좋다. 이와 같이 함으로써, 전류 제어부(43)를 생략할 수 있어서, 상대 회전 수단을 비교적 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 액체 댐퍼(4)에 설치되는 피전자 작용부로서 도전체(41) 대신에 코일을 설치하고, 피전자 작용부에 전자 작용을 미치는 전자 작용부로서 코일(42) 대신에 영구 자석을 설치하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 영구 자석을 이동시켜서 액체 댐퍼(4)에 설치한 코일과의 이간 거리를 변화시킴으로써, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 조정하는 것이 가능하다.
(5) 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시키는 상대 회전 수단으로서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 기어 기구(50)를 설치해도 좋다. 이 기어 기구(50)는 액체 댐퍼(4)의 외주면에 형성된 기어부(4b)와, 기어부(4b)에 결합하는 기어(51)와, 기어(51)에 연결되고 회전체(100)에 대략 평행한 회전축(52)과, 회전축(52)에 도시하지 않은 출력축이 연결되어 회전축(52)을 회전 구동하는 모터(53)(구동부)를 갖는다. 모터(53)의 하우징(도시 생략)은, 예를 들면 마찰이 거의 제로인 베어링을 통해서 회전체(100)에 부착되어 있고, 액체 댐퍼(4)의 회전시에 모터(53)가 위치를 변동하는 경우가 없도록 설치되어 있다.
액체 댐퍼(4)가 회전하면, 기어(51)도 도 10에 나타내는 방향으로 회전한다.이때, 모터(53)를 액체 댐퍼(4)의 회전에 동기하는 기어(51)의 회전 주파수보다 낮은 주파수에서 구동시키면, 모터(53)가 브레이크로서 작용한다. 이 때문에, 회전체(100)와 동시 회전하고자 하는 액체 댐퍼(4)에는 회전 저항 토크가 작용하게 되어, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도가 회전체(100)보다 늦어진다. 그 결과, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)에 대하여 상대 회전시킬 수 있다.
또한, 모터(53)는 출력축의 회전 속도가 변경 가능한 가변속 모터이면 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 기어(51)의 회전 속도를 변화시킬 수 있고, 나아가서는 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 변화시킬 수 있다. 따라서, 회전체(100)의 진동의 형태에 따라 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 조정할 수 있어서, 제진 효과를 보다 향상시킬 수 있다.
(6) 상기 실시형태에서는, 충돌부(23)가 케이스(20)의 지름방향 외측의 내벽면(20c)으로부터 내부 공간(21)을 향해서 돌출하는 것으로 했다. 그러나, 충돌부(23)를 케이스(20)의 지름방향 내측의 내벽면으로부터 내부 공간(21)을 향해서 돌출시켜도 좋고, 케이스(20)의 천장면이나 저면으로부터 내부 공간(21)을 향해서 돌출시켜도 좋다. 또한, 지름방향 내측의 내벽면으로부터 지름방향 외측의 내벽면 사이의 전역에 걸쳐 설치되고, 둘레방향으로 관통하는 개구나 노치부를 갖는 판형상의 부재를 충돌부로 하는 것도 가능하다. 더욱이는, 충돌부는 판형상의 것에 한정하지 않고, 기둥형상의 것이나 블록형상의 것이어도 좋고, 케이스(20)의 측면이나 저면에 형성한 요철부나 파형상부를 충돌부로 하는 것도 가능하다.
(7) 상기 실시형태에서는, 케이스(20)의 내부 공간(21)이 1실만으로 이루어진 것으로 했다. 그러나, 내부 공간(21)의 둘레방향을 따라 칸막이벽을 설치하여, 내부 공간(21)을 지름방향으로 복수로 분할해도 좋다. 이 경우에는, 분할된 각 공간에 충돌부(23)가 설치된다.
(8) 상기 실시형태에서는, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 회전체(100)보다 느리게 하는 경우에 대해서 설명했지만, 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 회전체(100)보다 빠르게 함으로써, 액체 댐퍼(4)가 회전체(100)에 대하여 상대 회전하도록 해도 좋다. 예를 들면, 도 7(b)의 유체 분출 수단(7)의 방향을 변경하고, 액체 댐퍼(4)의 회전방향으로 유체압을 작용시키도록 해도 좋다. 또는, 상대 회전 수단으로서 기어 기구(50)(도 10 참조)를 사용하는 경우에, 모터(53)에 의해 액체 댐퍼(4)의 회전 속도를 회전체(100)보다 빠르게 해도 좋다.
더욱이는, 액체 댐퍼(4)의 회전방향과 회전체(100)의 회전방향이 역방향이 되도록 해도 좋다. 예를 들면 도 7(b)의 유체 분출 수단(7)으로부터의 유체의 분출 속도를 빠르게 함으로써, 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)와는 역방향으로 회전시키도록 해도 좋다. 또는, 상대 회전 수단으로서 기어 기구(50)(도 10 참조)를 사용하는 경우에, 모터(53)에 의해 액체 댐퍼(4)를 회전체(100)와는 역방향으로 회전시키도록 해도 좋다.
(9) 상기 실시형태에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 볼 밸런서(2)의 수용 부재(10)의 내부가 둘레방향에 있어서 2개의 수용실(13)로 나누어지고, 각 수용실(13)에 볼(11)이 1개씩 수용되는 것으로 했다. 그러나, 수용실(13)의 수는 3개 이상이어도 좋고, 또한 각 수용실(13)에 수용되는 볼(11)은 1개에 한정하지 않고 2개 이상이어도 좋다. 더욱이는, 수용 부재(10)의 내부를 복수의 수용실(13)로 나누는 것은 필수적이지 않고, 칸막이 부재(12)를 없애고 1개의 공간으로 해도 좋다. 이 경우에는 수용 부재(10)에 2개 이상의 볼(11)이 수용되어 있으면 좋다.
(10) 상기 실시형태에서는, 자동 밸런서로서 볼 밸런서(2)가 설치되는 것으로 했다. 그러나, 제진 장치(1)에 사용되는 자동 밸런서는 회전체(100)의 회전시에 질량체가 회전체(100)의 둘레에서 이동함으로써 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄할 수 있는 것이면, 어떤 구성의 것이어도 상관없다. 예를 들면 볼 밸런서(2) 대신에, 도 11(a)에 나타내는 것과 같은 진자 밸런서(80), 도 11(b)에 나타내는 것과 같은 링 밸런서(90), 또는 도시하지 않은 액체 밸런서 등을 사용해도 좋다.
진자 밸런서(80)는, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 둘레방향으로 요동 가능한 복수의 진자(81)를 갖는다. 복수의 진자(81)는 회전체(100)에 고정된 원통형상의 케이스(82)의 보스부(82a)에 부착되어 있고, 지점(83)을 중심으로 해서 둘레방향으로 요동한다. 회전체(100)의 회전시에 복수의 진자(81)가 둘레방향으로 요동하여, 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다.
링 밸런서(90)는, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, 회전체(100)의 주변을 회전 가능한 복수의 링 부재(91)를 갖는다. 복수의 링 부재(91)는 회전체(100)의 축 방향으로 나란히 있고, 복수의 링 부재(91)의 내측을 회전체(100)가 삽입통과하고 있다. 또한, 회전체(100)에는 링 부재(91)가 축방향으로 이동하는 것을 제한하는 도시하지 않은 록킹 부재가 부착되어 있다. 회전체(100)의 회전시에 복수의 링 부재(91)가 회전체(100)의 둘레를 회전하여, 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하는 위치로 이동함으로써, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다.
액체 밸런서는 케이스 내에 액체가 이동 가능한 상태로 봉입된 구성을 갖는다. 회전체(100)의 회전시에 액체가 회전체(100)의 언밸런스를 상쇄하도록 분포됨으로써, 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다. 또한, 액체 대신에 분립체가 봉입된 밸런서에서도 액체 밸런서와 같은 원리로 회전체(100)의 진동을 억제할 수 있다.
(11) 상기 실시형태에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 제진 장치(1)를 양팔보 지지된 보빈 홀더(61)의 축방향의 대략 중앙부에 부착하는 것으로 했지만, 제진 장치(1)의 설치 위치는 적당히 변경이 가능하다.
또한, 보빈 홀더(61)를 양팔보 지지하는 것은 필수적이지 않고, 예를 들면 도 12에 나타낸 바와 같이, 보빈 홀더(61)를 지지부(62)에 의해 외팔보 지지해도 좋다. 이 경우, 제진 장치(1)를 진동이 커지기 쉬운 보빈 홀더(61)의 자유단측의 단부에 부착하면, 액체 댐퍼(4)의 제진 효과가 커지므로 적합하다. 더욱이는, 액체 댐퍼(4)(액체 댐퍼 시스템(3))를 볼 밸런서(2)보다 보빈 홀더(61)의 자유단측에 부착함으로써, 액체 댐퍼(4)에 의한 제진 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 단, 제진 장치(1)를 보빈 홀더(61)의 고정 단측의 단부나 중앙부에 부착하는 것도 가능하고, 액체 댐퍼(4)(액체 댐퍼 시스템(3))를 볼 밸런서(2)보다 보빈 홀더(61)의 고정 단측에 부착하는 것도 가능하다.
또한, 보빈 홀더(61)가 굽힘이 생기는 소정의 공진 모드를 갖고 있을 경우에는, 이 공진 모드에 있어서의 보빈 홀더(61)의 배의 위치, 즉 변위가 최대가 되는 위치에 제진 장치(1)를 부착하면, 액체 댐퍼(4)의 제진 효과를 향상시킬 수 있다. 또한, 보빈 홀더(61)를 양팔보 지지한 경우의 중앙부, 및 보빈 홀더(61)를 외팔보 지지한 경우의 자유단측의 단부는 대략 배의 위치와 일치한다고 생각된다.
또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 보빈 홀더(61)가 축부(61b)와 원통부(61b)를 갖고 있고, 축부(61a)와 원통부(61b) 사이에 제진 장치(1)를 배치하는 공간이 있는 경우에는, 보빈 홀더(61)의 내부에 제진 장치(1)를 배치해도 좋다. 이와 같이, 보빈 홀더(61)의 내부에 제진 장치(1)를 설치함으로써, 보빈 홀더(61)에 대한 제진 효과를 높이는 것이 가능하다. 또한, 보빈 홀더(61)의 내부에 제진 장치(1)를 설치했을 경우에는, 보빈 홀더(61)에 있어서의 보빈(63)의 장착 위치의 자유도의 향상, 보빈 홀더(61)에 대한 보빈(63)의 최대 장착 가능수의 증가, 및 보빈 홀더(61)에 대한 보빈(63)의 착탈시의 작업성의 향상 등의 효과가 있다.
(12) 상기 실시형태에서는, 제진 장치(1)를 보빈 홀더(61)에 부착하는 경우에 대해서 설명했지만, 보빈 홀더(61) 이외의 회전체(100)에 제진 장치(1)를 설치해도 좋다.
1: 제진 장치
2: 볼 밸런서(자동 밸런서)
3: 액체 댐퍼 시스템
4: 액체 댐퍼
4b: 기어부
5, 6, 8: 판형상 부재(상대 회전 수단, 공기 저항 부여부)
10: 수용 부재
11: 볼
12: 칸막이 부재
13: 수용실
20: 케이스
22: 액체
23: 충돌부
40: 브레이크 기구(상대 회전 수단)
41: 도전체(피전자 작용부)
42: 코일(전자 작용부)
50: 기어 기구(상대 회전 수단)
51: 기어
53: 모터(구동부)
60: 보빈 홀더 시스템
61: 보빈 홀더
63: 보빈
100: 회전체
Y: 실

Claims (18)

  1. 회전체의 진동을 억제하는 제진 장치로서,
    상기 회전체의 회전시에 상기 회전체의 언밸런스를 상쇄하는 자동 밸런서와,
    상기 회전체와 동축에서 회전 가능하고, 액체가 봉입된 케이스 내에 상기 액체가 둘레방향으로 이동할 때에 충돌할 수 있는 충돌부가 설치된 액체 댐퍼와,
    상기 액체 댐퍼를 상기 회전체에 대하여 상대 회전시키는 상대 회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 회전 수단으로서, 상기 액체 댐퍼가 회전할 때의 공기 저항을 증대시키는 공기 저항 부여부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 저항 부여부는 상기 액체 댐퍼의 회전방향과 교차하는 면을 갖는 판형상 부재인 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 판형상 부재는 상기 액체 댐퍼의 외주면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 판형상 부재는 상기 액체 댐퍼의 축방향에 있어서의 끝면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 회전 수단으로서,
    상기 액체 댐퍼에 설치된 전자 작용을 받는 피전자 작용부와,
    상기 피전자 작용부에 전자 작용을 미치는 전자 작용부를 갖는 브레이크 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 회전 수단으로서,
    상기 액체 댐퍼의 외주면에 형성된 기어부와,
    상기 기어부에 결합하는 기어와,
    상기 기어를 회전시킴으로써 상기 액체 댐퍼에 회전 토크를 발생시키는 구동부를 갖는 기어 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동 밸런서는 복수의 볼이 이동 가능한 상태로 수용 부재에 수용된 볼 밸런서인 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수용 부재의 내부를 둘레방향에 있어서 복수의 수용실로 나누는 칸막이 부재가 설치되어 있고,
    상기 복수의 수용실의 각각에는 적어도 1개의 볼이 수용되어 있고,
    상기 칸막이 부재는 상기 복수의 수용실의 각각에 수용된 볼이 다른 수용실로 이동하는 것을 방해하는 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동 밸런서는 상기 회전체의 둘레방향으로 요동가능한 복수의 진자를 갖는 진자 밸런서인 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동 밸런서는 상기 회전체의 둘레를 회전 가능한 복수의 링 부재를 갖는 링 밸런서인 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동 밸런서는 액체가 케이스 내로 이동 가능한 상태로 봉입된 액체 밸런서인 것을 특징으로 하는 제진 장치.
  13. 보빈을 장착한 상태에서 회전함으로써, 상기 보빈에 합성 섬유의 실을 권취해서 패키지를 형성하는 보빈 홀더와,
    상기 회전체로서의 상기 보빈 홀더에 부착된 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 제진 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제진 장치가 상기 보빈 홀더에 굽힘이 발생하는 소정의 공진 모드에 있어서의 상기 보빈 홀더의 배의 위치에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 보빈 홀더는 외팔보 지지되어 있고,
    상기 제진 장치는 상기 보빈 홀더의 자유단측의 단부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 액체 댐퍼가 상기 자동 밸런서보다 상기 보빈 홀더의 자유단측에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 보빈 홀더는 양팔보 지지되어 있고,
    상기 제진 장치는 상기 보빈 홀더의 축방향의 대략 중앙부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제진 장치가 상기 보빈 홀더의 내부에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 보빈 홀더 시스템.
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