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JP4311716B2 - Self-following resonance device - Google Patents

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JP4311716B2
JP4311716B2 JP2003096126A JP2003096126A JP4311716B2 JP 4311716 B2 JP4311716 B2 JP 4311716B2 JP 2003096126 A JP2003096126 A JP 2003096126A JP 2003096126 A JP2003096126 A JP 2003096126A JP 4311716 B2 JP4311716 B2 JP 4311716B2
Authority
JP
Japan
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lever
mass
force
self
support point
Prior art date
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Application number
JP2003096126A
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Inventor
孝信 井手
明宏 島田
暁 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamashita Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yamashita Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yamashita Rubber Co Ltd filed Critical Yamashita Rubber Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイナミックダンパーの一種であるとともに、入力振動に応じて自動的に共振周波数を変化させることができるようにした自主追随型共振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
マスとバネを組み合わせて制振するダイナミックダンパーは公知である。このダイナミックダンパーは、マスとバネ定数によって共振周波数が一定に決まってしまうため、入力振動に応じて共振周波数を変化させるべく、外部からの力でマスを制御することも知られている(特許文献1参照)。
また、振動系にてこを設け、てこの先端にマスを設けてその位置を可変としたものもある(特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特公平6−1097号公報
【特許文献2】
特公平8−16497号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例は、共振周波数を可変にできる利点がある反面、マスを制御するため大がかりで複雑なシステムとなり、高価なものになる。そこで、これを比較的簡単構造で安価に実現することが望まれ、本願発明はこの要請の実現を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本願の自主追随型共振装置に係る請求項1は、一端を円筒ブッシュに支持され他端側が回動自在のレバーと、このレバーに支持されたマスと、このレバーの回動を阻止する方向に弾力付勢する制振バネとを備え、入力振動に応じてレバーを前記円筒型ブッシュによる支持点を中心に前記マスとともに回動させるようにした振り子式ダイナミックダンパからなり、
前記マスを前記レバー上に長さ方向へ移動自在に支持し、このマスを前記レバーの回動により前記支持点から遠ざかる方向へ移動させるように働く遠心力と、これと逆向きに働いてマスを支持点方向へ移動させる戻し力とのバランスにより、マスを入力振動に応じて移動させるとともに、
前記制振バネは前記円筒型ブッシュを構成する捩りバネをなす防振ゴムであり、
この捩りバネ中心に前記レバーの支持点を位置させたことを特徴とする。
て移動させる
【0006】
請求項2は上記請求項1において、前記戻し力は前記レバーを傾けることにより生じるマスを落下させる力であることを特徴とする。
【0007】
請求項3は上記請求項1において、前記戻し力はバネ又は磁力によって強制的に生じる力であることを特徴とする。
【0008】
請求項4は上記請求項1において、前記マスのレバー上における移動速度を抑制するための移動速度抑制手段を設けたことを特徴とする。
【0009】
請求項5は上記請求項1において、前記円筒型ブッシュは、内筒とその外側に配置されるブラケットと、これら内筒とブラケット間に設けられた前記防振ゴムとを備え、前記内筒の中心を前記捩りバネ中心とし、この内筒へ前記レバーの一端を圧入したことを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】
請求項1によれば、入力振動によりレバーが上下等に回動すると、マスがレバーと一緒に振動することにより支持点から離れる方向へ遠心力を受け、同時に逆向きに戻し力を受けるので、マスがレバー上を遠心力と戻し力のバランス点へ自由に移動する。
【0012】
この遠心力は振動数、すなわち振動の角速度に応じて変化し、戻し力はほぼ一定であるから、バランス点は入力振動数に応じて変化する。このため支持点からバランス点までの距離に応じてマスのモーメント力が変化する。
そこでこのモーメント力が制振バネの作用点上に作用すると見なした等価マスを算出すれば、この振動系は、等価マスと制振バネのバネとからなるダイナミックダンパとして機能し、等価マスと制振バネによって決まる所定の共振点で共振して入力振動を制振することになる。
【0013】
しかも、等価マスは入力振動数に応じて変化するから、ダイナミックダンパの共振点は入力振動に応じて自主的に追随変化する。したがって、入力振動が変化する場合でも、共振点を自動的に追随変化させて制振できる。しかも、特別な制御装置を要さずに、極めて簡単な構造で実現できる。
また、円筒型ブッシュを構成する防振ゴムの捩りバネ中心をレバーの支持点とすることにより、レバーを円筒型ブッシュに片持ち支持させて振り子状に回動させることにより制振できる。したがって、振り子式ダイナミックダンパを簡単に構成することができる。
そのうえ、制振バネを捩りバネとしたので、レバーの振動による回動を捩りバネの捩りに変換して逆方向への戻し力を発生できる。しかも、ゴムバネを用いて形成できるので、比較的コンパクトにできる。
【0014】
請求項2によれば、レバーを傾けることにより、マスに支持点方向へ向かう落下力を発生させ、これを戻し力とすることができる。したがって、レバーを傾斜させるだけで戻し力を発生させることができ、しかもレバーの傾きを変化させることにより、戻し力の大きさも自由に設定できる。
【0015】
請求項3によれば、バネ又は磁力を用いてマスを支持点側へ弾性付勢することにより、戻し力を強制的に発生させることができる。したがって、レバーを水平に配置しても戻し力を生じさせることができ、レバーの傾きに関係なく安定した戻し力を強制的に得ることができる。
【0016】
請求項4によれば、マスの移動速度抑制手段を設けたので、マスの急激な移動を阻止し、比較的ゆっくり移動させることができるようになり、バランス点へ正確に移動させて速やかにバランス点上へ位置決めさせることができる。このような移動速度抑制手段としては、例えば、マスとレバー間に設けた粘性抵抗や絞り通路を設けたマスをシリンダ状のレバー内における液体中を移動することによる液体の流動抵抗を利用するものがある。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図1〜図4は円筒ブッシュによるレバーの支持構造を除く本願発明における自主追随型振り子式ダイナミックダンパの原理を説明するためのものであり、図1は装置全体の概略図、図2は作用説明図、図3は等価マスを用いた原理図、図4は共振時の振幅変化を示す図である。
【0020】
図1において、このダイナミックダンパー1は、レバー2と、その上を軸方向移動自在に支持されたマス3と、レバー2の一端側を支持部4へ回動自在に支持する支持点5と、レバー2の自由端に取付けられた制振バネ6とを備える。符号7は自由端、8はダイナミックダンパー1の支持台部である。
【0021】
レバー2は丸棒状等の、例えば表面が低摩擦性をなす等の適宜材料からなるものであり、水平面に対して傾斜角θをなすように支持部4へ傾斜して取付けられ、自由端側が支持点5よりも高くなっている。この例ではレバー2が傾斜角θをなす状態を基本状態とする。
【0022】
マス3は金属等からなる適宜質量を有するものであり、例えば貫通穴9を設け、これにレバー2を通すことにより、マス3がレバー2の上を長さ方向へ移動自在になっている。但し、レバー2によるマス3の支持構造は、モノレール式にガイドする等、上記に限らず任意にできる。質量の大きさは目的とするダイナミックダンパー特性により任意に設定できる。
【0023】
制振バネ6はレバー2の自由端における上下動を抑制するものであり、そのバネ定数は目的とするダイナミックダンパー特性により任意に設定できる。材料は金属やゴム等任意であり、形状もコイルバネやその他各種形状を適用できる。
【0024】
このダイナミックダンパー1は、レバー2の自由端側等へ振動を入力し、レバー2を上下へ回動させることにより、回動するマス3と制振バネ6の相互作用によりダイナミックダンパー効果を生じ、振動を制振するようになっている。
【0025】
図2〜図4によりダイナミックダンパー1の動作原理を説明する。以下において使用する符号及び記号は次の通りである。レバー2の長さをL、マス3の質量をm、支持点5からマス3までのレバー2上における距離をr、マス3に働く重力による力をG、重力加速度をg、遠心力をF、マス3の振動時における速度をv、レバー2の回動時における角速度をω、振幅をx0、制振バネ6のバネ定数をKとする。
【0026】
ここで、入力振動によって回動するレバー2上のマス3には、重力によってレバー2上を支持点5側へ滑り落ちようとする力Gと、振動による遠心力によってレバー2上を自由端7側へ移動させようとする遠心力Fとが反対方向へ働く。重力による力Gは戻し力である。遠心力及びGの値は以下の通りである。
【0027】
遠心力F=mv2/r=m(x0ω)2/r
重力による力G=m・g・sinθ
マス3が逆方向の力FとGのバランス点でレバー2上の移動を停止する場合は、F=Gとなる。
【0028】
ここで図3に示す単純化したモデルにより等価マスMを定義する。すなわち、レバー2上の支持点5から距離r上の点に位置するマス3によってモーメント力が支持点5からの距離Lの点、すなわち自由端7において、制振バネ6の上に働き、このモーメント力に等しい重力による力を出す制振バネ上の仮想マスを等価マスMとする。
【0029】
このダイナミックダンパー系においては、共振周波数は、
ωn=(K/M)1/2={(K/m)(L/r)}1/2
となり、これより
M=m・(r/L)
となる。
【0030】
次に、レバー2が振動入力で回動するときの挙動を説明する。振動入力によりレバー2が振動周波数で回動すると、振動に対応する遠心力Fがマス3に働く。一般に周波数が大きくなると、遠心力が増大する。
【0031】
そこで、遠心力Fが大きくなって、重力による力Gを越えるとマス3はレバー2上をバランス点まで移動する。このときのレバー2上における位置をrとすれば、その点における共振周波数ωnは前記式によってそのときの等価マスMによって定まり、等価マスMもm・(r/L)によって定まる。したがって、マス3は入力振動の周波数に応じて移動し、ダイナミックダンパー1の共振周波数ωnが自動的に変化することになる。
【0032】
また、等価マスMはm・(r/L)の関係にあるから、rが大きくなるほど、すなわちLに近づく自由端7側へ移動するほど大きくなる。一方、共振周波数ωnは、前記式より、等価マスMが増加するほど低くなる。したがって、入力振動の周波数が大きくなると遠心力Fが増大し、マス3がレバー2上を自由端7側へ移動するが、逆に等価マスMの増大により共振周波数ωnが下がることになる。
【0033】
さらに、図4に示すように、一般的な振動の振幅x0は、共振点に向かって周波数が増大すると増大し、共振点を過ぎると周波数が増大するにしたがって小さくなる。
【0034】
このことは、レバー2上におけるマス3の移動は、共振周波数ωnになるまで自由端7側へ移動するが、共振周波数ωnを越えてさらに移動すると等価マスMが大きくなりすぎて共振周波数ωnが低くなり、振幅が小さくなるため、遠心力Fが小さくなり、その結果、共振点まで戻ることになる。このため、マス3はほぼ共振点となる位置へバランスして自動的に移動することになる。
【0035】
すなわち、入力振動の周波数に応じてダイナミックダンパー1は共振周波数を自動的に追随調整することを意味する。その結果、構造簡単かつ小型・軽量化した自主追随型共振装置が得られる。しかも、戻し力として重力を利用するので、さらに構造を簡単化できる。
【0036】
図5は制振バネ6にダンパー10を加えた例を示し、この例では自由端7に制振バネ6と並列のダンパー10を設けてある。このようにすると、ダンパー10による減衰が行われるため、防振効果をより大きくすることができる。
【0037】
図6は、レバー2上又はマス3の摺動部もしくは双方に粘性オイル等からなる摺動抵抗手段11を設けた例であり、これによりマス3の移動をゆっくりさせて急激な共振周波数の変化を阻止できる。すなわち摺動抵抗手段11がマスの移動速度抑制手段をなしている。
【0038】
図7以降は、レバー2の基本状態を水平にするとともに、戻し力を重力による力以外のものにした例である。図7は、支持点5で片持ち支持されたレバー2を水平にし、その上にマス3を軸方向移動自在に支持し、戻しバネ12で支持点5側へ引っ張り付勢する。これにより、戻しバネ12がマス3に戻し力Rを与える。この点以外は前各例と同様に共振周波数を自動調整できる。自由端7側は制振バネ6の単独又はダンパー10との併用等いずれでもよい。
【0039】
図8は、マス3とレバー2の自由端7側との間に磁石13,14を設け、それぞれ対面する側を同極にする。磁石は永久磁石又は電磁石のいずれも可能である。これにより、マス3が自由端7側へ近づくと、磁石13と磁石14が同極で反発し、マス3を磁力で支持点5側へ押し戻。この場合は磁力が戻し力Rとなる。
【0040】
なお、異極の組合せからなる一対の磁石を支持点5側とマス3の間に対向させて配置し、磁力を吸引力として使うこともできる。これらいずれの場合であっても、戻し力Rを磁力とした場合は、戻し力Rはマス3のレバー2上における変位量の2乗に比例するから、共振点へ移動を迅速させることができる。
【0041】
図9は、支持点5をレバー2の中間部に設けるとともに、レバー2の一端に制振バネ6を設け、他端を自由端7とし、支持点5と自由端7の間にマス3を軸方向移動自在に支持し、戻しバネ12で支持点5側へ引っ張るようにしてある。
【0042】
このようにすると、マス3の移動量に対して、等価マスMの大きさをレバー比で増大させることができる。なお、制振バネ6にダンパー10を併用することは自由である。また、この支持点構造を図1・5・6等を含む他の例に適用することもできる。
【0043】
図10は、マス3は非圧縮性液体が封入された筒体15内へ収容され、軸方向へピストンとして摺動自在であり、マス3に設けたオリフィス16によりマス3の両側間で液体移動を可能にしている。
【0044】
筒体15の一端は支持点5により回動自在に支持され、他端の自由端7側には制振バネ6とダンパー10が設けられる。また筒体15内の支持点5側端部とマス3の間に戻し力としても戻しバネ12が設けられる。ダンパー10の使用は任意である。
【0045】
自由端7側に振動を入力して筒体15を回動させると、マス3は入力振動の周波数に応じて筒体15内を移動するが、このときマス3はオリフィス16により減衰を伴う。したがって、マス3の移動に対する抵抗を設けることになり、この抵抗はオリフィス16におり任意に調整できる。すなわちオリフィス16にて発生する液体の流動抵抗がマスの移動速度抑制手段をなしている。なお、筒体15内へマス3を収容し、オリフィス16により抵抗を与える構造は、前記した例における傾斜した支持構造にも適用できる。
【0046】
図11及び図12は実施例であり、この例では、円筒型ブッシュ20とレバー2及びマス3を備えた振り子式ダイナミックダンパとして構成されている。すなわち、レバ−2の一端は円筒型ブッシュ20の内筒21へ圧入等によって固定され、内筒21と一緒に回動することにより、レバー2が振り子式に回動し、この回動によってマス3がレバー2の上を移動してこれまで述べた自主追随型のダイナミックダンパを構成する。
【0047】
円筒型ブッシュ20は内筒21の周囲を囲んでブラケット22を設け、このブラケット22と内筒21の間に防振ゴム23が設けられ、焼き付け等によってこれらを一体化している。この円筒型ブッシュ20は取付部24をボルト等適宜手段で振動源である制振対象へ取付けることにより、ダイナミックダンパとして取付相手を制振する。
【0048】
防振ゴム23はレバー2の回動に対して捩りバネとして機能する。捩りバネである防振ゴム23の捩りバネ中心25は内筒21の中心、すなわちレバー2の回動中心と一致している。したがって、この振動系において、ダイナミックダンパの制振バネと機能する。なお、自主追随型ダイナミックダンパとしてのレバー2及びマス3の動作はこれまで述べたところと変わりがない。
【0049】
このように、自主追随型ダイナミックダンパを円筒型ブッシュ20と組み合わせて振り子式にすれば、レバー2の取付角度を調節することにより、防振すべき振動の入力方向に合わせて取付角度を容易に調節でき、ダイナミックダンパを最適角度に取付できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の原理説明に係る装置全体の概略図
【図2】上記原理説明に係る作用説明図
【図3】上記原理説明に係る等価マスを使用した原理図
【図4】一般的な振動の共振における振幅の変化を示す図
【図5】制振バネにダンパーを加えた例に係る概略図
【図6】マスの摺動抵抗手段を設けた例に係る概略図
【図7】戻し力にマスを軸方向に引っ張る戻しバネを用いた例に係る概略図
【図8】戻し力に磁力を用いた例に係る概略図
【図9】支持点をレバーの中間部に設けた例に係る概略図
【図10】マスを非圧縮性液体が封入された筒体内に設けた例に係る概略図
【図11】実施例に係る概略図
【図12】図11の12−12線に沿う断面図
【符号の説明】
1:ダイナミックダンパー、2:レバー、3:マス、5:支持点、6:制振バネ、7:自由端、10:ダンパー、11:戻しバネ、12:磁石、13:磁石、14:非圧縮性液体、15:筒体、16:オリフィス、20:円筒型ブッシュ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-following resonance device that is a kind of dynamic damper and that can automatically change a resonance frequency in accordance with input vibration.
[0002]
[Prior art]
A dynamic damper that controls vibration by combining a mass and a spring is known. In this dynamic damper, since the resonance frequency is fixed by the mass and the spring constant, it is known that the mass is controlled by an external force in order to change the resonance frequency according to the input vibration (Patent Document). 1).
In addition, there is a vibration system in which a lever is provided and a mass is provided at the tip of the lever to change the position (see Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 6-1097 [Patent Document 2]
Japanese Examined Patent Publication No. 8-16497
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional example has an advantage that the resonance frequency can be varied, but on the other hand, the mass is controlled, so that it becomes a large and complicated system, and is expensive. Therefore, it is desired to realize this at a low cost with a relatively simple structure, and the present invention aims to realize this requirement.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, a self-following resonance device according to the present application is characterized in that one end is supported by a cylindrical bush and the other end is rotatable, a mass supported by the lever, It consists of a pendulum type dynamic damper that has a damping spring that elastically biases in a direction to prevent rotation, and that rotates the lever with the mass around the support point by the cylindrical bush according to the input vibration ,
The mass movably supported to the longitudinal direction on the lever, working the centrifugal force acting to move the this mass in a direction away from the support point by the rotation of the lever, to the opposite direction The mass is moved according to the input vibration by the balance with the return force that moves the mass in the direction of the support point .
The damping spring is an anti-vibration rubber forming a torsion spring constituting the cylindrical bush,
The support point of the lever is located at the center of the torsion spring .
[0006]
A second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the return force is a force that drops a mass generated by tilting the lever.
[0007]
A third aspect is characterized in that, in the first aspect, the return force is a force generated by a spring or a magnetic force.
[0008]
A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, a moving speed suppressing means for suppressing a moving speed of the mass on the lever is provided.
[0009]
According to a fifth aspect of the present invention , in the first aspect, the cylindrical bush includes an inner cylinder, a bracket disposed outside the inner cylinder, and the antivibration rubber provided between the inner cylinder and the bracket. The center is the torsion spring center, and one end of the lever is press-fitted into the inner cylinder .
[0011]
【The invention's effect】
According to claim 1, when the lever is rotated up and down by input vibration, the mass is vibrated together with the lever, thereby receiving a centrifugal force in a direction away from the support point, and simultaneously receiving a return force in the opposite direction. The mass moves freely on the lever to the balance point between centrifugal force and return force.
[0012]
This centrifugal force changes according to the vibration frequency, that is, the angular velocity of vibration, and the return force is substantially constant. Therefore, the balance point changes according to the input frequency. For this reason, the moment force of the mass changes according to the distance from the support point to the balance point.
Therefore, if the equivalent mass that this moment force is considered to act on the point of action of the damping spring is calculated, this vibration system functions as a dynamic damper composed of the equivalent mass and the spring of the damping spring. The input vibration is damped by resonating at a predetermined resonance point determined by the damping spring.
[0013]
In addition, since the equivalent mass changes according to the input frequency, the resonance point of the dynamic damper voluntarily changes according to the input vibration. Therefore, even when the input vibration changes, vibration can be controlled by automatically changing the resonance point. Moreover, it can be realized with an extremely simple structure without requiring a special control device.
Further, by setting the center of the torsion spring of the vibration isolating rubber constituting the cylindrical bush as a support point of the lever, vibration can be controlled by rotating the lever in a pendulum manner by supporting the lever on the cylindrical bush. Therefore, the pendulum dynamic damper can be configured easily.
In addition, since the damping spring is a torsion spring, the rotation due to the vibration of the lever can be converted into the torsion of the torsion spring to generate a return force in the reverse direction. Moreover, since it can be formed using a rubber spring, it can be made relatively compact.
[0014]
According to claim 2, by tilting the lever, a drop force toward the support point can be generated in the mass, and this can be used as a return force. Therefore, the return force can be generated only by tilting the lever, and the magnitude of the return force can be freely set by changing the tilt of the lever.
[0015]
According to the third aspect, the return force can be forcibly generated by elastically urging the mass toward the support point using a spring or magnetic force. Therefore, a return force can be generated even if the lever is horizontally disposed, and a stable return force can be forcibly obtained regardless of the inclination of the lever.
[0016]
According to the fourth aspect of the present invention, since the mass moving speed suppressing means is provided, the mass can be prevented from abruptly moving and moved relatively slowly, and the balance can be quickly moved to the balance point accurately. It can be positioned on a point. As such a moving speed suppressing means, for example, a viscous resistance provided between the mass and the lever or a mass flow resistance provided by moving the mass provided with the throttle passage in the liquid in the cylinder-shaped lever is used. There is.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 all SANYO for explaining the principle of self followers type pendular dynamic damper in the present invention except for the support structure of the lever by the cylindrical bushing, FIG. 1 is a schematic of the entire apparatus, and FIG. 2 is acting FIG. 3 is an explanatory diagram, FIG. 3 is a principle diagram using an equivalent mass, and FIG. 4 is a diagram showing an amplitude change during resonance.
[0020]
In FIG. 1, the dynamic damper 1 includes a lever 2, a mass 3 supported on the lever 2 so as to be axially movable, a support point 5 that rotatably supports one end side of the lever 2 to a support portion 4, and And a damping spring 6 attached to the free end of the lever 2. Reference numeral 7 denotes a free end, and 8 denotes a support base portion of the dynamic damper 1.
[0021]
The lever 2 is made of an appropriate material such as a round bar, for example, a surface having low friction, and is attached to the support portion 4 so as to form an inclination angle θ with respect to the horizontal plane, and the free end side is It is higher than the support point 5. In this example, the state in which the lever 2 forms the inclination angle θ is the basic state.
[0022]
The mass 3 is made of metal or the like and has an appropriate mass. For example, the through hole 9 is provided, and the mass 3 is movable on the lever 2 in the longitudinal direction by passing the lever 2 therethrough. However, the support structure of the mass 3 by the lever 2 is not limited to the above, and can be arbitrarily set such as a monorail guide. The magnitude of the mass can be set arbitrarily according to the desired dynamic damper characteristics.
[0023]
The damping spring 6 suppresses vertical movement at the free end of the lever 2, and its spring constant can be arbitrarily set according to the desired dynamic damper characteristics. The material is arbitrary, such as metal or rubber, and the shape can be a coil spring or other various shapes.
[0024]
The dynamic damper 1 inputs a vibration to the free end side of the lever 2 and rotates the lever 2 up and down, thereby generating a dynamic damper effect due to the interaction between the rotating mass 3 and the damping spring 6. Vibration is controlled.
[0025]
The operation principle of the dynamic damper 1 will be described with reference to FIGS. The symbols and symbols used in the following are as follows. The length of the lever 2 is L, the mass of the mass 3 is m, the distance on the lever 2 from the support point 5 to the mass 3 is r, the force of gravity acting on the mass 3 is G, the acceleration of gravity is g, and the centrifugal force is F , V is the velocity when the mass 3 vibrates, ω is the angular velocity when the lever 2 is rotated, x 0 is the amplitude, and K is the spring constant of the damping spring 6.
[0026]
Here, the mass 3 on the lever 2 rotated by the input vibration has a free end 7 on the lever 2 by a force G that tries to slide down on the lever 2 to the support point 5 side by gravity and a centrifugal force by the vibration. The centrifugal force F to be moved to the side acts in the opposite direction. The force G due to gravity is a return force. The values of centrifugal force and G are as follows.
[0027]
Centrifugal force F = mv 2 / r = m (x 0 ω) 2 / r
Gravity force G = m ・ g ・ sinθ
When the mass 3 stops moving on the lever 2 at the balance point between the forces F and G in the reverse direction, F = G.
[0028]
Here, the equivalent mass M is defined by the simplified model shown in FIG. That is, the moment force acts on the damping spring 6 at the point of the distance L from the support point 5, that is, the free end 7 by the mass 3 located at a point on the distance r from the support point 5 on the lever 2, An imaginary mass on the damping spring that produces a force by gravity equal to the moment force is defined as an equivalent mass M.
[0029]
In this dynamic damper system, the resonance frequency is
ω n = (K / M) 1/2 = {(K / m) (L / r)} 1/2
From this, M = m · (r / L)
It becomes.
[0030]
Next, the behavior when the lever 2 is rotated by vibration input will be described. When the lever 2 is rotated at the vibration frequency by the vibration input, the centrifugal force F corresponding to the vibration acts on the mass 3. In general, the centrifugal force increases as the frequency increases.
[0031]
Therefore, when the centrifugal force F increases and exceeds the force G due to gravity, the mass 3 moves on the lever 2 to the balance point. If the position on the lever 2 at this time is r, the resonance frequency ωn at that point is determined by the equivalent mass M at that time by the above equation, and the equivalent mass M is also determined by m · (r / L). Accordingly, the mass 3 moves according to the frequency of the input vibration, and the resonance frequency ωn of the dynamic damper 1 automatically changes.
[0032]
Further, since the equivalent mass M has a relationship of m · (r / L), the larger r is, that is, the larger the mass is moved toward the free end 7 side approaching L. On the other hand, the resonance frequency ωn becomes lower as the equivalent mass M increases from the above equation. Therefore, when the frequency of the input vibration increases, the centrifugal force F increases and the mass 3 moves on the lever 2 to the free end 7 side, but conversely, the resonance frequency ωn decreases due to the increase of the equivalent mass M.
[0033]
Further, as shown in FIG. 4, the general vibration amplitude x 0 increases as the frequency increases toward the resonance point, and decreases as the frequency increases after passing the resonance point.
[0034]
This means that the movement of the mass 3 on the lever 2 moves to the free end 7 side until the resonance frequency ωn is reached, but if the movement further exceeds the resonance frequency ωn, the equivalent mass M becomes too large and the resonance frequency ωn becomes too large. Since it becomes lower and the amplitude becomes smaller, the centrifugal force F becomes smaller, and as a result, it returns to the resonance point. For this reason, the mass 3 automatically moves in a balanced manner to a position that becomes a resonance point.
[0035]
That is, it means that the dynamic damper 1 automatically adjusts the resonance frequency following the frequency of the input vibration. As a result, a self-following resonance device with a simple structure, a small size, and a light weight can be obtained. Moreover, since gravity is used as the return force, the structure can be further simplified.
[0036]
FIG. 5 shows an example in which a damper 10 is added to the damping spring 6. In this example, a damper 10 in parallel with the damping spring 6 is provided at the free end 7. If it does in this way, since damping by damper 10 will be performed, a vibration proof effect can be enlarged more.
[0037]
FIG. 6 shows an example in which sliding resistance means 11 made of viscous oil or the like is provided on the lever 2 or on the sliding portion of the mass 3, and thereby the mass 3 is moved slowly to change the resonance frequency suddenly. Can be prevented. That is, the sliding resistance means 11 serves as mass moving speed suppression means.
[0038]
FIG. 7 and subsequent figures are examples in which the basic state of the lever 2 is horizontal and the return force is other than the force due to gravity. In FIG. 7 , the lever 2 cantilevered at the support point 5 is leveled, and the mass 3 is supported on the lever 2 so as to be movable in the axial direction. The return spring 12 pulls the lever 2 toward the support point 5. As a result, the return spring 12 applies a return force R to the mass 3. Except for this point, the resonance frequency can be automatically adjusted as in the previous examples . The free end 7 side may be either the damping spring 6 alone or in combination with the damper 10.
[0039]
In FIG. 8, magnets 13 and 14 are provided between the mass 3 and the free end 7 side of the lever 2 so that the facing sides have the same polarity. The magnet can be a permanent magnet or an electromagnet. Thereby, when the mass 3 approaches the free end 7 side, the magnet 13 and the magnet 14 repel each other with the same polarity, and push the mass 3 back to the support point 5 side with a magnetic force. In this case, the magnetic force becomes the return force R.
[0040]
In addition, a pair of magnets made of a combination of different polarities can be arranged to face each other between the support point 5 side and the mass 3, and the magnetic force can be used as the attractive force. In any of these cases, when the return force R is a magnetic force, the return force R is proportional to the square of the displacement amount of the mass 3 on the lever 2, so that the movement to the resonance point can be accelerated. .
[0041]
In FIG. 9 , the support point 5 is provided at the intermediate portion of the lever 2, the damping spring 6 is provided at one end of the lever 2, the other end is a free end 7, and the mass 3 is provided between the support point 5 and the free end 7. It is supported so as to be movable in the axial direction, and is pulled by the return spring 12 to the support point 5 side.
[0042]
In this way, the size of the equivalent mass M can be increased by the lever ratio with respect to the movement amount of the mass 3. In addition, it is free to use the damper 10 in combination with the damping spring 6. It is also possible to apply the supporting point structure to other examples including FIG. 1, 5, 6 or the like.
[0043]
In FIG. 10 , the mass 3 is accommodated in a cylindrical body 15 filled with an incompressible liquid and is slidable as a piston in the axial direction, and the liquid moves between both sides of the mass 3 by an orifice 16 provided in the mass 3. Is possible.
[0044]
One end of the cylindrical body 15 is rotatably supported by a support point 5, and a damping spring 6 and a damper 10 are provided on the free end 7 side of the other end. A return spring 12 is also provided as a return force between the end portion on the support point 5 side in the cylinder 15 and the mass 3. The use of the damper 10 is optional.
[0045]
When vibration is input to the free end 7 side and the cylinder 15 is rotated, the mass 3 moves in the cylinder 15 according to the frequency of the input vibration. At this time, the mass 3 is attenuated by the orifice 16. Therefore, a resistance against the movement of the mass 3 is provided, and this resistance is provided in the orifice 16 and can be arbitrarily adjusted. That is, the flow resistance of the liquid generated at the orifice 16 serves as a mass moving speed suppressing means. The structure in which the mass 3 is accommodated in the cylindrical body 15 and the resistance is given by the orifice 16 can be applied to the inclined support structure in the above-described example .
[0046]
11 and 12 are real施例, in this example, it is configured as a pendulum dynamic damper having a cylindrical bush 20 and the lever 2 and mass 3. That is, one end of the lever-2 is fixed to the inner cylinder 21 of the cylindrical bush 20 by press fitting or the like, and by rotating together with the inner cylinder 21, the lever 2 rotates in a pendulum manner. 3 moves on the lever 2 to constitute the self-following dynamic damper described above.
[0047]
The cylindrical bush 20 is provided with a bracket 22 surrounding the inner cylinder 21, and a vibration-proof rubber 23 is provided between the bracket 22 and the inner cylinder 21, and these are integrated by baking or the like. The cylindrical bush 20 controls the mounting counterpart as a dynamic damper by mounting the mounting portion 24 to a vibration suppression target as a vibration source by an appropriate means such as a bolt.
[0048]
The anti-vibration rubber 23 functions as a torsion spring with respect to the rotation of the lever 2. The torsion spring center 25 of the anti-vibration rubber 23 that is a torsion spring coincides with the center of the inner cylinder 21, that is, the rotation center of the lever 2. Therefore, this vibration system functions as a vibration damper of the dynamic damper. The operation of the lever 2 and the mass 3 as a self-following dynamic damper is the same as described above.
[0049]
In this way, if the self-following dynamic damper is combined with the cylindrical bush 20 to form a pendulum, the mounting angle of the lever 2 can be adjusted to easily adjust the mounting angle in accordance with the input direction of the vibration to be isolated. It can be adjusted and the dynamic damper can be installed at the optimum angle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an entire apparatus according to the principle explanation of the present invention . FIG. 2 is an action illustration according to the principle explanation. FIG. 3 is a principle diagram using an equivalent mass according to the principle explanation . FIG. 5 is a schematic diagram according to an example in which a damper is added to a damping spring . FIG. 6 is a schematic diagram according to an example in which mass sliding resistance means is provided . Schematic diagram related to an example using a return spring that pulls a mass in the axial direction as a return force . FIG. 8 is a schematic diagram related to an example using a magnetic force as a return force . FIG. 9 is an example in which a support point is provided in the middle of the lever . schematic view according to FIG. 10 taken along line 12-12 of schematic Figure 12] Figure 11 incompressible liquid masses according to schematic 11 real施例according to the example provided in encapsulated tubular body Sectional view along the line 【Explanation of symbols】
1: dynamic damper, 2: lever, 3: mass, 5: support point, 6: damping spring, 7: free end, 10: damper, 11: return spring, 12: magnet, 13: magnet, 14: uncompressed Liquid, 15: cylinder, 16: orifice, 20: cylindrical bush

Claims (5)

一端を円筒ブッシュに支持され他端側が回動自在のレバーと、このレバーに支持されたマスと、このレバーの回動を阻止する方向に弾力付勢する制振バネとを備え、入力振動に応じてレバーを前記円筒型ブッシュによる支持点を中心に前記マスとともに回動させるようにした振り子式ダイナミックダンパからなり、
前記マスを前記レバー上に長さ方向へ移動自在に支持し、このマスを前記レバーの回動により前記支持点から遠ざかる方向へ移動させるように働く遠心力と、これと逆向きに働いてマスを支持点方向へ移動させる戻し力とのバランスにより、マスを入力振動に応じて移動させるとともに、
前記制振バネは前記円筒型ブッシュを構成する捩りバネをなす防振ゴムであり、
この捩りバネ中心に前記レバーの支持点を位置させたことを特徴とする自主追随型共振装置。
A lever with one end supported by a cylindrical bush and the other end pivotable, a mass supported by the lever, and a damping spring that elastically biases the lever in a direction that prevents rotation of the lever Accordingly, the lever comprises a pendulum type dynamic damper that rotates with the mass around a support point by the cylindrical bush.
The mass movably supported to the longitudinal direction on the lever, working the centrifugal force acting to move the this mass in a direction away from the support point by the rotation of the lever, to the opposite direction The mass is moved according to the input vibration by the balance with the return force that moves the mass in the direction of the support point .
The damping spring is an anti-vibration rubber forming a torsion spring constituting the cylindrical bush,
A self-following resonance apparatus characterized in that a support point of the lever is positioned at the center of the torsion spring .
前記戻し力は前記レバーを傾けることにより生じるマスを落下させる力であることを特徴とする請求項1の自主追随型共振装置。2. The self-following resonance device according to claim 1, wherein the return force is a force that drops a mass generated by tilting the lever. 前記戻し力はバネ又は磁力によって強制的に生じる力であることを特徴とする請求項1の自主追随型共振装置。The self-following resonance apparatus according to claim 1, wherein the return force is a force generated by a spring or a magnetic force. 前記マスのレバー上における移動速度を抑制するための移動速度抑制手段を設けたことを特徴とする請求項1の自主追随型共振装置。The self-following resonance apparatus according to claim 1, further comprising a moving speed suppressing unit for suppressing a moving speed of the mass on the lever. 前記円筒型ブッシュは、内筒とその外側に配置されるブラケットと、これら内筒とブラケット間に設けられた前記防振ゴムとを備え、前記内筒の中心を前記捩りバネ中心とし、この内筒へ前記レバーの一端を圧入したことを特徴とする請求項1の自主追随型共振装置。 The cylindrical bush includes an inner cylinder, a bracket disposed outside the inner cylinder, and the anti-vibration rubber provided between the inner cylinder and the bracket, and the center of the inner cylinder is the center of the torsion spring. The self-following resonance apparatus according to claim 1 , wherein one end of the lever is press-fitted into a cylinder .
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