(57)【要約】【課題】  機械強度などを保ちながら系全体のばね定数を低下させて、振動抑制装置を含む系の固有振動数を低下させ、振動抑制の特性を向上させることができる振動抑制装置を提供する【解決手段】  基礎Ｂと、その基礎Ｂから所定距離離間して配置される振動抑制対象部Ｓとの間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置１００であって、第１方向に伸縮可能であり、自然状態において前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓとを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎Ｂから前記振動抑制対象部Ｓへの振動を主として絶縁する振動絶縁機構ＳＰと、前記基礎Ｂから前記振動抑制対象部Ｓへの振動を主として減衰する振動減衰機構８と、前記振動絶縁機構ＳＰとともに、前記振動抑制対象部Ｓを前記基礎Ｂに対して支持する弾性リンク機構７と、を備えた。【選択図】図1
2010053958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、
第１方向に伸縮可能であり、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する振動絶縁機構と、
前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、
前記振動絶縁機構とともに、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して支持する弾性リンク機構と、を備え、
前記弾性リンク機構は、前記基礎及び前記振動抑制対象部に連結され、対向して配置された一対の弾性リンク要素と、各弾性リンク要素に両端を取り付けられ、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向に伸縮し、前記弾性リンク要素を介して前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように力を作用させる弾性体と、を具備し、
前記弾性リンク要素は、第２方向に延びる仮想直線と鋭角θをなし、前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されていることを特徴とする振動抑制装置。
【請求項２】
前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第１弾性リンク部材と、
前記振動抑制対象部と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第２弾性リンク部材と、によって構成されるものである請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項３】
一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能かつ前記第２方向にスライド可能に連結され、
もう一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第２方向にスライド可能に連結されており、
それぞれの弾性リンク要素は、その交差部において回転可能に連結されている請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項４】
前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、前記基礎側の端部あるいは前記振動抑制対象部側の端部が前記第２方向にスライド可能に連結される請求項１記載の振動抑制装置。
【請求項５】
各弾性リンク要素が交差点を有し、前記弾性体の接続点から前記交差点までの弾性リンク要素の長さをＬ／２として、前記弾性体の自然状態における第２方向の伸びδを規格化したδ／Ｌが０．５５から０．６の間であることを特徴とした請求項１、２、３又は４記載の振動抑制装置。
【請求項６】
前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とをせん断方向に移動可能に連結するスライド機構を備えた請求項１、２、３、４又は５記載の振動抑制装置。
【請求項７】
前記弾性リンク機構が前記弾性体を第２方向にのみ伸縮するように案内する案内機構を備えた請求項１、２、３、４、５又は６記載の振動抑制装置。
【請求項８】
前記振動抑制対象部を前記基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、をさらに備えており、
前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第１リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第２リンクと、前記第１リンク及び前記第２リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、
各リンク機構における前記第１リンクと前記第２リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の振動抑制装置。
【請求項９】
前記リンク機構を介して、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とを連結するものである請求項８記載の振動抑制装置。
【請求項１０】
前記振動絶縁機構が、前記リンク機構に取り付けられている請求項８又は９記載の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震、制振、除振、防振等のために用いられる振動抑制装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
振動抑制装置の一種として様々な免震装置が提案されており、免震装置は地震などの振動が家屋や美術品などに伝達されないようにすることが求められる。振動を家屋や美術品などに伝達しないようにするために、柔らかいばね、つまり、ばね定数の小さいばねで家屋や美術品を支持することが行われている。これは、系の固有振動数を低下させて、固有振動数よりも高周波数の振動の振動伝達率を低下させることができるからである。したがって、系の固有振動数はできるだけ低いほうが好ましいので、家屋や美術品を支持するばねのばね定数は小さいほうが好ましい。
【０００３】
しかしながら、ばねの設計変数を変更することによってばね定数を小さくする場合には限界が存在する。例えば、コイルスプリングの場合、ばね定数を小さくするにはコイルの線径を小さくすることなどが考えられるが、あまりに線径を小さくするとコイルに発生する応力が大きくなりすぎ破断する恐れが出るなど信頼性や耐久性の面で問題が生じてしまう。また，ばね定数の小さいばねで自重を支えるために，静変位が大きくなる。
【特許文献１】特開平９−２７３５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであり、機械強度などを保ち，静変位を小さく保ちながら系全体のばね定数を低下させて、振動抑制装置を含む系の固有振動数を低下させ、振動抑制の特性を向上させることを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本願発明に係る振動抑制装置は、基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、第１方向に伸縮可能であり、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する振動絶縁機構と、前記基礎から前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、前記振動絶縁機構とともに、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して支持する弾性リンク機構と、を備え、前記弾性リンク機構は、前記基礎及び前記振動抑制対象部に連結され、一対の対称に配置された弾性リンク要素と、各弾性リンク要素に両端を取り付けられ、前記第１方向に対して垂直な方向である第２方向に伸縮し、前記弾性リンク要素を介して前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように力を作用させる弾性体と、を具備し、前記弾性リンク要素は、前記第２方向に伸びる仮想直線と鋭角θをなし、前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
このようなものであれば、前記弾性リンク要素が前記弾性体の伸縮する方向である第２方向に延びる仮想直線と鋭角θをなしているので、前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように作用させる第１方向の力の大きさは、前記弾性体が第２方向に作用させる力をＦとすると、Ｆｔａｎθとなる。そして、前記弾性リンク要素は鋭角θに力は前記振動絶縁機構が伸びるのに伴って、前記鋭角θが大きくなる一方、前記振動絶縁機構が縮むのに伴って、前記鋭角θが小さくなるように構成されているので、前記振動絶縁機構が伸びるほど前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように第１方向に作用させる力Ｆｔａｎθは大きくなり、前記振動絶縁機構は縮むほど前記弾性リンク機構が前記基礎及び前記振動抑制対象部を離間させるように第１方向に作用させる力Ｆｔａｎθは小さくなる。つまり、前記振動絶縁機構が自然状態に戻ろうとするのに対して、それを阻害するように前記弾性リンク機構は第1方向に作用させる力Ｆｔａｎθの大きさを変化させるので、前記振動絶縁機構は同じ荷重でより大きく変位することになる。したがって、系全体の見かけのばね定数は小さくなり、系全体の固有振動数も低下させることができ、振動抑制の特性を向上させることができる。
【０００７】
また、振動絶縁機構を単独でばね定数を低下させた場合に比べて、つり合いの位置になるまでの静変位を小さくすることができ、しかも、動的な変位に対するばね定数を小さくすることができる。従って、機械強度などを保ったまま系の固有振動数を低下させることができる。
【０００８】
さらに、前記弾性リンク要素はそれぞれ対向して配置されているので、それぞれの弾性リンク要素から前記基礎又は前記振動抑制対象部に作用する第２方向の力は打ち消しあい、第１方向のみに力を作用させることができ、他の方向に関して振動抑制の特性に影響を与えないようにすることができる。
【０００９】
ここで、第２方向に伸縮するとは、伸縮している方向に第２方向が含まれていることを言う。また、基礎とは振動の発生源となっているもののことをいい、例えば、本発明によって、地震による建物の振動を抑制する場合には、地面あるいは地面に直接設けられた部材が基礎に相当し、機械によって起こる振動を地面に伝えないようにする場合には、その機械あるいは機械が載置されている部材が基礎に相当する。
【００１０】
前記弾性リンク要素の具体的な実施の態様としては、前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第１弾性リンク部材と、前記振動抑制対象部と前記弾性体とに両端部を回転可能に連結される第２弾性リンク部材と、によって構成されるものが挙げられる。
【００１１】
前記弾性リンク要素の別の実施の態様としては、一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能かつ前記第２方向にスライド可能に連結され、もう一方の弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第２方向にスライド可能に連結されており、それぞれの弾性リンク要素は、その交差部において回転可能に連結されているものが挙げられる。
【００１２】
前記弾性リンク要素のさらに別の実施の態様としては、前記弾性リンク要素が、前記基礎と前記振動抑制対象部とに両端部を回転可能に連結され、前記基礎側の端部あるいは前記振動抑制対象部側の端部が前記第２方向にスライド可能に連結されるものが挙げられる。
【００１３】
前記弾性リンク機構の第１方向へのばね特性が線形性を有し、系全体のばね特性を設計しやすくするには、各弾性リンク要素が交差点を有し、前記弾性体の接続点から前記交差点までの弾性リンク要素の長さをＬ／２として、前記弾性体の自然状態における第２方向の伸びδを規格化したδ／Ｌが０．５５から０．６の間であることが望ましい。
【００１４】
前記弾性リンク機構が第１方向以外の振動抑制に関する特性に対して影響を与えないようにし、それぞれの方向の特性を独立に設定できるようにするには、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とをせん断方向に移動可能に連結するスライド機構を備えていればよい。
【００１５】
前記弾性体が第２方向以外に伸縮することによって、前記基礎と前記振動抑制対象部のせん断方向に振動が生じるのを防ぐには、前記弾性リンク機構が前記弾性体を第２方向のみに伸縮するように案内する案内機構を備えていればよい。
【００１６】
前記基礎に対して前記振動抑制対象部が並行移動するのを許容しつつ、傾きを生じさせないようにして、前記振動抑制対象部に載置された物体が転倒するのを防ぐことができ、振動抑制の特性をさらに向上させるには、前記振動抑制対象部を前記基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、をさらに備えており、前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第１リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第２リンクと、前記第１リンク及び前記第２リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、各リンク機構における前記第１リンクと前記第２リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されているものが挙げられる。
【００１７】
前記基礎と前記振動抑制対象部の間に、振動抑制装置を取り付けやすくし、モジュール化によるコストの削減を図るには、前記リンク機構を介して、前記弾性リンク機構が前記基礎と前記振動抑制対象部とを連結するものであればよい。
【００１８】
さらに振動抑制装置を取り付けやすくし、モジュール化によるコスト削減を図るには、前記振動絶縁機構が、前記リンク機構に取り付けられていればよい。
【発明の効果】
【００１９】
弾性リンク機構によって振動絶縁機構の第1方向のばね定数を小さくすることができるので、振動絶縁機構単体でばね定数を小さくした場合に比べて、小さい静変位で初期状態を設定することができ、機械強度などの耐久性を保ったまま系のばね定数を小さくすることができる。従って、耐久性を保ったまま、系の固有振動数を低下させて、振動抑制に関する特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施形態に係る振動抑制装置１００は、例えば、機械から発生した振動を地面に伝えないようにする防振台や、地面からの微細な振動を精密機械などに伝えないようにする除振台として用いられるものである。
【００２２】
振動抑制装置１００は、図１及び図２に示されるように、基礎Ｂと、その基礎Ｂから所定距離離間して配置される振動抑制対象部Ｓとの間に配置されるものであって、図面視で上下方向に当たる鉛直方向（第1方向）に伸縮可能で、自然状態において前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓとを所定距離離間させて保つとともに、前記基礎Ｂから前記振動抑制対象部Ｓへの振動を主として絶縁する振動絶縁機構ＳＰと、前記基礎Ｂから前記振動抑制対象部Ｓへの振動を主として減衰する振動減衰機構と、前記振動絶縁機構ＳＰとともに、前記振動抑制対象部Ｓを前記基礎Ｂに対して支持する弾性リンク機構７と、を備えたものである。ここで説明の便宜上、図面視で下側の平板を基礎Ｂ、上側の平板を振動抑制対象部Ｓとしている。
【００２３】
前記振動絶縁機構ＳＰは、前記基礎Ｂ及び前記振動抑制対象部Ｓの中央部に設けてあり、後述する弾性リンク機構７に組み込んで取り付けられている単一の第１コイルスプリングＳＰである。この第１コイルスプリングＳＰが、主として前記基礎Ｂに対して前記振動抑制対象部Ｓを支持するようにばね定数やコイルの線径などを選定してある。
【００２４】
前記振動減衰機構８は、後述する弾性リンク機構７の回転動作が生じるヒンジに設けてある回転ダンパ８である。
【００２５】
前記弾性リンク機構７は、第２方向の対角線上の頂点を弾性体７２によって接続してある四辺形リンクＳＱと、前記四辺形リンクＳＱの弾性体７２が接続されていない各頂点をそれぞれ前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓに別々に連結するスライド機構７３Ａ、７３Ｂとから構成してある。
【００２６】
前記四辺形リンクＳＱは、一対の弾性リンク要素７１からなり、各弾性リンク要素７１は各々が対向するように設けてある。本実施形態では特に、弾性リンク要素７１は、対称になるように配置してある。前記弾性リンク要素７１は、前記基礎Ｂ及び前記弾性体７２とに両端部を回転可能に接続される第１弾性リンク部材７１１と、前記振動抑制対象部Ｓと前期弾性体７２とに両端部を回転可能に接続される第２弾性リンク部材７２２とによって構成してある。
【００２７】
前記弾性体７２は、２本の第２方向を伸縮方向とする第２コイルスプリング７２１からなり、前記四辺形リンクＳＱに設けてあるガイド機構７２２に取り付けてある。これらの第２コイルスプリング７２１は、予め伸ばして取り付けてあり、自然状態において四辺形リンクＳＱを内側へ引っ張ることによって、弾性リンク機構７が前記基礎Ｂと、前記振動抑制対象部Ｓとを離間させるように鉛直方向に力を作用させるよう構成してある。
【００２８】
前記ガイド機構７２２は、前記四辺形リンクＳＱの第２方向の各頂点に取り付けてある２つの貫通穴を有した１対の保持部材７２２１と、各保持部の貫通穴に挿入され、第２方向に延びる２本の円柱部材７２２２とから構成してある。このような案内機構７２２に、前記第２コイルスプリング７２１は、前記円柱部材を中心に挿入されて、外側を這わせるようにしてあり、両端部が前記保持部材に固定されて、四辺形リンクＳＱの変形に伴って、伸縮するように構成してある。従って、前記第２コイルスプリング７２１は前記第２方向にのみ伸縮するように案内されることになる。
【００２９】
前記スライド機構７３は、前記四辺形リンクＳＱを前記基礎Ｂ及び前記振動抑制対象部Ｓに対して連結して、前記基礎Ｂ及び前記振動抑制対象部Ｓがせん断方向に自由に移動できるようにするためのものである。具体的には、スライド機構７３Ａ、７３Ｂは、図に示すように前記基礎Ｂに紙面左手前側から右奥側へ斜めに取り付けてある第１リニアガイド７３１Ａと、前記振動対象部に紙面右手前側から左奥側へ斜めに取り付けてある第２リニアガイド７３１Ｂとによって構成してある。従って、図３に示すように振動抑制対象部Ｓから見ると、第１リニアガイド７３１Ａと第２リニアガイド７３１Ｂはねじれの位置で直角に交差するように設けてある。第１リニアガイド７３１Ａと第２リニアガイド７３２Ｂには、それぞれ第１スライダ７３２Ａと第２スライダ７３２Ｂが設けてあり、それらのスライダ７３２Ａ、７３２Ｂに前記四辺形リンクＳＱを取り付けてある。
【００３０】
また、それぞれのスライダ７３２Ａ、７３２Ｂの間には前述した第１コイルスプリングＳＰが取り付けられており、その第１コイルスプリングＳＰの内側には鉛直方向に延びるボールスプラインＢＳＰが設けてあり、スライダ７３２Ａ、７３２Ｂ同士を鉛直方向に接離できるように連結してある。
【００３１】
従って、前記弾性リンク機構７は、鉛直方向に変位するとともに、他の方向へは自由に移動できる。つまり、鉛直方向にのみ力を作用させつつ、他の方向にはほとんど抵抗がないので、振動抑制に関する特性にはほとんど影響を与えないようにすることができる。
【００３２】
次に、前記弾性リンク機構７の動作について説明する。図４には、前記振動抑制対象部Ｓが載置されて自然状態にあるときの弾性リンク機構７の模式図を示してある。
【００３３】
図４の模式図に示されるように、前記弾性体７２は、予め伸ばした状態で取り付けてあるので、四辺形リンクＳＱを内側へ引っ張り込むように四辺形リンクＳＱの接続点に第２方向へ力Ｆを作用させる。この接続点への力Ｆは、弾性リンク部材と、前記弾性体７２とが鋭角θをなしているので、弾性リンク部材が延びる方向へ分解される力の大きさはＦ／ｃｏｓθとなる。そして、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓとの接続点において、斜めに作用している力Ｆ／ｃｏｓθのうち、鉛直方向に作用する力の大きさは、Ｆｔａｎθとなる。ここで、弾性リンク要素７１は線対称に配置されているので、各弾性リンク要素７１から基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓに対して第２方向に作用する力は打ち消しあうことになり、鉛直方向にだけ力を作用させることができる。
【００３４】
図５に基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が大きくなった場合の弾性リンク機構７の模式図を示す。基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が大きくなると、四辺形リンクＳＱは鉛直方向に細長く変形するので、前記弾性リンク要素７１と前記弾性体７２とがなす鋭角θは自然状態のものと比べて大きくなる。それに応じて、前記弾性体７２の伸びは小さくなるため、接続点に作用する力Ｆは小さくなるが、鉛直方向に作用する力Ｆｔａｎθのうち、ｔａｎθの成分のほうが大きく働くため、鉛直方向に作用する力Ｆｔａｎθは大きくなる。つまり、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が大きくなると、前記第１コイルスプリングＳＰが鉛直方向に作用させる力は、元の自然状態に戻すように小さくなるのに対して、弾性リンク機構７が鉛直方向に作用させる力は、逆により離間させるように大きくなる。
【００３５】
図６に基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が小さくなった場合の弾性リンク機構７の模式図を示す。基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が大きくなると、四辺形リンクＳＱは第２方向に細長く変形するので、前記弾性リンク要素７１と前記弾性体７２とがなす鋭角θは自然状態のものと比べて小さくなる。従って、鉛直方向に作用する力Ｆｔａｎθはｔａｎθの値が小さくなるので、Ｆｔａｎθも小さくなる。つまり、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの離間距離が小さくなると、前記第１コイルスプリングＳＰが鉛直方向に作用させる力は、元の自然状態に戻すように大きくなるのに対して、弾性リンク機構７が鉛直方向に作用させる力は、逆により離間させるように小さくなる。
【００３６】
上述したような前記弾性リンク機構７の鉛直方向への挙動を直感的に説明すると、弾性リンク要素７１が基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓに作用させる斜め方向の力Ｆ／ｃｏｓθの向きは、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓの離間距離が大きくなるほど、鉛直方向と一致する。従って、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓの離間距離が大きくなるのに伴って、前記弾性リンク機構７が基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとを離間させるように鉛直方向に作用させる力が大きくなることになる。
【００３７】
言い換えると、図７に示すように前記第１コイルスプリングＳＰが正のばね定数を有しているのに対して、前記弾性リンク機構７の鉛直方向のばね定数は、負のばね定数を有しているため、それらを足し合わせた系全体のばね定数を小さくすることができる。なお、本明細書におけるばね定数とは、定常的に振動している状態でのばね特性を示す動ばね定数を含んだ概念である。すなわち、静的なつりあい状態だけでなく、動的に変化している状態においても前記弾性リンク機構７から上述したような効果を得ることができる。
【００３８】
ところで、図７に示される弾性リンク機構７の鉛直方向のばね定数は略線形となっているが、弾性リンク機構７から鉛直方向に働く力はＦｔａｎθで表されるので、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓとの間の離間距離に対して通常は非線形性を有したばね特性になる。
【００３９】
弾性リンク機構７の鉛直方向のばね特性を線形性を有したものにするには、弾性体７２の自然状態における初期変位を以下のように設定すればよい。
【００４０】
弾性リンク要素７１の交差点から弾性体７２との接続点までの長さ、つまり、本実施形態では弾性リンク部材の長さをＬ／２、弾性体７２の自然長をｌ０とすると、弾性体７２のたわみδは式（１）のようになる。
【００４１】
【数１】
2010053958.tif 000003
【００４２】
従って、弾性リンク機構７が鉛直方向に作用させる力の大きさは式（２）のように表される。
【００４３】
【数２】
2010053958.tif 000004
【００４４】
このとき、弾性リンク機構７のばね定数はθで微分して式（３）のように表される
【００４５】
【数３】
2010053958.tif 000005
【００４６】
このばね定数が常に一定値を取れば、ばね特性は線形性を有することになるので、θ１＝θ＋α、θ２＝θ―αとなる角度について式（４）を満たせばよい。
【００４７】
【数４】
2010053958.tif 000006
【００４８】
式（４）を具体的に記述すると式（５）のようになる。
【００４９】
【数５】
2010053958.tif 000007
【００５０】
この式（５）に式（１）を代入してＬによって規格化すると式（６）のような無次元の係数を得ることができる。
【００５１】
【数６】
2010053958.tif 000008
【００５２】
この式（６）に基づいて計算を行うと、弾性リンク機構７の鉛直方向のばね特性が線形性を有する場合には、自然状態でのたわみδを用いたδ／Ｌが０．５８となる。本実施形態でもδ／Ｌが０．５８の近傍になるように、リンクの長さＬ、弾性体７２の自然長ｌ０、初期のたわみ量δを設定してあり、容易にばね特性の設計や設定が行えるようにしてある。
【００５３】
このように、本実施形態の振動抑制装置１００によれば、弾性リンク機構７は前記第１コイルスプリングＳＰが変位に対して自然状態に戻ろうとするのとは逆向きに力の大きさを変化させるので、第１コイルスプリングＳＰが正のばね定数を有しているのに対して、前記弾性リンク機構７は鉛直方向に負のばね定数を有していることになる。従って、系全体のばね定数としては、正のばね定数と負のばね定数が足し合わされるので、第１コイルスプリングＳＰ単体の場合に比べてばね定数を小さくすることができる。さらに、ばね定数が小さくなるということは、系の固有振動数を低下させることになるので、振動をカットオフできる周波数の帯域をより広くすることができ、振動抑制に関する特性をより向上させることができる。
【００５４】
また、第１コイルスプリングＳＰ単体でばね定数を小さくしようとすると、線径が小さくなりすぎるために応力が過大になって耐久性の面で問題が生じたり、荷重に対する変位量が大きくなりすぎ、振動抑制装置１００としての使用に問題が生じたりするが、前記弾性リンク機構７を用いることによって、第１コイルスプリングＳＰにそのような問題を生じさせずに系全体の固有振動数を下げることが可能となる。
【００５５】
加えて、前記弾性リンク機構７は、鉛直方向に対称性を有して構成してあるので、鉛直方向のみに力が作用させることができる。さらに、スライド機構７３によって前記弾性リンク機構７は基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓに取り付けられているので、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓはせん断方向に自由に移動することができる。これらのことから、前記弾性リンク機構７は鉛直方向の振動抑制に関する特性にのみ影響を与えることができ、他の方向にはほとんど影響を与えない。よって、それぞれの方向の振動抑制に関する特性を独立に設定することが可能となる。
【００５６】
次に別の実施形態の振動抑制装置１００について説明する。この実施形態では図８に示すように弾性リンク要素７１をそれぞれ第２方向に離間させて設けて弾性リンク機構７としたものである。このようなものであれば、弾性体７２の初期のたわみδを十分に大きく取ることができるようになり、弾性体７２や弾性リンク機構７の調整を行いやすくなる。
【００５７】
また、図９の弾性リンク機構７の模式図に示すように、弾性リンク要素７１がＸリンク機構を構成するものであっても構わない。より具体的には、弾性リンク機構７は、一方の弾性リンク要素７１が、前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓとに両端部を前記鋭角θ画形成される面内において回転可能かつ前記第２方向にスライド可能に連結され、もう一方の弾性リンク要素７１が、前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓとに両端部を回転可能に連結され、一端又は両端を前記第２方向にスライド可能に連結されており、それぞれの弾性リンク要素７１は、その交差部において回転可能に連結されている。このようなものであっても、鉛直方向にのみＦｔａｎθだけ力を作用させることができ、負のばね定数を持つように構成することができる。
【００５８】
さらに、図１０に示すように弾性リンク機構７が概略３角形リンクを構成するものであっても構わない。具体的には、前記弾性リンク要素７１が、前記基礎Ｂと前記振動抑制対象部Ｓとに両端部を前記鋭角θが形成される面内において回転可能に連結され、前記基礎Ｂ側の端部あるいは前記振動抑制対象部Ｓ側の端部が前記第２方向にスライド可能に連結されるものである。このようなものでも、鉛直方向にＦｔａｎθの大きさの力を作用させることができ、負のばね定数を有することになる。
【００５９】
次に、さらに別の実施形態について説明する。この実施形態の振動抑制装置１００は、図１１に示すように前記振動抑制対象部Ｓを前記基礎Ｂに対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構２Ａ、２Ｂを備えたものである。リンク機構２Ａ、２Ｂの蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂには、前記振動抑制対象部Ｓが前記基礎Ｂに対して水平方向に移動した場合に、前記振動抑制対象部Ｓが元の初期位置（静止状態における位置）に戻るように、ねじりばね（図示しない）が設けてある。より具体的には、ねじりばねは前記蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂの開いている角度が初期状態を保つように、すなわち、その角度が図１１のように略直角になるように取り付けてある。さらに、水平方向の振動をより減衰することができるように、回転ダンパ（図示しない）も、ねじりばねと同様に設けてある。
【００６０】
このようなものであれば、前記振動抑制対象部Ｓを傾かせる（ロッキングする）ことなく並行移動のみを可能にし、３次元方向に自由に運動させているので、例えば、振動抑制対象部Ｓに載置されているだけのものであっても、転倒することをなくし、より振動抑制に関する特性を向上させることができる。特に前記スライド機構の剛性を大きくすることが困難な場合には、リニアガイド７３Ａ、７３Ｂがあったとしても振動抑制対象部Ｓの傾きを防ぐことが難しいので、特に効果がある。
また、前記リニアガイド７３Ａ、７３Ｂのストロークの分だけ振動抑制対象部Ｓは水平方向に移動できるとともに、前記リンク機構２Ａ、２Ｂの蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂに取り付けられたねじりばねによって、元の初期状態の位置に戻ることができる。言い換えると、コイルスプリングＳＰはリニアガイド７３Ａ、７３Ｂに取り付けられおり、水平方向にはほとんどたわむことがないので、コイルスプリングＳＰの水平方向の剛性や、変形限界量に関わりなく、振動抑制対象部Ｓを水平方向に移動させるストロークを大きく設定し、ねじりばねの剛性を調節することによって元の初期位置に振動抑制対象部Ｓが戻るようにすることができる。
【００６１】
ここで、振動絶縁機構ＳＰや弾性リンク機構７をこのリンク機構に取り付けて、リンク機構の変形を介して機能を発揮するように構成しても構わない。このようなものであれば、振動抑制装置１００をユニット化することができるので、取り付けの手間を省くことができたり、コストを削減したりすることができるようになる。
【００６２】
以下の説明ではこのリンク機構について詳述する。
【００６３】
＜リンク機構を設けることについての技術背景＞
【００６４】
振動抑制装置の一種として、例えば、家屋や文化財などを地震の被害から守るために様々な免震装置が考案されている。多くの免震装置は、地震の振動成分は統計的には鉛直方向よりも水平方向のほうが大きく、また、物体の転倒に寄与する成分としても水平方向のほうが大きいため、水平二次元の振動成分にだけ対応したものとなっている。例えば、特開２００５−１２７０６３号公報に示される免震装置は、基礎と免震構造物との間に複数の積層ゴムと、免震構造物のロッキングを抑制するロッキング抑制装置とを設けている。積層ゴムは、鉛直方向に薄い鉄板とゴムシートとを交互に積層して密着させることによって、鉛直方向には硬く、あまり変形しないようにし、水平方向には柔らかく、大きく変形するように構成されている。このような構造のため、積層ゴムは大きな引っ張り荷重がかかると破断あるいは剥離が起こってしまう。このため、ロッキング抑制装置は、各積層ゴムの鉛直方向の変形量を平準化し、免震構造物のロッキングによって積層ゴムに大きな引張り荷重がかかるのを防ぐように設けられている。このように、特許文献１に示される免震装置は、水平二次元の振動は免震構造物に伝えないようにすることができるが、鉛直方向にはあまり変形しないので、鉛直方向の振動を免震構造物に直接伝えてしまう。
【００６５】
しかしながら、新潟県中越地震などに代表されるように、鉛直方向の振動成分が無視できないほど大きい地震も発生しており、特許文献１に示されるような水平二次元の振動だけに対応した免震装置では、十分な振動抑制を行うことができない虞がある
【００６６】
＜リンク機構を用いた振動抑制装置が解決しようとする課題＞
【００６７】
本発明は上述したような問題点を解決するためになされたものであり、省スペースで三次元の振動に対応しつつ、外部から力やエネルギーを必要とすることがない、あるいはほとんど必要とすることなく振動に応じた制振することができ、振動抑制対象部の傾きを生じさせないことによって、例えば、振動抑制対象部の上に載置される物体の転倒を防ぐことができる振動抑制装置を提供することを目的とする。
【００６８】
＜課題を解決するための手段＞
すなわち本願発明に係る振動抑制装置は、基礎と、その基礎から所定距離離間して配置される振動抑制対象部との間に設けられて、三次元の振動を絶縁又は減衰する振動抑制装置であって、自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記振動抑制対象部への振動を主として絶縁する前記振動絶縁機構と、前記振動抑制対象部への振動を主として減衰する振動減衰機構と、振動抑制対象部を基礎に対して並行移動のみ可能に支持する一対のリンク機構と、を備えており、前記リンク機構が、前記基礎に別体あるいは一体に設けられた第１リンクと、前記振動抑制対象部に別体あるいは一体に設けられた第２リンクと、前記第１リンク及び前記第２リンクを平行移動可能に接続する中間リンク構造体と、を具備したものであり、各リンク機構における前記第１リンクと前記第２リンクとで形成される仮想面が、前記基礎及び前記振動抑制対象部に対し傾動可能に設けられているとともに、各リンク機構の仮想面が交差するように構成されていることを特徴とする。
【００６９】
このようなものであれば、リンク機構によって振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部の傾きを生じさせないようにすることができ、水平二次元の振動のみならず、鉛直方向の振動をも抑制できるように振動絶縁機構を設けることができる。その結果、三次元の振動に対応した振動抑制を行うことができ、例えば、振動抑制対象部の上に載置されただけの物体であっても、転倒することを好適に防ぐことができる。
【００７０】
ここで、基礎とは振動の発生源となっているもののことをいい、例えば、本発明によって、地震による建物の振動を抑制する場合には、地面あるいは地面に直接設けられた部材が基礎に相当し、機械によって起こる振動を地面に伝えないようにする場合には、その機械あるいは機械が載置されている部材が基礎に相当する。
【００７１】
振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部に傾きを生じさせないようにすることができる前記リンク機構の具体的な態様としては、前記中間リンク構造体が、前記第１リンクと前記第２リンクとの間に平行に設けられる第３リンクと、前記第１リンクと前記第３リンクとに両端部を回転可能に連結される１対の平行な第１連結リンクと、前記第２リンクと前記第３リンクとに両端部を回転可能に連結される１対の平行な第２連結リンクと、によって構成されるものであればよい。
【００７２】
振動抑制対象部が基礎に対して三次元の並進運動を行うのを許容しつつ、振動抑制対象部に傾きを生じさせないようにすることができるリンク機構の別の態様としては、前記中間リンク構造体が、前記第１リンクと前記第２リンクとに両端部を回転可能に連結される一対の平行な第３連結リンクであり、前記第１リンクあるいは前記第２リンクが、第１リンクが延伸する方向に前記基礎あるいは前記振動抑制対象部に対してスライド可能に取り付けられているものであっても構わない。
【００７３】
リンク機構のさらに別の態様としては、前記中間リンク構造体は、前記第１リンクと前記第２リンクとに両端部を回転可能かつ前記第２リンクが延伸する方向にスライド可能に連結される第４連結リンクと、前記第１リンクと前記第２リンクとに回転可能に両端部を連結され、一端あるいは両端を前記第２リンクが延伸する方向にスライド可能に連結される第５連結リンクと、によって構成され、前記第４連結リンクと前記第５連結リンクは、同じ長さを有し、その交差部にて各々を回転可能に連結しているものでも構わない。
【００７４】
前記振動減衰機構を構成する部材の設置数を減らし、三次元の減衰を行うには、前記リンク機構に前記振動減衰機構が取り付けられているものであればよい。
【００７５】
また、リンク機構にさらに振動絶縁機構を取り付けたものであれば、振動抑制装置をユニット化することができ、複数の部材を基礎と振動抑制対象部との間に取り付ける手間を省くことができる。
【００７６】
簡単な構成でコストを抑えつつ、三次元の振動絶縁を行えるようにするには前記振動絶縁機構が、１つのコイルスプリングであり、その１つのコイルスプリングによって自然状態において前記基礎と前記振動抑制対象部とを所定距離離間させて保つとともに、前記振動抑制対象部への振動を絶縁するものであればよい。このとき、三次元各方向の固有振動数が１Ｈｚ以下になるように構成されていれば、特に地震動を有効に絶縁することができる。
【００７７】
リンク機構に省スペースで取り付けることができ、振動抑制装置に十分な減衰力を持たせて、好適に振動を減衰させるためには、前記減衰要素が前記リンク機構に取り付けられるロータリーダンパを備えたものであればよい。また、通常、３方向の減衰係数を独立に設定するには、ダンパの軸方向以外の変位によって減衰が発生しないようにスライド機構などを設ける必要があるが、３つのロータリーダンパをリンク機構の回転が生じる箇所に取り付けるだけで、３方向の減衰係数を独立に設定することができる。
【００７８】
前記第１リンクと前記第２リンクとで形成される仮想面を、前記基礎と前記振動抑制対象部とに対し傾動可能にする具体的な態様としては、前記第１リンクが前記基礎に回転可能に設けられているとともに、前記第２リンクが前記振動抑制対象部に回転可能に設けられているものであればよい。
【００７９】
前記第１リンクと前記第２リンクとで形成される仮想面を、前記基礎と前記振動抑制対象部とに対し傾動可能にする別の態様としては、前記第１リンク又は第２リンクが前記基礎に回転可能に設けられているとともに、前記第１リンクと前記第３リンクが形成する面と、前記第２リンクと前記第３リンクが形成する面との交わる角度が変化するものであっても構わない。
【００８０】
一度、振動抑制装置を設置してからでも容易に振動抑制装置全体の減衰係数や弾性や系の固有振動数を変化させることができ、セミアクティブ制御による振動の制振が行えるようにするには、振動抑制装置が、減衰係数が可変の減衰要素又は前記減衰要素に直列に接続された弾性要素を具備するセミアクティブ制御機構を備えたものであることが好ましい。
【００８１】
振動抑制装置を、例えば、免震装置として用いる場合などには地震によって停電が起こったとしても振動制御を行えるほうが好ましい。前記減衰要素がＭＲダンパであれば、乾電池や蓄電池程度の電力で、その減衰係数を変化させることができ、停電時でもセミアクティブ制御による制振を容易に行うことができる。
【００８２】
振動抑制対象部の上に載置される物体の重量が変化しても、常に一定の高さに支持しつつ、振動抑制を行うためには、前記振動絶縁機構が空気ばねによって構成されるものであればよい。
【００８３】
＜リンク機構を用いた振動抑制装置の効果＞
【００８４】
このように、リンク機構を用いた振動抑制装置によれば、振動抑制対象部の傾きを防止し省スペースで三次元の振動抑制を行うことができ、振動抑制を好適に行うことができるので、例えば、振動抑制対象部に載置されただけの物体であっても転倒しないようにすることができる。
【００８５】
＜リンク機構を用いた振動抑制装置を実施するための最良の形態＞
【００８６】
以下、リンク機構の第１実施形態を図面を参照して説明する。
【００８７】
本実施形態に係る振動抑制装置１００は、例えば、文化財や美術品が地震などによって転倒するのを防ぎ、破損することを防ぐ展示台や、機械から発生した振動を地面に伝えないようにする防振台や、地面からの微細な振動を精密機械などに伝えないようにする除振台などとして用いられるものである。図１２に示すように、基礎Ｂと、その基礎Ｂから所定距離離間して配置される振動抑制対象部Ｓとの間に設けられるものであって、２つのリンク機構２Ａ、２Ｂと、自然状態において、前記振動抑制対象部Ｓを前記基礎Ｂから所定距離離間した状態に保ち、前記振動抑制対象部Ｓへの振動を絶縁する振動絶縁機構ＳＰと、前記振動抑制対象部Ｓへの振動を減衰する振動減衰機構Ｄと、系の減衰係数や弾性や固有振動数を変化させるセミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂとを備えている。さらに、本実施形態では、前記基礎Ｂ及び前記振動抑制対象部Ｓの振動を検出する振動検出手段（図示しない）と、前記セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂの減衰係数を制御する制御部Ｃとが設けてある。ここで説明の便宜上、図面視で下側の平板及びその平板から突出した平板を基礎Ｂ、上側の平板を振動抑制対象部Ｓとする。
【００８８】
前記振動絶縁機構ＳＰは、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｂの中央部に設けてある１つのコイルスプリングＳＰのみで構成してある。前記コイルスプリングＳＰは、鉛直方向及び水平方向の固有振動数が１Ｈｚよりも小さく、かつ、前記振動抑制対象部Ｓと自重を支えられるようにその弾性を決めている。また、コイルスプリングＳＰは鉛直方向だけでなく、水平方向にも変形し、その復元力によって元の自然状態の位置に戻るようにしてある。このコイルスプリングＳＰの両端の座巻部は、溶接によって基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓに固定してある。このようにコイルスプリングＳＰを固定しておくことによって、前記振動抑制対象部Ｓが大きく移動した場合などに、前記コイルスプリングＳＰが倒れてしまい、自然状態の位置に戻ることができなくなるのを防ぐことができる。すなわち、コイルスプリングＳＰの座巻部はリンク機構２Ａ、２Ｂによって平行を維持された基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓに対して常に垂直に固定されているので、コイルスプリングＳＰは振動抑制対象部Ｓの水平方向の動きに対して水平方向に変形し、自然状態に戻る方向へ復元力を生じさせることができる。また、溶接以外にも、クランプによって座巻部を固定するものであっても構わない。
【００８９】
前記振動減衰機構Ｄは、各リンク機構２Ａ、２Ｂに取り付けられたロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂによって構成してある。ロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂは後述するリンク機構２Ａ、２Ｂにおいて、各リンクの回転運動が生じる節に設けてあり、前記振動抑制対象部Ｓの水平方向及び鉛直方向の振動を減衰する。
【００９０】
前記２つのリンク機構２Ａ、２Ｂは、図１３に示すように、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓの間に設けられ、後述する第２リンク２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ直交する向きになるように配置してある。ここで図１３においては、振動絶縁機構及びセミアクティブ制御機構は省略してある。
【００９１】
前記リンク機構２Ａ、２Ｂは、前記基礎Ｂに設けられる第１リンク２１Ａ、２１Ｂと、その第１リンク２１Ａ、２１Ｂと平行に前記振動抑制対象部Ｓに設けられる第２リンク２２Ａ、２２Ｂと、前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂと前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂとの間に平行に設けられる第３リンク２３Ａ、２３Ｂと、前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂと前記第３リンク２３Ａ、２３Ｂとに両端を回転可能に連結される１対の平行な第１連結リンク２４Ａ、２４Ｂと、前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂと前記第３リンク２３Ａ、２３Ｂとに両端を回転可能に連結される１対の平行な第２連結リンク２５Ａ、２５Ｂと、によって構成している。各リンクの連結部分にはベアリングとロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂが設けてある。なお、第１連結リンク２４Ａ、２４Ｂと第２連結リンク２５Ａ、２５Ｂは一直線上に並ばないようにしている。従って、図面視で上下方向に２つの異なる形状の平行四辺形がそれぞれのリンクによって形成されることになる。
【００９２】
前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂ及び前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂについて詳述すると、前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂと前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂとが、他方向に設けられたリンク機構２Ｂ、２Ａの第２リンクが延伸する方向に相対変位するように、前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂは前記基礎Ｂに、前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂは振動抑制対象部Ｓに蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂによって回転可能に連結してある。換言すると、リンク機構２Ａ、２Ｂの第１リンク２１Ａ、２１Ｂと第２リンク２２Ａ、２２Ｂが形成する平面が他方のリンク機構２Ｂ、２Ａの第２リンク２２Ｂ、２２Ａが延伸する方向へ傾くことができるように、前記第１リンク２１Ａ、２１Ｂは前記基礎Ｂに、前記第２リンク２２Ａ、２２Ｂは振動抑制対象部Ｓに蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂによって回転可能に連結してある。
【００９３】
次に、セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂについて詳述する。
【００９４】
セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂは、振動抑制装置１００全体の系の減衰係数や弾性、固有振動数を制御し、前記振動絶縁機構ＳＰ及び前記振動減衰機構Ｄの働きを助勢するものである。なお、図１２では、２方向のみセミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂを図示しているが、図示しない紙面奥方向にもセミアクティブ制御機構が設けてある。従って、鉛直に１方向と水平に２方向の計３方向にセミアクティブ制御機構をそれぞれ設けている。
【００９５】
図１２に示されるように、前記セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂは、弾性要素であるコイルスプリング３３Ａ、３３Ｂと、減衰要素であるＭＲダンパとから構成してある。第１ＭＲダンパ３１Ａ,３１Ｂは減衰係数を制御する。コイルスプリング３３Ａ、３３Ｂは第２ＭＲダンパ３２Ａ、３２Ｂと直列に配置してあるので、このＭＲダンパによってばね定数を制御できる。このセミアクティブ制御機構によって、ばね定数と減衰係数をほぼ独立に設定することができる。なお、図１２では、セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂは、説明の便宜上基礎Ｂ及び振動抑制部の周辺部に設けられている図になっているが、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓの中央に設けるものであっても構わない。
【００９６】
前記MRダンパ（Magneto-Rheological Fluid Damper）は機能性材料であるMR流体（磁性流体）を用いたオイルダンパの一種で、オイル中に強磁性体粒子が分散しており、電磁石に電流を流して磁場を与えることで強磁性体粒子が鎖状のクラスターを形成し、オイルが流れにくくなって減衰係数が大きくすることができる。なお、ＭＲダンパの減衰力は速度比例成分と摩擦力型成分から成り立っているが、ここでは、摩擦力型成分も含めて等価な速度比例の減衰係数として考える。
【００９７】
前記制御部Ｃは、少なくとも、ハードウェア構成としては、ＣＰＵ、メモリ、各種ドライバ回路などを具備したものであり、前記メモリに記憶させたプログラムに従って、前記ＣＰＵや周辺機器が協動することで種々の機能を発揮する。しかして、本実施形態においては、図１６の機能ブロック図に示すように、少なくとも、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓの振動に関する情報を取得する振動情報取得部Ｃ１と、振動抑制装置１００の振動制御に関するパラメータを記憶するパラメータ記憶部Ｃ２と、前記第１ＭＲダンパ３１Ａ、３１Ｂ及び第２ＭＲダンパ３２Ａ、３２Ｂの減衰係数の大きさを決定し、制御する減衰係数制御部Ｃ３としての機能を発揮するように構成してある。
【００９８】
前記振動情報取得部Ｃ１は、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓの変位量や、発生している振動の振動数を前記振動検出手段から取得あるいは算出するものである。前記パラメータ記憶部Ｃ２は、前記振動絶縁機構のばね定数、前記振動減衰機構による減衰係数、前記セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂのばね定数や減衰係数及び、振動抑制装置１００全体の系の固有振動数を記憶している。前記減衰係数制御部Ｃ３は、前記振動情報取得部Ｃ１及び前記パラメータ記憶部Ｃ２の情報から制振を行うのに適切な減衰係数を決定し、前記第１ＭＲダンパ３１Ａ、３１Ｂ及び第２ＭＲダンパ３２Ａ、３２Ｂの減衰係数を制御するものである。
【００９９】
次に、構成された２つのリンク機構２Ａ、２Ｂの動作について、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４及び図１５においてはセミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂを省略している。
【０１００】
図１４は、振動が起こっておらず、リンク機構２Ａ、２Ｂに変形が起こっていない状態を示し、図１５は振動抑制対象部Ｓが図面視で右下方向に移動した状態を示す。基礎Ｂから振動が発生し、前記振動抑制対象部Ｓが図面視で右下方向に移動しようとすると、それぞれのリンク機構２Ａ、２Ｂでは、図面視で下方向の移動を許容するために、前記第１連結リンク２４Ａ、２４Ｂ及び前記第２連結リンク２５Ａ、２５Ｂは平行四辺形が形成される面内で倒伏する。また図面視で奥行き方向に配置されたリンク機構２Ｂは前記振動抑制対象部Ｓの移動を許容するために、蝶番２１１Ａ、２２１Ａ、２１１Ｂ、２２１Ｂによって回転し、図面視で右方向へ倒伏する。このようにして、前記振動抑制対象部Ｓは２つのリンク機構２Ａ、２Ｂによって傾きを生じずに水平を保ったまま、三次元の並進運動のみを行うことができるようになる。
【０１０１】
次に、前記セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂの制御について説明する。
【０１０２】
一般的には、基礎Ｂの振動を振動抑制対象部Ｓに伝達しないためには、振動抑制対象部Ｓを基礎Ｂから浮かせばよい。すなわち、ダンパの減衰係数を小さくし、ばねを柔らかくすればよい。しかし、その場合は振動抑制対象部Ｓに力が働くと大きく振動し、停止するまで長い時間がかかる。そこで、力加振や残留振動の場合は、ダンパの減衰係数を大きくし、ばねを硬くすればよい。したがって、前記振動検出手段によって基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓの振動を検出し、前記振動情報取得部Ｃ１が算出した振動の状態に応じて、前記減衰係数制御部Ｃ３は、各ＭＲダンパの減衰係数を制御することによって、系全体の減衰係数やばね定数の大きさを調整する。また、基礎Ｂの振動や加振力が定常的な場合は、共振を防ぐために、ばね定数を変化させればよい。すなわち、前記パラメータ記憶部Ｃ２に記憶されている固有振動数と検出した振動の振動数が近い場合には、前記減衰係数制御部Ｃ３は、ばね定数を変化させて系の固有振動数を変化させることによって、共振を防ぐ。
【０１０３】
このように、本実施形態に係る振動抑制装置１００によれば、２つのリンク機構２Ａ、２Ｂによって、前記振動抑制対象部Ｓを前記基礎Ｂに対して傾きを生じさせず、水平を保つことができ、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓの間に大きなスペースを生じることなく設けられた絶縁機構と減衰機構によって三次元の振動を抑制することができる。また、前記セミアクティブ制御機構３Ａ、３Ｂは、減衰係数とばね定数が可変であることから、例えば、振動抑制対象部Ｓの振動が静定する時間を短縮することや、系の固有振動数を変化させることによって共振を防ぐことができる。このように、振動抑制対象部Ｓを水平に保つことができ、振動に応じて適切な振動抑制を行うことができるので、例えば、振動抑制対象部Ｓの上に載置されているだけの物体であっても転倒することを好適に防ぐことができる。
【０１０４】
また、ＭＲダンパは乾電池や蓄電池程度の小さい電力でその減衰係数を制御することができるので、停電が起こった場合でも制振を行うことが容易にできる。さらに、減衰係数を変化させるというセミアクティブ制御によって制振をおこなうので、アクティブ制振に比べて、大きなエネルギーを必要としない。
【０１０５】
リンク機構２Ａ、２Ｂの連結部分にはロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂが設けてあるので、省スペースで振動抑制装置１００に減衰を与えることができ、リンク機構２Ａ、２Ｂの変形によって三次元の振動を好適に減衰することができる。また、図において、蝶番２１１Ａは、前記振動抑制対象部Ｓの紙面奥方向への水平移動によってのみ回転が生じ、蝶番２１１Ｂは紙面左右方向への水平移動によってのみ回転が生じる。リンク機構２１Ａ、２１Ｂの各連結部は主に前記振動抑制対象部Ｓの鉛直方向への移動によって回転が生じるので、これら蝶番２１１Ａ、２１１Ｂ、連結部にロータリーダンパを１つずつ設けることにより、前記振動減衰機構の３方向の減衰係数を独立に決めることもできる。
【０１０６】
なお、図１２では直動型のＭＲダンパ３１Ａ、３１Ｂを用いているが、回転型の可変ダンパを２６Ａ、２６Ｂに用いると、３１Ａ、３１Ｂを省略することができる。また、ＭＲダンパ３１Ａ、３１Ｂを用いると、ロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂを省略することもできる。
【０１０７】
次に第２実施形態について説明する。以下前記実施形態と同じ部材に対しては同一の符号を付すこととする。
【０１０８】
図１７に第２実施形態の模式的機器構成図を示す。第１実施形態とは、セミアクティブ制御機構を用いていない点が異なる。第２実施形態においては、振動絶縁機構は、基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｓの中央に両端を固定された１つのコイルスプリングＳＰのみであり、振動減衰機構は、各リンク機構２Ａ、２Ｂに取り付けられたロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂによって構成してある。
【０１０９】
第２実施形態においては、リンク機構２Ａ、２Ｂによって振動抑制対象部Ｓが水平を保ったまま移動することができ、基礎Ｂからの振動を前記コイルスプリングＳＰは鉛直方向及び水平方向に柔らかく変形することによって、振動抑制対象部Ｓに振動を伝えないようにすることができる。振動絶縁機構であるコイルスプリングＳＰの弾性や前記振動減衰機構であるロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂの減衰係数を適切に設定することによって、振動抑制対象部Ｓを所定の位置に保持しつつ、三次元の振動を絶縁し減衰するパッシブ制振を行うことができる。また、セミアクティブ制御機構を省略することによって低コスト化を図ることができる。
【０１１０】
さらに、振動抑制対象部Ｓがどの方向に移動しても、少なくとも前記リンク機構２Ａ、２Ｂのいずれかにおいては平行四辺形の変形が生じ、リンクに回転が発生するので、ロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂをそれぞれのリンク機構２Ａ、２Ｂに１つずつ取り付けるだけでも三次元の減衰を得ることができる。従って、１つのコイルスプリングＳＰと２つのロータリーダンパ２６Ａ、２６Ｂだけという非常に簡素な構成によっても、三次元の振動抑制を行うことができる。
【０１１１】
なお、この第２実施形態を基本構成として、減衰係数を可変にするには、図２３に示すように、基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓの間に取り付けられる減衰係数が可変の減衰要素Ｄ１、Ｄ２を設けるものであっても構わない。
【０１１２】
次に第３実施形態について説明する。
【０１１３】
図１８、図１９に第３実施形態の模式図を示す。なお図１８、図１９では振動絶縁機構である１つのコイルスプリングを図示していない。２つのリンク機構４Ａ、４Ｂは、直交するように２方向に設けてある。第３実施形態のリンク機構４Ａ、４Ｂは、基礎Ｂに設けられる第１リンク４１Ａ、４１Ｂと、その第１リンク４１Ａ、４１Ｂと平行に前記振動抑制対象部Ｂに設けられる第２リンク４２Ａ、４２Ｂと、前記第１リンク４１Ａ、４１Ｂと前記第２リンク４２Ａ、４２Ｂとに両端をヒンジ４４Ａ、４４Ｂによって回転可能に連結される一対の平行な第３連結リンク４３Ａ、４３Ｂと、によって平行リンクを形成するように構成されている。また、第１リンク４１Ａ、４１Ｂ機構は第１リンク４１Ａ、４１Ｂが延伸する方向に基礎Ｂに対してスライド可能に設けられている。第１リンク４１Ａ、４１Ｂ及び第２リンク４２Ａ、４２Ｂは、それぞれ第２リンク４２Ａ、４２Ｂが延伸する方向の軸回りに回転できるように、面外回転機構５Ａ、５Ｂによって基礎Ｂ及び振動抑制対象部Ｂに連結してある。
【０１１４】
前記面外回転機構５Ａ、５Ｂは、前記第１リンク４１Ａ、４１Ｂをスライド可能かつ回転可能に基礎Ｂに連結する基礎側機構５１Ａ、５１Ｂと前記第２リンク４２Ａ、４２Ｂを振動抑制対象部Ｂに回転可能に連結する振動抑制対象部側機構５２Ａ、５２Ｂとからなる。
【０１１５】
前記基礎側機構５１Ａ、５１Ｂは、基礎Ｂから突出させた２つの基礎側軸支持部５１１Ａ、５１１Ｂと、前記基礎側軸支持部５１１Ａ、５１１Ｂに両端を支持され、前記第２リンク４２Ａ、４２Ｂと平行の向きに設けてある細円柱状の基礎側軸５２２Ａ，５２２Ｂと、概略円柱状の中心に貫通孔を有し、その貫通孔に前記基礎側軸を通して取り付けられ、前記第１リンク４１Ａ、４１Ｂと連結される２つの基礎側連結部５１３Ａ、５１３Ｂと、から構成してある。また、基礎側連結部５１３Ａ、５１３Ｂは、前記基礎側軸５２２Ａ，５２２Ｂの軸方向にスライド可能であるとともに、周方向にも回転可能なように設けてある。
【０１１６】
前記振動抑制対象部側機構５２Ａ、５２Ｂは、振動抑制対象部Ｂから突出させた２つの振動抑制対象部側支持部５２１Ａ、５２１Ｂと、前記振動抑制対象部側支持部５２１Ａ、５２１Ｂに２点支持され、前記第２リンク４２Ａ、４２Ｂと平行に設けてある細円柱状の振動抑制対象部側軸５２２Ａ、５２２Ｂと、前記振動抑制対象部側軸５２２Ａ、５２２Ｂの両端に回転可能に設けられ、前記第２リンク４２Ａ、４２Ｂと連結される振動抑制対象部側連結部５２３Ａ、５２３Ｂと、から構成してある。
【０１１７】
さらに、リンク機構４Ａ、４Ｂは、その連結部分であるヒンジ４４Ａ、４４Ｂや連結部５２３Ａ、５２３Ｂに振動減衰機構としてロータリーダンパ４６Ａ、４６Ｂを設けてあり、振動抑制対象部Ｂの振動を減衰するようにしてある。
【０１１８】
このリンク機構４Ａ、４Ｂの動作について簡単に説明する。
【０１１９】
図１９は、前記振動抑制対象部Ｂが図面視で右下方向に移動した場合、すなわち、水平方向と鉛直方向に移動した場合のリンク機構４Ａ、４Ｂの変形を示す。水平方向の動きに対して、紙面正面に設けられたリンク機構４Ａ、４Ｂは、水平方向にスライド移動するとともに、紙面奥方向に設けられたリンク機構４Ｂは、面外回転機構５Ｂによって前記第１リンク４１Ｂと前記第２リンク４２Ｂの形成する面が水平面に交わる角度が変化するように回転する。また、鉛直方向の移動に対しては、第１リンク４１Ａ、４１Ｂ、第２リンク４２Ａ、４２Ｂ、第３リンクによって形成される平行リンクが倒伏する。このようにして、前記振動抑制対象部Ｂが基礎Ｂに対して水平を常に保つことができる。
【０１２０】
また、水平方向及び鉛直方向の変位に応じて、ヒンジ４４Ａ、４４Ｂや連結部５２３Ａ、５２３Ｂには回転運動が生じる。その運動をロータリーダンパ４６Ａ、４６Ｂによって減衰するので、三次元の振動を減衰することができる。図１８において、前記面外回転機構５Ａは前記振動抑制対象部Ｓの紙面奥方向への水平移動によってのみ回転し、面外回転機構５Ｂは紙面左右方向への水平移動によってのみ回転し、一対の第３連結リンク４３Ａ、４４Ａのヒンジ部４４Ａは鉛直方向への移動によってのみ回転が生じる。従って、これらの３箇所にロータリーダンパを１つずつ設けることによって、３次元の減衰を得ることができ、さらに３方向の減衰係数をそれぞれ独立に設定することができる。
【０１２１】
次に第４実施形態について説明する。
【０１２２】
図２０、図２１に第４実施形態の模式図を示す。なお図２０、図２１では振動絶縁機構を図示していない。２つのリンク機構６Ａ、６Ｂは、直交するように２方向に設けてある。第４実施形態のリンク機構６Ａ、６Ｂは、前記基礎Ｂに設けられる第１リンク６１Ａ、６１Ｂと、その第１リンク６１Ａ、６１Ｂと平行に前記振動抑制対象部Ｓに設けられる第２リンク６２Ａ、６２Ｂと、前記第１リンク６１Ａ、６１Ｂと前記第２リンク６２Ａ、６２Ｂとに両端を回転可能かつ前記第２リンク６２Ａ、６２Ｂが延伸する方向にスライド可能に連結される第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂと、前記第１リンク６１Ａ、６１Ｂと前記第２リンク６２Ａ、６２Ｂとに回転可能に両端を連結され、一端が第２リンク６２Ａ、６２Ｂが延伸する方向にスライド可能に連結される第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂと、面外回転機構５Ａ、５Ｂによって構成してある。
【０１２３】
前記第１リンク６１Ａ、６１Ｂには２つの、前記第２リンク６２Ａ、６２Ｂには１つのガイドローラ用の溝６７Ａ、６７Ｂが形成してある。前記第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂと前記第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂは、同じ長さを有し、その概略中央にて各々を回転可能に連結して交差させてある。ここで、前記第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂと前記第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂとが交差する点をリンクの長さを所定の比率で分割する点にし、第１リンク６１Ａ、６１Ｂと第２リンク６２Ａ、６２Ｂとが平行を保つように構成しても構わない。例えば、リンクの長さが２：１などに分割される点において交差させてもよい。前記第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂの両端と、前記第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂの基礎Ｂ側の端部は前記溝６７Ａ、６７Ｂに連結され、ガイドローラによってリンクが延伸する方向に移動することができる。
【０１２４】
なお、面外回転機構５Ａ、５Ｂについては、前記第３実施形態で説明した振動抑制対象部Ｓ側の機構の構成を、基礎Ｂにも同様に用いたものであるので、詳細な説明を省略する。
【０１２５】
この実施形態では、振動減衰機構として面外回転機構５Ａ、５Ｂの回転連結部５２３Ａ、５２３Ｂにロータリーダンパ６６Ａ、６６Ｂが取り付けてあり、さらに、第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂと第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂとを回転可能に連結する中央部にもロータリーダンパ６６１Ａ、６６１Ｂを設けてある。
【０１２６】
このリンク機構６Ａ、６Ｂの動作について簡単に説明する。
【０１２７】
図２１は、前記振動抑制対象部Ｓが図面視で右下方向に移動した場合、すなわち、水平方向と鉛直方向に移動した場合のリンク機構６Ａ、６Ｂの変形を示す。この実施形態においても、振動抑制対象部Ｓのリンク機構６Ａ、６Ｂに対して垂直な水平方向の動きに対して、リンク機構６Ｂは倒伏することができ、鉛直方向の動きに対しては、ガイドローラによって第４連結リンク６４Ａ、６４Ｂ及び第５連結リンク６５Ａ、６５Ｂが移動し、第１リンク６１Ａ、６１Ｂと第２リンク６２Ａ、６２Ｂの平行を保ったまま、鉛直方向に縮むように変形する。
【０１２８】
このようにして、振動抑制対象部Ｓの水平を維持し、ロータリーダンパ６６Ａ、６６Ｂ、６６１Ａ、６６１Ｂによって三次元の振動を減衰することができる。また、この第４実施形態でも、第３実施形態と同様の理由で、３方向の減衰係数を独立に設定することができる。
【０１２９】
なお、リンク機構は前記実施形態に限られるものではない。
【０１３０】
第１リンクが基礎に、第２リンクが振動抑制対象部に一体となって設けてあり、第１リンクと第２リンクによって形成される仮想面が傾動可能になっているものであっても構わない。
【０１３１】
振動抑制装置は、三次元の振動を絶縁又は減衰することができるものであるので、基礎に対して振動抑制対象部が吊り下げられるように振動抑制装置を設けても構わないし、基礎と振動抑制対象部が水平方向に離間しているものの間に振動抑制装置が設けられていても構わない。
【０１３２】
リンク機構の変形量を制限するストッパーを基礎と振動抑制対象部との間に設けておけば、第１連結リンクと第２連結リンクが一直線上に並ぶことによって、基礎と振動抑制対象部との間の距離が縮まらなくなるなどの不良を防ぐことができる。
【０１３３】
前記振動絶縁機構が空気ばねによって構成されるものであっても構わない。この場合、振動抑制対象部に載置される物体の重量に応じて、空気ばねの空気量を調整するようにすることによって、振動抑制装置の高さを常に一定にすることができる。振動絶縁機構は、金属ばねやゴム系のばねであっても構わない。また振動絶縁機構が複数のコイルスプリングで構成してあるものでも構わない。減衰係数が可変の減衰要素としては、可変絞りのオイルダンパやエアーダンパであっても構わない。前記リンク機構に前記振動絶縁機構を取り付けたものであってもかまわない。このようなもので、さらに前記振動減衰機構もリンク機構に取り付けたものであれば、振動抑制装置をユニット化することができ、取付の手間を省くことができる。
【０１３４】
セミアクティブ制御機構として、いくつかの弾性要素と減衰要素の組み合わせが可能である。たとえば、減衰係数が可変の減衰要素と弾性要素を並列に設けた並列部とし、並列部を直列に設けるものであっても構わない。
【０１３５】
第１実施形態において、リンク機構が、第１リンクあるいは第２リンクが蝶番によって基礎又は振動抑制対象部に回転可能に設けられ、第３リンクが蝶番によって折りたためるように構成されており、第１リンクと第３リンクによって形成する面と第２リンクと第３リンクによって形成される面の交わる角度が変化するようなものであっても構わない。これらのようなものであっても、振動抑制対象部が基礎に対して姿勢変化するのを防ぎつつ三次元方向に並進運動させることができる。
【０１３６】
第１実施形態において、第１リンク及び第２リンクは、蝶番によって回転可能に取り付けられていたが、第１リンクと第２リンクとが、他方向に設けられた第２リンクが延伸する方向に相対変位するのを許容できるものであれば構わない。
【０１３７】
第１実施形態において、振動絶縁機構が第１リンクと第３リンクとの間、あるいは第２リンクと第３リンクとの間に設けられるものであっても構わない。また振動減衰機構として、鉛直方向の振動を減衰するためにダンパなどをそのまま鉛直方向に設けると、大きなスペースを必要とする場合がある。例えば、図２２に示すようにリンク機構の第３リンクの端部と基礎との間を水平に連結するようにダンパＤＮを入れても、水平方向及び鉛直方向の振動を減衰することができる。つまり、振動抑制対象部の三次元の動きが、リンク機構の変形に現れている箇所と、基礎との間に振動減衰機構を設けても構わない。
【０１３８】
＜本発明のその他の変形実施形態について＞
【０１３９】
弾性リンク機構７は、第１方向にＦｔａｎθの力を作用させるものであれば、構わない。例えば、前述した弾性リンク機構７に、平行四辺形リンクを付加して、基礎と振動抑制対象部とを平行に移動させつつ、上下方向に移動するようにしても構わない。
【０１４０】
より具体的には、図２４に示されるように、振動抑制対象部Ｓを基礎Ｂに対して並行を保つためのリンク機構２である平行四辺形リンクにその２辺を利用して四辺形リンクＳＱを構成し、弾性体７２を四辺形リンクＳＱに取り付けることによって弾性リンク機構７を組み込んで構成してもよい。すなわち、平行四辺形リンクの基礎側と振動抑制対象部側のヒンジに弾性リンク要素７１の両端を仮想面内において回転可能に取り付けて、中間のヒンジ同士を弾性体によって連結することによってリンク機構２と弾性リンク機構７を一体とした機構にしてある。
【０１４１】
このようなものであれば、リンク機構２と弾性リンク機構７を構成するためのリンクの本数を減らすことができ、構造を図１１に記載した実施形態の振動抑制装置１００に比べて格段に簡略化することができる。また、リンク機構２と弾性リンク機構７を組み合わせることによるユニット化の効果や、前述した構造の簡略化によって取り付けにかかる手間を小さくすることができ、また省スペースで取り付けることができるので、基礎と振動抑制対象部との間の空間が狭い場合でも好適に用いることができる。
【０１４２】
図２５にリンク機構２と弾性リンク機構７を一体にして組み合わせたリンクユニットＬＵを用いた振動抑制装置１００を示す。この実施形態では、振動絶縁機構であるコイルスプリングＳＰと、振動抑制対象部Ｓを基礎Ｂに対して平行を保たせるとともにコイルスプリングＳＰの見かけのばね定数を小さくする１対のリンクユニットＬＵと、によって構成してある。前述した実施形態ではボールスプラインＢＳＰによって基礎Ｂと振動抑制対象部Ｓは連結されていたが、この実施形態ではコイルスプリングＳＰが鉛直方向だけでなく、水平方向にも自在にたわむことができるように構成してある。つまり、リンクユニットＬＵによって振動抑制対象部Ｓは基礎Ｂに対して平行を保ちつつ、しかも３次元に自在に運動することができる。
【０１４３】
このようなものであれば、振動抑制対象部Ｓを基礎Ｂに対して平行を保たせて載置される物体の転倒を防ぐ機能と、自重による沈み込み量を小さくしつつ、系全体のばね定数を小さくして固有振動数を小さくし、振動抑制に関する特性を向上させる機能と、を非常に簡単な構造と、少ない部品点数によって実現することができる。さらに、コイルスプリングＳＰが水平方向にも自在にたわむことができるようにしてあるので、水平方向に振動抑制対象部Ｓが移動しても、その水平方向の剛性によって振動抑制対象部Ｓは元の初期位置に戻る。従って、リンクユニットＬＵの蝶番に図１１で示した実施形態のようにねじりばねを設ける必要がなく、部品点数を減らすことができる。
【０１４４】
また、リンクユニットＬＵは振動抑制対象部Ｓの移動に伴ってその仮想面が傾動するように設けてあるので、弾性リンク機構７もその動きに合わせて力を与える方向を変化させる。つまり、弾性リンク機構７は鉛直方向のみでなく、他の水平方向にも影響を与えることができ、複数の方向に系全体のばね定数を変化させることができるようになる。したがって、通常であれば、３軸方向すべて弾性リンク機構を設けなくてはそれぞれの方向のばね定数を調節することができないところを、１つ又は２つでも調節することが可能となる。
【０１４５】
加えて、図２６に示すように、リンクユニットＬＵの構成の仕方としては、前述したような平行四辺形リンクのヒンジ部分に設けるのではなく、リンク自体に回転可能に取り付けるようにしてもよい。図２５のように、リンクの中央部に弾性リンク要素７１の両端を回転可能に取り付けることによって、リンクユニットの前述した機能を保ちながら、幅を小さくして、全体を小型化することができる。このようにすれば、よりユニット化の効果を得ることができる。
【０１４６】
図２７に、別の構成のリンクユニットＬＵの模式図を示す。このリンクユニットＬＵは、図１８に示す振動抑制対象部Ｓと基礎Ｂとを並行に保つためのリンク機構４と、図１０に示した三角形リンクを用いた弾性リンク機構７と、を組み合わせてユニット化したものである。より具体的には、リンク機構４の一辺を利用して、三角形リンクを形成して、弾性リンク機構７を構成してある。このようなものあっても、図２４や図２６に示されるリンクユニットＬＵと同じ効果を得ることができる。
【０１４７】
また、図２０に示されるリンク機構６に、水平方向に弾性体を設けて、図９に示される弾性リンク機構７を形成して同様にリンクユニットＬＵとしても構わない。このとき、弾性リンク機構としての機能を最も発揮させるには、変位が最も出る部分に弾性体を取り付けることが望ましいが、水平方向の変位が発生し、鋭角θをなすならば弾性体をＸリンクのどこに取り付けても良い。他の形態の弾性リンク機構においても同様である。
【０１４８】
振動抑制装置は、鉛直方向に設けられるものに限られない。例えば、水平に設置して水平方向の振動を抑制するようにして用いても構わない。弾性体を案内する案内機構はコイルスプリングの外側を覆う円筒であっても構わない。
【０１４９】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の一実施形態における模振動抑制装置の模式的正面図。
【図２】同実施形態における振動抑制装置の模式的側面図。
【図３】同実施形態における振動抑制装置の模式的上面図。
【図４】同実施形態における弾性リンク機構の自然状態での模式図。
【図５】同実施形態における弾性リンク機構の第１方向へ伸長した場合の模式図。
【図６】同実施形態における弾性リンク機構の第２方向へ伸長した場合の模式図。
【図７】同実施形態におけるばね特性を示す模式的グラフ。
【図８】別の実施形態における弾性リンク機構の模式的正面図。
【図９】さらに別の実施形態における弾性リンク機構の模式図。
【図１０】異なる実施形態における弾性リンク機構の模式図。
【図１１】さらに異なる実施形態における振動抑制装置の模式的正面図。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。
【図１３】同実施形態に係る振動抑制装置の模式的斜視図。
【図１４】同実施形態に係る静止状態におけるリンク機構の模式図。
【図１５】同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。
【図１６】同実施形態に係る制御部の機能ブロック図。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る静止状態におけるリンク機構の模式図。
【図１９】同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る振動抑制装置の模式的機器構成図。
【図２１】同実施形態に係る変形後のリンク機構の模式図。
【図２２】本発明の第１実施形態に係る振動抑制装置の別の構成例。
【図２３】本発明の第２実施形態に係る振動抑制装置の別の構成例。
【図２４】本発明の別のリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図。
【図２５】図２４のリンク機構と弾性リンク機構を用いた振動抑制装置の模式的機器構成図。
【図２６】本発明のさらに別のリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図
【図２７】本発明の異なるリンク機構と弾性リンク機構の構成を示した模式的機器構成図。
【符号の説明】
【０１５１】
１００・・・振動抑制装置
Ｂ・・・基礎
Ｓ・・・振動抑制対象部
７・・・弾性リンク機構
７１・・・弾性リンク要素
７２・・・弾性体
７２２・・・案内機構
７３Ａ、７３Ｂ・・・スライド機構
２Ａ、２Ｂ、４Ａ、４Ｂ、６Ａ、６Ｂ・・・リンク機構
２１Ａ、２１Ｂ、４１Ａ、４１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ・・・第１リンク
２２Ａ、２２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ・・・第２リンク
２３Ａ、２３Ｂ・・・第３リンク
２４Ａ、２４Ｂ・・・第１連結リンク
２５Ａ、２５Ｂ・・・第２連結リンク
４３Ａ、４３Ｂ・・・第３連結リンク
６４Ａ、６４Ｂ・・・第４連結リンク
６５Ａ、６５Ｂ・・・第５連結リンク
ＳＰ・・・振動絶縁機構（コイルスプリング）
８、Ｄ・・・振動減衰機構
３１Ａ，３１Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ・・・ＭＲダンパ
【図１】
2010053958.tif 000009
【図２】
2010053958.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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