(57)【要約】      （修正有）【課題】振動発生源から伝播された振動の振幅が、加工精度が要求される精密加工装置等に大きく増幅されて伝わることを、簡易な構成で防ぐことができる振動低減方法および振動低減システムを提供すること。【解決手段】振動発生源となる第１の設備１から、床面Ｆを介して第２の設備２に伝播される振動の振幅を低減するための振動低減方法であって、第１の設備１もしくは第２の設備２が防振支持体３に支持されており、防振支持体３に内包される流体Ｍの量を変更することで、防振支持体３の固有振動数を、第１の設備１から伝播される振動との共振域からずらすことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生源となる第１の設備から、床面を介して第２の設備に伝播される振動の振幅を低減するための振動低減方法であって、
前記第１の設備もしくは前記第２の設備が防振支持体に支持されており、前記防振支持体に内包される流体の量を変更することで、前記防振支持体の固有振動数を、前記第１の設備から伝播される振動との共振域からずらすことを特徴とする振動低減方法。
【請求項２】
前記第１の設備が前記防振支持体に支持されており、前記第１の設備から床面もしくは第２の設備に伝播された振動を測定し、測定された振動の振幅が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記防振支持体に内包される流体の量を変更することを特徴とする請求項１に記載の振動低減方法。
【請求項３】
振動を発する第１の設備と、
前記第１の設備から発せられた振動が床面を介して伝播される第２の設備と、
前記第１の設備もしくは前記第２の設備を支持するとともに、流体を内包する防振支持体と、
前記防振支持体に内包される前記流体の量を変更することで、前記防振支持体の固有振動数を、前記第１の加工設備から伝播される振動との共振域からずらす固有振動数変化手段と
を備える振動低減システム。
【請求項４】
前記第１の設備が防振支持体に支持されており、
前記固有振動数変化手段が、前記第１の設備から伝播された振動を測定する振動測定部と、
前記振動測定部が測定した振動の振幅に基づいて、前記防振支持体が前記第１の設備から伝播された振動と共振しているかを判定する共振判定部と、
共振が発生していると判定された場合に、前記防振支持体に前記流体を供給、もしくは前記防振支持体から前記流体を排出する制御装置と
を備えたことを特徴とする請求項３に記載の振動低減システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動発生源となる加工設備から別の加工設備に伝播される振動の振幅を低減する振動低減方法および振動低減システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、精密加工を行うための精密加工設備などは、外部からの振動等を受けると、加工精度に影響が出るため、防振設備が設けられている。そのような防振設備の一例として、例えば、精密加工設備と、その精密加工設備を載置する床面との間に防振ゴムを介在させることで、同一の床面に載置された振動発生源から伝播され、床面を介して精密加工設備に伝わる振動の振幅の大きさを低減するようにしている。（例えば特許文献１）
【特許文献１】特開平２００２−１３０３７４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような防振装置を用いた場合であっても、振動発生源から発せられる振動の振動数と、防振装置(防振ゴム)自体の固有振動数とが一致すると、共振が起こり、防振装置で弱められたはずの振動の振幅が増幅される場合がある。そのような場合、振動発生源からの振動の振幅が精密加工設備に対して大きくなって伝播される虞があった。
【０００４】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、振動発生源となる加工設備から伝播された振動の振幅が、加工精度が要求される精密加工設備等に大きく増幅されて伝わることを、簡易な構成で防ぐことができる振動低減方法および振動低減システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の振動低減方法は、上記目的を達成するために、振動発生源となる第１の設備から、床面を介して第２の設備に伝播される振動の振幅を低減するための振動低減方法であって、前記第１の設備もしくは前記第２の設備が防振支持体に支持されており、前記防振支持体に内包される流体の量を変更することで、前記防振支持体の固有振動数を、前記第１の設備から伝播される振動との共振域からずらすことを特徴とするものである。
【０００６】
このような振動低減方法によれば、振動発生源となる第１の設備から伝播される振動と防振支持体との間に共振が発生した場合に、防振支持体の固有振動数を、第１の設備から伝播される振動との共振域からずらすことにより、防振支持体を共振状態から回避させることができる。このように本発明によれば、簡易な構成で、振動発生源となる第１の設備から第２の設備に伝播される振動の振幅を低減することが可能になる。
【０００７】
また、請求項２に記載の振動低減方法は、前記第１の設備が前記防振支持体に支持されており、前記第１の設備から床面もしくは第２の設備に伝播された振動を測定し、測定された振動の振幅が予め設定された閾値よりも大きい場合に、前記防振支持体に内包される流体の量を変更することを特徴とするものである。
【０００８】
このような振動低減方法によれば、前記第１の設備から発せられた振動と、第１の設備を支持する防振支持体との間に共振が発生した場合は、防振支持体の固有振動数を変更し、共振を回避できる。したがって、第１の設備から発せられた振動が増幅されて、床面に伝播されることを防止することができる。
【０００９】
また、請求項３に記載の振動低減システムは、上記目的を達成するために、振動を発する第１の設備と、前記第１の設備から発せられた振動が床面を介して伝播される第２の設備と、前記第１の設備もしくは前記第２の設備を支持するとともに、流体を内包する防振支持体と、前記防振支持体に内包される前記流体の量を変更することで、前記防振支持体の固有振動数を、前記第１の加工設備から伝播される振動との共振域からずらす固有振動数変化手段とを備えている。
【００１０】
このような振動低減システムによれば、防振支持体が、内包する流体の流体量を可変となるように構成されているので、防振支持体が該防振支持体に伝播される振動と共振している場合には、防振支持体が内包する流体の流体量を変更することにより、防振支持体の固有振動数を、振動発生源となる第１の加工設備から伝播された振動との共振域からずらすことができる。したがって、簡易な構成で、振動発生源から伝播された振動の振幅を低減できる振動低減システムを提供することができる。
【００１１】
また、請求項４に記載の振動低減システムは、請求項３に記載の振動低減システムにおいて、前記第１の設備が防振支持体に支持されており、前記固有振動数変化手段が、前記第１の設備から伝播された振動を測定する振動測定部と、前記振動測定部が測定した振動の振幅に基づいて、前記防振支持体が前記第１の設備から伝播された振動と共振しているかを判定する共振判定部と、共振が発生していると判定された場合に、前記防振支持体に前記流体を供給、もしくは前記防振支持体から前記流体を排出する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
このような振動低減システムによれば、前記第１の設備から発せられた振動と、第１の設備を支持する防振支持体との間に共振が発生した場合は、防振支持体の固有振動数を変更し、共振を回避できる。したがって、第１の設備から発せられた振動が増幅されて、床面に伝播されることを防止することができる。また、第１の加工設備から伝播された振動の振幅の大きさに基づいて、第１の加工設備から発せられた振動と防振支持体が共振しているかどうかが判定される。したがって、第１の加工設備から発せられた振動の周波数や防振支持体の固有振動数を直接測定することなく、簡易な構成で共振の発生を判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、説明したように、本発明によれば、振動発生源となる加工設備から伝播された振動の振幅が、加工精度が要求される精密加工設備等に大きく増幅されて伝わることを、簡易な構成で防ぐことができる振動低減方法および振動低減システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の具体例を示す実施の形態を図１から図６を用いて説明する。図１は本発明の第１実施形態である振動低減システムを概略的に表した概観図である。図２は本発明の第１実施形態である振動低減システムの固有振動数変化手段を概略的に表した概観図である。図３は本発明の第１実施形態である振動低減システムの流体量調整部を模式的に表した模式図である。図４は本発明の第１実施形態である振動低減システムのフローチャートである。図５は本発明の第２実施形態である振動低減システムを概略的に表した概観図である。図６は本発明の第２実施形態である振動低減システムのフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本発明の第１実施形態である振動低減システムＳ１は、床面Ｆに載置された、振動発生源となる第１の加工設備としての加工設備１と、高い加工精度が要求される第２の加工設備としての精密加工設備２とを備えている。
加工設備１は、例えばドリルにより被削材に穴明け加工を施す穴明け加工設備であり、穴明け加工の開始に伴って振動を発するものである。そして加工設備１の振動は、加工設備１の底部から、床面Ｆを介して精密加工設備２に伝播される。
精密加工設備２は、例えば極めて高い加工精度を要求される切削または研磨等の微細加工を行うものであり、防振支持体３を介して床面Ｆ上に載置されている。そして、図２に示すように、この防振支持体３は、内部に形成された空間に流体Ｍを内包するダンパ３１と、ダンパ３１に流体Ｍを供給、またはダンパ３１から排出することにより防振支持体３の固有振動数を変化させる固有振動数変化手段３２とを備えている。
【００１６】
ダンパ３１は、後述する固有振動数変化手段３２による流体Ｍの供給または排出によって、内包する流体Ｍの量が変動し、この結果、防振支持体３全体が備える固有振動数が変化する。そして、固有振動数変化手段３２は、流体Ｍを貯蔵するタンク３２ａと、ダンパ３１とタンク３２ａとを連通する連通管３２ｂと、図示されないバルブとポンプとを有し、連通管３２ｂを介してダンパ３１が内包する流体Ｍの量を調整する流体量調整部３２ｃとを備えている。
【００１７】
次に、図３を用いて流体量調整部３２ｃをより詳細に説明する。流体量調整部３２ｃは、精密加工設備２の外壁面に設置されて、その振動を測定する振動測定部３２１と、その測定結果に基づいて、加工設備１から伝播された振動と防振支持体３とが共振しているかを判定する共振判定部３２２と、判定結果に基づいてタンク３２ａからダンパ３１に流体Ｍを供給、またはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを排出するようにバルブ、およびポンプ（共に図示されない）を制御する制御装置３２３とを有している。
【００１８】
振動測定部３２１は、既知の振動測定機であり、精密加工設備２の外壁面に取り付けられて、その振動を測定する。この振動測定部３２１は共振判定部３２２に接続されており、測定された振動のデータは共振判定部３２２に送信される。共振判定部３２２は、予め設定された閾値と受信した振動の振幅とを比較し、振動の振幅が閾値を超えている場合には、床面Ｆに伝播された振動と防振支持体３とが共振していると判定し、制御装置３２３に信号を発する。ここで、共振判定部３２２において用いられる閾値は、例えば、共振が発生しない場合に伝播される振動の振幅の大きさを実験により予め算出し、その実験値に基づいて設定する等、既知の方法で定めればよい。そして制御装置３２３が、共振判定部３２２から発信された信号を受け、ダンパ３１が内包する流体量に応じて、図示されないバルブやポンプを制御し、タンク３２ａからダンパ３１に流体Ｍを供給、あるいはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを排出する。
【００１９】
ここで、加工設備１から伝播された振動と防振支持体３との間に生じる共振について説明する。共振とは、ある物体に振動が伝播された際に、その物体の有する固有振動数と、伝播された振動の振動数とが一致している場合に、物体に大きな振幅の振動が発生する現象をいう。物体の固有振動数は、その材質、質量そして形状等によって決定されるもので、その物体固有の値である。本発明の振動低減方法および振動低減システムにおいては、防振支持体３の固有振動数は防振支持体３が内包する流体Ｍの量にも依存する。
【００２０】
次に、上述のような構造を備える振動低減システムＳ１において、加工設備１から発せられて、床面Ｆを介して精密加工設備２に伝播された振動が低減される様子を、図４に示したフローチャートを用いて詳細に述べる。
まず加工設備１および精密加工設備２を稼動し（ＳＴＥＰ１０１）、加工設備１から発せられた振動が床面Ｆに伝播される。そして、この振動が防振支持体３に伝播し、さらに防振支持体３に支持される精密加工設備２に伝播する。振動測定部３２１は、精密加工設備２に伝播された振動を測定し（ＳＴＥＰ１０２）、測定により得られた振動のデータを共振判定部３２２に送信する。そして、共振判定部３２２は床面Ｆに伝播された振動と防振支持体３とが共振しているかを判定する（ＳＴＥＰ１０３）。測定された振動の振幅が予め設定された閾値を超えていない場合は、共振が発生していないと判定され、制御装置３２３はダンパ３１に内包される流体Ｍの量を変化させず、加工が終了するまで待機する。一方、測定により得られた振動の振幅が予め設定された閾値以上である場合には、共振判定部３２２は共振が発生していると判定し、制御装置３２３に信号を発信する。そして制御装置３２３はバルブとポンプ（共に図示されない）とを制御し、ダンパ３１に収容された流体量に応じてタンク３２ａからダンパ３１に流体Ｍを供給、またはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを注出する（ＳＴＥＰ１０４）。なお、流体Ｍを供給あるいは排出する量は、適宜制御されており、一定の割合で供給／排出が行われてもよいし、供給／排出する全体量に応じて適宜異なる割合で供給／排出が行われるようにしてもよい。
【００２１】
そして、ダンパ３１の内包する流体Ｍの量を変更し、防振支持体３の固有振動数を変化させた後に、振動測定部３２１は精密加工設備２が受ける振動を再度測定し（ＳＴＥＰ１０２に戻る）、測定により得られた振動のデータを共振判定部３２２に送信する。共振判定部３２２は、床面Ｆに伝播された振動と防振支持体３とが共振しているかを判定する（ＳＴＥＰ１０３）。共振が発生していないと判定された場合は、制御装置３２３はダンパ３１に内包される流体Ｍの量を変化させず、加工が終了するまで待機する。一方、共振が発生していると判定された場合は、制御装置３２３に信号が発信され、制御装置３２３はバルブとポンプ（共に図示されない）とを制御し、タンク３１からダンパ３２ａに流体Ｍを供給、またはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを排出する（ＳＴＥＰ１０４）。このように、加工設備１から床面Ｆに伝播された振動と、精密加工設備２を支持する防振支持体３とが共振している場合に、精密加工設備２に伝播される振動の振幅が一定値以下に収まるまで、防振支持体３の固有振動数を変化させる手順を繰り返す。
以上のように、本実施形態の振動低減システムＳ１においては、防振支持体３の固有振動数を、加工設備１から伝播された振動との共振域からずらすことができるため、加工設備１から伝播された振動と防振支持体３とが共振することを確実に回避し、精密加工設備２に伝播される振動の振幅を簡単に低減することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２実施形態である振動低減システムＳ２について説明する。図５に示すように、同一床面Ｆ上に、振動発生源となる第１の加工設備としての加工設備１と、第２の加工設備としての精密加工設備２とが載置されており、加工設備１は防振支持体３を介して支持されている。そして、加工設備１は加工の開始に伴って振動を発し、この振動が防振支持体３を介して床面Ｆに伝播され、精密加工設備２に伝播される。
なお防振支持体３の構造として、振動測定部３２１は防振支持体３に支持された加工設備１近傍の床面Ｆに設置されているが、それ以外の部分については第１実施形態と同一なので詳細な説明は省略する。
以下、第２実施形態において加工設備１から床面Ｆおよび精密加工設備２へ伝播される振動が低減される様子を、図６のフローチャートを用いて詳細に述べる。
【００２３】
まず加工設備１および精密加工設備２を稼動し（ＳＴＥＰ２０１）、加工設備１から振動が発せられる。この振動は防振支持体３を介して床面Ｆに伝播する。そして、振動測定部３２１は、加工設備１近傍の床面Ｆが受ける振動を測定する（ＳＴＥＰ２０２）。測定により得られた振動のデータは共振判定部３２２に送信され、共振判定部３２２は、加工設備１の振動と防振支持体３とが共振しているかを判定する（ＳＴＥＰ２０３）。測定された振動の振幅が予め設定された閾値を超えていない場合は、共振が発生していないと判定され、制御装置３２３はダンパ３１に内包される流体Ｍの量を変化させず、加工が終了するまで待機する。一方、測定により得られた振動の振幅が予め設定された閾値以上である場合には、共振判定部３２２は共振が発生していると判定し、制御装置３２３に信号を発信する。そして、この信号を受けた制御装置３２３はバルブとポンプ（共に図示されない）とを制御し、ダンパ３１に収容された流体量に応じてタンク３２ａからダンパ３１に流体Ｍを供給、またはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを排出する（ＳＴＥＰ２０４）。
【００２４】
そして、ダンパ３１の内包する流体Ｍの量を変更し、防振支持体３の固有振動数を変化させた後に、振動測定部３２１は加工設備１近傍の床面Ｆが受ける振動を再度測定する（ＳＴＥＰ２０２）。そして、測定により得られた振動のデータは共振判定部３２２に送信され、加工設備１の振動と防振支持体３とが共振しているか判定される（ＳＴＥＰ２０３）。共振が発生していないと判定された場合は、制御装置３２３はダンパ３１に内包される流体Ｍの量を変化させず、加工が終了するまで待機する。一方、共振が発生していると判定された場合は、タンク３１からダンパ３２ａに流体Ｍを供給、またはダンパ３１からタンク３２ａへ流体Ｍを排出する（ＳＴＥＰ２０４）。このように、加工設備１が発した振動と防振支持体３とが共振している場合に、床面Ｆに伝播される振動の振幅が一定値以下に収まるまで、防振支持体３の固有振動数を変化させる手順を繰り返す。
以上のように、本実施形態の振動低減システムＳ２においては、防振支持体３の固有振動数を、加工設備１が発する振動との共振域からずらすことができるため、加工設備１が発する振動と防振支持体３とが共振することを確実に回避することができる。
【００２５】
以上、述べてきたように、本発明にかかる振動低減システムによれば、防振支持体が内包する流体の流体量が、測定された第２の加工設備の振動の振幅に応じて可変となるように構成されているので、振動発生源となる第１の加工設備から伝播された振動と防振支持体とが共振している場合には、防振支持体が内包する流体の流体量を変更することにより、防振支持体の固有振動数を、第１の加工設備から伝播される振動との共振域からずらすことができる。これにより、第１の加工設備から伝播される振動と防振支持体とが共振することを確実に回避することができる。したがって、簡易な構成で、振動発生源となる第１の加工設備から、振動伝播経路を介して第２の加工設備に伝播される振動の振幅を低減できる振動低減方法を提供することができる。
【００２６】
なお、ダンパが内包する流体としては水、オイルなど、適度な粘性を有する物質であることが好ましい。また、上記第１実施形態および第２実施形態においては、振動の振幅の大きさを機械的に測定し、測定した振動の振幅に基づいて制御装置によりバルブを制御し、ダンパの流体量を変更したが、本発明はそれに限定されるものではない。例えば測定した振動の振幅に基づいて手作業でバルブおよびポンプを制御し、ダンパの流体量を変更してもよい。
【００２７】
また、上記第１実施形態および第２実施形態においては、振動発生源となる第１の加工設備から振動が伝播される第２の加工設備として精密加工設備を用いたが、本発明はそれに限定されるものではなく、要は第１の加工設備から発せられた振動が、何らかの振動伝播経路を介して伝播されるものであればよい。またさらに、上記第２実施形態においては、流体量調整部が有する振動測定部は加工設備近傍の床面に設置され、その床面に伝播された振動を測定しているが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば第１実施形態と同様に精密加工設備に設置し、該精密加工設備に伝播された振動を直接測定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態である振動低減システムを概略的に表した概観図である。
【図２】本発明の第１実施形態である振動低減システムの固有振動数変化手段を概略的に表した概観図である。
【図３】本発明の第１実施形態である振動低減システムの流体量調整部を模式的に表した模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態である振動低減システムのフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態である振動低減システムを概略的に表した概観図である。
【図６】本発明の第２実施形態である振動低減システムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１…加工設備（第１の加工設備）、  ２…精密加工設備（第２の加工設備）、  ３…防振支持体、  ３１…ダンパ、  ３２…固有振動数変化手段、  ３２ａ…タンク、  ３２ｂ…連通管、  ３２ｃ…流体量調整部、  ３２１…振動測定部、  ３２２…共振判定部、  ３２３…制御装置、  Ｆ…床面、  Ｍ…流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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