(57)【要約】【課題】軽量で小型の位置調整部材により、可変ばね式動吸振器を制振対象物に設置した後にも磁気ばね定数を簡便に調整する。【解決手段】制振対象物１に固定された固定部構造体３と、前記固定部構造体３の上部及び下部に固定部ヨーク８を介して固定された上部及び下部固定部磁石列９と、前記固定部構造体３の内部に設置された非磁性体からなる可動部構造体２と、前記上部及び下部固定部磁石列９に対しそれぞれ所定の隙間を形成するように前記可動部構造体２の上部及び下部に固定された上部及び下部可動部磁石列６と、を備える可変ばね式動吸振器において、前記上部固定部磁石列９と可動部構造材２をそれぞれ移動可能とする位置調整部材を備え、前記位置調整部材により前記隙間を調整可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象物に固定された固定部構造体と、前記固定部構造体の上部及び下部に固定部ヨークを介して固定された上部及び下部固定部磁石列と、前記固定部構造体の内部に設置された非磁性体からなる可動部構造体と、前記上部及び下部固定部磁石列に対しそれぞれ所定の隙間を形成するように前記可動部構造体の上部及び下部に固定された上部及び下部可動部磁石列と、を備える可変ばね式動吸振器において、
前記上部固定部磁石列と可動部構造材をそれぞれ移動可能とする位置調整部材を備え、前記位置調整部材により前記隙間を調整可能とすることを特徴とする可変ばね式動吸振器。
【請求項２】
前記可動部構造材を移動可能とする位置調整部材は、前記可動部構造材を可動部受け座及びベアリング球を介して支持する固定部受け座と、前記固定部受け座と前記固定部構造材との間に設けられたスライド部材と、前記固定部受け座と前記固定部構造体の上部の間に取り付けられた押しボルト及び引きボルトと、からなることを特徴とする請求項１記載の可変ばね式動吸振器。
【請求項３】
前記可動部構造材を移動可能とする位置調整部材は、前記可動部構造材を可動部受け座及びベアリング球を介して支持する固定部受け座と、前記固定部受け座と前記固定部構造材との間に設けられたスライド部材と、前記固定部受け座に取り付けられ前記前記固定部構造体の上部及び下部に支持されたボールねじ軸と、からなることを特徴とする請求項１記載の可変ばね式動吸振器。
【請求項４】
前記可動部構造材を移動可能とする位置調整部材は、前記可動部構造材を可動部受け座及びベアリング球を介して支持する固定部受け座と、前記固定部受け座と前記固定部構造材との間に設けられたスライド部材と、前記固定部受け座の上下部に取り付けられたくさび状部材と、前記くさび状部材をスライドさせる押しボルトと、からなることを特徴とする請求項１記載の可変ばね式動吸振器。
【請求項５】
前記上部固定部磁石列を移動可能とする位置調整部材は、前記前記上部固定部磁石列を支持するヨークに取り付けられた押しボルト及び引きボルトからなることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の可変ばね式動吸振器。
【請求項６】
制振対象物に固定された固定部構造体と、前記固定部構造体の上部及び下部に固定部ヨークを介して固定された上部及び下部固定部磁石列と、前記固定部構造体の内部に設置された非磁性体からなる可動部構造体と、前記上部及び下部固定部磁石列に対しそれぞれ所定の隙間を形成するように前記可動部構造体の上部及び下部に固定された上部及び下部可動部磁石列と、前記制振対象物に取り付けられた振動センサーと、を備える可変ばね式動吸振器において、
前記信号センサーからの信号に基づき前記隙間の大きさを決定する制御部と、前記決定された大きさの隙間を形成するように前記上部固定部磁石列と可動部構造材を同時に移動可能とする位置調整部材とを備えたことを特徴とする可変ばね式動吸振器。
【請求項７】
前記上部固定部磁石列と可動部構造材を同時に移動可能とする位置調整部材は、前記可動部構造材を可動部受け座及びベアリング球を介して支持する固定部受け座と、前記固定部受け座と前記固定部構造材との間に設けられたスライド部材と、前記固定部構造材の上板に取り付けられ当該上板を移動可能とする第１のボールねじ軸と、前記固定部受け座に取り付けられるとともに第１のボールねじ軸に連動して前記固定部受け座を移動可能とする第２のボールねじ軸と、からなることを特徴とする請求項６記載の可変ばね式動吸振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物や各種機器の制振装置に関し、特に、可動重量と永久磁石を用いた可変ばね式動吸振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変ばね式動吸振器は図６に示すように、制振対象物となる振動している主系質量体（Ｍ）に付加質量体（ｍ２）をばね要素（ｋ２）と減衰要素（ｃ２）を介して直接取り付けた上、付加するパラメータｍ２、ｋ２、ｃ２を制振対象物に対して最適に選択することにより振動抑制効果を得るものである。
【０００３】
このような可変ばね式動吸振器の原理を具体化した例として、複数の永久磁石と導体板を用いてばね要素（ｋ２）と減衰要素（ｃ２）を構成した可変ばね式動吸振器が提案されている（特許文献１乃至３）。
【０００４】
特許文献１及び２に示されている可変ばね式動吸振器の例では、矩形磁石を隣接する磁石が異磁極となるように縦横に一定の間隔を保ち複数配列し、可変ばね式動吸振器の付加質量体と制振対象物に各々異磁極が対向するように設置する。可動磁石の水平移動に伴い、磁束のせん断方向に働く磁気吸引力および磁気反発力が復元力として作用することにより、磁気ばね要素が構成できる。さらに対向する磁石間隙には非接触に導体板を設置している。磁石の相対移動に伴い導体板とこれを横切る磁束が相対運動し渦電流が発生、磁束と作用することにより、運動方向と逆向きに抵抗力が働くため、これを利用して磁気減衰要素を構成している。このように永久磁石と導体板からなる単純な構成により、可変ばね式動吸振器に必要な復元力と減衰力が同時に得られるため、コイルばね、オイルダンパ等の機械要素を各々配置していた方式に比べ、可変ばね式動吸振器の大幅な小型化が可能となっている。
【０００５】
さらに、特許文献２に示されている可変ばね式動吸振器の例では、図７に示すように、可動質量の両側に磁気ばね要素を配置するとともに、固定部側(制振対象物側)の磁石を両側ともにスライド移動可能な構造とし、磁石間隙間を調整することで、磁気ばね定数を可変ばね式動吸振器としての最適なばね定数に調整できる構成となっている。
【０００６】
具体的に説明すると、図７において、制振対象物１に可動部構造体２を取り囲む固定部構造体３が固定設置され、複数の可動磁石４を隣接する磁石が異磁極となるように縦横に配置し、磁性材である可動部ヨーク５に固定することで可動部磁石列６を構成し、非磁性材からなる可動部構造体２の両側に固定している。
【０００７】
複数の固定磁石７も隣接する磁石が異磁極となるように、可動部磁石列６と同一配置にて磁性材である固定部ヨーク８に固定することで固定部磁石列９を構成し、一定の隙間１０を介して全ての可動磁石４と固定磁石７が異磁極となるように可動部磁石列６に対向させ、固定部構造体３に固定している。
【０００８】
この動吸振器を制振対象物１に固定した後、固定部構造体３に設置した押しボルト１１ａと引きボルト１１ｂを操作することにより、固定部磁石列９をスライド移動可能とし、最適なばね定数が得られるよう可動部構造体２の両側の可動部磁石列６と固定部磁石列９の隙間１０を調整する構造となっている。
【０００９】
また、特許文献３に示されている可変ばね式動吸振器の例では、動吸振器を設置した後に、制振対象物の振動数が変化しても、その変化に追従して固定部側磁石がスライド移動し磁石間の隙間を自動調整できる位置調整部材を設けて、動吸振器のばね定数を最適に調整する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４０４０１２３号公報
【特許文献２】特許第３７１８３０７号公報
【特許文献３】特許第４４０９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の技術では、大型で複雑な位置調整装置が必要となり、吸振器が重量化及び大型化するという課題があった。  
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、制振対象物に設置した後でも磁気ばね定数を適切に調整することができるコンパクトで調整容易な位置調整部材を備えた可変ばね式動吸振器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の実施形態に係る可変ばね式動吸振器は、制振対象物に固定された固定部構造体と、前記固定部構造体の上部及び下部に固定部ヨークを介して固定された上部及び下部固定部磁石列と、前記固定部構造体の内部に設置された非磁性体からなる可動部構造体と、前記上部及び下部固定部磁石列に対しそれぞれ所定の隙間を形成するように前記可動部構造体の上部及び下部に固定された上部及び下部可動部磁石列と、を備える可変ばね式動吸振器において、前記上部固定部磁石列と可動部構造材をそれぞれ移動可能とする位置調整部材を備え、前記位置調整部材により前記隙間を調整可能とすることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の縦断面図。
【図２】第２の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の縦断面図。
【図３】第３の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の縦断面図。
【図４】第４の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の概念図。
【図５】第４の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の縦断面図。
【図６】可変ばね式動吸振器の概念モデル図。
【図７】従来の可変ばね式動吸振器の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る可変ばね式動吸振器の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る可変ばね式動吸振器を図１により説明する。
（構成）
第１の実施形態に係る可変ばね式動吸振器は、制振対象物１に可動部構造体２を取り囲む固定部構造体３が固定設置されている。複数の可動磁石４を隣接する磁石が異磁極となるように縦横に配置し、磁性材である可動部ヨーク５に固定することで上部及び下部の可動部磁石列６を構成し、非磁性材からなる可動部構造体２の両側に固定している。
【００１６】
複数の固定磁石７も隣接する磁石が異磁極となるように、可動部磁石列６と同一配置にて磁性材である固定部ヨーク８に固定することで上部及び下部の固定部磁石列９を構成し、所定の隙間１０を介して全ての可動磁石４と固定磁石７が異磁極となるように可動部磁石列６に対向させ、固定部構造体３に固定している。
【００１７】
可動部構造材２を移動可能とする位置調整部材は、可動部構造材２を可動部受け座１４及びベアリング球１３を介して支持する固定部受け座１５と、固定部受け座１５と固定部構造材３の側部との間に設けられたスライド部材１６と、固定部構造体３の上部と固定部受け座１５との間に設置され固定部受け座１５を上下動させる押しボルト１７ａと引きボルト１７ｂからなる昇降部材１８と、から構成される。
【００１８】
固定部受け座１５は、固定部構造体３の側部との間に設置されたスライド部材１６を介して固定部構造体３に対しスライド移動可能であり、押しボルト１７ａと引きボルト１７ｂを固定部構造体３の上部から操作することで固定部受け座１５を固定部構造体３に対しスライドさせ、可動部受け座１４がこれに連動することにより可動部構造体２の位置を調整可能としている。スライド部材１６としては、例えば車輪やリニアガイドを用いる。
【００１９】
さらに、上部の固定部磁石列９は、固定部構造体３の上部と固定部ヨーク８の間に設置した押しボルト１１ａと引きボルト１１ｂからなる昇降部材により可動部構造体２に対し上下にスライド移動可能な構成となっている。
【００２０】
（作用）
制振対象物１に固定部構造体３を設置した状態において、押しボルト１７ａと引きボルト１７ｂからなる昇降部材１８の端部を固定部構造材３の上部から操作することで、固定部受け座１５を固定部構造体３に対しスライドさせ、可動部受け座１４がこれに連動することにより可動部構造体２の位置を調整可能とする。さらに押しボルト１１ａと引きボルト１１ｂからなる昇降部材を固定部構造材３の上部からそれぞれ操作することで、固定部磁石列９を上下動させる。
これにより、可動部構造体２の両側にある磁石列間の隙間１０を各々所望の大きさに調整することが可能となる。
【００２１】
（効果）
本第１の実施形態によれば、可動部構造体を位置調整部材により、可動質量の上部に配置した固定部磁石列を昇降部材により、それぞれスライド可能とすることで、可動質量と制振対象物と間の隙間を簡便にかつ高精度で調整することが可能となり、これにより、可変ばね式動吸振器の設置後でも最適なばね定数を簡便に調整することが可能となる。また、軽量で小型の位置調整部材を用いることにより、動吸振器の重量化及び大型化を抑制し、可動部構造体を簡便に上下動させることが可能となる。
【００２２】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る可変ばね式動吸振器を図２により説明する。なお、上記実施形態のものと同一の構成には同一番号を付与し、重複説明を省略する。
【００２３】
（構成）
第２の実施形態では、可変ばね式動吸振器の位置調整部材として、押しボルト１７ａと引きボルト１７ｂの代わりに、固定部構造材３の上部及び下部に取り付けられたボールねじ軸１９を用いて固定部受け座１５をスライドさせる構成としている。
【００２４】
固定部受け座１５は、ボールねじ軸１９にねじ係合されるとともに、ボールねじ軸１９の両端を回転軸受２１で支持し、固定部構造体３の側部との間に設置されたスライド部材１６を介してスライド可能な構成とすることで、可動部構造体２の位置を調整可能としている。また、ボールねじ軸１９の端部に設置したねじ部２２をロックナット２３で固定することで、調整位置を固定する。
【００２５】
（作用）
制振対象物１に固定部構造体３を設置した状態において、ボールねじ軸１９の端部を固定部構造材３の上部から操作することで、固定部受け座１５を固定部構造体３に対しスライドさせ、可動部受け座１４がこれに連動することにより可動部構造体２の位置を調整可能とし、さらに押しボルト１１ａと引きボルト１１ｂからなる昇降部材を固定部構造材３の上部からそれぞれ操作することで、固定部磁石列９を上下動させる。
これにより、可動部構造体２の両側にある磁石間隙間１０を各々所望の大きさに調整することが可能となる。
【００２６】
（効果）
本第２の実施形態によれば、位置調整部材としてボールねじ軸を用いたことにより、可変ばね式動吸振器の設置後に最適なばね定数をさらに簡便に調整することが可能となる。
【００２７】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る可変ばね式動吸振器を図３により説明する。なお、上記実施形態のものと同一の構成には同一番号を付与し、重複説明を省略する。
【００２８】
（構成）
第３の実施形態では、可変ばね式動吸振器の位置調整部材として、固定部受け座１５の上下部にくさび手段を用いる構成としている。
固定部受け座１５の上下部には一体構造のテーパ部２４が配置されるとともに、テーパ部２４に接触するくさび部材２５をその両側に配置し、固定部構造材３の側部に設けられた押しボルト２６とスライドガイド２７を介してくさび部材２５をスライド移動することで、固定部受け坐１５を上下動させ、可動部構造体２の位置を調整する。また、押しボルト２６はナット２８で固定することで、調整位置を固定する。
【００２９】
（作用）
制振対象物１に固定部構造体３を設置した状態において、押しボルト２６を操作することにより、くさび部材２５をスライドさせて可動部構造体２の位置を調整し、また、押しボルト１１ａと引きボルト１１ｂからなる昇降部材を固定部構造材３の上部からそれぞれ操作することで、固定部磁石列９を上下動させる。
これにより、可動部構造体２の両側にある磁石間隙間１０を各々所望の大きさに調整することが可能となる。
【００３０】
（効果）
本第３の実施形態によれば、位置調整部材としてくさび部材を用いたことにより、可変ばね式動吸振器の設置後に最適なばね定数をさらに簡便に調整することが可能となる。
【００３１】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る可変ばね式動吸振器を図４により説明する。なお、上記実施形態のものと同一の構成には同一番号を付与し、重複説明を省略する。
【００３２】
（構成）
図４は第４の実施形態に係る可変ばね式動吸振器の原理を示す概念図である。
第４の実施形態に係る可変ばね式動吸振器は、制振対象物１に取り付けられた振動センサー２９と、制御装置３０と、位置調整部材３１を有する。
【００３３】
制御装置３０は、制振対象物１に取り付けられた振動センサー２９からの信号を受けて、最適な隙間１０の大きさを決定する演算部（図示せず）を備え、その制御信号を受けて作動する位置調整部材３１により、固定部構造体３の上板３２に固定された固定部磁石列９と可動部構造体２を同時に平行移動するように構成されている。
【００３４】
次に、本第４の実施形態に係る位置調整部材３１の具体例を図５により説明する。
第１のボールねじ軸３３の回転とともに移動するボール保持部３４を、上部の固定部磁石列９を固定している上板３２に一体固定する。第１のボールねじ軸３３の両端は回転軸受３５で支持し、固定部構造体３の側部との間に設置されたスライド機構３６を介して上板３２を上下にスライド可能な構成としている。第１のボールねじ軸３３の端部にモータ３７を設置して、制御信号に応じてモータ回転を制御することで、上部の固定部磁石列９が固定された上板３２を上下動させる。
【００３５】
さらに、固定部構造体３に設置した減速器３８を介して第１のボールねじ軸３３の回転は第２のボールねじ軸３９に伝達される。また、可動部構造体２は、ベアリング球１３と可動部受け座１４を介して固定部受け座１５に支持され、これにより隙間１０を保持している。また、固定部受け座１５は第２のボールねじ軸３９の回転とともに上下に移動する。
【００３６】
第２のボールねじ軸３９の両端は回転軸受４１で支持し、固定部構造体３の側部と固定部受け座１５の間に設置されたスライド部材１６を介して固定部受け座１５を上下にスライド可能な構成とすることで、可動部構造体２の位置を調整する構造となっている。
【００３７】
（作用）
制振対象物１に固定部構造体３を設置した状態において、制御装置３０は制振対象物１に取り付けられた振動センサー２９からの信号を受けて隙間１０の大きさを決定し、その大きさに応じてモータ３７が所定量回転し、固定部構造体３の上板３２に固定された上部の固定部磁石列９と可動部構造体２が同時に平行移動する。
これにより、可動部構造体２の両側にある磁石間隙間１０を各々所望の大きさに調整することが可能となる。
【００３８】
（効果）
本第４の実施形態によれば、上部の固定部磁石列と可動部構造体を同時に移動させることが可能な小型の位置調整部材を用いることにより、可変ばね式動吸振器を設置した後でも制振対象物の振動特性変化に追従して、固定部磁石列と可動部磁石列の磁石間隙間１０を自動的に最適に調整することができる。
【００３９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、組み合わせ、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１…制振対象物、２…可動部構造体、３…固定部構造体、４…可動磁石、５…可動部ヨーク、６…可動部磁石列、７…固定磁石、８…固定部ヨーク、９…固定部磁石列、１０…隙間、１１ａ…押しボルト、１１ｂ…引きボルト１３…ベアリング球、１４…可動部受け座、１５…固定部受け座、１６…スライド部材、１７ａ…押しボルト、１７ｂ…引きボルト、１８…昇降部材１９…ボールねじ軸、２１…回転軸受、２２…ねじ部、２３…ロックナット、２４…テーパ部、２５…くさび、２６…押しボルト、２７…スライドガイド、２８…ナット、２９…振動センサー、３０…制御装置、３１…駆動機構、３２…上板、３３…第１のボールねじ軸、３４…ボール保持部、３５…回転軸受、３６…スライド機構、３７…モータ、３８…減速器、３９…第２のボールねじ軸、４１…回転軸受。
【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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【図７】
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