特許ウォッチ

公開番号2024042385
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-28
出願番号2022147065
出願日2022-09-15
発明の名称制振構造体、及び制振構造体を組み込んだ装置
出願人ウシオ電機株式会社,国立大学法人愛媛大学
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類F16F 15/02 20060101AFI20240321BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】高い制振機能を発揮する制振構造体及び制振構造体を組み込んだ装置を提供すること。
【解決手段】本制振構造体は、第1の支持部材と第2の支持部材と1以上の制振ユニットとを具備する。1以上の制振ユニットは、第1の支持部材及び第2の支持部材との間に接続され第1の支持部材及び第2の支持部材に作用する第1の方向の振動を抑制する。1以上の制振ユニットの各々は、ヒンジを介して第1の支持部に接続される第1の制振コアユニットと、ヒンジを介して第2の支持部材に接続される第2の制振コアユニットとを含む。第1及び第2の制振コアユニットもヒンジを介して接続される。また第1及び第2の制振コアユニットの各々は4つの回転部材を有し、各回転部材は第1の方向から見た場合の位置が適宜規定されたヒンジを介して他の部材と接続される。ヒンジの位置は、第1の方向の振動が作用した際に各回転部材が回転可能となるように適宜規定されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の支持部材と、
前記第１の支持部材に対して第１の方向に沿って対向して配置される第２の支持部材と、
前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材との間に接続され、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材に作用する前記第１の方向の振動を抑制する１以上の制振ユニットと
を具備し、
前記１以上の制振ユニットの各々は、
第１のヒンジを介して前記第１の支持部材に接続される第１の回転部材と、
第２のヒンジを介して前記第１の支持部材に接続される第２の回転部材と、
前記第１の方向から見た場合に、前記第１のヒンジとは異なる位置に配置される第３のヒンジを介して、前記第１の回転部材に接続される第３の回転部材と、
前記第１の方向から見た場合に、前記第２のヒンジとは異なる位置に配置される第４のヒンジを介して、前記第２の回転部材に接続される第４の回転部材と
を有する第１の制振コアユニットと、
第５のヒンジを介して前記第２の支持部材に接続される第５の回転部材と、
第６のヒンジを介して前記第２の支持部材に接続される第６の回転部材と、
前記第１の方向から見た場合に、前記第５のヒンジとは異なる位置に配置される第７のヒンジを介して、前記第５の回転部材に接続される第７の回転部材と、
前記第１の方向から見た場合に、前記第６のヒンジとは異なる位置に配置される第８のヒンジを介して、前記第６の回転部材に接続される第８の回転部材と
を有する第２の制振コアユニットと
を含み、
前記第１の制振コアユニットと、前記第２の制振コアユニットとは、
前記第１の方向から見た場合に前記第３のヒンジとは異なる位置に配置され前記第３の回転部材に接続される第９のヒンジと、
前記第１の方向から見た場合に前記第４のヒンジとは異なる位置に配置され前記第４の回転部材に接続される第１０のヒンジと、
前記第１の方向から見た場合に前記第７のヒンジとは異なる位置に配置され前記第７の回転部材に接続される第１１のヒンジと、
前記第１の方向から見た場合に前記第８のヒンジとは異なる位置に配置され前記第８の回転部材に接続される第１２のヒンジと
を介して、互いに接続される
制振構造体。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の制振構造体であって、
前記１以上の制振ユニットの各々は、前記第９のヒンジを介して前記第３の回転部材に接続され、前記第１０のヒンジを介して前記第４の回転部材に接続され、前記第１１のヒンジを介して前記第７の回転部材に接続され、前記第１２のヒンジを介して前記第８の回転部材に接続される制振駆動部材を含む
制振構造体。
【請求項３】
請求項２に記載の制振構造体であって、
前記第１の方向の振動の作用により発生する、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材の前記第１の方向における第１の向きへの変位を第１の振動変位とし、前記第１の支持部材及び前記第２の支持部材の前記第１の方向における前記第１の向きとは反対側の第２の向きへの変位を第２の振動変位とすると、
前記第１の制振コアユニットは、前記第１の振動変位に応じて前記第１の方向において伸張変形されるように、かつ前記第２の振動変位に応じて前記第１の方向に沿って圧縮変形されるように構成され、
前記第２の制振コアユニットは、前記第１の振動変位に応じて前記第１の方向に沿って圧縮変形されるように、かつ前記第２の振動変位に応じて前記第１の方向に沿って伸張変形されるように構成される
制振構造体。
【請求項４】
請求項３に記載の制振構造体であって、
前記制振駆動部材は、前記第１の振動変位に応じて前記第２の向きに変位し、かつ前記第２の振動変位に応じて前記第１の向きに変位するように構成される
制振構造体。
【請求項５】
請求項１に記載の制振構造体であって、
前記１以上の制振ユニットの各々は、制振対象となる前記第１の方向の振動の周波数を基準として、共振周波数が設定されている
制振構造体。
【請求項６】
請求項５に記載の制振構造体であって、
制振対象となる前記１の方向の振動の周波数は、２０Ｈｚ以上１０００Ｈｚ以下の範囲に含まれる
制振構造体。
【請求項７】
請求項１に記載の制振構造体であって、
前記１以上の制振ユニットの各々は、前記第１の支持部材に設定される第１の接続基準位置と、前記第２の支持部材に設定され前記第１の方向から見て前記第１の接続基準位置と同じ位置となる第２の接続基準位置を基準として、前記第１の支持部材及び第２の支持部材との間に接続される
制振構造体。
【請求項８】
請求項７に記載の制振構造体であって、
前記１以上の制振ユニットの各々は、前記第１の接続基準位置と前記第２の接続基準位置とを結ぶ前記第１の方向に延在する基準線に対して対称に構成される
制振構造体。
【請求項９】
請求項１に記載の制振構造体であって、
前記１以上の制振ユニットの各々において、
前記第１の回転部材、前記第２の回転部材、前記第３の回転部材、及び前記第４の回転部材は、前記第１の制振コアユニットの中心に対して対称に配置され、
前記第５の回転部材、前記第６の回転部材、前記第７の回転部材、及び前記第８の回転部材は、前記第２の制振コアユニットの中心に対して対称に配置される
制振構造体。
【請求項１０】
請求項１に記載の制振構造体であって、
前記第１の方向から見た場合に、前記第１のヒンジ、前記第５のヒンジ、前記第９のヒンジ、及び前記第１１のヒンジは、同じ位置に配置され、
前記第１の方向から見た場合に、前記第２のヒンジ、前記第６のヒンジ、前記第１０のヒンジ、及び前記第１２のヒンジは、同じ位置に配置され、
前記第１の方向から見た場合に、前記第３のヒンジ、及び前記第７のヒンジは、同じ位置に配置され、
前記第１の方向から見た場合に、前記第４のヒンジ、及び前記第８のヒンジは、同じ位置に配置される
制振構造体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動の減衰に適用可能な制振構造体、及び制振構造体を組み込んだ装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
日常生活において、振動はごく身近に発生し、例えば電車や車等の乗り物、チェーンソーや草刈り機等の振動工具、ラジオや楽器等の音楽機器等から発生する。例えば、乗り物や振動工具等から直接的に振動が伝わる場合や、音波により振動が伝わる場合もある。
【０００３】
一般的に固体に伝わる振動の振動数（周波数）は、２０～１０００Ｈｚの範囲と言われており、例えば建物や家具等に対して振動（物的影響）を発生させる。このような振動により、機器が強い揺れを受けて壊れてしまったり、印刷や加工等の細かな作業を行う上でズレが発生してしまったりといった問題が生じることも多い。
【０００４】
振動は、物や作業に対してだけではなく、人間に対して直接的な心身への影響（生理的な影響）を及ぼす場合も多い。例えば、振動が発生する時間帯によっては、睡眠へ影響を及ぼし、長期間それらの振動にさらされていると心理的な影響も大きくなる。このように振動は、人間生活における環境を構成する大きな要因となり、快適でトラブルの少ない環境づくりを行う上で、振動を抑えることは非常に重要となる。
【０００５】
振動を減衰させる制振方法として、例えば、ばねを用いるダンパ等の減衰機構（制振構造体）を用いる方法や、スポンジやゴム等の減衰材料を利用する方法等が挙げられる。
【０００６】
また、近年では、メタマテリアルという直接的に制御可能なスケールで微細な周期構造が構成された部材の研究が盛んに行われている。このようなメタマテリアル構造体では、微細な周機構造により、材料の本来持っている特性だけでは発現し得ない特性を発現させることが可能となる。
【０００７】
このようなメタマテリアル構造体を利用して伝搬する音波や振動を制御することも考えられており、音響メタマテリアルとも呼ばれている。微細な周期構造を変えることで、特定の周波数を吸収したり、伝搬する音波や振動を減衰したりすることが可能となる。
【０００８】
特許文献１には、動吸振器を備えた制振構造体について開示されている。当該動吸振器は、一端側が骨格から延在する棒状の支持部と、支持部の他端側に連なり支持部よりも拡張している振動部を有する微細な周期構造を持っていることを特徴としており、制振させたい対象の共振周波数が分散され、振動エネルギーが抑えられる。
【０００９】
特許文献２には、界壁に配置可能であり、一体成形可能な音響メタマテリアルから構成される遮音材について開示されている。当該遮音材は、錘部を含む複数の共振部を有しており、遮音材に伝わる振動と異なる振動を共振部が発生するため振動が減衰される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２０－３０５９号公報
特開２０２１－１５２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許