JP2008157406A - Vibration damping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポンプ等機器の防振装置に係り、特に、共通架台上に搭載された複数の機器の防振装置に関する。 The present invention relates to a vibration isolator for devices such as pumps, and more particularly to a vibration isolator for a plurality of devices mounted on a common base.
ポンプ、送風機、圧縮機、ディーゼル機関等、振動の発生を伴う機器を設置する際は、それらの機器から発生する振動を他へ伝播させないように設計する必要がある。特に、ポンプと電動機、ディーゼル機関と発電機のように、駆動軸を介して複数の機器が連結されている場合、複数の機器を共通架台に搭載した上で防振対策を施す必要がある。さらに、この場合、駆動軸のラジアル方向振動、すなわちロッキング振動が誘起されることから、共通架台を水平・上下方向同時に防振支持する必要があり、防振構造は複雑となる。 When installing devices that generate vibration, such as pumps, blowers, compressors, and diesel engines, it is necessary to design the devices so that the vibrations generated from these devices are not propagated to others. In particular, when a plurality of devices are connected via a drive shaft, such as a pump and an electric motor, and a diesel engine and a generator, it is necessary to take a vibration-proof measure after mounting the plurality of devices on a common frame. Further, in this case, since the radial vibration of the drive shaft, that is, the rocking vibration is induced, it is necessary to support the common frame in the horizontal and vertical directions at the same time, and the vibration isolation structure becomes complicated.
また、防振装置として、従来から、防振ゴム、金属ばね、空気ばねおよびこれらの組み合わせが利用されていたが、ばね特性については比較的広い振動数領域にて確保できるものの、減衰特性を高い振動数領域(20Hz以上)にて確保することは困難となる問題があった。 Conventionally, anti-vibration rubbers, metal springs, air springs, and combinations thereof have been used as anti-vibration devices. Although the spring characteristics can be secured in a relatively wide frequency range, the damping characteristics are high. There is a problem that it is difficult to ensure in the frequency region (20 Hz or more).
特に、原子力プラントに設置されているディーゼル機関を防振支持するような場合、原子力プラントの厳しい耐震設計基準と両立するためには、防振支持系の固有振動数を20Hz以上に設定する必要がある。問題となる発生振動数が30Hz以上と高い場合には、必要なばね特性、減衰特性が確保できれば、防振効果が期待できるものの、20Hz以上の振動数域における減衰特性の確保が困難となっていた。このように、防振性能を保つためだけではなく、水平・上下方向に防振支持された機器に生じるロッキング振動を抑制するために、減衰特性の確保は重要課題である。 In particular, when supporting a diesel engine installed in a nuclear power plant for vibration isolation, it is necessary to set the natural frequency of the vibration isolation support system to 20 Hz or more in order to be compatible with the strict seismic design standards of the nuclear power plant. is there. In the case where the frequency of occurrence is as high as 30 Hz or more, if the necessary spring characteristics and damping characteristics can be secured, the anti-vibration effect can be expected, but it is difficult to secure the damping characteristics in the frequency range of 20 Hz or more. It was. As described above, securing damping characteristics is an important issue not only for maintaining the anti-vibration performance but also for suppressing the rocking vibration generated in the device supported in the horizontal and vertical directions.
従来の防振装置について説明すると、例えば、特許文献1に記載のディーセル機関の防振装置では、防振ゴム、金属ばね、空気ばねのような弾性体を防振支持装置として用い、水平・上下方向同時にばね特性、減衰特性が所望の特性になるように、これらの弾性体を多数配置する必要があり防振構造が複雑になるとともに、発生振動数が高い共通架台上に搭載された機器のロッキング振動を抑制することは困難であった。
A conventional vibration isolator will be described. For example, in the vibration isolator for a diesel engine described in
また、他の方式としては、例えば特許文献2に示すように、ディーゼル機関等の機器を貯水槽内に浮設する構造も発案されているが、構造が大掛かりになる上、減衰特性の確保が困難でありロッキング振動防止に別装置が必要となる。
In addition, as another method, for example, as shown in
また、特許文献3及び4には、機器自体に動吸振器を付設し、機器の振動を抑制する方式が開示されているが、この場合でも、発生振動数が高い共通架台上に搭載された機器のロッキング振動を抑制することは困難であった。
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、防振ゴム、高減衰金属材等の既存の防振装置では対応できなかった高い振動数域(20Hz以上)に防振支持系の固有振動数を設定することにより、水平・上下同時に防振支持された機器のロッキング振動を抑制することができる防振装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the anti-vibration support system is used in a high frequency range (20 Hz or more) which cannot be supported by existing vibration-proof devices such as vibration-proof rubber and high-damping metal materials. An object of the present invention is to provide a vibration isolator capable of suppressing rocking vibration of a device that is supported for vibration isolation horizontally and vertically by setting the natural frequency.
上記課題を解決するために、本発明は、複数の機器が搭載された共通架台と、この共通架台が載置され、前記共通架台の下部及び側部を支持する固定基礎と、前記共通架台と前記固定基礎との間に設けられ弾性体及び減衰要素を含む防振デバイスと、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a common frame on which a plurality of devices are mounted, a fixed foundation on which the common frame is mounted and supporting a lower part and a side part of the common frame, and the common frame. An anti-vibration device provided between the fixed base and including an elastic body and a damping element.
また、本発明は、複数の機器が搭載された共通架台と、この共通架台が載置され、前記共通架台の下部及び側部を支持する固定基礎と、前記共通架台と前記固定基礎の側部との間に設けられ弾性体及び減衰要素を含む防振デバイスと、前記機器の側面又は上部に少なくとも1個設置され弾性体及び減衰要素を含む動吸振器と、を有することを特徴とする。 The present invention also provides a common frame on which a plurality of devices are mounted, a fixed foundation on which the common frame is placed and supporting a lower part and a side part of the common frame, and a side part of the common frame and the fixed foundation A vibration isolator including an elastic body and a damping element, and a dynamic vibration absorber including at least one elastic body and a damping element provided on a side surface or an upper portion of the apparatus.
本発明によれば、上記の構成により、発生振動数が高い場合でも、共通架台上に搭載された複数の機器のロッキング振動を抑制することができる。 According to the present invention, with the above configuration, it is possible to suppress the rocking vibration of a plurality of devices mounted on the common mount even when the generated frequency is high.
以下、本発明に係る防振装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
まず、図1(a)、(b)を用いて本発明に係る防振装置の第1の実施の形態を説明する。
第1の実施の形態は、例えばディーゼル機関1と発電機2が駆動軸3で連結されており、各々共通架台4に固定設置されている。ディーゼル機関の発生振動を遮断するために、まず共通架台4と固定基礎7の間で自重を鉛直方向に保持するため、積層ゴムなどの柔なばね要素5を配置している。その上で、防振支持系の固有振動数を決定するばね要素とロッキング振動を防止することを主目的として設置される弾性体及び減衰要素からなる防振デバイス6を、共通架台4の側部で固定基礎7との間に設置している。
(First embodiment)
First, a first embodiment of a vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the first embodiment, for example, a
本第1の実施の形態によれば、ディーゼル機関1と発電機2を設置する共通架台4の側部に防振デバイスを、底部にばね要素5をそれぞれ設置したことで、ロッキング振動を防止することができ、耐震性能が大幅に向上する。なお、前記ばね要素5の代わりに、共通架台4と固定基礎7の間に、自重を鉛直方向に保持するとともに上下振動を遮断するために弾性体及び減衰要素からなる防振デバイス6を配置してもよい。
According to the first embodiment, the vibration isolation device is installed on the side of the common mount 4 where the
(第2の実施の形態)
図2(a)、(b)を用いて本発明に係る防振装置の第2の実施の形態を説明する。
第2の実施の形態において、ディーゼル機関1と発電機2は各々基礎固定用フランジ8を介して基礎ボルト9により共通架台4に固定設置されている。共通架台4には貫通部10を設け、被防振機器であるディーゼル機関1と発電機2の下部を収納することで、全体の重心位置が基礎固定用フランジ8付近となるように、基礎固定用フランジ8は設置されている。また、駆動軸3付近に基礎固定用フランジ8を位置させてもよい。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the second embodiment, the
本第2の実施の形態によれば、ディーゼル機関1と発電機2等の機器全体の重心位置付近、あるいは駆動軸付近に基礎固定用フランジ8を配置し、防振支持する共通架台4に固定したことで、ロッキング振動を励起する回転慣性を小さく抑えることができるため、ロッキング振動抑制が容易となる。
According to the second embodiment, the
(第3の実施の形態)
次に、本発明に係る防振装置の第3の実施の形態を図3(a)、(b)を用いて説明する。
第3の実施の形態では、被防振機器であるディーゼル機関1と発電機2は、その下端が基礎固定用フランジ8を介して共通架台4に固定されている。共通架台4はその下部をばね要素5又は防振デバイス6により防振支持され、その側部を防振デバイス6により防振支持されるが、この場合、重心が高いことから大きなロッキング振動が発生する。それを防止するために、例えばディーゼル機関1の側面に上下方向動吸振器11を、あるいは天上部に水平方向動吸振器12を配置する。また、上下方向動吸振器11と水平方向動吸振器12を同時に複数配置してもよい。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment, the lower ends of the
本第3の実施の形態によれば、回転軸に直交する面内にて考慮すべき防振支持系の固有振動モードである水平・上下の並進、回転軸まわりの回転の各固有振動数に対応して、動吸振器の振動数を各々調整して、複数配置する。その結果、ディーゼル機関1の発生振動を遮断した上、防振系の持つ全ての固有振動数における地震時の応答増幅を低減することができるため、ロッキング振動を防止することができ、耐震性能が大幅に向上する。
According to the third embodiment, the natural frequency of horizontal / vertical translation and rotation around the rotation axis, which are natural vibration modes of the vibration isolating support system to be considered in a plane orthogonal to the rotation axis, are set. Correspondingly, a plurality of vibration absorbers are respectively adjusted and arranged. As a result, the vibration generated by the
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る防振デバイス6の具体的な構成を、図4(a)、(b)を用いて説明する。
(Fourth embodiment)
A specific configuration of the
共通架台4に導体板13を固定し、永久磁石を隣接する磁石が異磁極となるように複数配置した固定側磁石列14を、固定側バックヨーク15に固定した上で導体板10と一定の隙間16を介して対向するように固定基礎7に設置する。導体板13と固定基礎7を防振ゴムあるいは空気ばね、金属ばね等の弾性体17により結合する。図示していないが、共通架台4と固定基礎7を直接弾性体17により結合してもよい。
A
本第4の実施の形態によれば、弾性体17により防振支持系の固有振動数を決定し、その√2倍以上の振動数領域において、振動伝達率を1以下に抑えることができる。さらに、図4(a)、(b)に破線矢印で複数磁石間の磁束の流れを示しているが、共通架台4と固定基礎7が相対運動する場合、磁束と導体板13が相対運動することにより渦電流が発生することで速度に比例した磁気減衰力が作用し、ロッキング振動を抑制する減衰効果を得ることができる。
According to the fourth embodiment, the natural frequency of the anti-vibration support system can be determined by the
(第5の実施の形態)
次に、本発明に係る防振装置の第5の実施の形態を図5(a)、(b)を用いて説明する。
共通架台4に導体板13を支持脚18を介して固定し、永久磁石を隣接する磁石が異磁極となるように複数配置した固定側磁石列14を固定した固定側バックヨーク15を共通架台に設置する。そして、固定側磁石列14と同じ形状・配列を持つ可動側磁石列19を導体板13を挟んで隙間16を介して対向させたときに、固定側及び可動側相互の対向磁石が異磁極となるように配置した可動側磁石列19を可動側バックヨーク20に固定し、さらに、可動質量21を可動側バックヨーク20に固着させた上で、可動質量21と固定基礎7を積層ゴム又は板ばね等の弾性部材22により結合する。また、共通架台4あるいは導体板13と固定基礎7を防振ゴムあるいは空気ばね、金属ばね等の弾性材17により結合する。固定側磁石列14および可動側磁石列19の配置例を図5(b)に示すが、隣接磁石が異磁極となるように水平、上下に複数配置している。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIGS.
A fixed back
本第5の実施の形態によれば、防振支持系の固有振動数を決定するのは、弾性体17であり、共通架台4と固定基礎7が相対運動する場合、固定側磁石列14と可動側磁石列19の間には、復元力が作用し、導体板13を横切る磁束も相対移動することで磁気減衰力が作用する。これら復元力と減衰力は可動質量21と共通架台4の間に作用し、共通架台の振動に対して、復元力(ばね定数)と減衰力(減衰係数)を最適調整すると、動吸振器としての制振効果が得られる。積層ゴム等からなる弾性部材22は固定側磁石列14と可動側磁石列19の隙間16を確保した上、磁石間の復元力に影響を与えない程度に柔な部材とする。図6に示すように、弾性部材22を可動質量21と導体板13の間に設置しても同様な目的が達成できる。
According to the fifth embodiment, it is the
(第6の実施の形態)
次に、本発明に係る防振装置の第6の実施の形態を、図7を用いて説明する。なお、上記第5の実施の形態と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the said 5th Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本第6の実施の形態は、可動質量21と導体板13の間に、受け座23と剛球24からなるベアリング機構25を設けている。
In the sixth embodiment, a
本第6の実施の形態によれば、固定側磁石列14と可動側磁石列19の隙間16を一定に保持することができ、復元力と減衰力が可動質量21と共通架台4の間に作用することから、共通架台の振動に対して復元力(ばね定数)と減衰力(減衰係数)を最適調整することにより、動吸振器としての制振効果が得られる。
According to the sixth embodiment, the
図示はしないが、固定部磁石列14を固定した固定側バックヨーク15を導体板13に固定してもよく、その場合、支持脚18を介して可動質量21と共通架台4との間で、復元力と減衰力の荷重伝達が成されるため、動吸振器としての制振効果が得られる。
Although not shown, the fixed side back
(第7の実施の形態)
本発明に係る防振装置の第7の実施の形態を図8を用いて説明する。
導体板13を固定基礎7あるいは共通架台4に支持脚18を介して設置し、固定基礎7に永久磁石を隣接する磁石が異磁極となるように複数配置した基礎側磁石列26を固定した基礎側バックヨーク27を設置する。そして、基礎側磁石列26と同じ形状・配列を持つ防振側磁石列28を導体板13を挟んで隙間30を介して対向させたときに、基礎側及び防振側相互の対向磁石が異磁極となるように防振側磁石列28を配置した上で防振側バックヨーク29に固定し、共通架台4に設置している。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIG.
A foundation in which a
本第7の実施の形態によれば、防振支持系の固有振動数を決定するのは、共通架台4の振動に伴い基礎側磁石列26と防振側磁石列28の間にて作用する磁気復元力であり、磁束と導体板13が相対運動することにより渦電流が発生することで速度に比例した磁気減衰力が作用し、ロッキング振動を抑制する減衰効果が得られる。
According to the seventh embodiment, the natural frequency of the vibration isolating support system is determined between the base
(第8の実施の形態)
本発明の第8の実施の形態に係る動吸振器11、12の具体的な構成例を図9(a)、(b)により説明する。
ここでは上下方向動吸振器11について説明するが、上下方向動吸振器11及び水平方向動吸振器12は実質的に構成上の差異はない。
(Eighth embodiment)
A specific configuration example of the
Here, although the vertical
ディーゼル機関1の側面31に導体板13を支持脚18を介して固定し、永久磁石を隣接する磁石が異磁極となるように複数配置した固定側磁石列14を固定した固定側バックヨーク15を共通架台4に設置する。また、固定側磁石列14と同じ形状・配列を持つ可動側磁石列19を導体板13を挟んで隙間16を介して対向させたときに、固定側及び可動側相互の対向磁石が異磁極となるように可動側磁石列19を配置した上で可動側バックヨーク20に固定する。さらに、可動質量21と可動側バックヨーク20を固着させた上で、可動質量21と導体板13を積層ゴム又は板ばね等の弾性部材22により結合する。
A fixed back
固定側磁石列14および可動側磁石列19の配置例を図9(b)に示すが、隣接磁石が異磁極となるように水平、上下に複数配置している。単位磁石の形状は、例えば矩形磁石の場合、辺長の縦横比の制限がない等、任意に設定できるものとする。
FIG. 9B shows an arrangement example of the fixed-
本第8の実施の形態によれば、防振支持系の固有振動数においてディーゼル機関の振動が増加する場合、ディーゼル機関の側面と可動質量が相対運動すると、固定側磁石列14と可動側磁石列19の間には、復元力が作用し、導体板13を横切る磁束も相対移動することで磁気減衰力が作用する。これら復元力と減衰力は可動質量21とディーゼル機関1の間に作用し、ディーゼル機関防振系の固有振動に対して、復元力(ばね定数)と減衰力(減衰係数)を最適調整することにより、動吸振器としての制振効果が得られる。弾性部材22は固定側磁石列14と可動側磁石列19の隙間16を確保した上で、磁石間の復元力に影響を与えない程度に柔な部材として可動質量の自重を支持する。
According to the eighth embodiment, when the vibration of the diesel engine increases at the natural frequency of the vibration isolating support system, when the side surface of the diesel engine and the movable mass move relative to each other, the fixed-
なお、弾性部材22を可動質量21とディーゼル機関1の側面31の間に設置しても同様な目的が達成できる。
さらに、ディーゼル機関の天上部に設置する場合、図9(a)を90度回転し、側面31を天上部に置き換えればよい。
Even if the
Furthermore, when installing in the top of a diesel engine, FIG. 9A may be rotated 90 degrees and the
(第9の実施の形態)
本発明に係る防振装置の第9の実施の形態を、図10を用いて説明する。
なお、上記第8の実施の態様と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Ninth embodiment)
A ninth embodiment of the vibration isolator according to the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure same as the said 8th embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本第9の実施の形態は、可動質量21と導体板13の間に、受け座23と剛球24からなるベアリング機構25を設けている。
In the ninth embodiment, a
本第9の実施の形態によれば、固定側磁石列14と可動側磁石列19の隙間16を一定に保持することが出来て、復元力と減衰力が可動質量21とディーゼル機関1の側面31の間に作用し、ディーゼル機関防振系の固有振動に対して、復元力(ばね定数)と減衰力(減衰係数)を最適調整すると、動吸振器としての制振効果が得られる。
According to the ninth embodiment, the
図示はしないが、固定部磁石列14を固定した固定側バックヨーク15を導体板13に固定してもよく、その場合、支持脚18を介して可動質量21とディーゼル機関1の側面31との間で、復元力と減衰力の荷重伝達が成されるため、動吸振器としての制振効果が得られる。
Although not shown, the fixed back
なお、ディーゼル機関の天上部に設置する場合、図10を90度回転し、側面31を天上部に置き換えれば良い。
In addition, when installing in the top part of a diesel engine, what is necessary is just to rotate FIG. 10 90 degree | times and to replace the
さらに、本発明は、上述したような各実施の形態に何ら限定されるものではなく、また本発明の各実施形態を適宜組み合わせて用いるなど、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention, such as using the embodiments of the present invention in appropriate combinations. Can be implemented.
1…ディーゼル機関、2…発電機、3…駆動軸、4…共通架台、5…柔ばね要素、6…防振デバイス、7…固定基礎、8…基礎固定用フランジ、9…基礎ボルト、10…貫通部、11…上下方向動吸振器、12…水平方向動吸振器、13…導体板、14…固定側磁石列、15…固定側バックヨーク、16…隙間、17…弾性体、18…支持脚、19…可動側磁石列、20…可動側バックヨーク、21…可動質量、22…弾性部材、23…受け座、24…剛球、25…ベアリング機構、26…基礎側磁石列、27…基礎側バックヨーク、28…防振側磁石列、29…防振側バックヨーク、30…隙間、31…ディーゼル機関の側面
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