インパクトダンパを用いた弾性案内機構の制振-シミュレーションによる反発係数の影響の検討

摘要

精密測定や精密位置決めの分野ではスティックスリップなどの摩擦の影響をなくすため，弾性案内を用いた精密案内機構が使用されることが多い．弾性ヒンジを用いたてこ式の変位拡大機構も弾性案内機構の一つである．弾性案内機構は摩擦がなく滑らかな運動を実現できるが，弾性支持であるため振動減衰性能が低い．そのため急速に駆動すると，残留振動により整定時間が長くなるという問題がある．一方，インパクトダンパは衝突のエネルギを使って振動のエネルギを散逸させるダンパである．そのコンセプトは1944 年にLiever らによって導入された．インパクトダンパは固体摩擦や粘性摩擦を利用していないので，もしも変位拡大機構の整定に用いた場合には，摩擦の影響がないという弾性案内の利点を損なうことなく，対象が振動しているときだけダンピング効果を働かせることができる．そこで本研究では，変位拡大機構を高速に動作させたときに問題となる残留振動を，インパクトダンパによって減衰させ，高速に整定させる機構を実現することを目的とする．本報では搭載型のインパクトダンパについて，ダンパの衝突子とリンクとの間の反発係数が減衰効果に及ぼす影響をシミュレーションにより調査した結果等を報告する．