JP2002188683A - 受動式制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡単で、かつ、減衰力の調整を確実に
行う。 【解決手段】 両端を枠体２に長手方向が水平で板面が
垂直になるように固定した板ばね３の中央部に重錘５を
設けるとともに、該重錘５の両側外方で板ばね３を長手
方向に移動して支持し、ばね定数を調節する可動支持部
６を設け、かつ、枠体２ａと重錘５との間に減衰装置７
を設けてなり、構造物１９の振動を吸収する受動式制振
装置１において、上記減衰装置７は、櫛歯状の永久磁石
７ａとその磁石７ａの間に嵌入する櫛歯状の導体板７ｂ
とからなる磁気減衰装置７である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、船舶の煙突やレー
ダマストなどの大形艤装品、ドジャーウィングなどの局
部構造物などに取り付けて構造物などの振動を減衰させ
るための受動式制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、船舶の高度化、自動化にともない
快適性をはじめ各種の機器を保護するため、船体各部の
振動を低減する必要性が高まっている。その対策の１つ
として構造物にリブやステーを取り付けて構造物自体の
固有振動数を変えるものがある。また、この構造物にリ
ブやステーを取り付けたものに替えて、本願出願人は、
ケーシング内に取り付けた板ばねにマス（重錘）を設
け、かつ、ケーシングにマスを支承する粘性減衰装置を
設けた「小形動吸振器」を開発し、本願出願人発行の石
川島播磨技報第３３巻第１号（平成５年１月発行）に発
表した。

【０００３】図８は従来の構造物にリブやステーを取り
付けた状態を示す概略図である。図において、ａは船舶
の煙突である。ｂは煙突ａの基部に取り付けたリブであ
る。ｃは建造物である。ｄは建造物ｃから煙突ａに掛け
渡したステーである。なお、ｅは煙突ａの上端に載置し
た重量物である。これらリブｂやステーｄを取り付ける
ことによって煙突ａの固有振動数を変えるものである。

【０００４】図７は石川島播磨技報第３３巻第１号に掲
載された「小形動吸振器」の平面図である。図におい
て、ｆは吸振器である。ｇはケーシングである。ｈは鋼
製の板ばねで、ケーシングｇ内に振動方向に垂直に掛け
渡され、その両端がケーシングｇ内面に固定されてい
る。ｉは板ばねｈの中央部に設けたマス（重錘）で、着
脱可能にして重量を増減することができる。ｊはマスｉ
と板ばねｈの固定支持部ｋとの間に、板ばねｈの長手方
向に移動して板ばねｈの支持点を調節する可動支持部で
ある。固有振動数を調節するため、板ばねｈの支持点の
移動、マス（重錘）の増減を可能にしている。ｍは粘性
減衰装置で、ケーシングｇと重錘ｉとの間に振動方向に
沿って設けられている。この粘性減衰装置は、ガス封入
粘性減衰装置で、シリンダの中にピストンを挟んでオイ
ルとガスを封入し、外力が加わりピストンが押し込まれ
ると、ピストンに設けられている調圧弁を通ってオイル
が一方へ移動し、反対にピストンが引っ張られると調圧
弁を通ってオイルが他方へ移動しようとする。この調圧
弁をオイルが通るときにピストンの前後に圧力差が生
じ、それが減衰力として働く原理を応用したものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造物にリ
ブやステーを取り付けるものは、船舶建造前の設計段階
においても、船舶の完成後に改造する場合においても、
リブやステーなどの物量が多く、取り付け工数が増加
し、特に船舶の大型化や運行条件の多様化などにより、
起振振動数域の拡大が進んだ結果、リブやステーなどを
追加する方法では、構造物の固有振動数を共振域から十
分離すことが不可能になってきた。また、石川島播磨技
報第３３巻第１号に掲載された「小形動吸振器」は、減
衰装置にガス封入粘性減衰装置を用いているが、シリン
ダの中に封入されたガスは、ピストン速度が低いときに
は減衰装置として作用し、ピストン速度が高いときには
ダンパの発生力はピストンの変位に比例して、空気ばね
として作用するようになり、振動数、振幅などによって
ばねとして働いた場合、板ばねの長さによって決定した
装置としての振動数に大きな影響を与えることになる。
これを調整するためには、板ばねの長さを変更して対応
しなければならないが、これを変更すると振動数、振幅
も変化し、作用する空気ばねの特性が再度変化すること
になり、調整がむずかしい。

【０００６】本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み
案出されたもので、構造が簡単で、かつ、減衰力の調整
を確実に行うことができる受動式制振装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の受動式制振装置は、両端を枠体に長手方向
が水平で板面が垂直になるように固定した板ばねの中央
部に重錘を設けるとともに、該重錘の両側外方で板ばね
を長手方向に移動して支持し、ばね定数を調節する可動
支持部を設け、かつ、枠体と重錘との間に減衰装置を設
けてなり、構造物の振動を吸収する受動式制振装置にお
いて、上記減衰装置は、櫛歯状の永久磁石とその磁石の
間に嵌入する櫛歯状の導体板とからなる磁気減衰装置で
あるものである。

【０００８】次に、本発明の作用を説明する。両端を固
定した板ばねの中央部に重錘を設け、枠体と重錘との間
に櫛歯状の永久磁石とその磁石の間に嵌入する櫛歯状の
導体板とからなる磁気減衰装置を配設したので、構造が
簡単で、かつ、減衰力の調整を確実に行うことができ
る。また、重錘の両側外方で板ばねを長手方向に移動し
て支持し、ばね定数を調節する可動支持部を設けたの
で、減衰の対象となる構造物の固有振動数に制振装置の
固有振動数を容易に一致させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の受動式制
振装置の正面図である。図２は受動式制振装置の平面図
である。図３は受動式制振装置の一部拡大側面図であ
る。図４は図３のＡ−Ａ矢視図である。図５は図４のＢ
−Ｂ矢視図である。図１ないし図５において、１は受動
式制振装置である。２は架台１７上に立設した外枠体で
あり、２ａは両外枠体２間の架台１７上に立設した中間
枠体である。なお、本例ではこれら両外枠体２と中間枠
体２ａとを分割しているが、分割せず一体であってもよ
い。３は両外枠体２間に掛け渡された板ばねで、長手方
向が水平で板面が垂直になるように両端を外枠体２内面
の固定支持部４に固定用ボルト１３で固定されている。
板ばね３は両外枠体２間内に、幅方向に２列と上下に２
列に合計４本並設されている。５は中間枠体２ａ内で、
板ばね３の中央部に設けた重錘である。各板ばね３は減
衰しようとする振動の方向に対して垂直に掛け渡されて
いる。重錘５は構造体１９との連成振動によって振動
し、消振効果を発揮する。重錘５は重錘固定用ボルト１
４により着脱可能に連結されていて重量の増減が可能で
ある。６は重錘５の両側外方で板ばね３を長手方向に移
動して支持し、板ばね３のばね定数を調節する可動支持
部である。７は中間枠体２ａと重錘５との間に設けら
れ、重錘５の振動を減衰する磁気減衰装置である。８は
両外枠体２内に板ばね３に沿って設けた可動支持部６の
下端を支持する下部支持板であり、８ａは下部支持板８
に設けた長孔である。９は両外枠体２内に板ばね３に沿
って設けた可動支持部６の上端を支持する上部支持板で
あり、９ａは上部支持板９に設けた長孔である。１０は
両外枠体２の重錘５側の幅方向の板ばね３間の架台１７
上に立設したロッド支持材である。１１は可動支持部６
の本体６ａの中心に設けられた穴６ｃに螺合したスクリ
ュー軸で、一端を外枠体２の固定支持部４に、他端をロ
ッド支持材１０にそれぞれロッド支持用ナット１６で支
持されている。１２は可動支持部６の上下端に設けた支
持用ボルトで、下部支持板８の長孔８ａおよび上部支持
板９の長孔９ａを介して下部支持板８および上部支持板
９に固定するようになっており、可動支持部６を移動す
るときは、支持用ボルト１２を一旦緩め、スクリュー軸
１１を回転させて可動支持部６を所望の位置に移動した
後、支持用ボルト１２および支持用ボルト１２ａを締め
付けて固定する。１８は構造物１９の床面に設けた基台
である。架台１７はこの基台１８にボルト１５により固
定されている。

【００１０】可動支持部６は、図４に示すように、中心
にスクリュー軸１１を螺合する孔６ｅを有する本体６ａ
と、本体６ａの下端を支持するＵ字状の内支持材６ｂお
よび本体６ａの上端を支持する逆Ｕ字状の内支持材６ｃ
と、内支持材６ｂ、内支持材６ｃの両外面に支持用ボル
ト１２ａで固定し、かつ、支持用ボルト１２ａの上下端
側で下部支持板８の長孔８ａおよび上部支持板９の長孔
９ａに支持用ボルト１２を挿通して内支持材６ｂおよび
内支持材６ｃに支持用ボルト１２の締め付けによって固
着する外支持板６ｄと、各外支持板６ｄの内面に外支持
板６ｄの長手方向に溶接された突起６ｆとから構成され
ている。可動支持部６は、重錘５の両側外方に設けられ
ていて、板ばね３に沿って長手方向にそれぞれ移動して
板ばね３のばね定数を調節する。可動支持部６の突起６
ｆを板ばね３に当接し、点接触させて固定する。なお、
この支持点は対象構造物の固有振動数をあらかじめ計測
して決定する。

【００１１】磁気減衰装置７は、中間枠体２ａと重錘５
との間に設けられており、重錘５上方の中間枠体２ａの
一方側に固定され、重錘５の上方に重錘５の振動方向と
平行に延設した櫛歯状の永久磁石７ａと、重錘５の上面
に固定され、磁石７ａの間に嵌入する櫛歯状の導体板７
ｂとから形成されている。磁気減衰装置７は、構造物１
９が振動すると、磁石板７ａが構造物１９の振動と同方
向に移動し、導体板７ｂは板ばね３に取り付けられた重
錘５と一緒に構造物１９とは逆方向に移動する。この重
錘５の振動による慣性力が可動支持部６、固定支持部４
および磁気減衰装置７を介して中間枠体２ａ、外枠体２
に伝達され、さらに架台１７および基台１８を通じて構
造物１９に作用し、構造物１９の振動が減衰される。な
お、磁石板７ａと導体板７ｂとは、非接触型なので、耐
久性が向上する。

【００１２】図６は磁気減衰装置の仕組みを示す図であ
る。磁束を形成するように対向して上下２個の永久磁石
７ａと、その中間に配設した導体板７ｂとの間で、振動
により相対運動が発生する。この相対運動により起きる
電磁誘導現象が導体板７ｂ上に渦電流を励起させる。こ
の渦電流の発生により永久磁石７ａと導体板７ｂとの相
対運動を妨げる方向に抵抗力（減衰力）が生じる。磁気
減衰装置７は、この２個の永久磁石７ａと導体板７ｂと
の間で発生する振動による相対運動の仕組みを応用した
ものである。なお、渦電流は、最終的には熱に変換され
て大気中に放出され、拡散される。

【００１３】次に、本実施形態の作用を説明する。両端
を固定した板ばね３の中央部に重錘５を設け、枠体２ａ
と重錘５との間に櫛歯状の永久磁石７ａとその磁石７ａ
の間に嵌入する櫛歯状の導体板７ｂとからなる磁気減衰
装置７を配設したので、構造が簡単で、かつ、減衰力の
調整を確実に行うことができる。減衰力の調整は、永久
磁石７ａの部分の着脱、永久磁石７ａと導体板７ｂの間
隔の調整によって行うことができる。また、重錘５の両
側外方で板ばね３の長手方向に移動して支持し、ばね定
数を調節する可動支持部６を設けたので、減衰の対象と
なる構造物１９の固有振動数に制振装置の固有振動数を
容易に一致させることができる。

【００１４】本発明は、以上述べた実施形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変更が可能である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の受動式制振
装置は、両端を固定した板ばねの中央部に重錘を設け、
枠体と重錘との間に櫛歯状の永久磁石とその磁石の間に
嵌入する櫛歯状の導体板とからなる磁気減衰装置を配設
したので、構造が簡単で、かつ、減衰力の調整を確実に
行うことができるなどの優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の受動式制振装置の正面図である。

【図２】本発明の受動式制振装置の平面図である。

【図３】受動式制振装置の一部拡大側面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図である。

【図６】磁気減衰装置の仕組みを示す図である。

【図７】石川島播磨技報第３３巻第１号に掲載された
「小形動吸振器」の平面図である。

【図８】従来の構造物にリブやステーを取り付けた状況
を示す概略図である。

【符号の説明】 １ 受動式制振装置 ２ 外枠体 ２ａ 中間枠体 ３ 板ばね ４ 固定支持部 ５ 重錘 ６ 可動支持部 ７ 磁気減衰装置 ７ａ 永久磁石 ７ｂ 導体板 ８ 可動支持部の下部支持板 ８ａ 長孔 ９ 可動支持部の上部支持板 ９ａ 長孔 １０ ロッド支持材 １１ スクリュー軸 １２、１２ａ 支持用ボルト １３ 固定用ボルト １４ 重錘固定用ボルト １６ ロッド支持用ナット １７ 架台 １８ 基台 １９ 構造物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両端を枠体に長手方向が水平で板面が垂直
   になるように固定した板ばねの中央部に重錘を設けると
   ともに、該重錘の両側外方で板ばねを長手方向に移動し
   て支持し、ばね定数を調節する可動支持部を設け、か
   つ、枠体と重錘との間に減衰装置を設けてなり、構造物
   の振動を吸収する受動式制振装置において、上記減衰装
   置は、櫛歯状の永久磁石とその磁石の間に嵌入する櫛歯
   状の導体板とからなる磁気減衰装置であることを特徴と
   する受動式制振装置。