JP3228948B2 - 液体式制振装置 - Google Patents

液体式制振装置

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JP3228948B2
JP3228948B2 JP41362490A JP41362490A JP3228948B2 JP 3228948 B2 JP3228948 B2 JP 3228948B2 JP 41362490 A JP41362490 A JP 41362490A JP 41362490 A JP41362490 A JP 41362490A JP 3228948 B2 JP3228948 B2 JP 3228948B2
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洸二 香川
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Combined Devices Of Dampers And Springs (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、船舶における上部構造
の水平振動の制振に用いて好適な液体式制振装置に関す
る。
【0002】また、本発明は、陸上の高層建築物にも適
用できる。
【0003】
【従来の技術】従来より、船舶の上部構造等の大型構造
物の制振には大型の制振装置が必要であり、容易に大型
化されるものとして、U字型液柱管方式の液体式制振装
置が開発されている。
【0004】図4に示すように、船舶の上部構造物に適
用された従来のU字型液柱管方式のものでは、船体上部
構造物1の頂部にU字型断面形状をもつ液体式制振装置
2が搭載され、管内の液体3の液量の調整および空気室
4a,4bの圧力調整によって所要振動数にチューニング
されるようになっている。
【0005】そして、上部構造物1が矢印A方向に振動
して破線で示すように変形したときは、制振装置2の中
の液体3は矢印B,C,Dのように振動して、C方向の動
きが上部構造物1の矢印A方向の振動を止める作用を行
なう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の液体式制振装置では、制振作用として働く
のは、上部構造物1の矢印A方向の振動を止める液体3
の矢印C方向の動きのみであり、液体3の矢印Bおよび
D方向の動きには制振作用はなく、むしろ上部構造物1
が破線で示されるように頂部で曲げ回転変形を生ずると
きには、矢印BおよびD方向の液体の動きは振動を助長
するモーメントとして作用する。したがって、細長い塔
状の高層構造物のように、その振動変形に曲げ回転変形
を伴う場合には、従来のU字型液柱管方式の制振装置で
は十分な制振効果が得られないという問題点がある。
【0007】特に、床幅が狭い細長構造物に用いられる
制振装置は背高のU字型となり、その効果は一層低下す
る。
【0008】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、従来はU字型に形成されていた液柱
管を、液体タンク内に逆U字型(門型)に形成して、曲
げ回転変形を伴う高層構造物等の振動に対しても効率よ
く制振できるようにした、液体式制振装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の液体式制振装置は、一対の竪形タンク部
と、これらの竪形タンク部の上部を連通する水平連通管
とで形成された逆U字形タンクを有する液体式制振装置
において、上記一対の竪形タンク部の下部の内側にそれ
ぞれ連通された第2の竪形タンク部を一対そなえ、上記
逆U字形タンクに液体が満たされて、同液体の上記第2
の竪形タンク部における自由液面が上記水平連通管より
も下方に形成されたことを特徴としている。
【0010】また、本発明の液体式制振装置は、上記一
対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連通された
2の竪形タンク部が相互に中央壁で仕切られており、各
第2の竪形タンク部の内部液体の自由液面上に、独立し
た空気室が形成されていることを特徴としている。
【0011】さらに本発明の液体式制振装置は、上記一
対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連通された
2の竪形タンク部が相互に中央壁で仕切られており、各
第2の竪形タンク部の内部液体の自由液面上に形成され
た空気室が、相互に連通し合うように構成されているこ
とを特徴としている。
【0012】また、本発明の液体式制振装置は、上記一
対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連通された
2の竪形タンク部が相互に補助タンクで仕切られてお
り、各第2の竪形タンク部の内部液体の自由液面上に形
成された空気室が、オリフィスを介し連通されるととも
に、上記補助タンクの内部の液体を同補助タンクで仕切
られた上記第2の竪形タンク部の液体のそれぞれと連通
させる連通部が設けられ、且つ、上記補助タンクの内部
の液体の自由液面上に空気層が形成されていることを特
徴としている。
【0013】
【作用】上述の本発明の液体式制振装置では、液柱管が
逆U字型(門型)に形成されるため、左右の竪タンク
部内における液体の動きは、制振対象物に対して水平連
通管部分の液体が行なう制振と同方向の制振を行なうよ
うな、制振モーメントとして働くようになる。
【0014】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例について説
明すると、図1は第1実施例としての液体式制振装置を
示す縦断面図、図2は第2実施例としての液体式制振装
置を示す縦断面図、図3は第3実施例としての液体式制
振装置を示す縦断面図である。
【0015】図1に示すように、本発明の第1実施例で
は、制振対象としての構造物1に逆U字型(門型)に液
柱管を形成する液体タンク5が搭載されている。この液
体タンク5は、左右両側に位置する一対の竪形タンク部
5b,5b'と、これらの竪形タンク部5b,5b’の上部を
連通する水平連通管5aと、竪形タンク部5b,5b'の下
部の内側にそれぞれ連通された一対の第2の竪形タンク
部10,10'とで構成されている。
【0016】そしてタンク5に満たされた液体3の自由
液面11,11'の上部においてタンク内壁6と中央壁7とに
よって形成される空気室8a,8bをそなえている。な
お、液体3の自由液面11,11'は水平連通管5aよりも十
分下方に形成される。
【0017】上述の構成のもとで構造物1が矢印A方向
に振動したとき、門型液柱管を形成する液体タンク5の
内部に満たされた液体3の動きは、矢印B,C,D方向に
振動し、水平連通管5aの矢印C方向の液体の動きが、
構造物1の矢印A方向の振動を制振するように作用する
ほか、竪形タンク部5b,5b'の矢印BおよびD方向の液
体の動きは、図1で時計方向まわりのモーメントとして
作用して、構造物1の矢印A方向の振動を制振する。な
お、自由液面11直下の液体の動きは矢印BおよびD方向
と逆方向であるため竪形タンク部5b,5b'内の液体のモ
ーメントの作用を減殺する方向に働くが、自由液面11の
位置を水平連通管5aより十分低くしてこの部分の液量
を少なくしており、また第2の竪形タンク部10,10'から
竪形タンク5b,5b'に連通する部分の水平距離も短いの
で、減殺作用は最小に抑制することができる。
【0018】なお、液体の振動数のチューニングは従来
型と同様に、液体3の液量と空気室8a,8bの圧力とを
調整して行なう。
【0019】このようにして、本実施例では、従来のU
字型の場合に比較して大きな制振作用が得られるととも
に、水平連通管5aの部分の液体3もU字型の場合に比
べて高く位置するため、制振作用がさらに向上する。し
たがって制振装置を設置する階の床幅が狭くて、曲げ回
転変形が生じ易い細長構造に対しても優れた制振作用を
発揮できる効果がある。
【0020】また、本実施例では、第2の竪形タンク部
10,10'や空気室8a,8bを外側でなく内側に設けて中央
壁7で仕切ることにより、液体タンク5の占有スペース
を全て有効に利用できるようになり、装置全体をコンパ
クト化しうる効果も得られる。
【0021】次に、本発明の第2実施例について説明す
ると、図2に示すように、本実施例も第1実施例と同様
に、制振対象としての構造物1に搭載された液体タンク
5は、左右両側に位置する一対の竪形タンク部5b,5b'
と、これらの竪形タンク部5b,5b’の上部を連通する水
平連通管5aと、竪形タンク部5b,5b'の下部の内側に
それぞれ連通された一対の第2の竪形タンク部10,10'と
で構成されている。
【0022】そして、特に本実施例では、タンク5内の
中央壁7は、内壁6の天井部まで至らずに液体3の自由
液面11,11'を分離するとともに、中央壁7と内壁6とで
密閉された空気室8は自由液面11,11'を連通している。
これにより、振動数のチューニングは空気室8の圧力と
は無関係に液量(液柱管の長さl)のみによって決ま
る。なお、上述の本発明の第2実施例でも、第1実施例
と同様の作用効果が得られるが、設定される液体3の振
動数から特に振動数が低い構造物の制振に用いると好適
である。
【0023】さらに、本発明の第3実施例も、図3に示
すように、上述の第1,2実施例と同様に、制振対象と
しての構造物1に搭載された液体タンク5は、左右両側
に位置する一対の竪形タンク部5b,5b'と、これらの竪
形タンク部5b,5b’の上部を連通する水平連通管5a
と、竪形タンク部5b,5b'の下部の内側にそれぞれ連通
された一対の第2の竪形タンク部10,10'とで構成されて
いる。
【0024】そして、特に本実施例の液体タンク5で
は、第2実施例の中央壁7の位置に補助タンク13が設け
られ、同補助タンク13の下部には、第2の竪形タンク部
10,10'にそれぞれ連通する小径孔15a,15bが設けられる
とともに、同補助タンク13内部の自由液面12の上部に空
気層9を残している。また、空気室8の中間部には、オ
リフィス14が設けられている。上述の構成のもとで図示
しない給排気装置によって空気室8の空気圧力を増減す
ると、補助タンク13の下部に設けた小径孔15a,15bを液
体が出入して、門型液柱管の第2の竪形タンク部10,10'
の自由液面11,11'が上下し、門型液柱管の振動に関係す
る液量を加減して、振動数のチューニングを行なうこと
ができる。
【0025】門型液柱管の自由液面11,11'の上部を連通
した空気室8にはオリフィス14が設けられているので、
門型液柱管を形成する液体3の振動に応じてオリフィス
14を通過する空気量に絞りが与えられ、これにより所要
の減衰を得ることができるようになっている。
【0026】なお、この第3実施例でも他の作用効果は
第1,2実施例と同様であり、第2実施例と同様に、振
動数の低い構造物の制振に用いて好適である。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の液体式制
振装置によれば、次のような効果が得られる。 (1) 液柱管が逆U字型(門型)に形成されて、両側にお
ける一対の竪タンク部の下部の内側に連通する第2の
竪形タンク部が一対設けられるとともに、これらの第2
の竪形タンク部における自由液面が上記一対の竪タン
ク部の上部を連通する水平連通管よりも下方に形成され
るので、上記竪形タンク部の液体の動きも、制振対象と
しての構造物の振動による曲げ変形を減殺する曲げモー
メントを生じて制振に寄与し、制振作用が増大する。
(請求項1) (2) 上記水平連通管の部分の液体が、第2の竪形タンク
部の自由液面よりも高い位置にあるため、制振作用が向
上する。(請求項1) (3) 回転変形が生じ易い細長構造体の制振に対しても有
効である。(請求項1) (4) 上記第2の竪形タンク部を外側でなく内側に設けて
中央壁で仕切ることにより、液体タンクの占有スペース
を全て有効に利用できるようになり、装置全体をコンパ
クト化しうる効果が得られる。(請求項2) (5) 上記中央壁で仕切られた各第2の竪形タンク部の内
部液体の自由液面上に形成された空気室が相互に連通し
合うように構成されていると、振動数のチューニングは
上記空気室の圧力とは無関係に液量(液注管の長さ)の
みによって簡便に決まるようになる。(請求項3) (6) 上記の内側に設けられた各第2の竪形タンク部が相
互に補助タンクで仕切られて、各第2の竪形タンク部の
内部液体の自由液面上に形成された空気室が、オリフィ
スを介し連通されるとともに、上記補助タンクの内部の
液体を同補助タンクで仕切られた上記第2の竪形タンク
部の液体のそれぞれと連通させる連通部が設けられ、且
つ、上記補助タンクの内部の液体の自由液面上に空気層
が形成されていると、上記空気室の空気圧力を増減する
ことにより、上記補助タンクの下部の連通部を液体が出
入して、門型液柱管の第2の竪形タンク部の自由液面が
上下し、門型液柱管の振動に関係する液量を加減して、
振動数のチューニングを行なうことができる。(請求項
4)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例としての液体式制振装置を
示す縦断面図である。
【図2】本発明の第2実施例としての液体式制振装置を
示す縦断面図である。
【図3】本発明の第3実施例としての液体式制振装置を
示す縦断面図である。
【図4】従来の液体式制振装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 (上部)構造物 2 U字型液体制振装置(従来) 3 液体 4a,4b 空気室 5 液体タンク 5a 水平連通管 5b,5b 竪形タンク部 6 内壁 7 中央壁 8,8a,8b 空気室 9 空気層 10,10' 第2の竪形タンク部 11,11',12 自由液面 13 補助タンク 14 オリフィス 15a,15b 小径孔

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の竪形タンク部と、これらの竪形タ
    ンク部の上部を連通する水平連通管とで形成された逆U
    字形タンクを有する液体式制振装置において、上記一対
    の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連通された第2
    の竪形タンク部を一対そなえ、上記逆U字形タンクに液
    体が満たされて、同液体の上記第2の竪形タンク部にお
    ける自由液面が上記水平連通管よりも下方に形成された
    ことを特徴とする、液体式制振装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液体式制振装置におい
    て、上記一対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連
    通された第2の竪形タンク部が相互に中央壁で仕切られ
    ており、各第2の竪形タンク部の内部液体の自由液面上
    に、独立した空気室が形成されていることを特徴とす
    る、液体式制振装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の液体式制振装置におい
    て、上記一対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連
    通された第2の竪形タンク部が相互に中央壁で仕切られ
    ており、各第2の竪形タンク部の内部液体の自由液面上
    に形成された空気室が、相互に連通し合うように構成さ
    れていることを特徴とする、液体式制振装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の液体式制振装置におい
    て、上記一対の竪形タンク部の下部の内側にそれぞれ連
    通された第2の竪形タンク部が相互に補助タンクで仕切
    られており、各第2の竪形タンク部の内部液体の自由液
    面上に形成された空気室が、オリフィスを介し連通され
    るとともに、上記補助タンクの内部の液体を同補助タン
    クで仕切られた上記第2の竪形タンク部の液体のそれぞ
    れと連通させる連通部が設けられ、且つ、上記補助タン
    クの内部の液体の自由液面上に空気層が形成されている
    ことを特徴とする、液体式制振装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5249591A (en) * 1975-10-17 1977-04-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd Construction for preventing vibration of ship body of liquid carrier s hips

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5249591A (en) * 1975-10-17 1977-04-20 Kawasaki Heavy Ind Ltd Construction for preventing vibration of ship body of liquid carrier s hips

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