JP3725963B2

JP3725963B2 - 制振装置

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Publication number: JP3725963B2
Application number: JP10022097A
Authority: JP
Inventors: 長仁木林; 隆史河野; 良典高橋; 正志安田; 廣植木
Original assignee: Takenaka Corp; Tokkyokiki Corp
Current assignee: Takenaka Corp; Tokkyokiki Corp
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-04-17
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2017-04-17
Also published as: JPH10292849A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観覧車のゴンドラ、スキーリフト、作業用リフト、エレベータ、ケーブルカー、車両などの被制振体に適用し、風や地震等に起因して振動を受けたときにその振動を抑えて搭乗者の安全性を確保できるように、被制振体に制振バネを介して質量部材を設けた制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制振装置としては、従来一般に、図１３の概念図に示すように、被制振体０１に制振バネ０２とダンパー０３とを介して質量部材０４が設けられ、被制振体０１が振動によって振動する（０５で示す）ときに、その振動を早期に減衰するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような観覧車のゴンドラなどのように、大きく、ゆったりと揺動するような被制振体０１の制振を行う場合、被制振体０１の振動の振幅に対して質量部材０４の応答振幅が５倍程度にもなり、質量部材０４のストロークが大きくなる。
また、そのような揺動に対応させるためには、制振バネ０２としても柔らかいものが必要になり、従来では、長い制振バネを用いざるを得ず、制振装置全体として大きくなり、組み込みが困難で汎用性が低下する欠点があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明の制振装置は、十分な制振を行うことができながら、制振バネを短くして汎用性を向上できるようにすることを目的とし、また、請求項２に係る発明の制振装置は、部品点数少なく、かつ、部品重量を有効利用できるようにすることを目的とし、そして、請求項３に係る発明の制振装置は、減衰機能をより向上できるようにするとともに部品重量を一層有効利用できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の制振装置は、上述のような目的を達成するために、
被制振体に所定方向に直線運動により往復移動可能に設けられる制振用の質量部材と、
前記被制振体と一体的に移動する一対の第１の回転体と、両第１の回転体に巻回されるとともに両端それぞれを前記質量部材に連結する第１のワイヤーとから成り、前記被制振体に対する前記質量部材の直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段と、
前記第１の回転体に一体回転可能に設けられるとともに前記第１の回転体よりも小径の第２の回転体と、両第２の回転体に巻回されるとともに両端それぞれを制振バネに連結する第２のワイヤーとから成り、前記第１の運動変換手段に連動されて、前記質量部材の直線運動のストロークよりも小さいストロークの直線運動になるように前記第１の運動変換手段による回転運動を直線運動に変換する第２の運動変換手段と、
を備え、かつ、
前記第２のワイヤーと前記質量部材とを前記制振バネを介して連結し、前記第２の運動変換手段による直線運動に抵抗を付与するように構成する。
【０００６】
また、請求項２に係る発明の制振装置は、上述のような目的を達成するために、
被制振体に所定方向に直線運動により往復移動可能に設けられる制振用の質量部材と、
前記質量部材と一体的に移動する回転体と、前記回転体に整数周分巻回されるとともに両端それぞれを前記被制振体に連結するワイヤーとから成り、前記被制振体に対する前記質量部材の直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段と、
前記回転体に一体回転可能に設けられて制振バネに作用するカム面を備えたカム体から成り、前記第１の運動変換手段に連動されて、前記質量部材の直線運動のストロークよりも小さいストロークの直線運動になるように前記第１の運動変換手段による回転運動を直線運動に変換する第２の運動変換手段と、
を備え、かつ、
前記カム体と前記質量部材とを前記制振バネを介して連動連結し、前記第２の運動変換手段による直線運動に抵抗を付与するように構成する。
【０００７】
（削除）
【０００８】
また、請求項３に係る発明の制振装置は、上述のような目的を達成するために、
請求項２に記載の制振装置において、
回転体およびカム体を一体回転可能に取り付けた回転軸を、質量部材に一体的に取り付けた筒体内に回転可能に挿入し、筒体に円板を取り付け、円板全体を囲む中空空間を回転体に設けるとともに、中空空間内に、回転体と円板との相対回転に抵抗を付与するダンパーオイルを封入して構成する。
【０００９】
（削除）
【００１０】
【作用】
請求項１に係る発明の制振装置の構成によれば、被制振体に対して制振用の質量部材が直線運動により所定範囲にわたって往復移動し、その質量部材の直線運動が第１の回転体により回転運動に変換され、その回転運動により第１の回転体よりも小径の第２の回転体が回転し、第２のワイヤーにより小さいストロークの直線運動に変換されて制振バネの連結端を移動し、その小さいストロークの直線運動に対して制振バネが抵抗を付与し、被制振体の振動を早期に減衰することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明の制振装置の構成によれば、被制振体に対して制振用の質量部材が直線運動により所定範囲にわたって往復移動し、その質量部材の直線運動が回転体により回転運動に変換され、その回転運動によりカム体が回転し、カム面に作用するより制振バネが小さいストロークの直線運動に変換されて移動し、その小さいストロークの直線運動に対して制振バネが抵抗を付与し、被制振体の振動を早期に減衰することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明の制振装置の構成によれば、質量部材の直線運動を回転運動に変換するための、小さなストロークに変換する前の回転体と円板とを相対回転させ、回転体と円板との相対回転に対してダンパーオイルが抵抗を付与し、被制振体の振動を一層減衰することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１の（ａ）は、本発明に係る第１実施例の制振装置を適用した大観覧車の全体正面図、図１の（ｂ）は全体側面図であり、トラス構造の一対の支柱１，１に、正面視で円形のトラス構造のアーム２が水平方向の軸芯周りで駆動回転可能に設けられている。
【００１５】
図２の要部の一部切欠正面図、および、図３の要部の一部切欠側面図に示すように、被制振体としてのゴンドラ３の天井板４の一対の第１の支持ブラケット５，５にわたって吊り下げパイプ６が一体的に取り付けられ、その吊り下げパイプ６の長手方向両端それぞれがアーム２に揺動可能に連結されている。
【００１６】
天井板４には、吊り下げパイプ６を間にして一対の制振装置７，７が設けられている。ゴンドラ３には開閉ドア８が設けられ、その内部には、一対のベンチシート９，９が対向して設けられている。
【００１７】
図４の（ａ）の要部の一部切欠平面図、図４の（ｂ）の要部の一部切欠正面図、および、図５の要部の一部切欠拡大正面図に示すように、制振装置７は、天井板４に取り付け固定される矩形状の固定フレーム１０に、吊り下げパイプ６の長手方向に移動可能に質量部材１１を設け、更に、質量部材１１の移動に抵抗を付与する第１および第２の制振バネ（圧縮コイルスプリング）１２ａ，１２ｂとダンパー機構１３とを設けて構成されている。
【００１８】
支持フレーム１４に一対の質量部材１１，１１が取り付けられている。支持フレーム１４の所定の四箇所それぞれに、水平方向の軸芯周りで回転する第１のガイドローラ１５と、鉛直方向の軸芯周りで回転する第２のガイドローラ１６とが設けられている。
【００１９】
固定フレーム１０の幅方向両側それぞれに、凹部１７ａと凸部１７ｂとを有するガイド１７が形成され、凹部１７ａに第１のガイドローラ１５が嵌入されるとともに、凸部１７ｂに第２のガイドローラ１６が作用するように構成され、質量部材１１を円滑に移動するようになっている。
【００２０】
両質量部材１１，１１の上側を連結する連結プレート１８と、支持フレーム１４の下部プレート１４ａにわたって回転軸１９が回転可能に取り付けられるとともに、回転軸１９の下端に、２個のプーリー溝を形成した回転体２０が取り付けられている。また、回転体２０にワイヤー２１が一周分巻回され、ワイヤー２１の一端が、固定フレーム１０の長手方向両端の一端に連結されるとともに、ワイヤー２１の他端が、固定フレーム１０の長手方向両端の他端に連結され、質量部材１１の直線運動を回転運動に変換するように第１の運動変換手段が構成されている。
【００２１】
図６の要部の一部切欠拡大平面図に示すように、回転軸１９には、その軸芯方向に所定間隔を隔てて、回転体２０よりも１／２以下の径で、かつ、回転中心からの長さが一定の変化率で変化するように設定したカム面を有する第１および第２のカム体２２ａ，２２ｂが取り付けられている。第１および第２のカム体２２ａ，２２ｂそれぞれに摺接する第１および第２のローラ２３ａ，２３ｂを取り付け支持する第１および第２の支持軸２４ａ，２４ｂそれぞれが、両質量部材１１，１１にわたって取り付けられた第２の支持ブラケット２５に、質量部材１１の移動方向に摺動可能に取り付けられ、質量部材１１の直線運動のストロークよりも小さいストローク（約１／１０）の直線運動になる状態で回転体２０の回転運動を直線運動に変換するように第２の運動変換手段が構成されている。
【００２２】
第１および第２の支持軸２４ａ，２４ｂそれぞれと第２の支持ブラケット２５との間に、第１および第２の制振バネ１２ａ，１２ｂが介装されている。
第１および第２のカム体２２ａ，２２ｂそれぞれのカム面Ｆは、ほぼ一回転（約 345°）にわたって作用するように形成されている。
【００２３】
そして、質量部材１１が図面上左側に移動したときには、図７の（ａ）の動作説明に供する概略平面図に示すように、第１の制振バネ１２ａが圧縮され、一方、質量部材１１が図面上右側に移動したときには、図７の（ｂ）の動作説明に供する概略平面図に示すように、第２の制振バネ１２ｂが圧縮され、そして、図６に示すように、質量部材１１が固定フレーム１０の長手方向の中央位置である中立位置にあるときに第１および第２の制振バネ１２ａ，１２ｂの弾性復元力が釣り合うように設定されている。
【００２４】
上記構成により、風や地震などに起因してアーム２が回転方向に平行な方向に振動し、それに伴ってゴンドラ３が振動を受けたときに、質量部材１１が往復移動するが、質量部材１１のいずれの方向への移動に対しても抵抗を付与し、それを中立位置に戻す側に付勢し、ゴンドラ３の振動を早期に減衰できるようになっている。
【００２５】
固定フレーム１０の長手方向両端それぞれには、第２の支持ブラケット２５に当接して、質量部材１１の移動範囲を規制するストッパー２６が取り付けられている。
【００２６】
図８の要部の拡大断面図に示すように、質量部材１１に一体的に取り付けられた下部プレート１４ａに筒体２７が一体的に取り付けられ、その筒体２７に前記回転軸１９が回転可能に挿入されている。
回転体２０が、円板部材２０ａと環状のプーリー部材２０ｂとから構成され、円板部材２０ａが回転軸１９の軸端にシール状態で取り付けられ、その円板部材２０ａにプーリー部材２０ｂがシール状態で取り付けられるとともに、プーリー部材２０ｂの内周面と筒体２７の外周面との間にシールリング２８が介装され、円板部材２０ａとプーリー部材２０ｂとの間に中空空間Ｓが形成されている。
【００２７】
筒体２７の端部に一体的に取り付けられた円板２９が設けられるとともに、その円板２９の全体が中空空間Ｓに囲まれている。中空空間Ｓ内にはダンパーオイル３０が封入され、回転体２０の回転に対し、回転体２０の内周面と円板２９の外周面それぞれとダンパーオイル３０との間で抵抗を付与し、回転体２０の回転、すなわち、質量部材１１の移動に対して抵抗を付与し、ゴンドラ３の振動を早期に減衰できるように構成されている。
【００２８】
図９は、本発明に係る制振装置の第２実施例を示す一部切欠平面図、図１０は図９のＡ−Ａ線矢視図、図１１は正面図であり、第１実施例と異なるところは次の通りである。
【００２９】
すなわち、質量部材３１を取り付けた一対のローラ支持板３２，３２の両端それぞれに、第１実施例と同様の第１および第２のガイドローラ１５，１６が取り付けられ、第１実施例と同様の構成により、質量部材３１が固定フレーム１０の長手方向に移動可能に設けられている。
【００３０】
固定フレーム１０の長手方向両端それぞれの一側面に、第１の回転体としての第１のプーリー部３３と、それより小径の第２の回転体としての第２のプーリー部３４とを一体化したプーリー３５が水平方向の軸芯周りで回転可能に取り付けられている。
【００３１】
両第１のプーリー部３３に第１のワイヤー３６が巻回されるとともに、その第１のワイヤー３６の両端それぞれが、質量部材３１に取り付けられたワイヤー支持ブラケット３７に連結され、質量部材３１の直線運動を回転運動に変換するように第１の運動変換手段が構成されている。
【００３２】
また、両第２のプーリー部３４に第２のワイヤー３８が巻回されるとともに、その第２のワイヤー３８の両端それぞれが、一端側をワイヤー支持ブラケット３７に連結した第１および第２の制振バネ（引っ張りスプリング）３９ａ，３９ｂに連結され、前述の第１の運動変換手段によって変換した回転運動を直線運動に変換し、質量部材３１の直線運動のストロークよりも、第１のプーリー部３３と第２のプーリー部３４との径比（約１／３）分だけ小さいストロークの直線運動になる状態で、第１および第２の制振バネ３９ａ，３９ｂに対する第２のワイヤー３８の連結端を直線移動するように第２の運動変換手段が構成されている。
【００３３】
固定フレーム１０の長手方向両端それぞれには、ローラ支持板３２に当接して、質量部材３１の移動範囲を規制するストッパー４０が取り付けられている。他の構成は第１実施例と同じであり、同一図番を付すことにより、その説明は省略する。
【００３４】
この第２実施例によれば、質量部材３１が図面上左側に移動したときには、図１２の（ａ）の動作説明に供する概略平面図に示すように、第１の制振バネ３９ａと第２のワイヤー３８との連結端の位置の移動が質量部材３１の移動量の約１／３となり、第２の制振バネ３９ｂが短くなるのに対して、第１の制振バネ３９ａが長くなり、質量部材３１に対して図面上で右側に移動させる付勢力を付与する。一方、質量部材３１が図面上右側に移動したときには、図１２の（ｂ）の動作説明に供する概略平面図に示すように、第２の制振バネ３９ｂと第２のワイヤー３８との連結端の位置の移動が質量部材３１の移動量の約１／３となり、第１の制振バネ３９ａが短くなるのに対して、第２の制振バネ３９ｂが長くなり、質量部材３１に対して図面上で左側に移動させる付勢力を付与する。そして、図９に示すように、質量部材３１が固定フレーム１０の長手方向の中央位置である中立位置にあるときに第１および第２の制振バネ３９ａ，３９ｂの引っ張り弾性力が釣り合うように設定されている。
【００３５】
上記第１実施例において、回転軸１９に正逆転可能な電動モータを連動連結するとともに、ゴンドラ３あるいは固定フレーム１０に振動を測定するセンサーを付設し、測定された振動に応答させて質量部材１１を移動させるように、いわゆるアクティブ化するように構成することもできる。
【００３６】
本発明の制振装置は、上述のような大観覧車のゴンドラに限らず、例えば、スキーリフト、作業用リフト、エレベータ、ケーブルカー、車両などの各種の被制振体に適用できる。
【００３７】
また、例えば、エレベータにおいて、その停止時における鉛直方向の振動を緩和するために、質量部材１１，３１を上下方向に移動させるようにして組み込んでも良い。この場合、質量部材１１，３１が上向きの振動に対して制振効果を持つため、質量部材１１，３１を上方に移動させるための一方側への制振バネのみを使用するか、制振バネの固さを変えるようにすれば良い。
【００３８】
また、例えば、ケーブルカーなどにおいて、進行方向に直交する水平方向の振動を抑えるのに加えて、停止時の斜め方向の振動を抑えるのに適用する場合には、質量部材１１，３１を進行方向と平行な斜め方向に移動させるようにして組み込んでも良い。この場合も、質量部材１１，３１を上方に移動させるための一方側への制振バネのみを使用するか、制振バネの固さを変えるなどすれば良い。
【００３９】
（削除）
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明の制振装置によれば、制振用の質量部材の直線運動を、第１および第２のワイヤーと第１および第２の回転体を介して小さいストロークの直線運動に変換し、その小さいストロークの直線運動に対して制振バネが抵抗を付与するから、被制振体の振動を早期に減衰して十分な制振を行うことができながら、制振バネの長さを短くでき、被制振体に対して小さなスペースで容易に組み込むことができて汎用性を向上できるようになった。
【００４１】
また、請求項２に係る発明の制振装置によれば、制振用の質量部材の直線運動を、ワイヤーと回転体とカム体とを介して小さいストロークの直線運動に変換し、その小さいストロークの直線運動に対して制振バネが抵抗を付与するから、被制振体の振動を早期に減衰して十分な制振を行うことができながら、制振バネの長さを短くでき、請求項１に係る発明の制振装置の場合よりも部品点数を少なくできるとともに被制振体に対して小さなスペースで容易に組み込むことができて汎用性を向上できるようになった。
そのうえ、カム体を用いるから、ストロークの減少比を容易にかつ大きな範囲で設定でき、より一層汎用性を向上できるようになった。
更に、質量部材と一体的に移動する回転体にカム体を設けるとともにそのカム体と質量部材とを制振バネを介して連動連結し、回転体とカム体と制振バネを質量部材として利用できるから、部品重量を有効利用でき、スペース面で一層有利である。
【００４２】
また、請求項３に係る発明の制振装置によれば、小さなストロークに変換する前の回転体と円板との相対移動に対してダンパーオイルが抵抗を付与するから、回転体の面積を有効に利用して被制振体の振動を一層減衰することができるようになった。
更に、ダンパーオイルによって抵抗を付与する構成、すなわち、回転体およびカム体を一体回転可能に取り付けた回転軸と、筒体と、それに取り付けた円板と、中空空間内に封入されるダンパーオイルのいづれをも質量部材として利用できるから、部品重量を一層有効利用でき、スペース面でより一層有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明に係る第１実施例の制振装置を適用した大観覧車の全体正面図、（ｂ）は全体側面図である。
【図２】要部の一部切欠正面図である。
【図３】要部の一部切欠側面図である。
【図４】（ａ）は要部の一部切欠平面図、（ｂ）は要部の一部切欠正面図である。
【図５】要部の一部切欠拡大正面図である。
【図６】要部の一部切欠拡大平面図である。
【図７】動作説明に供する概略平面図である。
【図８】要部の拡大断面図である。
【図９】本発明に係る制振装置の第２実施例を示す一部切欠平面図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１１】正面図である。
【図１２】動作説明に供する概略平面図である。
【図１３】制振装置の概念図である。
【符号の説明】
３…被制振体としてのゴンドラ
１１…質量部材
１２ａ…第１の制振バネ
１２ｂ…第２の制振バネ
１９…回転軸
２０…回転体（第１の運動変換手段）
２１…ワイヤー（第１の運動変換手段）
２２ａ…第１のカム体（第２の運動変換手段）
２２ｂ…第２のカム体（第２の運動変換手段）
２７…筒体
２９…円板
３０…ダンパーオイル
３１…質量部材
３３…第１の回転体としての第１のプーリー
３４…第２の回転体としての第２のプーリー
３６…第１のワイヤー
３８…第２のワイヤー
３９ａ…第１の制振バネ
３９ｂ…第２の制振バネ
Ｓ…中空空間

Claims

被制振体に所定方向に直線運動により往復移動可能に設けられる制振用の質量部材と、
前記被制振体と一体的に移動する一対の第１の回転体と、両第１の回転体に巻回されるとともに両端それぞれを前記質量部材に連結する第１のワイヤーとから成り、前記被制振体に対する前記質量部材の直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段と、
前記第１の回転体に一体回転可能に設けられるとともに前記第１の回転体よりも小径の第２の回転体と、両第２の回転体に巻回されるとともに両端それぞれを制振バネに連結する第２のワイヤーとから成り、前記第１の運動変換手段に連動されて、前記質量部材の直線運動のストロークよりも小さいストロークの直線運動になるように前記第１の運動変換手段による回転運動を直線運動に変換する第２の運動変換手段と、
を備え、かつ、
前記第２のワイヤーと前記質量部材とを前記制振バネを介して連結し、前記第２の運動変換手段による直線運動に抵抗を付与するように構成してあることを特徴とする制振装置。
被制振体に所定方向に直線運動により往復移動可能に設けられる制振用の質量部材と、
前記質量部材と一体的に移動する回転体と、前記回転体に整数周分巻回されるとともに両端それぞれを前記被制振体に連結するワイヤーとから成り、前記被制振体に対する前記質量部材の直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段と、
前記回転体に一体回転可能に設けられて制振バネに作用するカム面を備えたカム体から成り、前記第１の運動変換手段に連動されて、前記質量部材の直線運動のストロークよりも小さいストロークの直線運動になるように前記第１の運動変換手段による回転運動を直線運動に変換する第２の運動変換手段と、
を備え、かつ、
前記カム体と前記質量部材とを前記制振バネを介して連動連結し、前記第２の運動変換手段による直線運動に抵抗を付与するように構成してあることを特徴とする制振装置。
請求項２に記載の制振装置において、
回転体およびカム体を一体回転可能に取り付けた回転軸を、質量部材に一体的に取り付けた筒体内に回転可能に挿入し、前記筒体に円板を取り付け、前記円板全体を囲む中空空間を前記回転体に設けるとともに、前記中空空間内に、前記回転体と前記円板との相対回転に抵抗を付与するダンパーオイルを封入してある制振装置。