JP4702865B2 - 受動式制振装置 - Google Patents

Description

【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１４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６ｆ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７ｂとから形成されている。磁気減衰装置７は、構造物１９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)

1. 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支持され、幅方向に２列、上下に２列の板ばね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２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２と重錘５との間に減衰装置７を設けてなる構造物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であり、上記重錘５は複数枚の重錘を重ねてボルト１４によって板ばね３に結合したものであって個々の重錘を取り付けたり取り外したりすることによって重量の増減が可能であり、上記可動支持部６は、一端を枠体２に、他端を架台１７上に立設されたロッド支持材１０に、板ばね３の長手方向と平行に、それぞれ支持されたスクリュー軸１１と、該スクリュー軸１１と螺合する孔６ｅを有し、中間に円弧状の両側面を有する可動支持部本体６ａと、該本体６ａの上下端部とボルト結合され、中間に円弧状の突起６ｆを有する１対の外支持板６ｄと、枠体２の上下側方に板ばね３の長手方向と平行に固着され、可動支持部本体６ａと外支持板６ｄとを結合するボルト１２が挿入される板ばね３の長手方向と平行な長孔を有し、可動支持部６の上下端部を支持する上下支持板８、９とからなり、ボルト１２を緩めスクリュー軸１１を回転させて可動支持部６を移動させ、ボルト１２を締めて可動支持部６を固定するとともに、板ばね３を可動支持部本体６ａ両側の円弧面と外支持板６ｄの突起６ｆの円弧面とにより挟んで線接触により支持することによって板ばねを単純支持するようになっていることを特徴とする受動式制振装置。

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