JPH10184782A - 減揺装置 - Google Patents
減揺装置Info
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- JPH10184782A JPH10184782A JP8348391A JP34839196A JPH10184782A JP H10184782 A JPH10184782 A JP H10184782A JP 8348391 A JP8348391 A JP 8348391A JP 34839196 A JP34839196 A JP 34839196A JP H10184782 A JPH10184782 A JP H10184782A
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- braking force
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気ダンパを使用しない減揺装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 減揺装置は、軌道に沿って往復運動可能
な可動質量と可動質量の復元力を発生するための復元力
発生装置と可動質量に対して制動力を発生する制動力発
生装置とを有し、制動力発生装置は軌道部材と可動質量
に取り付けられた摩擦部材との間の摩擦力によって制動
力を生成する。
ことを目的とする。 【解決手段】 減揺装置は、軌道に沿って往復運動可能
な可動質量と可動質量の復元力を発生するための復元力
発生装置と可動質量に対して制動力を発生する制動力発
生装置とを有し、制動力発生装置は軌道部材と可動質量
に取り付けられた摩擦部材との間の摩擦力によって制動
力を生成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、減揺対象物の動揺
を軽減するための減揺装置に関し、特に、軌道上を往復
運動する可動質量によって減揺対象物の動揺を軽減する
ように構成された動吸振器型の減揺装置に関する。減揺
対象物には、停船中の船舶、パージ等の海上又は水上に
浮遊した海洋構造物及びリフト、ゴンドラ等の空中に吊
り下げられた構造物がある。
を軽減するための減揺装置に関し、特に、軌道上を往復
運動する可動質量によって減揺対象物の動揺を軽減する
ように構成された動吸振器型の減揺装置に関する。減揺
対象物には、停船中の船舶、パージ等の海上又は水上に
浮遊した海洋構造物及びリフト、ゴンドラ等の空中に吊
り下げられた構造物がある。
【０００２】
【従来の技術】減揺装置には、能動型と受動型が知られ
ている。能動型の減揺装置は、減揺対象物の動揺をセン
サによって検出し、アクチュエータによって可動質量を
振動させるように構成されている。可動質量の振動は、
減揺対象物の動揺を軽減するように位相制御される。ま
たジャイロ効果によるトルクを用いて減揺作用を生成す
るものもある。
ている。能動型の減揺装置は、減揺対象物の動揺をセン
サによって検出し、アクチュエータによって可動質量を
振動させるように構成されている。可動質量の振動は、
減揺対象物の動揺を軽減するように位相制御される。ま
たジャイロ効果によるトルクを用いて減揺作用を生成す
るものもある。
【０００３】一方、受動型の減揺装置は動吸振器原理を
用い、可動質量を駆動させるためのアクチュエータを用
いない。従って、構造がより簡単であり、また電力を消
費しないため適用範囲が広い。一般に動吸振器原理の減
揺装置は、典型的には軌道に沿って往復運動する可動質
量と可動質量に復元力を付与する復元力発生装置とを有
し、更に、以下に示す例のように可動質量に減衰力を付
与する減衰力発生装置が設けられる。減衰力発生装置を
設けることによって減揺効果が向上する。
用い、可動質量を駆動させるためのアクチュエータを用
いない。従って、構造がより簡単であり、また電力を消
費しないため適用範囲が広い。一般に動吸振器原理の減
揺装置は、典型的には軌道に沿って往復運動する可動質
量と可動質量に復元力を付与する復元力発生装置とを有
し、更に、以下に示す例のように可動質量に減衰力を付
与する減衰力発生装置が設けられる。減衰力発生装置を
設けることによって減揺効果が向上する。
【０００４】図５を参照して従来の動吸振器原理を用い
た受動型の減揺装置の例を説明する。この減揺装置は円
弧状に湾曲した軌道面５１１を有する軌道部材５１０と
軌道面５１１上を自由に移動可能な可動質量５１２と軌
道面５１１に平行に円弧状に湾曲した導電体部材５３０
とを有する。
た受動型の減揺装置の例を説明する。この減揺装置は円
弧状に湾曲した軌道面５１１を有する軌道部材５１０と
軌道面５１１上を自由に移動可能な可動質量５１２と軌
道面５１１に平行に円弧状に湾曲した導電体部材５３０
とを有する。
【０００５】導電体部材５３０と可動質量５１２に装着
された永久磁石とによって磁気ダンパが構成される。磁
気ダンパの詳細は後に説明する。可動質量５１２は前後
にそれぞれ１対の車輪５１３を有する。軌道面５１１の
両端には可動質量５１２のストロークを規定するストッ
パ５１１Ａ、５１１Ｂが設けられている。
された永久磁石とによって磁気ダンパが構成される。磁
気ダンパの詳細は後に説明する。可動質量５１２は前後
にそれぞれ１対の車輪５１３を有する。軌道面５１１の
両端には可動質量５１２のストロークを規定するストッ
パ５１１Ａ、５１１Ｂが設けられている。
【０００６】図６を参照して可動質量５１２に作用する
復元力について説明する。可動質量５１２が軌道面５１
１に沿って往復運動すると、可動質量５１２の重心Ｇは
中心Ｏ’、半径Ｒの円周上を往復運動すると仮定する。
図示のように重心Ｇの軌跡の最下点を原点Ｏとし、水平
方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸をとる。またＸ軸及びＹ軸
に直交するように（紙面に垂直に）Ｚ軸をとる。この減
揺装置は減揺対象物のＺ軸に平行な回転軸周りの動揺を
軽減するように構成されている。
復元力について説明する。可動質量５１２が軌道面５１
１に沿って往復運動すると、可動質量５１２の重心Ｇは
中心Ｏ’、半径Ｒの円周上を往復運動すると仮定する。
図示のように重心Ｇの軌跡の最下点を原点Ｏとし、水平
方向にＸ軸、垂直方向にＹ軸をとる。またＸ軸及びＹ軸
に直交するように（紙面に垂直に）Ｚ軸をとる。この減
揺装置は減揺対象物のＺ軸に平行な回転軸周りの動揺を
軽減するように構成されている。
【０００７】可動質量５１２が軌道面５１１に沿って往
復運動するとき、可動質量５１２に働く重力の接線方向
の成分が復元力となる。例えば、可動質量５１２の重心
Ｇの変位をｘ、円の半径Ｏ’Ｇが垂直線（Ｙ軸）となす
角をαとすると、重力の接線方向の成分はｍｇｓｉｎα
＝（ｍｇ／Ｒ）ｘとなり、可動質量５１２の変位ｘに比
例する。
復運動するとき、可動質量５１２に働く重力の接線方向
の成分が復元力となる。例えば、可動質量５１２の重心
Ｇの変位をｘ、円の半径Ｏ’Ｇが垂直線（Ｙ軸）となす
角をαとすると、重力の接線方向の成分はｍｇｓｉｎα
＝（ｍｇ／Ｒ）ｘとなり、可動質量５１２の変位ｘに比
例する。
【０００８】可動質量５１２には、この重力に起因した
復元力（ｍｇ／Ｒ）ｘと磁気ダンパによる減衰力が作用
する。従って可動質量５１２の運動方程式は、次のよう
に表される。
復元力（ｍｇ／Ｒ）ｘと磁気ダンパによる減衰力が作用
する。従って可動質量５１２の運動方程式は、次のよう
に表される。
【０００９】
【数１】 ｍ（ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ）＋Ｃ（ｄｘ／ｄｔ）＋ｋｘ＝Ｐ
【００１０】ここで、ｋ＝ｍｇ／Ｒである。Ｃは磁気ダ
ンパによる減衰係数、Ｐは減揺対象物の動揺に起因した
外力である。
ンパによる減衰係数、Ｐは減揺対象物の動揺に起因した
外力である。
【００１１】図７を参照して図５の減揺装置に設けられ
た減衰力発生装置、即ち、磁気ダンパの構成及び動作を
説明する。可動質量５１２は、内部に凹部５１２Ａを有
し、コの字形の断面を有する。この凹部５１２Ａの内面
に１対の永久磁石５３２、５３２が装着されている。図
示のように永久磁石５３２、５３２は板状の導電体部材
５３０の両側に且つそれより僅かな間隔にて隔置されて
いる。
た減衰力発生装置、即ち、磁気ダンパの構成及び動作を
説明する。可動質量５１２は、内部に凹部５１２Ａを有
し、コの字形の断面を有する。この凹部５１２Ａの内面
に１対の永久磁石５３２、５３２が装着されている。図
示のように永久磁石５３２、５３２は板状の導電体部材
５３０の両側に且つそれより僅かな間隔にて隔置されて
いる。
【００１２】導電体部材５３０と永久磁石５３２、５３
２とによって磁気ダンパが構成される。導電体部材５３
０は銅のような導電体材料よりなり、可動質量５１２は
鉄のような磁気抵抗が小さい金属よりなる。矢印Ｍにて
示すように、コの字形の断面の可動質量５１２と永久磁
石５３２、５３２と導電体部材５３０を通る磁路が形成
される。
２とによって磁気ダンパが構成される。導電体部材５３
０は銅のような導電体材料よりなり、可動質量５１２は
鉄のような磁気抵抗が小さい金属よりなる。矢印Ｍにて
示すように、コの字形の断面の可動質量５１２と永久磁
石５３２、５３２と導電体部材５３０を通る磁路が形成
される。
【００１３】永久磁石５３２、５３２によって生成され
た磁束は導電体部材５３０を通過する。可動質量５１２
が軌道面５１１に沿って移動すると、導電体部材５３０
を通過する磁束が移動し、フレミングの法則によって、
永久磁石５３２、５３２に挟まれた導電体部材５３０内
に渦電流が発生する。この渦電流によって、永久磁石５
３２、５３２を支持している可動質量５１２に制動力が
作用する。この制動力は往復運動する可動質量５１２に
対する減衰力となる。
た磁束は導電体部材５３０を通過する。可動質量５１２
が軌道面５１１に沿って移動すると、導電体部材５３０
を通過する磁束が移動し、フレミングの法則によって、
永久磁石５３２、５３２に挟まれた導電体部材５３０内
に渦電流が発生する。この渦電流によって、永久磁石５
３２、５３２を支持している可動質量５１２に制動力が
作用する。この制動力は往復運動する可動質量５１２に
対する減衰力となる。
【００１４】磁気ダンパは次のような特徴を有する。 （１）減衰力が、可動質量５１２の運動速度に正確に比
例する。（２）機械的な接触部がなく不要な摩擦が生じ
ないため、耐久性が良い。（３）減衰力の温度依存性が
少ない。
例する。（２）機械的な接触部がなく不要な摩擦が生じ
ないため、耐久性が良い。（３）減衰力の温度依存性が
少ない。
【００１５】図８を参照して従来の動吸振器原理を用い
た受動型の減揺装置の他の例を説明する。図８Ａに示す
減揺装置は直線状の軌道部材６１０と軌道部材６１０に
沿って自由に移動可能な可動質量６１２と軌道部材６１
０を両側にて支持する支持部材６１３Ａ、６１３Ｂと可
動質量６１２の前後にそれぞれ装着されたばね６２１
Ａ、６２１Ｂとを有し、ばね６２１Ａ、６２１Ｂの他端
は支持部材６１３Ａ、６１３Ｂに装着されている。
た受動型の減揺装置の他の例を説明する。図８Ａに示す
減揺装置は直線状の軌道部材６１０と軌道部材６１０に
沿って自由に移動可能な可動質量６１２と軌道部材６１
０を両側にて支持する支持部材６１３Ａ、６１３Ｂと可
動質量６１２の前後にそれぞれ装着されたばね６２１
Ａ、６２１Ｂとを有し、ばね６２１Ａ、６２１Ｂの他端
は支持部材６１３Ａ、６１３Ｂに装着されている。
【００１６】図８Ｂに示す例では可動質量６１２の下側
には１対の車輪６１２Ａが装着され、斯かる車輪６１２
Ａは底部材６１３Ｃ上を走行することができるように構
成されている。
には１対の車輪６１２Ａが装着され、斯かる車輪６１２
Ａは底部材６１３Ｃ上を走行することができるように構
成されている。
【００１７】図８Ｃに示す例では可動質量６１２の下面
にワイヤ６１５が装着され、このワイヤ６１５は底部材
６１３Ｃに装着された１対のローラ６１７Ａ、６１７Ｂ
及び支持部材６１３Ａに装着されたローラ６１７Ｃよっ
て案内されている。ワイヤ６１５の端部にはばね６２１
が装着され、ばね６２１の他端は支持部材６１３Ｂに装
着されている。図８Ｄに示す例では、第３のローラ６１
７Ｃは省略され、ばね６２１の他端は支持部材６１３Ａ
に装着されてている。
にワイヤ６１５が装着され、このワイヤ６１５は底部材
６１３Ｃに装着された１対のローラ６１７Ａ、６１７Ｂ
及び支持部材６１３Ａに装着されたローラ６１７Ｃよっ
て案内されている。ワイヤ６１５の端部にはばね６２１
が装着され、ばね６２１の他端は支持部材６１３Ｂに装
着されている。図８Ｄに示す例では、第３のローラ６１
７Ｃは省略され、ばね６２１の他端は支持部材６１３Ａ
に装着されてている。
【００１８】可動質量６１２に作用する復元力はばね６
２１又は６２１Ａ、６２１Ｂの偏倚力によって生ずる。
図８の各例には磁気ダンパが図示されていないが、磁気
ダンパを設けてもよい。磁気ダンパを設けた場合、可動
質量６１２の運動方程式は、数１の式によって表され
る。磁気ダンパを設けない場合には減衰係数Ｃをゼロと
置けばよい。
２１又は６２１Ａ、６２１Ｂの偏倚力によって生ずる。
図８の各例には磁気ダンパが図示されていないが、磁気
ダンパを設けてもよい。磁気ダンパを設けた場合、可動
質量６１２の運動方程式は、数１の式によって表され
る。磁気ダンパを設けない場合には減衰係数Ｃをゼロと
置けばよい。
【００１９】数１の式において、ｋはばね定数である。
図８Ａ及び図８Ｂの場合には、ばね定数ｋは２つのばね
６２１Ａ、６２１Ｂのばね定数ｋ1 、ｋ2 の和ｋ1 ＋ｋ
2 である。図８Ｃ及び図８Ｄの場合、ばね定数ｋはばね
６２１のばね定数である。尚、ｍは可動質量６１２の質
量であり、Ｐは減揺対象物の動揺に起因した外力であ
る。
図８Ａ及び図８Ｂの場合には、ばね定数ｋは２つのばね
６２１Ａ、６２１Ｂのばね定数ｋ1 、ｋ2 の和ｋ1 ＋ｋ
2 である。図８Ｃ及び図８Ｄの場合、ばね定数ｋはばね
６２１のばね定数である。尚、ｍは可動質量６１２の質
量であり、Ｐは減揺対象物の動揺に起因した外力であ
る。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従来の減揺装置では、
上述のように減揺効果を高めるために減衰力発生装置が
設けられる。減衰力発生装置として磁気ダンパが用いら
れる。磁気ダンパは上述のような利点を有するが、所定
の減衰力を生じさせるためには、高性能の永久磁石を使
用する必要がある。高性能の永久磁石は、例えば希土類
元素磁石のように高価であり、それを使用すると、減揺
装置の価格が高くなる欠点がある。
上述のように減揺効果を高めるために減衰力発生装置が
設けられる。減衰力発生装置として磁気ダンパが用いら
れる。磁気ダンパは上述のような利点を有するが、所定
の減衰力を生じさせるためには、高性能の永久磁石を使
用する必要がある。高性能の永久磁石は、例えば希土類
元素磁石のように高価であり、それを使用すると、減揺
装置の価格が高くなる欠点がある。
【００２１】また磁気ダンパの設計は、磁界の漏れ係数
や磁気損失係数等の多くの要素を考慮しなければなら
ず、かなり複雑且つ時間がかかる。
や磁気損失係数等の多くの要素を考慮しなければなら
ず、かなり複雑且つ時間がかかる。
【００２２】本発明は斯かる点に鑑み、磁気ダンパを使
用することなく減揺効果を高めることができる減揺装置
を提供することを目的とする。
用することなく減揺効果を高めることができる減揺装置
を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の減揺装置による
と、所定の軌道に沿って往復運動可能な可動質量と該可
動質量の復元力を発生するための復元力発生装置と可動
質量に対する制動力を発生するための制動力発生装置と
を有し、制動力は可動質量の摩擦力によって生成され
る。またこの摩擦力は調節可能である。
と、所定の軌道に沿って往復運動可能な可動質量と該可
動質量の復元力を発生するための復元力発生装置と可動
質量に対する制動力を発生するための制動力発生装置と
を有し、制動力は可動質量の摩擦力によって生成され
る。またこの摩擦力は調節可能である。
【００２４】本発明によると、減揺装置において、制動
力発生装置は可動質量に装着された摩擦部材と軌道を構
成する軌道部材との間の摩擦力によって制動力を生成す
るように構成されている。また摩擦部材の軌道部材への
押し付け力を調節することができるように構成されてい
る。
力発生装置は可動質量に装着された摩擦部材と軌道を構
成する軌道部材との間の摩擦力によって制動力を生成す
るように構成されている。また摩擦部材の軌道部材への
押し付け力を調節することができるように構成されてい
る。
【００２５】本発明によると、減揺装置において、可動
質量に孔が設けられ、該孔に摩擦部材と摩擦部材を偏倚
させるばねと孔を閉じるねじが配置され、該ねじを回転
させることによってばねを伸縮させ摩擦部材の軌道部材
への押し付け力を調節することができるように構成され
ている。
質量に孔が設けられ、該孔に摩擦部材と摩擦部材を偏倚
させるばねと孔を閉じるねじが配置され、該ねじを回転
させることによってばねを伸縮させ摩擦部材の軌道部材
への押し付け力を調節することができるように構成され
ている。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１を参照して本発明による減揺
装置の例、特に、制動力発生装置の部分について説明す
る。本例の減揺装置は、軌道部材１１とこの軌道部材１
１に沿って自由に移動可能な可動質量１２とを有する。
図示のように、可動質量１２には直動ベアリング１３
Ａ、１３Ｂが設けられ、直動ベアリング１３Ａ、１３Ｂ
は軌道部材１１に係合している。従って、可動質量１２
は軌道部材１１に沿って円滑に移動することができる。
装置の例、特に、制動力発生装置の部分について説明す
る。本例の減揺装置は、軌道部材１１とこの軌道部材１
１に沿って自由に移動可能な可動質量１２とを有する。
図示のように、可動質量１２には直動ベアリング１３
Ａ、１３Ｂが設けられ、直動ベアリング１３Ａ、１３Ｂ
は軌道部材１１に係合している。従って、可動質量１２
は軌道部材１１に沿って円滑に移動することができる。
【００２７】本例によると、可動質量１２には孔１２Ａ
が設けられ、斯かる孔１２Ａ内に摩擦部材１２１が配置
されている。摩擦部材１２１の下端は、可動質量１２の
下面より突出し、軌道部材１１に接触している。摩擦部
材１２１と軌道部材１１の間の摩擦力によって可動質量
１２の運動は制動又は減衰される。
が設けられ、斯かる孔１２Ａ内に摩擦部材１２１が配置
されている。摩擦部材１２１の下端は、可動質量１２の
下面より突出し、軌道部材１１に接触している。摩擦部
材１２１と軌道部材１１の間の摩擦力によって可動質量
１２の運動は制動又は減衰される。
【００２８】孔１２Ａ内にて、摩擦部材１２１の上側に
はばね１２２及びばね押さえ１２３が配置されている。
摩擦部材１２１、ばね１２２及びばね押さえ１２３は、
孔１２Ａ内にて自由に移動することができるように構成
されている。勿論、これらの部材が孔１２Ａより下方に
脱落又は落下しないように、適当な脱落又は落下防止機
構が設けられてよい。孔１２Ａには更に、上側よりねじ
１２４がねじ込まれており、ねじ１２４の下端はばね押
さえ１２３に当接している。
はばね１２２及びばね押さえ１２３が配置されている。
摩擦部材１２１、ばね１２２及びばね押さえ１２３は、
孔１２Ａ内にて自由に移動することができるように構成
されている。勿論、これらの部材が孔１２Ａより下方に
脱落又は落下しないように、適当な脱落又は落下防止機
構が設けられてよい。孔１２Ａには更に、上側よりねじ
１２４がねじ込まれており、ねじ１２４の下端はばね押
さえ１２３に当接している。
【００２９】ねじ１２４を回転させると、ねじ１２４の
下端に当接しているばね押さえ１２３が移動し、ばね１
２２は伸縮する。それによって軌道部材１１に対する摩
擦部材１２１の押し付け力が変化し、摩擦力、即ち、制
動力が変化する。
下端に当接しているばね押さえ１２３が移動し、ばね１
２２は伸縮する。それによって軌道部材１１に対する摩
擦部材１２１の押し付け力が変化し、摩擦力、即ち、制
動力が変化する。
【００３０】本例の制動力調整機構は、図示のようにね
じ１２４を回転させるように構成されているが、他の構
成も可能である。例えば、ねじ１２４の下端にスペーサ
を挿入し、スペーサの枚数を変化させることによってば
ね１２２の伸縮量を調整してもよい。
じ１２４を回転させるように構成されているが、他の構
成も可能である。例えば、ねじ１２４の下端にスペーサ
を挿入し、スペーサの枚数を変化させることによってば
ね１２２の伸縮量を調整してもよい。
【００３１】摩擦部材１２１は所望の摩擦係数を有する
材料であればよいが、動摩擦係数と静摩擦係数の差が小
さい材料がよい。更に、交換可能な消耗品であるため安
価な材料より構成される。軌道部材１１の磨耗を最小化
するために、少なくとも軌道部材１１よりも磨耗し易い
材料がよい。例えば、テフロン、デルリン、ルーロン等
の自己潤滑性のある非金属又は真鍮等の自己潤滑性のあ
る金属であってもよい。
材料であればよいが、動摩擦係数と静摩擦係数の差が小
さい材料がよい。更に、交換可能な消耗品であるため安
価な材料より構成される。軌道部材１１の磨耗を最小化
するために、少なくとも軌道部材１１よりも磨耗し易い
材料がよい。例えば、テフロン、デルリン、ルーロン等
の自己潤滑性のある非金属又は真鍮等の自己潤滑性のあ
る金属であってもよい。
【００３２】図１には本例の減揺装置の主要部分、即
ち、制動力発生部の構成を示したが、本例の減揺装置の
他の部分は図８に示した従来の減揺装置と同様な構成で
あってよい。従って、復元力発生装置は可動質量１２に
装着したばね６２１、６２１Ａ、６２１Ｂによって構成
してよい。尚、図５に示した例のように、軌道面５１１
を湾曲させ、重力を利用した復元力発生装置を用いても
よい。この場合、直動ベアリング１３Ａ、１３Ｂの代わ
りに曲線状の軌道に対応したベアリングが用いられる。
ち、制動力発生部の構成を示したが、本例の減揺装置の
他の部分は図８に示した従来の減揺装置と同様な構成で
あってよい。従って、復元力発生装置は可動質量１２に
装着したばね６２１、６２１Ａ、６２１Ｂによって構成
してよい。尚、図５に示した例のように、軌道面５１１
を湾曲させ、重力を利用した復元力発生装置を用いても
よい。この場合、直動ベアリング１３Ａ、１３Ｂの代わ
りに曲線状の軌道に対応したベアリングが用いられる。
【００３３】本例の減揺装置の可動質量１２の運動方程
式を考える。本例では可動質量１２に対して、復元力の
他に制動力が作用する。制動力は次のように表される。
式を考える。本例では可動質量１２に対して、復元力の
他に制動力が作用する。制動力は次のように表される。
【００３４】
【数２】ＦC ＝μＷ
【００３５】μは動摩擦係数である。簡単化のため動摩
擦係数は静摩擦係数に等しいと仮定してよい。Ｗは軌道
部材１１に対する摩擦部材１２１の押し付け力であり、
ねじ１２４を回転させることによって変化させることが
できる。尚、ねじ１２４を十分緩め、摩擦部材１２１を
孔１２Ａ内に後退させ、摩擦部材１２１が軌道部材１１
に接触しない状態にすることもできる。このような非作
動状態では制動力ＦCはゼロである。
擦係数は静摩擦係数に等しいと仮定してよい。Ｗは軌道
部材１１に対する摩擦部材１２１の押し付け力であり、
ねじ１２４を回転させることによって変化させることが
できる。尚、ねじ１２４を十分緩め、摩擦部材１２１を
孔１２Ａ内に後退させ、摩擦部材１２１が軌道部材１１
に接触しない状態にすることもできる。このような非作
動状態では制動力ＦCはゼロである。
【００３６】数１の式において、左辺の第２項Ｃ（ｄｘ
／ｄｔ）は減衰力を表すが、本例では減衰力の代わりに
制動力が用いられる。従って、運動方程式を求める場
合、数１の式にて、左辺の第２項Ｃ（ｄｘ／ｄｔ）の代
わりに数２の式によって表される制動力ＦC を代入すれ
ばよい。
／ｄｔ）は減衰力を表すが、本例では減衰力の代わりに
制動力が用いられる。従って、運動方程式を求める場
合、数１の式にて、左辺の第２項Ｃ（ｄｘ／ｄｔ）の代
わりに数２の式によって表される制動力ＦC を代入すれ
ばよい。
【００３７】図２を参照して本発明による減揺装置１０
を実際の船舶５０に搭載した場合の減衰効果を考察す
る。図２の破線５０’は静止状態にある船体の断面を示
し、実線５０は動揺して傾斜角φだけ傾斜した船体の断
面を示す。いずれも、船舶の首尾線方向と直交する面に
て切断した船舶の断面である。静止状態にある船舶の重
心をＧS 、重心ＧS を通る垂直線をＯＧS とする。傾斜
角φだけ傾斜した状態にある船舶５０の重心ＧS を通る
垂直線をＯ’ＧS とする。
を実際の船舶５０に搭載した場合の減衰効果を考察す
る。図２の破線５０’は静止状態にある船体の断面を示
し、実線５０は動揺して傾斜角φだけ傾斜した船体の断
面を示す。いずれも、船舶の首尾線方向と直交する面に
て切断した船舶の断面である。静止状態にある船舶の重
心をＧS 、重心ＧS を通る垂直線をＯＧS とする。傾斜
角φだけ傾斜した状態にある船舶５０の重心ＧS を通る
垂直線をＯ’ＧS とする。
【００３８】減揺装置１０は、船舶５０のロール運動、
即ち、船舶の首尾線に平行な回転軸線周りの動揺を減揺
させるように、配置される。従って、減揺装置１０は、
軌道部材１１、１１が船舶５０の幅方向に延在するよう
に配置される。更に、減揺装置１０は船舶５０の重心Ｇ
S より上方の位置に配置される。減揺装置１０を搭載し
た船舶５０を２自由度振動系として、運動方程式を導出
し、その周波数特性を求める。
即ち、船舶の首尾線に平行な回転軸線周りの動揺を減揺
させるように、配置される。従って、減揺装置１０は、
軌道部材１１、１１が船舶５０の幅方向に延在するよう
に配置される。更に、減揺装置１０は船舶５０の重心Ｇ
S より上方の位置に配置される。減揺装置１０を搭載し
た船舶５０を２自由度振動系として、運動方程式を導出
し、その周波数特性を求める。
【００３９】先ず、減揺装置１０が減衰力発生装置を供
えると仮定すると、船体５０及び減揺装置１０の運動方
程式はそれぞれ次のようになる。但し、船体の横揺れ角
φは微小であると仮定する。
えると仮定すると、船体５０及び減揺装置１０の運動方
程式はそれぞれ次のようになる。但し、船体の横揺れ角
φは微小であると仮定する。
【００４０】
【数３】（ＩS ＋ｍＬ2 ）ｄ2 φ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2
ｘ／ｄｔ2 −ｍｇＬφ−ｍｇｘ＋ＫS φ＋ＣS ｄφ／ｄ
ｔ＝Ｐ ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ＋ＣG ・ｄｘ／ｄｔ＝０
ｘ／ｄｔ2 −ｍｇＬφ−ｍｇｘ＋ＫS φ＋ＣS ｄφ／ｄ
ｔ＝Ｐ ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ＋ＣG ・ｄｘ／ｄｔ＝０
【００４１】ここで、 φ：船体の横揺れ角（ロール角） ＩS ：船体の慣性モーメント ＣS ：船体の横揺れ（ロール運動）に対する減衰定数 ＫS ：船体の復元トルク定数 Ｐ：強制力 ｘ：可動質量１２の変位 ｍ：可動質量１２の質量 Ｌ：船舶の重心ＧS から可動質量１２の重心Ｇまでの距
離 ＣG ：減揺装置１０の減衰定数 ｋ：復元力発生装置の等価ばね定数
離 ＣG ：減揺装置１０の減衰定数 ｋ：復元力発生装置の等価ばね定数
【００４２】等価ばね定数ｋは数１の式におけるばね定
数ｋに相当する。次に、減衰力発生装置の代わりに図１
に示した制動力発生装置が設けられている場合を考え
る。この数３の式の第２式において、減衰力を表す項Ｃ
G ・ｄｘ／ｄｔの代わりに制動力ＦC を置き換えればよ
い。
数ｋに相当する。次に、減衰力発生装置の代わりに図１
に示した制動力発生装置が設けられている場合を考え
る。この数３の式の第２式において、減衰力を表す項Ｃ
G ・ｄｘ／ｄｔの代わりに制動力ＦC を置き換えればよ
い。
【００４３】
【数４】ｄｘ／ｄｔ≧０〔可動質量１２が右側に向かっ
て移動しているとき〕 ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ＋ＦC ＝０ ｄｘ／ｄｔ＜０〔可動質量１２が左側に向かって移動し
ているとき〕 ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ−ＦC ＝０
て移動しているとき〕 ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ＋ＦC ＝０ ｄｘ／ｄｔ＜０〔可動質量１２が左側に向かって移動し
ているとき〕 ｍ・ｄ2 ｘ／ｄｔ2 ＋ｍＬ・ｄ2 φ／ｄｔ2 −ｍｇφ＋
ｋｘ−ＦC ＝０
【００４４】図３を参照して本例の減揺装置の効果、特
に制動力発生装置の効果を説明する。図３Ａは本発明に
よる制動力発生装置を含む減揺装置を作動状態にしたと
きの船体の動揺角φの減衰曲線を表し、図３Ｂは本発明
による制動力発生装置を含む減揺装置を非作動状態にし
たとき、即ち、ＦC ＝０の時の船体の動揺角φの減衰曲
線を表す。図示のように、本例による制動力発生装置を
供えることによって船体の動揺角φが著しく減衰してい
るのが判る。
に制動力発生装置の効果を説明する。図３Ａは本発明に
よる制動力発生装置を含む減揺装置を作動状態にしたと
きの船体の動揺角φの減衰曲線を表し、図３Ｂは本発明
による制動力発生装置を含む減揺装置を非作動状態にし
たとき、即ち、ＦC ＝０の時の船体の動揺角φの減衰曲
線を表す。図示のように、本例による制動力発生装置を
供えることによって船体の動揺角φが著しく減衰してい
るのが判る。
【００４５】図４は制動力発生装置を作動状態にしたと
きの可動質量１２の振動運動の減衰曲線を表す。可動質
量１２の振動も、制動力発生装置を作動状態にすること
によって、著しく減衰することが明らかとなった。
きの可動質量１２の振動運動の減衰曲線を表す。可動質
量１２の振動も、制動力発生装置を作動状態にすること
によって、著しく減衰することが明らかとなった。
【００４６】以上本発明の実施の形態について詳細に説
明したが、本発明はこれらの例に限定されることなく特
許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更等
が可能であることは当業者にとって理解されよう。
明したが、本発明はこれらの例に限定されることなく特
許請求の範囲に記載された発明の範囲にて様々な変更等
が可能であることは当業者にとって理解されよう。
【００４７】
【発明の効果】本発明によると、磁気ダンパによる減衰
力の代わりに制動力発生装置による制動力によって可動
質量の振動を制動するから、減揺対象物の振動を極めて
効果的に減衰させることができる利点を有する。
力の代わりに制動力発生装置による制動力によって可動
質量の振動を制動するから、減揺対象物の振動を極めて
効果的に減衰させることができる利点を有する。
【００４８】本発明によると、制動力発生装置による制
動力の大きさを調節することができるから、積み荷の変
化等により減揺対象物の重心の位置が変化した場合でも
減揺効果の劣化を抑制することができる利点を有する。
動力の大きさを調節することができるから、積み荷の変
化等により減揺対象物の重心の位置が変化した場合でも
減揺効果の劣化を抑制することができる利点を有する。
【００４９】本発明によると、高価な永久磁石を使用す
る磁気ダンパを使用しないから製造費が安価な減揺装置
を提供することがてきるきる利点を有する。
る磁気ダンパを使用しないから製造費が安価な減揺装置
を提供することがてきるきる利点を有する。
【００５０】本発明によると、磁気ダンパを使用しない
から、磁気ダンパの設計の場合のように多数のパラメー
タを考慮しなければならない等の製造上の困難を回避す
ることができる利点を有する。
から、磁気ダンパの設計の場合のように多数のパラメー
タを考慮しなければならない等の製造上の困難を回避す
ることができる利点を有する。
【００５１】本発明によると、制動力発生装置の構造が
簡単であるため、可動質量の軌道が直線状であっても曲
線状であっても、適用可能であり、従来の様々な形式の
減揺装置に適用可能である利点を有する。
簡単であるため、可動質量の軌道が直線状であっても曲
線状であっても、適用可能であり、従来の様々な形式の
減揺装置に適用可能である利点を有する。
【図１】本発明による減揺装置の主要部の例を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明による減揺装置を船舶に搭載した例を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明による減揺装置の減揺効果を示す船体動
揺角の減衰曲線を示す図である。
揺角の減衰曲線を示す図である。
【図４】本発明による減揺装置の減揺効果を示す可動質
量の振幅の減衰曲線を示す図である。
量の振幅の減衰曲線を示す図である。
【図５】従来の減揺装置の例を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図６】従来の減揺装置の復元力発生装置の原理を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図７】従来の減揺装置の磁気ダンパの構成例を示す図
である。
である。
【図８】従来の減揺装置の他の例を説明するための説明
図である。
図である。
１０ 減揺装置 １１ 軌道部材 １２ 可動質量 １２Ａ 孔 １３Ａ、１３Ｂ 直動ベアリング １４Ａ、１４Ｂ 支持部材 １５ ワイヤ １７Ａ、１７Ｂ、１８ ローラ ２１ ばね ５０、５０’ 船体 ５２ 甲板 １２１ 摩擦部材 １２２ ばね １２３ ばね押さえ １２４ ねじ
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の軌道に沿って往復運動可能な可動
質量と該可動質量の復元力を発生するための復元力発生
装置と上記可動質量に対する制動力を発生するための制
動力発生装置とを有し、上記制動力は上記可動質量の摩
擦力によって生成されることを特徴とする減揺装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の減揺装置において、上記
摩擦力は調節可能であることを特徴とする減揺装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の減揺装置におい
て、上記制動力発生装置は上記可動質量に装着された摩
擦部材と上記軌道を構成する軌道部材との間の摩擦力に
よって上記制動力を生成するように構成されていること
を特徴とする減揺装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の減揺装置において、上記
摩擦部材の上記軌道部材への押し付け力を調節すること
ができるように構成されていることを特徴とする減揺装
置。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の減揺装置におい
て、上記可動質量に孔が設けられ、該孔に上記摩擦部材
と上記摩擦部材を偏倚させるばねと上記孔を閉じるねじ
が配置され、該ねじを回転させることによって上記ばね
を伸縮させ上記摩擦部材の上記軌道部材への押し付け力
を調節することができるように構成されていることを特
徴とする減揺装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8348391A JPH10184782A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 減揺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8348391A JPH10184782A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 減揺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10184782A true JPH10184782A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18396715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8348391A Pending JPH10184782A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 減揺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10184782A (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250329A (ja) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | 吸振装置およびこれを用いた耐震ラック |
| JP2010280303A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Asahi Denso Co Ltd | スロットルグリップ装置 |
| CN103486182A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-01 | 太原刚玉物流工程有限公司 | 全方位弹簧缓冲装置 |
| CN108263568A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-10 | 金陵科技学院 | 一种基于调频的自适应磁悬浮减摇装置及减摇控制方法 |
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-
1996
- 1996-12-26 JP JP8348391A patent/JPH10184782A/ja active Pending
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