JPH112284A - 減揺装置 - Google Patents
減揺装置Info
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- JPH112284A JPH112284A JP15716897A JP15716897A JPH112284A JP H112284 A JPH112284 A JP H112284A JP 15716897 A JP15716897 A JP 15716897A JP 15716897 A JP15716897 A JP 15716897A JP H112284 A JPH112284 A JP H112284A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全方向の揺れに対応し、かつ、航行中の海域
の有義波周期に対応して減揺を行い、構造の簡略化とコ
ストの低減とを図る。 【解決手段】 構造物に接続された線状体の先端に錘り
が配され、該線状体の長さが、構造物の揺れの周期に対
応して減揺するために調節され、かつ、錘りの重量が、
構造物の揺れの振幅に対応して調節される。
の有義波周期に対応して減揺を行い、構造の簡略化とコ
ストの低減とを図る。 【解決手段】 構造物に接続された線状体の先端に錘り
が配され、該線状体の長さが、構造物の揺れの周期に対
応して減揺するために調節され、かつ、錘りの重量が、
構造物の揺れの振幅に対応して調節される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、減揺装置に関する
ものである。
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、構造物における揺動を減衰するた
めの装置として、例えば、特開平３−０４８０３６号公
報記載の「構造物制振装置」等が使用されている。
めの装置として、例えば、特開平３−０４８０３６号公
報記載の「構造物制振装置」等が使用されている。
【０００３】この例においては、構造物の上部に、上面
にレールを備えたレール台がシーソー状に上下方向へ揺
動するよう該レール台の中央部を回動自在に支持し、且
つ該レール台のレール上に、錘りを移動自在に載置し、
更に、上記レール台の端部に該レール台を上下方向へ揺
動させるためのアクチュエータを接続し、構造物の揺れ
を検知する揺れ検知センサを構造物の上部に設け、該揺
れ検知センサの信号を位相制御して上記アクチュエータ
へ駆動司令を送る制御装置を備え、前記アクチュエータ
を駆動してレール台をシーソーの如く上下に揺動させる
と、レール台のレール上の錘りが上下に揺動するレール
上を往復移動して、その加速する錘りの反力が構造物に
与えられ、構造物の揺れが揺れ検知センサによって検知
されたときに、その信号を位相制御装置により位相制御
してから上記アクチュエータに与えると、錘りの動きに
対する反力が構造物に対して最適な状態で与えられ構造
物の揺れが素早く抑えられるものである。
にレールを備えたレール台がシーソー状に上下方向へ揺
動するよう該レール台の中央部を回動自在に支持し、且
つ該レール台のレール上に、錘りを移動自在に載置し、
更に、上記レール台の端部に該レール台を上下方向へ揺
動させるためのアクチュエータを接続し、構造物の揺れ
を検知する揺れ検知センサを構造物の上部に設け、該揺
れ検知センサの信号を位相制御して上記アクチュエータ
へ駆動司令を送る制御装置を備え、前記アクチュエータ
を駆動してレール台をシーソーの如く上下に揺動させる
と、レール台のレール上の錘りが上下に揺動するレール
上を往復移動して、その加速する錘りの反力が構造物に
与えられ、構造物の揺れが揺れ検知センサによって検知
されたときに、その信号を位相制御装置により位相制御
してから上記アクチュエータに与えると、錘りの動きに
対する反力が構造物に対して最適な状態で与えられ構造
物の揺れが素早く抑えられるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造であると、レール台の回動方向に対しては、構造物の
揺れを低減することが可能であるが、それ以外の方向に
対しては、その効果を呈するためには、複数台設置する
ことが必要であり、例えば、船舶等揺れの方向が変化す
る場合には、振れの方向の変化に対応して揺れを低減す
ることが求められていた。
造であると、レール台の回動方向に対しては、構造物の
揺れを低減することが可能であるが、それ以外の方向に
対しては、その効果を呈するためには、複数台設置する
ことが必要であり、例えば、船舶等揺れの方向が変化す
る場合には、振れの方向の変化に対応して揺れを低減す
ることが求められていた。
【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 多方向への揺れに対する減揺に対応すること。 構造の簡略化を図ること。 コストの低減を図ること。 航行中の海域の有義波周期に対応して減揺を行うこ
と。
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 多方向への揺れに対する減揺に対応すること。 構造の簡略化を図ること。 コストの低減を図ること。 航行中の海域の有義波周期に対応して減揺を行うこ
と。
【０００６】
【課題を解決するための手段】構造物に接続された振り
子型の減揺装置であって、構造物に接続された線状体の
先端に錘りが配され、該線状体の長さが、構造物の揺れ
の周期に対応して減揺するために調節され、かつ、錘り
の重量が、構造物の揺れの振幅に対応して調節される。
減揺装置が、構造物の揺れを測定する測定装置と、線状
体の長さを調節するウインチと、該ウインチの回転量を
検出して該検出結果を出力する回転量検出器と、これら
測定装置の測定結果と回転量検出器の検出結果とに基づ
いて構造物の減揺に必要な線状体の長さを計算する電算
機と、該計算結果に基づいて前記ウインチを制御するコ
ントローラとを具備するものとされる。また、構造物が
船舶等の船体とされ、測定装置により船体の位置する海
域の有義波周期を検出し、その検出結果により線状体の
長さが調節されて船体の揺れを低減する。
子型の減揺装置であって、構造物に接続された線状体の
先端に錘りが配され、該線状体の長さが、構造物の揺れ
の周期に対応して減揺するために調節され、かつ、錘り
の重量が、構造物の揺れの振幅に対応して調節される。
減揺装置が、構造物の揺れを測定する測定装置と、線状
体の長さを調節するウインチと、該ウインチの回転量を
検出して該検出結果を出力する回転量検出器と、これら
測定装置の測定結果と回転量検出器の検出結果とに基づ
いて構造物の減揺に必要な線状体の長さを計算する電算
機と、該計算結果に基づいて前記ウインチを制御するコ
ントローラとを具備するものとされる。また、構造物が
船舶等の船体とされ、測定装置により船体の位置する海
域の有義波周期を検出し、その検出結果により線状体の
長さが調節されて船体の揺れを低減する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る減揺装置の一
実施形態を、図面に基づいて説明する。図１において、
符号Ｓは構造物（船体）、１は減揺装置、２は線状体
（ワイヤ）、３は錘り、４は測定装置、５はウインチ、
６は回転量検出器、７は電算機、８はコントローラであ
る。
実施形態を、図面に基づいて説明する。図１において、
符号Ｓは構造物（船体）、１は減揺装置、２は線状体
（ワイヤ）、３は錘り、４は測定装置、５はウインチ、
６は回転量検出器、７は電算機、８はコントローラであ
る。
【０００８】前記構造物Ｓは、例えば船舶に搭載されて
いる支持架橋であり、後述するように、振り子型の減揺
装置１が接続される。
いる支持架橋であり、後述するように、振り子型の減揺
装置１が接続される。
【０００９】前記減揺装置１には、図１に示すように、
構造物（船体）Ｓに線状体（ワイヤ）２により吊持され
ている錘り３と、船体Ｓの揺れを測定する測定装置４
と、ワイヤ２の長さを調節するウインチ５と、該ウイン
チ５の回転量を検出して該検出結果を出力する回転量検
出器６と、これら測定装置４の測定結果と回転量検出器
６の検出結果とに基づいて船体Ｓの減揺に必要なワイヤ
２の長さｒを計算する電算機７と、該計算結果に基づい
て前記ウインチ５を制御するコントローラ８とを具備す
るものとされる。
構造物（船体）Ｓに線状体（ワイヤ）２により吊持され
ている錘り３と、船体Ｓの揺れを測定する測定装置４
と、ワイヤ２の長さを調節するウインチ５と、該ウイン
チ５の回転量を検出して該検出結果を出力する回転量検
出器６と、これら測定装置４の測定結果と回転量検出器
６の検出結果とに基づいて船体Ｓの減揺に必要なワイヤ
２の長さｒを計算する電算機７と、該計算結果に基づい
て前記ウインチ５を制御するコントローラ８とを具備す
るものとされる。
【００１０】前記ワイヤ２の長さｒは、船体Ｓの揺れの
周期に対応して減揺するために調節され、錘り３の固有
周期を設定するものである。
周期に対応して減揺するために調節され、錘り３の固有
周期を設定するものである。
【００１１】前記錘り３は、ワイヤ２により船体Ｓから
吊持され、その重量が、構造物（船体）Ｓの揺れの振幅
に対応して調節され、例えば鉛等の重量物を取り外し可
能に取り付けられる技術が採用される。錘り３あるいは
ウインチ５には、重量を計測するためにロードセル３ａ
が付属している。
吊持され、その重量が、構造物（船体）Ｓの揺れの振幅
に対応して調節され、例えば鉛等の重量物を取り外し可
能に取り付けられる技術が採用される。錘り３あるいは
ウインチ５には、重量を計測するためにロードセル３ａ
が付属している。
【００１２】前記測定装置４は、例えば船体Ｓに搭載さ
れているジャイロが利用され、角速度や変位を検出し得
るものが適用されて、これらのデータが電算機７に伝送
される。
れているジャイロが利用され、角速度や変位を検出し得
るものが適用されて、これらのデータが電算機７に伝送
される。
【００１３】前記回転量検出器６は、例えばロータリー
エンコーダーとされ、回転量（回転角）を電算機７に出
力することにより、ワイヤ２の長さが算出される。
エンコーダーとされ、回転量（回転角）を電算機７に出
力することにより、ワイヤ２の長さが算出される。
【００１４】電算機７は、測定装置４の測定結果と回転
量検出器６の検出結果とに基づき、有義波周期に見合っ
た錘り３の揺動周期となるためのワイヤ２の長さを算出
し、該計算結果に基づきコントローラ８を経由してウイ
ンチ５を作動させるようにしている。
量検出器６の検出結果とに基づき、有義波周期に見合っ
た錘り３の揺動周期となるためのワイヤ２の長さを算出
し、該計算結果に基づきコントローラ８を経由してウイ
ンチ５を作動させるようにしている。
【００１５】以下、このような構成の減揺装置１におい
て、船体Ｓの減揺を行う方法について図２を参照して説
明する。
て、船体Ｓの減揺を行う方法について図２を参照して説
明する。
【００１６】まず、航海に先立って、これから航海する
海域（水域）の波浪を想定して、その有義波周期に合わ
せてワイヤ２の長さｒを調整することにより、錘り３の
周期を仮設定しておく。
海域（水域）の波浪を想定して、その有義波周期に合わ
せてワイヤ２の長さｒを調整することにより、錘り３の
周期を仮設定しておく。
【００１７】〔ステップＳ１〕船体Ｓの航海時には、測
定装置４から伝送されるデータに基づいて、有義波周期
の測定を逐次実施する。
定装置４から伝送されるデータに基づいて、有義波周期
の測定を逐次実施する。
【００１８】〔ステップＳ２〕電算機７にあっては、測
定装置４から電送されるデータ有義波周期Ｔ1 により錘
り３の揺動の周期Ｔ0 を図３に示すように求め、減揺に
必要なワイヤ２の長さｒを計算する。
定装置４から電送されるデータ有義波周期Ｔ1 により錘
り３の揺動の周期Ｔ0 を図３に示すように求め、減揺に
必要なワイヤ２の長さｒを計算する。
【００１９】〔ステップＳ３〕コントローラー８により
ウインチ５を駆動して、求められた長さｒとなるように
ワイヤ２の長さを調節する。
ウインチ５を駆動して、求められた長さｒとなるように
ワイヤ２の長さを調節する。
【００２０】〔ステップＳ４〕ワイヤ２の長さが適切に
調整されると、例えば錘り３がない状態の船体Ｓの揺れ
が、図３の実線Ｒ1 で示す状態であったとすると、錘り
３があるときの船体Ｓの揺れは、図３の破線Ｒ2 で示す
状態となり、周期Ｔ0 ，Ｔ1 が近いかまたはほぼ一致し
ている場合に、以下に述べるような減揺作用が生じる。
つまり、船体Ｓの揺れにしたがって、錘り３は慣性によ
ってその場にとどまろうとするが、錘り３はワイヤ２に
よって吊持されているため、動力学的なバランスによ
り、錘り３は、船体Ｓに対して振り子運動を開始する。
その結果、錘り３の振り子運動の慣性反力と錘り３の重
心移動による重力が船体Ｓに作用され、船体Ｓの減揺が
行われる。その結果、図３に実線Ｒ1 で示す錘り３の状
態の船体Ｓの揺動（横揺れ角）が、破線Ｒ2 で示すよう
に低減されることになる。
調整されると、例えば錘り３がない状態の船体Ｓの揺れ
が、図３の実線Ｒ1 で示す状態であったとすると、錘り
３があるときの船体Ｓの揺れは、図３の破線Ｒ2 で示す
状態となり、周期Ｔ0 ，Ｔ1 が近いかまたはほぼ一致し
ている場合に、以下に述べるような減揺作用が生じる。
つまり、船体Ｓの揺れにしたがって、錘り３は慣性によ
ってその場にとどまろうとするが、錘り３はワイヤ２に
よって吊持されているため、動力学的なバランスによ
り、錘り３は、船体Ｓに対して振り子運動を開始する。
その結果、錘り３の振り子運動の慣性反力と錘り３の重
心移動による重力が船体Ｓに作用され、船体Ｓの減揺が
行われる。その結果、図３に実線Ｒ1 で示す錘り３の状
態の船体Ｓの揺動（横揺れ角）が、破線Ｒ2 で示すよう
に低減されることになる。
【００２１】このとき、図３に破線Ｒ2 で示すように船
体Ｓの揺動（横揺れ角）は、周期Ｔ 0 において極小とな
るように低減される。
体Ｓの揺動（横揺れ角）は、周期Ｔ 0 において極小とな
るように低減される。
【００２２】〔実施例〕上記した減揺装置１の実施例に
ついて以下説明する。ただし、 Ｔ ： 船体Ｓの揺動の周期＝振り子の周期（秒） ｒ ： 振り子（ワイヤ２）の長さ（ｍ） ｇ ： 重力加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ） π ： 円周率 である。ここで、振り子の長さｒと周期Ｔの関係から、
次の式が成り立つ。 Ｔ ＝ ２π（ｒ／ｇ）1/2 （式１） ∴ ｒ ＝ ｇ（Ｔ／２π）2 （式２） したがって、船体Ｓの揺動の周期Ｔが以下の値であると
き、必要な振り子の長さｒは次のようになる。 Ｔ＝１．０秒 ｒ＝０．２５ｍ Ｔ＝２．０秒 ｒ＝１．０ｍ Ｔ＝３．０秒 ｒ＝２．２５ｍ Ｔ＝４．０秒 ｒ＝４ｍ Ｔ＝５．０秒 ｒ＝６．２５ｍ Ｔ＝６．０秒 ｒ＝９．２５ｍ Ｔ＝７．０秒 ｒ＝１２．２５ｍ Ｔ＝８．０秒 ｒ＝１６ｍ Ｔ＝９．０秒 ｒ＝２０．２５ｍ Ｔ＝１０．０秒 ｒ＝２５ｍ その結果、図４に示すような関係を持つようにワイヤ２
の長さｒ（ｍ）を設定することにより減揺することがで
きる。
ついて以下説明する。ただし、 Ｔ ： 船体Ｓの揺動の周期＝振り子の周期（秒） ｒ ： 振り子（ワイヤ２）の長さ（ｍ） ｇ ： 重力加速度（ｍ／ｓｅｃ2 ） π ： 円周率 である。ここで、振り子の長さｒと周期Ｔの関係から、
次の式が成り立つ。 Ｔ ＝ ２π（ｒ／ｇ）1/2 （式１） ∴ ｒ ＝ ｇ（Ｔ／２π）2 （式２） したがって、船体Ｓの揺動の周期Ｔが以下の値であると
き、必要な振り子の長さｒは次のようになる。 Ｔ＝１．０秒 ｒ＝０．２５ｍ Ｔ＝２．０秒 ｒ＝１．０ｍ Ｔ＝３．０秒 ｒ＝２．２５ｍ Ｔ＝４．０秒 ｒ＝４ｍ Ｔ＝５．０秒 ｒ＝６．２５ｍ Ｔ＝６．０秒 ｒ＝９．２５ｍ Ｔ＝７．０秒 ｒ＝１２．２５ｍ Ｔ＝８．０秒 ｒ＝１６ｍ Ｔ＝９．０秒 ｒ＝２０．２５ｍ Ｔ＝１０．０秒 ｒ＝２５ｍ その結果、図４に示すような関係を持つようにワイヤ２
の長さｒ（ｍ）を設定することにより減揺することがで
きる。
【００２３】また、船体Ｓの重量が８７５０トン、船体
Ｓの揺動の角度が３゜のとき、揺動周期Ｔ＝５秒，ワイ
ヤ２の長さｒ＝６．２５ｍ、錘りの重さをＭとすると、
エネルギー保存則により、（式３）が成立する。 （Ｍｒsin2θ）／２ ＝ （８７５０sin2３゜）／２ （式３） ここで、θ＝９０゜とすると、 Ｍ×６．２５×sin2９０゜＝８７５０×sin2３゜ （式４） したがって、１万トンクラスの船舶において、錘り３の
重さを、Ｍ＝１．６トンに設定することにより減揺が行
われる。
Ｓの揺動の角度が３゜のとき、揺動周期Ｔ＝５秒，ワイ
ヤ２の長さｒ＝６．２５ｍ、錘りの重さをＭとすると、
エネルギー保存則により、（式３）が成立する。 （Ｍｒsin2θ）／２ ＝ （８７５０sin2３゜）／２ （式３） ここで、θ＝９０゜とすると、 Ｍ×６．２５×sin2９０゜＝８７５０×sin2３゜ （式４） したがって、１万トンクラスの船舶において、錘り３の
重さを、Ｍ＝１．６トンに設定することにより減揺が行
われる。
【００２４】〔他の実施形態〕本発明にあっては、次の
技術を採用することができる。 ａ）停泊中等において、積み荷の積載状況等による船体
Ｓの横揺れの固有周期が変化するような場合にあって
も、ワイヤ２の長さｒを調節することにより、船体Ｓの
揺動を低減するよう錘り３の固有周期を設定すること。
技術を採用することができる。 ａ）停泊中等において、積み荷の積載状況等による船体
Ｓの横揺れの固有周期が変化するような場合にあって
も、ワイヤ２の長さｒを調節することにより、船体Ｓの
揺動を低減するよう錘り３の固有周期を設定すること。
【００２５】ｂ）船体Ｓの振幅が増大した場合に、錘り
３の重量を増加することにより、錘り３の振幅を減少
し、船体Ｓの減揺を行うこと。
３の重量を増加することにより、錘り３の振幅を減少
し、船体Ｓの減揺を行うこと。
【００２６】
【発明の効果】本発明の減揺装置によれば、以下の効果
を奏する。 （１）錘りの振り子運動を利用して揺れのエネルギーを
減衰するものであるため、方向による特性が生じること
がなく、全方向の揺れに対して均一な減揺をすることが
できる。 （２）振り子とその長さを調節する手段とにより構成し
たので、構造の簡略化を図ることができる。 （３）上記により、コストの低減を図ることができる。 （４）周辺海域における有義波周期を検出して、これに
基づき線状体の長さを調整することにより、航行中の海
域の波周期に対応して速やかに減揺を行うことができ
る。
を奏する。 （１）錘りの振り子運動を利用して揺れのエネルギーを
減衰するものであるため、方向による特性が生じること
がなく、全方向の揺れに対して均一な減揺をすることが
できる。 （２）振り子とその長さを調節する手段とにより構成し
たので、構造の簡略化を図ることができる。 （３）上記により、コストの低減を図ることができる。 （４）周辺海域における有義波周期を検出して、これに
基づき線状体の長さを調整することにより、航行中の海
域の波周期に対応して速やかに減揺を行うことができ
る。
【図１】 本発明に係る減揺装置の一実施形態を示す結
線図である。
線図である。
【図２】 図１の減揺装置による減揺状態を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】 船体の横揺れ角と波周期との関係曲線図であ
る。
る。
【図４】 振り子の長さと波周期との関係曲線図であ
る。
る。
Ｓ…構造物（船体） １…減揺装置 ２…線状体（ワイヤ） ３…錘り ３ａ…ロードセル ４…測定装置 ５…ウインチ ６…回転量検出器 ７…電算機 ８…コントローラ
Claims (4)
- 【請求項１】 構造物（Ｓ）に接続された振り子型の減
揺装置（１）であって、構造物に接続された線状体
（２）の先端に錘り（３）が配され、該線状体の長さ
が、構造物の揺れの周期に対応して調節されることを特
徴とする減揺装置。 - 【請求項２】 錘り（３）の重量が、構造物（Ｓ）の揺
れの振幅に対応して調節されることを特徴とする請求項
１記載の減揺装置。 - 【請求項３】 構造物（Ｓ）の揺れを測定する測定装置
（４）と、線状体（２）の長さを調節するウインチ
（５）と、該ウインチの回転量を検出して該検出結果を
出力する回転量検出器（６）と、これら測定装置の測定
結果と回転量検出器の検出結果とに基づいて構造物の減
揺に必要な線状体の長さを計算する電算機（７）と、該
計算結果に基づいて前記ウインチを制御するコントロー
ラ（８）とを具備することを特徴とする請求項１または
２記載の減揺装置。 - 【請求項４】 構造物（Ｓ）が船舶等の船体とされ、測
定装置（４）により海域の有義波周期を検出し、その検
出結果により線状体（２）の長さが調節されることを特
徴とする請求項１から３のいずれか記載の減揺装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15716897A JPH112284A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 減揺装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15716897A JPH112284A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 減揺装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH112284A true JPH112284A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15643682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15716897A Withdrawn JPH112284A (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 減揺装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH112284A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014132843A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Kagawa Univ | 浮体動揺抑制装置および生簀 |
| US10782620B2 (en) | 2015-11-23 | 2020-09-22 | Asml Netherlands B.V. | Vibration isolation device, lithographic apparatus and method to tune a vibration isolation device |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP15716897A patent/JPH112284A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014132843A (ja) * | 2013-01-08 | 2014-07-24 | Kagawa Univ | 浮体動揺抑制装置および生簀 |
| US10782620B2 (en) | 2015-11-23 | 2020-09-22 | Asml Netherlands B.V. | Vibration isolation device, lithographic apparatus and method to tune a vibration isolation device |
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