TW568861B - Oscillation suppression device - Google Patents

Description

观861

本 & / 相關之申請案 8月丨申月案係基於日本專利申請第2001 - 244236號（於2001年 〇日提出申請）且宣稱具有該專利之權利，該專利之所 有内容被含包於本文之中1利參考。 本發明之背景 1 ·本發明之領域 &月係有關於可抑制一船或長形平底舟之擺動之一擺 成 此種擺動抑制乃經由迴轉力矩之使用來達 2.相關技術之說明 中使用2轉力矩之一擺動抑制裝置常常被安裝於-船艇之 ' ;曰本專利第28 13540號之一傳統之擺動抑制裝 係被體、一水平環、一飛輪及一電動機；該基體 於該基U之主體，該水平環以可旋轉之方式被提供 / 土 飛輪被提供於該水平環之内，而該電動機可 该飛輪以-高速率來旋轉。此被安裝於該水平環之 經由-連二而Γ:輪整合在一起。該電動機之輸出轴 運、益而破連接於該飛輪之旋轉軸。 在該傳統之擺動抑制裝置，該電動機至 :上突出於該水平環之旋轉所在地。於是，當該船：:：： 二J搖：且該水平環以前後或左右之方式相對於該基體 y Μ電動機之該部份沿著較該水平環之所在地 徑為大之半徑之一圓而旋轉。 + 就該傳統之擺動抑制裝置來說，在一船中需要一較大之 -4 本紙張尺度鮮χ 297i¥y 568861 五 發明説明（ 空間以容納該-水平環及該 所產生之聲音可被傳送至外部且二：電動機或該飛輪 平環正f旋轉時，靠近該裝置而站：二’當，水 四肢可能被該水平環夾到。 工作人員之 本發明之概要 方面之一擺動抑制裝置包括··一基趙、 接部份，該連接部份可與一擺動須被抑制之物體相^連 體所支撐，以使該水平環可以：第-轴為 被提供於該水平環之内，以使該飛輪能夠以垂 撥m車由之一第二轴為中心而旋轉，該電動機可使該 :輪疑轉，該電動機包含-連接於該飛輪之轉子構件及一 疋子構件’該定子構件係被連接於該水平環、與該轉子構 件對向地佈置且二者之間具有一預先決定之間隙，其特徵 在於：該轉子構件及該定子構件係位於一旋轉所在地之 内，而該水平環以該第一軸為中心而沿著此旋轉所在地旋 轉，且战基體被提供有一覆蓋部份，可覆蓋該水平環之一 外部表面。 當擺動須被抑制之一物體開始擺動時，該基體及水平環 開始作相對於彼此之旋轉。本文中之“旋轉，，一詞係指該基 體與該水平環二者之間之360。或小於36〇。之一角位移 -5 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 568861 五、發明説明（3 (angular displacement)。該飛輪之迴轉力矩被施加於該物 體以將4物體之擺動抑制，該是該物體之擺動就可被抑 制。 在本毛月之杬動抑制裝置之中，該迴轉力矩(產生於當該 化輪旋轉時）可抑制一擺動須被抑制之物體之擺動。在本發 明之擺動抑制裝置之中’該電動機並不向外地突出於該水 平環’於是該水平環之擺動範圍可比傳統之裝置為小。本 發明之擺動抑制裝置可被製成一小體積…因為該水平 環被-覆蓋部份所覆蓋，操作者或週邊物件可被保護、而 不與搖動之水平環、電動機、飛輪等相接觸，而且所產之 噪音可被降低。 在本發明之中，該基體可具有一單—殼式（m〇n〇c〇㈣結 構，且該基體之-部份可被用為覆蓋部份。此具有單一殼 式結構之基體具有高的剛性。如果複數個擺動抑制裝置以 一垂直堆疊之方式來使用，此高剛性就有助於該裝置之強 度之增加。 在本發明之中，該轉子構件之至少一部份可被容納於— 形成於該飛輪之一末端面之凹處。如果該電動機之轉子構 件被容納於該形成於該飛輪之末端面之凹處，該水平環組 件及該電動機就可被製成一更小之體積。 衣、、且 在本發明之中’該減振器可為-緩衝筒（dashp〇t)型式之 減振器’包含一短的圓柱形之殼套、一隔開構件及一小 孔，該殼套可容納一液壓液體，該隔開構件以可旋轉之/方 式被容納於該殼套内，該小孔係形成於一筮一 木一攸體小室及 L____-6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 568861 A7 _________ 五、發明説明（4 )" -第二液體小〜室之間，該隔開構件將該殼套之内部隔開成 該第一液體小室及該第-、、在_ ^ , 至及系弟一液體小室，該隔開構件根據該基 體相對於該水平援：融& & 十衣疋轉而鉍轉於該殼套之内。該減振器 之殼套係曝露於該覆蓋部份之外部，以增加其散熱效果。 士果本务明之擺動抑制裝置使用較扁平之緩衝筒式之液 [減振态’ 4裝置之寬就可被減少。又，如果該等水平環 軸承係被建置於該基體之側壁之中，該擺動寬 就可進-步地被減少。 在置之見 、自然地，本發明之任何結構上之構件如基體、水平環、 減振器、飛輪、電動機、覆蓋部份等均可適當地被修飾， 而這些修飾乃應被包含於本發明之範圍之中。 —本發明之其它之目的及優點可由下文之說明或本發明之 實際使用來顯示。本發明之目的及優點可經由下文之說明 中之手段及組合而顯得更為明白。 附圖之簡略說明 以下之附圖應視為本文之一部份，這些附圖顯示本發明 之數個實施例。這些附圖與以上之一般性說明及以下之詳 細說明可說明本發明之原理。 ° 圖1係一部份切開之斜視圖，顯示設有一擺動抑制裝置之 一船； 、 圖2係根據本發明之一第一實施例之一擺動抑制裝置之一 前視圖； 圖3係圖2之擺動抑制裝置之一側視圖； 圖4係沿者圖3之F 4 - F 4線之一剖視圖；

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示Γ:'使用於围2之摄動抑制裝置之-減振结構之- 圖6係根據本發明之一第-實 前視圖； 圖7係根據本發明之一第二奋 側視圖；及

之一剖視 例之一擺動抑制系統之一 施例之一擺動抑制裝置之一 圖8係圖7之擺動抑制裝置之_部份切開之前視圖。 本發明之詳細說明 凊見圖1至5，一擺動抑制裝置將根據本發明之一 施例來說明。 、 如圖1所示，一擺動抑制裝置u被安裝於一船ι〇之中。如 圖2至4所示，該擺動抑制裝置11包括一基體12、一水平環 13、-減振器14、一飛輪15及一電動機16，該水平環被提 供於該基體12之内，該飛輪被提供於該水平環之内。 該基體12具有一單一殼式結構。該基體以包含連接凸緣 部份20及-對左壁及右壁21、22，該凸緣部份被固定於一 船之主體10a。該船之主體丨〇a係擺動須被抑制之一物體之 一例子。該等連接部份20經由連接構件如螺栓而被固定於 該船主體10a。該具有單一殼式結構之基體12係由一具有一 預先決定強度之材料所形成，就如同一盒之形成。 該具有單一殼式結構之基體12在所有之方向上都具有高 度之剛性及強度，例如在圖1中A箭頭所示之一滾動方向 上、B箭頭所不之上下移動方向上及c箭頭所示之左右移動 之方向上。该基體12之一部份被使用為一覆蓋部份23，可 -8 -本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） 568861

將該水平環13·之所有之外表面覆蓋住。 如圖4所示，水平環承軸3 〇、3 1係分別地被建置於該基體 12之側壁21、22之中。該水平環13經由該等軸承3〇 ' 31而 以可旋轉之方式被連接於該主體12。該水平環13經由該二 軸承30、3 1而可以一第一軸如一水平環軸χι為中心而旋 轉。 遠飛輪15之軸15a經由一對垂直之飛輪軸承32、33而被該 水平環13以可旋轉之方式來支撐。該飛輪15經由該二軸承 32、33而可以垂直於該第一軸之一第二軸如一飛輪軸幻為 中心而旋轉。 如圖1所示，如上文所述而建造之該擺動抑制裝置丨丨以如 此之方式被設置：該第一軸（即水平環軸）X1係垂直於該船 10之前進方向F。在此例子中，該第二軸（即飛輪軸）χ2係 上下地垂直於該船10之前進方向F。 該電動機16包含一轉子構件40及一定子構件41 ,該轉子 構件被連接於該飛輪15，該定子構件被連接於該水平環 13。該轉子構件40被容納於一形成於該飛輪15之一末端面 15b之凹處45。該轉子構件40經由一螺栓46而被固定於該飛 輪15。 該定子構件4 1之核心4 1 a經由一螺栓47而被固定於該水平 環13之一部份48。該核心4 1 a被一線圈4 1 b所纏繞。該轉子 構件40及該定子構件4 1在沿著該第二軸X2之一方向上對向 地佈置。約1 mm之一空氣間隙G被定義於該二構件40、4 1 之間。換句話說，該電動機16係一軸向之間隙式電動機（平 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公袭) 568861

坦式感應電動—機）。 該轉子構件40及該定子構件41係位於一旋轉所在地r (請 見圖3)之内，當該水平環13以該軸幻為中心而旋轉時 水平環13之相對於該第一軸χι最遠之部份沿著尺而移動。換 句話說，該電動機16係一内部式電動機，該電動機之所有 構件均被容納於該水平環13之内。 供應該電動機16之一電源50係被安裝於該船1〇之中。該 電源50可為一電池或電動機。該電動機16之旋轉速度經= 一反相器（inverter)來達成頻率之控制。此控制就不須使用 一旋轉角度感應器如一編碼器（enc〇der)或一分解器 (resolver)且可達成一簡單之旋轉速度之控制。 该減振器14具有減低該水平環13相對於該基體丨2之擺動 (即該水平環以該第一軸XI為中心之搖動）之功能。如示意 於圖5，該減振器η係一緩衝筒型式之一減振器。該減振器 14包含一短的圓柱形之殼套51、一隔開構件52、一小孔w 及一儲存器54，該殼套5 1可容納一液壓液體Q ,該隔開構件 被容納於該殼套51之中且可以圖5之〇箭頭所示之一方向來 旋轉。 該短的圓柱形殼套5 1被連接於該基體丨2，且該殼套5丨之 軸係平行於該第一軸XI。該殼套5丨之軸向上之長度係短於 該殼套之外徑。該殼套5丨之至少一部份係曝露於該覆蓋部 份23之外部，以增加該減振器丨4之散熱效果。 s亥減振器14之隔開構件5 2將該殼套5 1之内部隔開成第一 及第二液體小室55、56。當該基體12及該水平環13以該第 _____-10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 568861 A7 B7 一軸XI為中6而作相對之旋轉（搖動）時，該隔開構件52將 在D箭頭所示之方向上作相對於該殼套51之旋轉。當該隔開 構件52旋轉時，該液體小室55及該液體小室56之間之體積 比就會改變，於是該液壓液體Q就會流過該小孔53。該液壓 液體Q所產生之阻力（取決於該小孔53之截面面積）可抑制該 水平環13之擺動。 連接於該二液體小室55、56之該儲存器54將一加壓之液 壓液體Q’密封於其中。該儲存器54可吸收該液壓液體之體 積之改變，此乃緣於熱膨脹。 現在開始說明該擺動抑制裝置i 1之運作。 電流被施加於該電動機16之定子構件41，於是產生一磁 場於該轉子構件40及該定子構件41之間。此磁場可使該飛 輪1 5及該轉子圍繞該第二軸χ2而以一預定高速度來旋轉。 迴轉力矩可伴隨著該飛輪15之旋轉而產生。 當δ亥船之主體1 〇a以圖1之a箭頭所示之方向而滾動時，該 迴轉力矩可抑制該基體12之擺動及該船主體1 〇 a之滾動。 又’該減振器14可抑制該水平環13以該第一軸為中心、相 對於該基體12之旋轉。 該電動機16之轉子構件40被容納於該飛輪15之凹處45。 該電動機16之定子構件41被連接於該水平環13。在此類内 部式電動機16之中，該電動機16在旋轉時所產生之熱可有 效地被傳送至該飛輪1 5、水平環13及基體12且可經由該基 體12而散熱。又，空氣之流動發生於該飛輪丨5以一高速旋 轉之時’此高氣之流動可加速該擺動抑制裝置1 1之電動機 ____：11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 568861 A7 B7 五、發明説明（9 ) 1 6之冷卻。- 在該擺動抑制裝置11之中，組成該電動機丨6之該轉子構 件40及定子構件41均位於該水平環丨3之旋轉所在地r之内。 又，該水平環13及電動機丨6係安完地被該基體丨2之覆蓋部 份23所覆蓋。於是，當該水平環丨3擺動時，該水平環丨3及 該電動機16擺動於在該覆蓋部份23之内。 這振示，即使該水平環擺動，船上之工作人員之四肢就 不會被泫水平環13或電動機16夾到。該覆蓋部份23亦可減 少該電動機16及該飛輪15之旋轉所產之聲音之傳送至該擺 動抑制裝置11之外，於是可減少該裝置丨丨所產生之噪音。 又，該擺動抑制裝置丨丨使用薄的緩衝筒式之減振器Μ且 該二水平環軸承30、31各別地被建置於該基體12之二側壁 21、22之中。這表示該擺動抑制裝置u之外部維度如高、 寬等可被減少（相較於一般之擺動抑制裝置）。於是，該裝 置11所須之安裝空間可被減少。 κ、 t具有單一殼式結構之小體積之基體ΐ2在所有之方向 都具有高度之剛性及強度，包含在滚動及左右偏位之方 ^。於是，即使該水平環13以該第一軸χι為中心而旋轉 該飛輪15之旋轉平面趨向於該水平方向（於是產生左右偏 方向上之力矩），該基體12仍能夠抗拒此偏位方向上之 矩0 ，「一 M W W & —擺動抑制 6〇’此系，统包含複數個擺動抑制裝置u、η，(在圖^，、僅 包含二裝置）。在此第二實施例中’該二擺動抑制裝置垂直

568861 A7 ____B7 五、發明説明（10 ) ' 地叠起。每一—該二裝置u、U，具有肖該第_實施例之裝置 相同之結構及功能。該二擺動抑制裝置丨丨、丨1，之基體12以 連接部份20及連接構件如螺栓及螺母等來連接。形成於相 對之該基體之連接部份20可允許該二擺動抑制裝置1 1、^厂 經由該連接構件Ρ而連接在一起。該位於下方之擺動抑制裝 置11經由另外之連接構件ρ而被固定於該船之主體1 。 當複數個擺動抑制裝置丨丨、i丨，以該擺動抑 式而垂直地堆疊時，所須之安裝空間和該第一== 同，但合成之迴轉扭力矩卻比該第一實施例的為大且係正 比於所堆疊在一起之抑制裝置之數目。在此例子中，一較 大之負荷被施加於該位於下方之擺動抑制裝置u之連接部 份20。然而，因為該具有單一殼式結構之基體^具有高度 之剛性及強度且連接於該船之主體1〇a之該連接部份及連 接於該位於上方之擺動抑制裝置n，之該連接部份2〇,亦具有 同度之強度，該二層式擺動抑制系統6〇之強度也就不成問 題了。 圖7及8顯示根據本發明之一第三實施例之擺動抑制裝置 61。該擺動抑制裝置61之水平環13、減振器14、飛輪Η、 電動機16等係類似於該第一實施例之擺動抑制裝置11。於 疋，在該第一及第三實施例中，相同之標號代表相同之構 件，於是在此不再多加說明。 根據該第三實施例之裝置之一基體62包括一框架63及一 覆蓋部份64 ,該框架可支偉該水平環丨3，該覆蓋部份可覆 蓋孩水平裱13之外部表面。該框架63包含一對側壁&、66 本紙張尺度咖中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公复) 568861 A7 ___B7 五、發明説明（彳彳） 及-連接構件67,該連接構件可連接該二㈣。水平 承30、31係各別地被建置於該二側壁65、66之内。該框竿 63具有連接部份70,可將該框架連接於該船之主體 又’在該擺動㈣裝置61之令’該電動機i6之轉子構件 40及定子構件41係位於該水平環13之旋轉所在地r之内，如 圖7所示。另外，該水平環13之外部表面係被該覆蓋部份料 所覆蓋。於是’該擺動抑制裝置61能夠提供相同於該第一 實施例之擺動抑制裝置丨丨之優點。 對於熟知本技術之人士來說，本發明亦包含其它之優點 及修飾。於是，在較寬廣之方面來說，本發明並不被限定 於本文所顯不及說明之細節及實施例。於是，不同之修飾 仍應被包含於本發明之精神及範圍之中，而本發明之精神 及範圍將被定義於下列之申請專利範圍之中。 —— "14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公茇)

Claims (1)

1. 568861 申請專利範園 種擺動抑制裝置，包括： -基體’具有一連接部份’可被固 之一物體； 、‘動須破抑制 -水平環’被該基體所支擇，以使該 苐一軸為中心而旋轉； < b夠以一 :減振器，可抑制該水平環相對於該基體之旋轉. :飛輪，被提供於該水平環之中，以使該飛輪可以垂 直於6亥第一軸之一第二軸為中心而旋轉； 一電動機，可使該飛輪旋轉，該 件及-定子構件，該轉子構件被連接 構件係被連接於該水平環、與該轉子構件對向地 :者之間具有—預先決定之間隙’該轉子構件及該定子 :件係位於一旋轉所在地尺之内’該水平環以該第一軸 為中心而旋轉於此旋轉所在地R ;及 一覆蓋部份，形成於該基體及覆蓋住該水平環之一外 咅P表面。 2·根據申請專利範圍第i項之擺動抑制裳置，其中該基體 :有單一喊式結構，而該基體之一部分被使用為該覆 部份。 3·根據申請專利範圍第丨項之擺動抑制裝置，其中該轉子 構件之至少一部份被容納於形成於該飛輪之一末端面之 一凹處。 4·根據申請專利範圍第丨項之擺動抑制裝置，其中該減振 器係一緩衝筒型式之減振器，包含一短的圓柱形之殼

   15- 568861 A8 B8 C8 _________________D8 六、申請專利範圍 套^ 一隔開構件及一小孔，該殼套可容納一液壓液體， 該隔開構件以可旋轉之方式被容納於該殼套之中，該小 ^係形成於一第一液體小室及一第二液體小室之間，該 =開構件將該殼套之一内部隔開成該第一及第二液體小 至°亥隔開構件配合該基體對於該水平環之旋轉而於該 殼套之中旋轉。 5·根據申請專利範圍第4項之擺動抑制裝置，其中該減振 器之殼套係曝露於該覆蓋部份之一外部。 6.根據申請專利範圍第丨項之擺動抑制裝置，其中擺動須 被抑制之物體係一船，且該基體係被固定於一船之主 體。 7·根據申請專利範圍第1項之擺動抑制裝置，進一步包括 軸承’該二軸承各別地被建置於該基體之一對側壁之 中，該水平環經由該二軸承而以可旋轉之方式被固定於 該基體之中。 8·根據申請專利範圍第1項之擺動抑制裝置，其中該基體 包含一框架及一覆蓋部份，該框架可支撐該水平環，該 覆蓋部份可覆蓋該水平環。 9. 根據申請專利範圍第2項之擺動抑制裝置，其中該具有 單一殼式結構之基體具有另一連接部份，可允許複數個 擺動抑制裝置能夠經由一連接構件以一堆疊之方式相互 地連接在一起。 10. —種擺動抑制裝置，包括： 一基體，具有一單一殼式結構及一連接部份，該連接 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) "" ' 568861 六、申請專利範圍 A BCD 邛伤可被固定於擺動須被抑制之一物體； 水平％ ’被該基體所支撐，以使該水平環能夠以一 第一車由為中心而旋轉； 一飛輪’被提供於該水平環之中，以使該飛輪可以垂 直於該第一軸之一第二軸為中心而旋轉； 一電動機，可使該飛輪旋轉，該電動機包含一轉子構 件及疋子構件’該轉子構件之至少一部份被容納於形 成於該飛輪之一末端面之一凹處，該定子構件係被固定 於該水平環、與該轉子構件對向地佈置且二者之間具有 一預先決定之間隙，該轉子構件及該定子構件係位於一 旋轉所在地之内，該水平環以該第一軸為中心而旋轉於 此旋轉所在地； 一緩衝筒型式之減振器，可抑制該水平環相對於該基 體之旋轉，包含一短的圓柱形之殼套、一隔開構件及一 小孔，该殼套曝露於該基體之一外部且可容納一液壓液 體，該隔開構件以可旋轉之方式被容納於該殼套之中， 该小孔係形成於一第一液體小室及一第二液體小室之 間，該隔開構件將該殼套之一内部隔開成該第一及第二 液體小室，該隔開構件根據該基體對於該水平環之旋轉 而旋轉於該殼套之中； 軸承，該二軸承各別地被建置於該具有單一殼式結構 之基體之一對側壁之中，該水平環經由該二軸承而以可 旋轉之方式被該基體所支撐；及 一覆蓋部份，被提供於該基體及覆蓋住該水平環之一 外部表面。 -17- 本紙張尺度適财關家標準(CNS) A4規格⑽X 297公爱)"：---~ - 裝 η