JPH023066B2 - - Google Patents
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- JPH023066B2 JPH023066B2 JP57203226A JP20322682A JPH023066B2 JP H023066 B2 JPH023066 B2 JP H023066B2 JP 57203226 A JP57203226 A JP 57203226A JP 20322682 A JP20322682 A JP 20322682A JP H023066 B2 JPH023066 B2 JP H023066B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- vibration
- swing arm
- excitation
- balance weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
- F16F15/023—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means
- F16F15/027—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using fluid means comprising control arrangements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、内燃機関等を動力とする船舶の船
体に発生する振動を減少させる消振装置に係り、
振動周波数を可変となし最小限のエネルギーで作
動する油圧消振バランサーに関する。
体に発生する振動を減少させる消振装置に係り、
振動周波数を可変となし最小限のエネルギーで作
動する油圧消振バランサーに関する。
背景技術
今日の船舶には、動力源として、デイーゼルエ
ンジン等の往復動内燃機関が多用されているが、
エンジンの発生する振動、特にその振動に共鳴す
る船体振動をいかに減少させるかが、船舶の快適
な走行性能を得る上で大きな問題となつている。
ンジン等の往復動内燃機関が多用されているが、
エンジンの発生する振動、特にその振動に共鳴す
る船体振動をいかに減少させるかが、船舶の快適
な走行性能を得る上で大きな問題となつている。
この船体振動を減少させる消振方法としては、
エンジン自体にクランクシヤフトと逆回転するカ
ウンターバランサーを装着して、エンジンの発生
する振動自体を減少させる手段があるが、例え
ば、大型船舶用の内燃機関にかかる装置を装着す
ることはエンジンが大型化し価格も急騰して一般
的でない。
エンジン自体にクランクシヤフトと逆回転するカ
ウンターバランサーを装着して、エンジンの発生
する振動自体を減少させる手段があるが、例え
ば、大型船舶用の内燃機関にかかる装置を装着す
ることはエンジンが大型化し価格も急騰して一般
的でない。
また、他に、船体に設置し、船体の振動周波数
に対して位相を調整した振動を加え、船体振動を
減少させる消振装置が提案されている。具体的に
説明すると、第１図に示すように、重錘２を付設
した一対の回転体１，１を電動機で相互に逆回転
させ、重錘２による水平方向の振動を打消して垂
直方向の振動（第２図に示すF1とF2との合力）
を発生させるものである。この装置は構成が簡単
な利点があるが、装置の作動中に加振周波数、加
振力を変化させることができない。すなわち、船
体振動が変化したとき、あるいは船体振動の種類
に応じて加振力を変化させる必要が生じるが、上
記の電動式消振装置は回転体の重錘により振動を
得るため、運転をして必要な重さの重錘に交換し
なければならず、さらに重錘の重量は段階的にし
か交換できない。また、回転体の駆動に電動機を
使用しているため、振動周期を調整したり、最適
な加振モードを得るのに回転数制御が必要であ
り、このため高価な電気制御装置が不可欠となる
問題がある。またさらに、上記回転体を始動する
のに大きな電力を必要とするなど、電力消費にも
問題があつた。
に対して位相を調整した振動を加え、船体振動を
減少させる消振装置が提案されている。具体的に
説明すると、第１図に示すように、重錘２を付設
した一対の回転体１，１を電動機で相互に逆回転
させ、重錘２による水平方向の振動を打消して垂
直方向の振動（第２図に示すF1とF2との合力）
を発生させるものである。この装置は構成が簡単
な利点があるが、装置の作動中に加振周波数、加
振力を変化させることができない。すなわち、船
体振動が変化したとき、あるいは船体振動の種類
に応じて加振力を変化させる必要が生じるが、上
記の電動式消振装置は回転体の重錘により振動を
得るため、運転をして必要な重さの重錘に交換し
なければならず、さらに重錘の重量は段階的にし
か交換できない。また、回転体の駆動に電動機を
使用しているため、振動周期を調整したり、最適
な加振モードを得るのに回転数制御が必要であ
り、このため高価な電気制御装置が不可欠となる
問題がある。またさらに、上記回転体を始動する
のに大きな電力を必要とするなど、電力消費にも
問題があつた。
発明の目的
この発明は、船体に設置して船体振動を低減す
る消振装置のかかる現状に鑑み、船体に加える振
動周波数、加振力を運転中に自由に変化させ得、
かつ、加振力を得るのに大きなエネルギーを消費
することなく、低いエネルギー消費で運転可能な
消振装置を目的とし、さらに、構造が簡単で操作
の容易かつ安価な消振装置を目的としている。
る消振装置のかかる現状に鑑み、船体に加える振
動周波数、加振力を運転中に自由に変化させ得、
かつ、加振力を得るのに大きなエネルギーを消費
することなく、低いエネルギー消費で運転可能な
消振装置を目的とし、さらに、構造が簡単で操作
の容易かつ安価な消振装置を目的としている。
発明の開示
この発明は、船体等の加振個所に固着するため
の台座上に立設した支柱に一端を軸支されるスイ
ングアームと、スイングアーム上にアーム方向に
移動自在に載置したバランスウエイトと、台座上
に固着しロツド、ボア側の各々に蓄圧器を接続し
た加振シリンダーと、台座上に加振シリンダーと
並列固着し電気制御弁により駆動される制御シリ
ンダーとから構成され、上記の各シリンダーの可
動部分先端をスイングアーム先端部に摺動自在に
係止し、スイングアーム上をバランスウエイトが
移動し荷重位置を変化させることにより、制御シ
リンダーに始動・制御される加振シリンダーの加
振周波数を可変となしたことを要旨とする油圧消
振バランサーである。
の台座上に立設した支柱に一端を軸支されるスイ
ングアームと、スイングアーム上にアーム方向に
移動自在に載置したバランスウエイトと、台座上
に固着しロツド、ボア側の各々に蓄圧器を接続し
た加振シリンダーと、台座上に加振シリンダーと
並列固着し電気制御弁により駆動される制御シリ
ンダーとから構成され、上記の各シリンダーの可
動部分先端をスイングアーム先端部に摺動自在に
係止し、スイングアーム上をバランスウエイトが
移動し荷重位置を変化させることにより、制御シ
リンダーに始動・制御される加振シリンダーの加
振周波数を可変となしたことを要旨とする油圧消
振バランサーである。
この発明による油圧消振バランサーは、蓄圧器
を接続した加振シリンダーが一種の液体スプリン
グの作用をなし、スイングアーム上に載置したバ
ランスウエイトと共に、質量−スプリングの振動
系を構成しており、共にスイングアーム先端に摺
動自在に係止される制御シリンダーによつて、外
力をこの振動系に与えることにより、加振シリン
ダーは作動する。
を接続した加振シリンダーが一種の液体スプリン
グの作用をなし、スイングアーム上に載置したバ
ランスウエイトと共に、質量−スプリングの振動
系を構成しており、共にスイングアーム先端に摺
動自在に係止される制御シリンダーによつて、外
力をこの振動系に与えることにより、加振シリン
ダーは作動する。
ここで、バランスウエイトの質量をＭ、加振シ
リンダーの等価バネ定数をＫ、その軸方向の変位
量をｘ、加振シリンダーがスイングアームに係止
される点における垂直方向の力をＦ（なお便宜上
制御シリンダーが係止される点を加振シリンダー
と同位置とする）、バランスウエイトの重心位置
における垂直方向の変位量をｙ、同重心位置に作
用する垂直方向の力をF′、スイングアームが軸支
される加振シリンダーの係止点までの距離をl1、
同じくバランスウエイト重心までの距離をl2、時
間をｔとすると、 バランスウエイトの運動方程式は、 Ｍ・（d2y／dt2）＝F′ …(1)式 となり、さらに、ｙ＝ｘ（l2／l1）、F′＝Ｆ（l1／l2
）
であるから、 （l2／l1）Ｍ（d2x／dt2）＝（l1／l2）Ｆ …(2)式 すなわち、バランスウエイトのバネ負荷を考慮
しない運動方程式は、 （l2／l1）2M（d2x／dt2）＝Ｆ …(3)式 となる。
リンダーの等価バネ定数をＫ、その軸方向の変位
量をｘ、加振シリンダーがスイングアームに係止
される点における垂直方向の力をＦ（なお便宜上
制御シリンダーが係止される点を加振シリンダー
と同位置とする）、バランスウエイトの重心位置
における垂直方向の変位量をｙ、同重心位置に作
用する垂直方向の力をF′、スイングアームが軸支
される加振シリンダーの係止点までの距離をl1、
同じくバランスウエイト重心までの距離をl2、時
間をｔとすると、 バランスウエイトの運動方程式は、 Ｍ・（d2y／dt2）＝F′ …(1)式 となり、さらに、ｙ＝ｘ（l2／l1）、F′＝Ｆ（l1／l2
）
であるから、 （l2／l1）Ｍ（d2x／dt2）＝（l1／l2）Ｆ …(2)式 すなわち、バランスウエイトのバネ負荷を考慮
しない運動方程式は、 （l2／l1）2M（d2x／dt2）＝Ｆ …(3)式 となる。
ここで、加振シリンダーがスイングアームに係
止される点に作用するバネ力を考慮して振動系の
運動方程式を求めると、 （l2／l1）2M（d2x／dt2）＋Kx＝Ｆ …(4)式 となる。なお、上記方程式では説明を簡単にする
ために減衰項は省略してある。
止される点に作用するバネ力を考慮して振動系の
運動方程式を求めると、 （l2／l1）2M（d2x／dt2）＋Kx＝Ｆ …(4)式 となる。なお、上記方程式では説明を簡単にする
ために減衰項は省略してある。
従つて、この振動系の固有振動数Ｗは、
Ｗ＝（l1／l2）・√ （Ｋ／Ｍ） …(5)式
で与えられる。
すなわち、この発明による油圧消振バランサー
は、スイングアーム上のバランスウエイトの位置
を調整することにより、スイングアームのてこ比
（l1／l2）を任意に変更できる。
は、スイングアーム上のバランスウエイトの位置
を調整することにより、スイングアームのてこ比
（l1／l2）を任意に変更できる。
したがつて、この油圧消振バランサーを設置す
る船体に発生する振動周波数に対処して、要求さ
れる加振周波数にこの振動系の固有振動数を合致
させるようバランスウエイトのスイングアーム上
での位置調整を行なうことにより、最小限の外力
Ｆで要求される加振力を得ることができる。
る船体に発生する振動周波数に対処して、要求さ
れる加振周波数にこの振動系の固有振動数を合致
させるようバランスウエイトのスイングアーム上
での位置調整を行なうことにより、最小限の外力
Ｆで要求される加振力を得ることができる。
また、例えば、バランスウエイトがスイングア
ーム上を油圧シリンダー等の別動力で摺動移動し
て位置調整及び固定ができるよう構成することに
より、上記バランサーが運転中であつても、加振
周波数を任意に変更できる。
ーム上を油圧シリンダー等の別動力で摺動移動し
て位置調整及び固定ができるよう構成することに
より、上記バランサーが運転中であつても、加振
周波数を任意に変更できる。
また、加振シリンダーを始動制御する制御シリ
ンダーは、電気制御弁で駆動するため、これに電
気信号で制御すると、例えば加振力の大きさは電
気信号の振幅を変更するだけで容易に変えること
ができ、同様に振動位相の制御も容易となる。
ンダーは、電気制御弁で駆動するため、これに電
気信号で制御すると、例えば加振力の大きさは電
気信号の振幅を変更するだけで容易に変えること
ができ、同様に振動位相の制御も容易となる。
実施例
以下にこの発明による油圧消振バランサーの一
実施例を説明する。
実施例を説明する。
装置全体は台座１０上に載置され、この台座１
０は船体等の加振個所に固着される。この台座１
０上に立設した支柱１１にスイングアーム１２が
その一端を軸支される。さらに、スイングアーム
上にアーム方向に移動自在にバランスウエイト１
４が載置してある。一方、加振シリンダー２０が
台座１０上のスイングアーム先端下方にピストン
ロツドを上方に向けて固着してあり、そのロツ
ド、ボア側の各々に蓄圧器２１，２２が接続して
ある。制御シリンダー３０が加振シリンダー２０
と並列させて同様にシリンダーエンドを台座１０
上に固着してあり、接続するサーボ弁３１により
駆動される。上記の各シリンダー２０，３０の可
動部分先端ここではロツド先端をスイングアーム
１２先端部の切欠部１３に嵌入係止してあり、ス
イングアーム１２の揺動時切欠部１３内を各ロツ
ドの係止部が摺動する構成である。また、スイン
グアーム１２上をバランスウエイト１４が移動し
荷重位置を調整できるように、図示しない油圧シ
リンダーでバランスウエイト１４がスイングアー
ム１２上を摺動するよう構成してある。
０は船体等の加振個所に固着される。この台座１
０上に立設した支柱１１にスイングアーム１２が
その一端を軸支される。さらに、スイングアーム
上にアーム方向に移動自在にバランスウエイト１
４が載置してある。一方、加振シリンダー２０が
台座１０上のスイングアーム先端下方にピストン
ロツドを上方に向けて固着してあり、そのロツ
ド、ボア側の各々に蓄圧器２１，２２が接続して
ある。制御シリンダー３０が加振シリンダー２０
と並列させて同様にシリンダーエンドを台座１０
上に固着してあり、接続するサーボ弁３１により
駆動される。上記の各シリンダー２０，３０の可
動部分先端ここではロツド先端をスイングアーム
１２先端部の切欠部１３に嵌入係止してあり、ス
イングアーム１２の揺動時切欠部１３内を各ロツ
ドの係止部が摺動する構成である。また、スイン
グアーム１２上をバランスウエイト１４が移動し
荷重位置を調整できるように、図示しない油圧シ
リンダーでバランスウエイト１４がスイングアー
ム１２上を摺動するよう構成してある。
この振動系を駆動する外力は、油タンク４０か
ら電動機４１で駆動される可変吐出ポンプ４２に
より得られる圧油を、サーボ弁３１を通して制御
し、制御シリンダー３０を駆動することにより得
ている。ここでは、可変吐出ポンプ４２により得
られる圧油の最高圧を制するためのリリーフ弁４
３と、ポンプ４２の吐出量を少なくし駆動エネル
ギーを減少させるための蓄圧器４４を付設してあ
り、さらに、制御シリンダー３０とサーボ弁３１
とを接続する２本の配管の間に、運転を停止する
時や振動位相を変化させるときなどに発生する高
圧油を各々他方へ逃すためのブレーキ弁３２，３
３を設けている。
ら電動機４１で駆動される可変吐出ポンプ４２に
より得られる圧油を、サーボ弁３１を通して制御
し、制御シリンダー３０を駆動することにより得
ている。ここでは、可変吐出ポンプ４２により得
られる圧油の最高圧を制するためのリリーフ弁４
３と、ポンプ４２の吐出量を少なくし駆動エネル
ギーを減少させるための蓄圧器４４を付設してあ
り、さらに、制御シリンダー３０とサーボ弁３１
とを接続する２本の配管の間に、運転を停止する
時や振動位相を変化させるときなどに発生する高
圧油を各々他方へ逃すためのブレーキ弁３２，３
３を設けている。
また、加振シリンダー２０には、蓄圧器２１，
２２を各々シリンダーのロツド側、ボア側に接続
してあるが、さらに、装置を長期間作動させたと
きなど、封入している油量が減少したときこれを
補給して液体スプリングとしての機能を常に一定
に保持するため、パイロツトチエツク弁２３，２
４及びソレノイド弁２５，２６を設けて可変吐出
ポンプ４２に接続してある。
２２を各々シリンダーのロツド側、ボア側に接続
してあるが、さらに、装置を長期間作動させたと
きなど、封入している油量が減少したときこれを
補給して液体スプリングとしての機能を常に一定
に保持するため、パイロツトチエツク弁２３，２
４及びソレノイド弁２５，２６を設けて可変吐出
ポンプ４２に接続してある。
以上の構成において、図示しない電気制御装置
からの電気信号をサーボ弁３１に入力すると、例
えば、制御シリンダー３０のロツド側に圧油が送
られ、このロツドがスイングアーム１２を下方へ
押し下げ、加振シリンダー２０も連動するためボ
ア側に接続した蓄圧器２２を圧縮し、同時にロツ
ド側の圧油圧力を低下させながらロツドが下降
し、これに伴ないスイングアーム１２の先端部も
下方へ移動することにより、バランスウエイト１
４の荷重が下向きに移動する。この後サーボ弁に
与える信号を逆にすれば、制御シリンダー３０及
び加振シリンダー２０は上向きに運動し、サーボ
弁３１に与えられる電気信号に従つてこのバラン
サーは振動を維持し、得られる振動は台座１０を
介して船体に伝達される。
からの電気信号をサーボ弁３１に入力すると、例
えば、制御シリンダー３０のロツド側に圧油が送
られ、このロツドがスイングアーム１２を下方へ
押し下げ、加振シリンダー２０も連動するためボ
ア側に接続した蓄圧器２２を圧縮し、同時にロツ
ド側の圧油圧力を低下させながらロツドが下降
し、これに伴ないスイングアーム１２の先端部も
下方へ移動することにより、バランスウエイト１
４の荷重が下向きに移動する。この後サーボ弁に
与える信号を逆にすれば、制御シリンダー３０及
び加振シリンダー２０は上向きに運動し、サーボ
弁３１に与えられる電気信号に従つてこのバラン
サーは振動を維持し、得られる振動は台座１０を
介して船体に伝達される。
この発明による油圧消振バランサーは、上述し
たように、バランスウエイト１４の位置調節によ
りその振動系の固有振動数を変えることができ、
この固有振動数をサーボ弁３１に入力する電気信
号の周波数に近づけることができ、バランサーの
振動を維持するのに要するエネルギーは最小限で
よく、エネルギーの浪費がない。
たように、バランスウエイト１４の位置調節によ
りその振動系の固有振動数を変えることができ、
この固有振動数をサーボ弁３１に入力する電気信
号の周波数に近づけることができ、バランサーの
振動を維持するのに要するエネルギーは最小限で
よく、エネルギーの浪費がない。
さらに実施例では、圧油が加振シリンダーの駆
動開始時には高圧−低吐出量、定常運転時には低
圧力−高吐出量となるように、可変吐出ポンプを
使用し、ポンプを駆動する電動機の消費電力が最
少となるよう構成してあり、消振運転に要するコ
ストが従来の電動式消振バランサーに比較して著
しく低減できる。
動開始時には高圧−低吐出量、定常運転時には低
圧力−高吐出量となるように、可変吐出ポンプを
使用し、ポンプを駆動する電動機の消費電力が最
少となるよう構成してあり、消振運転に要するコ
ストが従来の電動式消振バランサーに比較して著
しく低減できる。
第１図は従来の電動式消振バランサーの回転体
の説明図、第２図は第１図における回転体で得ら
れる力の説明図である。第３図はこの発明による
油圧消振バランサーの油圧回路図である。 図中、１０……台座、１１……支柱、１２……
スイングアーム、１４……バランスウエイト、２
０……加振シリンダー、２１，２２……蓄圧器、
３０……制御シリンダー、３１……サーボ弁、４
２……可変吐出ポンプ。
の説明図、第２図は第１図における回転体で得ら
れる力の説明図である。第３図はこの発明による
油圧消振バランサーの油圧回路図である。 図中、１０……台座、１１……支柱、１２……
スイングアーム、１４……バランスウエイト、２
０……加振シリンダー、２１，２２……蓄圧器、
３０……制御シリンダー、３１……サーボ弁、４
２……可変吐出ポンプ。
Claims (1)
- １ 船体等の加振個所に固着するための台座上に
立設した支柱に一端を軸支されるスイングアーム
と、スイングアーム上にアーム方向に移動自在に
載置したバランスウエイトと、台座上に固着しロ
ツド、ボア側の各々に蓄圧器を接続した加振シリ
ンダーと、台座上に加振シリンダーと並列固着し
電気制御弁により駆動される制御シリンダーとか
ら構成され、上記の各シリンダーの可動部分先端
をスイングアーム先端部に摺動自在に係止し、ス
イングアーム上をバランスウエイトが移動し荷重
位置を変化させることにより、制御シリンダーに
始動・制御される加振シリンダーの加振周波数を
可変となした油圧消振バランサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20322682A JPS5993544A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 油圧消振バランサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20322682A JPS5993544A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 油圧消振バランサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5993544A JPS5993544A (ja) | 1984-05-30 |
| JPH023066B2 true JPH023066B2 (ja) | 1990-01-22 |
Family
ID=16470537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20322682A Granted JPS5993544A (ja) | 1982-11-18 | 1982-11-18 | 油圧消振バランサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5993544A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3843676A1 (de) * | 1988-12-23 | 1990-07-05 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schwingungstilger |
| DE102004006132A1 (de) * | 2004-02-07 | 2005-08-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Schwingungstilger mit einer Tilgermasse |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5950243A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 動吸振器 |
-
1982
- 1982-11-18 JP JP20322682A patent/JPS5993544A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5993544A (ja) | 1984-05-30 |
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