(57)【要約】【課題】振動体の振幅が比較的小さい場合であっても振動体の振動を効率よく制振できる制振装置を提供する。【解決手段】初速を付加された後の質量体４が振動体７に作用する振動外力Ｆにより振動体７の振動数と同じ振動数で回転軸３周りに一方向に回転を維持して且つ質量体４の重心Ｇが振動外力Ｆと逆方向となる状態を維持する構成を有した制振装置１において、振動体７と回転軸３との間に変位拡大機構８を配置して、この変位拡大機構８が振動体７に対して回転軸３を振動体７の振動方向と平行な方向に変位可能とする変位部と、この変位部により移動する回転軸３を予め定められた初期位置に戻す復元力を発生させる復元部とを有する。【選択図】図１
2020026853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動体の振動方向と直角となる方向を軸方向として延設される回転軸と、この回転軸に設置されていて前記回転軸の回転中心から離れた位置に重心を有する質量体と、前記回転軸を中心とする回転運動の初速を前記質量体に付加した後に停止する起動機構とを備えていて、前記初速を付加された後の前記質量体が、前記振動体の振動数と同じ振動数で一方向に回転を維持して、且つ前記質量体の重心が前記振動体に作用している振動外力と逆方向となる状態を維持する構成を有した制振装置において、
前記振動体と前記回転軸との間に配置される変位拡大機構を備えていて、
前記変位拡大機構が、前記振動体に対して前記回転軸を前記振動体の振動方向と平行な方向に変位可能とする変位部と、この変位部により移動する前記回転軸を予め定められた初期位置に戻す復元力を発生させる復元部とを有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記変位拡大機構が、前記振動体に設置される接触板と、この接触板と前記回転軸との間に配置される底板と、前記接触板と前記底板との間に配置される板バネとを備えていて、
前記振動体の振動方向と平行な方向において前記接触板に対して前記底板を変位可能とする構成を前記板バネが有している請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記変位拡大機構が前記回転軸の軸方向に沿って延設される柱状部材を備えていて、
前記柱状部材が、前記回転軸と前記接触板との間に配置されるとともに途中部分を前記底板に支持されていて、前記振動体の振動方向と平行な方向に傾動可能に構成される請求項２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記変位部が、前記回転軸の軸方向と直交する第一方向と、この第一方向および前記回転軸の軸方向と直交する第二方向とに前記回転軸を変位可能とする構成を有する請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。
【請求項５】
前記変位拡大機構が前記復元部の復元力の大きさを変化させる調整部を有する請求項１〜４のいずれかに記載の制振装置。
【請求項６】
前記振動体の振動数を取得する取得部と、この取得部で取得する値に応じて前記調整部を制御する制御部とを備えていて、
前記質量体が回転を維持している最中に前記制御部からの指令により前記調整部が復元力の大きさを変化させる構成を有する請求項５に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動体に取り付けてこの振動体の振動を制振する制振装置に関するものであり、詳しくは振動体の振幅が比較的小さい場合であっても振動体の振動を効率よく制振できる制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、複数のセンサの設置や複雑な制御を行うことなく振動体の振動を自動的に制振できる制振装置を既に提案している（例えば特許文献１参照）。特許文献１は、回転軸を中心に自由に回転可能な質量体と、この質量体に回転運動の初速を与える起動機構とを備える制振装置を提案する。起動機構により回転運動を開始した質量体が振動体の振動に自動的に同調して一方向にその回転を維持するので、制振装置は制振効果を得ることができる。
【０００３】
特許文献１に記載の制振装置は、振動体から回転軸に伝達される水平方向の振動外力により質量体がその回転を維持する。出願人は実験により振動体の振幅が小さ過ぎる場合は、質量体がその回転を維持できないことを発見した。つまり振動体の振幅が所定の値よりも小さいとき、起動機構により初速を与えられた質量体はその後、軸受等の回転抵抗により同期回転を維持できずに停止してしまうことを発見した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特開２０１３−５０１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は振動体の振幅が比較的小さい場合であっても振動体の振動を効率よく制振できる制振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための制振装置は、振動体の振動方向と直角となる方向を軸方向として延設される回転軸と、この回転軸に設置されていてこの回転軸の回転中心から離れた位置に重心を有する質量体と、前記回転軸を中心とする回転運動の初速を前記質量体に付加した後に停止する起動機構とを備えていて、前記初速を付加された後の前記質量体が、前記振動体の振動数と同じ振動数で一方向に回転を維持して、且つ前記質量体の重心が前記振動体に作用している振動外力と逆方向となる状態を維持する構成を有した制振装置において、前記振動体と前記回転軸との間に配置される変位拡大機構を備えていて、前記変位拡大機構が、前記振動体に対して前記回転軸を前記振動体の振動方向と平行な方向に変位可能とする変位部と、この変位部により移動する前記回転軸を予め定められた初期位置に戻す復元力を発生させる復元部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、変位拡大機構により振動体の振幅よりも回転軸および質量体の振幅を大きくすることができる。回転軸および質量体の振幅を増幅できるので、振動体の振幅が小さい場合であっても制振装置は質量体の回転を維持しやすくなり、振動体の振動を効率よく制振できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の制振装置を斜視で例示する説明図である。
【図２】図１の制振装置の作動状態を例示する説明図である。
【図３】振動体と回転軸等の振動の状態を例示するグラフである。
【図４】図１の制振装置の変形例を例示する説明図である。
【図５】図４の制振装置の作動状態を例示する説明図である。
【図６】振動体における振動数と振幅の関係を例示するグラフである。
【図７】変位拡大機構の変形例を例示する説明図である。
【図８】変位拡大機構の変形例を例示する説明図である。
【図９】変位拡大機構の変形例を例示する説明図である。
【図１０】調整部の動作を例示する説明図である。
【図１１】振動体と回転軸等の振動の状態を例示するグラフである。
【図１２】図９の変位拡大機構の変形例を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の制振装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。図中では水平面内における第一方向を矢印ｘ、この第一方向を直角に横断する第二方向を矢印ｙ、上下方向を矢印ｚで示している。
【００１０】
図１に例示するように本発明の制振装置１は、水平面と平行な平板状の底板２と、この底板２の上面に立設される回転軸３と、この回転軸３に固定される質量体４と、回転軸３に連結されていて回転軸３に回転力を付加する起動機構５とを備えている。この実施形態では回転軸３の一部および質量体４は、円柱形状で内部に空洞を有するケース６の中に配置されている。図１では説明のためケース６を破線で示している。ケース６は本発明の必須の要件ではない。制振装置１がケース６を備えない構成としてもよい。
【００１１】
底板２は、第一方向ｘおよび第二方向ｙで形成される水平面と平行となる状態で配置されている。
【００１２】
回転軸３は軸方向が底板２の水平面と直角となる状態で延設されている。この回転軸３は底板２およびケース６に対して、例えばボールベアリング等を介して設置されている。回転軸３は、その中心軸を中心に回転可能な状態で底板２等に設置されている。
【００１３】
この実施形態では質量体４は平面視で扇型となる形状に形成されている。この質量体４の重心Ｇは、回転軸３の軸方向に直角となる方向に離れた位置にある。質量体４の形状は上記に限らず、回転軸３の回転中心から離れた位置に重心Ｇを有する形状であればよく、例えば直方体や球体で構成してもよい。質量体４は回転軸３に固定されていて、回転軸３の中心軸まわりに回転軸３とともに回転可能に構成されている。
【００１４】
起動機構５は例えば電動モータや油圧モータ等で構成することができる。起動機構５は、回転軸３をその中心軸まわりに回転させる回転運動の初速を付加した後に停止する構成を有している。起動機構５は例えば回転軸３に連結される電動モータと、回転運動の初速を回転軸３に加えた後に電動モータと回転軸３との連結を解除するクラッチとを備える構成にしてもよい。起動機構５により回転運動の初速を付加された回転軸３は、回転軸３の中心軸まわりに質量体４とともに自由回転する。起動機構５は回転軸３を介して間接的に回転運動の初速を質量体４に付加しているといえる。
【００１５】
この実施形態では回転軸３の上方に起動機構５が設置されている。このとき起動機構５はケース６に設置される。本発明はこの構成に限定されない。起動機構５を回転軸３の下方に設置してもよい。このとき起動機構５を底板２に設置してもよい。
【００１６】
回転軸３に対してその軸周りに質量体４が回転可能な構成にしてもよい。つまりケース６に対して回転軸３が固定された状態であり、質量体４のみが回転軸３の中心軸まわりに回転運動を行う構成にしてもよい。この場合、起動機構５は回転運動の初速を質量体４に直接付加する構成とする。例えば空気を噴射するエアコンプレッサ等で起動機構５を構成して、エアコンプレッサで噴射した空気により質量体４に回転運動の初速を付加する構成とすることができる。
【００１７】
制振装置１は振動体７に設置される。本明細書において振動体７とは、例えば舶用ディーゼルエンジンや発電用タービンや洗濯機など振動を発生させる振動源、またはこれらの振動源からの振動が伝達されて振動する床部材や構造物を総称する概念である。
【００１８】
制振装置１は、振動体７と回転軸３との間に設置される変位拡大機構８を備えている。この実施形態では変位拡大機構８は、振動体７と直接接触して振動体７に固定される接触板９と、この接触板９と底板２との間に配置される複数の板バネ１０とを備えている。平面視において四角形に形成される底板２および接触板９の四隅に、板バネ１０がそれぞれ設置されている。本発明において接触板９は必須の要件ではない。接触板９を介さずに、板バネ１０を直接振動体７に取り付ける構成にしてもよい。
【００１９】
板バネ１０は第二方向ｙおよび上下方向ｚで構成される面と平行な平面を有していて第一方向ｘを厚さ方向とする状態で配置されている。板バネ１０は第一方向ｘに沿って変形可能に構成されている。この板バネ１０により、底板２や回転軸３が第一方向ｘに沿って変位可能となる。
【００２０】
変位拡大機構８の構成は上記に限定されない。振動体７に対して回転軸３を振動体７の振動方向と平行な方向に変位可能とする変位部と、この変位部により移動する回転軸３を予め定められた初期位置に戻す復元力を発生させる復元部とを変位拡大機構８は有していればよい。この実施形態では変位拡大機構８の変位部と復元部との両方の機能を板バネ１０が発揮する。本明細書において初期位置とは、振動体７に振動が発生していない状態で且つ質量体４が回転運動を行わずに停止している状態における振動体７、底板２および回転軸３の位置をいう。
【００２１】
振動体７である舶用ディーゼルエンジン等が始動して振動が発生したとき、振動体７に予め設置されている制振装置１を作動させる。制振装置１は、まず起動機構５により質量体４に回転運動の初速を付加する。起動機構５がその後停止するので、質量体４は回転軸３を中心に自由回転する。振動体７の第一方向ｘに沿った振動により回転軸３は第一方向ｘに沿って往復動する。回転軸３の往復動により回転運動を行っている質量体４に外力が発生する。この外力の影響により、質量体４の回転数（振動数）が振動体７の振動数に近づいていき、最終的には質量体４と振動体７の振動数が等しくなる。つまり振動体７の振動に質量体４の回転が同調する状態となる。質量体４は振動体７から伝達される外力により一方向の回転運動を維持する。
【００２２】
回転軸３の軸受などの摩擦抵抗により質量体４の回転運動は減衰するが、振動体７から伝達される外力によりこの減衰分が補われる。そのため振動体７の振動が継続している間は、質量体４が回転運動を維持し続ける。
【００２３】
振動体７の振動に同調して質量体４が回転運動を行っている状態を図２に例示する。図２では説明のため第一方向ｘにおける回転軸３の中心の位置Ｐ１および接触板９の中心の位置Ｐ２を一点鎖線で示している。また振動体７が振動せず停止している状態で且つ質量体４が回転せずに停止している状態のときの回転軸３および接触板９の中心の位置を初期位置Ｐ０として一点鎖線で示している。この初期位置Ｐ０に対して振動体７が振動外力に
より第一方向ｘに沿って振動して、この振動体７の振動にともない回転軸３が第一方向ｘに沿って振動する。
【００２４】
図２は振動体７作用する振動外力Ｆが図２の右向きに発生している状態を示している。振動体７が例えば舶用ディーゼルエンジンの場合は複数のピストンの往復動による振動などが振動外力Ｆとして振動体７に作用する。制振装置１および振動体７を含む振動系全体における一次の共振点より高い振動数で、制振装置１を作動させることが好ましい。この一次の共振点よりも高い振動数で振動体７が振動している場合は、振動外力Ｆが作用する方向と、初期位置Ｐ０に対する振動体７や回転軸３や質量体４の位置する方向とが逆方向となる。
【００２５】
振動外力Ｆが図２の右向きに作用して振動外力Ｆの大きさが最大となる瞬間において、振動体７に固定されている接触板９は初期位置Ｐ０の左方の位置Ｐ２にある。同様に底板２および回転軸３は初期位置Ｐ０の左方の位置Ｐ１にある。第一方向ｘに沿う方向において、振動外力Ｆが作用する方向と振動体７および回転軸３等が変位する方向とは互いに逆方向となる。
【００２６】
振動外力Ｆが右方に作用しているとき、質量体４の重心Ｇは回転軸３の左方に位置する。第一方向ｘに沿う方向において、振動外力Ｆが作用する方向と質量体４が位置する方向とは互いに逆方向となる。つまり振動外力Ｆが作用する振動の位相と、振動体７および回転軸３および質量体４の振動の位相とが１８０度ずれた状態となる。
【００２７】
振動体７が振動しているとき、底板２と回転軸３と質量体４とは慣性力を持ち、変位拡大機構８を構成する板バネ１０は復元力を持っている。振動外力Ｆにより振動体７および変位拡大機構８が振動する場合に、振動外力Ｆが図２の左向きに作用しているときは振動体７と質量体４とが初期位置Ｐ０の右方に位置する。一自由度系の振動を行う振動体７に制振装置１を設置すると、振動体７と制振装置１とを含む振動系全体としては二自由度系の振動となる。
【００２８】
振動系全体における一次の共振点よりも高い振動数で振動体７が振動している場合は、振動体７に作用する振動外力Ｆの方向と回転軸３の変位の方向とが逆方向になり、しかも振動体７の振幅よりも、変位拡大機構８の板バネ１０により回転軸３等の振幅の方が大きくなる。
【００２９】
図３に振動体７および回転軸３等の振動の状態を示す。図３において実線は振動体７の振動を示し、一点鎖線は回転軸３等の振動を示す。図３のグラフの縦軸は振動の振幅Ａ（ｍｍ）を、横軸は経過時間Ｔ（ｓｅｃ）を示している。図３のグラフの振幅Ａが０となる位置が初期位置Ｐ０である。
【００３０】
図３に実線で示すように制振装置１が作動する前の状態では振動体７の振幅はＡ０となっている。起動機構５により質量体４に回転運動の初速を加えると、比較的短い過渡状態を経て質量体４の回転運動により振動体７の振幅がＡ１まで抑制される。
【００３１】
図３に一点鎖線で示すように回転軸３等の振幅はＡ２となっている。変位拡大機構８により回転軸３等は変位量を増幅されているので、振動体７の振幅Ａ１よりも回転軸３等の振幅Ａ２の方が大きくなる。また変位拡大機構８が変位する際に抵抗等があるため、振動体７の振動の位相に対して回転軸３等の振動の位相にわずかな遅れが生じている。
【００３２】
従来の制振装置では質量体４の回転運動を維持できないほど振動体７の振幅が小さい場合であっても、この振幅を変位拡大機構８で増幅できる。回転軸３等の振幅が増幅される
ので質量体４の回転運動を維持しやすくなる。振動体７の振幅が比較的小さい場合であっても制振装置１による制振効果を得るには有利である。
【００３３】
第一方向ｘの振動に対する制振効果について説明したが、制振装置１は第二方向ｙの振動に対しても制振効果を得ることができる。つまり第一方向ｘと第二方向ｙとで形成される水平面内のいずれの方向の振動に対しても制振効果を得ることができる。ただしこの実施形態では変位拡大機構８は第二方向ｙには変位を増幅できないので、第二方向ｙの振動に対しては質量体４の回転による制振効果のみを得ることができる。
【００３４】
制振装置１により制振できる振動の方向は水平方向に限定されない。回転軸３の軸方向が水平方向となる状態で制振装置１を振動体７に設置すれば、振動体７の上下方向ｚの振動を制振することができる。
【００３５】
図４に例示するように変位拡大機構８が、回転軸３の軸方向に沿って延設される柱状部材１１を備える構成にしてもよい。図１に例示する実施形態と比べると、回転軸３の軸方向において回転軸３および質量体４は振動体７から離れた位置となる。
【００３６】
図５に例示するように柱状部材１１は、回転軸３と接触板９との間に配置されている。接触板９に立設される柱状部材１１は、支持部１２により下端を支持されている。支持部１２は、柱状部材１１が少なくとも第一方向ｘに沿って傾動可能な状態に柱状部材１１の下端を支持する。
【００３７】
柱状部材１１の上端は、連結部１３を介して回転軸３を支持している。回転軸３の軸方向において、連結部１３は回転軸３や質量体４等の荷重を支持する。一方で連結部１３は、回転軸３の中心軸周りの回転を柱状部材１１に伝達しない。制振装置１がケース６を備える場合は、連結部１３がケース６の底面を支持する構成にしてもよい。連結部１３が、柱状部材１１の傾きを回転軸３等に伝達しない構成を有していてもよい。この場合は柱状部材１１の傾きに関わらず、回転軸３の軸方向は例えば上下方向ｚなど一定に維持される。
【００３８】
柱状部材１１の途中部分は、中間支持部１４を介して底板２に支持されている。中間支持部１４は、柱状部材１１が少なくとも第一方向ｘに沿って傾動可能な状態に柱状部材１１の途中部分を支持する。また中間支持部１４は、柱状部材１１がその軸方向に移動することを許容する。中間支持部１４は、例えば底板２に形成される貫通孔で構成することができる。図５では説明のため第一方向ｘにおける底板２の中心の位置Ｐ１’を一点鎖線で示している。
【００３９】
振動外力Ｆが図５の右向きに発生しているとき、接触板９は初期位置Ｐ０の左方の位置Ｐ２にある。同様に底板２も初期位置Ｐ０の左方の位置Ｐ１’にある。柱状部材１１の下端となる支持部１２よりも途中部分となる中間支持部１４の方が図５の左方に位置する状態となる。そのため柱状部材１１の上端は位置Ｐ１’よりもさらに図５の左方に位置する状態となる。
【００４０】
柱状部材１１の上方に配置される回転軸３の位置Ｐ１は、底板２の位置Ｐ１’よりもさらに図５の左方となる。変位拡大機構８が柱状部材１１を備える構成により、図２に例示する実施形態よりも回転軸３の変位量を更に増加させることができる。柱状部材１１において、支持部１２から中間支持部１４の距離に対して、連結部１３から中間支持部１４の距離を大きくするほど回転軸３の変位量を増加させることができる。
【００４１】
回転軸３や質量体４等の重量に対して柱状部材１１が十分な剛性を有していて、柱状部
材１１の傾動にともない変形することがない部材で柱状部材１１を構成してもよい。また柱状部材１１が傾動する方向にたわむ構成を有していてもよい。柱状部材１１が例えば第一方向ｘにたわむ構成により、回転軸３の変位量をさらに大きくすることができる。
【００４２】
変位拡大機構８の構成は上記に限定されない。傾動可能に配置される柱状部材１１の上端に回転軸３および質量体４等を配置される倒立振子の構成に加えて、柱状部材１１の途中部分が支持される構成を有していればよい。
【００４３】
本発明の制振装置１の制振効果を確認するため、図４および図５に例示する実施形態の制振装置１を使用して実験を行った。実験では回転軸を連結されたモータと、この回転軸の中心軸から離れた位置に重心のあるおもりとを組み合わせて振動体７を構成した。モータの回転数の値に応じて、振動体７の振動数および振幅を変化させることができる。実験ではおもりの質量を２０ｇとした。
【００４４】
振動体７の振動数とこの振動数に対応する振幅の関係を図６に破線で示している。図６のグラフの縦軸は振動体７の振幅Ａ（ｍｍ）を、横軸は振動体７の振動数ｆ（Ｈｚ）を示している。例えばモータの回転数を調整して振動体７の振動数ｆを８Ｈｚとしたとき、振動体７の振幅Ａは０．０９ｍｍとなる。
【００４５】
この振動体７に制振装置１を設置して制振効果を測定した。実験では制振装置１の質量体４の質量を１６ｇとした。まず比較例として変位拡大機構８の変位部を固定して、制振装置１が変位拡大機構８を備えていない場合と同じ状態とした。この制振装置１では起動機構５により質量体４に回転運動の初速を与えても、質量体４の回転は維持されず停止してしまった。つまり質量体４の回転が振動体７の振動と同調することがなかった。振動体７の振幅Ａおよび振動数ｆが図６の破線で示す状態にあるときは、いずれの場合においても質量体４の回転が維持されなかった。振動体７の振幅Ａが０．１０ｍｍ以下の範囲では質量体４の回転が維持されず、制振効果が得られないことがわかった。
【００４６】
次に変位部の固定を解除して変位拡大機構８が機能する状態とした。この制振装置１では起動機構５により回転運動の初速を与えられた質量体４が、振動体７の振動に同調して一方向の回転を維持した。このときの振動体７の振幅Ａを図６の実線で示す。図６から明らかなように振動体７の振幅はいずれの振動数ｆにおいても０．０４ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度となった。制振装置１により振動体７の振幅Ａが半分程度に抑制できることがわかった。
【００４７】
上記実験により、変位拡大機構８を備える制振装置１は、振動体７の振幅が比較的小さい場合であっても制振効果を得られることがわかった。
【００４８】
変位拡大機構８は、振動体７の振動方向に沿って回転軸３および質量体４を移動可能とする構成を有していればよく、その構造等は限定されない。図７に例示するように変位拡大機構８は、鋼板とゴム板とを交互に複数積層して構成される積層ゴム１５で構成してもよい。積層ゴム１５は例えば底板２と接触板９との間に配置できる。図７では説明のため底板２の上面に配置される回転軸３やケース６等を省略している。
【００４９】
積層ゴム１５は、接触板９に対して底板２を水平方向に変位可能とする変位部と、接触板９に対する底板２の位置を初期位置Ｐ０に戻す復元力を発生させる復元部との両方の機能を発揮する。積層ゴム１５は第一方向ｘおよび第二方向ｙのいずれにも変位できる。そのため制振装置１は第一方向ｘおよび第二方向ｙで形成される水平面内のいずれの方向の振動に対しても、回転軸３等の変位を増幅するとともに制振効果を得ることができる。
【００５０】
積層ゴム１５の減衰は比較的小さく構成することが望ましい。減衰が大きいほど振動体７の振動の位相に対して回転軸３等の振動の位相が遅れるためである。具体的には減衰比の小さいゴム板で積層ゴム１５を構成することが望ましい。
【００５１】
図８に例示するように変位拡大機構８は複数の丸棒１５ａで構成してもよい。この丸棒１５ａは、平面視において四角形に形成される底板２および接触板９の四隅にそれぞれ設置されている。丸棒１５ａは、その軸方向が回転軸３の軸方向と平行となる状態で配置されている。丸棒１５ａはたわむことにより、接触板９に対して底板２を変位可能とする変位部と、底板２に復元力を発生させる復元部との両方の機能を発揮する。
【００５２】
そのため積層ゴム１５と同様に、制振装置１は第一方向ｘおよび第二方向ｙで構成される平面内のいずれの方向の振動に対しても、回転軸３等の変位を増幅するとともに制振効果を得ることができる。丸棒１５ａの数は四本に限定されない。また丸棒１５ａを配置する位置は底板２等の四隅に限定されない。底板２を振動方向に沿って変位可能な状態で支持するとともに復元力を発生させる構成であれば、丸棒１５ａを三本以下としてもよく五本以上としてもよい。
【００５３】
図９に例示するように変位拡大機構８の変位部８ａは、上下方向ｚに積層される一対のプレート１６と、このプレート１６の間に配置される円柱形状のローラ１７とを備えるスライダーで構成してもよい。変位部８ａは、上方プレート１６ａと下方プレート１６ｂとの間に、中心軸が第一方向ｘと平行となる状態で回転可能に配置される複数の円柱形状のローラ１７が配置されている。図９では説明のため上方プレート１６ａに隠れる部材の一部を破線で示している。
【００５４】
変位拡大機構８の復元部８ｂは、シリンダの中に空気等の圧縮性流体を封入して構成する空気ばねで構成してもよい。この空気ばねは第二方向ｙに沿って伸縮可能な状態で配置されている。復元部８ｂは、シリンダの一端と上方プレート１６ａとを連結する固定部材１８と、シリンダの他端と下方プレート１６ｂとを連結する固定部材１８とで変位部８ａに固定されている。
【００５５】
図９に例示する変位拡大機構８は、複数のローラ１７の上を上方プレート１６ａが第二方向ｙに移動することで、上方プレート１６ａの上面に配置される回転軸３等を水平方向に変位させる。上方プレート１６ａの移動にともない空気ばねが収縮または伸長すると、復元部８ｂはこの伸縮を戻す方向に復元力を発生させる。
【００５６】
振動体７の振動が例えば第二方向ｙなど一方向に決まっていて、途中で変化しない場合には、図９に例示する変位拡大機構８を採用することができる。図９に例示する変位拡大機構８は、変位部８ａの変位量を大きくしやすい。また復元部８ｂは封入されている気体の圧力の変更等により復元力の大きさを調整しやすい。
【００５７】
図９に例示する変位拡大機構８を二つ積層して使用してもよい。具体的には第二方向ｙに変位可能な変位拡大機構８と、第一方向ｘに変位可能な変位拡大機構８と積層して構成する。この構成によれば変位拡大機構８は、水平面内のいずれの方向にも変位することが可能となる。
【００５８】
上方プレート１６ａを底板２で構成してもよい。また下方プレート１６ｂを接触板９で構成してもよい。変位拡大機構８を比較的小さく構成することができる。
【００５９】
変位部８ａの構成は上記に限定されない。振動体７の振動方向に沿って回転軸３等を変位できる構成であれば他の構造を採用してもよい。図４および図５に例示する実施形態と
同様に柱状部材１１を積層ゴム１５や丸棒１５ａやスライダーと組み合わせる構成にしてもよい。これにより柱状部材１１が第一方向ｘに沿った方向に加えて第二方向ｙに沿った方向にも傾動可能となる。
【００６０】
また復元部８ｂの構成は上記に限定されない。変位部８ａにより発生した変位を元の位置に戻せる構成であれば他の構造を採用してもよい。
【００６１】
図１０に例示するように変位拡大機構８が、復元部８ｂの復元力の大きさを変化させる調整部１９を有する構成にしてもよい。この実施形態では調整部１９は、底板２を貫通する状態で配置されている板バネ１０を底板２に固定する調整ネジで構成されている。
【００６２】
底板２の側部に配置されている調整ネジを緩めると、板バネ１０と底板２との固定が解除されるので、板バネ１０に対して底板２が上下方向ｚに沿って移動可能な状態となる。例えば底板２を下方に移動させた後に調整ネジを締めて底板２を固定する。図１０に例示するように底板２と接触板９との間の板バネ１０の長さが短くなる。そのため板バネ１０の復元力が大きくなる。
【００６３】
調整部１９により復元部８ｂの復元力を大きくできるので、制振装置１および振動体７を含む振動系全体の二次モードの共振振動数を高くすることができる。
【００６４】
調整部１９により復元力を比較的大きく調整した場合と、復元力を比較的小さく調整した場合の制振装置１による制振効果を図１１に示す。図１１のグラフの縦軸は振動体７の振幅Ａ（ｍｍ）を、横軸は振動体７の振動数ｆ（Ｈｚ）を示している。
【００６５】
図１１の破線は振動体７の振幅Ａと振動数ｆとの関係を示している。図１１の実線は復元力が比較的小さく調整された制振装置１による制振効果を示している。振動体７の振動数ｆが１５Ｈｚを超えると振動体７の振幅Ａが大きくなり、制振効果が得られにくいことがわかる。これは振動体７の振動数ｆが、振動系全体の二次の共振振動数に近づくためと考えられる。
【００６６】
図１１の一点鎖線は復元力が比較的大きく調整された制振装置１による制振効果を示している。振動体７の振動数ｆが３０Ｈｚに近づく範囲まで振動体７の振幅Ａを小さく抑制していて、制振効果が得られていることがわかる。調整部１９により復元力を調整することで、振動体７の振動数が比較的高い場合であっても制振装置１による制振効果を得やすくなる。
【００６７】
一方で調整部１９により復元力を大きくし過ぎると、変位部８ａによる変位量が小さくなる。回転軸３等の変位量を大きくする機能が低下するので、振動体７の振動数が比較的低いときに制振効果を得にくくなる。
【００６８】
図４および図５に例示する実施形態において調整部１９を組み合わせた場合は、接触板９に底板２が接近するほど、柱状部材１１を有する変位部８ａによる変位量が大きくなる。そのため振動体７の振動数が比較的低い場合および比較的高い場合のいずれにおいても制振装置１による制振効果を得やすくなる。
【００６９】
図１２に例示するように空気ばねで復元部８ｂを構成して、空気ばねの圧力を調整する機器で調整部１９を構成してもよい。空気ばねの圧力の調整により比較的簡単に復元部８ｂの復元力を変更することができる。
【００７０】
制振装置１が作動して制振している最中に、調整部１９により復元力を変更する構成に
してもよい。この実施形態では振動体７の振動数ｆを直接または間接に取得する取得部２０と、この取得部２０で取得する値に応じて調整部１９を制御する制御部２１とを制振装置１は備えている。制御部２１は、調整部１９および取得部２０とそれぞれ信号線で接続されている。図１２では説明のため信号線を一点鎖線で示している。
【００７１】
この実施形態では取得部２０は下方プレート１６ｂに固定されている。下方プレート１６ｂは振動体７に直接的に設置されるので、振動体７の振動数を取得部２０で正確に取得するには有利である。取得部２０は例えば加速度センサで構成することができる。取得部２０は加速度センサに限定されず、振動体７の振動数を取得できる構成を有していればよい。
【００７２】
取得部２０で取得される振動数が比較的低いときは、この振動数に基づき制御部２１が調整部１９を制御して、復元力を比較的小さい状態に維持する。例えば調整部１９が復元部８ｂのシリンダから気体を抜けば容易に復元力を小さくできる。復元力が小さいほど変位部８ａの変位量を大きくできるので、振幅の小さい振動に対する制振効果を得やすくなる。
【００７３】
取得部２０で取得される振動数が比較的高いときは、この振動数に基づき制御部２１が調整部１９を制御して、復元力を比較的大きい状態とする。例えば制御部２１からの指令に基づき調整部１９が復元部８ｂのシリンダに気体を供給する構成とすれば、復元部８ｂの復元力を容易に大きくすることができる。復元力が大きいほど制振装置１および振動体７を含む振動系全体の二次の共振振動数が高くなる。振動系全体として共振し難くなるので、制振装置１により制振効果を得やすくなる。
【００７４】
取得部２０で取得される振動数が予め定められた閾値を超えたときに復元力を増加させて、振動数が閾値以下となったときに復元力を元の状態に戻す制御を制御部２１が行う構成にしてもよい。
【００７５】
制振装置１が取得部２０および制御部２１を備える構成により、例えば舶用ディーゼルエンジンなど振動している最中にその振動数が変化するような振動体７に対して、効率よく制振することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１     制振装置
２     底板
３     回転軸
４     質量体
５     起動機構
６     ケース
７     振動体
８     変位拡大機構
８ａ   変位部
８ｂ   復元部
９     接触板
１０   板バネ
１１   柱状部材
１２   支持部
１３   連結部
１４   中間支持部
１５   積層ゴム
１５ａ 丸棒
１６   プレート
１６ａ 上方プレート
１６ｂ 下方プレート
１７   ローラ
１８   固定部材
１９   調整部
２０   取得部
２１   制御部
ｘ     第一方向
ｙ     第二方向
ｚ     上下方向
Ｇ     重心
Ｆ     振動外力
Ｐ０   初期位置
Ｐ１   （回転軸の中心の）位置
Ｐ１’ （底板の中心の）位置
Ｐ２   （接触板の中心の）位置
Ａ     振幅
Ａ０   （振動体の制振前の）振幅
Ａ１   （振動体の制振後の）振幅
Ａ２   （回転軸等の）振幅
ｆ     振動数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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