JPH0754928A - 動的不釣り合いのある回転ローターの振動伝播に対する対抗方法、および回転力ベクトルおよび振動偶力の発生装置 - Google Patents
動的不釣り合いのある回転ローターの振動伝播に対する対抗方法、および回転力ベクトルおよび振動偶力の発生装置Info
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Abstract
振動の支持構造体を通る伝播に対抗する方法を改良し、
また回転力ベクトルおよび振動偶力を発生させる改良し
た装置を提供する。 【構成】 この方法は支持構造体に複数の非同芯の回転
可能な偏芯質量体を有するモジュール21A〜21Fを
取り付け、前記偏芯質量体の各々を同じ角速度でロータ
ーとして協動回転させる。前記質量体の各々の角度位置
は前記ローターの角度位置に関して制御され、これによ
り前記ローターからの前記支持構造体を通る振動伝達に
対抗する回転慣性力のパターンを発生させることを特徴
とする。この装置は、同一角速度で協動回転する複数の
非同芯な複数の偏芯質量体を有するモジュール21A〜
21F、および各質量体の角度位置を個別に制御するた
めの手段を含む。各々の偏芯質量体の角度位置が選択的
に制御されて、所望の回転力ベクトルおよび所望の振動
偶力を発生させる。
Description
生装置の分野に係わり、更に詳しくは回転力および偶力
の発生装置の改良および動的不釣り合いのある回転ロー
ターからの支持構造体を通る振動伝播に対抗する方法の
改良に関する。
の振動抑制は後部エンジンマウントを担持するエンジン
ストラット隔壁に直角方向に取り付けられた流体駆動さ
れる振動質量体の線形力発生装置を使用してきた。この
技術は有効なことが立証され、高次周波数での力の減少
に可能性を有しているが、波形の忠実性(例えば望まし
くない高調波の発生)に関して問題が発生している。
対方向に回転する偏芯質量体の使用は知られている。こ
の形式の装置は、コンベヤ振動装置および振動試験機の
ような機械に応用されてきた。更に、発生される力の実
効振幅を制御するために、調整可能な差動歯車装置が2
つの合計される振動力の位相関係を変化させることに使
用されてきた。米国特許第5005439号はこの形式
の装置の論理的な延長を示しており、これ迄のモーター
制御技術と組み合わされて、1点にて振幅可変の角度調
整可能な振動力を発生できる4つの独立して制御される
同芯の共平面の入れ子式回転質量体を提供する。回転偏
芯質量体の力発生装置は純粋なシヌソイド源を形成する
基本的利点を有し(単一周波数にも拘わらず)、また軸
受摩擦に勝るに十分な力のみ必要として電気モーター駆
動を実現させる。しかしながら米国特許第500543
9号に示されるような装置は、機械的に複雑でパッケー
ジ化するには面倒である。発生した力は1点で作用する
一対の直角に配向された流体作動の線形力発生装置に等
価であるが、エンジン振動を相殺するために必要な望ま
しい対抗振動パターンが更に複雑化すると考えられる。
見地において、本発明は回転力ベクトルおよび振動偶力
を発生させる装置を提供する。この装置は広義に、同一
角速度で協動回転する複数の非同芯な複数の偏芯質量
体、および各質量体の角度位置を個別に制御するための
手段を含んで構成され、各々の偏芯質量体の角度位置を
選択的に制御することでこの装置は所望の回転力ベクト
ルおよび所望の振動偶力を発生し得る。
いのある回転ローターで生じた振動の支持構造体を通る
伝播に対抗する改良された方法が提供される。この方法
は支持構造体に複数の非同芯の回転可能な偏芯質量体を
取り付け、前記偏芯質量体の各々を同じ角速度でロータ
ーとして協動回転させ、および前記質量体の各々の角度
位置を前記ローターの角度位置に関して制御する諸段階
を含み、これにより前記ローターからの前記支持構造体
を通る振動伝達に対抗するように回転慣性力のパターン
を発生させるようにする。
クトルおよび振動偶力を発生させる改良した装置を提供
することである。
り合いのある回転ローターからの支持構造体を通る振動
伝播に対抗する関連した方法を提供することである。
述および以降の明細書、図面および特許請求の範囲から
明白となろう。
材、部分または表面を表すことを意図しており、これら
の部材、部分または表面はこの説明部分が組み入れられ
た一部をなす明細書全体で更に説明されることが明確に
理解されねばならない。別に指示されない限り、図面は
明細書と共に読まれる(例えば構造部分、取り付け部
分、など)ことを意図され、それらは本発明の記載され
た説明の一部であると考えられるべきである。以下の説
明で、「水平」、「垂直」、「左」、「右」、「上」お
よび「下」、並びにそれらの形容詞および副詞的用法
(例えば、「水平な」、「右方向」、「上方向」など)
は読者に向かった状態での図示構造の配向を単純に示
す。別に指示されない限り、用語「内方」および「外
方」は適当に長手方向軸線または回転軸線に関する対面
方向を示す。
すれば、本発明は広義に回転力および振動偶力を選択的
に発生する改良した装置を提供する。この装置の基本的
な目的は1つの構造体から他の構造体への回転不釣り合
い力ベクトルに帰属し得る振動伝播に対抗することであ
る。
側にストラット12で支持されたジェットエンジン10
を示す。このストラットはそれぞれ13A、13B、1
3Cおよび13Dで示された4つの間隔を隔てた翼との
クレビス状連結部を有し、またエンジンとの前後の連結
部14、15を有する。エンジンのファン部分の不釣り
合いが回転力ベクトル16を発生させると仮定する。こ
のベクトルは同じ長手方向軸線(x−x)のまわりをエ
ンジンの角速度で回転する。前方マウント14がエンジ
ンの重力中心(C.G.)の近くに位置されているなら
ば、攪乱ベクトル16は後方マウントの近くに反対方向
に向いたかなりの大きさの回転ベクトルを発生させる。
後部ベクトル18の強さはベクトル16、および重力中
心からベクトル16、18までの軸線方向距離の比の関
数となる。対抗されない限り、この後部ベクトル18は
ストラットを通して翼へ伝達される。
翼への振動伝達を相殺するための適当な力を発生するよ
うにストラット12の垂直面20に取り付けられた全体
を符号19で示された装置の概略形を示す。この回転力
ベクトル18は翼取り付けクレビス13Aおよび13B
に反力を発生し、これは回転力に振動偶力をプラスした
ものに等しいと見られる。これらの力を効果的に相殺す
るために翼取り付けクレビスに等価の力パターンを発生
できる装置を備えることが必要である。一対の直角な線
形振動装置または米国特許第5005439号に示され
た機構で発生されるような1つの振動ベクトルはこのよ
うな等価力パターンを形成することができない。面20
に作用する所要の相殺力パターンは回転ベクトルおよび
振動偶力の形を取る。
生せる新規な機構を提供する。この改良した装置は21
で示された6つの同じモジュールまたはユニットを有
し、これらは3対の群で配置され得る。上部の水平に間
隔を隔て対のモジュールは21Aおよび21Bで示さ
れ、中間の水平に間隔を隔てた対のモジュールは21C
および21Dで示され、下部の水平に間隔を隔て対のモ
ジュールは21Eおよび21Fで示される。各モジュー
ルまたはユニットは偏芯質量体22、組み合わされた質
量体をエンジンと同じ方向、同じ速度で回転させるモー
ター23(図3)、およびエンジンの角度位置に関して
組み合わされた質量体の角度位置を個別に決定して制御
する手段24(例えば分解器)を有する。
2つの偏芯質量体は互いに180゜の角度を隔てて保持
され、共に何れかの与えられた周波数で一定した振幅の
振動偶力を発生する。何故なら、それらの水平方向セン
サー部材は常に相殺されるからである。中間の水平方向
の対のローター21C、21Dは同様に互いに180゜
の角度を隔てて回転されるが、第1の対の質量体に対し
て可変な位相角度とされる。こうして発生された位相の
外れた偶力の合計は制御可能な振幅の振動偶力となり、
21Xで示される。下方の垂直な対21E、21Fは2
1Yで示される回転ベクトルを発生し、これはそれらの
対の質量体の相対的な位相プラス小さな振動偶力によっ
て強さが変化する。何故なら、それらの質量体は同芯で
ないからである。しかしながらこの望ましくない偶力は
2つの水平方向の対の相対的な位相を調整することで補
償できる。
19182号に示され説明されたような各種の知られて
いる応用し得る制御技術によって、振動抑制を達成する
ように制御できる。図2に25および別にB、Cその他
で示されたようなストラット−翼間のクレビス取り付け
(または航空機客室内)の構造的振動の振幅および位相
を測定する加速度計は4つの回転質量体の制御パラメー
タ、すなわち偏芯質量体21Eおよび21F、および偏
芯質量体対21A、21Bの各々の絶対位相、を最適に
調整するために使用できる。
い力ベクトルが一平面内を回転し、また不釣り合いのあ
るローターの軸線のまわりを直径方向に対抗させて芯出
されて4つの同芯モジュールがその平面の近くに実際に
取り付けられる特別な場合に簡単化できる。その例はタ
ーボプロップエンジン搭載でのプロペラの不釣り合いで
あり、偏芯重量ローターはプロペラに近い位置でプロペ
ラ駆動ギヤボックスのまわりに集約できる。図3に示さ
れたこのような構造で、タービンエンジン26は中間ギ
ヤボックス29を介して出力シャフト28を回転させる
ように配置されている。これらのモジュールは別に30
で示されており、個々にA、B、CおよびDでそれぞれ
識別されている。これらのモジュールは直径方向に対置
されて対をなし、モジュール30A、30Bが1つの対
を形成し、モジュール30C、30Dが他の対を形成す
る。各対の偏芯質量体は互いに一致して回転する。モー
ター30Aおよび30Bで発生された合計した平行な回
転ベクトル力はシャフト軸線にて作用し、ローター30
Cおよび30Dで発生された同様な力と合計されると考
えることができる。これらの各々の位相角度は、不釣り
合いの回転力ベクトル31を丁度相殺できる合計回転ベ
クトル32を発生するように調整できることが分かる。
の絶対位相角度、およびこの合計ベクトルの強さを確定
する成分の進み(leading)および遅れ(lag
ging)の相対位相角度であると考えることができ
る。これらの2つの変数は、任意に選択した角度でエン
ジンの半径方向の振動を測定する1つの適当に配置した
加速時計(図示せず)からの出力信号の振幅および位相
を測定することで、回転するベクトル不釣り合い力の水
平方向および垂直方向の作用が同じと仮定して、不釣り
合い31の相殺を生じるように直接制御されることがで
きる。
動的不釣り合いのある回転ローター(例えばジェットエ
ンジンのタービン)からの支持構造体(例えばストラッ
ト)を通る振動伝播に対抗する改良した方法を提供する
のであり、この方法は支持構造体に複数の非同芯の回転
可能な偏芯質量体を取り付け、これらの偏芯質量体の各
々を同じ角速度で協動回転させ、これらの質量体の各々
の角度位置をローターの角度位置に関して制御する諸段
階を含み、これにより前記支持構造体を通る前記ロータ
ーからの振動伝達に対抗するように回転慣性力パターン
を発生させる。
ると考えられる。例えば、電気モーターで偏芯質量体を
回転させることが好ましいが、他の形式のモーターも容
易に代替できる。同様に、様々な偏芯質量体の角度位置
は分解器で決定して監視できるが、他の形式の機構を代
替できる。
を示して説明し、またその幾つかの変形例を説明した
が、当業者には特許請求の範囲に記載したように本発明
の精神から逸脱せずに様々な付随的な変化および変形が
なし得ることが容易に認識されよう。
ェットエンジンの概略斜視図。
動回転する質量体を示す図1の線2−2に沿う断片的な
垂直断面図。
い振動を抑制する抑制装置の概略斜視図。
Claims (11)
- 【請求項1】 同一角速度で協動回転する複数の非同芯
偏芯質量体、および前記質量体の各々の角度位置を個別
に制御する手段を含み、 各々の偏芯質量体の角度位置を選択的に制御することで
所望の回転力ベクトルおよび所望の振動偶力を発生し得
るように構成された回転力ベクトルおよび振動偶力の発
生装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の装置であって、前記質
量体が実質的に共平面である回転力ベクトルおよび振動
偶力の発生装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載の装置であって、前記質
量体が実質的に平行な軸線のまわりを協動回転するよう
に配置された回転力ベクトルおよび振動偶力の発生装
置。 - 【請求項4】 請求項1に記載の装置であって、前記複
数とは前記質量体を少なくとも4つ含んでいる回転力ベ
クトルおよび振動偶力の発生装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の装置であって、前記質
量体の質量体偏芯性が実質的に同じである回転力ベクト
ルおよび振動偶力の発生装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の装置であって、質量体
または回転中心からのその距離の何れかが実質的に同じ
回転力ベクトルおよび振動偶力の発生装置。 - 【請求項7】 請求項1に記載の装置であって、前記質
量体の各々を回転させる電気モーターを更に含む回転力
ベクトルおよび振動偶力の発生装置。 - 【請求項8】 支持構造体に複数の非同芯の回転可能な
偏芯質量体を取り付け、 前記偏芯質量体の各々を同じ角速度で協動回転させ、お
よび前記質量体の各々の角度位置を前記ローターの角度
位置に関して制御する諸段階を含み、 これにより前記支持構造体を通る前記ローターからの振
動伝達に対抗するように回転慣性力のパターンを発生さ
せるようにする、支持構造体を通る動的不釣り合いのあ
る回転ローターからの振動伝播に対する対抗方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法であって、前記ロ
ーターが前記支持構造体上で回転力ベクトルおよび振動
偶力と作用し、また前記回転力のパターンが対抗回転力
ベクトルおよび対抗偶力を発生させる方法。 - 【請求項10】 請求項8に記載の方法であって、前記
複数の質量体が前記ローターの軸線のまわりに直径方向
に対抗した対として配置され、これにより各々の対が発
生する回転力のベクトル合計が前記ローターと同芯の1
つの回転力ベクトルとして代表されるようになされる方
法。 - 【請求項11】 請求項9に記載の方法であって、各対
の有効質量体中心が前記ローターの回転軸線と一致した
方法。
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JP (1) | JP2994946B2 (ja) |
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