回転機械支持装置とこれを用いた振動特性計測方法
【課題】所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能となり、上述の直動機構を無くすことも可能となるバネ定数設定自在なバネを用いた、回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置と振動特性計測方法を提供する。
【解決手段】バネ１０の一端部を回転機械５に結合し、バネ１０の他端部を支持体７に結合することで、回転機械５をバネ１０を介して支持体７で支持するようにする。バネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、固体材料１には溝３ａ，３ｂ，３ｃが設けられ、溝３ａ，３ｂ，３ｃは、溝の深さ方向と交差する方向であって溝が延びる方向に固体材料１を貫通している。溝３ａ，３ｂ，３ｃはスリット状である。
【解決手段】バネ１０の一端部を回転機械５に結合し、バネ１０の他端部を支持体７に結合することで、回転機械５をバネ１０を介して支持体７で支持するようにする。バネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、固体材料１には溝３ａ，３ｂ，３ｃが設けられ、溝３ａ，３ｂ，３ｃは、溝の深さ方向と交差する方向であって溝が延びる方向に固体材料１を貫通している。溝３ａ，３ｂ，３ｃはスリット状である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バネ定数を自在に設定可能なバネを用いた、回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置と振動特性計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械装置などの振動する振動体を除振、制振させる場合に、または、振動体の固有振動数を抽出する場合に、適切なバネ定数に設定したバネを介して振動体を支持することが必要となる。このようにバネを介して振動体を支持する装置が、振動体支持装置である。例えば、振動体支持装置の支持剛性や振動特性を、水平ＸＹ方向、鉛直Ｚ方向、および、ねじり方向に関して調節するために、複数のバネを組み合わせることが必要となる。例えば、水平ＸＹ方向には柔らかいバネを用い、鉛直Ｚ方向には硬いバネを用いるという具合に、３軸にそれぞれバネを設けていた。
【０００３】
なお、振動体の除振については、例えば下記特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１３３４３２号公報
【特許文献２】特開平０９−０７９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、各軸方向に所望のバネ定数を自在に設定することは、簡単な手法では出来なかった。
また、３軸それぞれに対し、独立してバネ定数を設定する場合に、他の軸のバネの影響を無くすために、例えば、振動体をＸ軸方向のバネで支持する場合に、このバネがＸ方向以外には変位しないようにする直動機構をさらに設ける必要がある。そのため、部品点数が多くなり、構造が複雑になるという問題がある。また、ねじり方向の剛性・振動特性を調節するためには、バネをねじり方向（斜め方向）に配置するなど、構造がさらに複雑となる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能となり、上述の直動機構を無くすことも可能となるバネ定数設定自在なバネを用いた、回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置と振動特性計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
参考例によると、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通している、ことを特徴とするバネ定数設定自在なバネが提供される。
【０００８】
上記参考例のバネ定数設定自在なバネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、その深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しているので、固体材料、溝の幅、溝の深さを変えることで、前記溝の深さ方向における前記バネの一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、任意のバネ定数を設定することができる。また、前記溝の深さ方向と直交する方向については、バネ定数が高く変位量を小さくまたはほとんど無いようにすることができる。
従って、固体材料、溝の幅、溝の深さ、溝を入れる方向を調節することで、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能になる。また、固体材料に溝を入れているだけであるので、振動体を上述のバネで支持する場合に、溝によりバネ定数を調節した方向以外については、バネの変位量が小さくまたはほとんど無いようにすることができるので、上述の直動機構を設けなくすることも可能となる。なお、溝の数を調節することでも、溝の深さ方向のバネ定数を調節してもよい。
【０００９】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝はスリット状である。
【００１０】
このように、前記溝はスリット状であるので、固体材料に対してスリットを入れる簡単な加工によりバネを製作できる。
【００１１】
また、参考例の好ましい実施形態によると、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。
【００１２】
このように、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する（異なる）方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられているので、第１の溝を入れる方向（即ち、溝の深さ方向）の前記バネ定数の度合いを、固体材料、第１の溝の幅、第１の溝の深さによって調節することができ、第２の溝を入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料、第２の溝の幅、第２の溝の深さによって調節することができ、２方向に関するバネ定数を任意に設定することができる。これにより、バネ定数設定自在な２次元バネを実現できる。好ましくは、第１および第２の溝は互いに直交する方向から入れられる。これにより、各方向について互いに独立して、または、各方向について他の方向のバネ定数により受ける影響を大幅に小さくして、バネ定数を設定することができる。
【００１３】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。
【００１４】
このように、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられているので、第１および第２の溝により前記固体材料に、略Ｓ字状の部分を形成でき（後述の図３（Ａ）、図５を参照）、これにより、第１および第２の溝が入れられる方向と垂直な方向にも変位量は比較的小さいが振動特性を有するようにできる。この場合、第１および第２の溝の数（即ち、略Ｓ字状の部分の数）を調節することで、第１および第２の溝が入れられる方向と垂直な方向に関する振動特性を調節できる。
【００１５】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する。
【００１６】
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化するので、バネの変位により１箇所に応力が集中することを回避でき、これにより、バネの耐久性を高めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記断面形状は略円弧状である。
【００１８】
前記断面形状は略円弧状であるので、バネの変位による応力を一層効果的に分散でき、
バネの耐久性をさらに高めることができる。
【００１９】
また、本発明によると、上述のバネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置が提供される。
【００２０】
このように、上述のバネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにしたので、回転機械の支持体に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。即ち、溝の深さ方向にバネ定数を設定でき、その度合いを、固体材料、溝の幅、溝の深さによって容易に調節することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によると、上記回転機械支持装置において、前記バネを間隔をおいた複数位置に設ける。
【００２２】
このように、前記バネを間隔をおいた複数位置に設けたので、振動特性を自在に設定可能な５次元の振動モードを持つ回転機械支持装置を実現できる。例えば、回転機械支持装置の５次元の振動モードを次のように得ることができる。前記間隔の方向を左右方向（後述の図６の左右方向に対応）として、左右方向と直交しかつ前記回転機械と支持体との間隔の方向に直交する方向を前後方向（後述の図６の紙面と垂直な方向に対応）として、前記左右方向に関する回転機械支持装置の振動特性（１次モード）は、前記左右方向に入れられている溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）により与えられ、前記前後方向に関する回転機械支持装置の振動特性（２次モード）は、前記前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ａ、３ｄ）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向に関する回転機械支持装置の振動特性（３次モード）は、左右方向または前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）で上述の略Ｓ字状の部分を形成することで与えられ、前記前後方向を向く中心軸（ロール軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（４次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図６の例では、これらバネの溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向を向く中心軸（ヨー軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（５次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図６の例では、これらバネ１０の溝３ａ〜３ｄ）により与えられる。なお、上述の略Ｓ字状の部分を形成しない場合には、前記３次モード、４次モードは、高いバネ定数の振動モードとなる。
【００２３】
また、本発明の好ましい実施形態によると、上記回転機械支持装置において、所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている。
【００２４】
このように、所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられているので、振動特性を自在に設定可能な６次元の振動モードを持つ回転機械支持装置を実現できる。即ち、上述の５次元の振動モードにさらに１次元の振動モードを加えた６次元の振動モードが得られる。新たに得られる振動モードは、前記左右方向を向く中心軸（ピッチ軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（６次モード）であり（図７（Ａ）を参照）、この振動モードは、前後方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図７（Ａ）の例では、これらバネの溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられる。なお、上述の略Ｓ字状の部分を形成しない場合には、６次モードは、高いバネ定数の振動モードとなる。
【００２５】
なお、説明の便宜上、上述では、左右方向または前後方向の溝を例に説明したが、本発明によると、上述の左右方向に入れられる溝を、左右方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代え、上述の前後方向に入れられる溝を、前後方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代えても上述の５次元モードまたは６次元モードの振動特性が得られる。
また、本発明によると、回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
上述した本発明によると、回転機械の支持体に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】参考例の第１実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線矢視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線矢視図である。
【図２】図１のバネの弾性変形を示す図である。
【図３】参考例の第２実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線矢視図である。
【図４】Ｓ字状部分によるバネの変形を示す図である。
【図５】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の別の構成例を示す図である。
【図７】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の別の構成例を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の７Ａ−７Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２９】
図１は、参考例の第１実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図である。図１（Ａ）は図１（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線矢視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線矢視図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線矢視図である。第１実施形態によるバネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、該固体材料１には溝３が設けられ、該溝３は、該溝３の深さ方向と交差（図１の例では直交）する方向であって該溝３が延びる方向に前記固体材料１を貫通している。図１の例では、溝３はスリット状である。
【００３０】
前記固体材料１は、所定の形状の金属や樹脂などであってよく、予め材料特性（ヤング率、比重など）が知られている素材であるのがよい。また、図１では、固体材料１は、断面が正方向または長方形である四角柱の形状をしているが、固体材料１の形状は、他の角柱形状、円柱形状または棒状など、他の適切な形状であってもよい。
【００３１】
図２は、図１のバネ１０による変位を示す図である。図２の矢印は、溝３を入れた方向（即ち、溝３の深さ方向）のバネ変位量を示す。この矢印が示すように、溝３を入れた方向のバネ定数は、溝３の幅、溝３の深さによって容易に調節することができる。なお、本願において、溝３を入れる方向とは、溝３の深さ方向を言う。
【００３２】
図１の例では、溝３の底部の断面形状は略円弧状となっている。なお、この断面形状は、図１（Ａ）の紙面と平行な断面の形状である。溝３の底部の前記断面形状は、これに限定されず、その曲率が全体に渡って連続的に変化していればよい。これにより、バネ１０の変形時に溝３の底部に作用する応力を分散することができる。
【００３３】
上述の参考例の実施形態によるバネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、該固体材料１には溝３が設けられ、該溝３は、その深さ方向と交差する方向であって該溝３が延びる方向に前記固体材料１を貫通しているので、固体材料１、溝３の幅、溝３の深さを変えることで、前記溝３の深さ方向における前記バネ１０の一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、任意のバネ定数を設定することができる。また、前記溝３の深さ方向と直交する方向については、バネ定数が高く変位量を小さくまたはほとんど無いようにすることができる。
従って、固体材料１、溝３の幅、溝３の深さ、溝３を入れる方向を調節することで、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能になる。また、固体材料１に溝３を入れているだけであるので、振動体５を上述のバネ１０で支持する場合に、溝３によるバネ定数を調節した方向以外については、バネ１０の変位量が小さくまたはほとんど無いようにできるので、上述の直動機構を設けなくすることも可能となる。
また、前記溝３はスリット状であるので、固体材料１に対してスリットを入れる簡単な加工によりバネ１０を製作できる。
【００３４】
図３は、参考例の第２本実施形態によるバネ１０の構成を示す図である。図３（Ａ）は図３（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線矢視図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり、図３（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ａ−３Ａ線矢視図である。図３に示すバネ１０は、図１に示すバネ１０と溝の本数が異なるが他の構成については、上述した図１に示すバネ１０と同じであってよい。
【００３５】
図３の例では、溝３ａ〜３ｄが形成されており、溝３ａ〜３ｄは互いに異なる方向から入れられ、かつ、溝３ａ〜３ｄは、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。このように、溝３ａ〜３ｄは互いに異なる方向から入れられているので、溝３ａを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ａの幅、溝３ａの深さによって調節することができ、溝３ｂを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｂの幅、溝３ｂの深さによって調節することができ、溝３ｃを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｃの幅、溝３ｃの深さによって調節することができ、溝３ｄを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｄの幅、溝３ｄの深さによって調節することができ、複数方向（図３では水平２方向）に関するバネ定数を任意に設定することができる。これにより、バネ定数設定自在な２次元バネまたは３次元バネを実現できる。好ましくは、図３のように、溝３ａ、３ｄと溝３ｂ、３ｃとは、互いに直交する方向から入れられる。これにより、互いに独立して各方向についてバネ定数を設定することができる。
【００３６】
また、図３において、溝３ｂと溝３ｃとは互いに反対方向から固体材料１に入れられており、溝３ｂと溝３ｃとは、これらが入れられる方向と垂直な方向（図３の上下方向）に間隔をおいて設けられている。このようにして、図３（Ａ）に示すように、溝３ｂ，３ｃにより前記固体材料１に略Ｓ字状の部分を形成でき、これにより、溝３ｂ，３ｃが入れられる方向と垂直な方向（図３の上下方向）にも、変位量は小さいが振動特性を有するようにできる。これを図４に模式的に示す。この場合、溝３ｂ，３ｃの数（即ち、略Ｓ字状の部分の数）を調節することで、溝３ｂ，３ｃが入れられる方向と垂直な方向に関する振動特性を調節できる。なお、溝３ａ，３ｄも同様である。
【００３７】
なお、図３の例では、溝３ｃは２つ設けられている。このように、同じ方向に入れられる溝の数を調節することでも、当該方向のバネ定数を調節してもよい。
【００３８】
次に、上述したバネ１０を用いた回転機械支持装置２０について図５〜７に基づいて説明する。本発明の実施形態では、振動体５は、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどの回転機械である。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の構成例である。
図５に示すように、バネ１０の一端部を回転機械５に結合し、該バネ１０の他端部を支持体７に結合することで、前記回転機械５を前記バネ１０を介して前記支持体７で支持するようにしている。これにより、回転機械５の支持体７に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。即ち、溝３ａ〜３ｄの深さ方向にバネ定数を設定でき、各方向についてバネ定数の度合いを、固体材料１、溝の幅、溝の深さによって調節することができる。なお、図５の例では、図３に示すバネ１０を配置している。図５において上下方向が鉛直方向である。なお、バネ１０と回転機械５および支持体７との結合は、ボルトやネジなどの適切な結合手段で結合してよい。
【００４０】
図６は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の別の構成例である。
図６では、バネ１０を図６の左右方向に間隔をおいた複数位置（この例では、２箇所）
に設けている。これにより、回転機械支持装置２０の振動特性を自在に設定可能な５次元の振動モードを持つ回転機械支持装置２０を実現できる。例えば、回転機械支持装置２０の５次元の振動モードを次のように得ることができる。図６の紙面と垂直な方向を前後方向として、溝３ａ〜３ｄがそれぞれ前記左右方向と前後方向に入れられる場合に、前記左右方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（１次モード）は、前記左右方向に入れられている溝３ｂ、３ｃにより与えられ、前記前後方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（２次モード）は、前記前後方向に入れられる溝３ａ、３ｄにより与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（３次モード）は、左右方向または前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）で上述の略Ｓ字状の部分を形成することで与えられ、前記前後方向を向く中心軸（ロール軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（４次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向を向く中心軸（ヨー軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（５次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ａ〜３ｄ）により与えられる。なお、図６の例では、図３に示すバネ１０を左右対称となるように左右に配置している。図６において上下方向が鉛直方向である。
【００４１】
図７は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の別の構成例である。図７（Ａ）は図７（Ｂ）の７Ａ−７Ａ線矢視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線矢視図である。
図７では、左右方向に間隔を置いた１対の前記バネ１０が、該左右方向と直交する前後方向（図７（Ａ）の紙面と直交する方向）の２箇所に設けられている。これにより、振動特性を自在に設定可能な６次元の振動モードを持つ回転機械支持装置２０を実現できる。即ち、図６で得られる５次元の振動モードにさらに１次元の振動モードを加えた６次元の振動モードが得られる。新たに得られる振動モードは、図７（Ａ）に示すように、前記左右方向を向く中心軸（ピッチ軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（６次モード）であり、この振動モードは、前後方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられる。なお、図７の例では、図６に示す左右一対のバネ１０を、前後対称に前後方向の２箇所に配置している。また、図７において上下方向が鉛直方向である。
【００４２】
図５〜図７の場合には、構造解析などを用いて、バネ１０に接続する機械装置（即ち、
回転機械５）が必要とする回転機械支持装置２０の振動特性に合わせて、各バネ１０のバネ定数およびバネ１０の数を定めることができる。回転機械５の回転軸が所定の使用回転数域（例えば、３万〜１２万ｒｐｍ＝５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）で回転している状態の回転機械５の振動特性を抽出する場合には、（回転機械５が回転していない状態における）回転機械支持装置２０の振動数（固有振動数）が、前記使用回転数域の範囲外となるように、各バネ１０のバネ定数を設定する。特に、図６、図７の場合には、回転機械支持装置２０が持つ上述の各モードのいずれの振動数（固有振動数）も、前記使用回転数域の範囲外（好ましくは、前記使用回転数域よりも低い振動数）となるように、かつ７次モード以降の振動数（固有振動数）も、前記使用回転数域の範囲外（好ましくは、前記使用回転数域よりも高い振動数）となるように、各バネ１０のバネ定数を設定する。これにより、図５〜図７の構成のように、回転機械５を設置することで、回転機械５の回転に起因する振動特性を精度よく抽出・計測することができる。
【００４３】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４４】
バネ１０は、予め用意した固体材料１に対して機械加工により溝３、３ａ〜３ｄを入れてもよいし、固体材料１をモールド成型する場合には、溝３、３ａ〜３ｄに対応する形状を有するモールドを用いた成型により、溝３、３ａ〜３ｄを有する固体材料１、即ち、バネ１０をモールド成型することもできる。従って、バネ１０は、このようにモールド成型された鋳物であってもよい。
【００４５】
上述では、溝３、３ａ〜３ｄは、長手方向（各図の上下方向）に延びる固体材料１に対して、該長手方向と直交する方向から溝３、３ａ〜３ｄを入れているが、本発明によると、該長手方向に対し斜めの方向から固体材料１に溝を入れるようにしてもよい。これにより、上述の各図における固体材料１の一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、前記長手方向と斜め方向における固体材料１のバネ定数を、固体材料１、当該溝の幅、当該溝の深さによって調節することができる。
従って、図１〜図７の各々において、前記左右方向に入れられる溝を、左右方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代え、前記前後方向に入れられる溝を、前後方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代えてもよい。この場合でも、図６と図７において、上述の５次元モードまたは６次元モードの振動特性が得られる。
【００４６】
上記の内容は、以下の付記のようにも記載することができる。
（付記１）
バネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置であって、
前記バネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しており、
前記溝はスリット状である、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記２）
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする付記１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記３）
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする付記１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記４）
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する、ことを特徴とする付記１、２または３に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記５）
前記断面形状は略円弧状である、ことを特徴とする付記４に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記６）
前記バネを間隔をおいた複数位置に設けた、ことを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記７）
所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている、ことを特徴とする付記６に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記８）
付記１〜７のいずれかに記載の回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・固体材料、３、３ａ〜３ｄ・・・溝、５・・・振動体（回転機械）、７・・・支持体、１０・・・バネ、２０・・・回転機械支持装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バネ定数を自在に設定可能なバネを用いた、回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置と振動特性計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械装置などの振動する振動体を除振、制振させる場合に、または、振動体の固有振動数を抽出する場合に、適切なバネ定数に設定したバネを介して振動体を支持することが必要となる。このようにバネを介して振動体を支持する装置が、振動体支持装置である。例えば、振動体支持装置の支持剛性や振動特性を、水平ＸＹ方向、鉛直Ｚ方向、および、ねじり方向に関して調節するために、複数のバネを組み合わせることが必要となる。例えば、水平ＸＹ方向には柔らかいバネを用い、鉛直Ｚ方向には硬いバネを用いるという具合に、３軸にそれぞれバネを設けていた。
【０００３】
なお、振動体の除振については、例えば下記特許文献１、２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１３３４３２号公報
【特許文献２】特開平０９−０７９３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、各軸方向に所望のバネ定数を自在に設定することは、簡単な手法では出来なかった。
また、３軸それぞれに対し、独立してバネ定数を設定する場合に、他の軸のバネの影響を無くすために、例えば、振動体をＸ軸方向のバネで支持する場合に、このバネがＸ方向以外には変位しないようにする直動機構をさらに設ける必要がある。そのため、部品点数が多くなり、構造が複雑になるという問題がある。また、ねじり方向の剛性・振動特性を調節するためには、バネをねじり方向（斜め方向）に配置するなど、構造がさらに複雑となる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能となり、上述の直動機構を無くすことも可能となるバネ定数設定自在なバネを用いた、回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置と振動特性計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
参考例によると、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通している、ことを特徴とするバネ定数設定自在なバネが提供される。
【０００８】
上記参考例のバネ定数設定自在なバネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、その深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しているので、固体材料、溝の幅、溝の深さを変えることで、前記溝の深さ方向における前記バネの一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、任意のバネ定数を設定することができる。また、前記溝の深さ方向と直交する方向については、バネ定数が高く変位量を小さくまたはほとんど無いようにすることができる。
従って、固体材料、溝の幅、溝の深さ、溝を入れる方向を調節することで、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能になる。また、固体材料に溝を入れているだけであるので、振動体を上述のバネで支持する場合に、溝によりバネ定数を調節した方向以外については、バネの変位量が小さくまたはほとんど無いようにすることができるので、上述の直動機構を設けなくすることも可能となる。なお、溝の数を調節することでも、溝の深さ方向のバネ定数を調節してもよい。
【０００９】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝はスリット状である。
【００１０】
このように、前記溝はスリット状であるので、固体材料に対してスリットを入れる簡単な加工によりバネを製作できる。
【００１１】
また、参考例の好ましい実施形態によると、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。
【００１２】
このように、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する（異なる）方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられているので、第１の溝を入れる方向（即ち、溝の深さ方向）の前記バネ定数の度合いを、固体材料、第１の溝の幅、第１の溝の深さによって調節することができ、第２の溝を入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料、第２の溝の幅、第２の溝の深さによって調節することができ、２方向に関するバネ定数を任意に設定することができる。これにより、バネ定数設定自在な２次元バネを実現できる。好ましくは、第１および第２の溝は互いに直交する方向から入れられる。これにより、各方向について互いに独立して、または、各方向について他の方向のバネ定数により受ける影響を大幅に小さくして、バネ定数を設定することができる。
【００１３】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。
【００１４】
このように、前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられているので、第１および第２の溝により前記固体材料に、略Ｓ字状の部分を形成でき（後述の図３（Ａ）、図５を参照）、これにより、第１および第２の溝が入れられる方向と垂直な方向にも変位量は比較的小さいが振動特性を有するようにできる。この場合、第１および第２の溝の数（即ち、略Ｓ字状の部分の数）を調節することで、第１および第２の溝が入れられる方向と垂直な方向に関する振動特性を調節できる。
【００１５】
参考例の好ましい実施形態によると、前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する。
【００１６】
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化するので、バネの変位により１箇所に応力が集中することを回避でき、これにより、バネの耐久性を高めることができる。
【００１７】
好ましくは、前記断面形状は略円弧状である。
【００１８】
前記断面形状は略円弧状であるので、バネの変位による応力を一層効果的に分散でき、
バネの耐久性をさらに高めることができる。
【００１９】
また、本発明によると、上述のバネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置が提供される。
【００２０】
このように、上述のバネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにしたので、回転機械の支持体に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。即ち、溝の深さ方向にバネ定数を設定でき、その度合いを、固体材料、溝の幅、溝の深さによって容易に調節することができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態によると、上記回転機械支持装置において、前記バネを間隔をおいた複数位置に設ける。
【００２２】
このように、前記バネを間隔をおいた複数位置に設けたので、振動特性を自在に設定可能な５次元の振動モードを持つ回転機械支持装置を実現できる。例えば、回転機械支持装置の５次元の振動モードを次のように得ることができる。前記間隔の方向を左右方向（後述の図６の左右方向に対応）として、左右方向と直交しかつ前記回転機械と支持体との間隔の方向に直交する方向を前後方向（後述の図６の紙面と垂直な方向に対応）として、前記左右方向に関する回転機械支持装置の振動特性（１次モード）は、前記左右方向に入れられている溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）により与えられ、前記前後方向に関する回転機械支持装置の振動特性（２次モード）は、前記前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ａ、３ｄ）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向に関する回転機械支持装置の振動特性（３次モード）は、左右方向または前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）で上述の略Ｓ字状の部分を形成することで与えられ、前記前後方向を向く中心軸（ロール軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（４次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図６の例では、これらバネの溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向を向く中心軸（ヨー軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（５次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図６の例では、これらバネ１０の溝３ａ〜３ｄ）により与えられる。なお、上述の略Ｓ字状の部分を形成しない場合には、前記３次モード、４次モードは、高いバネ定数の振動モードとなる。
【００２３】
また、本発明の好ましい実施形態によると、上記回転機械支持装置において、所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている。
【００２４】
このように、所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられているので、振動特性を自在に設定可能な６次元の振動モードを持つ回転機械支持装置を実現できる。即ち、上述の５次元の振動モードにさらに１次元の振動モードを加えた６次元の振動モードが得られる。新たに得られる振動モードは、前記左右方向を向く中心軸（ピッチ軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置の振動特性（６次モード）であり（図７（Ａ）を参照）、この振動モードは、前後方向に間隔を置いて位置する前記バネ（より詳しくは、図７（Ａ）の例では、これらバネの溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられる。なお、上述の略Ｓ字状の部分を形成しない場合には、６次モードは、高いバネ定数の振動モードとなる。
【００２５】
なお、説明の便宜上、上述では、左右方向または前後方向の溝を例に説明したが、本発明によると、上述の左右方向に入れられる溝を、左右方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代え、上述の前後方向に入れられる溝を、前後方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代えても上述の５次元モードまたは６次元モードの振動特性が得られる。
また、本発明によると、回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法が提供される。
【発明の効果】
【００２６】
上述した本発明によると、回転機械の支持体に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】参考例の第１実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線矢視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線矢視図である。
【図２】図１のバネの弾性変形を示す図である。
【図３】参考例の第２実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり、（Ｃ）は（Ａ）の３Ｃ−３Ｃ線矢視図である。
【図４】Ｓ字状部分によるバネの変形を示す図である。
【図５】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の構成例を示す図である。
【図６】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の別の構成例を示す図である。
【図７】本発明のバネを使用した回転機械支持装置の別の構成例を示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）の７Ａ−７Ａ線矢視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２９】
図１は、参考例の第１実施形態によるバネ定数設定自在なバネを示す図である。図１（Ａ）は図１（Ｂ）の１Ａ−１Ａ線矢視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線矢視図であり、図１（Ｃ）は図１（Ａ）の１Ｃ−１Ｃ線矢視図である。第１実施形態によるバネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、該固体材料１には溝３が設けられ、該溝３は、該溝３の深さ方向と交差（図１の例では直交）する方向であって該溝３が延びる方向に前記固体材料１を貫通している。図１の例では、溝３はスリット状である。
【００３０】
前記固体材料１は、所定の形状の金属や樹脂などであってよく、予め材料特性（ヤング率、比重など）が知られている素材であるのがよい。また、図１では、固体材料１は、断面が正方向または長方形である四角柱の形状をしているが、固体材料１の形状は、他の角柱形状、円柱形状または棒状など、他の適切な形状であってもよい。
【００３１】
図２は、図１のバネ１０による変位を示す図である。図２の矢印は、溝３を入れた方向（即ち、溝３の深さ方向）のバネ変位量を示す。この矢印が示すように、溝３を入れた方向のバネ定数は、溝３の幅、溝３の深さによって容易に調節することができる。なお、本願において、溝３を入れる方向とは、溝３の深さ方向を言う。
【００３２】
図１の例では、溝３の底部の断面形状は略円弧状となっている。なお、この断面形状は、図１（Ａ）の紙面と平行な断面の形状である。溝３の底部の前記断面形状は、これに限定されず、その曲率が全体に渡って連続的に変化していればよい。これにより、バネ１０の変形時に溝３の底部に作用する応力を分散することができる。
【００３３】
上述の参考例の実施形態によるバネ１０は、弾性特性を有する固体材料１で形成されており、該固体材料１には溝３が設けられ、該溝３は、その深さ方向と交差する方向であって該溝３が延びる方向に前記固体材料１を貫通しているので、固体材料１、溝３の幅、溝３の深さを変えることで、前記溝３の深さ方向における前記バネ１０の一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、任意のバネ定数を設定することができる。また、前記溝３の深さ方向と直交する方向については、バネ定数が高く変位量を小さくまたはほとんど無いようにすることができる。
従って、固体材料１、溝３の幅、溝３の深さ、溝３を入れる方向を調節することで、所望の方向に所望のバネ定数を容易に設定することが可能になる。また、固体材料１に溝３を入れているだけであるので、振動体５を上述のバネ１０で支持する場合に、溝３によるバネ定数を調節した方向以外については、バネ１０の変位量が小さくまたはほとんど無いようにできるので、上述の直動機構を設けなくすることも可能となる。
また、前記溝３はスリット状であるので、固体材料１に対してスリットを入れる簡単な加工によりバネ１０を製作できる。
【００３４】
図３は、参考例の第２本実施形態によるバネ１０の構成を示す図である。図３（Ａ）は図３（Ｂ）の３Ａ−３Ａ線矢視図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり、図３（Ｃ）は図３（Ａ）の３Ａ−３Ａ線矢視図である。図３に示すバネ１０は、図１に示すバネ１０と溝の本数が異なるが他の構成については、上述した図１に示すバネ１０と同じであってよい。
【００３５】
図３の例では、溝３ａ〜３ｄが形成されており、溝３ａ〜３ｄは互いに異なる方向から入れられ、かつ、溝３ａ〜３ｄは、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている。このように、溝３ａ〜３ｄは互いに異なる方向から入れられているので、溝３ａを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ａの幅、溝３ａの深さによって調節することができ、溝３ｂを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｂの幅、溝３ｂの深さによって調節することができ、溝３ｃを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｃの幅、溝３ｃの深さによって調節することができ、溝３ｄを入れる方向の前記バネ定数の度合いを、固体材料１、溝３ｄの幅、溝３ｄの深さによって調節することができ、複数方向（図３では水平２方向）に関するバネ定数を任意に設定することができる。これにより、バネ定数設定自在な２次元バネまたは３次元バネを実現できる。好ましくは、図３のように、溝３ａ、３ｄと溝３ｂ、３ｃとは、互いに直交する方向から入れられる。これにより、互いに独立して各方向についてバネ定数を設定することができる。
【００３６】
また、図３において、溝３ｂと溝３ｃとは互いに反対方向から固体材料１に入れられており、溝３ｂと溝３ｃとは、これらが入れられる方向と垂直な方向（図３の上下方向）に間隔をおいて設けられている。このようにして、図３（Ａ）に示すように、溝３ｂ，３ｃにより前記固体材料１に略Ｓ字状の部分を形成でき、これにより、溝３ｂ，３ｃが入れられる方向と垂直な方向（図３の上下方向）にも、変位量は小さいが振動特性を有するようにできる。これを図４に模式的に示す。この場合、溝３ｂ，３ｃの数（即ち、略Ｓ字状の部分の数）を調節することで、溝３ｂ，３ｃが入れられる方向と垂直な方向に関する振動特性を調節できる。なお、溝３ａ，３ｄも同様である。
【００３７】
なお、図３の例では、溝３ｃは２つ設けられている。このように、同じ方向に入れられる溝の数を調節することでも、当該方向のバネ定数を調節してもよい。
【００３８】
次に、上述したバネ１０を用いた回転機械支持装置２０について図５〜７に基づいて説明する。本発明の実施形態では、振動体５は、過給機やターボ圧縮機やガスタービンなどの回転機械である。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の構成例である。
図５に示すように、バネ１０の一端部を回転機械５に結合し、該バネ１０の他端部を支持体７に結合することで、前記回転機械５を前記バネ１０を介して前記支持体７で支持するようにしている。これにより、回転機械５の支持体７に対する相対変位・相対振動に関して、所望のバネ定数を所望の方向に設定することができる。即ち、溝３ａ〜３ｄの深さ方向にバネ定数を設定でき、各方向についてバネ定数の度合いを、固体材料１、溝の幅、溝の深さによって調節することができる。なお、図５の例では、図３に示すバネ１０を配置している。図５において上下方向が鉛直方向である。なお、バネ１０と回転機械５および支持体７との結合は、ボルトやネジなどの適切な結合手段で結合してよい。
【００４０】
図６は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の別の構成例である。
図６では、バネ１０を図６の左右方向に間隔をおいた複数位置（この例では、２箇所）
に設けている。これにより、回転機械支持装置２０の振動特性を自在に設定可能な５次元の振動モードを持つ回転機械支持装置２０を実現できる。例えば、回転機械支持装置２０の５次元の振動モードを次のように得ることができる。図６の紙面と垂直な方向を前後方向として、溝３ａ〜３ｄがそれぞれ前記左右方向と前後方向に入れられる場合に、前記左右方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（１次モード）は、前記左右方向に入れられている溝３ｂ、３ｃにより与えられ、前記前後方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（２次モード）は、前記前後方向に入れられる溝３ａ、３ｄにより与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（３次モード）は、左右方向または前後方向に入れられる溝（図６の例では、溝３ｂ、３ｃ）で上述の略Ｓ字状の部分を形成することで与えられ、前記前後方向を向く中心軸（ロール軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（４次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられ、左右方向および前後方向と垂直な方向を向く中心軸（ヨー軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（５次モード）は、左右方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ａ〜３ｄ）により与えられる。なお、図６の例では、図３に示すバネ１０を左右対称となるように左右に配置している。図６において上下方向が鉛直方向である。
【００４１】
図７は、本発明の実施形態による回転機械支持装置２０の別の構成例である。図７（Ａ）は図７（Ｂ）の７Ａ−７Ａ線矢視図であり、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線矢視図である。
図７では、左右方向に間隔を置いた１対の前記バネ１０が、該左右方向と直交する前後方向（図７（Ａ）の紙面と直交する方向）の２箇所に設けられている。これにより、振動特性を自在に設定可能な６次元の振動モードを持つ回転機械支持装置２０を実現できる。即ち、図６で得られる５次元の振動モードにさらに１次元の振動モードを加えた６次元の振動モードが得られる。新たに得られる振動モードは、図７（Ａ）に示すように、前記左右方向を向く中心軸（ピッチ軸）の周りの回転方向に関する回転機械支持装置２０の振動特性（６次モード）であり、この振動モードは、前後方向に間隔を置いて位置する前記バネ１０（より詳しくは、これらバネ１０の溝３ｂ、３ｃで上述の略Ｓ字状の部分を形成すること）により与えられる。なお、図７の例では、図６に示す左右一対のバネ１０を、前後対称に前後方向の２箇所に配置している。また、図７において上下方向が鉛直方向である。
【００４２】
図５〜図７の場合には、構造解析などを用いて、バネ１０に接続する機械装置（即ち、
回転機械５）が必要とする回転機械支持装置２０の振動特性に合わせて、各バネ１０のバネ定数およびバネ１０の数を定めることができる。回転機械５の回転軸が所定の使用回転数域（例えば、３万〜１２万ｒｐｍ＝５００Ｈｚ〜２０００Ｈｚ）で回転している状態の回転機械５の振動特性を抽出する場合には、（回転機械５が回転していない状態における）回転機械支持装置２０の振動数（固有振動数）が、前記使用回転数域の範囲外となるように、各バネ１０のバネ定数を設定する。特に、図６、図７の場合には、回転機械支持装置２０が持つ上述の各モードのいずれの振動数（固有振動数）も、前記使用回転数域の範囲外（好ましくは、前記使用回転数域よりも低い振動数）となるように、かつ７次モード以降の振動数（固有振動数）も、前記使用回転数域の範囲外（好ましくは、前記使用回転数域よりも高い振動数）となるように、各バネ１０のバネ定数を設定する。これにより、図５〜図７の構成のように、回転機械５を設置することで、回転機械５の回転に起因する振動特性を精度よく抽出・計測することができる。
【００４３】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４４】
バネ１０は、予め用意した固体材料１に対して機械加工により溝３、３ａ〜３ｄを入れてもよいし、固体材料１をモールド成型する場合には、溝３、３ａ〜３ｄに対応する形状を有するモールドを用いた成型により、溝３、３ａ〜３ｄを有する固体材料１、即ち、バネ１０をモールド成型することもできる。従って、バネ１０は、このようにモールド成型された鋳物であってもよい。
【００４５】
上述では、溝３、３ａ〜３ｄは、長手方向（各図の上下方向）に延びる固体材料１に対して、該長手方向と直交する方向から溝３、３ａ〜３ｄを入れているが、本発明によると、該長手方向に対し斜めの方向から固体材料１に溝を入れるようにしてもよい。これにより、上述の各図における固体材料１の一端と他端との間の相対変位・相対振動に関して、前記長手方向と斜め方向における固体材料１のバネ定数を、固体材料１、当該溝の幅、当該溝の深さによって調節することができる。
従って、図１〜図７の各々において、前記左右方向に入れられる溝を、左右方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代え、前記前後方向に入れられる溝を、前後方向に対し斜めの方向に入れられる溝に代えてもよい。この場合でも、図６と図７において、上述の５次元モードまたは６次元モードの振動特性が得られる。
【００４６】
上記の内容は、以下の付記のようにも記載することができる。
（付記１）
バネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置であって、
前記バネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しており、
前記溝はスリット状である、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記２）
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする付記１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記３）
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする付記１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記４）
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する、ことを特徴とする付記１、２または３に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記５）
前記断面形状は略円弧状である、ことを特徴とする付記４に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記６）
前記バネを間隔をおいた複数位置に設けた、ことを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記７）
所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている、ことを特徴とする付記６に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
（付記８）
付記１〜７のいずれかに記載の回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・固体材料、３、３ａ〜３ｄ・・・溝、５・・・振動体（回転機械）、７・・・支持体、１０・・・バネ、２０・・・回転機械支持装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置であって、
前記バネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しており、
前記溝はスリット状である、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項２】
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項３】
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項４】
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する、ことを特徴とする請求項１または３に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項５】
前記断面形状は略円弧状である、ことを特徴とする請求項４に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項６】
前記バネを間隔をおいた複数位置に設けた、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項７】
所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法。
【請求項１】
バネの一端部を回転機械に結合し、該バネの他端部を支持体に結合することで、前記回転機械を前記バネを介して前記支持体で支持するようにした回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置であって、
前記バネは、弾性特性を有する固体材料で形成されており、該固体材料には溝が設けられ、該溝は、該溝の深さ方向と交差する方向であって該溝が延びる方向に前記固体材料を貫通しており、
前記溝はスリット状である、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項２】
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は互いに交差する方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項３】
前記溝として第１および第２の溝が形成されており、第１および第２の溝は、互いに反対の方向から入れられ、かつ、第１および第２の溝は、これらが入れられる方向と垂直な方向に間隔をおいて設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項４】
前記溝の底部の断面形状を表す線は、その曲率が全体に渡って連続的に変化する、ことを特徴とする請求項１または３に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項５】
前記断面形状は略円弧状である、ことを特徴とする請求項４に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項６】
前記バネを間隔をおいた複数位置に設けた、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項７】
所定の左右方向に間隔を置いた１対の前記バネが、該左右方向と直交する前後方向の２箇所に設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の回転機械の振動特性計測用の回転機械支持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の回転機械支持装置により回転機械を支持して、当該回転機械の回転に起因する振動特性を計測する、ことを特徴とする回転機械の振動特性計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３３５９４（Ｐ２０１２−２３３５９４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８４７０５（Ｐ２０１２−１８４７０５）
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【分割の表示】特願２００８−９２９２３（Ｐ２００８−９２９２３）の分割
【原出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２４日（２０１２．８．２４）
【分割の表示】特願２００８−９２９２３（Ｐ２００８−９２９２３）の分割
【原出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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