JP2000145879A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は動吸振器の制振力を確保しながら付
加質量の軽量化及び装置小型化を図ることを課題とす
る。 【解決手段】 制振装置１１は、ビル１２の屋上１２ａ
に設置された動吸振器１３と、動吸振器１３を駆動制御
する制御装置１５とから構成されている。動吸振器１３
は、例えばビル１２のＸ方向の振動を制振する向きに設
置されており、制御装置１５からの制御信号により制振
動作してビル１２のＸ方向の振動を制振する。動吸振器
１３は、回転質量３０を回転駆動し、その反力で制振す
る構成であり、モータ２６の回転駆動力によりボールね
じ３２が軸方向に移動し、ボールねじ３２の直動に伴っ
て回転質量３０が回転駆動されると、その反力が制振力
としてビル１２に作用して振動を制振する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制振装置に係り、特
に小型化及び軽量化を図ると共に制振力を高めるよう構
成された制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばビル等の構造物においては、地震
あるいは風圧あるいは大型車両や鉄道車両の通過による
交通振動等による振動が発生する場合、制振装置を設置
してビルの振動を制振するようにしている。この種の制
振装置では、主にビルの質量に応じた所定の重量を有す
る付加質量をビルの振動状態に応じて駆動させる動吸振
器をビルの屋上に設置し、付加質量が振動方向に移動し
てビルの振動を制振するように構成されている。

【０００３】図９は従来の制振装置の用いられている動
吸振器の一例を示す。図９に示されるように、動吸振器
１は、付加質量２をリニアベアリング３により摺動自在
に支持するとともに、付加質量２に取り付けられたボー
ルナット４にボールねじ５を螺合させ、ボールねじ５を
モータ６により回転駆動して付加質量２を振動方向（Ｘ
方向）に駆動させる構成となっている。

【０００４】ボールねじ５は、カップリング７を介して
モータ６の駆動軸６ａに結合されており、且つベース８
に固定された支持部９に取り付けられたアンギュラ軸受
１０により回転可能に軸承されている。また、アンギュ
ラ軸受１０は、半径方向及び軸方向の荷重に耐える構造
となっている。そして、動吸振器１は、ビルの変位及び
速度などの振動状態を検出するセンサ（図示せず）から
の出力値の大きさに応じた制御量を演算する制御装置か
らの駆動信号によりモータ６が駆動制御され、モータ６
の回転駆動力がボールねじ５に伝達されると、ボールナ
ット４が付加質量２と共にＸ方向に移動し、その反力を
制振力として用いることによりビルの振動を制振するよ
うになっている。

【０００５】すなわち、上記のような構成とされた動吸
振器１は、モータ６のトルクをボールねじ５に伝達し
て回転駆動力を発生させる。ボールねじ５の回転駆動
力は、ボールナット４を介して軸方向の推力に変換
される。そして、ボールナット４が固着された付加質量
２は、推力によりＸ方向に駆動されて加速度を得てリ
ニアベアリング３に沿って移動する。

【０００６】このように、付加質量２が加速度を得る
と、そのときの慣性力の反力がアンギュラ軸受１０か
ら支持部９を介してビルに固定されたベース８に伝達さ
れる。その結果、ビル１２には、振動による加速度の作
用方向と逆方向の反力が伝達されて制振される。上記
制振力Ｆは次式から求まる。

【０００７】Ｆ＝Ｍ_a ×ｘ_a ″… （１） （１）式において、Ｆは制振力（Ｎ）、Ｍ_a は付加質量
（kg) 、ｘ_a ″は付加質量加速度（ｍ／ｓ² ）である。
上記式（１）より制振力Ｆは、付加質量２の重量と付加
質量２の加速度で決まることが分かる。すなわち、より
大きな制振力Ｆを得るには、付加質量２を大きくして重
量を増やすか、あるいは付加質量２の加速度を大きくす
るために変位量を長くする必要がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の制振装置においては、付加質量２を水平方向に往復
動させる構成であるため、付加質量２の大きさ（重量）
と加速度（モータ６のトルク）で制振性能が決まり、よ
り大きな制振力を得るには付加質量２を大きくする必要
がある。

【０００９】また、従来の制振装置では、付加質量２の
加速度を大きくすることにより制振力としての反力を確
保することができるが、その場合には付加質量２の移動
ストロークを長くする必要があり、装置自体が大型化す
ると共に設置スペースが大きくなってしまう。そのた
め、従来の制振装置では、制振力を大きくして制振性能
を向上させることと付加質量２の小型化及び軽量化を図
ることが相反する事項であるので、両立させることが難
しかった。

【００１０】従って、従来のものでは、制振性能を確保
するために装置全体の小型化及び軽量化を図ることがで
きず、例えばビルの屋上等に設置のときには動吸振器１
を吊り上げるためのクレーン等の重機を用意する必要が
あり、設置作業が大掛かりになってしまうばかりか、装
置を設置する場所のスペースの確保及び動吸振器１の荷
重に耐えるように補強することも必要であるといった問
題があった。

【００１１】そこで、本発明は上記課題を解決した制振
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
記載の発明では、構造物の振動に応じて駆動される駆動
源と、該駆動源からの駆動力により直線運動する直動部
材と、該直動部材の直線運動を回転運動に変換する変換
機構と、該変換機構からの回転力により回転駆動される
回転質量と、からなり、前記回転質量の回転に伴う反力
が前記直動部材に伝達されて前記構造物の振動を制振す
ることを特徴とするものである。

【００１３】従って、上記請求項１記載の発明によれ
ば、回転質量の回転に伴う反力が直動部材に伝達されて
構造物の振動を制振するため、質量を直動させる従来の
ものよりも回転質量の回転による周方向の移動量を大き
くすることができ、これにより回転質量の慣性力が大き
くなって見かけ上の質量を大きくすることができる。そ
のため、制振力を確保すると共に回転質量の軽量化及び
装置の小型化を図ることが可能となる。

【００１４】また、上記請求項２記載の発明では、前記
請求項１記載の制振装置であって、前記変換機構は、ボ
ールねじ機構であることを特徴とするものである。従っ
て、上記請求項２記載の発明によれば、変換機構がボー
ルねじ機構であるので、直動部材の直線運動を回転運動
に変換する際の変換効率をおよそ９０％程度まで高める
ことができ、損失が小さい分回転質量を駆動するための
駆動源を小型化できる。

【００１５】また、上記請求項３記載の発明では、構造
物の振動に応じて駆動されるモータと、該モータからの
回転駆動力により回転駆動される駆動側ボールナット
と、該駆動側ボールナットに螺合するボールねじと、該
ボールねじが螺合する従動側ボールナットと、前記ボー
ルねじの回転を拘束する回転拘束手段と、前記従動側ボ
ールナットと一体的に結合された回転質量と、からな
り、前記回転質量の回転に伴う反力が前記ボールねじに
伝達されて前記構造物の振動を制振することを特徴とす
るものである。

【００１６】従って、上記請求項３記載の発明によれ
ば、モータからの回転駆動力により駆動側ボールナット
を回転させてボールねじを軸方向に直動させ、これによ
り従動側ボールナットを回転させるため、駆動力及び制
振力としての反力の伝達効率を高めることができると共
に、駆動側ボールナットと従動側ボールナットとで１本
のボールねじを共用することができ、その分部品点数の
削減を図ることができる。

【００１７】また、上記請求項４記載の発明では、前記
請求項３記載の制振装置であって、前記ボールねじの軸
方向の一端側のピッチと他端側のピッチを異ならせると
共に、前記ボールねじの各ピッチに応じて前記駆動側ボ
ールナットのピッチと前記従動側ボールナットのピッチ
とを異ならせたことを特徴とするものである。従って、
上記請求項４記載の発明によれば、駆動側ボールナット
のピッチと従動側ボールナットのピッチとを異ならせた
ため、例えば駆動側のピッチを従動側より小さくするこ
とにより駆動側ボールナットを小さいトルクで駆動する
ようにでき、これと逆に駆動側のピッチを従動側より大
きくすることにより同じトルクで回転質量をより高速回
転させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下図面と共に本発明の実施の形
態について説明する。図１は本発明になる制振装置の一
実施例がビルの屋上に設置された状態を示す構成図であ
る。図１に示されるように、制振装置１１は、大略、構
造物としてのビル１２の屋上１２ａに設置された動吸振
器１３と、動吸振器１３を駆動制御する制御装置１５と
から構成されている。動吸振器１３は、例えばビル１２
のＸ方向の振動を制振する向きに設置されており、制御
装置１５からの制御信号により制振動作してビル１２の
Ｘ方向の振動を制振する。

【００１９】また、ビル１２の奇数階及び屋上には、地
震あるいは風圧によるＸ方向の振動状態を変位、速度、
あるいは加速度により検出する振動状態検出センサ（以
下単に「センサ」という）１６（１６₁ 〜１６₅ ）が設
置されている。尚、これらのセンサ１６は、ビル１２が
一方向へ移動すると正の検出信号を出力し、ビル１２が
他方向へ移動すると負の検出信号を出力するようになっ
ている。そのため、制御装置１５は、各センサ１６から
出力された信号によりビル１２の各振動方向（Ｘ方向）
の変位、速度、あるいは加速度を求めることができる。

【００２０】センサ１６から出力された振動状態検出信
号は、夫々増幅器１８（１８₁ 〜１８₅ ）により増幅さ
れてＡ／Ｄ変換器２０でデジタル信号に変換されて制御
回路２２に出力される。また、制御回路２２は、Ａ／Ｄ
変換器２０から入力されたセンサ１６からのデジタル信
号に基づいて動吸振器１３の制御量を演算する。そし
て、制御回路２２の演算結果は、Ｄ／Ａ変換器２４によ
りアナログ信号に変換されて動吸振器１３のＡＣサーボ
モータ（以下「モータ」という）２６のドライブ回路２
８に供給される。さらに、ドライブ回路２８は、制御回
路２２で演算された制御量に応じた駆動信号としての速
度指令電圧を動吸振器１３のモータ２６に出力する。

【００２１】動吸振器１３は、後述するように回転質量
３０を回転駆動し、その反力で制振する構成であり、駆
動源としてのモータ２６の回転駆動力によりボールねじ
３２が軸方向に移動し、ボールねじ３２の直動に伴って
回転質量３０が回転駆動されると、その反力が制振力と
してビル１２に作用する。このようにしてビル１２の振
動は、動吸振器１３のモータ２６が駆動制御されること
により制振される。

【００２２】上記制御回路２２において、センサ１６か
らの検出信号に基づいて演算する制御量の演算方法とし
ては、ＬＱ制御を用いて演算する。尚、ＬＱ制御は、従
来から用いられている周知の技術であるので、ここでは
その説明は省略する。また、制御回路２２では、ＬＱ制
御方法に限らず、此れ以外のスカイフック制御等の他の
制御方法を用いることもできる。

【００２３】ここで、動吸振器１３の構成について説明
する。図２は動吸振器１３の構成を説明するための縦断
面図である。図２に示されるように、動吸振器１３は、
ビル１２の屋上１２ａに固定されるベース３４と、ベー
ス３４上に固定されたモータ支持部３６に支持されたモ
ータ２６と、モータ２６からの回転力を直線運動に変換
する第１の変換機構３７と、第１の変換機構３７からの
駆動力により直線運動するボールねじ（直動部材）３２
と、ボールねじ３２の直線運動を回転運動に変換する第
２の変換機構３８と、第２の変換機構３８からの回転力
により回転駆動される回転質量３０とからなる。

【００２４】本実施の形態では、ボールねじ３２自体が
直動部材として機能するため、ボールねじ３２を直接軸
方向に駆動させることにより構成の簡略化が図られてい
る。尚、直動部材を直線運動させるため、モータ２６及
び第１の変換機構３７を用いているが、これに限らず、
直接直線運動させるアクチュエータや伝達機構等を用い
ても良い。

【００２５】また、第１の変換機構３７は、モータ２６
の駆動軸２６ａとカップリング４０を介して結合された
結合部材４２と、結合部材４２にフランジ４２ａにボル
ト４４の締結により結合されるフランジ４５ａを有する
ホルダ４５と、ホルダ４５の内部を貫通する貫通孔４５
ｂに嵌合固定された第１のボールナット４６と、一端３
２ａが第１のボールナット４６に螺合するボールねじ３
２とからなる。

【００２６】また、結合部材４２は、支柱４７に保持さ
れた軸受４９により回転自在に軸承されており、内部に
はボールねじ３２の端部が進入する空間４２ｂが軸方向
に形成されている。また、ホルダ４５は、ベース３４上
に固定された第１の軸受支持部４８に保持された一対の
アンギュラ軸受５０，５０により回転自在に軸承されて
いる。このアンギュラ軸受５０，５０は、軸方向及び半
径方向の荷重に耐える構造となっており、夫々逆向きの
軸荷重を受けるように配置されている。また、第１の軸
受支持部４８の左側には、アンギュラ軸受５０，５０が
軸方向に脱落しないようにストッパとしての突部４８ａ
が設けられている。また、第１の軸受支持部４８の右側
面には、突部４８ａと逆側でアンギュラ軸受５０の内
輪、外輪を保持する環状の保持板５１ａ，５１ｂがボル
ト５２ａ，５２ｂにより固定されている。

【００２７】そのため、アンギュラ軸受５０，５０は、
軸方向の荷重が作用しても第１の軸受支持部４８から脱
落せずの第１のボールナット４６を支持することができ
る。そして、モータ２６からの回転力がカップリング４
０、結合部材４２、ホルダ４５を介してボールナット４
６に伝達されると、ボールねじ３２は軸方向（Ｘ方向）
に駆動される。

【００２８】第２の変換機構３８は、ボールねじ３２
と、ボールねじ３２の他端３２ｂが螺合する第２のボー
ルナット５５と、第２のボールナット５５に嵌合固定さ
れた回転質量３０とからなる。第２のボールナット５５
は、第１のボールナット４６と同一構造であるが取付け
方向が１８０°逆向きとなっている。また、第２のボー
ルナット５５は、ボールねじ３２が軸方向（Ｘ方向）に
直動するのに伴って回転する。尚、本実施の形態では、
ボールねじ３２の一端３２ａが第１のボールナット４６
に螺合し、ボールねじ３２の他端３２ｂが第２のボール
ナット５５に螺合しているため、１本のボールねじ３２
が第１のボールナット４６と第２のボールナット５５に
螺合して共用化して駆動力及び制振力としての反力の伝
達効率を高めることができると共に、部品点数の削減を
図ることができる。

【００２９】上記のように構成されたボールねじ機構で
は、直線運動を回転運動に変換する際の変換効率がおよ
そ９０％程度あるので、ボールねじ３２の軸方向への移
動量に応じた回転角度で回転質量３０を回転させること
ができる。そのため、直線運動を回転運動に変換する際
の損失が小さく、回転質量３０を駆動するためのモータ
２６を小型化することが可能となる。

【００３０】回転質量３０は、第２のボールナット５５
に嵌合する軸受部３０ａと、軸受部３０ａより半径方向
に延在する円板３０ｂと、円板３０ｂの端面に固定され
た慣性質量３０ｃとからなる。回転質量３０は、円板状
に形成されており、ビル１２の構造や大きさに応じて慣
性質量３０ｃを適宜増やしたり、減らして全体の質量が
調整されるようになっている。また、回転質量３０は、
半径が大きくなるほど慣性力が大きくなるため、従来の
装置のように付加質量を直動させるものに比べ質量が小
さくても十分な慣性力を得ることができる。

【００３１】さらに、回転質量３０の軸受部３０ａは、
ベース３４上に起立する第２の軸受支持部５８に保持さ
れた一対のアンギュラ軸受５６，５６により回転自在に
軸承されている。このアンギュラ軸受５６，５６は、軸
方向及び半径方向の荷重に耐える構造となっており、夫
々逆向きの軸荷重を受けるように配置されている。ま
た、第２の軸受支持部５８には、アンギュラ軸受５６，
５６が軸方向に脱落しないようにストッパとしての突部
５８ａが設けられている。また、第２の軸受支持部５８
の左側面には、アンギュラ軸受５６の外輪を保持する環
状の保持板６１ｂがボルト６２ｂにより固定されてい
る。また、第２の軸受支持部５８の右側面には、アンギ
ュラ軸受５６の内輪、外輪を保持する環状の保持板６１
ａ，６１ｂがボルト６２ａ，６２ｂにより固定されてい
る。

【００３２】そのため、アンギュラ軸受５６，５６は、
軸方向の荷重が作用しても第２の軸受支持部５８から脱
落せずの第２のボールナット５５を支持することができ
る。さらに、第２のボールナット５５を貫通したボール
ねじ３２の端部は、回転拘束機構６４により回転方向の
動き規制されている。回転拘束機構６４は、ボールねじ
３２の端部３２ｂより突出する係合部３２ｃに嵌合して
半径方向に延在する腕部６６と、腕部６６の先端部分に
挿通されるロッド６８と、ロッド６８を軸方向（Ｘ方
向）に摺動可能に軸承する滑り軸受７０とからなる。

【００３３】腕部６６とロッド６８は、ボールねじ３２
の端部から半径方向に離間した位置からボールねじ３２
の回転を拘束することができるので、ロッド６８と滑り
軸受７０との寸法誤差がボールねじ３２の回転位置に影
響しないように設けられている。また、ボールねじ３２
が軸方向（Ｘ方向）に移動するときは、ロッド６８が滑
り軸受７０に軸承されながら平行移動して回転拘束状態
を維持する。

【００３４】このようにボールねじ３２は、回転拘束機
構６４によって回転方向の動きが規制されているので、
第１のボールナット４６が回転駆動されると、回転トル
クが軸方向の推力として９０％以上の効率で伝達される
ため、軸方向（Ｘ方向）に移動する。従って、第１のボ
ールナット４６の回転方向によってボールねじ３２は、
図２において左方向又は右方向に直動する。また、ボー
ルねじ３２は、わずかな移動量がねじのピッチにより第
２のボールナット５５及び回転質量３０を大きく回転さ
せる。

【００３５】そして、ボールねじ３２が軸方向（Ｘ方
向）に移動するのに伴って第２のボールナット５５が回
転質量３０と共に回転し、その際第２のボールナット５
５及び回転質量３０の慣性力の反力がボールねじ３２、
アンギュラ軸受５０、第１の軸受支持部４８を介してベ
ース３４に伝達される。その結果、ビル１２の振動の作
用方向と逆方向の制振力がビル１２に作用してビル１２
の振動を制振する。

【００３６】ここで、回転質量３０の回転による制振動
作の原理について説明する。前述したように、動吸振器
１３は、上記式（１）より制振力は、付加質量２の重量
と付加質量２の加速度で決まる。そのため、より大きな
制振力を得るには、付加質量を大きくして重量を増やす
か、あるいは付加質量の加速度を大きくして変位量を長
くする必要がある。

【００３７】そこで、付加質量を小さくすると共に、付
加質量の加速度をより大きくして変位量をより長くする
ことにより、装置の小型化及び軽量化と制振力の向上を
同時に実現する方法を考え出した。図３は本発明の制振
動作の原理を説明するための概略を示す図である。図３
に示されるように、駆動源からの入力Ｆは、支点Ｏとの
距離Ｌａと付加質量Ｍまでの距離Ｌｂ（＞Ｌａ）との比
によって拡大される。つまり、入力ＦはＬｂ／Ｌａ倍さ
れて付加質量Ｍに伝達される。

【００３８】さらに、付加質量Ｍを回転させることによ
り、付加質量Ｍを直動させる場合よりも変位量を数倍に
拡大することができる。このように、付加質量Ｍを回転
させて変位量を実質的に長くすることができるので、そ
の分付加質量Ｍ自体の重量を軽減して軽量化及び小型化
を促進することが可能となる。ここで、ボールねじ機構
の直動−回転変換効率について説明する。

【００３９】図４はボールねじの作動原理を説明するた
めの斜視図である。図４に示されるように、上記ボール
ねじ３２とボールナット４６，５５の変換効率ηは、ボ
ールねじのリード角βから求まる。すなわち、次式
（２）のように表される。 β＝ｔａｎ^-1（Ｐｔ／ｄ_p π） … （２） （２）式において、βはリード角、Ｐｔはボールねじの
ピッチ（＝リードＬ）、ｄ_p はボール中心径である。
尚、リード角βは５．３ｄｅｇで変換効率ηが９０．３
％となる。

【００４０】図５は動吸振器１３の回転慣性式ＡＭＤの
数学モデルを示す図である。図５に示されるように、動
吸振器１３の数学モデルは、モータ２６と、各構成部品
の等価ばね定数ｋと、各構成部品の等価減衰係数Ｃ
_e と、第２のボールナット５５及び回転質量３０の等価
慣性質量ｍ_e とからなる。この数学モデルの運動方程式
は、次式（３）のように表される。

【００４１】 ｍ_e ｙ″＋Ｃ_e ′＋ｋ（ｙ−ｘ）＝０ … （３） また、動吸振器１３の各構成部品の固有振動数ｆ_n は、
次式（４）のように表される。 ｆ_n ＝√（ｋ／ｍ_e ）／２π … （４） （４）式において、等価ばね定数ｋは、ボールねじ３２
の軸方向剛性ｋ_s と、ボールナット４６，５５の軸方向
剛性ｋ_N と、アンギュラ軸受５０，５６の軸方向剛性Ｋ
_B とから求まる全体の剛性であり、次式ようにように表
せる。

【００４２】 ｋ＝１／｛（１／ｋ_s ）＋（１／ｋ_N ）＋（１／ｋ_B ）｝ … （５） また、等価慣性質量ｍ_e は、次式から求まる。 ｍ_e ＝（２π／ｐ）² ×Ｉ_m … （６） （６）式において、ｐはねじのピッチ、Ｉ_m は慣性モー
メントである。また、慣性モーメントＩ_m は、次式から
求まる。

【００４３】 Ｉ_m ＝ｍ_t ×（ｒ_out ² −ｒ_in ² ）／２ … （７） （７）式において、ｍ_t は回転質量３０の質量、ｒ_out
は回転質量３０の外半径、ｒ_inは回転質量３０の内半径
である。図６はｘを入力としたときの直動ｙの周波数応
答を示す波形図である。図６に示されるように、動吸振
器１３の各構成部品の固有振動数は、制御周波数５Ｈｚ
から離れている。しかしながら、ベース３４等の剛性
は、固有振動数ｆ _n から外れるように上記式（４）より
求まる固有振動数５０Ｈｚ以上とする。

【００４４】図７は動吸振器の変形例１を示す縦断面図
である。尚、図７において、上記実施の形態と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。図７に示さ
れるように、動吸振器７１は、第１のボールナット４６
に螺合する第１のボールねじ７２と、第２のボールナッ
ト５５に螺合する第２のボールねじ７４とを有する。駆
動側となる第１のボールねじ７２のピッチｐ₁ は、従動
側となる第２のボールねじ７４のピッチｐ₂ より小さい
（ｐ₁ ＜ｐ₂ ）。また、第１のボールナット４６のピッ
チは第１のボールねじ７２のピッチｐ₁ と同じであり、
第２のボールナット５５のピッチは第２のボールねじ７
４のピッチｐ₂ と同じである。

【００４５】そして、第１のボールねじ７２の端部は、
結合部材７６の一端側に結合され、第２のボールねじ７
４の端部は、結合部材７６の他端側に結合されている。
よって、第１のボールねじ７２と第２のボールねじ７４
は、結合部材７６を介して一体化されており、第１のボ
ールナット４６が回転駆動されると、同一方向に同一距
離移動する。

【００４６】上記のようなピッチ差により第１の変換機
構３７では、第１のボールナット４６の回転量に対して
第１のボールねじ７２の軸方向の移動量が小さく、第２
の変換機構３８では、第２のボールねじ７４の軸方向の
移動量に対し第２のボールナット５５及び回転質量３０
の回転量が大きくなっている。そのため、モータ２６の
回転量を拡大することが可能になり、モータ２６を小型
化しても初期の制振力を得ることができる。

【００４７】また、上記以外にも、駆動側となる第１の
ボールねじ７２のピッチｐ₁ を従動側となる第２のボー
ルねじ７４のピッチｐ₂ より大きく（ｐ₁ ＞ｐ₂ ）する
こともできる。さらに、変形例１では、第１のボールね
じ７２と第２のボールねじ７４が結合部材７６を介して
一体化される構成を一例として挙げたが、１本のボール
ねじの一端側のピッチと他端側のピッチとを異ならせる
ようにしても良い。

【００４８】図８は動吸振器の変形例２を示す縦断面図
である。尚、図８において、上記実施の形態と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略する。図８に示さ
れるように、動吸振器８１は、ボールねじ３２の回転方
向の動きを規制する回転拘束機構８２を有する。この回
転拘束機構８２は、ボールねじ３２の係合部３２ｃの外
周の軸方向に形成されたキー溝３２ｄと、ベース３４上
に固定された支柱８３に保持された滑り軸受８４と、滑
り軸受８４の内周に軸方向に形成されたキー溝８５と、
キー溝３２ｄ及びキー溝８５に挿入されたキー８６とか
らなる。

【００４９】このように、回転拘束機構８２は、キー８
６によりボールねじ３２の回転を拘束する構成であるの
で、構成の簡略化及び製造コストの低減が図られてい
る。尚、上記実施の形態では、ビル１２の制振を行う制
振装置を一例として挙げたが、これに限らず上記制振装
置１１をビル以外の構造物（例えば橋梁、鉄塔、高架建
築物、スタジアム等）にも適用できるのは勿論である。

【００５０】また、回転質量３０は、円板形状としても
良いが、これに限らず、例えば複数のリング状の質量を
組み合わせても良いし、あるいは鋳物等により任意の形
状とするようにしても良いのは勿論である。

【００５１】

【発明の効果】上述の如く、上記請求項１記載の発明に
よれば、回転質量の回転に伴う反力が直動部材に伝達さ
れて構造物の振動を制振するため、質量を直動させる従
来のものよりも回転質量の回転による周方向の移動量を
大きくすることができ、これにより回転質量の慣性力が
大きくなって見かけ上の質量を大きくすることができ
る。そのため、制振力を確保すると共に回転質量の軽量
化及び装置の小型化を図ることができる。

【００５２】また、上記請求項２記載の発明によれば、
変換機構がボールねじ機構であるので、直動部材の直線
運動を回転運動に変換する際の変換効率をおよそ９０％
程度まで高めることができ、損失が小さい分回転質量を
駆動するための駆動源を小型化できる。また、上記請求
項３記載の発明によれば、モータからの回転駆動力によ
り駆動側ボールナットを回転させてボールねじを軸方向
に直動させ、これにより従動側ボールナットを回転させ
るため、駆動力及び制振力としての反力の伝達効率を高
めることができると共に、駆動側ボールナットと従動側
ボールナットとで１本のボールねじを共用することがで
き、その分部品点数の削減を図ることができる。

【００５３】また、上記請求項４記載の発明によれば、
駆動側ボールナットのピッチと従動側ボールナットのピ
ッチとを異ならせたため、例えば駆動側のピッチを従動
側より小さくすることにより駆動側ボールナットを小さ
いトルクで駆動するようにでき、モータを小型化するこ
とができる。また、これと逆に駆動側のピッチを従動側
より大きくすることにより同じトルクで回転質量をより
高速回転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる制振装置の一実施例がビルの屋上
に設置された状態を示す構成図である。

【図２】動吸振器１３の構成を説明するための縦断面図
である。

【図３】本発明の制振動作の原理を説明するための概略
を示す図である。

【図４】ボールねじの作動原理を説明するための斜視図
である。

【図５】動吸振器１３の回転慣性式ＡＭＤの数学モデル
を示す図である。

【図６】ｘを入力としたときの直動ｙの周波数応答を示
す波形図である。

【図７】動吸振器の変形例１を示す縦断面図である。

【図８】動吸振器の変形例２を示す縦断面図である。

【図９】従来の制振装置の用いられている動吸振器の一
例を示す。

【符号の説明】

１１ 制振装置 １２ ビル １３，７１，８１ 動吸振器 １５ 制御装置 １６（１６₁ 〜１６₅ ） 振動状態検出センサ ２２ 制御回路 ２６ ＡＣサーボモータ（ ３０ 回転質量 ３２ ボールねじ ３４ ベース ３７ 第１の変換機構 ３８ 第２の変換機構 ４２ 結合部材 ４５ ホルダ ４６ 第１のボールナット ４８ 第１の軸受支持部 ５０，５６ アンギュラ軸受 ５５ 第２のボールナット ５８ 第２の軸受支持部 ６４ 回転拘束機構 ７２ 第１のボールねじ ７４ 第２のボールねじ ７６ 結合部材 ８２ 回転拘束機構 ８６ キー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の振動に応じて駆動される駆動源
   と、 該駆動源からの駆動力により直線運動する直動部材と、 該直動部材の直線運動を回転運動に変換する変換機構
   と、 該変換機構からの回転力により回転駆動される回転質量
   と、からなり、 前記回転質量の回転に伴う反力が前記直動部材に伝達さ
   れて前記構造物の振動を制振することを特徴とする制振
   装置。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載の制振装置であって、 前記変換機構は、ボールねじ機構であることを特徴とす
   る制振装置。
3. 【請求項３】 構造物の振動に応じて駆動されるモータ
   と、 該モータからの回転駆動力により回転駆動される駆動側
   ボールナットと、 該駆動側ボールナットに螺合するボールねじと、 該ボールねじが螺合する従動側ボールナットと、 前記ボールねじの回転を拘束する回転拘束手段と、 前記従動側ボールナットと一体的に結合された回転質量
   と、 からなり、 前記回転質量の回転に伴う反力が前記ボールねじに伝達
   されて前記構造物の振動を制振することを特徴とする制
   振装置。
4. 【請求項４】 前記請求項３記載の制振装置であって、 前記ボールねじの軸方向の一端側のピッチと他端側のピ
   ッチを異ならせると共に、前記ボールねじの各ピッチに
   応じて前記駆動側ボールナットのピッチと前記従動側ボ
   ールナットのピッチとを異ならせたことを特徴とする制
   振装置。