JP2002081492A - Vibration damping device - Google Patents

Vibration damping device

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JP2002081492A
JP2002081492A JP2000272930A JP2000272930A JP2002081492A JP 2002081492 A JP2002081492 A JP 2002081492A JP 2000272930 A JP2000272930 A JP 2000272930A JP 2000272930 A JP2000272930 A JP 2000272930A JP 2002081492 A JP2002081492 A JP 2002081492A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure a mass required for vibration modes and effectively control vibration in two vibration modes while reducing the sum of the whole mass of bodies of mass of active vibration absorbers by independently operating the pair of active vibration absorbers as separated into two parts on two vibration modes different in natural vibration frequency or operating them in an integral manner. SOLUTION: This vibration damping device comprises the pair of first and second active vibration absorbers 12, 13 arranged in a building in spaced relation and harmonized to the natural vibration frequency of one of vibration modes of the building having a lower natural vibration frequency, displacement extracting means 24 for extracting the displacement of the body of mass 17 for each of active vibration absorbers in the vibration mode of the building having a higher natural vibration frequency, and a spring member 25 mounted between the bodies of mass of the active motion vibration absorbers for transmitting spring force corresponding to a difference in displacement extracted by the displacement extracting means between the bodies of mass to make these active vibration absorbers integrally harmonized to the natural vibration frequency of the vibration mode of the building having a higher natural vibration frequency.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、質量体、弾性支承
体および減衰部材からなるTMDと、該TMDの質量体
の動きを制御するアクティブ制御装置とからなるハイブ
リッド型のアクティブ動吸振器を設けて制振対象物を制
振するようになった制振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a hybrid active dynamic vibration absorber comprising a TMD comprising a mass, an elastic bearing and a damping member, and an active control device for controlling the movement of the mass of the TMD. The present invention relates to a vibration damping device for damping an object to be damped.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から各種制振装置が提案されるが、
その中にTMD(チューンドマスダンパー)構造の制振
装置がある。このTMDは質量体と弾性支承体と減衰部
材とを備えて構成され、制振対象物に弾性支承体を介し
て質量体を取り付けるとともに減衰部材を作用させ、こ
れらからなる振動系の共振周波数領域(制振領域)を予
め制振対象物の固有振動数に同調させるようになってい
る。これによって制振対象物の振動で質量体が加振さ
れ、この加振された質量体の振動が遅延されて制振対象
物に伝達されることにより、制振対象物の振動を相殺し
て制振できるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, various vibration damping devices have been proposed.
Among them is a vibration damping device having a TMD (tuned mass damper) structure. The TMD is provided with a mass body, an elastic support body, and a damping member. The mass body is attached to the vibration damping object via the elastic support body, and the damping member is acted on. The (damping region) is tuned in advance to the natural frequency of the object to be damped. As a result, the mass body is vibrated by the vibration of the vibration damping object, and the vibration of the vibrated mass body is delayed and transmitted to the vibration damping object, thereby canceling the vibration of the vibration damping object. It can be damped.

【0003】また、上記TMDにはアクティブ制御装置
を設けてハイブリッド型のアクティブ動吸振器として構
成することができる。このアクティブ動吸振器はアクテ
ィブ制御装置によってTMDの質量体の動きを能動的に
制御して、小振幅から大振幅振動までより緻密に制振す
ることができる。
[0003] Further, the TMD may be provided with an active control device to constitute a hybrid type active dynamic vibration absorber. This active dynamic vibration absorber can actively control the movement of the mass body of the TMD by the active control device, and can more precisely control vibration from small amplitude to large amplitude vibration.

【0004】ところで、制振対象物が建物である場合、
この建物は一般的に平面形状が扁平な長方形となるもの
が多く、この場合、建物には短辺方向に平行的に揺動す
る並進振動および上下軸周りに回転方向に揺動する捻れ
振動が励起され、これら並進振動および捻れ振動の双方
を制振することが望ましい。ここで、上記並進振動とし
て建物の短辺方向を限定する理由としては、その短辺方
向の固有振動数が長辺方向に比べて低くなり、強風や地
震などの振動外力が建物に入力された場合には、当該短
辺方向が揺れ易くなるためである。
By the way, when the object to be damped is a building,
In general, many buildings have a flat rectangular shape, and in this case, the building experiences translational vibration that oscillates parallel to the short side direction and torsional vibration that oscillates around the vertical axis in the rotational direction. It is desirable to be excited and dampen both these translational and torsional vibrations. Here, the reason for limiting the short side direction of the building as the translational vibration is that the natural frequency in the short side direction is lower than that in the long side direction, and the vibration external force such as strong wind or earthquake is input to the building. In such a case, the short side direction is likely to swing.

【0005】そして、このように並進振動と捻れ振動の
双方の振動モードを制振する場合、上記ハイブリッド型
のアクティブ動吸振器はそれぞれの振動モードに対応し
て個々に設ける必要があり、並進振動を制振するための
アクティブ動吸振器と捻れ振動を制振するためのアクテ
ィブ動吸振器の2基が設けられることになる。
[0005] When the vibration mode of both the translational vibration and the torsional vibration is damped as described above, it is necessary to provide the hybrid type active dynamic vibration absorber individually corresponding to each vibration mode. And an active dynamic vibration absorber for damping torsional vibration.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、建物を
制振するに必要なアクティブ動吸振器の質量体の質量
は、TMDによるパッシブ制振で減衰定数で約3.5%
の減衰付加を設定するものとして、最低限で建物の有効
質量のほぼ1%程度の大質量を必要とする。このため、
並進振動と捻れ振動の2つの振動モードを制振するには
2基のアクティブ動吸振器を設ける必要があることか
ら、1つの振動モードを制振する場合の2倍の付加質量
が必要となる。
However, the mass of the mass of the active dynamic vibration absorber required for damping the building is about 3.5% as a damping constant in passive damping by TMD.
In order to set the additional attenuation of the building, a large mass of about 1% of the effective mass of the building is required at a minimum. For this reason,
To control two vibration modes, translational vibration and torsional vibration, it is necessary to provide two active dynamic vibration absorbers. Therefore, an additional mass twice as large as that required to control one vibration mode is required. .

【0007】このため、それぞれの質量体の製作コスト
が大幅に増大するのは勿論のこと、有効質量の1%程度
とした最低限の質量では大地震などの大振幅振動の入力
時に質量体の移動距離を著しく大きくする必要がある
が、その大きな移動距離を確保することはスペース的お
よび構造的に困難となるため、大地震では質量体の移動
をストッパーやブレーキで規制するのが一般的である。
この場合、移動が規制された質量体は建物の単なる重り
として作用することになり、アクティブ動吸振器が通常
設置される屋上部分の荷重が増大されて地震時の揺動量
がより増幅されることになる。
[0007] For this reason, not only does the manufacturing cost of each mass body greatly increase, but also at the minimum mass of about 1% of the effective mass, when a large-amplitude vibration such as a large earthquake is input, the mass mass of the mass body increases. Although it is necessary to significantly increase the travel distance, it is difficult to secure the large travel distance in terms of space and structure.In the case of a large earthquake, the movement of the mass body is generally restricted by stoppers and brakes. is there.
In this case, the mass body whose movement is restricted will act as a simple weight of the building, and the load on the roof where the active dynamic vibration absorber is usually installed will be increased, and the swing amount during an earthquake will be further amplified. become.

【0008】従って、大地震時の質量体を移動規制する
場合を考慮した場合、建物屋上階に設置するアクティブ
動吸振器の質量体は可能な限り軽量化することが望まし
い反面、強風や許容振幅内に収まる地震程度でアクティ
ブ動吸振器が備える本来の制振機能を発揮するために
は、質量体を可能な限り重量化することが望ましく、両
者の間には質量体に対して相反する要求が生ずることに
なる。
[0008] Therefore, in consideration of the case where movement of the mass body during a large earthquake is restricted, it is desirable that the mass body of the active dynamic vibration absorber installed on the rooftop of the building be as light as possible, but on the other hand, strong wind and allowable amplitude. It is desirable to make the mass as heavy as possible in order to exhibit the original vibration damping function provided by the active dynamic vibration absorber when the earthquake falls within the range, and there are conflicting requirements for the mass between the two. Will occur.

【0009】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、固有振動数が異なる2つの振動モー
ドに対し、2つに分けた1対のアクティブ動吸振器を独
立して作用させたり、一体的に作用させたりすることに
より、各アクティブ動吸振器の質量体の全体的な質量和
を低減しつつ各振動モードに必要とする質量を確保し、
もって2つの振動モードを効果的に制振する制振装置を
提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such a conventional problem, and a pair of active dynamic vibration absorbers which are divided into two independently act on two vibration modes having different natural frequencies. Or by acting as one, securing the mass required for each vibration mode while reducing the overall mass sum of the mass body of each active dynamic vibration absorber,
Accordingly, it is an object to provide a vibration damping device that effectively damps two vibration modes.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、質量体、弾性支承体および減衰部材から
なるTMDと、該TMDの質量体の動きを制御するアク
ティブ制御装置とからなるハイブリッド型のアクティブ
動吸振器を備え、並進振動モードと捻れ振動モードの2
つの振動モードが励起される制振対象物を制振するため
の制振装置であって、上記制振対象物に互いに間隔を隔
てて配置され、並進振動モードと捻れ振動モードのう
ち、制振対象物の固有振動数が低い方のいずれかの振動
モードの固有振動数に同調させて設定された一対のアク
ティブ動吸振器と、制振対象物の固有振動数が高い方の
振動モードにおける一対のアクティブ動吸振器それぞれ
の質量体の変位を抽出する変位量抽出手段と、一対のア
クティブ動吸振器の質量体間に介設され、これら一対の
アクティブ動吸振器を一体として制振対象物の固有振動
数が高い方の振動モードの固有振動数に同調させるため
に、変位量抽出手段で抽出された変位差に応じたバネ力
を質量体間に伝達するバネ部材とを備えたことを特徴と
する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a TMD comprising a mass, an elastic bearing and a damping member, and an active control device for controlling the movement of the mass of the TMD. Equipped with a hybrid type active dynamic vibration absorber, two modes of translational vibration mode and torsional vibration mode
A vibration damping device for damping a vibration damping object in which two vibration modes are excited, wherein the vibration damping device is arranged at a distance from the vibration damping object, and includes a translational vibration mode and a torsional vibration mode. A pair of active dynamic vibration absorbers set in synchronization with the natural frequency of one of the lower vibration modes of the natural object, and a pair of active vibration absorbers of the higher natural mode of the vibration damping object A displacement amount extracting means for extracting a displacement of each mass body of the active dynamic vibration absorbers, and a pair of active dynamic vibration absorbers interposed between the mass bodies of the pair of active dynamic vibration absorbers. A spring member for transmitting a spring force according to the displacement difference extracted by the displacement amount extracting means between the mass bodies in order to tune to a natural frequency of a vibration mode having a higher natural frequency. And

【0011】また、上記変位量抽出手段には、上記質量
体の変位を減少させて上記バネ部材に伝達するための倍
力手段を設けることが好ましい。
Preferably, the displacement amount extracting means includes a boosting means for reducing the displacement of the mass body and transmitting the displacement to the spring member.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。図1〜図5は本発明の制
振装置の一実施形態を示し、図1は制振対象物にアクテ
ィブ動吸振器を設置した状態を示す制振装置の正面図、
図2はその平面図、図3は制振対象物に設置したアクテ
ィブ動吸振器の側面図、図4はアクティブ動吸振器に設
けられた変位量抽出手段を示す拡大側面図、図5は対を
成す変位量抽出手段の連結状態を示す拡大平面図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 show an embodiment of the vibration damping device of the present invention, and FIG. 1 is a front view of the vibration damping device showing a state where an active dynamic vibration absorber is installed on an object to be damped.
2 is a plan view thereof, FIG. 3 is a side view of an active dynamic vibration absorber installed on an object to be damped, FIG. 4 is an enlarged side view showing displacement amount extracting means provided on the active dynamic vibration absorber, and FIG. FIG. 4 is an enlarged plan view showing a connected state of the displacement amount extracting means.

【0013】即ち、本実施形態の制振装置10は、並進
振動と捻れ振動が励起される建物11を制振対象物とし
て、該建物11の屋上階11aに1対の第1アクティブ
動吸振器12および第2アクティブ動吸振器13が設置
されることにより構成される。上記建物11は図2に示
すように平面形状が扁平な長方形となる一般的な高層ビ
ルであり、該建物11には特に顕著に現れる振動として
並進振動と捻れ振動の2つの振動モードが存在する。並
進振動は短辺方向(X)に平行移動される振動として特
定される。つまり、建物11の固有振動数は短辺方向
(X)が長辺方向(Y)より低く設定されて、風や地震
による振動入力により短辺方向(X)が揺動され易いた
め、当該短辺方向(X)の並進振動が制振対象となる。
また、上記建物11は短辺方向(X)と長辺方向(Y)
の長さが異なることにより、振動入力で上下方向の軸を
中心とする上記捻れ振動が発生するが、この捻れ振動は
X・Yの縦横比が大きくなるに従って顕著になるもので
ある。
That is, the vibration damping device 10 of the present embodiment uses the building 11 in which the translational vibration and the torsional vibration are excited as vibration damping targets, and a pair of first active dynamic vibration absorbers on the rooftop 11a of the building 11. 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 are provided. The building 11 is a general high-rise building having a flat rectangular shape as shown in FIG. 2, and the building 11 has two vibration modes of translational vibration and torsional vibration as vibrations that appear particularly remarkably. . Translational vibration is specified as vibration that is translated in the short side direction (X). That is, the natural frequency of the building 11 is set to be shorter in the short side direction (X) than in the long side direction (Y), and the short side direction (X) is easily oscillated by vibration input due to wind or earthquake. The translational vibration in the side direction (X) is to be damped.
The building 11 has a short side direction (X) and a long side direction (Y).
Due to the difference in length, the above-mentioned torsional vibration occurs around the axis in the vertical direction due to vibration input, and this torsional vibration becomes more remarkable as the X / Y aspect ratio increases.

【0014】本実施形態は基本的には、質量体17、弾
性支承体16および減衰部材からなるTMD14と、T
MD14の質量体17の動きを制御するアクティブ制御
装置15とからなるハイブリッド型のアクティブ動吸振
器を備え、並進振動モードと捻れ振動モードの2つの振
動モードが励起される建物11を制振するための制振装
置であって、建物11に互いに間隔を隔てて配置され、
並進振動モードと捻れ振動モードのうち、建物11の固
有振動数が低い方のいずれかの振動モードの固有振動数
に同調させて設定された一対の第1および第2アクティ
ブ動吸振器12,13と、建物11の固有振動数が高い
方の振動モードにおける一対のアクティブ動吸振器1
2,13それぞれの質量体17の変位を抽出する変位量
抽出手段24と、一対のアクティブ動吸振器12,13
の質量体17間に介設され、これら一対のアクティブ動
吸振器12,13を一体として建物11の固有振動数が
高い方の振動モードの固有振動数に同調させるために、
変位量抽出手段24で抽出された変位差に応じたバネ力
を質量体17間に伝達するバネ部材25とを備えて構成
され、また必要に応じて変位量抽出手段24には、質量
体17の変位を減少させてバネ部材25に伝達するため
の倍力手段としての回転体26が設けられる。
The present embodiment basically includes a TMD 14 comprising a mass body 17, an elastic bearing body 16 and a damping member,
A hybrid type active dynamic vibration absorber including an active control device 15 for controlling the movement of the mass body 17 of the MD 14 is provided to control the building 11 in which two vibration modes of a translational vibration mode and a torsional vibration mode are excited. The vibration damping device of the above, is disposed in the building 11 at an interval from each other,
A pair of first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 set in synchronization with the natural frequency of one of the lower vibration modes of the building 11 of the translational vibration mode and the torsional vibration mode. And a pair of active dynamic vibration absorbers 1 in a vibration mode having a higher natural frequency of the building 11.
Displacement amount extracting means 24 for extracting the displacement of each of the mass bodies 17, and a pair of active dynamic vibration absorbers 12, 13
In order to tune the pair of active dynamic vibration absorbers 12 and 13 integrally with each other in order to tune to the natural frequency of the higher vibration mode of the building 11,
A spring member 25 for transmitting a spring force corresponding to the displacement difference extracted by the displacement amount extracting means 24 between the mass bodies 17, and the displacement amount extracting means 24 includes Is provided as a booster for reducing the displacement of the spring member 25 and transmitting it to the spring member 25.

【0015】上記第1アクティブ動吸振器12および第
2アクティブ動吸振器13は、それぞれ図3に示すよう
にTMD14にアクティブ制御装置15を付加すること
により構成される。
The first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 are each constituted by adding an active control device 15 to the TMD 14 as shown in FIG.

【0016】TMD14は弾性支承体16と、該弾性支
承体16に揺動自在に支持される質量体17、並びに図
示しない減衰部材とを備えて構成される。弾性支承体1
6は図4に示すように小さな積層ゴム16aが鋼板16
bを介して複数積層された多段積層ゴムとして構成さ
れ、上記屋上階11aに基板18を介して固定される
が、該弾性支承体16としては多段積層ゴムに限ること
なく、復元力を有するバネ機能を備えた部材であればよ
い。また、質量体17は厚肉tとなる矩形平板状のコン
クリートブロック体として形成され、制振しようとする
上記建物11の有効質量に見合った質量を備えるように
なっている。このとき、該質量体17の材質をコンクリ
ートとすることにより、所定の質量を安価に得ることが
できるが、勿論、必要とする質量を確保できる限りにお
いてその他の素材を用いることができる。
The TMD 14 includes an elastic bearing 16, a mass 17 supported swingably on the elastic bearing 16, and a damping member (not shown). Elastic bearing 1
6, a small laminated rubber 16a is a steel plate 16 as shown in FIG.
b, and is fixed to the above-mentioned rooftop floor 11a via the substrate 18, but the elastic bearing 16 is not limited to the multi-layer laminated rubber, but may be a spring having a restoring force. Any member having a function may be used. Further, the mass body 17 is formed as a rectangular flat plate-shaped concrete block body having a thick wall t, and has a mass corresponding to the effective mass of the building 11 to be damped. At this time, if the material of the mass body 17 is concrete, a predetermined mass can be obtained at low cost, but of course, other materials can be used as long as the required mass can be secured.

【0017】そして、上記矩形状の質量体17はその四
隅部分に配置される上記弾性支承体16によって安定的
に支持され、建物11の振動が弾性支承体16と質量体
17、並びに減衰部材とで構成される振動系に入力され
ると、該質量体17は建物11の屋上階11aに対して
相対的に揺動(振動)される。このとき、該振動系の共
振周波数を制振しようとする建物11の振動モードに同
調させることにより、その振動モードを制振することが
できる。また、上記質量体17と建物11との間には、
該質量体17の揺動を減衰するために上述したダンパー
などの図外の減衰部材が設けられる。
The rectangular mass member 17 is stably supported by the elastic bearing members 16 arranged at the four corners, and the vibration of the building 11 is reduced by the elastic bearing member 16, the mass member 17, and the damping member. Is input to the vibration system constituted by the following formula, the mass body 17 swings (vibrates) relatively to the rooftop floor 11a of the building 11. At this time, by tuning the resonance frequency of the vibration system to the vibration mode of the building 11 to be damped, the vibration mode can be damped. In addition, between the mass body 17 and the building 11,
An unillustrated damping member such as the above-described damper is provided to attenuate the swing of the mass body 17.

【0018】アクティブ制御装置15は図3に示すよう
に質量体17の上面を建物11の短辺方向(X)に移動
自在な付加質量20と、この付加質量20を移動制御す
るアクチュエータ21とを備えた付加マス慣性力型とし
て構成される。該アクチュエータ21はボールねじ22
が用いられ、このボールねじ22は質量体17に固定さ
れる支持枠23に内蔵されるモータなどの図外の駆動源
によって回転駆動される。該駆動源は建物11の適宜箇
所に設置された振動センサーで検出した信号に基づいて
駆動され、その駆動によって上記ボールねじ22が回転
して付加質量20が迅速かつ滑らかに移動される。従っ
て、該付加質量20の移動により質量体17の揺動を制
御し、建物11の振動を緻密に制振できるようになって
いる。
As shown in FIG. 3, the active control device 15 includes an additional mass 20 that can move the upper surface of the mass body 17 in the short side direction (X) of the building 11, and an actuator 21 that controls the movement of the additional mass 20. It is configured as an additional mass inertial force type. The actuator 21 is a ball screw 22
The ball screw 22 is rotationally driven by a drive source (not shown) such as a motor built in a support frame 23 fixed to the mass body 17. The driving source is driven based on a signal detected by a vibration sensor installed at an appropriate place in the building 11, and the driving causes the ball screw 22 to rotate and the additional mass 20 to move quickly and smoothly. Therefore, the swing of the mass body 17 is controlled by the movement of the additional mass 20, so that the vibration of the building 11 can be precisely controlled.

【0019】ここで、本実施形態では上記第1アクティ
ブ動吸振器12と上記第2アクティブ動吸振器13と
を、建物11の並進振動の振動方向(X)に対して直角
方向、つまり長辺方向(Y)に所定距離Lを離隔して配
置する。そして、これら第1,第2アクティブ動吸振器
12,13の各質量体17の質量を従来設定されていた
質量の半分、つまり従来の質量体では必要最小限の質量
として建物11の有効質量の1%程度の質量に設定され
るが、本実施形態では上記各質量体17の質量が建物1
1の有効質量の0.5%程度に設定される。
Here, in this embodiment, the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 are arranged in a direction perpendicular to the vibration direction (X) of the translational vibration of the building 11, that is, the long side. They are arranged at a predetermined distance L in the direction (Y). Then, the mass of each mass body 17 of the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 is set to half of the conventionally set mass, that is, the minimum mass of the conventional mass body and the effective mass of the building 11 as the minimum necessary mass. Although the mass is set to about 1%, in the present embodiment, the mass of each mass body 17 is
1 is set to about 0.5% of the effective mass.

【0020】従って、上記第1,第2アクティブ動吸振
器12,13の各質量体17の全体的な質量和が建物1
1の有効質量の1%程度となって、各質量体17の共働
で建物11を制振するに必要な本来の質量を得ることが
できるようになっている。また、各質量体17を弾性支
持する上記弾性支承体16も第1アクティブ動吸振器1
2と第2アクティブ動吸振器13で等条件で形成された
ものが用いられる。
Accordingly, the total mass sum of the mass bodies 17 of the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 is equal to the building 1
The effective mass is about 1% of the effective mass of one, and the original mass required for damping the building 11 can be obtained by the cooperation of the mass members 17. Further, the elastic support 16 for elastically supporting each mass 17 is also provided in the first active dynamic vibration absorber 1.
The one formed under the same condition by the second and second active dynamic vibration absorbers 13 is used.

【0021】そして、上記第1,第2アクティブ動吸振
器12,13双方の非アクティブ状態での共振周波数、
つまり、この非アクティブ状態とはアクティブ制御装置
15を作動しない状態であり、アクティブ制御装置15
の付加質量20を移動停止した状態での共振周波数を上
記建物11の並進振動と捻れ振動の固有振動のうち低い
方の振動数にそれぞれ同調させるようになっており、本
実施形態では並進振動の固有振動数が捻れ振動の固有振
動数より低くなっているものとし、上記第1,第2アク
ティブ動吸振器12,13の共振周波数は上記並進振動
の固有振動数に同調される。従って、建物11の短辺方
向(X)の並進振動は、非アクティブ状態で第1,第2
アクティブ動吸振器12,13の共働により効果的に制
振される。
The resonance frequency of both the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 in an inactive state,
That is, this inactive state is a state in which the active control device 15 is not operated, and the active control device 15
The resonance frequency in a state in which the additional mass 20 is stopped moving is tuned to the lower one of the natural vibrations of the translational vibration and the torsional vibration of the building 11, respectively. It is assumed that the natural frequency is lower than the natural frequency of the torsional vibration, and the resonance frequencies of the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 are tuned to the natural frequency of the translational vibration. Therefore, the translational vibration of the building 11 in the short side direction (X) is the first and the second in the inactive state.
The active vibration dampers 12 and 13 cooperate to effectively dampen the vibration.

【0022】一方、上記第1アクティブ動吸振器12と
上記第2アクティブ動吸振器13には、並進振動の固有
振動数より高い捻れ振動の発生時に各質量体17の動き
を相対変位差として抽出する変位量抽出手段24を設
け、該変位量抽出手段24を介して双方の質量体17を
連結するとともに、この変位量抽出手段24の途中にバ
ネ部材25を設け、固有振動数が高い方の振動モードで
双方の質量体17の相対変位移動に該バネ部材25のバ
ネ力変化を付加するようになっている。
On the other hand, the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 extract the movement of each mass body 17 as a relative displacement difference when a torsional vibration higher than the natural frequency of the translational vibration occurs. And the two mass bodies 17 are connected via the displacement amount extracting means 24, and a spring member 25 is provided in the middle of the displacement amount extracting means 24 so that the natural frequency is higher. In the vibration mode, a change in the spring force of the spring member 25 is added to the relative displacement movement of both mass bodies 17.

【0023】つまり、上記変位量抽出手段24は図3,
図4に示すように質量体17のX方向の変位量を取り出
す機構として構成され、該質量体17の変位量が倍力手
段としての回転体26の回転量として取り出される。該
回転体26は基板18の中央部に固定された支持台27
に回転自在に支持され、該回転体26に巻回された第1
ケーブル28の両端部が質量体17の変位取出し枠29
に固定され、該変位取出し枠29のX方向移動によって
回転体26が回転されるようになっている。このとき、
上記第1ケーブル28が回転体26に巻回される方向
は、第1アクティブ動吸振器12と第2アクティブ動吸
振器とで同一方向となっており、それぞれの回転体26
は各質量体17の等方向の移動に対して同一方向に回転
されるようになっている。
That is, the displacement amount extracting means 24 shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the mechanism is configured to take out the displacement amount of the mass body 17 in the X direction, and the displacement amount of the mass body 17 is taken out as the rotation amount of the rotating body 26 as a booster. The rotating body 26 is supported by a support 27 fixed at the center of the substrate 18.
Rotatably supported by the first rotating member 26
Both ends of the cable 28 are the displacement take-out frames 29 of the mass body 17.
, And the rotating body 26 is rotated by the movement of the displacement take-out frame 29 in the X direction. At this time,
The direction in which the first cable 28 is wound around the rotating body 26 is the same in the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber.
Are rotated in the same direction with respect to the movement of each mass body 17 in the same direction.

【0024】上記変位取出し枠29のX方向両端部29
a,29aは、質量体17の下面にY方向を指向して固
定される1対のレール30,30に第1リニアベアリン
グ31を介してY方向の相対移動自在に取り付けられる
とともに、該変位取出し枠29のY方向両側29b,2
9bは上記支持台27に第2リニアベアリング32を介
してX方向に移動自在に支持される。また、上記第1リ
ニアベアリング31と変位取出し枠29との取り付け部
分は第3リニアベアリング33介して上下移動自在に取
り付けられ、質量体17の上下変形を吸収するようにな
っている。
Both ends 29 in the X direction of the displacement take-out frame 29
a, 29a are attached to a pair of rails 30, 30 fixed to the lower surface of the mass body 17 in the Y direction so as to be relatively movable in the Y direction via a first linear bearing 31, and the displacement take-out is performed. Both sides 29b, 2 in the Y direction of the frame 29
9b is supported by the support 27 via a second linear bearing 32 so as to be movable in the X direction. The mounting portion between the first linear bearing 31 and the displacement take-out frame 29 is vertically movably mounted via a third linear bearing 33 so as to absorb the vertical deformation of the mass body 17.

【0025】従って、質量体17のX方向の変位に対し
ては、第1リニアベアリング31にレール30が係止さ
れて両者が一体となって変位取出し枠29を該質量体1
7と同一方向に移動して、上記回転体26を回転する。
一方、質量体17のY方向の変位に対しては、変位取出
し枠29は両側の第2リニアベアリング32に移動規制
された状態で、レール30が第1リニアベアリング31
に対して相対移動するため、変位取出し枠29はX方向
およびY方向に連れ移動されるのが阻止されて上記回転
体26は回転されることなく停止状態となる。
Accordingly, with respect to the displacement of the mass body 17 in the X direction, the rail 30 is locked to the first linear bearing 31 and the two are integrated to move the displacement take-out frame 29 to the mass body 1.
7 to rotate the rotating body 26.
On the other hand, with respect to the displacement of the mass body 17 in the Y direction, the rail 30 is moved to the first linear bearing 31 while the displacement take-out frame 29 is restricted from moving by the second linear bearings 32 on both sides.
, The displacement take-out frame 29 is prevented from being moved in the X and Y directions, and the rotating body 26 is stopped without being rotated.

【0026】上記第1,第2アクティブ動吸振器12,
13の各回転体26にはそれぞれ大径部26aと小径部
26bとが形成されて、該回転体26が倍力手段として
機能するようになっており、上記第1ケーブル28が大
径部26aに巻回されるとともに、各小径部26bは第
2ケーブル34の両端部が巻回されることによって連結
される。このとき、各回転体26の大径部26aどうし
および小径部26bどうしは相互に同径として形成され
る。そして、上記第2ケーブル34の両端部は対向する
小径部26bに相互に逆巻きとして巻回され、各回転体
26が同一方向かつ同一回転角で回転された場合に、一
方の小径部26bで繰り出されると同時に、この繰り出
された量が他方の小径部26bで巻き取られるようにな
っている。
The first and second active dynamic vibration absorbers 12,
13, a large diameter portion 26a and a small diameter portion 26b are formed on each of the rotating bodies 26, so that the rotating bodies 26 function as booster means, and the first cable 28 is connected to the large diameter section 26a. And the small diameter portions 26b are connected by winding both ends of the second cable 34. At this time, the large-diameter portions 26a and the small-diameter portions 26b of the rotating bodies 26 are formed to have the same diameter. Then, both ends of the second cable 34 are wound around the opposing small-diameter portions 26b as reverse windings, and when each rotating body 26 is rotated in the same direction and at the same rotation angle, the two small-diameter portions 26b are unreeled. At the same time, the fed amount is wound up by the other small diameter portion 26b.

【0027】従って、質量体17のX方向の移動成分に
よって第1ケーブル28を介して回転体26が回転さ
れ、そして、この回転によって第2ケーブル34が該回
転体26に巻き取られる際に、これら第1ケーブル28
と第2ケーブル34の巻回部分の径差により両ケーブル
28,34間にてこ比が生ずる。このため、第1ケーブ
ル28に入力された質量体17の変位量および変位力
(引張り力)は、変位量を小さくかつ変位力(引張り
力)を大きくして第2ケーブル34に出力することがで
きる。
Therefore, when the rotating body 26 is rotated via the first cable 28 by the moving component of the mass body 17 in the X direction, and when the second cable 34 is wound around the rotating body 26 by this rotation, These first cables 28
The difference between the diameters of the winding portions of the second cable 34 causes a leverage between the two cables 28 and 34. For this reason, the displacement amount and displacement force (tensile force) of the mass body 17 input to the first cable 28 can be output to the second cable 34 with a small displacement amount and a large displacement force (tensile force). it can.

【0028】上記第2ケーブル34の中間部分には上記
バネ部材25が取り付けられ、第1アクティブ動吸振器
12および第2アクティブ動吸振器13の回転体26の
回転量に相対差が生じた場合に、該バネ部材25のバネ
力変化を第2ケーブル34に付加するようになってい
る。本実施形態では上記バネ部材25は圧縮コイルバネ
によって構成され、初期状態で該バネ部材25にプレテ
ンションが付加されるようになっており、上記第2ケー
ブル34が常時緊張状態に保持される。ところで、本実
施形態では初期状態で上記バネ部材25にプレテンショ
ンが付加されたことにより、このプレテンションが変位
量抽出手段24を介して静止状態にある各質量体17に
作用することになるが、このプレテンションが付加され
た状態で上記第1,第2アクティブ動吸振器12,13
の非アクティブ状態での共振周波数が並進振動の固有振
動数に同調設定されることになる。
The above-described spring member 25 is attached to an intermediate portion of the second cable 34, and a relative difference occurs between the rotation amounts of the rotating bodies 26 of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13. Then, a change in the spring force of the spring member 25 is added to the second cable 34. In the present embodiment, the spring member 25 is constituted by a compression coil spring, and a pretension is added to the spring member 25 in an initial state, and the second cable 34 is always kept in a tension state. By the way, in the present embodiment, the pretension is added to the spring member 25 in the initial state, and this pretension acts on each mass body 17 in the stationary state via the displacement amount extracting means 24. In the state where the pretension is added, the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 are provided.
Is set to be tuned to the natural frequency of the translational vibration.

【0029】以上の構成により本実施形態の制振装置1
0の作用を以下述べると、風や地震による振動外力が建
物11に入力されて短辺方向(X)の並進振動や捻れ振
動が発生した場合、これら2つの振動モードが第1アク
ティブ動吸振器12と第2アクティブ動吸振器13とに
よって制振されることになるが、以下各振動モードに応
じた制振機能を説明する。
With the above configuration, the vibration damping device 1 of the present embodiment
When the external force due to wind or earthquake is input to the building 11 to cause translational vibration or torsional vibration in the short side direction (X), these two vibration modes are the first active dynamic vibration absorber. The vibration is damped by the vibration damper 12 and the second active dynamic vibration absorber 13. The vibration damping function according to each vibration mode will be described below.

【0030】(1)並進振動 建物11がX方向に平行移動されることにより、第1ア
クティブ動吸振器12と第2アクティブ動吸振器13の
各質量体17はそれぞれ建物11の有効質量の0.5%
に設定されて同一重量となっているため、各質量体17
は同位相をもって往復移動する。すると、それぞれの質
量体17の移動は変位量抽出手段24の変位取出し枠2
9を介してそれぞれの回転体26を同一方向に同一回転
量をもって回転する。このため、各回転体26の小径部
26bに両端部が逆巻きされた第2ケーブル34は、一
方の回転体26の小径部26bから繰り出されるととも
に、この繰り出された量が他方の回転体26の小径部2
6bに巻き取られることになり、バネ部材25にはこれ
の変形力が作用しない。従って、第1アクティブ動吸振
器12と第2アクティブ動吸振器13の各質量体17は
上記バネ部材25のバネ力変化が作用することなく、初
期設定された振動数、つまり上記並進振動に同調される
振動数をもって揺動し、かつ、そのときの揺動質量は第
1,第2アクティブ動吸振器12,13の各質量体17
の全体的な質量和となるため、必要とする質量、つまり
建物11の有効質量の1%程度の質量を確保して、該並
進振動を効果的に制振することができる。
(1) Translational Vibration When the building 11 is translated in the X direction, each of the mass bodies 17 of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 has a zero effective mass of the building 11. .5%
And the weight is the same, each mass 17
Reciprocate with the same phase. Then, the movement of each mass body 17 is controlled by the displacement extraction frame 2 of the displacement amount extracting means 24.
9, the respective rotating bodies 26 rotate in the same direction with the same amount of rotation. For this reason, the second cable 34 whose both ends are reversely wound around the small diameter portion 26 b of each rotating body 26 is fed out from the small diameter portion 26 b of one rotating body 26, and the amount of this drawn out is the same as that of the other rotating body 26. Small diameter part 2
6b, so that no deformation force acts on the spring member 25. Accordingly, each of the mass bodies 17 of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 is tuned to the initially set frequency, that is, the translational vibration, without the spring force of the spring member 25 acting. And the oscillating mass at that time is the mass 17 of each of the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13.
Therefore, the required mass, that is, a mass of about 1% of the effective mass of the building 11 can be secured, and the translational vibration can be effectively damped.

【0031】また、第1,第2アクティブ動吸振器1
2,13によって並進振動を制振する際、振動センサー
の信号に基づいてそれぞれのアクティブ制御装置15を
作動して付加質量20を移動制御することにより、この
並進振動を緻密に制振して建物11の揺れを効果的に除
去することができる。
Further, the first and second active dynamic vibration absorbers 1
When the translational vibrations are damped by the vibration control units 2 and 13, the active mass control device 15 is operated based on the signal of the vibration sensor to control the movement of the additional mass 20, so that the translational vibrations are precisely damped and the building is controlled. 11 can be effectively removed.

【0032】(2)捻れ振動 建物11が捻れ変形されることにより第1アクティブ動
吸振器12と第2アクティブ動吸振器13の各質量体1
7は建物11に対して逆位相をもって往復移動する。す
ると、それぞれの質量体17の移動は変位量抽出手段2
4の変位取出し枠29を介してそれぞれの回転体26を
逆方向に回転するため、第2ケーブル34の両端部は各
回転体26の小径部26bに同期して巻き取られ、また
は同期して繰り出される。このため、バネ部材25には
第2ケーブル34が同期して巻き取られることにより引
張り力が作用し、また第2ケーブル34が同期して繰り
出されることにより引張り解除力が作用することにな
り、つまりは該バネ部材25が伸縮変形されて、そのと
きに増減されるバネ力変化が第2ケーブル34に入力さ
れる。すると、そのときのバネ力変化は回転体26およ
び変位量抽出手段24を介して各質量体17に作用し、
このバネ部材25の付加により第1アクティブ動吸振器
12と第2アクティブ動吸振器13とを一体化した共振
振動数を高めて、固有振動数が高い捻れ振動に同調させ
ることができる。勿論、上記バネ部材25のバネ定数は
捻れ振動の固有振動数に同調するように予め設定されて
いることはいうまでもない。そして、この場合にあって
も両アクティブ動吸振器12,13の逆位相をもって移
動される質量体17は、捻れ振動に対してもそれぞれの
質量和が作用するため、建物11の捻れ振動を制振する
に十分な質量、つまり建物11の有効質量の1%程度を
確保することができる。
(2) Torsional Vibration Each of the mass bodies 1 of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 due to the torsional deformation of the building 11.
7 reciprocates with respect to the building 11 with an opposite phase. Then, the movement of each mass body 17 is performed by the displacement amount extracting means 2.
In order to rotate the respective rotating bodies 26 in the reverse direction via the displacement take-out frames 29 of the fourth cable 4, both ends of the second cable 34 are wound in synchronization with the small diameter portions 26 b of the respective rotating bodies 26, or are synchronously wound. It is paid out. For this reason, the pulling force acts on the spring member 25 when the second cable 34 is wound up in synchronization, and the tension releasing force acts on the spring member 25 when the second cable 34 is fed out in synchronization. That is, the spring member 25 is expanded and contracted, and a change in spring force that is increased or decreased at that time is input to the second cable 34. Then, the change in the spring force at that time acts on each mass body 17 via the rotating body 26 and the displacement amount extracting means 24,
By the addition of the spring member 25, the resonance frequency in which the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 are integrated can be increased, and it can be tuned to the torsional vibration having a high natural frequency. Of course, it goes without saying that the spring constant of the spring member 25 is set in advance so as to be synchronized with the natural frequency of the torsional vibration. Even in this case, the mass body 17 that is moved with the opposite phases of the two active dynamic vibration absorbers 12 and 13 controls the torsional vibration of the building 11 because the respective mass sums act on the torsional vibration. A sufficient mass to shake, that is, about 1% of the effective mass of the building 11 can be secured.

【0033】また、第1,第2アクティブ動吸振器1
2,13によって捻れ振動を制振する際、振動センサー
の信号に基づいてそれぞれのアクティブ制御装置15を
作動して付加質量20を移動制御することにより、この
捻れ振動を緻密に制振して建物11の揺れを効果的に除
去することができる。
The first and second active dynamic vibration absorbers 1
When the torsional vibrations are controlled by the vibration sensors 2 and 13, the active mass control device 15 is operated based on the signal of the vibration sensor to control the movement of the additional mass 20 so that the torsional vibrations can be controlled precisely. 11 can be effectively removed.

【0034】従って、本実施形態の制振装置10は
(1)に述べたように、第1アクティブ動吸振器12お
よび第2アクティブ動吸振器13の各質量体17がバネ
部材25のバネ力変化が作用することなく同位相をもっ
て揺動することにより、建物11の短辺方向(X)の並
進振動を効果的に制振することができるとともに、
(2)に述べたように各質量体17がバネ部材25のバ
ネ力変化が作用する状態で逆位相をもって揺動すること
により、建物11の捻れ振動を効果的に制振することが
できる。
Therefore, as described in (1), each of the mass bodies 17 of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 has the spring force of the spring member 25 in the vibration damping device 10 of the present embodiment. By swinging in the same phase without any change, translational vibration in the short side direction (X) of the building 11 can be effectively damped,
As described in (2), the torsional vibration of the building 11 can be effectively damped by swinging each mass body 17 with the opposite phase while the spring force of the spring member 25 is acting.

【0035】また、実際には入力振動により建物11は
並進振動と捻れ振動が共存して現れる場合が多いが、そ
れぞれの振動モードの振動成分をもって第1アクティブ
動吸振器12と第2アクティブ動吸振器13を作動する
ことができるため、各振動モードが共存した場合にもそ
れぞれを効果的に制振できることになる。また、このよ
うに並進振動と捻れ振動が共存した場合に、各質量体1
7が同一方向に移動する場合にもそれぞれに位相差が生
ずるため、この位相差によってバネ部材25にバネ力変
化が発生して並進振動と捻れ振動の両振動モードを制振
することができる。
In practice, in many cases, the translational vibration and the torsional vibration of the building 11 coexist due to the input vibration. However, the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorbing member have the vibration components of the respective vibration modes. Since the vessel 13 can be operated, even when the respective vibration modes coexist, each of them can be effectively damped. When the translational vibration and the torsional vibration coexist in this manner, each mass body 1
Even when the members 7 move in the same direction, there is a phase difference between them, so that the phase difference causes a change in the spring force of the spring member 25, so that both vibration modes of translational vibration and torsional vibration can be suppressed.

【0036】更に、上記バネ部材25にはプレテンショ
ンが付加されるため第2ケーブル34は常時緊張状態に
あり、捻れ振動の制振時に質量体17に作用するバネ力
変化の応答性を向上して制振性能の向上を図ることがで
きる。
Further, since the pretension is added to the spring member 25, the second cable 34 is always in a tension state, and the responsiveness of a change in the spring force acting on the mass body 17 when damping the torsional vibration is improved. Thus, the vibration damping performance can be improved.

【0037】そして、このように並進振動と捻れ振動の
2つの振動モードを第1,第2の2つのアクティブ動吸
振器12,13によって制振できるようになっている
が、各アクティブ動吸振器12,13の質量体17は各
振動モードを制振するに必要な質量の半分とし、その半
分の質量体17を共働させることにより目的の質量、つ
まり建物11の有効質量の1%程度を確保するようにな
っている。このため、2つのアクティブ動吸振器12,
13を設けたにもかかわらず、それらの質量体17の全
体的な質量和は従来設けられる1つのアクティブ動吸振
器の質量体と同等となり、2つのアクティブ動吸振器1
2,13を建物11に設置した場合の軽量化を達成する
ことができる。従って、大地震などの大振幅振動の入力
時に質量体17の移動をストッパーやブレーキで規制し
た場合にも、建物11の屋上部分に付加される荷重の増
大を最小限に抑制することができるため、建物11の揺
動量が増加されるのを抑制することができる。
As described above, the two vibration modes of the translational vibration and the torsional vibration can be damped by the first and second two active dynamic vibration absorbers 12 and 13, respectively. The masses 17 of 12 and 13 are set to half of the mass required for damping each vibration mode, and the half mass 17 is operated in cooperation with the target mass, that is, about 1% of the effective mass of the building 11. Is to be secured. Therefore, the two active dynamic vibration absorbers 12,
Despite the provision of 13, the overall mass sum of those masses 17 is equivalent to the mass of one active dynamic vibration absorber conventionally provided, and the two active dynamic vibration absorbers 1
Weight reduction can be achieved when 2 and 13 are installed in the building 11. Therefore, even when the movement of the mass body 17 is restricted by the stopper or the brake when a large amplitude vibration such as a large earthquake is input, an increase in the load applied to the roof portion of the building 11 can be suppressed to a minimum. In addition, the swing amount of the building 11 can be suppressed from increasing.

【0038】また、本実施形態では回転体26に第1ケ
ーブル28を巻回する大径部分26aと、第2ケーブル
34を巻回する小径部分26bを設けたので、これら大
径部分26aと小径部分26bとの間にてこ比を発生さ
せることができる。従って、第1ケーブル28に入力さ
れた質量体17の変位量および変位力(引張り力)は、
変位量を小さくかつ変位力(引張り力)を大きくして第
2ケーブル34に出力することができるため、バネ部材
25はその変形量を少なくできるためバネ部材25をよ
り小型化することができる。また、このことは上記てこ
比(径比)を適宜設定しておくことにより、建物11の
大きな揺動ストロークにも十分に対応させることができ
る。
In the present embodiment, the large diameter portion 26a for winding the first cable 28 and the small diameter portion 26b for winding the second cable 34 are provided around the rotating body 26. A leverage can be created between the portion 26b. Accordingly, the displacement amount and displacement force (tensile force) of the mass body 17 input to the first cable 28 are
Since the amount of displacement can be reduced and the displacement force (tensile force) can be increased and output to the second cable 34, the amount of deformation of the spring member 25 can be reduced, so that the size of the spring member 25 can be further reduced. In addition, this can sufficiently cope with a large swing stroke of the building 11 by appropriately setting the lever ratio (diameter ratio).

【0039】図6は他の実施形態を示し、上記実施形態
と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略
して述べる。即ち、図6は上記図3に対応した拡大平面
図で、この実施形態では上記実施形態とは逆に建物11
に発生する並進振動の固有振動数が捻れ振動の固有振動
数より高い場合を示し、非アクティブ状態にある第1ア
クティブ動吸振器12と第2アクティブ動吸振器13の
固有振動数を捻れ振動に同調させるとともに、並進振動
にはバネ部材25のバネ力変化を質量体17の移動時に
作用させるようになっている。
FIG. 6 shows another embodiment, in which the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. That is, FIG. 6 is an enlarged plan view corresponding to FIG. 3, and in this embodiment, the building 11 is opposite to the above embodiment.
In this case, the natural frequency of the translational vibration generated in the above is higher than the natural frequency of the torsional vibration, and the natural frequencies of the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13 in the inactive state are changed to the torsional vibration. In addition to the tuning, the spring force of the spring member 25 acts on the translational vibration when the mass body 17 moves.

【0040】従って、この実施形態では第1,第2,第
3リニアベアリング31,25,26で支持された変位
取出し枠29を備えた変位量抽出手段24と、第1ケー
ブル28を巻回する大径部分26aおよび第2ケーブル
34を巻回する小径部分26bを備えた回転体26と、
第2ケーブル34の中間に設けたバネ部材25とを設け
た構成は上記実施形態と同様であるが、第1ケーブル2
8が大径部26aに巻回される方向は第1アクティブ動
吸振器12と第2アクティブ動吸振器13とで逆にした
点が上記実施形態と異なる。
Therefore, in this embodiment, the first cable 28 is wound around the displacement extracting means 24 having the displacement extracting frame 29 supported by the first, second, and third linear bearings 31, 25, and 26. A rotating body 26 having a large-diameter portion 26a and a small-diameter portion 26b around which the second cable 34 is wound;
The configuration in which the spring member 25 provided in the middle of the second cable 34 is provided is the same as that of the above-described embodiment.
The difference from the above embodiment is that the direction in which 8 is wound around the large diameter portion 26a is reversed between the first active dynamic vibration absorber 12 and the second active dynamic vibration absorber 13.

【0041】即ち、この実施形態では第1ケーブル28
の大径部26aへの巻回方向が逆となることにより、並
進振動によって各質量体17が同位相をもって移動した
際に、第2ケーブル34の両端部は各回転体26の小径
部26bに同期して巻き取りまたは繰り出しされて、バ
ネ部材25のバネ力変化が質量体17に作用する。一
方、捻れ振動により各質量体17が逆位相をもって移動
した際に、第2ケーブル34の一端部は一方の回転体2
6の小径部26bから繰り出されると同時に、他端部は
他方の回転体26の小径部26bに巻き取られて、質量
体17にはバネ力変化が作用しないようになっている。
That is, in this embodiment, the first cable 28
When the masses 17 move in the same phase due to translational vibration, the opposite ends of the second cable 34 are connected to the small-diameter portions 26b of the rotating bodies 26 by reversing the winding directions around the large-diameter portions 26a. Winding or feeding out in synchronization, the spring force change of the spring member 25 acts on the mass body 17. On the other hand, when each mass body 17 moves with an opposite phase due to torsional vibration, one end of the second cable 34 is connected to one of the rotating bodies 2.
6 and at the same time, the other end is wound around the small diameter portion 26b of the other rotating body 26 so that the mass body 17 is not affected by the spring force.

【0042】従って、第1,第2の2つのアクティブ動
吸振器12,13は、質量体17にバネ部材25のバネ
力変化が作用しない状態で捻れ振動に同調してこれを制
振する一方、該バネ部材25のバネ力変化が作用する状
態で並進振動に同調してこれを制振することができる。
この場合にあっても各質量体17の質量を従来のものに
比較して半分として、上記2つのアクティブ動吸振器1
2,13の質量体17の全体的な質量和を軽量化するこ
とができるため、上記実施形態と同様の機能を発揮する
ことができる。勿論、この実施形態にあっても回転体2
6に上記大径部26aと小径部26bを設けたことによ
り、第1ケーブル28と第2ケーブル34との間にてこ
比を発生させることができる。
Accordingly, the first and second two active dynamic vibration absorbers 12 and 13 tune and control the torsional vibration while the spring force of the spring member 25 does not act on the mass body 17. In a state where the spring force of the spring member 25 is acting, the vibration can be controlled in synchronization with the translational vibration.
Even in this case, the mass of each mass body 17 is reduced to half that of the conventional one, and the two active dynamic vibration absorbers 1 are used.
Since the total mass sum of the mass bodies 17 of the two and the thirteenth masses can be reduced, the same function as the above embodiment can be exhibited. Of course, even in this embodiment, the rotating body 2
By providing the large-diameter portion 26a and the small-diameter portion 26b in 6, a lever ratio can be generated between the first cable 28 and the second cable 34.

【0043】また、この実施形態にあっても第1,第2
アクティブ動吸振器12,13のアクティブ制御装置1
5を作動することによって、捻れ振動および並進振動を
緻密に制振して建物11の揺れを効果的に除去すること
ができる。
Also in this embodiment, the first and second
Active control device 1 for active dynamic vibration absorbers 12 and 13
By operating 5, the torsional vibration and the translational vibration can be precisely controlled, and the vibration of the building 11 can be effectively removed.

【0044】ところで、上記各実施形態では変位量抽出
手段24としては、リニアベアリング31,25,26
で支持された変位取出し枠29を設け、これの移動を第
1ケーブル28を介して回転体26に取り出すようにし
たが、その構造は実施例のものに限ることなく質量体1
7の移動を取り出すことできる限りにおいて自由に構成
することができる。
By the way, in each of the above embodiments, the displacement amount extracting means 24 includes the linear bearings 31, 25, 26
The displacement take-out frame 29 supported by the first member 28 is provided, and the movement thereof is taken out to the rotating body 26 through the first cable 28. However, the structure is not limited to the embodiment and the mass body 1
7 can be freely configured as long as the movement of 7 can be taken out.

【0045】図7,図8は他の実施形態を示し、上記実
施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明
を省略して述べる。図7は制振対象物にアクティブ動吸
振器を設置した状態を示す制振装置の平面図、図8は制
振対象物に設置したアクティブ動吸振器の側面図で、こ
の実施形態が上記実施形態と主に異なる点はアクティブ
制御装置50に他の構造を用いたことにある。
FIGS. 7 and 8 show another embodiment, in which the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. FIG. 7 is a plan view of a vibration damping device showing a state where an active dynamic vibration absorber is installed on an object to be damped, and FIG. 8 is a side view of an active dynamic vibration absorber installed on an object to be damped. The main difference from the embodiment is that another structure is used for the active control device 50.

【0046】即ち、この実施形態のアクティブ制御装置
50は、図8に示すように第1,第2アクティブ動吸振
器12,13の質量体17の揺動をボールねじ51によ
って直接制御する床反力型として構成したもので、該ボ
ールねじ51は屋上階11aに固定される支持枠52に
内蔵された図外の駆動源が振動センサーの検出信号に基
づいて回転駆動される。従って、このようにアクティブ
制御装置50によって質量体17を直接に制御した場合
にも建物11の振動を緻密に制振できるようになり、こ
の実施形態にあっても上記実施形態と同様の機能を奏す
ることができる。
That is, as shown in FIG. 8, the active control device 50 of this embodiment directly controls the swing of the mass body 17 of the first and second active dynamic vibration absorbers 12 and 13 by the ball screw 51. The ball screw 51 is driven by a driving source (not shown) built in a support frame 52 fixed to the rooftop floor 11a based on a detection signal of a vibration sensor. Therefore, even when the mass body 17 is directly controlled by the active control device 50 in this manner, the vibration of the building 11 can be precisely controlled. In this embodiment, the same function as that of the above embodiment is provided. Can play.

【0047】ところで、上記各実施形態のアクティブ制
御装置15,50では、ボールねじ22,51によって
質量体17を制御するようにしたが、該質量体17を制
御する手段としては該ボールねじ22,51に代えて例
えば油圧アクチュエータなどを用いることができる。ま
た、1対設けられる第1,第2アクティブ動吸振器1
2,13は、双方に付加マス慣性力型のアクティブ制御
装置15を設けた場合、または双方に床反力型のアクテ
ィブ制御装置50を設けた場合を示したが、第1,第2
アクティブ動吸振器12,13の一方に付加マス慣性力
型、他方に床反力型を用いることもできる。
In the active control devices 15 and 50 of the above embodiments, the mass 17 is controlled by the ball screws 22 and 51. The means for controlling the mass 17 is For example, a hydraulic actuator or the like can be used in place of 51. Also, a pair of first and second active dynamic vibration absorbers 1 are provided.
Nos. 2 and 13 show the case where the active control device 15 of the additional mass inertia force type is provided on both sides, or the case where the active control device 50 of the floor reaction force type is provided on both sides.
It is also possible to use an additional mass inertial force type for one of the active dynamic vibration absorbers 12 and 13, and a floor reaction force type for the other.

【0048】更に、本発明の制振装置10が適用される
制振対象物としては、上記各実施形態で述べた建物11
のみに限ることなく、精密機器およびその他の振動を嫌
う設備や装置、物品を対象としてもよいことは勿論であ
る。
Further, as a vibration damping object to which the vibration damping device 10 of the present invention is applied, the building 11 described in each of the above embodiments is used.
The present invention is not limited to this, and it is a matter of course that precision equipment and other equipment, devices, and articles that dislike vibration may be used.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように本発明の制振装置に
あっては、並進振動モードと捻れ振動モードが励起され
る制振対象物に設けた1対のアクティブ動吸振器を固有
振動数が低い方の振動モードに同調させたので、各アク
ティブ動吸振器によって当該振動モードを制振すること
ができる。また、固有振動数が高い方の振動モードに対
しては、変位量抽出手段を用いて抽出した質量体の変位
差に応じたバネ力を質量体間に伝達するバネ部材によっ
て一対のアクティブ動吸振器を一体として作用させて、
この振動モードを制振することができる。そして、いず
れの振動モードにあっても1対のアクティブ動吸振器の
共働で制振されるため各アクティブ動吸振器の質量体の
質量を半分にでき、ひいては1対のアクティブ動吸振器
の質量体の全体的な質量和を半分として大幅な軽量化を
達成することができる。また、上記アクティブ動吸振器
はTMDにアクティブ制御装置を設けたもので、該アク
ティブ制御装置の作動で上記各振動モードを緻密に制振
して制振対象物の振動を効果的に除去することができ
る。
As described above, according to the vibration damping device of the present invention, a pair of active dynamic vibration absorbers provided on a vibration damping object in which the translational vibration mode and the torsional vibration mode are excited are combined with the natural frequency. Is tuned to the lower vibration mode, so that each active dynamic vibration absorber can control the vibration mode. In addition, for the vibration mode having a higher natural frequency, a pair of active dynamic vibration absorption is performed by a spring member that transmits a spring force between the mass bodies according to a displacement difference of the mass body extracted by using the displacement amount extraction means. Let the vessels work together,
This vibration mode can be damped. In any of the vibration modes, the vibration is damped by the cooperation of the pair of active dynamic vibration absorbers, so that the mass of the mass body of each active dynamic vibration absorber can be halved. Significant weight reduction can be achieved by halving the total mass of the mass body. Further, the active dynamic vibration absorber is provided with an active control device in the TMD, and the active control device operates the vibration mode precisely to effectively remove the vibration of the vibration damping object. Can be.

【0050】また、倍力手段によって質量体とバネ部材
との間で該質量体の変位量および変位力を変化させるこ
とができるようになり、変位量を小さくかつ変位力を大
きくしてバネ部材に出力することにより、該バネ部材の
変形量を少なくしてバネ部材をより小型化ことができ、
また、制振対象物の大きな揺動ストロークにも十分に対
応させることができる。
Further, the amount of displacement and the displacement force of the mass body can be changed between the mass body and the spring member by the booster means. By outputting the spring member, the amount of deformation of the spring member can be reduced to make the spring member more compact,
Further, it is possible to sufficiently cope with a large swing stroke of the vibration damping object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の制振装置の一実施形態を示すアクティ
ブ動吸振器の設置状態の正面図である。
FIG. 1 is a front view of an installed state of an active dynamic vibration absorber showing one embodiment of a vibration damping device of the present invention.

【図2】本発明の制振装置の一実施形態を示すアクティ
ブ動吸振器の設置状態の平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an installed state of an active dynamic vibration absorber showing one embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【図3】本発明の制振装置の一実施形態を示すアクティ
ブ動吸振器の設置状態の側面図である。
FIG. 3 is a side view showing an installed state of an active dynamic vibration absorber showing one embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【図4】本発明の制振装置の一実施形態を示すアクティ
ブ動吸振器に設けられた変位量抽出手段の拡大側面図で
ある。
FIG. 4 is an enlarged side view of a displacement amount extracting means provided in the active dynamic vibration absorber showing one embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【図5】本発明の制振装置の一実施形態を示す対を成す
変位量抽出手段の連結状態の拡大平面図である。
FIG. 5 is an enlarged plan view of a connected state of a pair of displacement amount extracting means showing one embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【図6】本発明の制振装置の他の実施形態を示す対を成
す変位量抽出手段の連結状態の拡大平面図である。
FIG. 6 is an enlarged plan view of a connected state of a pair of displacement amount extracting means showing another embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【図7】本発明の制振装置の他の実施形態を示す制振対
象物にアクティブ動吸振器を設置した状態を示す制振装
置の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a vibration damping device according to another embodiment of the present invention, showing a state in which an active dynamic vibration absorber is installed on an object to be damped.

【図8】本発明の制振装置の他の実施形態を示す制振対
象物に設置したアクティブ動吸振器の側面図である。
FIG. 8 is a side view of an active dynamic vibration absorber installed on a vibration damping object, showing another embodiment of the vibration damping device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 制振装置 11 建物 12 第1アクティブ動吸振器 13 第2アクティブ動吸振器 14 TMD 15,50 アクティブ制御装置 16 弾性支承体 17 質量体 24 変位量抽出手段 25 バネ部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vibration suppression device 11 Building 12 1st active dynamic vibration absorber 13 2nd active dynamic vibration absorber 14 TMD 15, 50 Active control device 16 Elastic bearing 17 Mass body 24 Displacement extraction means 25 Spring member

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 質量体、弾性支承体および減衰部材から
なるTMDと、該TMDの質量体の動きを制御するアク
ティブ制御装置とからなるハイブリッド型のアクティブ
動吸振器を備え、並進振動モードと捻れ振動モードの2
つの振動モードが励起される制振対象物を制振するため
の制振装置であって、 上記制振対象物に互いに間隔を隔てて配置され、並進振
動モードと捻れ振動モードのうち、制振対象物の固有振
動数が低い方のいずれかの振動モードの固有振動数に同
調させて設定された一対のアクティブ動吸振器と、 制振対象物の固有振動数が高い方の振動モードにおける
一対のアクティブ動吸振器それぞれの質量体の変位を抽
出する変位量抽出手段と、 一対のアクティブ動吸振器の質量体間に介設され、これ
ら一対のアクティブ動吸振器を一体として制振対象物の
固有振動数が高い方の振動モードの固有振動数に同調さ
せるために、変位量抽出手段で抽出された変位差に応じ
たバネ力を質量体間に伝達するバネ部材とを備えたこと
を特徴とする制振装置。
1. A hybrid type active dynamic vibration absorber comprising a TMD comprising a mass body, an elastic bearing member and a damping member, and an active control device for controlling the movement of the mass body of the TMD. Vibration mode 2
A vibration damping device for damping a vibration damping object in which two vibration modes are excited, wherein the vibration damping device is disposed at a distance from the vibration damping object, and includes a translational vibration mode and a torsional vibration mode. A pair of active dynamic vibration absorbers set in synchronization with the natural frequency of one of the vibration modes with the lower natural frequency of the object, and a pair of active vibration absorbers with the higher natural frequency of the vibration damping object Displacement amount extracting means for extracting the displacement of the mass body of each of the active dynamic vibration absorbers, and a pair of active dynamic vibration absorbers interposed between the mass bodies of the pair of active dynamic vibration absorbers. A spring member for transmitting a spring force according to the displacement difference extracted by the displacement amount extracting means between the mass bodies in order to tune to a natural frequency of a vibration mode having a higher natural frequency. And vibration control device.
【請求項2】 上記変位量抽出手段には、上記質量体の
変位を減少させて上記バネ部材に伝達するための倍力手
段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の制振装
置。
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the displacement amount extracting means is provided with a booster for reducing the displacement of the mass body and transmitting the displacement to the spring member. .
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