JP2011226649A - Damping device - Google Patents

Damping device Download PDF

Info

Publication number
JP2011226649A
JP2011226649A JP2011169607A JP2011169607A JP2011226649A JP 2011226649 A JP2011226649 A JP 2011226649A JP 2011169607 A JP2011169607 A JP 2011169607A JP 2011169607 A JP2011169607 A JP 2011169607A JP 2011226649 A JP2011226649 A JP 2011226649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
points
point
attenuator
spring
damping device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011169607A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5229647B2 (en
Inventor
Koichi Hora
宏一 洞
Hisao Kato
久雄 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokkyokiki Corp
Original Assignee
Tokkyokiki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokkyokiki Corp filed Critical Tokkyokiki Corp
Priority to JP2011169607A priority Critical patent/JP5229647B2/en
Publication of JP2011226649A publication Critical patent/JP2011226649A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5229647B2 publication Critical patent/JP5229647B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide damping technique for efficiently reducing vibrations in a natural vibration mode of a structure.SOLUTION: A damping device includes a spring 311, at least one attenuator 316, a transfer body 312 connected to the spring 311 and the attenuator 316, two support means 313A, 313B for applying force of the spring 311 and the attenuator 316 to the structure 300, in which both of them are mounted to the structure 300 or one of them is mounted to the structure 300 and the other forms a part of the structure 300, and a support member 314 supporting the transfer body 312 movably in a direction of the force applied between two points of the structure 300, and reduces the vibration caused on the structure 300 by applying the force between two points of the structure 300.

Description

本発明は、構造物の二点間に圧縮力または伸張力を加えることで前記構造物に生じるモードを低減する制振装置に関する。   The present invention relates to a vibration damping device that reduces a mode generated in a structure by applying a compression force or an extension force between two points of the structure.

従来、特許文献1に示す振動低減装置は、図17に示すように、車両のパネル80の振動を、逆相の振動により低減するものであって、板状の2枚の圧電素子811,812からなる振動板81と、スペーサ82と、振動板81に付加された質量体83とからなる。   Conventionally, as shown in FIG. 17, the vibration reducing device disclosed in Patent Document 1 reduces vibration of a vehicle panel 80 by anti-phase vibration, and includes two plate-like piezoelectric elements 811 and 812. A vibration plate 81, a spacer 82, and a mass body 83 attached to the vibration plate 81.

圧電素子811,812は、電圧を印加したときに面に沿う方向へ伸縮する力を発生するように形成され、これら2枚の圧電素子811,812を電極84を介在して貼り合せることで、振動板81が形成されている。スペーサ82は、振動板81とパネル80との間に間隔をおくために設けられている。上記の構成により、パネル80の振動モードと大きさが実質的に同じで逆相の振動モードをパネル80に加えることができる。   The piezoelectric elements 811 and 812 are formed so as to generate a force that expands and contracts in the direction along the surface when a voltage is applied, and the two piezoelectric elements 811 and 812 are bonded together with the electrode 84 interposed therebetween. A diaphragm 81 is formed. The spacer 82 is provided to leave a space between the vibration plate 81 and the panel 80. With the configuration described above, a vibration mode having substantially the same magnitude as the vibration mode of the panel 80 and having a reverse phase can be applied to the panel 80.

特許文献1の振動低減装置では振動板81を使用していることから、車両のパネル80等の面状の構造物の制振には適しているが、梁や柱などを持つ構造物の制振には適していない。
なお、特許文献2に記載の構造物制振装置に使用されている圧電素子、特許文献3に記載の振動減衰装置に使用されている圧電素子は、特許文献1に記載されている振動板と同様に、面状素子であるので、梁や柱などを持つ構造物の制振には適さないことが予想される。
Since the vibration reducing device of Patent Document 1 uses the diaphragm 81, it is suitable for damping a planar structure such as a panel 80 of a vehicle. Not suitable for shaking.
Note that the piezoelectric element used in the structure damping device described in Patent Document 2 and the piezoelectric element used in the vibration damping device described in Patent Document 3 are the diaphragm described in Patent Document 1, Similarly, since it is a planar element, it is expected that it is not suitable for damping a structure having a beam or a column.

構造物の梁や柱に対しては、特許文献4に記載されるような可変曲げ剛性の制御装置が知られている。この制御装置では、図18に示されるように、構造物90の柱91に沿って柱と略平行に拘束材92を設け拘束材92と柱91との連結状態を補助的に変化させ、構造物全体の剛性を制御するように構成されている。すなわち、この制御装置は、柱の伸縮剛性を変化させるものであり、上梁93と下梁94との間にジャッキを設けることにより柱の曲げ剛性を補助するものである。   For a beam or column of a structure, a variable bending stiffness control device as described in Patent Document 4 is known. In this control device, as shown in FIG. 18, a restraint member 92 is provided along the pillar 91 of the structure 90 so as to be substantially parallel to the pillar, and the connection state between the restraint member 92 and the pillar 91 is changed in an auxiliary manner. It is configured to control the rigidity of the entire object. That is, this control device changes the expansion / contraction rigidity of the column, and assists the bending rigidity of the column by providing a jack between the upper beam 93 and the lower beam 94.

特開平6−10988号公報JP-A-6-10988 特開2002−61708号公報JP 2002-61708 A 特開2006−189697号公報JP 2006-189697 A 特開平01−263333号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-263333

しかし、図18の制御装置では、固有振動のモード形状を考慮していないので、両端に梁や柱が位置するようなジャッキを使用すれば可変曲げ剛性の制御ができるが、構造物の固有振動を低減する場合(モード形状に着目して、固有振動を低減する場合)には、適用ができない。   However, the control device of FIG. 18 does not take into account the mode shape of the natural vibration. Therefore, the variable bending stiffness can be controlled by using a jack with beams and columns positioned at both ends. Cannot be applied when reducing the natural vibration (when focusing on the mode shape and reducing the natural vibration).

本発明の他の目的は、バネと減衰器により大型構造物の制振が可能であり、節の長さが短い振動モードについてはもちろん、節の長さが長い振動モードにも高効率の制振を行うことにある。   Another object of the present invention is that a large structure can be damped by a spring and an attenuator, and high-efficiency damping is possible not only for vibration modes with short nodes but also with vibration modes with long nodes. To shake.

本発明は、(1)から(4)を要旨とする。
(1)
少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップとその隣に存在するカーブボトムとの間、または前記構造物の端点とその隣に存在する前記カーブトップまたは前記カーブボトムとの間に選んだことを特徴とする制振装置。
The gist of the present invention is (1) to (4).
(1)
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
The two points are present between the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom existing next thereto, or the end point of the structure and next thereto. A vibration damping device selected between the curve top and the curve bottom.

(2)
前記二点を、当該二点間に前記距離微分がゼロとなる点が位置するように選んだことを特徴とする(1)に記載の制振装置。
(2)
The vibration damping device according to (1), wherein the two points are selected such that a point where the distance differentiation is zero is located between the two points.

(3)
少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点のうち一方の点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブトップとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブトップの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選び、または、前記二点のうち一方の点を、前記距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブボトムとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブボトムの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選んだことを特徴とする制振装置。
(3)
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
One of the two points is selected between a point where the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable is zero and the curve top closest to the zero point. Select the other point near the point on the curve top opposite to the point where the distance derivative is zero, or one of the two points is zero when the distance derivative is zero A vibration damping device, characterized in that it is selected between the curve bottom closest to the point and the other point is selected in the vicinity of the opposite side of the curve bottom where the distance differentiation is zero.

(4)
少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップ近傍とその隣に存在するカーブボトム近傍、または前記構造物の端点の近傍とその隣に存在するカーブトップまたはカーブボトム近傍に選んだことを特徴とする制振装置。
(4)
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
The two points are in the vicinity of the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom near the adjacent point, or near the end point of the structure and the adjacent point. A vibration control device that is selected near the curve top or the curve bottom.

本発明によれば、バネと減衰器により、第1態様と同様、大型構造物の制振が可能であり、この場合にも第1態様と同様、節の間隔が短い振動モードについてはもちろん、節の間隔が長い振動モードに対しても高効率の制振を行うことができる。   According to the present invention, the large structure can be damped by the spring and the attenuator as in the first mode. In this case as well, as in the first mode, of course, the vibration mode in which the distance between the nodes is short, High-efficiency vibration control can be performed even in vibration modes with long knot intervals.

(A)はアクチュエータを用いた制振装置を示す平面図、(B)は同じく側面図,(C)は同じく正面図である。(A) is a plan view showing a vibration damping device using an actuator, (B) is a side view, and (C) is a front view. (A)は2つの伝達体要素を連結して1つの伝達体として使用する例を示す図、(B)は3つの伝達体要素を連結して1つの伝達体として使用する例を示す図である。(A) is a diagram showing an example in which two transmitter elements are connected and used as one transmitter, (B) is a diagram showing an example in which three transmitter elements are connected and used as one transmitter. is there. 支承部材として、すべり支承を用いた例を示す図である。It is a figure which shows the example which used the sliding bearing as a supporting member. 支承部材として、板バネによる支承を用いた例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は側面図、(C)は正面図である。It is a figure which shows the example using the support by a leaf | plate spring as a support member, (A) is a top view, (B) is a side view, (C) is a front view. 油圧ジャッキを使用した例を示す図である。It is a figure which shows the example which uses a hydraulic jack. 伝達体に伸張力が加えられるように制振装置を構成した例を示す図であり、(A)は制振装置の側面図、(B)は(A)において矢印q1,q1方向を見た説明図、(C)は(A)において矢印q2,q2方向を見た説明図である。It is a figure which shows the example which comprised the damping device so that extension force might be applied to a transmission body, (A) is a side view of a damping device, (B) looked at the arrow q1, q1 direction in (A). Explanatory drawing (C) is explanatory drawing which looked at the arrow q2, q2 direction in (A). アクチュエータを用いた制振装置を両端固定の構造物に適用した例を示すモデル図である。It is a model figure which shows the example which applied the damping device using an actuator to the structure fixed to both ends. (A),(B),(C),(D)は、図7のモデル図においてn=1,2,3,4としたときのモード形状関数φn(x)とその微分関数dφn(x)/dxを示す図である。(A), (B), (C), (D) are the mode shape function φn (x) and the differential function dφn (x) when n = 1, 2, 3, 4 in the model diagram of FIG. ) / Dx. (A),(B),(C),(D),(E),(F)は、図8(A)に示した一次モードについての二点の選択の例を示す図である。(A), (B), (C), (D), (E), (F) is a figure which shows the example of selection of two points | pieces about the primary mode shown to FIG. 8 (A). アクチュエータを用いた制振装置を一端固定、一端自由の構造物(片持ち梁)に適用した例を示すモデル図である。It is a model figure which shows the example which applied the damping device using an actuator to the structure (cantilever) of one end fixation and one end freedom. (A),(B),(C),(D)は、図10のモデル図においてn=1,2,3,4としたときのモード形状関数φn(x)とその微分関数dφn(x)/dxを示す図である。(A), (B), (C), (D) are the mode shape function φn (x) and the differential function dφn (x) when n = 1, 2, 3, 4 in the model diagram of FIG. ) / Dx. (A),(B)は、図11(A)に示した一次モードについての二点の選択の例を示す説明図である。(A), (B) is explanatory drawing which shows the example of selection of 2 points | pieces about the primary mode shown to FIG. 11 (A). (A)から(E)はアクチュエータの駆動力の方向が、伝達体に加えられる力の方向と直交する例の説明図である。(A) to (E) are explanatory views of an example in which the direction of the driving force of the actuator is orthogonal to the direction of the force applied to the transmission body. アクチュエータを用いた制振装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the damping device using an actuator. 本発明の実施形態を示す図であり、(A)は制振装置が1つのバネと、1つの伝達体と、一対の支持手段と、1つの支承部材と、減衰器とからなる例を示す図、(B)は伝達体としてワイヤーを使用し、支承部材として滑車を使用した例を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows embodiment of this invention, (A) shows the example whose damping device consists of one spring, one transmission body, a pair of support means, one support member, and an attenuator. (B) is a figure which shows the example which uses a wire as a transmission body and uses a pulley as a supporting member. 本発明の他の実施形態を示す図であり、(A)は、バネおよび減衰器の方向が伝達体に加えられる力の方向と直交する例の説明図であり、(B)は(A)を拡大した図、(C)は(A)の制振装置におけるワイヤー,滑車に代えてリンク機構を用いた図である。It is a figure which shows other embodiment of this invention, (A) is explanatory drawing of the example in which the direction of a spring and a damper is orthogonal to the direction of the force applied to a transmission body, (B) is (A). (C) is a figure using a link mechanism in place of the wire and pulley in the vibration damping device of (A). 車両のパネルの振動を、逆相の振動により低減する従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of the prior art which reduces the vibration of the panel of a vehicle by the vibration of a reverse phase. 図17の制振技術における不都合を解消するために考えられる制振装置を示す図である。It is a figure which shows the damping device considered in order to eliminate the inconvenience in the damping technology of FIG.

本発明の実施形態を説明する前に、アクチュエータを用いた制振装置を説明する。
図1(A),(B),(C)はアクチュエータを用いた制振装置を示す平面図、側面図、正面図であり、この制振装置は構造物に振動を加えることで構造物に生じる振動を低減することができる。図1では、説明の便宜上、構造物100の一部(ここではH鋼)のみを示してある。
制振装置11は、1つのアクチュエータ111と、1つの伝達体(本実施形態では棒状体)112と、一対の支持手段113A,113Bと、1つの支承部材114とからなる。なお、図1(A)では、支承部材114は図示されていないし、図1(C)ではアクチュエータ111,伝達体112,支持手段113B,支承部材114は図示されていない。
Before describing an embodiment of the present invention, a vibration damping device using an actuator will be described.
1A, 1B, and 1C are a plan view, a side view, and a front view showing a vibration damping device using an actuator, and this vibration damping device applies vibration to the structure to the structure. The generated vibration can be reduced. In FIG. 1, for convenience of explanation, only a part of the structure 100 (here, H steel) is shown.
The vibration control device 11 includes one actuator 111, one transmission body (in this embodiment, a rod-like body) 112, a pair of support means 113A and 113B, and one support member 114. In FIG. 1A, the support member 114 is not shown, and in FIG. 1C, the actuator 111, the transmission body 112, the support means 113B, and the support member 114 are not shown.

アクチュエータ111は、図1では圧電材(素子)であり、図1(A),(B)に示すX軸方向(±X方向)に押し力を発生する。アクチュエータとして、圧電材のほか、油圧アクチュエータ、電磁アクチュエータ(リニアモータ、回転−直線変換機構を用いた回転モータ)を使用することもできる。   The actuator 111 is a piezoelectric material (element) in FIG. 1 and generates a pressing force in the X-axis direction (± X direction) shown in FIGS. In addition to piezoelectric materials, hydraulic actuators and electromagnetic actuators (linear motors, rotary motors using a rotation-linear conversion mechanism) can also be used as actuators.

図1(A),(B)に示すように構造物100の二点P1,P2に取り付けた支持手段113A,113Bはブラケットとして機能し、アクチュエータ111と伝達体112とをその両端から支持する。本実施形態では、点P1は支持手段113Aが構造物100に接している面の中心点、点P2は支持手段113Bが構造物100に接している面の中心点である。なお、点P1を支持手段113Aのアクチュエータ111側の構造物100に接している面上の端点とし、点P2を支持手段113Bの伝達体112側の構造物100に接している面上の端点とすることもできる。 As shown in FIGS. 1A and 1B, the support means 113A and 113B attached to the two points P 1 and P 2 of the structure 100 function as brackets, and support the actuator 111 and the transmission body 112 from both ends thereof. To do. In this embodiment, the point P 1 is the center point of the surface where the support means 113A is in contact with the structure 100, and the point P 2 is the center point of the surface where the support means 113B is in contact with the structure 100. Note that the point P 1 is an end point on the surface in contact with the structure 100 on the actuator 111 side of the support means 113A, and the point P 2 is on the surface in contact with the structure 100 on the transmission body 112 side of the support means 113B. It can also be an end point.

支承部材114はアクチュエータ111と構造物100との間に設けられたリニアベアリングを備えた装置(リニアブッシュ)であり、伝達体112を構造物100側から駆動力の方向に拘束することなく支承する。なお、アクチュエータを用いた制振装置では、支承部材(図1では符号114)は、伝達体112の座屈防止やずれ防止等のために設けられるが、座屈やずれ等の危険がないような場合には設けなくてもよい。   The support member 114 is a device (linear bush) provided with a linear bearing provided between the actuator 111 and the structure 100, and supports the transmission body 112 from the structure 100 side without being restricted in the direction of the driving force. . In the vibration damping device using the actuator, the support member (reference numeral 114 in FIG. 1) is provided for preventing buckling or displacement of the transmission body 112, but there is no danger of buckling or displacement. In such a case, it may not be provided.

図1では、アクチュエータ111には、金属からなる取付けジグ115が設けられており、取付けジグ115はアクチュエータ111に押し当てられている。なお、支持手段113Aに設けられたジャッキボルトは、支持手段113Aと113Bの間の長さと、伝達体112とアクチュエータ111と取付けジグ115の長さを合計した長さの差を調整するとともに、支持手段間に所定の伸張力を与える。
アクチュエータ111が押し引き型でない場合、アクチュエータの駆動指令として、一定値のバイアス成分(例えば最大能力の50%)を加えた状態を非作動状態とすれば、20%〜80%の駆動指令を与えた場合、±30%の押し引き力が作用したことに相当する。
In FIG. 1, the actuator 111 is provided with a mounting jig 115 made of metal, and the mounting jig 115 is pressed against the actuator 111. The jack bolt provided on the support means 113A adjusts the difference between the total length of the length between the support means 113A and 113B and the length of the transmission body 112, the actuator 111, and the mounting jig 115, and supports the jack bolt. A predetermined stretching force is applied between the means.
If the actuator 111 is not a push-pull type, a drive command of 20% to 80% is given as a drive command for the actuator, if a state in which a bias component of a constant value (for example, 50% of the maximum capacity) is added to the non-actuated state In this case, it corresponds to the pushing / pulling force of ± 30%.

図2(A)は、2つの伝達体要素112A,112B(図1(A),(B)に示した伝達体112参照)を連結して1つの伝達体として使用する態様を示す図である。図2(A)では、伝達体要素112A,112Bとの連結のために連結具116が設けられており、伝達体要素112A,112Bと構造物100との間にはそれぞれ支承部材114が設けられている。   FIG. 2A is a diagram showing a mode in which two transmitter elements 112A and 112B (see the transmitter 112 shown in FIGS. 1A and 1B) are connected and used as one transmitter. . In FIG. 2A, a coupling tool 116 is provided for connection with the transmission element 112A, 112B, and a support member 114 is provided between the transmission element 112A, 112B and the structure 100, respectively. ing.

図2(B)は、3つの伝達体要素112A,112B,112Cを連結して1つの伝達体として使用する態様を示す図であり、伝達体要素112A,112Bの連結、伝達体要素112B,112Cの連結のために、それぞれ連結具116が設けられている。また、伝達体要素112A,112B,112Cと構造物100との間にはそれぞれ支承部材114が設けられている。   FIG. 2 (B) is a diagram showing a mode in which three transmitter elements 112A, 112B, and 112C are connected and used as one transmitter, and the transmitter elements 112A and 112B are connected, and the transmitter elements 112B and 112C are used. For the connection, a connecting tool 116 is provided. Further, support members 114 are provided between the transmission element 112A, 112B, 112C and the structure 100, respectively.

図1の制振装置11や図2(A)や図2(B)の制振装置11では、支承部材114としてリニアベアリングを用いた例を示したが、支承部材114として、伝達体112を移動可能に支承する種々の構成が採用できる。たとえば、図3に示すように支承部材114としてすべり支承を用いることができる。このすべり支承は、すべり性に優れた材料により表面処理が施された部材であり(図3では斜線で示す)、この部材により伝達体112を支承するように構成されている。また、たとえば支承部材114として、すべり性に優れた材料による表面処理が特に施されていない金属やセラミックとすることができる。   In the vibration damping device 11 in FIG. 1 and the vibration damping device 11 in FIGS. 2A and 2B, an example in which a linear bearing is used as the support member 114 is shown. Various configurations that can be movably supported can be employed. For example, a sliding support can be used as the support member 114 as shown in FIG. This sliding support is a member that has been surface-treated with a material having excellent sliding properties (indicated by hatching in FIG. 3), and is configured to support the transmission body 112 by this member. Further, for example, the support member 114 may be a metal or ceramic that is not particularly subjected to a surface treatment with a material having excellent sliding properties.

また、すべり支承部材114として、図4(A)の平面図,(B)の側面図,(C)の正面図に示すような板バネを使用することができる。図4では、すべり支承部材114は、板バネHと板バネHの両端に設けられた板バネ固定部Sと板バネ固定部Bからなり、板バネ固定部Sは構造物100に取り付けられ、板バネ固定部Bは伝達体112に取り付けられる。この板バネHは、伝達体112を中心軸方法に移動可能に支持することができる。   Further, as the sliding support member 114, a leaf spring as shown in the plan view of FIG. 4A, the side view of FIG. 4B, and the front view of FIG. In FIG. 4, the sliding support member 114 includes a leaf spring H and a leaf spring fixing portion S and a leaf spring fixing portion B provided at both ends of the leaf spring H, and the leaf spring fixing portion S is attached to the structure 100. The leaf spring fixing portion B is attached to the transmission body 112. The leaf spring H can support the transmission body 112 so as to be movable in the center axis method.

図1の実施形態、図2(A),(B)の実施形態、図3の実施形態では、アクチュエータ111として圧電材を用いたものを示したが、アクチュエータを用いた制振装置ではこれに限定されず、図5に示すように油圧ジャッキを使用することができる。なお、図5では、アクチュエータ111(油圧ジャッキ)は、支持手段113Aにボルト締め等により取り付けられており、取付けジグ115は用いてはいない。   In the embodiment shown in FIG. 1, the embodiment shown in FIGS. 2A and 2B, and the embodiment shown in FIG. 3, a piezoelectric material is used as the actuator 111. However, in the vibration damping device using the actuator, Without limitation, a hydraulic jack can be used as shown in FIG. In FIG. 5, the actuator 111 (hydraulic jack) is attached to the supporting means 113A by bolting or the like, and the attachment jig 115 is not used.

上記した制振装置11では、伝達体112に圧縮力が加えられる場合を説明したが、伝達体112に伸張力が加えられるように制振装置11を構成することができる。図6(A)は制振装置11の側面図、図6(B)は(A)において矢印q1,q1方向を見た説明図、図6(C)は(A)において矢印q2,q2方向を見た説明図である。 In the above-described vibration damping device 11, the case where a compressive force is applied to the transmission body 112 has been described, but the vibration damping device 11 can be configured such that an extension force is applied to the transmission body 112. 6A is a side view of the vibration damping device 11, FIG. 6B is an explanatory view when the directions of the arrows q 1 and q 1 are viewed in FIG. 6A, and FIG. 6C is the arrow q 2 in FIG. , Q 2 direction.

図6(A)では、伝達体把持具117により伝達体112の端部を把持し、アクチュエータの押し力を伝達体112の伸張力に変換している。
伝達体112に圧縮力が加えられる場合には、伝達体112として棒状体を使用しなくてはならず座屈の危険があるが、図6(A)から(C)では伝達体112に伸張力が加えられるので、伝達体112として棒状体を使用したとしても座屈の危険はない。図6(A)〜(C)では、伝達体112として棒状体を使用しているが、ワイヤーを使用することもできる。
In FIG. 6A, the end of the transmission body 112 is gripped by the transmission body gripping tool 117, and the pushing force of the actuator is converted into the extension force of the transmission body 112.
When a compressive force is applied to the transmission body 112, a rod-shaped body must be used as the transmission body 112, and there is a risk of buckling. However, in FIGS. 6A to 6C, the transmission body 112 expands. Since force is applied, there is no risk of buckling even if a rod-like body is used as the transmission body 112. In FIGS. 6A to 6C, a rod-shaped body is used as the transmission body 112, but a wire can also be used.

図7は、アクチュエータを用いた制振装置を両端固定の構造物(両端固定の断面が一様な梁とした例)に適用した実施形態を示すモデル図である。以下、図7の制振装置の動作を、図1から図6において説明した制振装置11の動作を含めて説明する。なお、図7では制振装置11の全体は示されておらず、支持手段113A,113Bのみが示されている。   FIG. 7 is a model diagram showing an embodiment in which a vibration damping device using an actuator is applied to a structure that is fixed at both ends (an example in which a cross-section fixed at both ends is a uniform beam). Hereinafter, the operation of the vibration damping device of FIG. 7 will be described including the operation of the vibration damping device 11 described in FIGS. 1 to 6. In FIG. 7, the entire vibration damping device 11 is not shown, and only the support means 113A and 113B are shown.

本実施形態では、構造物100の両端が固定されている。また、構造物100上の二点P1,P2に支持手段113A,113Bが取り付けられ、支持手段113A,113B間に図示しないアクチュエータと伝達体とが設けられる。図7では、支持手段113A,113Bを押し広げるように伝達体に力が加えられる様子を示してあり、これにより構造物にはモーメントM,−Mが働く。 In this embodiment, both ends of the structure 100 are fixed. Support means 113A and 113B are attached to two points P 1 and P 2 on the structure 100, and an actuator and a transmission body (not shown) are provided between the support means 113A and 113B. FIG. 7 shows a state in which a force is applied to the transmission body so as to spread the support means 113A and 113B, whereby moments M and −M act on the structure.

構造物100が固有振動する場合の振る舞いは、一般にモード形状関数φn(x)で表される。
ここで、φn(x)は、長さが構造物のX軸方向に定義された関数であり、本実施形態の両端固定の断面が一様な梁では、
φn(x)
=coshknx−coskn
−〔(cosknL−coshknL)/(sinknL−sinhknL)〕
×(sinhknx−sinknx)・・・(1)
である。また、φnの微分は以下のように表される。
dφn(x)/dx
=knsinhknx+knsinkn
−〔(cosknL−coshknL)/(sinknL−sinhknL)〕
×(kncoshknx−kncosknx)・・・(2)
上記の(1)式,(2)式において、kn(n=1,2,3,4,・・・)は、
1=(2.267)1/2×π/L
2=(6.249)1/2×π/L
3=(12.25)1/2×π/L
4=(20.25)1/2×π/L
となる。
ここで、Lは、梁の長さである。
The behavior when the structure 100 undergoes natural vibration is generally represented by a mode shape function φ n (x).
Here, φ n (x) is a function whose length is defined in the X-axis direction of the structure, and in a beam having a uniform cross section fixed at both ends in this embodiment,
φ n (x)
= Coshk n x-cosk n x
-[(Cosk n L-coshk n L) / (sink n L-sinhk n L)]
X (sinhk n x-sink n x) (1)
It is. Further, the differentiation of φ n is expressed as follows.
n (x) / dx
= K n sinhk n x + k n sink n x
-[(Cosk n L-coshk n L) / (sink n L-sinhk n L)]
× (k n coshk n x- k n cosk n x) ··· (2)
In the above equations (1) and (2), k n (n = 1, 2, 3, 4,...) Is
k 1 = (2.267) 1/2 × π / L
k 2 = (6.249) 1/2 × π / L
k 3 = (12.25) 1/2 × π / L
k 4 = (20.25) 1/2 × π / L
It becomes.
Here, L is the length of the beam.

図8(A),(B),(C),(D)に、n=1,2,3,4のときのモード形状関数φn(x)を実線で示し、dφn(x)/dxを破線で示す。また、dφn(x)/dxが極大となる点を白丸で示し、極小となる点を黒丸で示す。図7では、構造物100の全長を無単位の数値4.0としてあり、振幅も無単位の数値で示してある。
なお、白三角で示してある端点にも、dφn(x)/dx=0の点と同様に扱うことができる(P1,P2を選ぶときの点の候補とできる)。
なお、図7に示すアクチュエータ111の取り付け態様の場合、はり上の任意の二点をP1、P2とすると、モードに対する影響を示す関数としてΔ(φn′)が定義できる。
Δ(φn′)=dφn(P1)/dx−dφn(P2)/dx・・・(3)
8 (A), (B), (C), and (D), the mode shape function φ n (x) when n = 1, 2, 3, 4 is indicated by a solid line, and dφ n (x) / dx is indicated by a broken line. Further, a point at which dφ n (x) / dx is maximized is indicated by a white circle, and a point at which dφ n (x) / dx is minimized is indicated by a black circle. In FIG. 7, the total length of the structure 100 is a unitless numerical value 4.0, and the amplitude is also indicated by a unitless numerical value.
Note that the end points indicated by white triangles can be handled in the same manner as the points of dφ n (x) / dx = 0 (can be point candidates when selecting P 1 and P 2 ).
In the case of the attachment mode of the actuator 111 shown in FIG. 7, if two arbitrary points on the beam are P 1 and P 2 , Δ (φ n ′) can be defined as a function indicating the influence on the mode.
Δ (φ n ′) = dφ n (P 1 ) / dx−dφ n (P 2 ) / dx (3)

制振の対象とするk次モードの形状関数φkの微分dφk(x)/dxの山の頂点(カーブトップ、白丸の点)x1とその隣に存在する谷の最下点(カーブボトム、黒丸の点)x2がとすると、Δ(φk′)は、P1を点x1(白丸の点)に選び、P2をその隣に存在する極小となる点(黒丸の点)x2に選んだときに最大となる。 The top of the peak (curve top, white circle point) x 1 of the differential dφ k (x) / dx of the shape function φ k of the k-th mode to be controlled, and the lowest point (curve) If the bottom, black circle point) x 2 , then Δ (φ k ′) selects P 1 as the point x 1 (white circle point), and P 2 becomes the local minimum point (black dot) ) becomes the maximum when you select to x 2.

図9(A),(B),(C),(D),(E),(F)に、図8(A)に示した一次モードについての二点P1,P2の選択の態様を説明する。
図9(A)は、二点P1,P2を、dφ1/dxのカーブトップ(白丸)とその隣に存在するdφ1/dxのカーブボトム(黒丸)との間(この領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。図9(A)では、P1,P2間にdφ1/dxがゼロとなる点が位置しないように選んである。
9 (A), (B), (C), (D), (E), and (F) are shown in FIG. 8 (A) in which two points P 1 and P 2 are selected for the primary mode. Will be explained.
9 (A) is two points P 1, P 2, hatched between (the area between the curve top d.phi 1 / dx (open circles) and d.phi 1 / dx curve bottom present in the next (closed circles) Shows the case of selecting. In FIG. 9A, a point where dφ 1 / dx becomes zero is selected between P 1 and P 2 so as not to be located.

図9(B)は、二点P1,P2を、dφ1/dxのカーブトップ(白丸)とその隣に存在するdφ1/dxのカーブボトム(黒丸)との間(この領域を斜線で示す)で、かつP1,P2間に距離微分dφ1/dxがゼロとなる点が位置するように選んだ場合を示している。 FIG. 9 (B) the two points P 1, P 2, hatched between (the area between the curve top d.phi 1 / dx (open circles) and d.phi 1 / dx curve bottom present in the next (closed circles) And a point where the distance differential dφ 1 / dx is zero is selected between P 1 and P 2 .

図9(C)は、二点P1,P2を、dφ1/dxがゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いdφ1/dxのカーブトップ(白丸)との間(この領域を斜線で示す)に選ぶとともに他方の点P2をdφ1/dxのカーブトップのdφ1/dxがゼロとなる前記点とは反対側の近傍に選んだ場合を示している。 FIG. 9C shows two points P 1 and P 2 between a point where dφ 1 / dx is zero and a curve top (white circle) of dφ 1 / dx closest to the zero point (this region). And the other point P 2 is selected in the vicinity of the opposite side of the point where dφ 1 / dx of the curve top of dφ 1 / dx becomes zero.

図9(D)は、二点P1,P2を、dφ1/dxのカーブトップ近傍とその隣に存在するdφ1/dxのカーブボトム近傍(カーブトップ近傍およびカーブボトム近傍の領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。 Figure 9 (D), the two points P 1, P 2, dφ 1 / dx curve top near the d.phi 1 / dx hatched curve bottom near (curve top and near the curve bottom near the region of that present in the next Shows the case of selecting.

図9(E)は、二点P1,P2を、構造物100の端点(図では左端の白三角)とその隣に存在するdφ1/dxのカーブトップ(白丸)との間(この領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。
図9(F)は、二点P1,P2を、構造物100の端点(図では左端の白三角)近傍とその隣に存在するdφ1/dxのカーブトップ(白丸)の近傍(この領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。
FIG. 9E shows two points P 1 and P 2 between the end point of the structure 100 (the white triangle at the left end in the figure) and the curve top (white circle) of dφ 1 / dx existing next to it (this circle) The area is indicated by hatching).
FIG. 9 (F) shows two points P 1 and P 2 in the vicinity of the end point of the structure 100 (the white triangle at the left end in the figure) and the vicinity of the curve top (white circle) of dφ 1 / dx existing next to it. The area is indicated by hatching).

図9(D)の場合が最もモードに対する影響度は大きく制振効率が最も高いが、構造物の何らかの制約から実施できない場合があり、その場合には図9(A),(B),(C),(E),(F)の何れかを選ぶことになる。   In the case of FIG. 9 (D), the influence on the mode is the largest and the vibration damping efficiency is the highest, but there are cases where it cannot be implemented due to some restrictions of the structure, in which case FIGS. One of C), (E), and (F) is selected.

図10は、アクチュエータを用いた制振装置を片端固定の構造物(片持ち梁)に適用した実施形態を示すモデル図である。以下、図10の制振装置の動作を説明する。
図10では、構造物100の一端が固定され、他端が自由となっている以外は、図7と構成が同じである。
図10の構造物100についてのn次のモード形状関数φn(x)は、
φn(x)
=coshknx−coskn
−〔(cosknL+coshknL)/(sinknL+sinhknL)〕
×(sinhknx−sinknx)・・・(4)
で表される。また、φnの微分は以下のように表される。
dφn(x)/dx
=knsinhknx+knsinkn
−〔(cosknL+coshknL)/(sinknL+sinhknL)〕
×(kncoshknx−kncosknx)・・・(5)
1=(0.356)1/2×π/L
2=(2.232)1/2×π/L
3=(6.252)1/2×π/L
4=(12.25)1/2×π/L
FIG. 10 is a model diagram showing an embodiment in which a vibration damping device using an actuator is applied to a one-end fixed structure (cantilever). Hereinafter, the operation of the vibration damping device of FIG. 10 will be described.
10 is the same as FIG. 7 except that one end of the structure 100 is fixed and the other end is free.
The nth-order mode shape function φ n (x) for the structure 100 of FIG.
φ n (x)
= Coshk n x-cosk n x
− [(Cos k n L + coshk n L) / (sink n L + sinhk n L)]
X (sinhk n x-sink n x) (4)
It is represented by Further, the differentiation of φ n is expressed as follows.
n (x) / dx
= K n sinhk n x + k n sink n x
− [(Cos k n L + coshk n L) / (sink n L + sinhk n L)]
× (k n coshk n x- k n cosk n x) ··· (5)
k 1 = (0.356) 1/2 × π / L
k 2 = (2.232) 1/2 × π / L
k 3 = (6.252) 1/2 × π / L
k 4 = (12.25) 1/2 × π / L

図11(A),(B),(C),(D)に、n=1,2,3,4のときのモード形状関数φn(x)を実線で示し、dφn(x)/dxを破線で示す。また、dφn(x)/dxが極大となる点を白丸で示し、極小となる点を黒丸で示す。図11では、構造物100の全長を無単位の数値4.0としてあり、振幅も無単位の数値で示してある。なお、白三角で示してある端点にも、dφn(x)/dx=0の点と同様に扱うことができる(P1,P2を選ぶときの点の候補とできる)。
なお、本実施形態でも、モードに対する影響を示す関数として、(3)式のΔ(φn′)が定義できる。k次モードを対象とした場合、Δ(φk′)は、P1を点x1(白丸の点)に選び、P2をその隣に存在する極小となる点(黒丸の点)x2に選んだときに最大となる。
In FIGS. 11A, 11B, 11C, and 11D, the mode shape function φ n (x) when n = 1, 2, 3, 4 is indicated by a solid line, and dφ n (x) / dx is indicated by a broken line. Further, a point at which dφ n (x) / dx is maximized is indicated by a white circle, and a point at which dφ n (x) / dx is minimized is indicated by a black circle. In FIG. 11, the total length of the structure 100 is a unitless numerical value 4.0, and the amplitude is also indicated by a unitless numerical value. Note that the end points indicated by white triangles can be handled in the same manner as the points of dφ n (x) / dx = 0 (can be point candidates when selecting P 1 and P 2 ).
In the present embodiment, Δ (φ n ′) in the expression (3) can be defined as a function indicating the influence on the mode. In the case of the k-th order mode, Δ (φ k ′) selects P 1 as a point x 1 (white circle point), and P 2 becomes a minimum point (black circle point) x 2 adjacent to it. Maximum when selected.

図12(A),(B)に、図11(A)に示した一次モードについての二点P1,P2の選択の態様を説明する。
図12(A)は、二点P1,P2を、構造物の端点(白三角)(この場合はdφ1(x)/dxの極小値でもある)とその隣に存在するdφ1/dxのカーブトップ(白丸)(この場合は端点でもある。)との間(この領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。
12 (A) and 12 (B), the mode of selection of the two points P 1 and P 2 for the primary mode shown in FIG. 11 (A) will be described.
FIG. 12 (A) shows two points P 1 and P 2 as an end point (white triangle) (in this case, a minimum value of dφ 1 (x) / dx) and dφ 1 / A case is shown in which it is selected between the curve top (white circle) of dx (which is also an end point in this case) (this region is indicated by hatching).

図12(B)は、二点P1,P2を、構造物の端点(白三角)近傍とその隣に存在するdφ1/dxのカーブトップ(白丸)近傍(端点近傍およびカーブトップ近傍の領域を斜線で示す)に選んだ場合を示している。
ここでは、単純な一様断面梁のふたつの例について示したが、複雑な構造に対しても有限要素解析からモード形状関数を求めれば、同様の手法で適切なP1、P2を導き出すことできる。
FIG. 12 (B) shows two points P 1 and P 2 near the end point (white triangle) of the structure and the curve top (white circle) of dφ 1 / dx existing next to it (the vicinity of the end point and the vicinity of the curve top). The area is indicated by hatching).
Here, two examples of a simple uniform cross-section beam have been shown. If a mode shape function is obtained from a finite element analysis even for a complicated structure, appropriate P 1 and P 2 can be derived by the same method. it can.

通常の構造物では、制振が必要とされる振動モードの次数は低次であることが多いが、振動モードが高次の場合にも本発明は有効である。
制振が必要となる振動モードは、1つの構造物について1つであるとは限らず、2つまたは3つ以上であることもある。たとえば、構造物上の異なる所定の二点間における、所定の二点を結ぶ方向が同一であり、構造物に同一構成の2つの制振装置を2つ取り付けることができる。たとえば、構造物の、ある梁または柱については、i次のモード形状関数φAiについて制振が必要であり、同時に構造物の他の梁または柱については、j次のモード形状関数φBjについて制振が必要となることがある。また、矩形枠の対向する2辺について、i次のモード形状関数φAiについての制振を行い、残りの対向する2辺についてj次のモード形状関数φBjについての制振を行うこともある。
In ordinary structures, the order of vibration modes that require damping is often low, but the present invention is also effective when the vibration mode is high.
The vibration mode that requires damping is not limited to one for one structure, and may be two or three or more. For example, it is possible to attach two two vibration control devices having the same configuration to two different predetermined points on the structure in the same direction connecting the two predetermined points. For example, for a certain beam or column of a structure, vibration suppression is necessary for the i-th order mode shape function φ Ai , and at the same time for a j-th order mode shape function φ Bj for the other beams or columns of the structure. Vibration suppression may be required. In addition, the i-order mode shape function φ Ai may be controlled for two opposing sides of the rectangular frame, and the j-order mode shape function φ Bj may be controlled for the remaining two opposing sides. .

図13(A)から(E)はアクチュエータの駆動力の方向が、伝達体212に生じる力の方向と直交する場合の実施形態の説明図である。
図13(A)において、構造物200に設けられている制振装置21は、アクチュエータ211とワイヤーからなる伝達体212と、支持手段213A,213Bと、滑車からなる支承部材214とからなる。図13(B)では、支持手段213A,213BがP1,P2に取り付けられた様子が示されている。
図13(C)は、たるみ防止用のバネ216がアクチュエータ211に併設された実施形態を示し、図13(D)は、さらに減衰器217が併設された実施形態を示している。
図13(E)は、図13(A)の制振装置21におけるワイヤー,滑車に代えてリンク機構を用いた実施形態を示している。伝達体212は二本のリンクロッドであり、支承部材214は支点である。それぞれのリンクロッドの一端はアクチュエータに設けられたリンク軸に取り付けられ、リンクロッドのもう一端は、支持手段213A、213Bに設けられたリンク軸にそれぞれ接続されている。図13(E)に示していないが、アクチュエータ211にばねを併設する場合や減衰器を併設する場合もある。
FIGS. 13A to 13E are explanatory views of the embodiment in the case where the direction of the driving force of the actuator is orthogonal to the direction of the force generated in the transmission body 212.
In FIG. 13A, the vibration damping device 21 provided in the structure 200 includes an actuator 211, a transmission body 212 made of a wire, support means 213A and 213B, and a support member 214 made of a pulley. FIG. 13B shows a state where the supporting means 213A and 213B are attached to P 1 and P 2 .
FIG. 13C shows an embodiment in which a spring 216 for preventing sagging is provided along with the actuator 211, and FIG. 13D shows an embodiment in which an attenuator 217 is further provided.
FIG. 13E shows an embodiment using a link mechanism in place of the wire and pulley in the vibration damping device 21 of FIG. The transmission body 212 is two link rods, and the support member 214 is a fulcrum. One end of each link rod is attached to a link shaft provided in the actuator, and the other end of the link rod is connected to a link shaft provided in the support means 213A and 213B. Although not shown in FIG. 13 (E), there may be a case where a spring is added to the actuator 211 or an attenuator.

図14は、アクチュエータを用いた制振装置の機能ブロック図である。図14において、構造物100の振動は振動センサ118により検出され、制御装置119は振動センサからの情報に基づき、アクチュエータ111の駆動信号を生成する。図14では、制御装置は、図示しない温度計から温度情報Tを取得しており、伝達体等の熱膨張・熱収縮によるサイズ変化等を補正することもある。   FIG. 14 is a functional block diagram of a vibration damping device using an actuator. In FIG. 14, the vibration of the structure 100 is detected by the vibration sensor 118, and the control device 119 generates a drive signal for the actuator 111 based on information from the vibration sensor. In FIG. 14, the control device acquires temperature information T from a thermometer (not shown), and may correct a change in size due to thermal expansion / contraction of the transmission body or the like.

以下、本発明の実施形態を説明する。
以上の説明では、制振装置の制振源にアクチュエータを使用したが、アクチュエータに代えてバネおよび減衰器を使用することができる。
Embodiments of the present invention will be described below.
In the above description, an actuator is used as a vibration suppression source of the vibration damping device. However, a spring and an attenuator can be used instead of the actuator.

図15(A)において、制振装置31は、1つのバネ311と、1つの伝達体(本実施形態では棒状体)312と、一対の支持手段313A,313Bと、1つの支承部材314と、減衰器316とからなる。
支持手段313A,313Bは、構造物300の二点P1,P2に取り付けられ、伝達体312の一端が支持手段313Bに取り付けられ、もう一端が支持手段313Aの穴を通過して、把持具に接続される。把持具と支持手段313Aの間にバネ311と減衰器316が設置される。本実施形態では、点P1は支持手段313Aが構造物300に接している面の中心点、点P2は支持手段313Bが構造物300に接している面の中心点である。
支承部材314は伝達体312と構造物300との間に設けられたリニアベアリングであり、伝達体312を伝達体の軸方向に拘束することなく支承する。支持手段313Bの図面では右側にある伝達体312の一端である調整ボルトにより、支持手段313Aと把持具のすきまを調整し、バネ311の圧縮力を所定の値とするとともに、伝達体312に伸縮力を与えることができる。
減衰器316は、伝達体を伝達する振動エネルギーを消費し制振を行う。
In FIG. 15A, the vibration damping device 31 includes one spring 311, one transmission body (rod-like body in this embodiment) 312, a pair of support means 313 A and 313 B, and one support member 314. And an attenuator 316.
The support means 313A and 313B are attached to the two points P 1 and P 2 of the structure 300, one end of the transmission body 312 is attached to the support means 313B, and the other end passes through the hole of the support means 313A. Connected to. A spring 311 and an attenuator 316 are installed between the gripper and the support means 313A. In this embodiment, the point P 1 is the center point of the surface where the support means 313A is in contact with the structure 300, and the point P 2 is the center point of the surface where the support means 313B is in contact with the structure 300.
The support member 314 is a linear bearing provided between the transmission body 312 and the structure 300, and supports the transmission body 312 without restraining it in the axial direction of the transmission body. In the drawing of the support means 313B, the clearance between the support means 313A and the gripping tool is adjusted by an adjustment bolt at one end of the transmission body 312 on the right side, the compression force of the spring 311 is set to a predetermined value, and the transmission body 312 is expanded and contracted. Can give power.
The attenuator 316 performs vibration suppression by consuming vibration energy transmitted through the transmission body.

図15(B)は、伝達体312としてワイヤーを使用し、支承部材314として滑車を使用した実施形態を示している。   FIG. 15B shows an embodiment in which a wire is used as the transmission body 312 and a pulley is used as the support member 314.

図16(A),(B)は、バネ411と減衰器416が伝達体412の長さ方向と直交する制振装置の実施形態の説明図である。図16(A)において、構造物400に設けられている制振装置41は、バネ411と、ワイヤーからなる伝達体412と、支持手段413A,413Bと、滑車からなる支承部材414と減衰器416とからなる。伝達体412は、構造物400の長手方向に支持手段413A,413Bに張設され、バネ411,減衰器416および支承部材414は、伝達体412の中間に設けられている。図16(B)では、支持手段213A,213BがP1,P2に取り付けられた様子が示されている。 16A and 16B are explanatory views of an embodiment of the vibration damping device in which the spring 411 and the attenuator 416 are orthogonal to the length direction of the transmission body 412. FIG. In FIG. 16A, the vibration damping device 41 provided in the structure 400 includes a spring 411, a transmission body 412 made of a wire, support means 413A and 413B, a support member 414 made of a pulley, and an attenuator 416. It consists of. The transmission body 412 is stretched around the support means 413A and 413B in the longitudinal direction of the structure 400, and the spring 411, the attenuator 416, and the support member 414 are provided in the middle of the transmission body 412. FIG. 16B shows a state in which the supporting means 213A and 213B are attached to P 1 and P 2 .

図16(C)は、図16(A)の制振装置41におけるワイヤー,滑車に代えてリンク機構を用いた実施形態を示している。伝達体412は二本のリンクロッドであり、支承部材414は支点である。それぞれのリンクロッドの一端はアクチュエータに設けられたリンク軸に取り付けられ、リンクロッドのもう一端は、支持手段413A、413Bに設けられたリンク軸にそれぞれ接続されている。   FIG. 16C shows an embodiment in which a link mechanism is used in place of the wire and pulley in the vibration damping device 41 of FIG. The transmission body 412 is two link rods, and the support member 414 is a fulcrum. One end of each link rod is attached to a link shaft provided in the actuator, and the other end of the link rod is connected to a link shaft provided in the support means 413A, 413B.

制振源にバネおよび減衰器を使用した制振装置は、制振源にアクチュエータを使用した制振装置と同様、図7〜図12に示した作用を奏することができる。   The damping device using the spring and the attenuator as the damping source can exhibit the operations shown in FIGS. 7 to 12 as in the damping device using the actuator as the damping source.

11,21,31,41 制振装置
100,200,300,400 構造物
111,211 アクチュエータ
112,212,312,412 伝達体
112A,112B 伝達体要素
113A,113B,213A,213B,313A,313B,413A,413B 支持手段
114,214,314,414 支承部材
115 ジグ
116 連結具
117 伝達体把持具
118 振動センサ
119 制御装置
216,311,411 バネ
217,316,416 減衰器
B,S 板バネ固定部
H 板バネ
M モーメント
T 温度情報
1 頂点
2 最下点
11, 21, 31, 41 Damping device 100, 200, 300, 400 Structure 111, 211 Actuator 112, 212, 312, 412 Transmitter 112A, 112B Transmitter element 113A, 113B, 213A, 213B, 313A, 313B, 413A, 413B Support means 114, 214, 314, 414 Bearing member 115 Jig 116 Connecting tool 117 Transmitter gripper 118 Vibration sensor 119 Controller 216, 311, 411 Spring 217, 316, 416 Attenuator B, S Leaf spring fixing part H leaf spring M moment T temperature information x 1 vertex x 2 lowest point

Claims (4)

少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップとその隣に存在するカーブボトムとの間、または前記構造物の端点とその隣に存在する前記カーブトップまたは前記カーブボトムとの間に選んだことを特徴とする制振装置。
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
The two points are present between the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom existing next thereto, or the end point of the structure and next thereto. A vibration damping device selected between the curve top and the curve bottom.
前記二点を、当該二点間に前記距離微分がゼロとなる点が位置するように選んだ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 two points are selected such that a point at which the distance derivative is zero is located between the two points. 少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点のうち一方の点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブトップとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブトップの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選び、または、前記二点のうち一方の点を、前記距離微分がゼロとなる点と当該ゼロとなる点に最も近いカーブボトムとの間に選ぶとともに他方の点を前記カーブボトムの前記距離微分がゼロとなる点とは反対側の近傍に選んだことを特徴とする制振装置。
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
One of the two points is selected between a point where the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable is zero and the curve top closest to the zero point. Select the other point near the point on the curve top opposite to the point where the distance derivative is zero, or one of the two points is zero when the distance derivative is zero A vibration damping device, characterized in that it is selected between the curve bottom closest to the point and the other point is selected in the vicinity of the opposite side of the curve bottom where the distance differentiation is zero.
少なくとも1個のバネおよび少なくとも1個の減衰器と、
前記バネおよび前記減衰器に連結された少なくとも1個の伝達体と、
前記バネおよび前記減衰器による力を前記構造物に加えるための、双方が前記構造物に取り付けられ、または一方が前記構造物に取り付けられ他方が前記構造物の一部とされた2つの支持手段と、
前記伝達体を前記構造物の二点間に加えられた力の方向に移動可能に支承する支承部材と、
を備え、
前記構造物の前記二点間に前記力を加えることで前記構造物に生じる振動を低減する制振装置において、
前記二点を、当該二点を結ぶ方向の位置を変数とするモード形状関数の距離微分のカーブトップ近傍とその隣に存在するカーブボトム近傍、または前記構造物の端点の近傍とその隣に存在するカーブトップまたはカーブボトム近傍に選んだことを特徴とする制振装置。
At least one spring and at least one attenuator;
At least one transmission body coupled to the spring and the attenuator;
Two support means for applying force from the spring and the attenuator to the structure, both attached to the structure or one attached to the structure and the other part of the structure When,
A support member that supports the transmission body so as to be movable in the direction of a force applied between two points of the structure;
With
In the vibration damping device that reduces vibration generated in the structure by applying the force between the two points of the structure,
The two points are in the vicinity of the curve top of the distance derivative of the mode shape function with the position in the direction connecting the two points as a variable and the curve bottom near the adjacent point, or near the end point of the structure and the adjacent point. A vibration control device that is selected near the curve top or the curve bottom.
JP2011169607A 2011-08-02 2011-08-02 Vibration control device Active JP5229647B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011169607A JP5229647B2 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Vibration control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011169607A JP5229647B2 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Vibration control device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007139786A Division JP4849413B2 (en) 2007-05-25 2007-05-25 Vibration control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011226649A true JP2011226649A (en) 2011-11-10
JP5229647B2 JP5229647B2 (en) 2013-07-03

Family

ID=45042202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011169607A Active JP5229647B2 (en) 2011-08-02 2011-08-02 Vibration control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5229647B2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01263333A (en) * 1988-04-15 1989-10-19 Kajima Corp Variable bending rigidity device for structure
JPH0610988A (en) * 1992-06-25 1994-01-21 Toyota Motor Corp Vibration reducing device for panel of vehicle
JP2001303791A (en) * 2000-04-21 2001-10-31 Taisei Corp Vibration control structure of multistory building
JP2002061708A (en) * 2000-08-17 2002-02-28 Nkk Corp Structure vibration control device
JP2003176641A (en) * 2001-12-10 2003-06-27 Bridgestone Corp Building damper
JP2004150505A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Nihon University Damping device for structure
JP2005254957A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Railway Technical Res Inst Railway vehicle
JP2006104798A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Sekisui Chem Co Ltd Building vibration control device
JP2006189697A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Canon Inc Beam vibration damper

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01263333A (en) * 1988-04-15 1989-10-19 Kajima Corp Variable bending rigidity device for structure
JPH0610988A (en) * 1992-06-25 1994-01-21 Toyota Motor Corp Vibration reducing device for panel of vehicle
JP2001303791A (en) * 2000-04-21 2001-10-31 Taisei Corp Vibration control structure of multistory building
JP2002061708A (en) * 2000-08-17 2002-02-28 Nkk Corp Structure vibration control device
JP2003176641A (en) * 2001-12-10 2003-06-27 Bridgestone Corp Building damper
JP2004150505A (en) * 2002-10-30 2004-05-27 Nihon University Damping device for structure
JP2005254957A (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Railway Technical Res Inst Railway vehicle
JP2006104798A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Sekisui Chem Co Ltd Building vibration control device
JP2006189697A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Canon Inc Beam vibration damper

Also Published As

Publication number Publication date
JP5229647B2 (en) 2013-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brennan Some recent developments in adaptive tuned vibration absorbers/neutralisers
Braghin et al. A low frequency magnetostrictive inertial actuator for vibration control
Cai et al. Development and control methodologies for 2-DOF micro/nano positioning stage with high out-of-plane payload capacity
EP2868923B1 (en) Variable negative stiffness actuation
Xu Design of a large-range compliant rotary micropositioning stage with angle and torque sensing
Xiao et al. Development of a novel large stroke 2-DOF micromanipulator for micro/nano manipulation
US10422397B1 (en) Methods to dynamically alter the stiffness of nonlinear structures
Sun et al. Design and experimental investigation of a novel compliant positioning stage with low-frequency vibration isolation capability
Zhang et al. Design and analysis of a 2-DOF compliant gripper with constant-force flexure mechanism
Fateh et al. Design of a variable stiffness bracing system: Mathematical modeling, fabrication, and dynamic analysis
Yu et al. A direction-guidance hybrid excitation method for inertial flexible hinge piezoelectric actuator with high speed performance
JP4849413B2 (en) Vibration control device
EP1737115A1 (en) Method for attenuating actuator and actuator
JP2014231897A (en) Tension brace vibration control system
Li et al. Experiments on active precision isolation with a smart conical adapter
JP5229647B2 (en) Vibration control device
JP5353767B2 (en) Endurance test equipment
JP5374113B2 (en) Clean room with frame vibration control device and floor vibration control device on the floor
JP2000230603A (en) Multi-dimensionally synchronized passive vibration control device and active vibration control device
Su et al. Analytical modeling and FEM Simulations of single-stage microleverage mechanism
Chatterjee On the principle of impulse damper: A concept derived from impact damper
Tang et al. Optimal design of the lever displacement amplifiers for a flexure-based dual-mode motion stage
JP2006325323A (en) Driving apparatus
Ying et al. Parametrically excited instability analysis of a semi-actively controlled cable
Bharti et al. Optimal design and experimental characterization of a compliant mechanism piezoelectric actuator for inertially stabilized rifle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120814

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130128

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130307

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160329

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5229647

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250