JP2634093B2 - 構造物の制振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は構造物の制振装置に係る
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ばね、マス系のみからなる制振装置、い
わゆるチユーンドマスダンパー（ＴＭＤ）は効果を発揮
するためには重錘の重量を建物の有効質量の１乃至２％
とかなり重くする必要があり、制振装置の固有周期を建
物の固有周期と精度よく同調させる必要があり、実際の
建物への適用が難しい等の欠点がある。

【０００３】これらの欠点を補なうために、チユーンド
マスダンパーにセンサー、制御装置、重錘への加力装置
を付加したものがハイブリツド型制振装置と呼ばれてい
るものである。このようにハイブリツド型とすることに
よって重錘の重量を低減することができるとともに、装
置の固有周期と建物の固有周期との間に多少のずれがあ
っても、制振装置を調整して同装置を建物の固有周期に
同調させ、制振効果を発揮しうるものである。

【０００４】従来のハイブリツド型制振装置として、重
錘を振り子状に懸吊してその長さを調整して固有周期を
建物の固有周期と同調させるとともに、サーボモータや
アクチユエータによって制御力を加える方式、重錘を車
輪とレールとで支持し、重錘の側面に取付けたばねの剛
性の調整により装置の固有周期を建物に同調させるとと
もに、サーボモータ、アクチユエータで制御力を加える
方式、等が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の場
合、最も制振装置を必要とする超高層ビル等の如き固有
周期の長い建物に適用する際、振り子の長さが長大にな
り、振幅も大きくなって極めて大きい設置スペースを必
要とする。後者の場合、レール上を重錘が動く方式のた
め、制振効果は１方向にのみ有効であり、任意方向の揺
れに対して有効ならしめるためには複数の装置を互いに
レールが直交するように水平面に配置するか、レールが
互いに２段重ねにされ立体的に設置された装置にする必
要があり、そのため広い設置スペースを必要とする。

【０００６】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は簡単な構成
で、２方向に対して有効な制振効果が発揮され、設置ス
ペースが従来構造に比して縮減される構造物の制振装置
を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明に係る構造物の制振装置は、構造物の床上
に設けた水平基盤上に低摩擦部材を介して支持され、下
面に互いに直交する凹条溝が設けられ、且つ同凹条溝の
垂直内側壁にラツクが取付けられた重錘と、前記基盤上
に立設され、前記重錘を囲繞する反力壁と、同反力壁に
設けられた水平凹条溝内を移動するローラと前記重錘と
を連結するばねと、前記各凹条溝と直交方向にのみスラ
イド可能なように前記水平基盤上に設置され、且つ前記
ラツクに噛合するピニオンを具えた複数のサーボモータ
と、地震や風による振動を検知して前記サーボモータを
制御する制御装置とから構成されている。

【０００８】

【作用】本発明は前記したように構造物の床上に設けた
水平基盤上に底摩擦部材を介して重錘を支持したので、
同重錘は水平面上を任意の方向に移動することができ
る。而して地震や風等によって構造物が振動したとき、
前記制御装置がこれを検知して前記サーボモータを駆動
制御し、同サーボモータのピニオンの回転数を制御し、
同ピニオンと噛合する重錘の凹条溝に配置されたラツク
を介して、前記重錘を水平面上の互いに直交する２方向
に所要の速さで移動させ、２方向のゆれに対して制振効
果を発揮せしめるものである。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図示の実施例について説明す
る。 １は構造物の床２上に設置された水平基盤で、同基盤１
上に重錘３がボールベアリング支承４、あるいは対向面
に配設された弗素樹脂シートとステンレス鋼板等よりな
る低摩擦部材を介して、水平面上の任意の方向に移動自
在なように支持されている。前記重錘３の直交する側面
には夫々コイルばね５が水平に取付けられ、同各ばね５
の一端は前記基盤１上に立設され、重錘３を囲繞する反
力壁６に設けられた水平凹条溝７内に転動自在に内装さ
れたローラ８を介して同反力壁６に取付けられるととも
に、前記重錘３の反対側側面のコイルばね５とコイルば
ねスライド装置９を介して連結されている。同コイルば
ねスライド装置９は重錘３に上下２段に亘って同重錘３
に対して可摺動的に嵌挿されその端部に設けたガイド１
０を、重錘３の上面に設けられたコイルばねスライド装
置９用のガイド溝１１内にスライドできるように嵌装し
て構成されている。図中１２は重錘３を挟んで相対する
各一双のコイルばね５の端部連結材で、同連結材１２に
前記スライド装置９が連結されている。

【００１０】以上の構成によってコイルばね５は重錘３
の動きに伴って自由に平行移動し、常に同重錘３の側面
と垂直性を保持するように構成されている。前記重錘３
の下面には十文字状の凹条溝１３が配設され、同凹条溝
１３の垂直内壁面にはラツク１４が取付けられている。
一方、前記水平基盤１側にはサーボモータ１５が設置さ
れ、同サーボモータ１５の回転軸には前記ラツク１４と
噛合するピニオン１６が取付けられている。更に前記サ
ーボモータ１５は前記凹条溝１３と直交するサーボモー
タスライド溝１７内に納められ、同溝１７の垂直の内壁
面とガイドローラ１８を介して接しており、ラツク１４
と直角方向に自由にスライドできるようになっている。

【００１１】而して地震時等において、構造物に設置さ
れたセンサー１９によって検知した同構造物の振動を、
数値演算装置２０によって演算し、同演算装置２０に接
続されたサーボモータ制御機構２１によってサーボモー
タ１５の回転数を制御し、同サーボモータ１５のピニオ
ン１６と前記重錘３の凹条溝１３のラツク１４との噛合
により、重錘３を水平面上の互いに直交する２方向に所
要の速さで動かせることによって、２方向のゆれに対し
て有効な制振効果を発揮せしめるものである。

【００１２】なお前記センサー１９、数値演算装置２０
及びサーボモータ制御機構２１によって、前記したサー
ボモータの制御装置を構成するものである。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば前記したように、構造物
の床上に設けた水平基盤上に低摩擦部材を介して重錘を
支持することによって、同重錘が水平面上の任意の方向
に移動できるものである。更に前記重錘には互いに直交
する凹条溝を設けるとともに、同凹条溝の垂直内側壁に
ラツクを取付け、且つ同凹条溝と直交方向にのみスライ
ド可能なように、前記水平基盤にサーボモータを配設す
るとともに、同サーボモータに前記ラツクと噛合するピ
ニオンを取付け、地震時等において振動を検知した制御
装置によって前記サーボモータの回転数を制御すること
によって、前記重錘を水平面上の互いに直交する２方向
に所要の速度で動かすようにするとともに、前記基盤上
に立設され且つ前記重錘を囲繞する反力壁と、同反力壁
に設けられた水平凹条溝内を移動するローラと前記重錘
とをばねで連結したことによって、バネが重錘側面と垂
直性を保つようにしている。かくして本発明によれば簡
単な機構で構造物の２方向のゆれに対して有効な制振効
果を発揮せしめ、また設置スペースを従来装置に比して
縮減しうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る構造物の制振装置の一実施例の縦
断面図で、図２の矢視イ−イ図である。

【図２】前記制振装置の平面図である。

【図３】図１の矢視ロ−ロ図である。

【図４】図１の矢視ハ−ハ図である。

【図５】コイルばねスライド装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 水平基盤 ３ 重錘 ４ ボールベアリング支承 ５ ばね ６ 反力壁 ７ 水平凹条溝 ８ ローラ １３ 凹条溝 １４ ラツク １５ サーボモータ １６ ピニオン １７ サーボモータスライド溝 １８ ガイドローラ １９ センサー ２０ 数値演算装置 ２１ サーボモータ制御機構

フロントページの続き (72)発明者 中村 佳也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株式会社フジタ内 (72)発明者 村越 一也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株式会社フジタ内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の床上に設けた水平基盤上に低摩
   擦部材を介して支持され、下面に互いに直交する凹条溝
   が設けられ、且つ同凹条溝の垂直内側壁にラツクが取付
   けられた重錘と、前記基盤上に立設され、前記重錘を囲
   繞する反力壁と、同反力壁に設けられた水平凹条溝内を
   移動するローラと前記重錘とを連結するばねと、前記各
   凹条溝と直交方向にのみスライド可能なように前記水平
   基盤上に設置され、且つ前記ラツクに噛合するピニオン
   を具えた複数のサーボモータと、地震や風による振動を
   検知して前記サーボモータを制御する制御装置とからな
   ることを特徴とする構造物の制振装置。