JP2689618B2 - 構造物制振装置 - Google Patents
構造物制振装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吊り橋のタワー、超高層ビルディング、タワ
ー、鉄塔等の構造物の上部に取り付けてこれら構造物の
風荷重（空気力）による振動や、地震による振動振幅を
抑えて早期に振動を減衰させるために用いる構造物制振
装置に関するものである。
ー、鉄塔等の構造物の上部に取り付けてこれら構造物の
風荷重（空気力）による振動や、地震による振動振幅を
抑えて早期に振動を減衰させるために用いる構造物制振
装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種構造物制振装置としては、たとえば、特
開昭60−92569号公報に示されているように、振動物体
の振動量を検出する検出手段と、この検出手段によって
検出された振動量に対応する制御力を振動物体に印加す
る駆動装置と、上記制御力を振動物体に印加する際の力
のバランスを達成する付加質量とを有する振動制御装置
において、付加質量の過大な動きを規制するストッパー
およびこのストッパーに対する付加質量の衝撃力を吸収
する緩衝部材を備えた構成としたもの、特開昭60−9257
0号公報に示されているように、構造物に付加重錘駆動
装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出
し、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生
し、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、
上記構造物の振動を制御するようにしたものにおいて、
地上に設置した地震動検出器と論理回路から構成される
構造物振動予知センサを設け、この出力によって上記付
加重錘駆動装置に電力を供給して制振制御可能状態にす
るようにしたもの、特開昭59−97341号公報に示される
ように、構造物の床部または天井部に可動自在に載置し
た付加重錘と、前記床部または天井部に静止部を固着し
た、付加重錘を駆動するアクチュエータと、アクチュエ
ータを作動させる制御部と、構造物に装着した、構造物
の振動を検出する振動検出器と、構造物の地盤に装着し
た、地盤の振動を検出する振動検出器と、構造物の振動
検出器の検出信号から地盤の振動検出器の検出信号を減
算して制御部の入力とする減算回路とから成るとしたも
の、更には、特開昭60−85165号公報に示されるよう
に、構造物に付加重錘駆動装置を設置し、構造物の振動
を検出する振動検出器からの信号に基づき上記付加重錘
駆動装置のアクチュエータを駆動するようにした構成に
おいて、上記振動検出器から付加重錘駆動装置の間に帯
域フィルタを接続した構成としたもの、等がある。
開昭60−92569号公報に示されているように、振動物体
の振動量を検出する検出手段と、この検出手段によって
検出された振動量に対応する制御力を振動物体に印加す
る駆動装置と、上記制御力を振動物体に印加する際の力
のバランスを達成する付加質量とを有する振動制御装置
において、付加質量の過大な動きを規制するストッパー
およびこのストッパーに対する付加質量の衝撃力を吸収
する緩衝部材を備えた構成としたもの、特開昭60−9257
0号公報に示されているように、構造物に付加重錘駆動
装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出
し、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生
し、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、
上記構造物の振動を制御するようにしたものにおいて、
地上に設置した地震動検出器と論理回路から構成される
構造物振動予知センサを設け、この出力によって上記付
加重錘駆動装置に電力を供給して制振制御可能状態にす
るようにしたもの、特開昭59−97341号公報に示される
ように、構造物の床部または天井部に可動自在に載置し
た付加重錘と、前記床部または天井部に静止部を固着し
た、付加重錘を駆動するアクチュエータと、アクチュエ
ータを作動させる制御部と、構造物に装着した、構造物
の振動を検出する振動検出器と、構造物の地盤に装着し
た、地盤の振動を検出する振動検出器と、構造物の振動
検出器の検出信号から地盤の振動検出器の検出信号を減
算して制御部の入力とする減算回路とから成るとしたも
の、更には、特開昭60−85165号公報に示されるよう
に、構造物に付加重錘駆動装置を設置し、構造物の振動
を検出する振動検出器からの信号に基づき上記付加重錘
駆動装置のアクチュエータを駆動するようにした構成に
おいて、上記振動検出器から付加重錘駆動装置の間に帯
域フィルタを接続した構成としたもの、等がある。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記特開昭60−92569号公報に開示された
ものは、ストッパー等を有しているため構造が複雑であ
り、特開昭60−92570号公報に開示されたものは、地上
に地震動検出器があるため制御装置が複雑であり、特開
昭59−97341号公報に開示されたものは、減算器が必要
であるため振動検出器が複数必要であり、特開昭60−85
165号公報に開示されたものは、帯域フィルタが必要で
あるため余分な回路が必要である、等の問題点がそれぞ
れある。又、上記各従来方式のものでは、いずれも駆動
体をどのように制御するのかの具体的手段に欠けてお
り、更に構造物の振動と制振装置の駆動体の具体的動き
に関する位相関係が明確ではない。
ものは、ストッパー等を有しているため構造が複雑であ
り、特開昭60−92570号公報に開示されたものは、地上
に地震動検出器があるため制御装置が複雑であり、特開
昭59−97341号公報に開示されたものは、減算器が必要
であるため振動検出器が複数必要であり、特開昭60−85
165号公報に開示されたものは、帯域フィルタが必要で
あるため余分な回路が必要である、等の問題点がそれぞ
れある。又、上記各従来方式のものでは、いずれも駆動
体をどのように制御するのかの具体的手段に欠けてお
り、更に構造物の振動と制振装置の駆動体の具体的動き
に関する位相関係が明確ではない。
そこで、本発明は上記の諸問題点を解決し、簡単な回
路構成で、構造物に錘りの運動エネルギーを最大に与え
て構造物から運動エネルギーを奪い、錘りの位相を構造
物に対して最適となるように制御することにより、構造
物の振動を少なくしようとするものである。
路構成で、構造物に錘りの運動エネルギーを最大に与え
て構造物から運動エネルギーを奪い、錘りの位相を構造
物に対して最適となるように制御することにより、構造
物の振動を少なくしようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、構造物の上部
に、上面にレールを備えたレール台がシーソー状に上下
方向へ揺動するように該レール台を回動自在に支持し、
且つ該レール台のレール上に、錘りを移動自在に載置
し、更に、上記レール台に、該レール台を上下方向へ揺
動させるためのアクチュエータを接続してなる構成とす
る。
に、上面にレールを備えたレール台がシーソー状に上下
方向へ揺動するように該レール台を回動自在に支持し、
且つ該レール台のレール上に、錘りを移動自在に載置
し、更に、上記レール台に、該レール台を上下方向へ揺
動させるためのアクチュエータを接続してなる構成とす
る。
又、構造物の揺れを検知する揺れ検知サンサを構造物
の上部に設け、該揺れ検知サンサの信号を位相制御して
上記アクチュエータへ駆動指令を送る制御装置を備え
る。
の上部に設け、該揺れ検知サンサの信号を位相制御して
上記アクチュエータへ駆動指令を送る制御装置を備え
る。
［作用］ アクチュエータを駆動してレール台をシーソーの如く
上下に揺動させると、レール台のレール上の錘りが上下
に傾斜するレール上を往復移動してその加速する錘りの
反力が構造物に与えられる。構造物の揺れが揺れ検知セ
ンサによって検知されたときに、その信号を位相制御装
置により位相制御してから上記アクチュエータに与える
と、錘りの動きに対する反力が構造物に対して最適な状
態で与えられ、構造物の揺れが素早く抑えられる。
上下に揺動させると、レール台のレール上の錘りが上下
に傾斜するレール上を往復移動してその加速する錘りの
反力が構造物に与えられる。構造物の揺れが揺れ検知セ
ンサによって検知されたときに、その信号を位相制御装
置により位相制御してから上記アクチュエータに与える
と、錘りの動きに対する反力が構造物に対して最適な状
態で与えられ、構造物の揺れが素早く抑えられる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は吊り橋のタワーの如き構造物１に適用した本
発明の一実施例を示すもので、構造物１の頂部に制振装
置本体２、揺れ検知センサ３を取り付ける。上記制振装
置本体２は、第２図及び第３図に詳細を示す如く、構造
物１の頂部に、所要の高さを有する架台４を所要の間隔
を隔てて対向設置し、上面に長手方向に沿いレール６を
備えたレール台７を上記各架台４の上端部間に配置し
て、該レール台７の中央部を架台４の上端部に、水平に
配した支軸５にて回動自在に支持させ、上記レール台７
が上記支軸５を支点としてシーソーの如く上下方向へ揺
動させられるようにし、又、上記レール台７のレール６
上には、台車からなる制振用の錘り９を、車輪８を介し
て移動自在に載置し、レール台７の揺動時に錘り９が車
輪８を介してレール６上を移動できるようにする。又、
上記レール台７の一端には、該レール台７をシーソーの
如く揺動させるためのアクチュエータ10を設け、該アク
チュエータ10を駆動してレール台７を支軸５を中心に揺
動させることにより上記錘り９としての台車をレール６
に沿わせてレール台７の長手方向に移動させられるよう
にする。又、上記揺れ検知センサ３は、構造物１の上側
部に取り付けられて構造物１の揺れを検知するようにし
てあり、更に本発明では、上記揺れ検知センサ３にて検
知した構造物１の揺れ信号を変位信号に変換してアクチ
ュエータ10の動作量を演算し且つ構造物１の揺れに対し
て90°の遅れ位相と変位信号を発する制御装置11と、該
制御装置11からの信号に基づき上記アクチュエータ10を
駆動するドライブユニット12を備えた構成とし、アクチ
ュエータ10の駆動力によって構造物１の揺れに対する錘
り９の往復移動を任意に位相制御することにより、構造
物１の揺れを許容揺れ範囲に抑えると共に構造物１の揺
れエネルギーを消費させるようにしてある。なお、本実
施例では、揺れ検知センサ３として加速度センサを使用
し、位相と変位を制御する制御装置11では加速度を２回
積分して変位信号を作るようにしてあるが、１回積分し
て速度信号を作り、その速度信号を反転信号として錘り
９の変位信号としてもよい。又、第２図に示す制御ブロ
ックの場合、開ループ制御となっているが、錘り９の動
きである位置を検出し、それをドライブユニット12へフ
ィードバックして制御装置11の演算信号と比較し、その
偏差分を補正するような閉ループフィードバック制御を
行うこともできる。。
発明の一実施例を示すもので、構造物１の頂部に制振装
置本体２、揺れ検知センサ３を取り付ける。上記制振装
置本体２は、第２図及び第３図に詳細を示す如く、構造
物１の頂部に、所要の高さを有する架台４を所要の間隔
を隔てて対向設置し、上面に長手方向に沿いレール６を
備えたレール台７を上記各架台４の上端部間に配置し
て、該レール台７の中央部を架台４の上端部に、水平に
配した支軸５にて回動自在に支持させ、上記レール台７
が上記支軸５を支点としてシーソーの如く上下方向へ揺
動させられるようにし、又、上記レール台７のレール６
上には、台車からなる制振用の錘り９を、車輪８を介し
て移動自在に載置し、レール台７の揺動時に錘り９が車
輪８を介してレール６上を移動できるようにする。又、
上記レール台７の一端には、該レール台７をシーソーの
如く揺動させるためのアクチュエータ10を設け、該アク
チュエータ10を駆動してレール台７を支軸５を中心に揺
動させることにより上記錘り９としての台車をレール６
に沿わせてレール台７の長手方向に移動させられるよう
にする。又、上記揺れ検知センサ３は、構造物１の上側
部に取り付けられて構造物１の揺れを検知するようにし
てあり、更に本発明では、上記揺れ検知センサ３にて検
知した構造物１の揺れ信号を変位信号に変換してアクチ
ュエータ10の動作量を演算し且つ構造物１の揺れに対し
て90°の遅れ位相と変位信号を発する制御装置11と、該
制御装置11からの信号に基づき上記アクチュエータ10を
駆動するドライブユニット12を備えた構成とし、アクチ
ュエータ10の駆動力によって構造物１の揺れに対する錘
り９の往復移動を任意に位相制御することにより、構造
物１の揺れを許容揺れ範囲に抑えると共に構造物１の揺
れエネルギーを消費させるようにしてある。なお、本実
施例では、揺れ検知センサ３として加速度センサを使用
し、位相と変位を制御する制御装置11では加速度を２回
積分して変位信号を作るようにしてあるが、１回積分し
て速度信号を作り、その速度信号を反転信号として錘り
９の変位信号としてもよい。又、第２図に示す制御ブロ
ックの場合、開ループ制御となっているが、錘り９の動
きである位置を検出し、それをドライブユニット12へフ
ィードバックして制御装置11の演算信号と比較し、その
偏差分を補正するような閉ループフィードバック制御を
行うこともできる。。
本発明は、構造物１の揺れの位相と変位より錘りの移
動による位相・変位を制御することによって構造物１の
揺れを最も少なくするようにしようとするものである
が、今、ここで、どのような位相・変位制御をすれば、
構造物の揺れを抑えることができるかを、第４図に示す
簡単なモデルによって説明する。第４図中、13はアクチ
ュエータ14によって加振される振動台、15は該振動台13
上に移動自在に載置した供試体（第１図の構造物１に相
当）、16は錘り（第２図の錘り９に相当）、17,18はブ
ラケットである。今、供試体15に作用する空気力（風荷
重）をＰとし、供試体15の質量をＭ、供試体15の換算ば
ね定数をＫ、供試体15の減衰係数（付加減衰定数:2Mh
ω）をＣ、供試体15の水平方向の直線変位量（絶対座
標）をＸとし、錘り16の質量をｍ、錘り16のばね定数を
Ｋ、錘り16の振動を制御する制御力をＰ、錘り16の水平
方向の直線変位量（供試体15に対する相対座標）をＸと
したとき、供試体15と錘り16の運動方程式は、 Ｍ＋CX＋KX＋ｍ（＋）＝Pcosωｔ …（１） （ω：固有振動数、t:時間） ｍ＋ｍ＋Kx＝ｐ（ｔ） …（２） ここで、供試体15及び錘り16が単弦運動をしているもの
とすると、 Ｘ＝Asinωｔ …（３） （A:振幅） ｘ＝Bsin（ωｔ＋α） …（４） （B:振幅、α：ωｔに対する位相差） このとき、ばね定数Ｋ及びｋと供試体15、錘り16との間
には、 Ｋ＝（Ｍ＋ｍ）ω2 …（５） ｋ＝ｍω2 …（６） の関係がある。したがって、（３）式及び（４）式のう
ち質量とばね定数を含む項は次の如く常に零となる。
動による位相・変位を制御することによって構造物１の
揺れを最も少なくするようにしようとするものである
が、今、ここで、どのような位相・変位制御をすれば、
構造物の揺れを抑えることができるかを、第４図に示す
簡単なモデルによって説明する。第４図中、13はアクチ
ュエータ14によって加振される振動台、15は該振動台13
上に移動自在に載置した供試体（第１図の構造物１に相
当）、16は錘り（第２図の錘り９に相当）、17,18はブ
ラケットである。今、供試体15に作用する空気力（風荷
重）をＰとし、供試体15の質量をＭ、供試体15の換算ば
ね定数をＫ、供試体15の減衰係数（付加減衰定数:2Mh
ω）をＣ、供試体15の水平方向の直線変位量（絶対座
標）をＸとし、錘り16の質量をｍ、錘り16のばね定数を
Ｋ、錘り16の振動を制御する制御力をＰ、錘り16の水平
方向の直線変位量（供試体15に対する相対座標）をＸと
したとき、供試体15と錘り16の運動方程式は、 Ｍ＋CX＋KX＋ｍ（＋）＝Pcosωｔ …（１） （ω：固有振動数、t:時間） ｍ＋ｍ＋Kx＝ｐ（ｔ） …（２） ここで、供試体15及び錘り16が単弦運動をしているもの
とすると、 Ｘ＝Asinωｔ …（３） （A:振幅） ｘ＝Bsin（ωｔ＋α） …（４） （B:振幅、α：ωｔに対する位相差） このとき、ばね定数Ｋ及びｋと供試体15、錘り16との間
には、 Ｋ＝（Ｍ＋ｍ）ω2 …（５） ｋ＝ｍω2 …（６） の関係がある。したがって、（３）式及び（４）式のう
ち質量とばね定数を含む項は次の如く常に零となる。
（Ｍ＋ｍ）＋KX＝−（Ｍ＋ｍ）Ａω2sinωｔ＋（Ｍ＋
ｍ）Ａω2sinωｔ＝０ …（７） ｍ＋kx＝−mBω2sin（ωｔ＋α）＋mBω2sin（ωｔ＋
α）＝０ …（８） （７）（８）式を（１）、（２）式に代入すれば、 Pcosωｔ＝CX＋ｍ＝2MhAω2cosωｔ−mBω2sin（ωｔ
＋α） …（９） ｐ（ｔ）＝ｍ＝−mAω2sinωｔ …（10） ここで、（９）式は、右辺の第１項と第２項の位相が同
じときに、供試体15の減衰と錘り16の運動による力が空
気力Ｐと釣り合っていることを示している。すなわち、
錘り16の運動が供試体15の運動に対して90°遅れた形
（−90°）で動作したときに、供試体15の減衰と同じ方
向に力が働き振動を止めようとすることが判る。したが
って、α＝−90°として（９）式を書き直すと、 Pcosωｔ＝「2MhAω2cosωｔ＋mBω2cosωｔ」＝（2MhA
＋mB）ω2cosωｔ …（11） となる。又、錘り16の振幅Ｂは（11）式より、 ｍ・Ｂ＝（P/ω2）−2MhA …（12） となる。
ｍ）Ａω2sinωｔ＝０ …（７） ｍ＋kx＝−mBω2sin（ωｔ＋α）＋mBω2sin（ωｔ＋
α）＝０ …（８） （７）（８）式を（１）、（２）式に代入すれば、 Pcosωｔ＝CX＋ｍ＝2MhAω2cosωｔ−mBω2sin（ωｔ
＋α） …（９） ｐ（ｔ）＝ｍ＝−mAω2sinωｔ …（10） ここで、（９）式は、右辺の第１項と第２項の位相が同
じときに、供試体15の減衰と錘り16の運動による力が空
気力Ｐと釣り合っていることを示している。すなわち、
錘り16の運動が供試体15の運動に対して90°遅れた形
（−90°）で動作したときに、供試体15の減衰と同じ方
向に力が働き振動を止めようとすることが判る。したが
って、α＝−90°として（９）式を書き直すと、 Pcosωｔ＝「2MhAω2cosωｔ＋mBω2cosωｔ」＝（2MhA
＋mB）ω2cosωｔ …（11） となる。又、錘り16の振幅Ｂは（11）式より、 ｍ・Ｂ＝（P/ω2）−2MhA …（12） となる。
これらの式から明らかなことは、制振装置が能動形で
あっても受動形であっても成り立つので、（10）式の示
す力ｐ（ｔ）は、能動形の場合は制御する力、受動形の
場合は減衰する力と考えればよい。
あっても受動形であっても成り立つので、（10）式の示
す力ｐ（ｔ）は、能動形の場合は制御する力、受動形の
場合は減衰する力と考えればよい。
上述した原理についての式を言葉に直すと、次の如く
である。
である。
構造物の振動を抑えようとする制振装置の力は制振装
置の質量の動きによって得られる。
置の質量の動きによって得られる。
制振装置には、構造物に入ってくる力と同じ大きさの
反対向きの力を制御力あるいは減衰力として与えること
によって安定した振動となる。
反対向きの力を制御力あるいは減衰力として与えること
によって安定した振動となる。
以上のことから、構造物１と制振装置本体２の錘り９
の変位の位相差を90°つければよいことが判る。すなわ
ち、構造物１の揺れの位相に対して、錘り９を90°位相
遅れで動かせばよい。
の変位の位相差を90°つければよいことが判る。すなわ
ち、構造物１の揺れの位相に対して、錘り９を90°位相
遅れで動かせばよい。
次に、本発明の構造物制振装置による制振制御の原理
を第５図のモデル図及び第２図を参照して説明する。
を第５図のモデル図及び第２図を参照して説明する。
シーソー状にするため、レール６の中央部の一点に支
軸５による支点Ｓをもち、且つレール６上に質量ｍの錘
り９が台車として移動自在に載置させてあり、更にレー
ル６の一端にアクチュエータ10があって、アクチュエー
タ10によりレール６の角度を上下に変化させることがで
きるようにしてある。上記アクチュエータ10のストロー
クｙ（ｔ）は時間ｔの関数で変化させることができる。
軸５による支点Ｓをもち、且つレール６上に質量ｍの錘
り９が台車として移動自在に載置させてあり、更にレー
ル６の一端にアクチュエータ10があって、アクチュエー
タ10によりレール６の角度を上下に変化させることがで
きるようにしてある。上記アクチュエータ10のストロー
クｙ（ｔ）は時間ｔの関数で変化させることができる。
今、錘り９が移動すると距離をＢ、錘り９の角振動数
をω、振動数をＮ（＝ω/2π）、必要ばね係数をＫ（＝
ｍω2）、錘り９の変位点をｘ（＝Bsinωｔで正弦波の
動きとする）、錘り９の変位点ｘでのばね反力をF1（＝
Kx＝ｍω2ｘ）、錘り９がＢ点にて水平となす角をθ、
錘り９の変位点ｘでの復元力をF2（＝mg・tsnθ）、レ
ール６の支軸９からアクチュエータ10までの距離をｌ、
ｌ点におけるレール６の高さをｙ、レール６から錘り９
の重心Ｇまでの距離をｈとすると、 又、 となる。
をω、振動数をＮ（＝ω/2π）、必要ばね係数をＫ（＝
ｍω2）、錘り９の変位点をｘ（＝Bsinωｔで正弦波の
動きとする）、錘り９の変位点ｘでのばね反力をF1（＝
Kx＝ｍω2ｘ）、錘り９がＢ点にて水平となす角をθ、
錘り９の変位点ｘでの復元力をF2（＝mg・tsnθ）、レ
ール６の支軸９からアクチュエータ10までの距離をｌ、
ｌ点におけるレール６の高さをｙ、レール６から錘り９
の重心Ｇまでの距離をｈとすると、 又、 となる。
次に、アクチュエータ10の能力を決める制御力ｐ
（ｔ）の大きさを求める。
（ｔ）の大きさを求める。
支点Ｓに対するモーメントは、次のようになる（但
し、ｘ＝Bsinωｔ）。
し、ｘ＝Bsinωｔ）。
（イ）重力によるモーメントは、 M1＝mg・Bsinωｔ （ロ）加速度によるモーメントは、 M2＝ｍ・ω2・Bsinωｔ・〔ｙ（ｔ）±ｈ〕 ここで、 よって、ｐ（ｔ）1はこのモーメントを制御力のかかる
ポイント位置までの距離ｌで除したものになる。故に、 となる。
ポイント位置までの距離ｌで除したものになる。故に、 となる。
一方、構造物１の揺れによっても錘り９にかかる力が
発生するので、それを求める。ここで、構造物１の変位
（直線変位）をＸ、構造物１の振幅をＡとし、構造物１
の変位が錘り９に対して90°位相が進んでいるものとす
ると、 よって、合計の制御力ｐ（ｔ）は、 となる。ｐ（ｔ）はアクチュエータの能力を決めるもの
である。
発生するので、それを求める。ここで、構造物１の変位
（直線変位）をＸ、構造物１の振幅をＡとし、構造物１
の変位が錘り９に対して90°位相が進んでいるものとす
ると、 よって、合計の制御力ｐ（ｔ）は、 となる。ｐ（ｔ）はアクチュエータの能力を決めるもの
である。
このように、構造物の揺れ（振幅）Ａが検出できれ
ば、錘り９の移動距離Ｂを算出できるので、そのときの
ストロークの値ｙ（ｔ）でアクチュエータ10を動かし距
離Ｂが得られるよう位相・変位制御を行えばよい。な
お、錘り９の移動距離Ｂ、すなわち、ストロークは、図
示していないが、ポテンショメータ等により検出するこ
とができる。
ば、錘り９の移動距離Ｂを算出できるので、そのときの
ストロークの値ｙ（ｔ）でアクチュエータ10を動かし距
離Ｂが得られるよう位相・変位制御を行えばよい。な
お、錘り９の移動距離Ｂ、すなわち、ストロークは、図
示していないが、ポテンショメータ等により検出するこ
とができる。
したがって、本発明の構造物制振装置を構造物１の頂
部に設置してある状態において、構造物１に揺れが発生
し、その揺れが揺れ検知センサ３にて検知されると、そ
の信号に基づいて位相・変位制御された信号が制御装置
11からドライブユニット12に送られるため、アクチュエ
ータ10が駆動させられてレール台７が揺動させられるこ
とにより錘り９が構造物１の揺れに対して90°遅れでレ
ール６上を往復移動させられる。実構造物にかかる振動
を誘起する力Ｐは未知であるから構造物の揺れ（振幅）
Ａに対し、Ｂを数倍程度に設定し、振幅Ａがさらに大き
くなる時はＢを大きくし、小さくなる傾向にある時はＢ
を小さくする。これにより、錘り９の振動を制御する力
を構造物に対して最適に与えることができ、構造物１の
揺れを素早く抑えることができると共に、構造物１の固
有振動数の変化に対応することができる。又、この場
合、重力を利用したシーソー型であるため、錘り９を加
速するエネルギーが少なく、アクチュエータ10を駆動す
るための使用動力が少なくて済む。
部に設置してある状態において、構造物１に揺れが発生
し、その揺れが揺れ検知センサ３にて検知されると、そ
の信号に基づいて位相・変位制御された信号が制御装置
11からドライブユニット12に送られるため、アクチュエ
ータ10が駆動させられてレール台７が揺動させられるこ
とにより錘り９が構造物１の揺れに対して90°遅れでレ
ール６上を往復移動させられる。実構造物にかかる振動
を誘起する力Ｐは未知であるから構造物の揺れ（振幅）
Ａに対し、Ｂを数倍程度に設定し、振幅Ａがさらに大き
くなる時はＢを大きくし、小さくなる傾向にある時はＢ
を小さくする。これにより、錘り９の振動を制御する力
を構造物に対して最適に与えることができ、構造物１の
揺れを素早く抑えることができると共に、構造物１の固
有振動数の変化に対応することができる。又、この場
合、重力を利用したシーソー型であるため、錘り９を加
速するエネルギーが少なく、アクチュエータ10を駆動す
るための使用動力が少なくて済む。
なお、上記実施例では、レール台７の一端部にだけア
クチュエータ10を設置した場合を示したが、レール台７
の両端部に設置するようにしてもよいこと、又、実施例
では、吊り橋のタワーの如き構造物１への採用例を例示
したが、第６図に示す如き高層ビルや他の構造物１につ
いても同様に採用できること、その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。
クチュエータ10を設置した場合を示したが、レール台７
の両端部に設置するようにしてもよいこと、又、実施例
では、吊り橋のタワーの如き構造物１への採用例を例示
したが、第６図に示す如き高層ビルや他の構造物１につ
いても同様に採用できること、その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論
である。
［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の構造物制振装置によれば、
錘りの振動を抑制する力を構造物に対して最適に与える
ことができるので、構造物の揺れを素早く抑えることが
できると共に、構造物の固有振動数の変化に対応でき、
又、制御系が簡単なため、価格が安く且つメンテナンス
が容易であり、更に重力を利用したシーソー型のため、
錘りを加速するエネルギーが少なくて済み、省力化を図
ることができる、等の優れた効果を発揮する。
錘りの振動を抑制する力を構造物に対して最適に与える
ことができるので、構造物の揺れを素早く抑えることが
できると共に、構造物の固有振動数の変化に対応でき、
又、制御系が簡単なため、価格が安く且つメンテナンス
が容易であり、更に重力を利用したシーソー型のため、
錘りを加速するエネルギーが少なくて済み、省力化を図
ることができる、等の優れた効果を発揮する。
第１図は本発明の構造物制振装置を吊り橋のタワーの如
き構造物に採用した状態を示す概略図、第２図は制振装
置本体の構造を示す正面図、第３図は第２図の側面図、
第４図は制振制御の基本原理を示すモデル図、第５図は
本発明の装置の原理をモデル化して示した図、第６図は
本発明を高層ビルの如き構造物に採用した場合の概略図
である。 １…構造物、２…制振装置本体、３…揺れ検知センサ、
５…支軸、６…レール、７…レール台、９…錘り、10…
アクチュエータ、11…制御装置。
き構造物に採用した状態を示す概略図、第２図は制振装
置本体の構造を示す正面図、第３図は第２図の側面図、
第４図は制振制御の基本原理を示すモデル図、第５図は
本発明の装置の原理をモデル化して示した図、第６図は
本発明を高層ビルの如き構造物に採用した場合の概略図
である。 １…構造物、２…制振装置本体、３…揺れ検知センサ、
５…支軸、６…レール、７…レール台、９…錘り、10…
アクチュエータ、11…制御装置。
Claims (2)
- 【請求項１】構造物の上部に、上面レールを備えたレー
ル台がシーソー状に上下方向へ揺動するよう該レール台
を回動自在に支持し、且つ該レール台のレール上に、錘
りを移動自在に載置し、更に、上記レール台に、該レー
ル台を上下方向へ揺動させるためのアクチュエータを接
続してなることを特徴とする構造物制振装置。 - 【請求項２】構造物の揺れを検知する揺れ検知センサを
構造物の上部に設け、該揺れ検知センサの信号を位相制
御して上記アクチュエータへ駆動指令を送る制御装置を
備えた請求項（１）記載の構造物制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17807389A JP2689618B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 構造物制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17807389A JP2689618B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 構造物制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348036A JPH0348036A (ja) | 1991-03-01 |
| JP2689618B2 true JP2689618B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16042147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17807389A Expired - Fee Related JP2689618B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 構造物制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2689618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015098686A (ja) * | 2013-11-18 | 2015-05-28 | 彬 小林 | 構造物の予防保全モニタリングシステム |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP17807389A patent/JP2689618B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348036A (ja) | 1991-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |