JP2706331B2

JP2706331B2 - 制振装置

Info

Publication number: JP2706331B2
Application number: JP1269019A
Authority: JP
Inventors: 久徳阿比留; 秀秋原田; 一美田村; 学藤城; 潤平井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: JPH03134338A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は構造物等の制振装置に関する。

〔従来の技術〕

制振対象である構造物等に付設し、振動体を駆動して
構造物等の制振を行なう従来の制振装置には、第７図に
示すようにレール21上を車輪22で支持した振動体１をシ
リンダ方式の加振機23で往復駆動する装置や、第８図に
示すように、モータ24の回転をラック25a、ピニオン25
b、などで往復直線運動に変えて駆動して制振するよう
にした装置等があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の制振装置には、解決すべき次の課題があっ
た。

即ち、構造物の水平全方向に生じることのある振動の
制振効果を得るためには、直交する２方向の駆動によ
り、水平全方向に振動体の作動を発生させる必要がある
が、従来の制振装置では、一方向の駆動しかできないた
め、その制振効果は、設置されたレールやラックの敷設
方向の作動による１方向に限られるとともに、振動体１
は水平面上での動きに限定され、例えば、制振を行う構
造物等に吊り下げて揺動させるようにした振動体には、
採用できないという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

このため、第１番目の発明は上記課題の解決手段とし
て、（１）制振対象である構造物に吊持され、構造物に対し
揺動自在にされた振動体と、（２）静止時には、水平面となる振動体の底面と直交す
る方向に移動自在にされたスライド治具を介して振動体
の下方に係合されたスライダと、（３）相互に高低差が設けられて、平面視において直交
して配設され、スライダと摺動する複数本のビームと、（４）各ビームの少くとも一方の端部に固着されたナッ
ト部に螺合するねじ軸を有し、相互に高低差が設けら
れ、平面視において直交した水平方向に設けられ、構造
物に配置された複数のボールねじと、（５）ボールねじを回動し、構造物の振動周期に応じて
振動体をナット部、ビームおよびスライダを介して揺動
させるモータと、を具備してなることを特徴とする制振
装置を提供しようとするものである。

また、第２番目の発明は、上記課題の解決手段とし
て、（６）上述（１）の手段の振動体、上述（３）の手段の
ビーム、上述（４）の手段のボールねじ、および上述
（５）の手段のモータを具備することに加えて、モータ
の駆動により揺動する振動体と傾動自在にするために、
振動体との間にユニバーサルジョイントを介装して、前
記振動体に係合されたスライダを具備してなることを特
徴とする制振装置を提供しようとするものである。

なお、本発明は振動体とスライダとをユニバーサルジ
ョイントのみで係合して、スライダを振動体に対して揺
動自在にするもののほか、ユニバーサルジョイントと振
動体の底面と直交する方向に移動自在にするスライド治
具とを併用して、振動体とスライダとを係合して、スラ
イダを振動体の揺動に対して上下動、および揺動を自在
にするようにしても良いものである。

但し、振動体とスライダとをユニバーサルジョイント
のみで係合する場合には、スライダを振動体の揺動に応
じて上下動させることができる、何らかの機構を設ける
ことが好ましい。

また、第３番目の発明は、上記課題の解決手段とし
て、（７）上述（１）の手段の振動体、上述（３）の手段の
ビーム、上述（４）の手段のボールねじ、および上述
（５）の手段のモータを具備することに加えて、振動体
の下方に係合されたスライダと、（８）振動体とスライダとの間に介装され、振動体とス
ライダとの間に異常荷重が発生したとき切断され、振動
体と前記スライダとを分離する安全装置と、を具備してなることを特徴とする制振装置を提供しよう
とするものである。

なお、本発明は、振動体とスライダとを安全装置のみ
で係合して、異常荷重発生時に振動体とスライダとを分
離するようにしても、又は安全装置と振動体の底面と直
交する方向に移動自在にするスライド治具とを併用し
て、振動体とスライダとを係合して、スライダを振動体
の揺動に対して上下動自在にするとともに、スライド治
具の上下動許容値以上の大きさの異常荷重発生時には、
振動体とスライダとを分離するようにしても、又は安全
装置とユニバーサルジョイントおよび振動体の底面と直
交する方向に移動自在にするスライド治具とを併用し
て、振動体とスライダとを係合して、スライダを振動体
の揺動に対して上下動および振動を自在にするととも
に、スライド治具の上下動許容値以上、若しくはユニバ
ーサルジョイントの傾動許容値以上の大きさの異常荷重
発生時には、振動体とスライダとを分離するようにして
も良いものである。

但し、振動体とスライダとを安全装置のみで係合する
場合には、スライダを振動体の揺動に対して上下動させ
ることができる、何らかの機構を設けることが好まし
い。

また、第４番目の発明は、上記課題の解決手段とし
て、（９）上述（１）の手段の振動体、上述（３）の手段の
ビーム、および上述（５）の手段のモータを具備するこ
とに加えて、上述（７）の手段と同様にして振動体の下
方に係合されたスライダと、（10）ビームの少くとも一端部を、水平面と直交する方
向に移動自在にされたナット部に螺合するねじ軸を有
し、相互に高低差が設けられ、直交させて構造物に水平
方向に配置された、複数のボールねじとを具備してなる
ことを特徴とする制振装置を提供しようとするものであ
る。

なお、本発明は振動体とスライダとを直結するように
しても、又は振動体とスライダとの間に振動体の底面と
直交する方向に移動自在にするスライド治具、スライダ
を振動体に対して振動自在にするユニバーサルジョイン
ト、および振動体とスライダとの間に異常荷重が発生し
たとき切断され、双方を分離する安全装置の何れか、若
しくはこれらを複数組み合せたものを介装して、振動体
とスライダとを係合するようにしても良いものである。

また、上述（10）の手段は、第２番目の発明および第
３番目の発明において、振動体とスライダとをユニバー
サルジョイントのみで連結し、又は振動体とスライダと
を安全装置のみで連結する場合に、スライダを振動体の
揺動に対応して上下動させる機構として好適なものとし
て、採用できるものである。

〔作用〕

本発明は上記のように構成されるので次の作用を有す
る。

（１）即ち、第１番目の発明ないし第４番目の発明の何
れにおいても、構造物に吊持され、揺動可能に保持され
た振動体の下方に係合されたスライダに、相互に高低差
を設け、直交して配設されて摺動するビームの端部にボ
ールねじのナット部を設け、これに螺合するねじ軸を構
造物側に設けて、構造物に発生する振動周期に応じ、振
動体が往復振動するよう、モータでボールねじを回動さ
せるようにしているため、振動体の往復揺動と構造物の
振動とを同調させることができる。

従って、構造物の振動と振動体の往復揺動との位相を
ズラすことによって、構造物には制振力が得られる。

また、ボールねじは直交方向に複数設けるので、直交
方向のボールねじの差動により、平面方向の如何なる方
向にも振動体を揺動させることができ、構造物の如何な
る方向にも発生する振動を制振できる。

（２）また、第１番目の発明においては、ボールねじの
回動により作動するビームによって、水平面において直
交する方向に駆動されるスライダを、揺動する振動体の
底面と直交する方向に移動自在なスライド治具を介して
振動体に係合させてなる構成にすることにより、振り子
状に吊り下げられた振動体の振動時に発生する上下方向
の動きは、スライド治具の移動により吸収されることに
より、スライダ、ビーム、ナット部を介して、振動体の
上下動は、構造物に配置された複数のボールねじに伝達
されることがないという効果を奏する。

（３）また、第２番目の発明においては、ボールねじの
回動により作動するビームによって、水平面において直
交する方向に駆動されるスライダを、ユニバーサルジョ
イントを介して振動体に係合させてなる構成にすること
により、振り子状に吊り下げられた振動体の揺動は、ユ
ニバーサルジョイントにより吸収されることにより、ス
ライダ、ビーム、ナット部を介して構造物に配置された
複数のボールねじに振動体の揺動が伝達されることがな
いという効果を奏する。

（４）また、第３番目の発明においては、ボールねじの
回動により作動するビームによって、水平面において直
交する方向に駆動されるスライダを、あらかじめ定めら
れた所定荷重で切断する安全装置を介して、振動体に係
合させてなる構成にすることにより、誤動作や故障等に
より異常な荷重が振動体とスライダとの間に発生したと
きに、振動体とスライダとが切り離され、特に、振動体
側に異常荷重が発生したとき、スライダ、ビーム、ナッ
ト部を介して、構造物に配置された複数のボールねじ
に、これらの異常荷重が伝達されることがなく、駆動側
が保護されるという効果を奏する。

（５）また、第４番目の発明においては、ボールねじの
回動により水平面において直交する方向にスライダを駆
動するビームの端部とナット部とを摺動させ、上下動自
在に係合させてなる構成にすることにより、振り子状に
吊り下げられた振動体の振動時に発生する上下の動き
は、振動体とスライダとを直結し、スライダを振動体の
揺動に対して上下動できなくした場合においても、ビー
ム端部とナット部の摺動部により上下動が吸収されるこ
とにより、スライダ、ビーム、ナット部を介して、構造
物に配置された複数のボールねじに伝達されることがな
いという効果を奏する。

〔実施例〕

本発明の第１実施例を第１図により説明する。

図において、索体1a及び1bによって構造物01から多段
振り子状に吊り下げられた振動体１の底部をくりぬき、
くりぬき穴1cを設けて、そこに振動体１の底面と直交す
る方向に移動自在にされるスライド治具９を組み込む。

なお、くりぬき穴1cは振動体１の上端まで貫通させて
もよい。

振動体１とスライド治具９の摺動部には、摩擦係数の
小さい物体、あるいはスライドするガイド11が介在し、
スライド治具９の下端は、ユニバーサルジョイント10を
介して、スライダ２の上端と結合されている。

スライダ２の中には、ビーム３が上下には位置をかわ
して、平面視では直交させた状態で平面２方向に摺動可
能に貫通している。

スライダ２とビーム３との摺動部には、上述した振動
体１とスライダ治具９の摺動部と同様に、摩擦係数の小
さい物体あるいは、スライドするガイド11を介装してい
る。

また、ビーム３の両端には、ボールねじ４のナット部
4bが取り付けられ、ボールねじ４のねじ軸4aがその中を
螺合、貫通している。

ボールねじ４のねじ軸4aは、水平方向に配置され、構
造物に設置された軸受５によって構造物側に支持されて
いる。

ねじ軸4aの一方の端部には、ギヤ７が取り付いてお
り、つなぎ軸８に設けられたギヤ７とかみ合っている。

つなぎ軸８はモータ６に回転可能に直結している。

ここで、図示しないコンピュータあるいは、制御機か
らの指令で、モータ６がつなぎ軸８を駆動すると、ギヤ
７を介して、ボールねじ４が回わされ、それにセットさ
れているナット部4bがボールねじ４の回動方向に対応し
て移動する。

このナット部4bの移動と同時に、それに付いているビ
ーム３がスライダ２を動かし、スライダ２は、ユニバー
サルジョイント10、スライド治具９を介して、振動体１
を駆動し揺動させる。

この振動体１の揺動周期は、構造物01に発生する振動
周期に合わせ、かつ、半周期ズラして行なわれる。

この結果、振動体１の揺動運動のエネルギーが構造物
01の振動エネルギーを相殺し、構造物01が制振される。

本実施例では、振動体１は、構造物01から多段振り子
状に吊り下げられているため、振動体が揺動するとわず
かではあるが上下方向の動きを生じる。

この揺動による上下動は、スライド治具９が振動体１
の底部のくりぬき穴1c内を上下にスライドすることによ
り吸収できる。

また、多段振り子の製作誤差などにより、振動体１
が、揺動して動くとき、回転を伴う動きを発生すること
がありうる。

しかしながら、この回転は、スライド治具９の下端の
ユニバーサルジョイント10によって吸収できる。

また、直交する２方向の駆動は、スライダ２とビーム
３が、直交するそれぞれの方向にスライドするため、直
交する方向にスライドするスライダ２とビーム３との各
方向のスライド量の調整により、平面内の何れの方向に
も、同等に振動体１を揺動させることができ、かつ同等
の効果を奏する。

次に第２図は、第１図（ａ）におけるスライド治具９
を振動体１の底面に付設した、本発明の第２実施例を示
す図である。

この実施例においては、スライド治具９は摩擦係数の
小さい物体、あるいはスライドするガイド11とそれを保
持する筒状の金具12によって、振動体１に取り付られ
る。

本実施例では、スライド治具９の下端のユニバーサル
ジョイント10とスライダ２は、定荷重で切断する安全装
置13を介して結合されており、誤動作、故障等により、
振動体１とスライダ２との間に異常な荷重が作用した場
合は、安全装置13を切断し、ここで振動体１とスライダ
２とを切り離すことにより、駆動側の構成を保護するこ
とができる。

なお、この安全装置13は、金具12と振動体１との間に
設置するようにしてもよい。

本実施例によれば、第１図（ａ）に示すくりぬき穴1c
を穿設する必要がないので、施工が容易になるという利
点がある。

次に第３図は、第１図（ａ）における振動体１の底面
とスライダ２の上端とを直結し、揺動により振動体１に
生じる上下動、傾斜をビーム３の端部とボールねじ４の
ナット部4bの間に設けた上下スライド機構によって吸収
する構成とした、第３実施例を示す図である。

図において、14はスライド機構を構成するビーム３の
端部に設けたスライドガイド、15は同じくナット4bに設
けたレールをそれぞれ示している。

20は、ビーム３が振動体１の傾斜につられて傾いたと
きに生じる、長さの変化を伸縮して吸収するビーム３の
端部に設けたスライド部である。

なお、スライドガイド14、レール15は、ビーム３の一
端に複数取りつけてもよい。

次に、第４図は、第１図（ａ）におけるビーム３の周
囲をスライダ２が直接摺動せずに、スライド２に取り付
けたスライドガイド14が、ビーム３に取り付けたレール
15上をスライドするよう構成した、第４実施例を示す図
である。

この実施例では、一方のビーム３がスライダ２の中を
通らず外を通るようにできるので、大きな駆動力を必要
とする場合に、ビーム３を大きくできるという利点があ
る。

なお、スライドガイド14、レール15を一方向に複数個
つけてもよい。

次に第５図は、第１図（ｂ）における一方向に設けた
ボールねじ４の駆動を２台のモータ６で行なうようにし
た、第５実施例を示す図である。

本実施例では、モータ６は、減速機あるいは増速機16
と、過大なトルクですべりを生じ、駆動系を保護するト
ルクリミッタ17を介して、ボールねじ４を駆動してい
る。

なお、つなぎ軸８は左右のボールねじ４間の同期性が
十分であれば、省略することもできる。

また、モータ６は、さらに増してボールねじ４を１本
当り３台以上の複数台で駆動するようにすることもでき
る。

次に第６図は、第１図（ｂ）に示すように、ビーム３
の両端にボールねじ４を配置せずに、ビーム３の片端の
みにナット部4bを設け、ビーム３の片端のみにボールね
じ４を配置したものを２組づつ設けた、第６実施例を示
す図である。

本実施例によれば、ボールねじ４のねじ軸4bを節減で
きるという利点がある。

以上、第１〜６実施例では、振動体１を索体1a、1bで
多段に吊下げる例、で説明したが、振動体１の保持手段
は上記２例に限定されるものではなく、発明の目的を逸
脱しない範囲で如何ような手段が様いられてもよい。

以上の通り、第１〜第６実施例によれば、振動体１を
構造物に発生する任意の向きの振動に対応して往復揺動
させ、最適同調させて、入力エネルギーと振動エネルギ
ーを相殺させることができるので、構造物01に発生する
ことのある振動を効果的に制振できるという利点があ
る。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されるので次の効果を有す
る。

（１）直交２方向に配置したボールねじをモータで振動
することにより、構造物に保持した振動体を水平全方向
に、構造物の振動に同調させて往復揺動させることがで
き、構造物に発生する全方向の振動に対し、制振効果が
得られる。

（２）また、振り子状に吊り下げられた振動体を振動さ
せたときに、上下の動きが生じても、スライド治具、又
はビームの端部とナット部とを摺動させて、上下動自在
に係合させるスライド機構により、上下動は、吸収され
ることにより、構造物に配置された複数のボールねじ等
の駆動側に、振動体の揺動により生じる上下動が伝達さ
れることがなく、円滑な作動をさせることができるとと
もに、故障、破損のない高信頼性のものにすることがで
きる。

（３）また、振り子状に吊り下げられた振動体の製作誤
差等により、振動体を振動させたときに、回転を伴う動
きが生じても、ユニバーサルジョイントにより吸収され
ることにより、構造物に配置された複数のボールねじ等
の駆動側に伝達されることがなく、上述（２）と同様の
効果が得られる。

（４）また、誤動作や故障等により、異常な荷重が振動
体とスライダとの間に発生したときは、振動体とスライ
ダとが切り離され、構造物に配置された複数のボールね
じ等の駆動側に伝達されることがなく、上述（２）と同
様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の図で、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視断面（平面）図、第２
図は第１図（ａ）に対応して示した本発明の第２実施例
の図、第３図は本発明の第３実施例の図で、（ａ）は第
１図（ａ）に対応して示した図、（ｂ）は（ａ）のｂ−
ｂ矢視図、第４図は第１図（ａ）に対応して示した本発
明の第４実施例の図、第５図は第１図（ｂ）に対応して
示した本発明の第５実施例の図、第６図は第１図（ｂ）
に対応して示した本発明の第６実施例の図、第７図は従
来例の側面図、第８図は別の従来例の側面図である。１……振動体,2……スライダ，３……ビーム,4……ボールねじ， 4a……ねじ軸,4b……ナット部，５……軸受,6……モータ，７……ギヤ,8……つなぎ軸，９……スライド治具,10……ユニバーサルジョイント， 11……ガイド,12……金具， 13……安全装置,14……スライドガイド， 15……レール,16……増速機（あるいは減速機）， 17……トルクリミッタ,18……ボール， 19……ベース,20……スライド部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤城学広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者平井潤広島県広島市西区観音新町４丁目６番22 号三菱重工業株式会社広島研究所内 (56)参考文献特開昭62−268478（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−59036（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】制振対象である構造物に吊持され、前記構
造物に対し揺動自在にされた振動体と、前記振動体の底
面と直交する方向に移動自在にされたスライド治具を介
して前記振動体の下方に係合されたスライダと、相互に
高低差を設けた直交方向に配設されて、前記スライダと
摺動する複数のビームと、前記ビームの端部に固着され
たナット部に螺合するねじ軸を有し、相互に高低差が設
けられ、直交させて水平方向に配置され、前記構造物に
設けられた複数のボールねじと、前記ボールねじを回動
し前記構造物の振動周期に応じて前記振動体を揺動させ
るモータとを具備してなることを特徴とする制振装置。
【請求項２】制振対象である構造物に吊持され、前記構
造物に対し揺動自在にされた振動体と、前記振動体と揺
動自在にするユニバーサルジョイントを介して、前記振
動体の下方に係合されたスライダと、相互に高低差を設
けた直交方向に配設されて、前記スライダと摺動する複
数のビームと、前記ビームの端部に固着されたナット部
に螺合するねじ軸を有し、相互に高低差が設けられ、直
交させて水平方向に配置され、前記構造物に設けられた
複数のボールねじと、前記ボールねじを回動し前記構造
物の振動周期に応じて前記振動体を揺動させるモータと
を具備してなることを特徴とする制振装置。
【請求項３】制振対象である構造物に吊持され、前記構
造物に対し揺動自在にされた振動体と、前記振動体の下
方に係合されたスライダと、前記振動体と前記スライダ
との間に介装され、前記振動体と前記スライダとの間に
異常荷重が発生したとき切断され、前記振動体と前記ス
ライダとを分離する安全装置と、相互に高低差を設けた
直交方向に配設されて、前記スライダと摺動する複数の
ビームと、前記ビームの端部に固着されたナット部に螺
合するねじ軸を有し、相互に高低差が設けられ、直交さ
せて水平方向に配置され、前記構造物に設けられた複数
のボールねじと、前記ボールねじを回動し前記構造物の
振動周期に応じて前記振動体を揺動させるモータとを具
備してなることを特徴とする制振装置。
【請求項４】制振対象である構造物に吊持され、前記構
造物に対し揺動自在にされた振動体と、前記振動体の下
方に係合されたスライダと、相互に高低差を設けた直交
方向に配設されて、前記スライダと摺動する複数のビー
ムと、前記ビームの端部が水平面と直交する方向に移動
自在にされたナット部に螺合するねじ軸を有し、相互に
高低差が設けられ、直交させて水平方向に配置され、前
記構造物に設けられた複数のボールねじと、前記ボール
ねじを回動し前記構造物の振動周期に応じて前記振動体
を揺動させるモータとを具備してなることを特徴とする
制振装置。