JP3140718B2 - 振動低減方法および振動低減用能動的制御装置 - Google Patents
振動低減方法および振動低減用能動的制御装置Info
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- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
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- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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- E04H9/028—Earthquake withstanding shelters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外界より構造物に
伝わった振動を低減させる方法および振動低減用能動的
制御装置に関する。
伝わった振動を低減させる方法および振動低減用能動的
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】細長い構造物は、動荷重に対して極めて
敏感である。高層ビル、長いスパンの橋梁、スカイスク
レーパおよびその他の類似構造物は、動荷重下で、その
効能性に損失を受ける可能性があり、甚だしい場合には
破壊を被るに至ることもある。一般的に言って、この種
の動荷重によって引起された傷害は、効能性の損失およ
び安全性の損失の二種類に分けられる。
敏感である。高層ビル、長いスパンの橋梁、スカイスク
レーパおよびその他の類似構造物は、動荷重下で、その
効能性に損失を受ける可能性があり、甚だしい場合には
破壊を被るに至ることもある。一般的に言って、この種
の動荷重によって引起された傷害は、効能性の損失およ
び安全性の損失の二種類に分けられる。
【０００３】この種の問題を解決するために一般的に採
用されている対策としては、構造物支柱の強度や伸展性
を増加させる方法があり、例えば土木建造工事中のいわ
ゆる耐震設計がある。そして、もう一種の対策として
は、方法を講じて構造物の振動反応を減少させるもので
ある。構造物の振動を低減させる方法は、通常受動的制
御と能動的制御の二種類に区分される。いわゆる受動的
制御とは、通常構造物内のスプリングを増加または減少
して、構造物のこわさを変え、そしてその固有振動数を
調整して、動荷重の振動数と大きく異ならせる。この外
に、構造物上にマススプリングダンパを付加するものも
あり、これによって振動エネルギをこの付加したマスス
プリングダンパに集中させて、主構造物の振動を低減さ
せる目的を達成する。またその外に、構造物上の特定の
位置に意図的にウィークスポットを設置し、強震時に強
制的にこのウィークスポットに塑性変形を発生させ、全
体構造のエネルギ消耗能力を増加させるものもある。受
動的制御の共同特徴は、構造物が完成した後のその動特
性は固定的なものとなり、かつ構造物内の支柱の応力状
況が完全に荷重のタイムヒストリによって決定され、そ
れは主動的に変える必要も可能性もないことである。そ
れゆえ、事前にその受ける動負荷の性質、例えば大きさ
およびスペクトル等を完全に掌握しているのでなけれ
ば、これらの方法の振動低減効果に保証はない。
用されている対策としては、構造物支柱の強度や伸展性
を増加させる方法があり、例えば土木建造工事中のいわ
ゆる耐震設計がある。そして、もう一種の対策として
は、方法を講じて構造物の振動反応を減少させるもので
ある。構造物の振動を低減させる方法は、通常受動的制
御と能動的制御の二種類に区分される。いわゆる受動的
制御とは、通常構造物内のスプリングを増加または減少
して、構造物のこわさを変え、そしてその固有振動数を
調整して、動荷重の振動数と大きく異ならせる。この外
に、構造物上にマススプリングダンパを付加するものも
あり、これによって振動エネルギをこの付加したマスス
プリングダンパに集中させて、主構造物の振動を低減さ
せる目的を達成する。またその外に、構造物上の特定の
位置に意図的にウィークスポットを設置し、強震時に強
制的にこのウィークスポットに塑性変形を発生させ、全
体構造のエネルギ消耗能力を増加させるものもある。受
動的制御の共同特徴は、構造物が完成した後のその動特
性は固定的なものとなり、かつ構造物内の支柱の応力状
況が完全に荷重のタイムヒストリによって決定され、そ
れは主動的に変える必要も可能性もないことである。そ
れゆえ、事前にその受ける動負荷の性質、例えば大きさ
およびスペクトル等を完全に掌握しているのでなけれ
ば、これらの方法の振動低減効果に保証はない。
【０００４】いわゆる能動的制御とは、一般的にいっ
て、構造物に対して付加的外力を与えることのできる
か、または能動的にその中の一部分の支柱の内力状態を
変えることのできる機構、例えば油、気圧機構などを構
造物上に取付けることを指す。能動的制御方法は、理論
上相当よい効果を達成できるとはいえ、実際上の応用時
には不安定の問題があり、かつ相当大きなエネルギを供
給する必要があり、さらに機構そのものに不信頼性があ
るので、その応用において、特に土木建築構造物での能
動的動負荷の振動低減制御の応用は、受動的制御に比べ
て遥かに少ない。
て、構造物に対して付加的外力を与えることのできる
か、または能動的にその中の一部分の支柱の内力状態を
変えることのできる機構、例えば油、気圧機構などを構
造物上に取付けることを指す。能動的制御方法は、理論
上相当よい効果を達成できるとはいえ、実際上の応用時
には不安定の問題があり、かつ相当大きなエネルギを供
給する必要があり、さらに機構そのものに不信頼性があ
るので、その応用において、特に土木建築構造物での能
動的動負荷の振動低減制御の応用は、受動的制御に比べ
て遥かに少ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、受動的
制御には効果がよくない欠点があり、そして能動的制御
には不信頼性および大量のエネルギの供給を必要とする
欠点がある。本発明の目的は、外界より構造物に伝わっ
た振動を低減させる方法および振動低減用能動的制御装
置を提供することにある。
制御には効果がよくない欠点があり、そして能動的制御
には不信頼性および大量のエネルギの供給を必要とする
欠点がある。本発明の目的は、外界より構造物に伝わっ
た振動を低減させる方法および振動低減用能動的制御装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、一種の外界よ
り構造物に伝わった振動をこの構造物のステフナで大部
分を吸収させることによって振動を低減させる方法を提
供し、ステフナは支点、およびこの支点とある間隔を隔
てた基点をもち、外界の振動が構造物に伝わったとき、
この構造物とステフナは共に弾性変形を生じ、それによ
って支点が相対的に基点に対して運動を生じ得るように
したもので、振動低減方法は以下に挙げるステップを含
む。
り構造物に伝わった振動をこの構造物のステフナで大部
分を吸収させることによって振動を低減させる方法を提
供し、ステフナは支点、およびこの支点とある間隔を隔
てた基点をもち、外界の振動が構造物に伝わったとき、
この構造物とステフナは共に弾性変形を生じ、それによ
って支点が相対的に基点に対して運動を生じ得るように
したもので、振動低減方法は以下に挙げるステップを含
む。
【０００７】（ａ）ステフナの支点の基点に対する相対
速度をモニタし、（ｂ）ステップ（ａ）でモニタした相
対速度の方向が変ったとき、ステフナの支点と構造物の
結合を解除し、それによって、ステフナの弾性変形によ
って蓄えられた位置エネルギが迅速に釈放され、支点の
基点に対する相対速度を零にまですることができ、かつ
直ちに、（ｃ）前記ステフナの支点を相対速度が零か、
または丁度方向が変った所で主構造上に固定結合し、
（ｄ）ステップ（ｂ）および（ｃ）をリピートする。
速度をモニタし、（ｂ）ステップ（ａ）でモニタした相
対速度の方向が変ったとき、ステフナの支点と構造物の
結合を解除し、それによって、ステフナの弾性変形によ
って蓄えられた位置エネルギが迅速に釈放され、支点の
基点に対する相対速度を零にまですることができ、かつ
直ちに、（ｃ）前記ステフナの支点を相対速度が零か、
または丁度方向が変った所で主構造上に固定結合し、
（ｄ）ステップ（ｂ）および（ｃ）をリピートする。
【０００８】本発明の方法のステップ（ｂ）で、「ステ
ップ（ａ）でモニタした相対速度の方向が変わったと
き」とは、広義に前記相対速度が方向を変えたその瞬間
の前と後の小段の時間を指し、この小段の時間の代表的
な例として、以下の図８の点ａ付近の勾配が約０の小段
の時間をとれる。本発明は、また一種の上記の方法の振
動低減用並進運動式能動的制御装置を提供し、それは、
ハウジングと、可動すべり棒と、ピストンと、二個のブ
レーキと、二個のスプリングとを含む。
ップ（ａ）でモニタした相対速度の方向が変わったと
き」とは、広義に前記相対速度が方向を変えたその瞬間
の前と後の小段の時間を指し、この小段の時間の代表的
な例として、以下の図８の点ａ付近の勾配が約０の小段
の時間をとれる。本発明は、また一種の上記の方法の振
動低減用並進運動式能動的制御装置を提供し、それは、
ハウジングと、可動すべり棒と、ピストンと、二個のブ
レーキと、二個のスプリングとを含む。
【０００９】前記可動すべり棒は、前記ハウジングにす
べり可能に取付けられ、かつ両端は各々前記ハウジング
の相対する両端より伸び出ており、前記ピストンは、前
記ハウジング内に固定して設置されかつ前記可動すべり
棒の一方の側に前記可動すべり棒に平行に設けられ、こ
のピストンは駆動されて前記可動すべり棒の任意の一端
の方向に伸び出ることができ、前記二個のブレーキは、
前記ハウジング内にあって前記ピストンの両端に位置
し、前記二個のスプリングは、前記ハウジング内に位置
し、その中、前記ピストンがまだ駆動されていないと
き、前記二個のスプリングは前記二個のプレーキを前記
ピストンの両端の方向に押して、前記二個のブレーキが
各々同時に前記可動滑り棒および前記ハウジングの斜面
に接触させるようにし、それによって、前記可動滑り棒
が前記二個のブレーキの作用を受けて前記可動すべり棒
のどの一端の方向へも滑る事が出来なくなり、前記ピス
トンが駆動されて前記可動すべり棒の一端に向かって伸
び出たとき、前記ピストンは前記二個のブレーキ中の一
個を押し動かして、この押し動かされたブレーキが前記
可動滑り棒および前記ハウジング内の前記斜面と同時に
接触出来ないようにし、そして前記可動滑り棒が前記可
動滑り棒の別の一端の方向に滑ることができるようにす
る。
べり可能に取付けられ、かつ両端は各々前記ハウジング
の相対する両端より伸び出ており、前記ピストンは、前
記ハウジング内に固定して設置されかつ前記可動すべり
棒の一方の側に前記可動すべり棒に平行に設けられ、こ
のピストンは駆動されて前記可動すべり棒の任意の一端
の方向に伸び出ることができ、前記二個のブレーキは、
前記ハウジング内にあって前記ピストンの両端に位置
し、前記二個のスプリングは、前記ハウジング内に位置
し、その中、前記ピストンがまだ駆動されていないと
き、前記二個のスプリングは前記二個のプレーキを前記
ピストンの両端の方向に押して、前記二個のブレーキが
各々同時に前記可動滑り棒および前記ハウジングの斜面
に接触させるようにし、それによって、前記可動滑り棒
が前記二個のブレーキの作用を受けて前記可動すべり棒
のどの一端の方向へも滑る事が出来なくなり、前記ピス
トンが駆動されて前記可動すべり棒の一端に向かって伸
び出たとき、前記ピストンは前記二個のブレーキ中の一
個を押し動かして、この押し動かされたブレーキが前記
可動滑り棒および前記ハウジング内の前記斜面と同時に
接触出来ないようにし、そして前記可動滑り棒が前記可
動滑り棒の別の一端の方向に滑ることができるようにす
る。
【００１０】より理想的な振動低減用並進運動式能動的
制御装置は、さらに別のピストンと、別の二個のブレー
キと、別の二個のスプリングとを含む。前記別のピスト
ンは、前記ハウジング内にかつ可動すべり棒の別側に各
々固定して設けられ、前記別のピストンと前記ピストン
は同期的に駆動されて前記可動すべり棒の任意の一端よ
り伸び出ることができ、前記別の二個のブレーキは、前
記ハウジング内に位置しかつ各々前記別のピストンの両
端に位置し、前記別の二個のスプリングは、前記ハウジ
ング内に位置し、その中前記別のピストン、前記別の二
個のブレーキ、前記別の二個のスプリングおよび別の斜
面は、前記ピストン、前記二個のブレーキ、前記二個の
スプリングおよび前記斜面と、可動すべり棒を隔てて鏡
面対称となっている。
制御装置は、さらに別のピストンと、別の二個のブレー
キと、別の二個のスプリングとを含む。前記別のピスト
ンは、前記ハウジング内にかつ可動すべり棒の別側に各
々固定して設けられ、前記別のピストンと前記ピストン
は同期的に駆動されて前記可動すべり棒の任意の一端よ
り伸び出ることができ、前記別の二個のブレーキは、前
記ハウジング内に位置しかつ各々前記別のピストンの両
端に位置し、前記別の二個のスプリングは、前記ハウジ
ング内に位置し、その中前記別のピストン、前記別の二
個のブレーキ、前記別の二個のスプリングおよび別の斜
面は、前記ピストン、前記二個のブレーキ、前記二個の
スプリングおよび前記斜面と、可動すべり棒を隔てて鏡
面対称となっている。
【００１１】本発明の振動低減用並進連動式能動的制御
装置中で、前記ブレーキは丸棒、丸球または楔形ブロッ
クであってもよい。本発明はまた、一種の本発明の方法
に適用する振動低減用回転運動式能動的制御装置を提供
し、それは回転軸と一対の自由輪とを包括する。前記一
対の自由輪は、各自由輪とも外リング、内リング、前記
外リングと前記内リングのリング面間に介在するブレー
キ機構、およびピストン機構を有し、その中前記ブレー
キ機構は、ただ前記内リングが前記外リングに対して一
方向に向かって回転することを許し、別の一方向に対し
てはロックされ、前記一対の自由輪の各内リングは各々
前記回転軸の両端上に回転不可的に結合され、かつ前記
回転軸が各々前記一対の自由輪によって一方向にロック
されて前記自由輪に対してどの一方向の回転もできない
ようになっており、前記ピストン機構は前記ブレーキ機
構を駆動して、前記内リングが前記外リングに対してロ
ックされた別の一方向を解放して回転できるようにし、
それで前記一対の自由輪中のピストン機構の一個が起動
されて前記自曲輪中のブレーキ機構を駆動するとき、前
記回転軸と前記一対の自由輪の内リングとは一緒に前記
一対の自由輪の外リングに対して一方向の回転をするこ
とができ、反対方向に対してはなおも前記自由輪中の別
の一個によってロックされる。
装置中で、前記ブレーキは丸棒、丸球または楔形ブロッ
クであってもよい。本発明はまた、一種の本発明の方法
に適用する振動低減用回転運動式能動的制御装置を提供
し、それは回転軸と一対の自由輪とを包括する。前記一
対の自由輪は、各自由輪とも外リング、内リング、前記
外リングと前記内リングのリング面間に介在するブレー
キ機構、およびピストン機構を有し、その中前記ブレー
キ機構は、ただ前記内リングが前記外リングに対して一
方向に向かって回転することを許し、別の一方向に対し
てはロックされ、前記一対の自由輪の各内リングは各々
前記回転軸の両端上に回転不可的に結合され、かつ前記
回転軸が各々前記一対の自由輪によって一方向にロック
されて前記自由輪に対してどの一方向の回転もできない
ようになっており、前記ピストン機構は前記ブレーキ機
構を駆動して、前記内リングが前記外リングに対してロ
ックされた別の一方向を解放して回転できるようにし、
それで前記一対の自由輪中のピストン機構の一個が起動
されて前記自曲輪中のブレーキ機構を駆動するとき、前
記回転軸と前記一対の自由輪の内リングとは一緒に前記
一対の自由輪の外リングに対して一方向の回転をするこ
とができ、反対方向に対してはなおも前記自由輪中の別
の一個によってロックされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、一個の可動式コネクタ
であり、このコネクタを使用し、ならびに一般の土木構
造物で常用している例えばシャーウォール(shear wal
l）、控え柱や予力鋼腱等のような側向きステフナ、ま
たは機械中のスプリングと組合わせれば、極めてよい振
動低減効果を得ることができる。構造物が荷重を受けて
変形したとき、この制御装置を経て主構造物と連結した
ステフナやスプリングは変形に応じて内力を生じるが、
しかしこの内力を能動的に、有限的に変えることができ
る。このいわゆる能動的、有限的変化において、代表内
力は随時需要に応じてその方向を変えることができる
が、しかし任意の値に変え得ない。この内力が構造物の
運動方向と相反する方向を保持しさえすれば、それによ
って極めて良いエネルギ消却効果を獲得することがで
き、したがって振動低減の要求に答えることができる。
であり、このコネクタを使用し、ならびに一般の土木構
造物で常用している例えばシャーウォール(shear wal
l）、控え柱や予力鋼腱等のような側向きステフナ、ま
たは機械中のスプリングと組合わせれば、極めてよい振
動低減効果を得ることができる。構造物が荷重を受けて
変形したとき、この制御装置を経て主構造物と連結した
ステフナやスプリングは変形に応じて内力を生じるが、
しかしこの内力を能動的に、有限的に変えることができ
る。このいわゆる能動的、有限的変化において、代表内
力は随時需要に応じてその方向を変えることができる
が、しかし任意の値に変え得ない。この内力が構造物の
運動方向と相反する方向を保持しさえすれば、それによ
って極めて良いエネルギ消却効果を獲得することがで
き、したがって振動低減の要求に答えることができる。
【００１３】上で述べた内力転向の作業は、ただ本発明
の制御装置によってステフナを解除し、主構造物と分離
させ、ならびに素早く再びステフナをしっかりと挟んで
主構造物と結合させるだけで達成できる。一般のクリッ
プやクラッチを使用しても解除と再挟みの要求を満足で
きるが、しかしタイムリに内力を転向させる要求に答え
ることができない。それは、ステフナは通常極めて高い
自己振動周波数をもっているので、再挟みの作業は機械
的動作ではタイムリに執行できないからである。本発明
の制御装置は、ステフナを解除したとき、それを完全に
主構造物とは分離させていなく、ただ選定した一方向に
相対的変位や回転をするのを許すのみであり、相反する
方向への相対運動に対しては拘束の状態を保持してい
る。それゆえ、再挟みの作業は自動的に正確なタイムに
執行されて、内力の転向が達成される。
の制御装置によってステフナを解除し、主構造物と分離
させ、ならびに素早く再びステフナをしっかりと挟んで
主構造物と結合させるだけで達成できる。一般のクリッ
プやクラッチを使用しても解除と再挟みの要求を満足で
きるが、しかしタイムリに内力を転向させる要求に答え
ることができない。それは、ステフナは通常極めて高い
自己振動周波数をもっているので、再挟みの作業は機械
的動作ではタイムリに執行できないからである。本発明
の制御装置は、ステフナを解除したとき、それを完全に
主構造物とは分離させていなく、ただ選定した一方向に
相対的変位や回転をするのを許すのみであり、相反する
方向への相対運動に対しては拘束の状態を保持してい
る。それゆえ、再挟みの作業は自動的に正確なタイムに
執行されて、内力の転向が達成される。
【００１４】本発明のより理想的な具体的実施例の提出
する振動低減用能動的制御装置には、以下の二種類のも
のがある。 振動低減用並進運動式能動的制御装置 振動低減用回転運動式能動的制御装置 この二種類のコネクタの構造、主な構成部材およびその
効用を以下に説明する。
する振動低減用能動的制御装置には、以下の二種類のも
のがある。 振動低減用並進運動式能動的制御装置 振動低減用回転運動式能動的制御装置 この二種類のコネクタの構造、主な構成部材およびその
効用を以下に説明する。
【００１５】（第１実施例） 振動低減用並進運動式能動的制御装置（図１および図
２参照） 第１実施例による振動低減用並進運動式能動的制御装置
の構造について、図１に水平断面図を、図２に垂直断面
図を示す。このコネクタでステフナ（図中に示していな
い）と主構造物（図中に示していない）間の相対並進運
動を制止することができ、かつ選択的に一方向への拘束
を解除し、相反する方向をなおも拘束状態に保持するこ
とができる。
２参照） 第１実施例による振動低減用並進運動式能動的制御装置
の構造について、図１に水平断面図を、図２に垂直断面
図を示す。このコネクタでステフナ（図中に示していな
い）と主構造物（図中に示していない）間の相対並進運
動を制止することができ、かつ選択的に一方向への拘束
を解除し、相反する方向をなおも拘束状態に保持するこ
とができる。
【００１６】ステフナの一端と主構造物は固定的な連結
方式を採用し、そして別の一端を制御装置を通して主構
造物に連結する。取付けるとき、コネクタの方形ハウジ
ング１を主構造物上に固定し、ステフナをＵ形部材で同
時に可動すべり棒２の両末端の丸穴上に固定する。可動
すべり棒２が自由に運動できないとき、主構造物とステ
フナ間には相対変位の変化があってはならず、それでス
テフナの変形は主構造物の変形にしたがって変わる。コ
ネクタのハウジングで可動すべり棒をつかまえたい場合
には、ブレーキ丸棒３、４、５、６により斜面原理によ
って達成することができる。
方式を採用し、そして別の一端を制御装置を通して主構
造物に連結する。取付けるとき、コネクタの方形ハウジ
ング１を主構造物上に固定し、ステフナをＵ形部材で同
時に可動すべり棒２の両末端の丸穴上に固定する。可動
すべり棒２が自由に運動できないとき、主構造物とステ
フナ間には相対変位の変化があってはならず、それでス
テフナの変形は主構造物の変形にしたがって変わる。コ
ネクタのハウジングで可動すべり棒をつかまえたい場合
には、ブレーキ丸棒３、４、５、６により斜面原理によ
って達成することができる。
【００１７】設計時に注意すべきことは、ハウジング１
の内部の斜面１３、１４、１５、１６と可動すべり棒２
とのなす角度θが、接触面間のすべり摩擦係数と互いに
マッチしなければならず、ｔａｎ（θ／２）をすべり摩
擦係数よりも小さくすべきである。上記の条件さえ満足
すれば、ブレーキ丸棒３、５とハウジング１の斜面１
３、１５とで一個の方向性的剛性コネクターを構成する
ことができ、それで可動すべり棒２がハウジング１に対
して右へ変位するのを阻止することができるが、しかし
左への相対変位に対しては拘束作用がない。ブレーキ丸
棒４、６はハウジングの斜面１４、１６ともう一つの剛
性コネクタを構成して、可動すべり棒２のハウジング１
に対する左への変位を阻止するが、しかし右への相対変
位に対しては拘束作用がない。それゆえ、図１と図２に
示されているコネクタは可動すべり棒２の左右両方向へ
の運動を拘束する。
の内部の斜面１３、１４、１５、１６と可動すべり棒２
とのなす角度θが、接触面間のすべり摩擦係数と互いに
マッチしなければならず、ｔａｎ（θ／２）をすべり摩
擦係数よりも小さくすべきである。上記の条件さえ満足
すれば、ブレーキ丸棒３、５とハウジング１の斜面１
３、１５とで一個の方向性的剛性コネクターを構成する
ことができ、それで可動すべり棒２がハウジング１に対
して右へ変位するのを阻止することができるが、しかし
左への相対変位に対しては拘束作用がない。ブレーキ丸
棒４、６はハウジングの斜面１４、１６ともう一つの剛
性コネクタを構成して、可動すべり棒２のハウジング１
に対する左への変位を阻止するが、しかし右への相対変
位に対しては拘束作用がない。それゆえ、図１と図２に
示されているコネクタは可動すべり棒２の左右両方向へ
の運動を拘束する。
【００１８】ステフナの右方向の運動に対するコネクタ
の拘束を解除しようとする場合には、油圧シリンダ７、
８を解除して同時にブレーキ丸棒３、５を左に向かって
押し開けばよい。ブレーキ丸棒３、５がその接触位置を
離れると、元来右方向の力を受けていた可動すべり棒２
は直ちに右方向の運動を開始する。ステフナは弾性体で
あるので、ステフナの振動周期の半分（最大振幅）を過
ぎると、ステフナは可動すべり棒２を伴って左方向に運
動を開始する。しかしこの運動は自動的にブレーキ丸棒
４、６によって制止され、それでステフナは制御装置お
よび主構造物と一緒に運動する。反対に、可動すべり棒
２を自由に左方向に運動させそして右方向の運動を不能
にさせたい場合には、油圧シリンダ７、８を解除して同
時にブレーキ丸棒４と６を右に向かって押し開けばよ
い。ブレーキ丸棒３、４、５、６とコネクタのハウジン
グの斜面１３、１４、１５、１６および可動すべり棒２
の接触を確保するために、コネクタ内部には圧縮スプリ
ング９、１０、１１、１２を配置してある。
の拘束を解除しようとする場合には、油圧シリンダ７、
８を解除して同時にブレーキ丸棒３、５を左に向かって
押し開けばよい。ブレーキ丸棒３、５がその接触位置を
離れると、元来右方向の力を受けていた可動すべり棒２
は直ちに右方向の運動を開始する。ステフナは弾性体で
あるので、ステフナの振動周期の半分（最大振幅）を過
ぎると、ステフナは可動すべり棒２を伴って左方向に運
動を開始する。しかしこの運動は自動的にブレーキ丸棒
４、６によって制止され、それでステフナは制御装置お
よび主構造物と一緒に運動する。反対に、可動すべり棒
２を自由に左方向に運動させそして右方向の運動を不能
にさせたい場合には、油圧シリンダ７、８を解除して同
時にブレーキ丸棒４と６を右に向かって押し開けばよ
い。ブレーキ丸棒３、４、５、６とコネクタのハウジン
グの斜面１３、１４、１５、１６および可動すべり棒２
の接触を確保するために、コネクタ内部には圧縮スプリ
ング９、１０、１１、１２を配置してある。
【００１９】以上の説明から明確に、図１のブレーキ丸
棒３〜６が楔形ブロック（図１中に点線で示した）に取
って変わった場合尚も同じ効能を有していることが推し
知られ、さらに前記ブレーキ丸棒３〜６が丸球形である
と想定しても、図１および図２に示された制御装置はな
おも作用できると推し量られる。 （第２実施例） 振動低減用回転運動式能動的制御装置（図３、４参
照） 第２実施例による振動低減用回転運動式能動的制御装置
の構造について、垂直断面図を図３に、側面図を図４に
示す。このコネクタで、ステフナと主構造物（図中に示
されていない）間の相対回転運動を制止することがで
き、かつ選択的に一方向への拘束を解除し、相反する方
向を尚も拘束状態に保持することができる。
棒３〜６が楔形ブロック（図１中に点線で示した）に取
って変わった場合尚も同じ効能を有していることが推し
知られ、さらに前記ブレーキ丸棒３〜６が丸球形である
と想定しても、図１および図２に示された制御装置はな
おも作用できると推し量られる。 （第２実施例） 振動低減用回転運動式能動的制御装置（図３、４参
照） 第２実施例による振動低減用回転運動式能動的制御装置
の構造について、垂直断面図を図３に、側面図を図４に
示す。このコネクタで、ステフナと主構造物（図中に示
されていない）間の相対回転運動を制止することがで
き、かつ選択的に一方向への拘束を解除し、相反する方
向を尚も拘束状態に保持することができる。
【００２０】このコネクタは、二個のお互いに相対して
連接する解除可能式自由輸（ｆｒｅｅ ｗｈｅｅｌｉｎ
ｇ）２１、２２および共用の回転軸３０を組合わせて構
成したものである。この自由輪は、市場で購入すること
ができ、例えばドイツ製のＳｔｉｅｂｅｒ Ａｎｔｒｉ
ｅｂ−ｓｅｌｅｍｅｎｔｅ ＧｍｂＨモデルＥＫＴでも
よい。回転軸３０と両自由輪２１、２２の内リング２
３、２４は回転不能に連接され、ならびに強制的に完全
に密着されて、三者（回転軸３０、面内リング２３、２
４）が必ず一緒に回転するようになっている。前記両自
由輪２１、２２は、外リング２５、２６または内リング
２３、２４のリング面上の多数個の斜面、前記外リング
と内リングのリング面間に制限された多数個の丸棒２
７、２８、多数個の前記多数個丸棒を圧して前記多数個
の斜面と接触させるスプリング（図中に示されていな
い）、および油圧シリンダ（図中に示されていない）に
よって駆動して前記多数個の丸棒２７、２８を前記多数
個の斜面より押し離す歯形突起を合んだ丸リング（図中
に示されていない）を含む。自由輸２１、２２は回転軸
３０の回転運動の剛性コネクタを構成出来るが、しかし
各々回転軸３０を一方向上の回転運動に束縛することが
できるのみである。自由輪２１と２２はお互いに相対し
て連接しているので、二個の自由輪が両方共に解除され
ていなければ、回転軸３０はどの一方向へも回転するこ
とができない。
連接する解除可能式自由輸（ｆｒｅｅ ｗｈｅｅｌｉｎ
ｇ）２１、２２および共用の回転軸３０を組合わせて構
成したものである。この自由輪は、市場で購入すること
ができ、例えばドイツ製のＳｔｉｅｂｅｒ Ａｎｔｒｉ
ｅｂ−ｓｅｌｅｍｅｎｔｅ ＧｍｂＨモデルＥＫＴでも
よい。回転軸３０と両自由輪２１、２２の内リング２
３、２４は回転不能に連接され、ならびに強制的に完全
に密着されて、三者（回転軸３０、面内リング２３、２
４）が必ず一緒に回転するようになっている。前記両自
由輪２１、２２は、外リング２５、２６または内リング
２３、２４のリング面上の多数個の斜面、前記外リング
と内リングのリング面間に制限された多数個の丸棒２
７、２８、多数個の前記多数個丸棒を圧して前記多数個
の斜面と接触させるスプリング（図中に示されていな
い）、および油圧シリンダ（図中に示されていない）に
よって駆動して前記多数個の丸棒２７、２８を前記多数
個の斜面より押し離す歯形突起を合んだ丸リング（図中
に示されていない）を含む。自由輸２１、２２は回転軸
３０の回転運動の剛性コネクタを構成出来るが、しかし
各々回転軸３０を一方向上の回転運動に束縛することが
できるのみである。自由輪２１と２２はお互いに相対し
て連接しているので、二個の自由輪が両方共に解除され
ていなければ、回転軸３０はどの一方向へも回転するこ
とができない。
【００２１】自由輪２１、２２のいずれに対しても油圧
シリンダ（図中に示されていない）で前記歯形突起を含
んだ丸リングを駆動することによって、自由輸がその内
リング２３（２４）と外リング２５（２６）間の相対回
転を拘束するのに使用するブレーキ丸棒２７（２８）を
接触位置より押し離し、その回転束縛を解除し、それを
暫時いかなるブレーキ効能をもたない普通のボールベア
リングとする。
シリンダ（図中に示されていない）で前記歯形突起を含
んだ丸リングを駆動することによって、自由輸がその内
リング２３（２４）と外リング２５（２６）間の相対回
転を拘束するのに使用するブレーキ丸棒２７（２８）を
接触位置より押し離し、その回転束縛を解除し、それを
暫時いかなるブレーキ効能をもたない普通のボールベア
リングとする。
【００２２】ゆえに、油圧シリンダで自由輪２１の束縛
を解除した後には、回転軸３０は自由輪２１が元来拘束
していた方向に自由に回転できるようになるが、しかし
自由輪２２の拘束する方向にはなおも回転できない。こ
れに反して、油圧シリンダで自由輪２２の束縛を解除し
た後には、回転軸３０は自由輸２２が元来拘束していた
方向に自由に回転できるようになるが、しかし自由輸２
１の拘束するにはなおも回転できない。
を解除した後には、回転軸３０は自由輪２１が元来拘束
していた方向に自由に回転できるようになるが、しかし
自由輪２２の拘束する方向にはなおも回転できない。こ
れに反して、油圧シリンダで自由輪２２の束縛を解除し
た後には、回転軸３０は自由輸２２が元来拘束していた
方向に自由に回転できるようになるが、しかし自由輸２
１の拘束するにはなおも回転できない。
【００２３】油圧シリンダで自由輸２１、２２の束縛を
解除するとき、その束縛は突然消失し、段々と減少する
のではないので、摩擦の現象がない。この特徴は、この
コネクタを運用して振動低減用制御機構として使用する
とき、極めて重要である。それは、それでエネルギの損
失を免れることができるからである。取付けをする場合
には、自由輪の外リング２５、２６を主構造物上に固定
し、ステフナの両末端と主構造物とは固定式連結方式で
連結し、ステフナを両末端間にある中点を介して回転軸
３０上に固定する。
解除するとき、その束縛は突然消失し、段々と減少する
のではないので、摩擦の現象がない。この特徴は、この
コネクタを運用して振動低減用制御機構として使用する
とき、極めて重要である。それは、それでエネルギの損
失を免れることができるからである。取付けをする場合
には、自由輪の外リング２５、２６を主構造物上に固定
し、ステフナの両末端と主構造物とは固定式連結方式で
連結し、ステフナを両末端間にある中点を介して回転軸
３０上に固定する。
【００２４】以下に本発明の指向式可動コネクタを使用
して振動低減を実施する方法について説明をする。土木
構造物および機械構造物の動荷重（例えば風力、地震
力、快速で移動する車両および機械内のモータの偏心往
復力）下における、その動的反応（変位、速度、加速
度）は、一般的にいって単純な静荷重下の静的反応より
も大きい。そのためにまた、構造物内支柱の応力（受け
た力と力をうけた面積の比）の増大を造成し、甚だしい
場合にはその受けるに耐える極限を超過するに至る。こ
の外に、たとえ安全性に問題が無くても、使用者の不快
感、不安感、および構造物の効能に影響を及ぼす可能性
もある。
して振動低減を実施する方法について説明をする。土木
構造物および機械構造物の動荷重（例えば風力、地震
力、快速で移動する車両および機械内のモータの偏心往
復力）下における、その動的反応（変位、速度、加速
度）は、一般的にいって単純な静荷重下の静的反応より
も大きい。そのためにまた、構造物内支柱の応力（受け
た力と力をうけた面積の比）の増大を造成し、甚だしい
場合にはその受けるに耐える極限を超過するに至る。こ
の外に、たとえ安全性に問題が無くても、使用者の不快
感、不安感、および構造物の効能に影響を及ぼす可能性
もある。
【００２５】一般設計者の使用している対策は、そのこ
わさ（剛堅の程度、学術上において、単位変形を造成す
るのに必要な力、またはねじり力の大きさと定義する）
のより小さい所にステフナを加える（例えば、建築構造
物のシャーウォール、および控え柱を両階の間に介在さ
せたり、または橋梁構造で大梁の深さを大きくしたりす
る）。しかしこの種の方式は、ただステフナを利用して
こわさを増加したり、またはその弾性強度の効能を増加
したりすることができるのみである。構造動力学中にお
いて、よく知られているように、これらの弾性的ステフ
ナは制動力を増加する効果がない。（制動力とは、一種
の運動方向と相反する力を指し、物体の運動を阻止、妨
害するのでそう称される。） 本発明のコネクタを使用すれば、適当な時機において、
手軽にステフナの主構造物に対する作用力の方向をを変
えることができ、従って、ステフナの主構造物に対する
作用力が随時構造物の運動方向に相反するように保持す
ることができ、このようにすれば、極めて効率的に制動
効果を増加し得る。
わさ（剛堅の程度、学術上において、単位変形を造成す
るのに必要な力、またはねじり力の大きさと定義する）
のより小さい所にステフナを加える（例えば、建築構造
物のシャーウォール、および控え柱を両階の間に介在さ
せたり、または橋梁構造で大梁の深さを大きくしたりす
る）。しかしこの種の方式は、ただステフナを利用して
こわさを増加したり、またはその弾性強度の効能を増加
したりすることができるのみである。構造動力学中にお
いて、よく知られているように、これらの弾性的ステフ
ナは制動力を増加する効果がない。（制動力とは、一種
の運動方向と相反する力を指し、物体の運動を阻止、妨
害するのでそう称される。） 本発明のコネクタを使用すれば、適当な時機において、
手軽にステフナの主構造物に対する作用力の方向をを変
えることができ、従って、ステフナの主構造物に対する
作用力が随時構造物の運動方向に相反するように保持す
ることができ、このようにすれば、極めて効率的に制動
効果を増加し得る。
【００２６】全振動低減制御システム中、制御装置およ
びステフナの他に、主構造物がステフナを受ける位置の
間（ステフナと主構造物固定底端およびステフナが制御
装置を通じて主構造物と連接する頂端）の相対速度の方
向（正負）をモニタし、並びに随時得たデータをコンピ
ュータに伝送する必要がある。コンピュタは、相対速度
の符号が変化した（即ちたった今相対速度が零であっ
た）のを探知すると、直ぐに制御装置上の油圧シリンダ
の電動バルブにシグナルを発して、制御装置に適当な方
向上の拘束を解除させ、ステフナの主構造物に対する力
の方向を反転させる。
びステフナの他に、主構造物がステフナを受ける位置の
間（ステフナと主構造物固定底端およびステフナが制御
装置を通じて主構造物と連接する頂端）の相対速度の方
向（正負）をモニタし、並びに随時得たデータをコンピ
ュータに伝送する必要がある。コンピュタは、相対速度
の符号が変化した（即ちたった今相対速度が零であっ
た）のを探知すると、直ぐに制御装置上の油圧シリンダ
の電動バルブにシグナルを発して、制御装置に適当な方
向上の拘束を解除させ、ステフナの主構造物に対する力
の方向を反転させる。
【００２７】ここで、絶大部分の時間で制御装置は両方
向の拘束を提供し、ただ速度方向の変わったその瞬間に
おいて、一方向の拘束を解除し、そして解除すべき方向
は交互的である。図５に示した装置は、本発明の図１お
よび２に示した第１実施例による動低減用並進運動式能
動的制御装置をもつ振動低減システムで、その中スラブ
Ａ、Ｂの間にステフナ５０を設けてあり、その底端はス
ラブＡに固定され、その頂端は振動低減用並進運動式能
動的制御装置の可動すべり棒２の両末端に連接され、前
記振動低減用並進運動式能動的制御装置のハウジング１
の頂面はスラブＢに固定されている。もしもスラブＢが
突然スラブＡに対して左方向に一段の距離の変位をする
と、このとき、スラブＢと制御装置は共に一緒に相対的
に左方同に変位するので、ステフナ５０の頂端はその底
端に対してある相対速度をもつようになる。スラブＢの
スラブＡに対する変位が停止したとき、ステフナ５０は
その最大変形量に至り、このとき、その頂端はその底端
に対して図６に示されているように右に向かって移動し
始める。このとき、もしも図ｌおよび２中の油圧シリン
ダ７、８をゆるめ、同時に左に向かってブレーキ丸棒
３、５を押し開くと、図７に示されているように、可動
すべり棒２とステフナ５０の頂端は直ちに右に向かっ
て、ステフナが実質上その元来の最大変形量位置エネル
ギを回復するまで運動し、ならびにブレーキ丸棒４、６
に制限されて再び左に向かって運動することができなく
なる。しかるにこのとき、スラブＢはなおもスラブＡに
対して右に向かって移動しているので、ステフナ５０は
スラブＢの運動エネルギーが全部位置エネルギーに変換
するまでさらに右に向かって運動を続ける。これが、ス
ラブＢが振動を受けて生じた振動の半周期である。続い
て相反する方向の半周期が始まり、ブレーキ丸棒４と６
は右方向に押し開かれて、可動すべり棒２とステフナ５
０の頂端は共に直ちに左に向かってステフナ５０がその
位置エネルギーを回復するまで運動し、ならびにブレー
キ丸棒３と５によって自動的にロックされる。続いてス
ラブＢがスラブＡに対して左方向に移動すると、再びス
テフナ５０がさらに変形される。このようにして周期が
再び始まり、ステフナ５０は塑性変形が発生するまで継
続して振動が生じたエネルギを吸収する。以上の過程は
図８によって簡単に説明できる。即ち、図中の横軸は時
間を、縦軸はスラブＢのスラブＡに対する変位またはス
テフナ５０のスラブＢに与えた水平力、曲線ｍはスラブ
のスラブＡに対する変位、曲線ｆはステフナ５０の力を
表し、その中ａ点が図６および７の状況であり、このと
き、ブレーキ丸棒３、５は左に押し開かれて、可動すべ
り棒２は右方向に移動し、次いでブレーキ丸棒４、６に
よって自動的にロックされてステフナ５０の内力方向の
反転を造成し、そして継続して増加する。図８中のｂ点
は次ぎの一つの半周期の始まりであり、このとき、ブレ
ーキ丸棒４、６は右に押し開かれて、可動すべり棒２は
左方向に移動し、次いでブレーキ丸棒３、５によって自
動的にロックされてもう一度ステフナ５０の内力方向の
反転を造成し、そして継続して増加する。
向の拘束を提供し、ただ速度方向の変わったその瞬間に
おいて、一方向の拘束を解除し、そして解除すべき方向
は交互的である。図５に示した装置は、本発明の図１お
よび２に示した第１実施例による動低減用並進運動式能
動的制御装置をもつ振動低減システムで、その中スラブ
Ａ、Ｂの間にステフナ５０を設けてあり、その底端はス
ラブＡに固定され、その頂端は振動低減用並進運動式能
動的制御装置の可動すべり棒２の両末端に連接され、前
記振動低減用並進運動式能動的制御装置のハウジング１
の頂面はスラブＢに固定されている。もしもスラブＢが
突然スラブＡに対して左方向に一段の距離の変位をする
と、このとき、スラブＢと制御装置は共に一緒に相対的
に左方同に変位するので、ステフナ５０の頂端はその底
端に対してある相対速度をもつようになる。スラブＢの
スラブＡに対する変位が停止したとき、ステフナ５０は
その最大変形量に至り、このとき、その頂端はその底端
に対して図６に示されているように右に向かって移動し
始める。このとき、もしも図ｌおよび２中の油圧シリン
ダ７、８をゆるめ、同時に左に向かってブレーキ丸棒
３、５を押し開くと、図７に示されているように、可動
すべり棒２とステフナ５０の頂端は直ちに右に向かっ
て、ステフナが実質上その元来の最大変形量位置エネル
ギを回復するまで運動し、ならびにブレーキ丸棒４、６
に制限されて再び左に向かって運動することができなく
なる。しかるにこのとき、スラブＢはなおもスラブＡに
対して右に向かって移動しているので、ステフナ５０は
スラブＢの運動エネルギーが全部位置エネルギーに変換
するまでさらに右に向かって運動を続ける。これが、ス
ラブＢが振動を受けて生じた振動の半周期である。続い
て相反する方向の半周期が始まり、ブレーキ丸棒４と６
は右方向に押し開かれて、可動すべり棒２とステフナ５
０の頂端は共に直ちに左に向かってステフナ５０がその
位置エネルギーを回復するまで運動し、ならびにブレー
キ丸棒３と５によって自動的にロックされる。続いてス
ラブＢがスラブＡに対して左方向に移動すると、再びス
テフナ５０がさらに変形される。このようにして周期が
再び始まり、ステフナ５０は塑性変形が発生するまで継
続して振動が生じたエネルギを吸収する。以上の過程は
図８によって簡単に説明できる。即ち、図中の横軸は時
間を、縦軸はスラブＢのスラブＡに対する変位またはス
テフナ５０のスラブＢに与えた水平力、曲線ｍはスラブ
のスラブＡに対する変位、曲線ｆはステフナ５０の力を
表し、その中ａ点が図６および７の状況であり、このと
き、ブレーキ丸棒３、５は左に押し開かれて、可動すべ
り棒２は右方向に移動し、次いでブレーキ丸棒４、６に
よって自動的にロックされてステフナ５０の内力方向の
反転を造成し、そして継続して増加する。図８中のｂ点
は次ぎの一つの半周期の始まりであり、このとき、ブレ
ーキ丸棒４、６は右に押し開かれて、可動すべり棒２は
左方向に移動し、次いでブレーキ丸棒３、５によって自
動的にロックされてもう一度ステフナ５０の内力方向の
反転を造成し、そして継続して増加する。
【００２８】図９は、図３および図４の第２実施例によ
る振動低減用回転運動式能動的制御装置をスラブＡとス
ラブＢの間のステフナ５０に使用した状況を表し、その
作動原理は図５から図８までの説明に類似している。図
１０は、図１および図２の第１実施例による振動低減用
並進運動式能動的制御装置を一車両の振動減衰に使用し
た状況を示し、その中車体７０はばね６０によって輪軸
８０上に支持され、ステフナ（ばね）６５の一端は前記
輪軸８０上に固定され、そしてもう一端は前記制御装置
の可動すべり棒２の両端上にに連接されている。もしも
車体７０が突然輪軸８０に重圧を一段の距離までかけ並
びに上方に跳ね返り始めると、このとき、制御装置の可
動すべり棒２の上方向への拘束が解除されて、ステフナ
６５の頂端と可動すべり棒２とは共に直ちに上方向へ運
動し、ならびに自動的にロックされる。車体７０はなお
も上方に跳ね返るので、ステフナ６５は車体７０の運動
エネルギ全部が位置エネルギに転換されるまで継続して
開かれる。車体７０が下方向に圧し始めるとき、制御装
置の可動すべり棒の下方向への拘束が解除されて、ステ
フナ６５の頂端と可動すべり棒２とは共に直ちに下方向
へ連動し、ならびに自動的にロックされる。車体７０は
なおも下方に圧するので、ステフナ６５は車体７０の運
動エネルギ全部が位置エネルギに転換されるまで継続し
て圧縮される。このようにして周期が再び始まり、車体
７０が突然輪軸８０に重圧をかけたエネルギがステフナ
６５によって大部分を吸収されて振動低減が達成され
る。
る振動低減用回転運動式能動的制御装置をスラブＡとス
ラブＢの間のステフナ５０に使用した状況を表し、その
作動原理は図５から図８までの説明に類似している。図
１０は、図１および図２の第１実施例による振動低減用
並進運動式能動的制御装置を一車両の振動減衰に使用し
た状況を示し、その中車体７０はばね６０によって輪軸
８０上に支持され、ステフナ（ばね）６５の一端は前記
輪軸８０上に固定され、そしてもう一端は前記制御装置
の可動すべり棒２の両端上にに連接されている。もしも
車体７０が突然輪軸８０に重圧を一段の距離までかけ並
びに上方に跳ね返り始めると、このとき、制御装置の可
動すべり棒２の上方向への拘束が解除されて、ステフナ
６５の頂端と可動すべり棒２とは共に直ちに上方向へ運
動し、ならびに自動的にロックされる。車体７０はなお
も上方に跳ね返るので、ステフナ６５は車体７０の運動
エネルギ全部が位置エネルギに転換されるまで継続して
開かれる。車体７０が下方向に圧し始めるとき、制御装
置の可動すべり棒の下方向への拘束が解除されて、ステ
フナ６５の頂端と可動すべり棒２とは共に直ちに下方向
へ連動し、ならびに自動的にロックされる。車体７０は
なおも下方に圧するので、ステフナ６５は車体７０の運
動エネルギ全部が位置エネルギに転換されるまで継続し
て圧縮される。このようにして周期が再び始まり、車体
７０が突然輪軸８０に重圧をかけたエネルギがステフナ
６５によって大部分を吸収されて振動低減が達成され
る。
【図１】本発明の第１実施例による振動低減用能動的制
御装置の水平断面図である。
御装置の水平断面図である。
【図２】図１の制御装置の垂直断面図である。
【図３】本発明の第２実施例による振動低減用回転運動
式能動的制御装置の水平断面図である。
式能動的制御装置の水平断面図である。
【図４】図３の制御装置の垂直断面図である。
【図５】図１の未だ外界振動の影響を受けていないとき
の状態の表示図である。
の状態の表示図である。
【図６】図５のスラブの変位が停止したとき、ステフナ
がその最大変形量に至ったのを示す図である。
がその最大変形量に至ったのを示す図である。
【図７】ステフナが最大変形量の位置エネルギを回復す
るに至り、ブレーキ丸棒の作用を受けて再び左に向かっ
て運動できないときの状態の表示図である。
るに至り、ブレーキ丸棒の作用を受けて再び左に向かっ
て運動できないときの状態の表示図である。
【図８】スラブの変位およびステフナの内力のタイムヒ
ストリ図である。
ストリ図である。
【図９】図３の振動低減用回転運動式能動的制御装置が
スラブ間のステフナに使用されるのを表す表示図であ
る。
スラブ間のステフナに使用されるのを表す表示図であ
る。
【図１０】図１の振動低減用並進運動式能動的制御装置
が車両の振動低減システムに使用されるのを表す表示図
である。
が車両の振動低減システムに使用されるのを表す表示図
である。
１ 方形ハウジング ２ 可動すべり棒 ３、４、５、６ ブレーキ丸棒 ７、８ 油圧シリンダ ９、１０、１１、１２ 圧縮スプリング ２１、２２ 自由輪 ２３、２４ 内リング ２５、２６ 外リング ２７、２８ 丸棒 ３０ 回転軸
Claims (18)
- 【請求項１】 外界より構造物に伝わった振動を、前記
構造物のステフナで大部分を吸収することによって振動
を低減させる方法であって、 前記ステフナは支点と、前記支点とある間隔を隔てた基
点とをもち、かつ前記支点と前記基点とは前記外界の振
動が前記構造物に伝わる前に固定的に前記構造物上に結
合され、前記外界の振動が前記構造物に伝わったとき、
前記構造物と前記ステフナとは共に弾性変形を生じ、そ
れによって前記支点が相対的に前記基点に対して運動を
生じ得るようにしたものであり、 （ａ）前記ステフナの支点の基点に対する相対速度をモ
ニタするステップと、 （ｂ）ステップ（ａ）でモニタした相対速度の方同が変
わったとき、前記ステフナの支点と前記構造物との結合
を解除し、それによって、前記ステフナの前記弾性変形
によって蓄えられた位置エネルギーが迅速に釈放され、
前記支点の前記基点に対する相対速度を零にすることが
できるステップと、 （ｃ）前記ステフナの支点を前記相対速度が零又は丁度
方向が変わった所で主構造物上に固定結合するステップ
と、 （ｄ）ステップ（ｂ）および（ｃ）をリピートするステ
ップと、を含むことを特徴とする振動低減方法。 - 【請求項２】 前記構造物は建築物であり、前記ステフ
ナはシャーウォール（shearwall）やスラブの間の控え
柱や予力剛腱であることを特徴とする請求項１記載の振
動低減方法。 - 【請求項３】 前記構造物は車両であり、前記ステフナ
は前記車両の車体重量を支持するばねであることを特徴
とする請求項１記載の振動低減方法。 - 【請求項４】 前記構造物は外界のエネルギーで駆動で
きる機械であり、前記ステフナは前記機械の重量を支持
するばねであることを特徴とする請求項１記載の振動低
減方法。 - 【請求項５】 ステップ（ｂ）の前記ステフナの支点が
前記構造物より解除されたとき、前記基点に対して生じ
る相対運動が抵抗力の無いか、または抵抗力の小さい状
況下で進行することを特徴とする請求項１記載の振動低
減方法。 - 【請求項６】 ステップ（ａ）のモニタで前記構造物の
振動周波数よりも高い周波数の出力シグナルを出力する
ことを特徴とする請求項１記載の振動低減方法。 - 【請求項７】 ステフナの支点が前記構造物上に固定結
合した振動低減用能動的制御装置手段によって前記構造
物上に結合され、 外界振動が未だ前記構造物に伝えられておらず、かつス
テップ（ａ）でモニタした相対速度が零のとき、前記振
動低減用能動的制御装置手段が前記ステフナの支点をロ
ックし、 外界振動が前記構造物に伝わり、そしてステップ（ａ）
でモニタした相対速度が方向を変えたとき、前記振動低
減用能動的制御装置手段が前記ステフナの支点を解除
し、前記支点をして前記基点に対する相対運動を速度が
零に至るまで回復し得るようにし、かつ前記支点の相対
速度が零または方向を変えた所で自動的に前記ステフナ
の支点をロックすることを特徴とする請求項１記載の振
動低減方法。 - 【請求項８】 前記ステフナの支点が前記振動低減用能
動的制御装置手段によって解除されたとき、前記ステフ
ナの支点が実質上の並進運動をすることを特徴とする請
求項７記載の振動低減方法。 - 【請求項９】 前記ステフナの支点が前記振動低減用能
動的制御装置手段によって解除されたとき、前記ステフ
ナの支点が回転運動をすることを特徴とする請求項７記
載の振動低減方法。 - 【請求項１０】 前記振動低減用能動的制御装置手段が
コンピュータのコントロールを受け、ならびにステップ
（ａ）のモニタで出力したシグナルによって駆動される
ことを特徴とする請求項７記載の振動低減方法。 - 【請求項１１】２つの端部を有するハウジングと、 ２つの端部を有し、前記ハウジングに滑動可能に取付け
られ、前記両端が各々前記ハウジングの相対する前記２
つの端部より伸び出ている可動すべり棒と、 ２つの端部を有し、前記ハウジング内の前記可動すべり
棒の一方の側に固定して設置され、駆動されたとき前記
可動すべり棒の任意の一端の方向に伸び出ることができ
るよう配置されたピストンと、 前記ハウジング内の前記ピストンの前記両端に位置した
２個のブレーキと、 前記ハウジング内に位置し、前記ハウジングの前記両端
と前記２個のブレーキの間に設けられた２個のスプリン
グと、 前記ハウジング内に、前記可動すべり棒に対向する前記
ハウジングの一方の側に形成された２つの斜面とを備え
た振動低減用並進運動式能動的制御装置であって、 前記ピストンがまだ駆動されていないとき、前記２個の
スプリングは前記２個のブレーキを前記ピストンの前記
両端に対して押し、前記２個のブレーキが各々同時に前
記可動すべり棒および前記ハウジングの前記２つの斜面
に接触させるようにし、それによって、前記可動すべり
棒が前記２個のブレーキの作用を受けて前記ハウジング
の前記両端のどちらか一端の方向へも滑る事を防止し、 前記ピストンが駆動され、前記ピストンの一端が前記可
動すべり棒の前記両端のうちの一端および前記ハウジン
グの前記両端の一端に向かって伸び出たとき、前記ピス
トンは前記２個のブレーキのうち１個を押し動かし、そ
れによって前記２個のブレーキの前記１個が、前記可動
すべり棒および前記２つの斜面と同時に接触することを
防止し、前記可動すべり棒が前記ハウジングの前記両端
のうち別の一端の方向に滑ることができ、さらに、前記
２個のブレーキのうち別の１個が前記可動すべり棒およ
び前記２つの斜面と同時に接触しつづけることにより、
前記可動すべり棒が前記ハウジングの前記両端のうち一
端の方向に滑ることを防止することを特徴とする振動低
減用能動的制御装置。 - 【請求項１２】 別のピストンと、別の２個のブレーキ
と、別の２個のスプリングとを備え、 前記別のピストンは、前記ハウジング内に固定して設置
され、かつ前記ピストンが設けられた前記一方の側と反
対側に前記可動すべり棒に平行に設けられ、前記別のピ
ストンと前記ピストンとは同期的に駆動されて前記可動
すべり棒の任意の一端の方向へ伸び出ることができ、 前記別の２個のブレーキは、前記ハウジング内に位置
し、かつ各々前記別のピストンの両端に位置し、前記別
の２個のスプリングは、前記ハウジング内に位置し、 前記別のピストン、前記別の２個のブレーキ、前記別の
２個のスプリングおよび別の斜面は、前記ピストン、前
記２個のブレーキ、前記２個のスプリングおよび前記斜
面と可動すべり棒を隔てて鏡面対称となることを特徴と
する請求項１１記載の振動低減用能動的制御装置。 - 【請求項１３】 前記ピストンは、油圧シリンダである
ことを特徴とする請求項１１記載の振動低減用能動的制
御装置。 - 【請求項１４】 前記２個のスプリングは、圧縮ばねで
あることを特徴とする請求項１１記載の振動低減用能動
的制御装置。 - 【請求項１５】 前記ハウジング内部の斜面と前記可動
すべり棒とのなす角度をθとするとき、ｔａｎ(θ/２)
は、前記可動すべり棒のすべり摩擦係数よりも小さいこ
とを特徴とする請求項１１記載の振動低減用能動的制御
装置。 - 【請求項１６】 前記可動すべり棒の両端に各々外界ス
テフナと結合するのに使用する構造を設けることを特徴
とする請求項１１記載の振動低減用能動的制御装置。 - 【請求項１７】 前記ハウジングは立方形であり、かつ
前記ハウジングの外表面に外界構造物と結合するのに使
用する構造を設けることを特徴とする請求項１１記載の
振動低減用能動的制御装置。 - 【請求項１８】 前記ブレーキは丸棒、丸球または楔形
ブロックであることを特徴とする請求項１１記載の振動
低減用能動的制御装置。
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