JP5080938B2 - Vibration control device - Google Patents
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Description
本発明は、免震化された建物の振動を低減する制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping device that reduces vibration of a building that has been seismically isolated.
免震装置は、建物全体を積層ゴムで支持する構造であるため、免震化された建物は積層ゴム−建物の振動系が構成され、微振動を増幅させる振動数領域を持っている。このため、地震等の大きな振動に対しては、建物に伝わる振動を抑制する機能を発揮する一方で、微振動に対しては、振幅を増大する場合がある。 Since the seismic isolation device has a structure in which the entire building is supported by laminated rubber, the building subjected to the seismic isolation has a laminated rubber-building vibration system and has a frequency region that amplifies fine vibrations. For this reason, while exhibiting the function which suppresses the vibration transmitted to a building with respect to large vibrations, such as an earthquake, an amplitude may be increased with respect to a slight vibration.
例えば、図10に示すように、周辺の道路68を大型トラック70が走行する際に、道路68に発生する振動波Pは、減衰しながら地中を伝播する。基礎部32に到達した振動波Qは免震装置34で増幅され、建物40の1階スラブ20では、振動波Qより大きな振動波Aとなる。
For example, as shown in FIG. 10, when a
この、免震化された建物に生じる微振動の影響で、半導体工場に代表される非常に微細な振動環境を要求する建物では、製品の歩留まりが低下するという問題がある。
現状、製品の歩留まりの低下を防ぐため、微振動の影響が大きい製造機器は、除振台の上に載置している。しかし、この対策では製造機器のレイアウトが制限される。また、除振台を設置するための費用が別途必要となる。
このため、免震化された建物を、建物全体として制振する技術が求められている。
Due to the influence of the micro-vibration generated in the seismically isolated building, there is a problem that the yield of the product is lowered in the building that requires a very fine vibration environment represented by a semiconductor factory.
Currently, in order to prevent a decrease in product yield, manufacturing equipment that is greatly affected by micro-vibration is placed on a vibration isolation table. However, this measure limits the layout of manufacturing equipment. Moreover, the expense for installing an anti-vibration stand is needed separately.
For this reason, there is a need for a technique for controlling the seismically isolated building as a whole.
なお、建物全体の振動を低減する手段として、例えば、建物の屋上にアクティブ制振装置を配置し、振動を低減する技術が提案されている(特許文献1)。しかし、特許文献1は免震化された建物に関するものではなく、また、低減できる振動も上下方向のみであり、水平方向の振動は低減できない。
本発明は、上記事実に鑑み、免震化された建物の振動を、建物全体として低減することを目的とする。 In view of the above-described facts, an object of the present invention is to reduce the vibration of a building subjected to seismic isolation as a whole building.
請求項1に記載の発明に係る制振装置は、基礎部に配置された免震装置で免震化された建物の振動を低減する制振装置において、前記振動の方向、周波数及び振幅を検出する建物振動検出手段と、前記建物に設けられ、縦方向の加振力を発生させて前記建物の縦方向の振動を低減する縦振動低減手段と、前記建物に設けられ、横方向の加振力を発生させて前記建物の横方向の振動を低減する横振動低減手段と、前記建物振動検出手段からの検出結果に基づき、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段で発生させる加振力を制御する制御手段と、を有することを特徴としている。 The vibration damping device according to the first aspect of the present invention is a vibration damping device that reduces vibrations of a building that has been seismically isolated by a seismic isolation device arranged at a base, and detects the direction, frequency, and amplitude of the vibration. Building vibration detecting means, and a longitudinal vibration reducing means provided in the building for generating longitudinal vibration force to reduce longitudinal vibration of the building, and provided in the building for lateral vibration. A lateral vibration reducing means for generating a force to reduce a lateral vibration of the building, and an excitation force generated by the longitudinal vibration reducing means and the lateral vibration reducing means based on a detection result from the building vibration detecting means. And control means for controlling.
請求項1に記載の発明によれば、免震化された建物には、建物の振動を打ち消す方向に作用する加振力を建物に加える、縦振動低減手段と横振動低減手段とが設けられている。
縦振動低減手段は縦方向の加振力を発生させ、横振動低減手段は横方向の加振力を発生させる。
According to the first aspect of the present invention, the building subjected to seismic isolation is provided with longitudinal vibration reducing means and lateral vibration reducing means for applying an excitation force acting on the building in a direction to cancel the vibration of the building. ing.
The longitudinal vibration reducing means generates a vertical vibration force, and the horizontal vibration reduction means generates a horizontal vibration force.
また、免震化された建物の振動を検出する、建物振動検出手段が配置されている。この建物振動検出手段は、建物の振動の方向、周波数及び振幅を検出し、結果を制御手段に出力する。制御手段は、建物振動検出手段から入力した、建物の振動の方向、周波数及び振幅に基づき、縦振動低減手段及び横振動低減手段で発生させる加振力を算出し、算出結果に基づき縦振動低減手段及び横振動低減手段を制御する。 In addition, building vibration detection means for detecting the vibration of the building that has undergone seismic isolation is arranged. The building vibration detection means detects the direction, frequency and amplitude of building vibration and outputs the result to the control means. The control means calculates the excitation force generated by the longitudinal vibration reduction means and the lateral vibration reduction means based on the direction, frequency and amplitude of the building vibration input from the building vibration detection means, and reduces the longitudinal vibration based on the calculation result. And means for controlling the transverse vibration reducing means.
この結果、免震化された建物の縦方向及び横方向の振動は、縦振動低減手段及び横振動低減手段から加えられる加振力で打ち消され、建物全体の振動が低減される。これにより、製造機器を除振台に載置する必要がなくなる。 As a result, the vertical and horizontal vibrations of the seismic isolated building are canceled by the excitation force applied from the vertical vibration reducing means and the horizontal vibration reducing means, and the vibration of the entire building is reduced. This eliminates the need to place the manufacturing equipment on the vibration isolation table.
なお、建物の振動を低減するために加える加振力は、建物が免震化されているため、一般の建物で必要とされる加振力に比して小さな力でよく、縦振動低減手段及び横振動低減手段を構成するアクチュエータの小型化が図れる。 The vibration force applied to reduce the vibration of the building may be smaller than the vibration force required for ordinary buildings because the building is seismically isolated. In addition, the actuator constituting the transverse vibration reducing means can be reduced in size.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の制振装置において、前記縦振動低減手段は、発生させた縦方向の加振力を前記建物の柱に作用させて前記建物の縦方向の振動を低減させ、前記横振動低減手段は、発生させた横方向の加振力を前記建物の柱に作用させて前記建物の横方向の振動を低減させることを特徴としている。
請求項2に記載の発明によれば、制御性に優れた建物の柱に、振動を打ち消すための縦方向及び横方向の加振力が加えられるため、制御手段により効率よく建物全体の振動を低減できる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の制振装置において、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段を前記建物の下部に設け、前記縦方向の加振力及び前記横方向の加振力を、前記柱の下部に加えたことを特徴としている。
請求項3に記載の発明によれば、柱の下部に振動を打ち消すための縦方向及び横方向の加振力が加えられるため、効率よく、建物全体の振動を低減できる。
According to a second aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the first aspect, the longitudinal vibration reducing means causes the generated longitudinal vibration force to act on the pillars of the building to cause the vertical direction of the building. The lateral vibration reducing means reduces the lateral vibration of the building by applying the generated lateral excitation force to the pillars of the building .
According to the invention described in
According to a third aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the second aspect , the longitudinal vibration reducing means and the lateral vibration reducing means are provided in a lower part of the building, and the longitudinal excitation force and the lateral direction are provided. The excitation force is applied to the lower part of the column .
According to the invention described in claim 3 , since the longitudinal and lateral exciting forces for canceling the vibration are applied to the lower part of the column , the vibration of the entire building can be efficiently reduced.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の制振装置において、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段を前記建物の上部に設け、前記縦方向の加振力及び前記横方向の加振力を、前記柱の上部に加えたことを特徴としている。
請求項4に記載の発明によれば、柱の上部に振動を打ち消すための縦方向及び横方向の加振力が加えられるため、制振装置が建物空間を専有せずに、建物全体の振動を低減できる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the second aspect , the longitudinal vibration reducing means and the lateral vibration reducing means are provided in an upper part of the building, and the longitudinal excitation force and the lateral direction are provided. The above-mentioned excitation force is applied to the upper part of the column .
According to the invention described in claim 4 , since the vertical and horizontal excitation forces for canceling the vibration are applied to the upper part of the column , the vibration control device does not occupy the building space and the vibration of the entire building. Can be reduced.
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の制振装置において、前記縦振動低減手段又は前記横振動低減手段のいずれか一方を前記建物の上部に設け、他方を前記建物の下部に設け、前記縦方向の加振力又は前記横方向の加振力のいずれか一方を前記柱の上部に加え、他方を前記柱の下部に加えたことを特徴としている。
請求項5に記載の発明によれば、縦方向若しくは横方向のいずれか一方の加振力が柱の上部に加えられ、縦方向若しくは横方向の他方の加振力が柱の下部に加えられる。このため、建物の構造に応じて制振装置が配置でき、収まりよく建物全体の振動を低減できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the vibration damping device according to the second aspect , either the longitudinal vibration reducing means or the lateral vibration reducing means is provided at an upper portion of the building, and the other is disposed at a lower portion of the building . It is characterized in that either one of the longitudinal excitation force or the lateral excitation force is applied to the upper part of the column and the other is applied to the lower part of the column .
According to the invention described in claim 5 , either the longitudinal or lateral excitation force is applied to the upper portion of the column , and the other excitation force in the vertical or horizontal direction is applied to the lower portion of the column. . For this reason, a vibration damping device can be arranged according to the structure of the building, and the vibration of the entire building can be reduced well.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載の制振装置において、前記基礎部に設けられ、前記基礎部の振動の方向、周波数及び振幅を検出する外部振動検出手段と、前記外部振動検出手段からの検出結果に基づき、前記制御手段で、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段で発生させる加振力を制御することを特徴としている。
請求項6に記載の発明によれば、外部振動検出手段が建物の基礎部に設けられ、基礎部の振動の方向、周波数及び振幅を検出している。
この結果、建物の内部で発生した振動と、建物の基礎部から伝わってくる振動による建物の複合された振動を低減できる。
The invention according to claim 6 is the vibration damping device according to any one of
According to the sixth aspect of the present invention, the external vibration detecting means is provided in the foundation of the building, and detects the direction, frequency and amplitude of the vibration of the foundation.
As a result, it is possible to reduce the combined vibration of the building due to the vibration generated inside the building and the vibration transmitted from the foundation of the building.
請求項7に記載の発明は、建物において、請求項1〜6のいずれか1項に記載の制振装置を備えたことを特徴としている。
請求項7に記載の発明によれば、建物に制振装置が備えられている。この結果、建物に生じる振動を低減できる。
The invention described in claim 7 is characterized in that the building includes the vibration damping device according to any one of
According to the invention described in claim 7 , the building is provided with the vibration control device. As a result, vibration generated in the building can be reduced.
本発明は、上記構成としてあるので、免震化された建物の振動を、建物全体として低減できる。 Since this invention is set as the said structure, it can reduce the vibration of the building subjected to seismic isolation as the whole building.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、基礎部32には、矩形枠状の基礎壁32Aが設けられている。この基礎壁32Aの四隅には、免震装置としての積層ゴム34が設けられている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the
積層ゴム34の上には柱14が立てられ、柱14で床面となる1階スラブ20と、天井面となる2階スラブ24が支持されている。柱14、1階スラブ20及び2階スラブ24で建物40が構成されている。
A
1階スラブ20の上には、建物振動検出手段としての建物センサー26が設けられている。建物センサー26は、1階スラブ20の振動の方向(縦方向(Z軸方向)及び横方向のX軸方向とY軸方向)、周波数及び振幅を検出し、検出結果を制御手段としての制御装置30に出力する。
On the
柱14Aの下部14Eには、縦振動低減手段としての縦振動装置12が配置されている。
縦振動装置12の詳細は後述するが、柱14Aの内部に配置され、縦方向(Z軸方向)の加振力を発生させ、発生させた加振力で柱14Aを縦方向に加振する構成とされている。このとき、発生させる縦方向の加振力の大きさ及び発生タミングは、制御装置30で制御される。
A
Although details of the
縦振動装置12は、柱14B〜14Dの下部にも、それぞれ配置されている。
1階スラブ20の上面で柱14Bの横には、横振動低減手段としてのX軸振動装置16が配置されている。
The
On the upper surface of the
X軸振動装置16の詳細も後述するが、柱14Bに固定され、X軸方向の加振力を発生させ、発生させた加振力で柱14BをX軸方向に加振する構成である。発生させるX軸方向の加振力の大きさ及び発生タミングは、制御装置30で制御される。
X軸振動装置16は、柱14Dの横にも配置されている。
Although details of the
The
1階スラブ20の上面で柱14Aの横には、横振動低減手段としてのY軸振動装置18が配置されている。
Y軸振動装置18はX軸振動装置16と同一構成であり、配置する方向のみが異なる。
On the upper surface of the
The Y-
Y軸振動装置18は、柱14Aの横に固定され、Y軸方向の加振力を発生させ、発生させた加振力で柱14AをY軸方向に加振する構成である。発生させるY軸方向の加振力の大きさ及び発生タミングは、制御装置30で制御される。
Y軸振動装置18は、柱14Cの横にも配置されている。
The Y-
The Y-
次に、X軸振動装置16とY軸振動装置18の配置位置について説明する。
図2に示すように、X軸振動装置16は柱14Bの横に配置され、柱14Bの側壁とビス98で固定されている。なお、X軸振動装置16の矢印は加振力の方向を示し、X軸振動装置16のX軸方向の加振力が柱14Bの側壁に加わる構成である。
Next, the arrangement positions of the
As shown in FIG. 2, the
同様に、X軸振動装置16は柱14Dの側面に固定され、Y軸制振装置18は、柱14Aと柱14Cの側面に固定されている。このとき、X軸振動装置16及びY軸制振装置18で発生させた加振力は、それぞれが固定された柱の側壁に伝わる構成とされている。
Similarly, the
なお、X軸制振装置16及びY軸制振装置18を、柱14A〜14Dの横に配置するのは、柱14が剛の材料(例えばH型鋼)で形成され、建物40を制振するときの制御性に優れているためである。
The
上記構成とすることにより、詳細は後述するが、制御装置30は、建物センサー26から入力された1階スラブ20の振動の方向、周波数及び振幅の検出結果に基づき、1階スラブ20を制振するのに必要な加振力を算出し、縦振動装置12、X軸振動装置16及びY軸振動装置18にそれぞれ制御信号として出力する。
Although the details will be described later by adopting the above configuration, the
縦制振装置12、X軸振動装置16及びY軸振動手段18は、制御信号に従い、指示された加振力を発生させ、1階スラブ20の振動を打ち消す方向に作用させる。この結果、1階スラブ20の振動を低減できる。1階スラブ20の振動が低減すれば、建物40の振動も低減する。
次に、縦制振手段12について、図3を用いて説明する。
The vertical
Next, the vertical vibration damping means 12 will be described with reference to FIG.
図3aに示すように、柱14AはH型鋼で形成されている。柱14Aの下部14Eのフランジの間には、鋼板からなり水平方向に広がる天井壁104及び底壁106が溶接され、柱14Aの下部14Eのウェブの両側には、天井壁104及び底壁106で囲まれる収容部107A及び収容部107Bが形成されている。
As shown in FIG. 3a, the
収容部107A及び収容部107Bには、それぞれ制振装置100が収容されている。なお、収容部107A及び収容部107Bにおける制振装置100は同様の構成のため、収容部107Aに収容される制振装置100について説明する。
The damping
図3a及び図3bに示すように、制振装置100は、振動を発生させる加振部108と、加振部108で発生した振動数を調整して天井壁104及び底壁106に伝達する振動調整部110とで構成されている。
3A and 3B, the
加振部108は、底板118上にチャンネル型鋼2本を対向させ、隙間部121を形成して構成された支柱120と、支柱120の両側に立設された2本の補助支柱126と、中空筒状で支柱120に外挿される可動部122と、支柱120及び補助支柱126で支持される天板116とを備えている。
The vibration unit 108 has two channel steels opposed to each other on a
支柱120は、可動部122に取り囲まれ、可動部122から内側へ延びる支持部材128が、上下方向へ移動可能に隙間部121に位置している。さらに、支柱120を構成するチャンネル型鋼の内側(ウェブ)には、複数の磁石142が鉛直方向に並べて固定されている。
The
支持部材128の中央には、図示しない芯金に通電可能なコイルが複数回巻き掛けられた電磁コイル130が固定され、磁石142と対向している。これにより、電磁コイル130と可動部122が一体で、支柱120の外周面に沿って移動可能となっている。
In the center of the
電磁コイル130には、通電可能なケーブル132の一端が接続されている。ケーブル132の他端は図示しない電源に接続されており、ケーブル132への通電の制御は制御装置30で制御されている。
One end of a
可動部122の外面には、鋼板からなるウェイト124が、図示しないボルト及びナット等の固定手段で交換可能に固定されている。ウェイト124の重量を変えることで、可動部122の重量が変更可能となっている。
On the outer surface of the
ここで、制御装置30からの指令で電磁コイル130に通電されると、電磁コイル130の周囲に磁界が発生し、この磁界と前述の磁石142の磁界との反発力によって可動部122が支柱120に沿って移動する。
Here, when the electromagnetic coil 130 is energized in accordance with a command from the
可動部122の移動方向は、電磁コイル130への通電方向によって変わり、制御装置30が通電方向を適宜変更することで、可動部122が上下方向(矢印F方向)に移動するようになっている。可動部122の上下方向の移動により加振部108が振動し、加振力が発生する。
The moving direction of the
一方、振動調整部110は、所定のバネ定数(固有の剛性)のスプリング112と、注入された空気の圧力によって剛性が変化する空気バネ114とで構成されている。
スプリング112及び空気バネ114の一端は、天井壁104又は底壁106に固定され、他端は天板116又は底板118に固定されている。
On the other hand, the
One end of the
空気バネ114には、図示しない配管が接続され、配管の他端は、空気ボンベ又はコンプレッサー等の給気手段に接続されている。また、配管の経路途中には、配管を閉止又は開放する切換弁が設けられている。給気手段及び切換弁は、前述の制御装置30によって駆動制御される。
A pipe (not shown) is connected to the
ここで、前述の給気手段によって空気バネ114に空気が供給され、又は供給停止されると、空気バネ114のバネ定数が変化する。これにより、振動調整部110の剛性を変えて、加振部108で発生する振動数を可変としている。
Here, when air is supplied to the
なお、本実施形態では、振動調整部110に空気バネ114を用いているが、その他の剛性を変える(バネ定数を変える)手段として、例えば板バネ支点間距離を変更する構成等でもよい。
In this embodiment, the
縦制振手段12を上記構成とすることにより、縦制振手段12で加振力を発生させることができ、柱14Aに縦方向の加振力を与えることができる。なお、柱14Aについて説明したが、他の柱14B〜柱14Dに設けられる縦制振手段12も同じ構成であり、説明は省略する。
次に、X軸振動装置16について、図4を用いて説明する。
With the above-described configuration of the vertical vibration damping means 12, the vertical vibration damping means 12 can generate a vibration force, and a vertical vibration force can be applied to the
Next, the
図4に示すように、ケース92の内部には、丸棒で形成されたガイド軸80が水平に配置されている。ガイド軸80の両端部はケース92の壁面に固定具94で固定されている。
ガイド軸80には、鉄製のウェイト82が挿入されている。ウェイト82には、ウェイト82を貫通し、水平方向に軸孔を有するボールベアリング84が設けられ、ボールベアリング84でガイド軸80を摺動自在とされている。
As shown in FIG. 4, a
An
また、ケース92の内部には、長ネジで形成された回転軸86が、ガイド軸80と平行に配置されている。回転軸86は、ケース92の壁面に軸支具96で回転自在に軸支され、回転軸86の片方の端部にはモータ88が取り付けられている。
In addition, a rotating
モータ88は、図示しない電源から電力が供給され、制御装置30で回転方向の切替え、回転速度が制御されている。このモータ88の回転力で回転軸86が回転される構成である。即ち、モータ88の回転方向、回転速度を変えることで、回転軸86の回転方向、回転速度を変更する。
The
ウェイト82には、ボールベアリング84の軸線と平行に、貫通孔が設けられ、貫通孔には、回転軸86の雄ネジと噛合する雌ネジ89が切られている。回転軸86の回転により、噛合する雌ネジ89が移動し、雌ネジ89と一体となったウェイト82が回転軸86と平行に移動する。
ケース92の両側面には、緩衝材90が配置され、ウェイト82がケース92の側面に衝突した時の衝撃を調整している。
A through hole is provided in the
The
ケース92は柱14の横に配置され、ケース92の側面と柱14の側壁はビス98で固定されている。また、ケース92は1階スラブ20の上に配置され、ケース92の底面と1階スラブ20はビス98で固定されている。
The
このような構成とすることで、モータ88の回転方向、回転速度を制御することで回転軸86を介して、ウェイト82の横方向での移動の方向、移動速度を調整できる。
With such a configuration, the direction and speed of movement of the
ウェイト82の横方向の移動速度を変化させることにより、横方向の加振力が発生する。この横方向の加振力で柱14を横方向に加振し、1階スラブ20の横方向の振動を打ち消すことができる。
なお、Y軸振動装置18も構成は同じであり、説明は省略する。
By changing the moving speed of the
The configuration of the Y-
次に、建物の外から伝播した振動に対する建物40の制振作用について、縦振動装置12を例にとり、図5を用いて説明する。図5a〜5cにおいて、横軸は振動波の周期であり、縦軸は振動波の振幅を示している。
Next, the vibration damping action of the
図5aに示すように、振動波Q1は、周辺の道路を大型トラックが走行した時に、基礎部32に伝播される振動波(振幅p2、周期T1、振動数1/T1とする)であり、振動波A1は、振動波Q1が防振ゴム34で増幅されて1階スラブ20が振動する振動波(振幅p1、周期T1、振動数1/T1とする)である。
As shown in FIG. 5a, the vibration wave Q1 is a vibration wave (amplitude p2, period T1,
建物センサー26は、1階スラブ20における振動波A1の振動の方向、振幅p1及び周期T1を検出し、制御装置30に検出結果を送信する。なお、振動方向は縦方向とする。
The
制御装置30は、振動波A1を打ち消すための振動波B1を算出する。この場合、振動波B1は、周期を振動波A1と1/2周期ずらし、振幅p1及び周期T1は振動波A1と同一の振動波となる。
算出結果から、制御装置30は、振動波B1(振幅p1、振動数1/T1、周期T1/2遅れ)を発生させるように縦振動装置12に制御信号を出す。
The
From the calculation result, the
縦振動装置12は、電磁コイル132に通電し、加振部108を振動させる。加振部108は、スプリング112及び空気バネ114の剛性を調整し、振幅p1、振動数1/T1、周期T1/2遅れの振動波B1を発生させる。
The
この振動波B1を柱14に加えることで、1階スラブ20に伝播した縦方向の振動波A1は打ち消され、1階スラブ20の振動は低減する。
By applying this vibration wave B1 to the
なお、引き続き、建物センサー26で微弱な振動が検出される場合は、制御装置30が、電磁コイル130への通電量を調節したり、空気バネ114の空気室に、図示しないコンプレッサーにより圧縮空気が貯蔵されたバッファーから空気を供給し、あるいは空気バネ114の空気室から空気を排気することで空気バネ114の空気圧を調整して剛性を変え、適宜フィードバック制御を行う。これにより、微弱な振動を低減できる。
If weak vibrations are still detected by the
次に、建物40に伝播される振動の振動数及び振幅が変化するとき、例えば周囲の道路を乗用車が走行した後、続いて大型トラックが走行する場合、について説明する。
Next, when the frequency and amplitude of vibration propagated to the
図5bに示すように、振動波Q2は、周辺の道路を乗用車が走行した時に、基礎部32に伝播される振動波(振幅p4、周期T2、振動数1/T2とする)であり、振動波A2は、振動波Q2が防振ゴム34で増幅されて1階スラブ20が振動する振動波(振幅p3、周期T2、振動数1/T2とする)である。乗用車による振動のため、振幅p4が図5aの振幅p2より小さく、図5bに示す振幅p3は振幅p1より小さい。
As shown in FIG. 5b, the vibration wave Q2 is a vibration wave (amplitude p4, period T2,
建物センサー26は、1階スラブ20における振動波A2の振動の方向、振幅p3及び周期T2を検出し、制御装置30に検出結果を送信する。振動方向は縦方向とする。
制御装置30は、振動波A2を打ち消すための振動波B2を算出する。この場合、振動波B2は、周期を振動波A2と1/2周期ずらし、振幅p3及び周期T2は振動波A2と同一の振動波となる。
The
The
算出結果から、制御装置30は、振動波B2(振幅p3、振動数1/T2、周期T2/2遅れ)を発生させるように縦振動装置12に制御信号を送信する。
縦振動装置12は、電磁コイル132に通電し、加振部108を振動させる。加振部108では、スプリング112及び空気バネ114の剛性を調整して、振幅p3、振動数1/T2、周期T2/2遅れの振動波B2を発生させる。
From the calculation result, the
The
この振動波B2が柱14に加えることで、1階スラブ20に伝播した縦方向の振動波A2は打ち消され、1階スラブ20の振動が低減する。
When this vibration wave B2 is applied to the
ここで、乗用車に続いて大型トラックが通過したため、1階スラブ20は、再び、図5aに示す振動波A1で振動する。
建物センサー26は、振動波A1(振幅p1、周期T1、振動数1/T1)を検出し、制御装置30に検出結果を送信する。
Here, since the large truck has passed after the passenger car, the
The
制御装置30は、検出結果に基づいて、発生させている振動波B2を、振動波B1に変更させるための指示を縦振動装置12に出力する。
図5cに示すように、縦振動装置12は、電磁コイル130(図3b参照)への通電量及び通電方向を調整し、振幅p3を振幅p1に調整する(矢印Y)。
The
As shown in FIG. 5c, the
また、縦振動装置12は、空気バネ114の空気圧を調整して剛性を変化させ、振動数を1/T2を振動数1/T1に調整する(矢印X)。
この結果、加振部108において、再度、振動波B1(振幅p1、振動数1/T1、周期T1/2遅れ)が発生し、振動波B1の加振力によって振動波A1が打ち消され、1階スラブ20に伝播される振動波A1を低減できる。
Further, the
As a result, a vibration wave B1 (amplitude p1,
上述のように、建物40に伝播した振動(振動波)を打ち消すときに、加振部108の振動によって振幅が調整され、空気バネ114の剛性を変化させることによって振動数が調整されるので、簡易な構成で加振力の大きさを制御できる。
As described above, when canceling the vibration (vibration wave) propagated to the
さらに、空気バネ114を、加振部108の収容部107A、107Bの天井壁104と底壁106に設けることで、加振部108が上方向、下方向いずれに移動しても加振力が発生する。これにより、加振部108が小型のものであっても、加振力を増幅することが可能となる。
Further, by providing the
次に、例えば1階スラブ20の上を人が移動する等、1階スラブ20が、室内の振動源でX軸方向に振動する場合について、図6を用いて説明する。図6の横軸は周期で、縦軸は振幅である。
Next, a case where the first-
図6に示すように、振動波A3は、1階スラブ20が室内の振動源でX軸方向に振動した場合の振動波(振幅p5、振動数1/T3)である。
建物センサー26は、振動波A3(振幅p5、周期T3、振動数1/T3)を検出し、 制御装置30に結果を送信する。なお、振動方向はX軸方向とする。
As shown in FIG. 6, the vibration wave A3 is a vibration wave (amplitude p5,
The
制御装置30は、振動波A3を打ち消すための振動波B3を算出する。この場合、振動波B3は、周期を振動波A3と1/2周期ずらし、振幅p5及び周期T3は振動波A3と同一の振動波となる。
The
算出結果から、制御装置30は、振動波B3(振幅p5、振動数1/T3、周期T3/2遅れ)を発生させるようにX軸振動装置16に制御信号を出す。
X軸振動装置16は、モータ88を回転させ、回転軸86に回転を与え、ウェイト82を移動させてX軸方向の振動波B3を発生させる。このとき、ウェイト82の移動量で振幅が、移動方向の切替えタイミングで周期が調整される。
From the calculation result, the
The
この振動波B3が柱14B、14DのX軸方向に加えられることで、1階スラブ20に伝播したX軸方向の振動波A3は打ち消され、1階スラブ20のX軸方向の振動を減少できる。
(第2の実施の形態)
By applying this vibration wave B3 in the X-axis direction of the
(Second Embodiment)
図7に示すように、2階スラブ24の上部には縦振動装置52が配置されている。縦振動装置52は、柱14Aの上部に位置する2階スラブ24に設置された箱状の収納部(図示省略)に設けられている。
As shown in FIG. 7, a
縦振動装置52は、2階スラブ24の上部で縦方向の加振力を発生させ、発生させた縦方向の加振力を柱14Aに加え、1階スラブ20の縦方向の振動を低減する。なお、柱14B〜14Dについても同じ構成である。
The
2階スラブ24の上部の箱状の収納部の横には、X軸振動装置16及びY軸振動装置18が配置されている。X軸振動装置16及びY軸振動装置18は、箱状の収納部の側壁に固定され、X軸方向及びY軸方向の加振力を発生させ、発生させた加振力を箱状の収納部に加え、1階スラブ20のX軸方向及びY軸方向の振動を低減する。なお、X軸振動装置16及びY軸振動装置18の配置方法は、第2の実施の形態と同じである。
An
建物センサー26は、1階スラブ20の上部に配置され、1階スラブ20の振動を検出し、結果を制御装置30に出力する。制御装置30は、建物センサー26の検出結果に基づき、制御信号を縦振動装置52、X軸振動装置16及びY軸振動装置18に出力する。
制御方法は第1の実施の形態と同一であり、説明は省略する。
The
The control method is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
柱14はH型鋼からなり剛性が高いため、2階スラブ24の上に縦振動装置52、X軸振動装置16及びY軸振動装置18を配置し、2階スラブ24の上から、それぞれが発生させた加振力を柱14に加えても、1階スラブ20の振動を低減できる。
1階スラブ20の上には制振装置を配置する必要がなく、1階スラブ20の有効活用が図れる。
Since the
It is not necessary to arrange a vibration damping device on the
なお、縦振動装置52は、2階スラブ24の上部でなく、2階スラブ24の下面で、かつ柱14Aの上部14Uの内部に配置してもよい。柱14B〜14Dも同様である。
The
また、X軸振動装置16及びY軸振動装置18も、2階スラブ24の上部でなく、2階の小梁に取り付けてもよい。
このような構成とすることで、2階スラブ24の上面を有効利用できる。
Further, the
By setting it as such a structure, the upper surface of the
(第3の実施の形態)
図8に示すように、縦振動装置12を、第1の実施の形態と同じ、柱14Aの下部14Eに配置している。他の柱14B〜14Dも同じである。
一方、X軸振動装置16及びY軸振動装置18は、第2の実施の形態と同じ、2階スラブ24の上に設けている。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 8, the
On the other hand, the
建物センサー26は、1階スラブ20の上部に配置され、1階スラブ20の振動を検出し、結果を制御装置30に出力する。制御装置30は、建物センサー26の検出結果に基づき、制御信号を縦振動装置12、X軸振動装置16及びY軸振動装置18に出力する。
制御方法は第1の実施の形態と同一であり、説明は省略する。
The
The control method is the same as in the first embodiment, and a description thereof is omitted.
なお、縦振動装置12を2階スラブ24の上部に配置し、X軸振動装置16及びY軸振動装置18を1階スラブ20の上部で、柱14A〜14Dの下部の横に配置してもよい。
(第4の実施の形態)
The
(Fourth embodiment)
図9に示すように、外部振動検出手段である外部センサー60が、基礎部32に配置されている。
As shown in FIG. 9, an
外部センサー60は、基礎部32の振動の方向(縦方向(Z軸方向)及び横方向(X軸方向、Y軸方向))、周波数及び振幅を検出し、検出結果を制御手段である制御装置36に出力する。縦振動装置12、X軸振動装置16及びY軸振動装置18の配置は、第1の実施の形態と同じである。
The
制御装置36は、外部センサー60と、建物センサー26からの検出結果に基づき、縦振動装置12及びX軸振動装置16、Y軸振動装置18で発生させる加振力の大きさ、周期を算出し、結果を縦振動装置12、X軸振動装置16及びY軸振動装置18に出力する。
Based on the detection results from the
縦振動装置12、X軸振動装置16及びY軸振動装置18は、制御装置36からの指示に基づき加振力を発生させ、発生させた加振力を柱14に加え、1階フラブ20を制振する。
この結果、建物の内部で発生した振動と、建物の外部から伝わってくる振動による建物の複合された振動を、低減することができる。
The
As a result, the vibration generated inside the building and the combined vibration of the building due to the vibration transmitted from the outside of the building can be reduced.
10 制振装置
12 縦振動低減手段(縦振動装置)
14 柱
16 横振動低減手段(X軸振動装置)
18 横振動低減手段(Y軸振動装置)
26 建物振動検出手段(建物センサー)
30 制御手段(制御装置)
32 基礎部
34 免震装置(免震ゴム)
36 制御手段(制御装置)
52 縦振動低減手段(縦振動装置)
60 外部振動検出手段(外部センサー)
10 Damping
14
18 Lateral vibration reduction means (Y-axis vibration device)
26 Building vibration detection means (building sensor)
30 Control means (control device)
32
36 Control means (control device)
52 Longitudinal vibration reduction means (longitudinal vibration device)
60 External vibration detection means (external sensor)
Claims (7)
前記振動の方向、周波数及び振幅を検出する建物振動検出手段と、
前記建物に設けられ、縦方向の加振力を発生させて前記建物の縦方向の振動を低減させる縦振動低減手段と、
前記建物に設けられ、横方向の加振力を発生させて前記建物の横方向の振動を低減させる横振動低減手段と、
前記建物振動検出手段からの検出結果に基づき、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段で発生させる加振力を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする制振装置。 In the damping device that reduces the vibration of the building that has been seismically isolated by the seismic isolation device located at the base,
Building vibration detecting means for detecting the direction, frequency and amplitude of the vibration;
Longitudinal vibration reduction means that is provided in the building and generates longitudinal excitation force to reduce the vertical vibration of the building;
Lateral vibration reducing means provided in the building for generating lateral excitation force to reduce lateral vibration of the building;
Control means for controlling the excitation force generated by the longitudinal vibration reducing means and the lateral vibration reducing means based on the detection result from the building vibration detecting means;
A vibration damping device comprising:
前記横振動低減手段は、発生させた横方向の前記加振力を前記建物の柱に作用させて前記建物の横方向の振動を低減させる請求項1に記載の制振装置。 The longitudinal vibration reducing means reduces the longitudinal vibration of the building by applying the generated longitudinal excitation force to the pillar of the building,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the lateral vibration reducing unit reduces the lateral vibration of the building by applying the generated lateral excitation force to the pillar of the building . 3.
前記外部振動検出手段からの検出結果に基づき、前記制御手段で、前記縦振動低減手段及び前記横振動低減手段で発生させる加振力を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の制振装置。6. The excitation force generated by the longitudinal vibration reducing means and the lateral vibration reducing means is controlled by the control means based on a detection result from the external vibration detecting means. The vibration damping device according to item 1.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8330061B2 (en) | 2007-09-04 | 2012-12-11 | Apple Inc. | Compact input device |
US8395590B2 (en) | 2008-12-17 | 2013-03-12 | Apple Inc. | Integrated contact switch and touch sensor elements |
US8416198B2 (en) | 2007-12-03 | 2013-04-09 | Apple Inc. | Multi-dimensional scroll wheel |
US8446370B2 (en) | 2002-02-25 | 2013-05-21 | Apple Inc. | Touch pad for handheld device |
US8482530B2 (en) | 2006-11-13 | 2013-07-09 | Apple Inc. | Method of capacitively sensing finger position |
US8514185B2 (en) | 2006-07-06 | 2013-08-20 | Apple Inc. | Mutual capacitance touch sensing device |
US8537132B2 (en) | 2005-12-30 | 2013-09-17 | Apple Inc. | Illuminated touchpad |
US8552990B2 (en) | 2003-11-25 | 2013-10-08 | Apple Inc. | Touch pad for handheld device |
US8743060B2 (en) | 2006-07-06 | 2014-06-03 | Apple Inc. | Mutual capacitance touch sensing device |
US8749493B2 (en) | 2003-08-18 | 2014-06-10 | Apple Inc. | Movable touch pad with added functionality |
US8820133B2 (en) | 2008-02-01 | 2014-09-02 | Apple Inc. | Co-extruded materials and methods |
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JPH0711207B2 (en) * | 1988-06-29 | 1995-02-08 | 株式会社大林組 | Vibration control device |
JP2005221054A (en) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Damping unit |
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2007
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8446370B2 (en) | 2002-02-25 | 2013-05-21 | Apple Inc. | Touch pad for handheld device |
US8749493B2 (en) | 2003-08-18 | 2014-06-10 | Apple Inc. | Movable touch pad with added functionality |
US8552990B2 (en) | 2003-11-25 | 2013-10-08 | Apple Inc. | Touch pad for handheld device |
US8537132B2 (en) | 2005-12-30 | 2013-09-17 | Apple Inc. | Illuminated touchpad |
US8514185B2 (en) | 2006-07-06 | 2013-08-20 | Apple Inc. | Mutual capacitance touch sensing device |
US8743060B2 (en) | 2006-07-06 | 2014-06-03 | Apple Inc. | Mutual capacitance touch sensing device |
US8482530B2 (en) | 2006-11-13 | 2013-07-09 | Apple Inc. | Method of capacitively sensing finger position |
US8330061B2 (en) | 2007-09-04 | 2012-12-11 | Apple Inc. | Compact input device |
US8416198B2 (en) | 2007-12-03 | 2013-04-09 | Apple Inc. | Multi-dimensional scroll wheel |
US8820133B2 (en) | 2008-02-01 | 2014-09-02 | Apple Inc. | Co-extruded materials and methods |
US8395590B2 (en) | 2008-12-17 | 2013-03-12 | Apple Inc. | Integrated contact switch and touch sensor elements |
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