JP5407837B2 - 能動型動吸振装置 - Google Patents

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Description

本発明は、強風、地震等により構造物に生起する振動を低減する能動型動吸振装置(アクティブマスダンパ)に関する。
能動型動吸振装置としては特許文献1に記載されているものが知られており、この能動型動吸振装置は、夫々が一対の極を隙間をもって配置してなる一対の電磁石に交互に通電を行って反発力を発生して水平面内の一方の方向に対する振動の低減を行うようにしたものである。
特許第2966146号公報 特開2004−144178号公報
ところで、電磁石による反発力は距離の二乗に反比例するので、大きな反発力を電磁石によって得るためには、一対の極間の隙間を狭くするか、電磁石に流す電流を大きくする必要があるが、一対の極間の隙間を狭くすると、能動型動吸振装置のダイナミックレンジが狭くなって大振幅の振動に対して動作しなくなる虞がある一方、電磁石に流す電流を大きくするには、大容量の電流源を必要とする上に、大電流を処理できる電気回路を用いる必要がある結果、コストアップを招来する虞がある。
そこで、一端では、重錘に固着された電動モータの出力回転軸に巻き付け、他端では、枠体に固着したワイヤーを具備した特許文献2に記載のような能動型動吸振装置が提案されているが、提案の能動型動吸振装置では、一応、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、高性能化かつコスト低減を図り得るが、ワイヤーの引っ張り量と重錘の移動量とが一対一となって質量の大きな重錘を移動させる場合には、大きな出力トルクをもった電動モータを必要とする結果、斯かる能動型動吸振装置でも、コストアップを招来する虞がある。
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、更なる、高性能化かつコスト低減を図り得る能動型動吸振装置を提供することにある。
本発明の能動型動吸振装置は、重錘と、この重錘に隣接して配された枠体と、重錘と枠体との間に介在されていると共に重錘を枠体に対して水平面内の一の方向に可動に保持する一方、当該一の方向に交差する水平面内の他の一の方向及び水平面に直交する垂直方向に不動に保持する保持機構と、枠体に対する重錘の一の方向の所定値の相対的振動を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号に基づいて重錘の枠体に対する一の方向の振動変位を減少させるように重錘を枠体に対して一の方向に相対的に移動させる移動手段とを具備しており、枠体は、重錘を間にして一の方向において互いに対向する一対の縦壁部を有しており、移動手段は、一対の縦壁部のうちの一方の縦壁部に回転自在に取付けられた第一の回転自在体と、一対の縦壁部のうちの他方の縦壁部に回転自在に取付けられた第二の回転自在体と、一端部で重錘に連結されていると共に第一の回転自在体に掛け回されている第一の可撓体と、一端部で重錘に連結されていると共に第二の回転自在体に掛け回されている第二の可撓体と、一方の方向の作動で第一の可撓体を牽引すると共にこの第一の可撓体の牽引に起因して重錘による第二の可撓体の牽引を生じさせる一方、一方の方向と逆の方向である他方の方向の作動で第二の可撓体を牽引すると共にこの第二の可撓体の牽引に起因して重錘による第一の可撓体の牽引を生じさせるように、第一及び第二の可撓体の他端部に連結されて重錘に設けられた可撓体牽引手段とを具備している。
本能動型動吸振装置によれば、移動手段が、一端部で重錘に連結されていると共に第一の回転自在体に掛け回されている第一の可撓体と、一端部で重錘に連結されていると共に第二の回転自在体に掛け回されている第二の可撓体と、一方の方向の作動で第一の可撓体を牽引すると共にこの第一の可撓体の牽引に起因して重錘による第二の可撓体の牽引を生じさせる一方、一方の方向と逆の方向である他方の方向の作動で第二の可撓体を牽引すると共にこの第二の可撓体の牽引に起因して重錘による第一の可撓体の牽引を生じさせるように、第一及び第二の可撓体の他端部に連結されて重錘に設けられた可撓体牽引手段とを具備しているために、第一及び第二の回転自在体を動滑車の如く作動させることができる結果、第一及び第二の可撓体に対する牽引力を小さくでき、例えば可撓体牽引手段を可逆電動モータでもって具体化する場合には、小さなトルクをもった可逆電動モータを利用でき、而して、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、更なる、高性能化かつコスト低減を図り得る。
本発明の能動型動吸振装置において、可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結された回転体とを具備していてもよく、この場合、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による回転体の一方の方向の回転で当該回転体に巻き取られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による回転体の他方の方向の回転で当該回転体から繰り出されて重錘による牽引を許容するように、その他端部で回転体に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による回転体の一方の方向の回転で当該回転体から繰り出されて重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による回転体の他方の方向の回転で当該回転体に巻き取られて牽引されるように、その他端部で回転体に連結されてもよい。
また、可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたピニオンと、このピニオンに噛み合うと共に一の方向に伸びて配されたラックからなる走行体とを具備していてもよく、この場合には、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で走行体の一端部に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引されるように、その他端部で走行体の他端部に連結されていてもよい。
更に、可撓体牽引手段は、重錘に固定された固定子と、この固定子に対して一の方向に移動自在な可動子とを具備したリニアモータを具備していてもよく、この場合には、第一の可撓体は、リニアーモータの一方の方向の作動による可動子の一方の方向の直動で当該可動子に引っ張られて牽引される一方、リニアモータの他方の方向の作動による可動子の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で可動子の一端部に連結されており、第二の可撓体は、リニアモータの一方の方向の作動による可動子の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、リニアモータの他方の方向の作動による可動子の他方の方向の直動で当該可動子に引っ張られて牽引されるように、その他端部で可動子の他端部に連結されていてもよい。
また、可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたボールナットと、このボールナットに螺合されていると共に一の方向に伸びて配されたボールねじからなる走行体とを具備していてもよく、この場合には、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で走行体の一端部に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引されるように、その他端部で走行体の他端部に連結されていてもよい。
本発明の好ましい例では、枠体は、重錘を間にして他の一の方向において互いに対向する他の一対の縦壁部を有しており、保持機構は、枠体に対する重錘の一の方向の移動を許容する一方、重錘を枠体に対して垂直方向に不動に保持するように、重錘と他の一対の縦壁部との間の夫々に介在された縦置きのU字状の板ばねと、枠体に対する重錘の一の方向の移動を許容する一方、枠体に対する重錘の他の一の方向の移動を阻止するように、一対の縦壁部と重錘との間の夫々に介在された横置きのU字状の板ばねとを具備している。
U字状の板ばねをもって保持機構を構成すると、重錘及び枠体を摩擦抵抗なしに一の方向に可動に保持できる結果、能動型動吸振機能をほぼ理想的な態様で得ることができる。
第一及び第二の可撓体は、好ましくは、ワイヤー、ベルト又はチェーン等の紐状体であるが、その他の可撓体であってもよい。
本発明では、可逆電動モータ又はリニアモータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転又は可動子の直動を許容する一方、その出力回転軸又は可動子を介して第一又は第二の可撓体を牽引して枠体の一対の縦壁部に対して重錘を相対的に一の方向に移動させるようになっているとよい。
検出手段は、枠体に対する重錘の一の方向の所定値の相対的振動を検出するようになっていても、相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つを検出するようになっていても、枠体に対する重錘の一の方向の一定以上の相対的振動を検出するようになっていてもよい。
本発明においては、一の方向と他の一の方向とは互いに交差していればよいのであるが、好ましくは、互いに直交している。
本発明の能動型動吸振装置は、水平面内の一の方向の振動の低減を行うようにしたものであるが、斯かる能動型動吸振装置において、水平面内の一の方向の振動の低減を行う構成と同様の構成をもって水平面内の一の方向の振動の低減を行うと共に水平面内の他の一の方向の振動の低減を行うようにしてもよく、この場合、水平面内の一の方向の振動の低減を行う構成における重錘、検出手段を水平面内の他の一の方向の振動の低減を行う構成に共用してもよく、これに代えて、水平面内の一の方向の振動の低減を行う構成とは別個に水平面内の他の一の方向の振動の低減を行う構成を追加してもよい。
本発明によれば、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、更なる、高性能化かつコスト低減を図り得る能動型動吸振装置を提供することができる。
図1は、本発明の実施態様の好ましい例の平面図である。 図2は、図1に示す例の側面断面説明図である。 図3は、図1に示す例に用いた板ばねの斜視図である。 図4は、図1に示す例の電気回路のブロック図である。 図5は、図1に示す例の動作説明図である。 図6は、本発明の実施態様の好ましい他の例の平面図である。
次に本発明及びその実施の形態を構造物に用いた例について、図を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何等限定されないのである。
図1から図4において、本例の能動型動吸振装置1は、重錘2と、重錘2を水平面内の一の方向であるX方向の隙間X1及びX方向に交差、本例ではX方向に直交する水平面内の他の一の方向であるY方向の隙間Y1をもって取り囲んで重錘2に隣接していると共に平面形状において略四角形をもって配されている枠体3と、重錘2と枠体3との間に介在されていると共に重錘2を枠体3に対してX方向に可動に保持する一方、Y方向並びに水平面に直交する垂直方向Vに不動に保持する保持機構4と、枠体3に対する重錘2のX方向の所定値の相対的振動を検出する検出手段5と、検出手段5からの検出信号に基づいて重錘2の枠体3に対するX方向の相対的な移動を許容する一方、重錘2の枠体3に対するX方向の振動変位を減少させるように重錘2を枠体3に対してX方向に相対的に移動させる移動手段6とを具備している。
重錘2は、重錘本体7と、重錘本体7の上面8に固着された4個の分割重錘体9とを具備している。
構造物の屋上床等の床部10に下縁で固定されている枠体3は、重錘本体7を間にしてしかも重錘本体7との間に隙間X1をもってX方向において互いに対向する一対の縦壁部11及び12と、重錘本体7を間にしてしかも重錘本体7との間に隙間Y1をもってY方向において互いに対向する一対の縦壁部13及び14と、縦壁部11及び12並びに縦壁部13及び14の夫々に溶接、ねじ、ナット等を介して連結された四個の角壁部15とを有しており、一対の縦壁部11及び12並びに一対の縦壁部13及び14は、略四角形の枠体3を形成するように角壁部15を介して一体的に互いに連結されている。
保持機構4は、枠体3に対する重錘2のX方向の移動を許容する一方、枠体3に対する重錘2のY方向の移動を阻止するように、一対の縦壁部11及び12と重錘本体7との間の夫々に介在された横置きのU字状の板ばね21及び22と、枠体3に対する重錘2のX方向の移動を許容する一方、重錘2を枠体3に対して垂直方向Vに不動に保持するように、重錘本体7と一対の縦壁部13及び14との間の夫々に介在された縦置きの二対のU字状の板ばね23及び24並びに25及び26とを具備している。
板ばね21は、一縁部31で重錘本体7の側面32側の上面8に、他縁部33で取付具34を介して縦壁部11の中央下部に夫々固着されており、板ばね22は、一縁部31で重錘本体7の側面35側の上面8に、他縁部33で取付具36を介して縦壁部12の中央下部に夫々固着されており、凹面が互いに対面するように配された一対の板ばね23の夫々は、一縁部31で重錘本体7の側面37に、他縁部33で縦壁部13に夫々固着されており、同じく凹面が互いに対面するように配されていると共に一対の板ばね23からX方向に離間して配された一対の板ばね24の夫々は、一縁部31で重錘本体7の側面37に、他縁部33で縦壁部13に夫々固着されており、凹面が互いに対面するように配された一対の板ばね25の夫々は、一縁部31で重錘本体7の側面38に、他縁部33で縦壁部14に夫々固着されており、同じく凹面が互いに対面するように配されていると共に一対の板ばね25からX方向に離間して配された一対の板ばね26の夫々は、一縁部31で重錘本体7の側面38に、他縁部33で縦壁部14に夫々固着されている。
重錘2の枠体3に対するX方向の所定値の相対的振動を検出するようになっている検出手段5は、相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つ、本例では加速度を電気的に検出するセンサ41と、センサ41からの検出加速度のうちからX方向の加速度を時間積分してX方向の変位及び変位方向を電気的に求めて、このX方向の変位が一定以上になる際には移動手段6を作動させる作動信号及び変位方向信号を送出するX方向変位判定回路42とを具備している。
センサ41は床部10と重錘本体7との間に取り付けられており、これにより、検出手段5は、重錘2に対する枠体3のX方向の一定以上の相対的振動を検出して、重錘2に対する構造物の相対的振動を検出するようになっている。
X方向変位判定回路42は、センサ41からの検出加速度から重錘2がX方向において縦壁部11側に相対的に変位したか、縦壁部12側に相対的に変位したかを判断して、重錘2がX方向において縦壁部11側に相対的に変位した場合には、重錘2をX方向において縦壁部12側に相対的に移動させ、重錘2がX方向において縦壁部12側に相対的に変位した場合には、重錘2をX方向において縦壁部11側に相対的に移動させることを示す変位方向信号を送出するようになっている。
枠体3の一対の縦壁部11及び12に対して重錘2を相対的にX方向に移動させるようになっている移動手段6は、縦壁部11に回転自在に取付けられた回転自在体としてのプーリ51と、縦壁部12に回転自在に取付けられた回転自在体としてのプーリ52と、一端部53で重錘本体7に連結されていると共にプーリ51に掛け回されている可撓体としてのワイヤー、ベルト又はチェーン、本例ではワイヤー54と、一端部55で重錘本体7に連結されていると共にプーリ52に掛け回されている可撓体としてのワイヤー、ベルト又はチェーン、本例ではワイヤー56と、一方の方向の作動でワイヤー54を牽引すると共にワイヤー54の牽引に起因して重錘2によるワイヤー56の牽引を生じさせる一方、一方の方向と逆の方向である他方の方向の作動でワイヤー56を牽引すると共にワイヤー56の牽引に起因して重錘2によるワイヤー54の牽引を生じさせるように、ワイヤー54及び56の他端部に連結されて重錘本体7に設けられた可撓体牽引手段57とを具備している。
プーリ51は、縦壁部11に取付けられた一対の断面U字状の支持部材61に支持された軸62を介して縦壁部11に回転自在に取付けられており、プーリ52もまた、縦壁部12に取付けられた一対の断面U字状の支持部材63に支持された軸64を介して縦壁部12に回転自在に取付けられている。
ワイヤー54は、その一端部53で重錘本体7に取付けられた連結具66を介して当該重錘本体7に連結されており、ワイヤー56もまた、その一端部55で重錘本体7に取付けられた連結具67を介して当該重錘本体7に連結されている。
可撓体牽引手段57は、重錘本体7の上面8に固定された可逆電動モータ71と、可逆電動モータ71の出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結された回転体としてのプーリ72と、X方向変位判定回路42からの駆動信号及び変位方向信号でもって可逆電動モータ71に駆動電流を供給する駆動回路73とを具備している。
可逆電動モータ71は、検出手段5の検出信号に基づいて駆動回路73がX方向変位判定回路42から駆動信号を受信しないで駆動回路73から駆動電流の供給を受けない場合には、換言すれば、駆動回路73からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸の自由回転、したがってプーリ72の自由回転を許容する一方、検出手段5の検出信号に基づいて駆動回路73がX方向変位判定回路42から駆動信号及び変位方向信号を受信して駆動回路73から駆動電流を受ける場合には、換言すれば、駆動回路73からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸を回転、したがってプーリ72を回転させてプーリ72へのワイヤー54若しくは56の巻き取り又はプーリ72からワイヤー54若しくは56の繰り出しを生じさせてワイヤー54又は56を牽引して枠体3の一対の縦壁部11及び12に対して重錘2を相対的にX方向に移動させるようになっている。
駆動回路73は、X方向変位判定回路42からの駆動信号と同時に当該X方向変位判定回路42から重錘2がX方向において縦壁部11側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、重錘2をX方向において縦壁部12側に相対的に移動させる駆動電流を可逆電動モータ71に供給し、これに代えて、X方向変位判定回路42からの駆動信号と同時に当該X方向変位判定回路42から重錘2がX方向において縦壁部12側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、重錘2をX方向において縦壁部11側に相対的に移動させる駆動電流を可逆電動モータ71に供給するようになっている。
ワイヤー54は、可逆電動モータ71の一方の方向の作動によるプーリ72の一方の方向の回転、例えば正転で当該プーリ72に巻き取られて牽引される一方、可逆電動モータ71の他方の方向の作動によるプーリ72の他方の方向の回転、例えば逆転で当該プーリ72から繰り出されて非牽引にされると共に重錘2による牽引を許容するように、その他端部でプーリ72に連結されている。
ワイヤー56は、可逆電動モータ71の一方の方向の作動によるプーリ72の一方の方向の回転、例えば正転でプーリ72から繰り出されて非牽引にされると共に重錘2による牽引を許容する一方、可逆電動モータ71の他方の方向の作動によるプーリ72の他方の方向の回転、例えば逆転で当該プーリ72に巻き取られて牽引されるように、その他端部でプーリ72に連結されている。
枠体3が構造物の床部10に固定されている以上の能動型動吸振装置1では、構造物がX方向に振動しない際には、重錘2は、保持機構4によりX方向には可動に、Y方向及び垂直方向Vには不動に保持されており、移動手段6におけるそのプーリ72もまた、重錘2のこのX方向の可動性を阻害しないように、回転自在となってワイヤー54及び56に牽引を生じさせないようになっている。
そして能動型動吸振装置1では、地震、強風等で構造物の床部10がX方向に大きく振動して、例えば図5に示すように重錘2が縦壁部11に相対的に一定以上近接すると、可逆電動モータ71に駆動電流を供給してプーリ72を逆転させてプーリ72によりワイヤー56を牽引すると共にワイヤー54をプーリ72から繰り出す一方、ワイヤー56の牽引に起因して重錘2によるワイヤー54の牽引を生じさせて、重錘2を縦壁部11から離反させ、これにより、重錘2を縦壁部11に相対的に近接させる構造物の床部10のX方向の振動に対して反力を与えて構造物の床部10のX方向の振動を減少させるようになっており、地震、強風等で重錘2が縦壁部12に相対的に一定以上近接する場合は、可逆電動モータ71に駆動電流を供給してプーリ72を正転させてプーリ72によりワイヤー54を牽引すると共にワイヤー56をプーリ72から繰り出す一方、ワイヤー54の牽引に起因して重錘2によるワイヤー56の牽引を生じさせて、重錘2を縦壁部12から離反させ、これにより、重錘2を縦壁部12に相対的に近接させる構造物の床部10のX方向の振動に対して反力を与えて構造物の床部10のX方向の振動を減少させるようになっており、而して、能動型動吸振装置1は、構造物の床部10のX方向の振動を減少させるようになっている。
ところで、能動型動吸振装置1では、移動手段6が、一端部53で重錘2に連結されていると共にプーリ51に掛け回されているワイヤー54と、一端部55で重錘2に連結されていると共にプーリ52に掛け回されているワイヤー56と、一方の方向の作動でワイヤー54を牽引すると共にワイヤー54の牽引に起因して重錘2によるワイヤー56の牽引を生じさせる一方、一方の方向と逆の方向である他方の方向の作動でワイヤー56を牽引すると共にワイヤー56の牽引に起因して重錘2によるワイヤー54の牽引を生じさせるように、ワイヤー54及び56の他端部に連結されて重錘2に設けられた可撓体牽引手段57とを具備しているために、重錘2と枠体3との間のX方向の距離、本例では隙間X1を大きくしてダイナミックレンジを広くしても、それに応じてX方向の作用力を大きくする必要がなく、而して、X方向に関して所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、コスト低減を図り得る。
また、能動型動吸振装置1では、プーリ51及び52を動滑車の如く作動させることができる結果、ワイヤー54及び56に対する牽引力を小さくでき、例えば可撓体牽引手段57を本例のように可逆電動モータ71でもって具体化する場合には、小さなトルクの可逆電動モータ71を利用でき、而して、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、更なる、高性能化かつコスト低減を図り得る。
また能動型動吸振装置1では、保持機構4がU字状の板ばね21〜26を具備しているために、重錘2及び枠体3を摩擦抵抗なしにX方向に可動に保持できる結果、能動型動吸振機能をほぼ理想的な態様で得ることができる。
上記の能動型動吸振装置1では、移動手段6をプーリ72を具備して構成したが、これに代えて又はこれと共に、図6に示すように構成してもよい。即ち、図6に示す能動型動吸振装置1では、重錘2に固定された可逆電動モータ71と、可逆電動モータ71の出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたピニオン81と、ピニオン81にラック歯82で噛み合うと共にX方向に伸びてX方向に移動自在に配されたラック83からなるX方向走行体とを具備しており、ワイヤー54は、可逆電動モータ71の一方の方向の作動によるピニオン81の正転でのラック83のX方向の一方の方向の直動で当該ラック83に引っ張られて牽引される一方、可逆電動モータ71のX方向の他方の方向の作動によるピニオン81の逆転でのラック83のX方向の他方の方向の直動で当該ラック83から送り出されて非牽引にされると共に重錘2による牽引を許容するように、その他端部でラック83の一端部に連結されており、ワイヤー56は、可逆電動モータ71の一方の方向の作動によるピニオン81の正転でのラック83のX方向の一方の方向の直動で当該ラック83から送り出されて非牽引にされると共に重錘2による牽引を許容する一方、可逆電動モータ71の他方の方向の作動によるピニオン81の逆転でのラック83のX方向の他方の方向の直動で当該ラック83に引っ張られて牽引されるように、その他端部でラック83の他端部に連結されている。
図6に示すピニオン81及びラック83を具備した能動型動吸振装置1でも、プーリ72を具備した能動型動吸振装置1と同様に動作して、同様の効果を得ることができる。
図6に示す能動型動吸振装置1では、X方向走行体としてラック83を用い、ピニオン81により可逆電動モータ71の出力回転軸の回転をラック83に伝達したが、これに代えて、X方向走行体としてボールねじを用い、可逆電動モータ71の出力回転軸にボールナットを取付け、ボールナットとボールねじとの螺合を介して可逆電動モータ71の出力回転軸の回転をボールねじに伝達するようにしてもよく、更には、可逆電動モータ71に代えて、重錘2に固定された固定子と、X方向走行体としてこの固定子に対してX方向に移動自在な可動子とを具備したリニアモータを用いて、X方向走行体としてリニアモータの可動子の一端と他端とに、ワイヤー54及び56の夫々の他端を連結してもよい。
このようにボールナット及びボールねじを用いた能動型動吸振装置1でも、また、固定子及び可動子を具備したリニアモータを用いた能動型動吸振装置1でも、図1に示す能動型動吸振装置1と同様に動作して、同様の効果を得ることができる。
なお、上記のいずれの能動型動吸振装置1も、構造物のX方向の振動を減少させるようになっているが、同様の構成でもって構造物のY方向の振動を減少させるようにした能動型動吸振装置を、構造物のX方向の振動を減少させるようにした能動型動吸振装置1に並置して、構造物のX方向及びY方向の振動を減少させるようにしてもよく、また、枠体3の外側に更に枠体を設けて、枠体3を床部10から浮かすと共にこの外側の枠体を床部10に固定する一方、この外側の枠体で枠体3を保持機構4と同様の保持機構を用いてY方向に可動に保持する一方、X方向並びに垂直方向Vに不動に保持し、検出手段5により外側の枠体に対する重錘2のY方向の所定値の相対的振動を検出し、移動手段6と同様の移動手段により、検出手段5からの検出信号に基づいて重錘2の外側の枠体に対するY方向の相対的な移動を許容する一方、重錘2の外側の枠体に対するY方向の振動変位を減少させるように重錘2を外側の枠体に対してX方向に相対的に移動させるようにしてもよい。
1 能動型動吸振装置
2 重錘
3 枠体
4 保持機構
5 検出手段
6 移動手段

Claims (13)

  1. 重錘と、この重錘に隣接して配された枠体と、重錘と枠体との間に介在されていると共に重錘を枠体に対して水平面内の一の方向に可動に保持する一方、当該一の方向に交差する水平面内の他の一の方向及び水平面に直交する垂直方向に不動に保持する保持機構と、枠体に対する重錘の一の方向の所定値の相対的振動を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号に基づいて重錘の枠体に対する一の方向の振動変位を減少させるように重錘を枠体に対して一の方向に相対的に移動させる移動手段とを具備しており、枠体は、重錘を間にして一の方向において互いに対向する一対の縦壁部を有しており、移動手段は、一対の縦壁部のうちの一方の縦壁部に回転自在に取付けられた第一の回転自在体と、一対の縦壁部のうちの他方の縦壁部に回転自在に取付けられた第二の回転自在体と、一端部で重錘に連結されていると共に第一の回転自在体に掛け回されている第一の可撓体と、一端部で重錘に連結されていると共に第二の回転自在体に掛け回されている第二の可撓体と、一方の方向の作動で第一の可撓体を牽引すると共にこの第一の可撓体の牽引に起因して重錘による第二の可撓体の牽引を生じさせる一方、一方の方向と逆の方向である他方の方向の作動で第二の可撓体を牽引すると共にこの第二の可撓体の牽引に起因して重錘による第一の可撓体の牽引を生じさせるように、第一及び第二の可撓体の他端部に連結されて重錘に設けられた可撓体牽引手段とを具備した能動型動吸振装置。
  2. 可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結された回転体とを具備しており、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による回転体の一方の方向の回転で当該回転体に巻き取られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による回転体の他方の方向の回転で当該回転体から繰り出されて重錘による牽引を許容するように、その他端部で回転体に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による回転体の一方の方向の回転で当該回転体から繰り出されて重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による回転体の他方の方向の回転で当該回転体に巻き取られて牽引されるように、その他端部で回転体に連結されている請求項1に記載の能動型動吸振装置。
  3. 可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたピニオンと、このピニオンに噛み合うと共に一の方向に伸びて配されたラックからなる走行体とを具備しており、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で走行体の一端部に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引されるように、その他端部で走行体の他端部に連結されている請求項1に記載の能動型動吸振装置。
  4. 可撓体牽引手段は、重錘に固定された固定子と、この固定子に対して一の方向に移動自在な可動子とを具備したリニアモータを具備しており、第一の可撓体は、リニアーモータの一方の方向の作動による可動子の一方の方向の直動で当該可動子に引っ張られて牽引される一方、リニアモータの他方の方向の作動による可動子の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で可動子の一端部に連結されており、第二の可撓体は、リニアモータの一方の方向の作動による可動子の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、リニアモータの他方の方向の作動による可動子の他方の方向の直動で当該可動子に引っ張られて牽引されるように、その他端部で可動子の他端部に連結されている請求項1に記載の能動型動吸振装置。
  5. 可撓体牽引手段は、重錘に固定された可逆電動モータと、この可逆電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたボールナットと、このボールナットに螺合されていると共に一の方向に伸びて配されたボールねじからなる走行体とを具備しており、第一の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引される一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で重錘による牽引を許容するように、その他端部で走行体の一端部に連結されており、第二の可撓体は、可逆電動モータの一方の方向の作動による走行体の一方の方向の直動で重錘による牽引を許容する一方、可逆電動モータの他方の方向の作動による走行体の他方の方向の直動で当該走行体に引っ張られて牽引されるように、その他端部で走行体の他端部に連結されている請求項1に記載の能動型動吸振装置。
  6. 枠体は、重錘を間にして他の一の方向において互いに対向する他の一対の縦壁部を有しており、保持機構は、枠体に対する重錘の一の方向の移動を許容する一方、重錘を枠体に対して垂直方向に不動に保持するように、重錘と他の一対の縦壁部との間の夫々に介在された縦置きのU字状の板ばねと、枠体に対する重錘の一の方向の移動を許容する一方、枠体に対する重錘の他の一の方向の移動を阻止するように、一対の縦壁部と重錘との間の夫々に介在された横置きのU字状の板ばねとを具備している請求項1から5のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  7. 第一及び第二の可撓体は、ワイヤー、ベルト又はチェーン等の紐状体である請求項1から6のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  8. 可逆電動モータ又はリニアモータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転又は可動子の直動を許容する一方、その出力回転軸又は可動子を介して第一又は第二の可撓体を牽引して枠体の一対の縦壁部に対して重錘を相対的に一の方向に移動させるようになっている請求項1から7のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  9. 検出手段は、枠体に対する重錘の一の方向の所定値の相対的振動を検出するようになっている請求項1から8のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  10. 検出手段は、相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つを検出するようになっている請求項1から9のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  11. 検出手段は、枠体に対する重錘の一の方向の一定以上の相対的振動を検出するようになっている請求項1から10のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置。
  12. 請求項1から11のいずれか一項に記載の能動型動吸振装置を具備した構造物であって、能動型動吸振装置の枠体が構造物の屋上床等の床部に固定されている構造物。
  13. 検出手段は、構造物に対する重錘の相対的振動を検出するようになっている請求項12に記載の構造物。
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