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

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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