JP6830729B2 - Control device for rotary inertial mass damper - Google Patents
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Description
本発明は、回転マスの回転慣性質量による慣性力を発生させる回転慣性質量ダンパの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for the rotational inertia mass dampers for generating an inertial force due to rotational inertia mass of the rotating mass.
従来、この種の回転慣性質量ダンパとして、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この回転慣性質量ダンパは、筒状に形成された固定筒と、この固定筒に、軸線方向に移動自在に部分的に収容されたねじ軸と、このねじ軸に複数のボールを介して螺合するナットと、ナットに一体に取り付けられ、固定筒に回転自在に支持されるとともに、固定筒の外周に配置された筒状の回転マスを備えている。ねじ軸、ボール及びナットは、いわゆるボールねじを構成している。
Conventionally, as this kind of rotational inertia mass damper, for example, those disclosed in
以上の構成の回転慣性質量ダンパでは、固定筒及びねじ軸が、構造物の所定の第1及び第2部位にそれぞれ連結され、構造物の振動に伴う第1部位と第2部位の間の相対変位が固定筒及びねじ軸に伝達される。それに伴い、ねじ軸が固定筒に対して軸線方向に移動し、このねじ軸の移動が、ナットで回転運動に変換された状態で回転マスに伝達され、それにより回転マスが回転する。その結果、この回転マスの回転慣性質量による慣性力が、回転慣性質量ダンパの抵抗力となって第1及び第2部位に作用することにより、構造物の振動が抑制される。 In the rotary inertial mass damper having the above configuration, the fixed cylinder and the screw shaft are connected to predetermined first and second parts of the structure, respectively, and are relative to each other between the first part and the second part due to the vibration of the structure. The displacement is transmitted to the fixed cylinder and the screw shaft. Along with this, the screw shaft moves in the axial direction with respect to the fixed cylinder, and the movement of the screw shaft is transmitted to the rotating mass in a state of being converted into a rotary motion by the nut, whereby the rotating mass rotates. As a result, the inertial force due to the rotational inertial mass of the rotary mass acts as a resistance force of the rotary inertial mass damper and acts on the first and second portions, so that the vibration of the structure is suppressed.
構造物に入力される振動波の特性は一定ではなく、その振幅の大きさや周波数はそのときどきで異なり、それに応じて、構造物の振動度合や振動数が変化する。これに対して、上述した従来の回転慣性質量ダンパでは、その構成から明らかなように、回転マスの回転慣性質量を制御できないことにより、回転慣性質量ダンパの適当な大きさの抵抗力が得られないことによって、構造物の振動を適切に抑制することができないおそれがある。 The characteristics of the vibration wave input to the structure are not constant, and the magnitude and frequency of its amplitude differ from time to time, and the degree of vibration and frequency of the structure change accordingly. On the other hand, in the conventional rotary inertial mass damper described above, as is clear from the configuration, the rotational inertial mass of the rotary mass cannot be controlled, so that a resistance force of an appropriate size of the rotary inertial mass damper can be obtained. Without it, the vibration of the structure may not be properly suppressed.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、回転マスの回転慣性質量を制御でき、それにより、構造物の振動を適切に抑制することができる回転慣性質量ダンパの制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, can be controlled rotational inertia mass of the rotating masses, whereby the rotational inertia mass dampers which can appropriately suppress the vibration of the structure and to provide a control device.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、基礎に立設された構造物の振動を抑制するための回転慣性質量ダンパの制御装置であって、構造物の振動に伴って発生した構造物の変位が伝達されるとともに、伝達された構造物の変位を回転動力に変換する変換機構と、回転自在の回転マスと、変換機構で変換された回転動力を変速した状態で回転マスに伝達するとともに、変速比を変更可能に構成された変速装置と、構造物に入力される地震動を計測する地震計と、計測される地震動中の卓越する周波数成分である卓越周波数成分を算出する卓越周波数成分算出手段と、算出された卓越周波数成分に基づいて、変速比を設定する変速比設定手段と、を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
この構成によれば、構造物の振動に伴って発生した構造物の変位が、変換機構に伝達され、変換機構に伝達された構造物の変位は、変換機構によって回転動力に変換される。また、変換機構で変換された回転動力は、変速比を変更可能な変速装置により変速された状態で、回転自在の回転マスに伝達される。上記の変速比は、地震動中の卓越する周波数成分である卓越周波数成分に基づいて設定される。このように、変速装置の変速比を設定することによって、回転マスの実質的な回転慣性質量を制御でき、それにより、構造物の振動を適切に抑制することができる。 According to this configuration, the displacement of the structure generated by the vibration of the structure is transmitted to the conversion mechanism, and the displacement of the structure transmitted to the conversion mechanism is converted into rotational power by the conversion mechanism. Further, the rotational power converted by the conversion mechanism is transmitted to the rotatable rotary mass in a state where the gear is changed by the transmission whose gear ratio can be changed. The above gear ratio is set based on the predominant frequency component, which is the predominant frequency component during seismic motion. By setting the gear ratio of the transmission in this way , it is possible to control the substantial rotational inertia mass of the rotating mass, whereby the vibration of the structure can be appropriately suppressed.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態による回転慣性質量ダンパ1を示している。以下、便宜上、図1の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として説明する。図1に示すように、回転慣性質量ダンパ1は、ケース状の本体部2と、本体部2内に収容された円筒状の内筒3及び外筒4と、本体部2に対して軸線方向(図1の左右方向)に移動自在に設けられたねじ軸5と、ねじ軸5に複数のボール(図示せず)を介して回転自在に螺合するナット6を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a rotary
本体部2は、軸線方向に互いに対向する板状の左右の側壁2a、2bと、両側壁2a、2bの間に設けられた筒状の筒壁2cを一体に有しており、左右の側壁2a、2bの互いに対向する面の各々には、スラスト軸受けBE1が取り付けられ、固定されている。これらの一対のスラスト軸受けBE1、BE1は、互いに同軸状に配置されている。左側壁2aには、厚さ方向の外方に突出する凸部2dが一体に設けられており、凸部2dには、後述する回転マス8、8の回転に伴って作用するトルクでは回転しない程度の摩擦を有する自在継手を介して、第1取付具FL1が設けられている。また、右側壁2bには、厚さ方向に貫通する挿入孔2eが形成されており、凸部2d及び挿入孔2eは、スラスト軸受けBE1、BE1と同軸状に配置されている。また、左右の側壁2a、2bには、厚さ方向に貫通する支持孔2fが、上記の挿入孔2eと平行に並んで形成されており、支持孔2fには、ラジアル軸受けBE2が設けられている。
The
内筒3は、軸線方向に互いに対向する円板状の左右の側壁3a、3bと、両側壁3a、3bの間に設けられた周壁3cを一体に有しており、本体部2内に、ナット6と同軸状に配置されている。左側壁3aは本体部2の左側壁2aの軸受けBE1に、右側壁3bは本体部2の右側壁2bの軸受けBE1に、それぞれ係合しており、それにより、内筒3は、軸受けBE1、BE1を介して本体部2に、その軸線を中心として回転自在に支持されており、本体部2に対して移動不能である。また、右側壁3bの径方向の中央には、軸線方向に貫通する挿入孔(図示せず)が形成されている。外筒4は、円筒状に形成され、その内側に内筒3が同軸状に挿入されていて、ラジアル軸受け(図示せず)を介して内筒3に回転自在に支持されており、内筒3に対して軸線方向に移動不能である。
The
前記ねじ軸5は、ボール及びナット6とともにボールねじを構成している。また、ねじ軸5は、軸線方向に延びるとともに、内筒3に、その右側壁3bの挿入孔に挿入された状態で、軸線方向に移動自在に部分的に収容されており、本体部2の右側壁2bよりも右方に延びている。ねじ軸5の右端部には、回転マス8、8の回転に伴って作用するトルクでは回転しない程度の摩擦を有する自在継手を介して、第2取付具FL2が設けられている。ナット6は、内筒3の右側壁3bに同軸状に取り付けられ、本体部2の右側壁2bの挿入孔2eに挿入されており、本体部2に対して、内筒3と一体に回転自在である。
The
以上の構成により、ねじ軸5が本体部2に対して軸線方向に移動すると、この移動が上記のボールねじで回転運動に変換される結果、ナット6及び内筒3が回転する。
With the above configuration, when the
また、回転慣性質量ダンパ1は、内筒3と外筒4の間を接続/遮断するためのクラッチ7と、一対の回転マス8、8と、外筒4の回転を変速した状態で回転マス8、8に伝達するための変速装置9をさらに備えている。クラッチ7は、例えば摩擦クラッチであり、内筒3に取り付けられたインナーと、外筒4に取り付けられたアウターと、電磁式のアクチュエータ7a(図2参照)を有している。アクチュエータ7aは、後述する制御装置21に接続されており、クラッチ7の接続/遮断は、アクチュエータ7aを介して、制御装置21により制御される。クラッチ7が接続された状態で、ねじ軸5が本体部2に対して移動するのに伴ってナット6及び内筒3が回転すると、外筒4は内筒3と一体に回転する。なお、アクチュエータ7aとして油圧式のものを用いてもよい。また、クラッチ7として、他の適当なクラッチ、例えば電磁パウダークラッチなどを用いてもよい。
Further, the rotary
各回転マス8は、比重の比較的大きな材料、例えば鉄で構成され、円板状に形成されており、その厚さが比較的大きく、一対の回転マス8、8の一方は、変速装置9の後述する回転軸10の左端部に、他方は回転軸10の右端部に、それぞれ同軸状に一体に設けられている。なお、一対の回転マス8、8の一方を省略してもよいことは、もちろんである。
Each
変速装置9は、いわゆる平行軸式の有段変速装置であって、本体部2の前述した挿入孔2f、2fにラジアル軸受けBE2、BE2を介して挿入された回転軸10と、互いに並列に設けられた第1ギヤ列11及び第2ギヤ列12と、シンクロメッシュ機構(同期噛合い機構)13などで構成されており、2段の変速段を有している。回転軸10は、ラジアル軸受けBE2、BE2を介して本体部2に回転自在に支持されており、外筒4と平行に延びている。第1及び第2ギヤ列11、12ならびにシンクロメッシュ機構13は、本体部2内に収容されている。
The
第1ギヤ列11は、互いに噛み合う第1ギヤ11a及び第2ギヤ11bで構成されており、前者11aは外筒4に同軸状に一体に設けられ、後者11bは、回転軸10に同軸状に回転自在に設けられている。また、第2ギヤ列12は、互いに噛み合う第3ギヤ12a及び第4ギヤ12bで構成されており、前者12aは外筒4に同軸状に一体に設けられ、後者12bは、回転軸10に同軸状に回転自在に設けられている。第1〜第4ギヤ11a、11b、12a、12bの歯数の設定については後述する。
The
シンクロメッシュ機構13は、第2ギヤ11b及び第4ギヤ12bを回転軸10に選択的に接続/遮断するためのものであり、環状に形成されるとともに内歯が設けられたスリーブ13aや、スリーブ13aに連結されたシフトフォーク13b、シフトフォーク13bを介してスリーブ13aを駆動する電磁式のアクチュエータ13c(図2参照)、第2及び第4ギヤ11b、12bの各々に一体に設けられたクラッチギヤ(図示せず)などを有している。シンクロメッシュ機構13は、車両用の有段変速装置に用いられるような周知のものであるので、その構成及び動作について簡単に説明する。
The
スリーブ13aは、回転軸10に回転不能かつ軸線方向に移動自在に設けられており、第2ギヤ11bと第4ギヤ12bの間に配置されている。シンクロメッシュ機構13では、スリーブ13aが図1に示す中立位置にあるときには、第2及び第4ギヤ11b、12bと回転軸10との間は、遮断された状態にある。また、アクチュエータ13cによりスリーブ13aが中立位置から第2ギヤ11b側に駆動されると、スリーブ13aは、第2ギヤ11b及び回転軸10の回転を互いに同期させながら第2ギヤ11b側に移動し、スリーブ13aの内歯が第2ギヤ11bと一体のクラッチギヤと噛み合うことによって、第2ギヤ11bが回転軸10に接続されるとともに、第4ギヤ12bと回転軸10の間が遮断される。
The
一方、アクチュエータ13cによりスリーブ13aが中立位置から第4ギヤ12b側に駆動されると、スリーブ13aは、第4ギヤ12b及び回転軸10の回転を互いに同期させながら第4ギヤ12b側に移動し、スリーブ13aの内歯が第4ギヤ12bと一体のクラッチギヤと噛み合うことによって、第4ギヤ12bが回転軸10に接続されるとともに、第2ギヤ11bと回転軸10の間が遮断される。
On the other hand, when the
アクチュエータ13cは、制御装置21に接続されており、シンクロメッシュ機構13による第2及び第4ギヤ11b、12bの回転軸10への選択的な接続/遮断は、アクチュエータ13cを介して、制御装置21により制御される。これにより、外筒4の回転を回転マス8、8に伝達するための変速装置9のギヤ列として、第1及び第2ギヤ11a、11bから成る第1ギヤ列11と、第3及び第4ギヤ12a、12bから成る第2ギヤ列12の一方が選択される。
The
以上の構成の回転慣性質量ダンパ1は、例えば、図3に示すように、基礎(図示せず)に立設された高層の建物Bに適用され、この場合、本体部2が、第1取付具FL1及び第1連結部材EN1を介して、建物Bの上梁BUに連結されるとともに、ねじ軸5が、第2取付具FL2及び第2連結部材EN2を介して、建物Bの下梁BDに連結される。第1連結部材EN1は、上梁BUから鉛直に立ち下がり、第2連結部材EN2は、下梁BDから鉛直に立ち上がり、本体部2及びねじ軸5は、上下の梁BU、BDと平行に延びている。回転マス8、8は、第1及び第2連結部材EN1、EN2とともに付加振動系を構成しており、両者EN1、EN2は、比較的剛性の低い鋼材で構成されており、弾性を有している。
The rotary inertial
建物Bの振動に伴って上下の梁BU、BDの間で相対変位が発生すると、この相対変位が本体部2及びねじ軸5に伝達されることによって、ねじ軸5が、本体部2に対して軸線方向に移動する。このねじ軸5の移動は、ナット6により回転運動に変換され、ナット6は、内筒3と一緒に本体部2に対して回転する。この場合、クラッチ7で内筒3と外筒4の間が接続されるとともに、シンクロメッシュ機構13で第1ギヤ列11が選択されているときには、内筒3の回転が、外筒4、第1及び第2ギヤ11a、11bを介して、両ギヤ11a、11bのギヤ比に基づく所定の第1変速比(第2ギヤ11bの歯数/第1ギヤ11aの歯数)で変速された状態で、回転軸10に伝達され、さらに回転マス8、8に伝達される。これにより、回転マス8、8が回転する結果、回転マス8、8の回転慣性質量による慣性力が発生する。
When a relative displacement occurs between the upper and lower beams BU and BD due to the vibration of the building B, the relative displacement is transmitted to the
一方、クラッチ7で内筒3と外筒4の間が接続され、シンクロメッシュ機構13で第2ギヤ列12が選択されているときには、内筒3の回転が、外筒4、第3及び第4ギヤ12a、12bを介して、両ギヤ12a、12bのギヤ比に基づく所定の第2変速比(第4ギヤ12bの歯数/第3ギヤ12aの歯数)で変速された状態で、回転軸10に伝達され、さらに回転マス8、8に伝達される。これにより回転マス8、8が回転する結果、回転マス8、8の回転慣性質量による慣性力が発生する。
On the other hand, when the
なお、シンクロメッシュ機構13で選択されるギヤ列が第1ギヤ列11と第2ギヤ列12の間で変更され、変速装置9の変速比が第1変速比と第2変速比の間で切り替えられるときには、まず、クラッチ7で内筒3と外筒4の間が遮断された後、その状態でギヤ列の変更が行われ、変更されたギヤ列のギヤの回転軸10への接続が完了した後に、クラッチ7で内筒3と外筒4の間が接続される。
The gear train selected by the
第1〜第4ギヤ11a〜12bの歯数は、例えば、次のようにして設定されている。すなわち、ねじ軸5に作用する回転マス8、8の実質的な回転慣性質量Md(等価質量)は、第1ギヤ列11が選択されているときには、次式(1)で表される。
Md={2π/(Ld×R1)}2×m×D2/8 ……(1)
ここで、R1は、上記の第1変速比(第2ギヤ11bの歯数/第1ギヤ11aの歯数)であり、Ldはねじ軸5のピッチ、mは回転マス8、8の質量、Dは回転マス8の径である。
The number of teeth of the first to
Md = {2π / (Ld × R1)} 2 × m ×
Here, R1 is the above-mentioned first gear ratio (number of teeth of the
一方、回転マス8、8の回転慣性質量Mdは、第2ギヤ列12が選択されているときには、次式(2)で表される。
Md={2π/(Ld×R2)}2×m×D2/8 ……(2)
ここで、R2は、前記第2変速比(第4ギヤ12bの歯数/第3ギヤ12aの歯数)である。
On the other hand, the rotational inertia mass Md of the
Md = {2π / (Ld × R2)} 2 × m ×
Here, R2 is the second gear ratio (the number of teeth of the
これらの式(1)及び(2)から明らかなように、回転マス8、8の回転慣性質量Mdは、第1及び第2ギヤ列11、12の一方を選択し、変速装置9の変速比を変更することによって、2段階に制御される。
As is clear from these equations (1) and (2), the rotational inertia mass Md of the
また、回転マス8、8、第1及び第2連結部材EN1、EN2から成る付加振動系の固有振動数faは、次式(3)で表される。
fa=sqrt(k/Md)/2π ……(3)
ここで、kは、第1及び第2連結部材EN1、EN2の全体の剛性である。
Further, the natural frequency fa of the additional vibration system including the
fa = sqrt (k / Md) / 2π …… (3)
Here, k is the overall rigidity of the first and second connecting members EN1 and EN2.
第1及び第2ギヤ11a、11bの歯数は、第1ギヤ列11が選択され、変速装置9の変速比として第1変速比R1が選択されているときに、付加振動系の固有振動数faが例えば建物Bの1次モードの固有振動数(以下「1次固有振動数」という)f1に同調するように(例えば、ほぼfa=f1になるように)、設定されている。より具体的には、上記式(1)及び(3)に基づいて、第1変速比R1、1次固有振動数f1、ねじ軸5のピッチLd、回転マス8、8の質量m、回転マス8の径D、ならびに、第1及び第2連結部材EN1、EN2の全体の剛性kの間に、次式(4)が成立するように、第1及び第2ギヤ11a、11bの歯数は設定されている。
R1={(2π2×f1×D)/Ld}×sqrt{m/(2k)} ……(4)
The number of teeth of the first and
R1 = {(2π 2 × f1 × D) / Ld} × sqrt {m / (2k)} …… (4)
また、第3及び第4ギヤ12a、12bの歯数は、第2ギヤ列12が選択され、変速装置9の変速比として第2変速比R2が選択されているときに、付加振動系の固有振動数faが例えば建物Bの2次モードの固有振動数(以下「2次固有振動数」という)f2に同調するように(例えば、ほぼfa=f2になるように)、設定されている。より具体的には、上記式(2)及び(3)に基づいて、第2変速比R2、2次固有振動数f2、ねじ軸5のピッチLd、回転マス8、8の質量m、回転マス8の径D、ならびに、第1及び第2連結部材EN1、EN2の全体の剛性kの間に、次式(5)が成立するように、第3及び第4ギヤ12a、12bの歯数は設定されている。
R2={(2π2×f2×D)/Ld}×sqrt{m/(2k)} ……(5)
Further, the number of teeth of the third and
R2 = {(2π 2 × f2 × D) / Ld} × sqrt {m / (2k)} …… (5)
なお、第1及び第2変速比R1、R2はいずれも、値1.0よりも小さな高速側の変速比に設定されており、それにより、回転マス8、8の回転慣性質量Mdは、前記式(1)及び(2)から明らかなように、回転マス8、8の質量mよりも大きく増大される。
The first and second gear ratios R1 and R2 are both set to gear ratios on the high-speed side smaller than the value of 1.0, whereby the rotational inertia mass Md of the
制御装置21は、バッテリや、電気回路、CPU、RAM、ROM、I/Oインターフェースなどの組み合わせで構成され、建物B内に設けられており、制御装置21には、図2に示す地震計22が接続されている。地震計22は、建物Bの基礎に設置されており、建物Bに入力される地震動を計測するとともに、その計測信号を制御装置21に入力する。制御装置21は、地震計22から入力された信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、建物Bの振動を抑制するための制振制御を実行し、それにより、アクチュエータ7a、13cの動作を制御することで、変速装置9の変速比を設定(制御)する。
The
図4は、上記の制振制御を実行するための同調制御処理を示しており、本処理は、所定時間(例えば100msec)ごとに繰り返し実行される。まず、図4のステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、建物Bが振動中であるか否かを判別する。この判別は、地震計22で計測された地震動に基づいて行われる。このステップ1の答がNOのときには、そのまま本処理を終了する一方、YESで、建物Bが振動中であるときには、建物Bに入力されている地震動中の卓越する周波数成分である卓越周波数成分fcpを算出する(ステップ2)。この卓越周波数成分fcpの算出は、地震計22で計測された地震動を周波数解析することによって、行われる。
FIG. 4 shows a tuning control process for executing the above-mentioned vibration damping control, and this process is repeatedly executed every predetermined time (for example, 100 msec). First, in
次いで、算出された卓越周波数成分fcpに基づいて、変速装置9の変速比を設定し(ステップ3)、本処理を終了する。このステップ3では、変速装置9の変速比の設定は、例えば、次のようにして行われる。すなわち、まず、卓越周波数成分fcpの周波数が建物Bの前記1次固有振動数f1に所定値を加算した値よりも小さいときには、卓越周波数成分fcpの周波数が1次固有振動数f1に近いとして、付加振動系の固有振動数faを建物Bの1次固有振動数f1に同調させるために、変速装置9の変速比は第1変速比R1に設定(制御)される。
Next, the gear ratio of the
一方、卓越周波数成分fcpの周波数が建物Bの前記1次固有振動数f1に所定値を加算した値以上であるときには、卓越周波数成分fcpの周波数が、1次固有振動数f1よりも2次固有振動数f2に近いとして、付加振動系の固有振動数faを建物Bの2次固有振動数f2に同調させるために、変速装置9の変速比は第2変速比R2に設定(制御)される。
On the other hand, when the frequency of the dominant frequency component fcp is equal to or greater than the value obtained by adding a predetermined value to the first natural frequency f1 of the building B, the frequency of the dominant frequency component fcp is second-order natural than the first natural frequency f1. Assuming that the frequency is close to f2, the gear ratio of the
以上のように、第1実施形態によれば、建物Bの振動に伴う上梁BUと下梁BDの間の相対変位が、ねじ軸5、ボール及びナット6から成るボールねじに伝達されるとともに、伝達された相対変位が、ボールねじによって回転動力に変換される。また、変換された回転動力は、変速装置9により変速された状態で、回転自在の回転マス8、8に伝達される。さらに、回転マス8、8が第1及び第2連結部材EN1、EN2とともに付加振動系を構成している。
As described above, according to the first embodiment, the relative displacement between the upper beam BU and the lower beam BD due to the vibration of the building B is transmitted to the ball screw composed of the
また、上述した同調制御処理(図4)により、建物Bの振動中、実際の地震動中の卓越周波数成分fcpの周波数に近い建物Bの1次又は2次固有振動数f1、f2に同調するように、変速装置9の変速比を設定(選択)することによって、回転マス8、8の回転慣性質量が制御される。このことと、前述した変速装置9の第1〜第4ギヤ11a、11b、12a、12bの歯数の設定手法とから明らかなように、付加振動系の固有振動数faを、建物Bの複数の固有振動数のうちの卓越周波数成分fcpに近い固有振動数に、適切に同調させることができるので、建物Bのそのときどきの振動を、付加振動系で適切に吸収し、抑制することができる。
Further, by the tuning control process (FIG. 4) described above, the building B is tuned to the primary or secondary natural frequencies f1 and f2 of the building B which are close to the frequency of the predominant frequency component fcp during the actual seismic motion during the vibration of the building B. By setting (selecting) the gear ratio of the
次に、本発明の第2実施形態による回転慣性質量ダンパについて説明する。この回転慣性質量ダンパは、その構成要素が第1実施形態と基本的に同じであり、第1実施形態と比較して、次の事項a〜cが異なっている。
a:回転マス8、8が第1及び第2連結部材EN1、EN2とともに付加振動系を構成しておらず、両連結部材EN1、EN2の剛性が比較的高く設定されていること
b:変速装置9の第1〜第4ギヤ11a、11b、12a、12bの歯数の設定
c:制御装置21で実行される処理
このため、構成要素の符号については、第1実施形態のものを援用し、以下、第2実施形態の回転慣性質量ダンパについて、上記の事項b及びcについて説明する。
Next, the rotary inertial mass damper according to the second embodiment of the present invention will be described. The components of this rotary inertial mass damper are basically the same as those of the first embodiment, and the following items a to c are different from those of the first embodiment.
a: The rotating
上記の事項bについて、第1〜第4ギヤ11a、11b、12a、12bの歯数は、次のようにして設定されている。すなわち、第1及び第2ギヤ11a、11bの歯数は、両者によって定まる第1変速比R1が値1.0よりも小さな第1所定値になるように設定されており、第3及び第4ギヤ12a、12bの歯数は、両者によって定まる第2変速比R2が第1変速比R1よりも小さな第2所定値になるように、設定されている。これにより、前記式(1)及び(2)から明らかなように、回転マス8、8の回転慣性質量Mdは、回転マス8、8の質量mよりも大きく増大されるとともに、変速比が第2変速比R2であるときには、第1変速比R1であるときよりも、大きくなる。
Regarding the above item b, the number of teeth of the first to
次に、前記事項cについて説明する。第2実施形態の制御装置21では、建物Bの制振制御を実行するための処理として、同調制御処理(図4)に代えて、図5に示す共振回避制御処理が実行される。本処理は、同調制御処理と同様、所定時間ごとに繰り返し実行される。図5において、図4の同調制御処理と同じ実行内容の部分については、同じステップ番号を付しており、図4と図5の比較から明らかなように、共振回避制御処理は、同調制御処理と比較して、前記ステップ3に代えてステップ11を実行する点のみが異なっている。
Next, the item c will be described. In the
図5のステップ11では、変速装置9の変速比が次のようにして設定(制御)される。すなわち、まず、算出された卓越周波数fcpと1次〜n次の第1固有振動数fα(1)〜fα(n)との偏差の絶対値Df1(1)〜Df1(n)をそれぞれ算出するとともに、fcpと1次〜n次の第2固有振動数fβ(1)〜fβ(n)との偏差の絶対値Df2(1)〜Df2(n)をそれぞれ算出する。
In
これらの1次〜n次の第1固有振動数fα(1)〜fα(n)はそれぞれ、変速比が第1変速比R1である場合における回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含む建物B全体の1次モード〜n次モードの固有振動数である。また、1次〜n次の第2固有振動数fβ(1)〜fβ(n)はそれぞれ、変速比が第2変速比R2である場合における回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含む建物B全体の1次モード〜n次モードの固有振動数である。第1及び第2固有振動数fα(1)〜fα(n)、fβ(1)〜fβ(n)は、前記式(1)などに基づいて予め算出され、ROMに記憶されている。
These 1st to nth first natural frequencies fα (1) to fα (n) are buildings containing the rotational inertia masses Md of the
次いで、算出された絶対値Df1(1)〜Df1(n)と絶対値Df2(1)〜Df2(n)とを、次数(1)〜(n)が同じもの同士を比較し、複数の次数(1)〜(n)のいずれについても、前者Df1(1)〜Df1(n)の最小値が後者Df2(1)〜Df2(n)の最小値よりも大きいときには、変速比が第1変速比R1に設定され、これとは逆に、後者Df2(1)〜Df2(n)の最小値が前者Df1(1)〜Df1(n)の最小値よりも大きいときには、変速比が第2変速比R2に設定される。なお、複数の次数(1)〜(n)のいずれかについて、絶対値Df1(1)〜Df1(n)の最小値と絶対値Df2(1)〜Df2(n)の最小値が同じであるときには、変速比は変更されずに維持される。 Next, the calculated absolute values Df1 (1) to Df1 (n) and the absolute values Df2 (1) to Df2 (n) are compared with each other having the same order (1) to (n), and a plurality of orders are compared. In any of (1) to (n), when the minimum value of the former Df1 (1) to Df1 (n) is larger than the minimum value of the latter Df2 (1) to Df2 (n), the gear ratio is the first shift. The ratio is set to R1, and conversely, when the minimum value of the latter Df2 (1) to Df2 (n) is larger than the minimum value of the former Df1 (1) to Df1 (n), the gear ratio is the second shift. The ratio is set to R2. The minimum values of the absolute values Df1 (1) to Df1 (n) and the minimum values of the absolute values Df2 (1) to Df2 (n) are the same for any of the plurality of orders (1) to (n). Occasionally, the gear ratio remains unchanged.
以上により、第2実施形態によれば、建物Bの振動中、回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含めた建物Bの固有振動数が、建物Bに入力される地震動のうちの卓越周波数成分fcpの周波数に対してずれるように、変速装置9の変速比を設定することによって、回転マス8、8の回転慣性質量が制御される。これにより、建物Bが地震動と共振するのを回避しながら、回転マス8、8の回転慣性質量Mdによる抵抗力を上下の梁BU、BDに適切に作用させることができ、ひいては、建物Bの振動を適切に抑制することができる。
Based on the above, according to the second embodiment, during the vibration of the building B, the natural frequency of the building B including the rotational inertia masses Md of the
次に、図6を参照しながら、本発明の第3実施形態による回転慣性質量ダンパ31について説明する。この回転慣性質量ダンパ31は、第1及び第2実施形態と比較して、回転マス32、32の構成と、各回転マス32と回転軸10の間に摩擦材33が設けられていることが、異なっている。図6において、第1及び第2実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1及び第2実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, the rotary inertial
回転マス32は、第1及び第2実施形態の回転マス8と比較して、その軸線方向に貫通する嵌合孔32aが形成されている点のみが異なっている。上記の摩擦材33は、摩擦係数が比較的安定している材料、例えばテフロン(登録商標)などで構成され、環状に形成されるとともに回転軸10の左右の端部の各々に取り付けられており、回転マス32の嵌合孔32aに嵌合している。この嵌合によって、回転マス32は回転軸10に連結されている。摩擦材33の摩擦係数は、建物Bの振動が非常に大きいことで回転マス32の回転トルクが非常に大きくなったときに、回転マス32が摩擦材33に対して滑るように、設定されている。なお、摩擦材33を、環状に形成せずに、回転軸10の周面に不連続に取り付けてもよい。
The
また、回転軸10における回転マス32の左右の両側にはそれぞれ、フランジ10aが一体に設けられており、回転マス32は、これらのフランジ10a、10aに挟み込まれている。
Further,
以上のように、第3実施形態によれば、摩擦材33が、回転軸10に取り付けられており、回転マス32は、その嵌合孔32aに摩擦材33が嵌合することにより、摩擦材33を介して回転軸10に連結されている。また、摩擦材33の摩擦係数が上述したように設定されているので、建物Bの振動が非常に大きいことで回転マス32の回転トルクが非常に大きくなったときに、回転マス32が摩擦材33に対して滑り、それにより、回転マス32、32の回転慣性質量による慣性力を制限することができる。
As described above, according to the third embodiment, the
なお、建物Bの振動中、回転マス32、32の回転慣性質量による慣性力の制限を、クラッチ7を遮断することによって行ってもよい。
During the vibration of the building B, the inertial force may be limited by the rotational inertial masses of the
次に、図7を参照しながら、本発明の第4実施形態による回転慣性質量ダンパ41について説明する。この回転慣性質量ダンパ41は、第1実施形態と比較して、外筒4及びクラッチ7が設けられていないことと、変速装置42の構成が異なっている。図7において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, the rotary inertial
変速装置42は、変速比を連続的に変更可能な金属ベルト式の無段変速装置であり、車両などで用いられるような周知のものであるので、以下、その構成及び動作について簡単に説明する。変速装置42は、駆動プーリ43、従動プーリ44、伝達ベルト45、第1電磁弁46、及び第2電磁弁47(図8参照)などで構成されており、駆動プーリ43は、互いに対向する円錐台形状の固定部43a及び可動部43bを有している。
The
固定部43aは、内筒3の周壁3cに固定されており、可動部43bは、内筒3の周壁3cに、その軸線方向に移動可能でかつ相対的に回転不能に設けられている。また、固定部43aと可動部43bの間には、伝達ベルト45を巻き掛けるためのV字状のベルト溝が形成されている。可動部43bには、油圧ポンプ(図示せず)が接続されており、油圧ポンプから可動部43bに供給される油圧は、第1電磁弁46の開度を変更することによって、調整される。これにより、駆動プーリ43のプーリ幅が変更されることによって、駆動プーリ43の有効径が無段階に変化する。図8に示すように、第1電磁弁46は、後述する制御装置51に接続されている。
The fixed
従動プーリ44は、上記駆動プーリ43と同様に構成されており、互いに対向する円錐台形状の固定部44a及び可動部44bを有している。固定部44aは、回転軸10に固定されており、可動部44bは、回転軸10に、その軸線方向に移動可能にかつ回転不能に設けられている。また、固定部44aと可動部44bの間には、V字状のベルト溝が形成されている。可動部44bには、油圧ポンプ(図示せず)が接続されており、油圧ポンプから可動部44bに供給される油圧は、第2電磁弁47の開度を変更することによって、調整される。これにより、従動プーリ44のプーリ幅が変更されることによって、従動プーリ44の有効径が無段階に変化する。図8に示すように、第2電磁弁47は、制御装置51に接続されている。伝達ベルト45は、金属板で構成された多数のエレメントを互いに重ね合わせた状態で帯状の金属リングで連結したものであり、駆動プーリ43及び従動プーリ44のベルト溝に巻き掛けられている。
The driven
以上の構成の変速装置42では、制御装置51により第1及び第2電磁弁46、47の開度が制御されることによって、駆動プーリ43及び従動プーリ44の有効径が無段階に変化する結果、その変速比が無段階に制御される。変速装置42の変速比は、いずれも値1.0よりも小さな第1上限変速比と第2下限変速比の間で、無段階に変更可能である。
In the
回転慣性質量ダンパ41は、図示しないものの、第1実施形態の場合と同様にして、建物Bの上下の梁BU、BDに連結される(図2参照)。回転マス8、8は、第1及び第2連結部材EN1、EN2(図2参照)とともに付加振動系を構成している。また、建物Bの振動に伴って上下の梁BU、BDの間で相対変位が発生すると、この相対変位が本体部2及びねじ軸5に伝達されることによって、ねじ軸5が、本体部2に対して軸線方向に移動する。このねじ軸5の移動は、ナット6により回転運動に変換され、ナット6は、内筒3と一緒に本体部2に対して回転する。内筒3の回転は、変速装置42で変速された状態で回転軸10に伝達され、さらに回転マス8、8に伝達される。これにより、回転マス8、8が回転する結果、回転マス8、8の回転慣性質量による慣性力が発生する。
Although not shown, the rotary inertial
制御装置51は、バッテリや、電気回路、CPU、RAM、ROM、I/Oインターフェースなどの組み合わせで構成されるとともに、回転慣性質量ダンパ41が適用された建物B内に設けられており、地震計22で計測された地震動を表す信号が入力される。制御装置51にはさらに、第1回転数センサ52から駆動プーリ43の回転数を表す検出信号が、第2回転数センサ53から従動プーリ44の回転数を表す検出信号が、入力される。制御装置51は、第1及び第2回転数センサ52、53から入力された検出信号に基づいて、変速装置42の変速比(駆動プーリ43の回転数/従動プーリ44の回転数)を算出するとともに、地震計22から入力された信号に応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、建物Bの振動を抑制するための制振制御を実行し、それにより、第1及び第2電磁弁46、47の開度を制御することで、変速比を設定(制御)する。
The
図9は、上記の制振制御を実行するための同調制御処理を示しており、本処理は、第1実施形態の場合と同様、所定時間ごとに繰り返し実行される。また、図9において、第1実施形態の同調制御処理(図4)と同じ実行内容の部分については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる実行内容の部分についてのみ説明する。 FIG. 9 shows a tuning control process for executing the above-mentioned vibration damping control, and this process is repeatedly executed at predetermined time intervals as in the case of the first embodiment. Further, in FIG. 9, the same reference numerals are given to the parts having the same execution contents as those of the tuning control process (FIG. 4) of the first embodiment. Hereinafter, only the part of the execution content different from that of the first embodiment will be described.
前記ステップ2に続くステップ21では、回転マス8、8、第1及び第2連結部材EN1、EN2から成る付加振動系の固有振動数の目標値である目標固有振動数fcmdaを設定する。この目標固有振動数fcmdaの設定は、算出された卓越周波数成分fcpと建物Bの固有振動数との関係に基づいて行われる。例えば、卓越周波数成分fcpが建物Bの前記1次固有振動数f1に近いときには、目標固有振動数fcmdaは1次固有振動数f1に設定され、卓越周波数成分fcpが2次固有振動数f2に近いときには、目標固有振動数fcmdaは2次固有振動数f2に設定される。
In
次いで、設定された目標固有振動数fcmdaに基づいて、変速装置42の変速比を設定(制御)し(ステップ22)、本処理を終了する。具体的には、まず、目標固有振動数fcmdaに基づき、前記式(4)や(5)に基づく次式(6)によって、目標変速比Rcmdを算出する。次に、第1及び第2電磁弁46、47の開度を制御することによって、変速比を、算出された目標変速比Rcmdになるように制御する。
Rcmd={(2π2×fcmda×D)/Ld}
×sqrt{m/(2k)} ……(6)
Next, the gear ratio of the
Rcmd = {(2π 2 x fcmda x D) / Ld}
× sqrt {m / (2k)} …… (6)
以上のように、第4実施形態によれば、建物Bの振動に伴う上梁BUと下梁BDの間の相対変位が、第1実施形態の場合と同様に、ボールねじ(ねじ軸5、ナット6、ボール)に伝達されるとともに、伝達された相対変位が、ボールねじによって回転動力に変換される。また、変換された回転動力は、変速装置42により変速された状態で、回転自在の回転マス8、8に伝達される。さらに、回転マス8、8が第1及び第2連結部材EN1、EN2とともに付加振動系を構成している。
As described above, according to the fourth embodiment, the relative displacement between the upper beam BU and the lower beam BD due to the vibration of the building B is the ball screw (screw
また、上述した同調制御処理(図9)により、建物Bの振動中、この付加振動系の目標固有振動数fcmdaを、実際の地震動中の卓越周波数成分fcpに近い建物Bの1次又は2次固有振動数に設定するとともに、fcmdaに基づいて変速装置42の変速比を制御することによって、付加振動系の固有振動数が目標固有振動数fcmdaになるように、回転マス8、8の回転慣性質量が制御される。これにより、付加振動系の固有振動数を、建物Bの複数の固有振動数のうちの卓越周波数成分fcpに近い固有振動数に適切に同調させることができるので、建物Bのそのときどきの振動を、付加振動系で適切に吸収し、抑制することができる。
Further, by the above-mentioned tuning control process (FIG. 9), during the vibration of the building B, the target natural frequency fcmda of this additional vibration system is set to the primary or secondary of the building B close to the predominant frequency component fcp during the actual seismic motion. By setting the natural frequency and controlling the gear ratio of the
次に、本発明の第5実施形態による回転慣性質量ダンパについて説明する。この回転慣性質量ダンパは、その構成要素が第4実施形態と基本的に同じであり、第4実施形態と比較して、次の事項d及びeが異なっている。
d:回転マス8、8が第1及び第2連結部材EN1、EN2とともに付加振動系を構成しておらず、両連結部材EN1、EN2の剛性が比較的高く設定されていること
e:制御装置51で実行される処理
このため、構成要素の符号については、第4実施形態のものを援用し、以下、第5実施形態の回転慣性質量ダンパについて、上記の事項eについて説明する。
Next, the rotary inertial mass damper according to the fifth embodiment of the present invention will be described. The components of this rotary inertial mass damper are basically the same as those of the fourth embodiment, and the following items d and e are different from those of the fourth embodiment.
d: The rotating
第5実施形態の制御装置51では、建物Bの制振制御を実行するための処理として、同調制御処理(図9)に代えて、図10に示す共振回避制御処理が実行される。本処理は、同調制御処理と同様、所定時間ごとに繰り返し実行される。図10において、図9の同調制御処理と同じ実行内容の部分については、同じステップ番号を付しており、図9と図10の比較から明らかなように、共振回避制御処理は、同調制御処理と比較して、前記ステップ21及び22に代えてステップ31及び32をそれぞれ実行する点のみが異なっている。
In the
図10のステップ31では、算出された周波数成分fcpの周波数から所定値を減算することによって、回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含む建物B全体の固有振動数の目標値である目標固有振動数fcmdを算出する。この場合、算出された目標固有振動数fcmdが所定の下限値よりも小さくなるようなときには、目標固有振動数fcmdは、周波数成分fcpの周波数に所定値を加算することによって、算出される。
In
ステップ31に続くステップ32では、算出された目標固有振動数fcmdに基づいて変速装置42の変速比を設定(制御)し、本処理を終了する。具体的には、まず、回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含む建物Bの固有振動数fbが次式(7)で表されるとして、この式(7)や前記式(1)、式(2)より導出された次式(8)と、目標固有振動数fcmdを用いて、目標変速比Rcmdを算出する。ここで、Kは建物Bの剛性であり、Mは建物Bの質量である。
fb=sqrt{K/(M+Md)}/2π ……(7)
Rcmd=(π2×D×fcmd/Ld)
×sqrt{2m/(K−4π2×fcmd2×M)} ……(8)
次に、第1及び第2電磁弁46、47の開度を制御することによって、変速装置42の変速比を、算出された目標変速比Rcmdになるように制御する。
In
fb = sqrt {K / (M + Md)} / 2π …… (7)
Rcmd = (π 2 × D × fcmd / Ld)
× sqrt {2m / (K-4π 2 × fcmd 2 × M)} …… (8)
Next, by controlling the opening degrees of the first and
以上により、第5実施形態によれば、建物Bの振動中、回転マス8、8の回転慣性質量Mdを含めた建物Bの固有振動数が目標固有振動数fcmdになるように、すなわち建物Bに入力される地震動のうちの卓越周波数成分fcpの周波数に対してずれるように、変速装置42の変速比を設定することによって、回転マス8、8の回転慣性質量が制御される。これにより、建物Bが地震動と共振するのを回避しながら、回転マス8、8の回転慣性質量Mdによる抵抗力を上下の梁BU、BDに適切に作用させることができ、ひいては、建物Bの振動を過大にすることなく適切に抑制することができる。
Based on the above, according to the fifth embodiment, during the vibration of the building B, the natural frequency of the building B including the rotational inertia masses Md of the
なお、本発明は、説明した第1〜第5実施形態(以下、総称する場合「実施形態」という)に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第1〜第3実施形態では、変速装置9の変速段の段数は、2であるが、3以上でもよい。また、第1〜第3実施形態では、変速装置9は、平行軸式の有段変速装置であるが、他の適当な有段変速装置、例えば、車両などで用いられている遊星歯車装置や、ブレーキ、クラッチの組み合わせで構成された有段変速装置でもよい。さらに、第4及び第5実施形態では、変速装置42は、金属ベルト式の無段変速装置であるが、他の適当な無段変速装置、例えば、車両などで用いられているトラクションドライブ式(トロイダル式)の無段変速装置などでもよい。
The present invention is not limited to the first to fifth embodiments described above (hereinafter, collectively referred to as "embodiments"), and can be implemented in various embodiments. For example, in the first to third embodiments, the number of gears of the
また、第3実施形態では、摩擦材33を、回転軸10に取り付けるとともに、回転マス32の嵌合孔32aに嵌合させているが、回転マスの嵌合孔の内周面に摩擦材を取り付けるとともに、摩擦材の内側に回転軸を嵌合させてもよい。あるいは、摩擦材を、回転軸及び嵌合孔の内周面のいずれにも取り付けずに(固定せずに)、両者の間に嵌合させてもよい。その場合、回転マスに、その径方向に貫通するとともに嵌合孔に連通する複数の収容孔を形成し、各収容孔に摩擦材に接触するスプリングを設けるとともに、回転マスの径方向の外方から収容孔にねじをねじ込むことで、スプリングの圧縮度合を変化させ、それにより回転軸及び嵌合孔の内周面に対する摩擦材の嵌合度合(摩擦係数)を調整してもよい。
Further, in the third embodiment, the
さらに、第4及び第5実施形態では、第1〜第3実施形態の外筒4及びクラッチ7を省略しているが、これを採用してもよく、その場合、駆動プーリ43の固定部43a及び可動部43bは、外筒4に設けられる。また、第4及び第5実施形態に関し、回転マス8、8及び回転軸10を第3実施形態で説明したように構成し、すなわち、各回転マスを、摩擦材を介して回転軸に連結してもよい。この場合にも、回転マス及び摩擦材に関し、上述したバリエーションを採用してもよいことは、もちろんである。
Further, in the fourth and fifth embodiments, the outer cylinder 4 and the
また、第1及び第4実施形態で説明した同調制御処理ならびに第2及び第5実施形態で説明した共振回避制御処理の実行内容は、あくまで一例であり、適宜、変更することができる。例えば、第1及び第2実施形態については、変速比を第1変速比R1に設定する領域と、第2変速比R2に設定する領域とを卓越周波数成分fcpで規定したマップを、前述した制御則に従って作成し、このマップを検索することによって、変速比を設定してもよい。また、第4及び第5実施形態については、例えば、卓越周波数成分fcpと目標変速比Rcmdの関係を、前述した制御則に従ってマップ化し、このマップを検索することによって、変速比を設定してもよい。 Further, the execution contents of the tuning control process described in the first and fourth embodiments and the resonance avoidance control process described in the second and fifth embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate. For example, in the first and second embodiments, the map in which the region in which the gear ratio is set in the first gear ratio R1 and the region in which the gear ratio is set in the second gear ratio R2 are defined by the dominant frequency component fcp is controlled as described above. The gear ratio may be set by creating according to the rule and searching this map. Further, in the fourth and fifth embodiments, for example, the relationship between the dominant frequency component fcp and the target gear ratio Rcmd may be mapped according to the above-mentioned control rule, and the gear ratio may be set by searching this map. Good.
さらに、前述した同調制御処理及び共振回避制御処理による制振制御は、あくまで一例であり、回転慣性質量ダンパにおいて可変制御される回転マスの回転慣性質量を有効に利用できるものである限り、他の適当な制振制御、例えば、次のような制振制御を採用することができる。すなわち、構造物の振動中、構造物の応答量を表す適当なパラメータ、例えば、建物の上下の梁の間の相対変位や相対加速度を検出するとともに、検出された相対変位や相対加速度が大きいほど、回転マスの回転慣性質量がより大きくなるように、変速比を設定する。 Further, the vibration suppression control by the tuning control process and the resonance avoidance control process described above is only an example, and other as long as the rotational inertia mass of the rotating mass variably controlled by the rotational inertia mass damper can be effectively used. Appropriate vibration damping control, for example, the following vibration damping control can be adopted. That is, during the vibration of the structure, an appropriate parameter representing the response amount of the structure, for example, the relative displacement or relative acceleration between the upper and lower beams of the building is detected, and the larger the detected relative displacement or relative acceleration, the larger the relative displacement or relative acceleration. , Set the gear ratio so that the rotational inertia mass of the rotating mass becomes larger.
また、実施形態では、本発明における変換機構として、ねじ軸5やナット6で構成されたボールねじを用いているが、構造物の振動に伴う変位を回転動力に変換する他の適当な機構、例えば、互いに噛み合うラック及びピニオンで構成された機構や、特許第5191579号のような流体駆動型の歯車モータ(圧力モータ)を利用した機構(歯車モータの回転軸に変速装置を設ける)を用いてもよい。ここで、特許第5191579号の流体駆動型の歯車モータを利用した機構については、弾性体(ばね)がロッドとピストンの間に設けられているが、この弾性体を省略してもよいことは、もちろんである。さらに、実施形態では、回転慣性質量ダンパ1、31、41を、上梁BU及び下梁BDに連結しているが、構造物が立設された基礎及び構造物を含む系内の他の適当な所定の2つの部位、例えば基礎及び構造物の上端部に連結してもよく、あるいは、構造物と基礎に連結し、いわゆる免震装置として機能させてもよい。また、実施形態では、本発明における構造物は、建物Bであるが、他の適当な構造物、例えば、橋梁や、鉄塔、ラック倉庫などでもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Further, in the embodiment, a ball screw composed of a
B 建物(構造物)
1 回転慣性質量ダンパ
5 ねじ軸(変換機構)
6 ナット(変換機構)
8 回転マス
9 変速装置
10 回転軸
31 回転慣性質量ダンパ
32 回転マス
32a 嵌合孔
33 摩擦材
41 回転慣性質量ダンパ
42 変速装置
B building (structure)
1 Rotational inertial
6 nut (conversion mechanism)
8 Rotating
Claims (1)
前記構造物の振動に伴って発生した当該構造物の変位が伝達されるとともに、伝達された前記構造物の変位を回転動力に変換する変換機構と、
回転自在の回転マスと、
前記変換機構で変換された回転動力を変速した状態で前記回転マスに伝達するとともに、当該変速比を変更可能に構成された変速装置と、
前記構造物に入力される地震動を計測する地震計と、
前記計測される地震動中の卓越する周波数成分である卓越周波数成分を算出する卓越周波数成分算出手段と、
前記算出された卓越周波数成分に基づいて、前記変速比を設定する変速比設定手段と、
を備えていることを特徴とする回転慣性質量ダンパの制御装置。 A control device for a rotary inertial mass damper to suppress vibration of a structure erected on a foundation.
A conversion mechanism that transmits the displacement of the structure generated by the vibration of the structure and converts the transmitted displacement of the structure into rotational power.
With a rotatable rotating mass,
A transmission device configured to transmit the rotational power converted by the conversion mechanism to the rotary mass in a speed-shifted state and to change the gear ratio.
A seismograph that measures the seismic motion input to the structure,
The predominant frequency component calculating means for calculating the predominant frequency component, which is the predominant frequency component during the measured seismic motion, and
A gear ratio setting means for setting the gear ratio based on the calculated dominant frequency component, and
A control device for a rotary inertial mass damper, which comprises.
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