JP7133947B2 - floating foundation - Google Patents

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Description

本発明は、防振床などの浮き基礎に関する。 The present invention relates to floating foundations such as anti-vibration floors.

例えば、ライブハウスやコンサートホールで観客が音楽に合わせて動くタテノリに起因する振動によって周囲の建物が揺れたり、輪転機などの鉛直振動を生じる機器の振動が周囲に伝播するなど、床上で生じる加振力によって振動が周囲に伝わり、振動問題を起こすケースがある。 For example, in a live house or concert hall, the vibrations caused by the vertical movement of the audience in time with the music will cause the surrounding buildings to shake, and the vibrations of equipment that produces vertical vibrations, such as rotary presses, will propagate to the surroundings. In some cases, the vibration force is transmitted to the surroundings, causing vibration problems.

従来、このような振動問題に対応する技術として、ばね部材を介して加振源を支持してなる浮き基礎(防振架台や防振床などを含む)が知られている。 Conventionally, floating foundations (including anti-vibration mounts and anti-vibration floors) that support a vibration source via spring members are known as techniques for coping with such vibration problems.

ここで、図8(a)、図8(b)に示すように、浮き基礎1においては、地盤Gに伝わる反力を加振力に対して1/10程度に低減しようとする場合に加振振動数の1/3~1/5程度の固有振動数を設定する必要がある。 Here, as shown in FIGS. 8(a) and 8(b), in the floating foundation 1, when the reaction force transmitted to the ground G is reduced to about 1/10 of the excitation force, It is necessary to set a natural frequency that is about 1/3 to 1/5 of the vibration frequency.

一方、この固有振動数の設定は制御対象振動数が十数Hz~数十Hzの高振動数であれば問題ないが、比較的低振動数を制御対象とする場合には固有振動数の小さい柔らかい浮き基礎が必要になる。例えば、図8(b)に示すように、コンサート時のタテノリによる振動は2~4Hz程度であり、2Hzの振動による加振力を1/10程度に低減しようとすると、固有振動数が0.57Hz以下の浮き基礎が必要となる。 On the other hand, there is no problem in setting this natural frequency if the frequency to be controlled is a high frequency of ten and several Hz to several tens of Hz. A soft floating foundation is required. For example, as shown in FIG. 8(b), the vibration caused by the vertical axis during a concert is about 2 to 4 Hz. A floating foundation of 57 Hz or less is required.

このような非常に小さな固有振動数の浮き基礎を採用した場合には、上載荷重による過大な沈み込みや床が柔らかく動くことによる歩行時の不快感等の別途不都合を招くおそれがある。 If a floating foundation with such a very low natural frequency is adopted, there is a risk of causing additional inconveniences such as excessive sinking due to the surcharge or soft movement of the floor that causes discomfort during walking.

また、剛性の高いばねを用いて0.57Hz以下の浮き基礎を実現することも考えられるが、この場合には大きな質量が必要になり、浮き基礎が大型化するとともに高コスト化、施設全体の大型化などの不都合が生じる。 In addition, it is possible to realize a floating foundation of 0.57 Hz or less by using a spring with high rigidity, but in this case, a large mass is required, and the floating foundation becomes large and expensive. Inconvenience such as enlargement occurs.

これに対し、図9(a)、図9(b)に示すように、浮き基礎を支持するばね部材と並列に慣性質量ダンパーを付加することにより、浮き基礎の固有振動数を小さくし過ぎることなく制御対象の振動数帯域においてより高い防振性能を発揮する技術手法が提案、実用化されている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, as shown in FIGS. 9(a) and 9(b), adding an inertia mass damper in parallel with the spring member that supports the floating foundation may reduce the natural frequency of the floating foundation too much. A technical method has been proposed and put into practical use that exhibits higher vibration isolation performance in the frequency band to be controlled without any vibration (see, for example, Patent Document 1).

また、同様の原理を用いたものとして回転慣性質量を用いて制御対象に対する振動を遮断する技術手法(振動遮断接続機構)も提案されている(例えば、特許文献2参照)。 A technical method (vibration isolation connection mechanism) that uses a rotational inertia mass to isolate vibrations of a controlled object has also been proposed as one that uses the same principle (see, for example, Patent Document 2).

上記のような技術は、慣性質量値の設定により制御対象振動数(遮断振動数)を調整し、目的とする振動数域で高い振動低減効果を得ることができる。 The technique described above adjusts the frequency to be controlled (cutoff frequency) by setting the inertia mass value, and can obtain a high vibration reduction effect in the target frequency range.

ちなみに、制御対象振動数は、浮き基礎のばね剛性と慣性質量からなる固有振動数であるので、制御対象振動数をfcnt.、ばね剛性をkとすると、必要慣性質量mは以下の式(1)で求めることができる。 Incidentally, since the controlled frequency is the natural frequency of the spring stiffness and the inertial mass of the floating foundation, the controlled frequency is f cnt. , and the spring stiffness is k, the required inertia mass md can be obtained by the following equation (1).

Figure 0007133947000001
Figure 0007133947000001

例えば、図9(b)に示すように、固有振動数1.0Hzの浮き基礎において、振動数比(=加振振動数/固有振動数)2.5の振動を低減したい場合、基礎質量に対する慣性質量の比が0.16となる慣性質量ダンパーを付加することで、振動数比2.5(この場合2.5Hz)の応答を大きく低減することができ、その周辺振動数域の応答も1/10程度に低減することが可能となる。 For example, as shown in FIG. 9(b), in a floating foundation with a natural frequency of 1.0 Hz, if you want to reduce vibration with a frequency ratio (= excitation frequency / natural frequency) of 2.5, By adding an inertial mass damper with an inertial mass ratio of 0.16, the response at the frequency ratio of 2.5 (2.5 Hz in this case) can be greatly reduced, and the response in the surrounding frequency range is also It becomes possible to reduce to about 1/10.

特開2008-82541号公報JP 2008-82541 A 特開平09-177875号公報JP-A-09-177875

しかしながら、特許文献1や特許文献2に示された上記従来の浮き基礎においては、慣性質量があらかじめ慣性質量ダンパーに設定した値となる。このため、設置後に制御対象振動数を変えることは難しく、例えばコンサートでのタテノリ動作のように卓越する振動数が曲調によって変化し、制御対象とする振動数が変動するような場合などに対し、十分な振動低減性能が得られないという問題があった。 However, in the above-described conventional floating foundation disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the inertial mass is a value set in advance in the inertial mass damper. For this reason, it is difficult to change the frequency to be controlled after installation. There was a problem that sufficient vibration reduction performance could not be obtained.

本発明は、上記事情に鑑み、制御対象振動数を設置後でも容易に変更/調整でき、加振振動数が変動する場合に対しても効果的に振動低減性能を発揮できる浮き基礎を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, the present invention provides a floating foundation in which the frequency to be controlled can be easily changed/adjusted even after installation, and which can effectively exhibit vibration reduction performance even when the excitation frequency fluctuates. for the purpose.

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above objects, the present invention provides the following means.

本発明に係る浮き基礎は、制振対象の浮き基礎本体と、前記浮き基礎本体を支持するためのばね要素、減衰要素、慣性質量機構とを備えてなる浮き基礎であって、前記浮き基礎本体の振動を検知する振動検知手段と、前記振動検知手段の検知結果を受けた制御手段の動作指令に応じて前記慣性質量機構の慣性質量値を調整制御する振動低減特性可変機構と、を備え、前記振動低減特性可変機構は、回転錘を二分割し、一方の回転錘片および他方の回転錘片のそれぞれに雌ネジ孔を形成し、前記雌ネジ孔に雄ネジからなる位置調整ネジを備え、前記制御手段の動作指令に応じて前記位置調整ネジを回転させると前記一方の回転錘片と前記他方の回転錘片が同時に且つ左右同変位量で回転軸から離間、近接させて前記回転錘の回転中心距離を変更して慣性質量値を調整することを特徴とする。
A floating foundation according to the present invention comprises a floating foundation body to be damped, a spring element, a damping element, and an inertia mass mechanism for supporting the floating foundation body, wherein the floating foundation body is and a vibration reduction characteristic variable mechanism that adjusts and controls the inertia mass value of the inertia mass mechanism according to an operation command of the control means that receives the detection result of the vibration detection means, The vibration reduction characteristic variable mechanism divides the oscillating weight into two pieces, forms female screw holes in one piece of the oscillating weight and the other piece of the oscillating weight, and has a position adjusting screw made of a male screw in the female screw hole. When the position adjusting screw is rotated in response to an operation command from the control means, the one oscillating weight piece and the other oscillating weight piece are moved away from and close to the rotating shaft at the same time and with the same amount of left and right displacement. The inertia mass value is adjusted by changing the rotation center distance of the oscillating weight.

本発明の浮き基礎によれば、慣性質量機構の慣性質量値、ひいては制御対象振動数を設置後でも容易に変更/調整でき、例えば、無作為に時々刻々と変化する振動に対しても十分な振動低減性能を付与することが可能になる。 According to the floating foundation of the present invention, the inertial mass value of the inertial mass mechanism, and consequently the frequency to be controlled, can be easily changed/adjusted even after installation. It becomes possible to impart vibration reduction performance.

本発明の一実施形態に係る浮き基礎の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)、振動低減特性可変機構を示す図である。It is a figure which shows the rotary inertia mass damper (inertial mass mechanism) of the floating base, and a vibration reduction characteristic variable mechanism which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係る浮き基礎の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)、振動低減特性可変機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism) and a vibration reduction characteristic variable mechanism of a floating foundation according to another embodiment of the present invention; 本発明の他の実施形態に係る浮き基礎の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)、振動低減特性可変機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism) and a vibration reduction characteristic variable mechanism of a floating foundation according to another embodiment of the present invention; 本発明の他の実施形態に係る浮き基礎の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)、振動低減特性可変機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism) and a vibration reduction characteristic variable mechanism of a floating foundation according to another embodiment of the present invention; 本発明の他の実施形態に係る浮き基礎の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)、振動低減特性可変機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism) and a vibration reduction characteristic variable mechanism of a floating foundation according to another embodiment of the present invention; 回転中心距離と慣性質量値の変化率との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the center-of-rotation distance and the rate of change of the inertial mass value; 慣性質量比と浮き基礎の反力応答倍率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an inertia mass ratio and the reaction force response magnification of a floating foundation. 従来の浮き基礎を示す図である。It is a figure which shows the conventional floating foundation. 回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)を備えた浮き基礎を示す図である。FIG. 3 shows a floating foundation with a rotating inertial mass damper (inertial mass mechanism). 従来の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)を示す図である。1 is a diagram showing a conventional rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism); FIG.

以下、図1から図7(及び図9、図10)を参照し、本発明の一実施形態に係る浮き基礎について説明する。 A floating foundation according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 7 (and FIGS. 9 and 10).

本実施形態の浮き基礎は、慣性質量を用いた浮き基礎であり、且つその慣性質量値(制振対象振動数)を容易に変動できる振動低減特性可変機構を備え、より効果的な振動低減性能を発揮できるように構成されている。 The floating foundation of this embodiment is a floating foundation using an inertial mass, and is equipped with a vibration reduction characteristic variable mechanism that can easily change the inertia mass value (vibration damping target frequency), resulting in more effective vibration reduction performance. It is configured so that it can demonstrate

具体的に、本実施形態の浮き基礎Aは、図9(a)に示した浮き基礎と同様、浮き基礎本体1をばね部材(ばね剛性/ばね要素)2と、オイルダンパーなどの減衰(減衰要素)3と、回転慣性質量ダンパー(回転慣性質量M/慣性質量機構)4とで地盤G(床等を含む)に接続支持して構成されている。 Specifically, similar to the floating foundation shown in FIG. 9(a), the floating foundation A of this embodiment includes a floating foundation main body 1, a spring member (spring rigidity/spring element) 2, and damping (damping) such as an oil damper. Element) 3 and a rotational inertia mass damper (rotational inertia mass M/inertia mass mechanism) 4 are connected to and supported by the ground G (including the floor and the like).

ここで、図9(a)の浮き基礎1に具備される従来の回転慣性質量ダンパー4は、例えば、図10に示すように、ボールねじ4aと、ボールねじ4aに螺着したボールナット4bと、ボールナット4bにガイド板4dを介して固定した回転錘4eからなる慣性質量装置、および浮き基礎本体1に繋がる連結部材4fと、地盤Gにつながる固定用ハウジング4cを備えて構成されている。 Here, the conventional rotary inertia mass damper 4 provided on the floating foundation 1 of FIG. , an inertial mass device consisting of an oscillating weight 4e fixed to a ball nut 4b via a guide plate 4d, a connecting member 4f connected to the floating foundation main body 1, and a fixing housing 4c connected to the ground G.

この回転慣性質量ダンパー4は、ダンパー両端(連結部材4f、固定用ハウジング4c端部)に相対変位が生じると、ボールねじ4aが軸線O1方向に動き、ボールナット4bが回転する。そして、ボールナット4bに接続した回転錘4eが回転することで慣性抵抗力が生じ、浮き基礎本体1(制振対象)の振動を低減させる。 In this rotational inertia mass damper 4, when relative displacement occurs at both ends of the damper (connecting member 4f, fixing housing 4c end), the ball screw 4a moves in the direction of the axis O1 and the ball nut 4b rotates. The rotation of the rotating weight 4e connected to the ball nut 4b generates an inertial resistance force, which reduces the vibration of the floating foundation main body 1 (object to be damped).

これに対し、本実施形態の慣性質量ダンパー4’は、図1に示すように、振動低減特性可変機構5を備え、回転錘6の回転中心距離rを変更して慣性質量値(制振対象振動数)を調整できるように構成されている。 On the other hand, the inertial mass damper 4' of this embodiment, as shown in FIG. frequency) can be adjusted.

具体的に、本実施形態の慣性質量ダンパー4’(振動低減特性可変機構5)は、まず、一方(左側)の回転錘片6a、他方(右側)回転錘片6bに回転錘6を二分割するとともに、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bにそれぞれ、ガイド板スライド孔7と雌ネジ孔8とを設けて構成されている。そして、本実施形態の振動低減特性可変機構5は、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bの雌ネジ孔8にそれぞれ両端部の雄ネジを螺着して軸線O2をボールねじ4a及びボールナット4bの軸線O1と直交する水平方向に向けて設けられた位置調整ネジ(左右ネジ)9とを備えている。なお、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bをそれぞれ、任意の水平位置で自動的あるいはリモート操作でガイド板4dに固定/解放(着脱)する着脱手段10を備えていてもよい。 Specifically, in the inertial mass damper 4′ (vibration reduction characteristic variable mechanism 5) of the present embodiment, first, the oscillating weight 6 is divided into one (left) oscillating weight piece 6a and the other (right) oscillating weight piece 6b. Further, the one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b are provided with a guide plate slide hole 7 and a female screw hole 8, respectively. In the vibration reduction characteristic variable mechanism 5 of the present embodiment, the male screws at both ends are screwed into the female screw holes 8 of one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b, respectively, so that the axis O2 is connected to the ball screw 4a. and a position adjusting screw (left-right screw) 9 provided in a horizontal direction perpendicular to the axis O1 of the ball nut 4b. Attachment/detachment means 10 for fixing/releasing (detachment) the one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b to/from the guide plate 4d automatically or by remote control at any horizontal position may be provided.

このように構成した慣性質量ダンパー4’/振動低減特性可変機構5においては、図1(a)、図1(b)、図1(c)に示すように、位置調整ネジ9を軸線O2周りの一方向、他方向にそれぞれ回転させると、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bが同時に且つ同変位量で(同期し)、ガイド板4dに沿って水平方向に進退し、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bを自在にボールねじ4a及びボールナット4bの軸線O1中心の左右に離間、近接させることができる。 In the inertial mass damper 4′/vibration reduction characteristic variable mechanism 5 configured as described above, the position adjustment screw 9 is rotated around the axis O2 as shown in FIGS. When rotated in one direction and the other direction respectively, one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b advance and retreat horizontally along the guide plate 4d at the same time and with the same amount of displacement (synchronously). One oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b can be freely moved to the left and right of the center of the axis O1 of the ball screw 4a and the ball nut 4b.

これにより、回転錘6の回転中心距離rを変更して慣性質量値(制振対象振動数)を自在に調整することができる。 As a result, the inertia mass value (vibration target frequency) can be freely adjusted by changing the rotation center distance r of the oscillating weight 6 .

一方、振動低減特性可変機構5は、図2、図3に示すように、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bが二本の位置調整ネジ9を螺着して接続され、位置調整ネジ9が軸線O2周りに回転すると水平方向に進退移動するように構成してもよい。さらに、この場合、二本の位置調整ネジ9は、例えば、各々中央に平歯車11の従動歯車11aが固定され、これら従動歯車11aがステッピングモーター12の回転軸に同軸上に接続した平歯車11の駆動歯車11bと噛合して設けられている。さらに、電動のステッピングモーター12は、浮き基礎本体1の振動(加速度など)を検知する振動検知手段(不図示)の検知結果を受けた制御手段(コントローラ)13からパルス信号が送られ、このパルス信号に応じて駆動するように構成されている。 On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the vibration reduction characteristic variable mechanism 5 has one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b connected by screwing two position adjusting screws 9 to each other. The adjustment screw 9 may be configured to move forward and backward in the horizontal direction when it rotates around the axis O2. Furthermore, in this case, the two position adjusting screws 9 each have, for example, a driven gear 11a of the spur gear 11 fixed in the center, and these driven gears 11a are coaxially connected to the rotating shaft of the stepping motor 12. is provided in mesh with the drive gear 11b. Further, the electric stepping motor 12 receives a pulse signal from a control means (controller) 13 that receives a detection result of vibration detection means (not shown) for detecting vibration (acceleration, etc.) of the floating foundation body 1, and the pulse signal is sent to the stepping motor 12. It is configured to be driven according to a signal.

この振動低減特性可変機構5においては、浮き基礎本体1の振動を検知する振動検知手段の検知結果を受けた制御手段13から送られたパルス信号に応じてステッピングモーター12が駆動するため、駆動歯車11b、ひいては従動歯車11aの回転角度と回転速度を正確に制御でき、細かな位置決めが可能になる。また、ステッピングモーター12に通電していれば停止時に位置を保持する保持力もある。 In this vibration reduction characteristic variable mechanism 5, the stepping motor 12 is driven in accordance with the pulse signal sent from the control means 13 which receives the detection result of the vibration detection means for detecting the vibration of the floating foundation main body 1. The rotation angle and rotation speed of 11b and, in turn, the driven gear 11a can be accurately controlled, enabling fine positioning. Moreover, if the stepping motor 12 is energized, it has a holding force to hold the position when stopped.

ステッピングモーター12が駆動すると、接続した平歯車11が回転して位置調整ネジ9が回り、従動歯車11aの回転量に応じて一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bをそれぞれ正確に進退移動させることができる。このとき、ステッピングモーター12の制御により、回転錘6(一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6b)の移動量を制御し、所定の慣性質量となる位置に回転錘を移動させることができ、ステッピングモーター12の保持力によりその位置を保持することができる。このため、着脱手段10を不要にすることができる。 When the stepping motor 12 is driven, the connected spur gear 11 rotates and the position adjustment screw 9 rotates, and the one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b advance and retreat accurately according to the amount of rotation of the driven gear 11a. can be moved. At this time, by controlling the stepping motor 12, the amount of movement of the oscillating weight 6 (one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b) can be controlled to move the oscillating weight to a position where a predetermined inertial mass is obtained. The position can be held by the holding force of the stepping motor 12 . Therefore, the attachment/detachment means 10 can be made unnecessary.

なお、ステッピングモーター12は、モーター固定治具15でガイド板4dに固定されており、ダンパー作動時は、ボールナット4b、ガイド板4d、回転錘6、ステッピングモーター12が一体で回転するように設けられている。 The stepping motor 12 is fixed to the guide plate 4d by a motor fixing jig 15, and the ball nut 4b, the guide plate 4d, the oscillating weight 6, and the stepping motor 12 are arranged to rotate integrally when the damper is operated. It is

さらに、図3に示すように、ステッピングモーター12への給電にスリップリング16を用いることが好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 3, a slip ring 16 is preferably used to power the stepping motor 12 .

スリップリング16は、回転体に配置された金属製のリング16aとブラシ16bを介して電力や信号を伝達するコネクタである(例えば、株式会社東測「スリップリング」参照)。これにより、ステッピングモーター12に直接ケーブルを接続した場合のように、ダンパー4’に軸方向変位が生じて回転錘が回転するとともにケーブルがダンパー4’にからまるような不都合が生じない。 The slip ring 16 is a connector that transmits electric power and signals via a metal ring 16a and a brush 16b arranged on a rotating body (see, for example, Tosoku Co., Ltd. "Slip Ring"). As a result, unlike the case where the cable is directly connected to the stepping motor 12, the damper 4' is displaced in the axial direction, the oscillating weight rotates, and the cable is not entangled in the damper 4'.

また、スリップリング16のリング16aをボールナット4bとガイド板4dをつなぐ回転軸4gに固定し、ブラシ16bは固定用ハウジング4cや床などに固定すればよい。 Also, the ring 16a of the slip ring 16 may be fixed to the rotary shaft 4g connecting the ball nut 4b and the guide plate 4d, and the brush 16b may be fixed to the fixing housing 4c or the floor.

なお、図4に示すように、回転錘6とともに回転するステッピングモーター12への給電にワイヤレス給電を用いてもよい。この場合には、ワイヤレス給電システム17の出力部17aはモータードライバ18と接続して、床などに固定すればよい。 As shown in FIG. 4, wireless power feeding may be used to power the stepping motor 12 that rotates together with the oscillating weight 6 . In this case, the output unit 17a of the wireless power supply system 17 may be connected to the motor driver 18 and fixed to the floor or the like.

また、ワイヤレス給電システム17の伝送部17bは、例えば、ステッピングモーター12と接続し、ダンパー4’のガイド板4dから伸びている接続金物19に固定する。出力部17aから伝送部17bに非接触の状態で電気の供給が可能であり、これにより、ステッピングモーター12を駆動させることができる。また、ワイヤレス給電システム17の出力部17aと伝送部17bをともにダンパー4’のボールねじ4aの軸線O1上に配置すれば、回転錘6が回転しても位置が変わることはなく、ダンパー作動時を含め、常に給電することが可能になる。なお、この場合、ケーブル20はダンパー4’が作動しても不動である床に固定した出力部17aへ接続するだけであるので、ダンパー4’へのからみつきは生じない。 Also, the transmission section 17b of the wireless power supply system 17 is connected to, for example, the stepping motor 12 and fixed to a connection fitting 19 extending from the guide plate 4d of the damper 4'. Electricity can be supplied from the output section 17a to the transmission section 17b in a non-contact state, thereby driving the stepping motor 12. FIG. Further, if both the output part 17a and the transmission part 17b of the wireless power supply system 17 are arranged on the axis O1 of the ball screw 4a of the damper 4', the position does not change even if the oscillating weight 6 rotates. It is possible to supply power at all times, including In this case, the cable 20 is only connected to the output portion 17a fixed to the floor, which does not move even when the damper 4' is actuated, so that the cable 20 is not entangled with the damper 4'.

さらに、振動低減特性可変機構5は、例えば、図5に示すように、一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bにそれぞれ、ラック21を固定し、二本のラック21の間にピニオン22を噛み合わせて構成してもよい。この場合には、ピニオン22にステッピングモーター12を接続し、ステッピングモーター12が駆動するとピニオン22が回転してラック21が動き、ラック21に接続した一方の回転錘片6aと他方の回転錘片6bがそれぞれ、上記の本実施形態の振動低減特性可変機構5と同様にガイド板4dに沿って進退移動する。 Furthermore, as shown in FIG. 5, for example, the vibration reduction characteristic variable mechanism 5 has racks 21 fixed to one oscillating weight piece 6a and the other oscillating weight piece 6b, respectively, and a pinion is mounted between the two racks 21. 22 may be meshed together. In this case, the stepping motor 12 is connected to the pinion 22, and when the stepping motor 12 is driven, the pinion 22 rotates, the rack 21 moves, and one oscillating weight piece 6a connected to the rack 21 and the other oscillating weight piece 6b are connected to the rack 21. move forward and backward along the guide plate 4d in the same manner as the vibration reduction characteristic variable mechanism 5 of the present embodiment.

次に、本実施形態の慣性質量ダンパー4’を用いた浮き基礎Aの作用効果、すなわち、慣性質量値を変動させ、制御対象振動数を変更することについて説明を行う。 Next, the operation and effect of the floating foundation A using the inertial mass damper 4' of the present embodiment, that is, changing the inertial mass value to change the control target frequency will be described.

回転錘6(4e)を持つ慣性質量ダンパー4’(4)の慣性質量mは、例えば、下記の式(2)、式(3)を用いて算出できる。 The inertial mass md of the inertial mass damper 4' (4) having the oscillating weight 6 (4e) can be calculated using, for example, the following equations (2) and (3).

Figure 0007133947000002
Figure 0007133947000002

Figure 0007133947000003
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ここで、αは単位回転角に対するダンパー軸方向の変位(cm/rad)、Iは回転錘の断面二次モーメント、Aは回転錘の断面積である。 Here, α is the displacement in the direction of the damper axis per unit rotation angle (cm/rad), Ix is the moment of inertia of area of the oscillating weight, and A is the cross-sectional area of the oscillating weight.

図6は、各回転錘片6a、6bが半径100mmの半円型であると仮定した場合の回転中心距離rと慣性質量値の変化率の関係を示している。なお、この図において、慣性質量の変化率は、回転中心距離r=50mmの時の慣性質量値を基準とし、それに対する比率で表している。そして、この図に示す通り、回転中心距離rを30~80mmで変化させると、慣性質量値は0.5~2.0倍程度に変化することがわかる。 FIG. 6 shows the relationship between the rotation center distance r and the change rate of the inertial mass value when it is assumed that the oscillating weight pieces 6a and 6b are semicircular with a radius of 100 mm. In this figure, the rate of change of the inertial mass is expressed as a ratio with respect to the inertial mass value when the rotation center distance r=50 mm. Further, as shown in this figure, when the rotation center distance r is changed in the range of 30 to 80 mm, the inertial mass value changes by about 0.5 to 2.0 times.

そして、図7に示すように、固有振動数1.0Hzの浮き基礎Aにおいて、慣性質量比を0.07~0.25(0.125を基準に約0.5~2.0倍)まで変化させると、制御対象振動数を2.0~3.8Hz程度まで変動させることができる。 Then, as shown in FIG. 7, in the floating foundation A with the natural frequency of 1.0 Hz, the inertia mass ratio is set to 0.07 to 0.25 (approximately 0.5 to 2.0 times based on 0.125). When varied, the frequency to be controlled can be varied from about 2.0 to 3.8 Hz.

これにより、コンサートホールでのタテノリによる振動数が2~4Hz程度と言われているので、この振動数域において曲調に合わせた効果的な振動低減が可能と言える。 As a result, it is said that the vibration frequency due to vertical movement in a concert hall is about 2 to 4 Hz, and it can be said that effective vibration reduction is possible in this frequency range in accordance with the melody.

また、本実施形態の慣性質量ダンパー4’を用いた浮き基礎Aにおいては、浮き基礎(浮き基礎本体1)上に加速度計などの振動検知手段を設置して加振中の振動を計測し、この検知結果を制御手段13に送って制御対象振動数を変動、制御することで、実測値に対応した慣性質量値に即時にチューニングすることができる。 Further, in the floating foundation A using the inertial mass damper 4' of the present embodiment, vibration detection means such as an accelerometer is installed on the floating foundation (floating foundation body 1) to measure vibration during excitation, By sending this detection result to the control means 13 to vary and control the frequency to be controlled, it is possible to immediately tune to the inertial mass value corresponding to the actually measured value.

また、慣性質量値の調整を容易に自動的に、あるいはリモートで行えるため、実際に振動が生じている最中に値を変更することが可能である。 In addition, since the inertial mass value can be easily adjusted automatically or remotely, it is possible to change the value while the vibration is actually occurring.

よって、本実施形態の浮き基礎Aによれば、実振動をモニタし、その卓越振動数に制御対象振動数を合わせるように調整することができ、確実に高い振動低減効果を得ることができる。 Therefore, according to the floating foundation A of the present embodiment, the actual vibration can be monitored, and the control target frequency can be adjusted to match the dominant frequency, and a high vibration reduction effect can be reliably obtained.

また、例えばコンサートにおける曲調の違いによる調整等、きめ細かな振動制御対応が可能になる。 In addition, it is possible to perform fine vibration control, such as adjusting for differences in tunes at concerts.

さらに、振動が生じている最中に自動的あるいはリモートで調整が可能なため、実際の卓越振動数を計測しながら慣性質量値を調整し、実振動に対応した確実な振動低減効果を得ることができる。また、制御手段13はダンパー設置位置から離れた場所に設けることができるため、例えば、ダンパー設置フロア(浮き基礎本体設置位置)にいかなくても、慣性質量を変更することが可能である。 Furthermore, since it can be adjusted automatically or remotely while vibration is occurring, it is possible to adjust the inertia mass value while measuring the actual dominant frequency, and obtain a reliable vibration reduction effect corresponding to the actual vibration. can be done. In addition, since the control means 13 can be provided at a location away from the damper installation position, for example, the inertia mass can be changed without going to the damper installation floor (floating foundation main body installation position).

さらに、慣性質量ダンパー4’の数が多くても、ステッピングモーター12の制御により一斉に(同期して)調整を行うことができ、信頼性の高い振動低減制御を行うことができる。 Furthermore, even if the number of inertial mass dampers 4' is large, adjustment can be performed all at once (synchronously) by controlling the stepping motors 12, and highly reliable vibration reduction control can be performed.

さらに、電気による制御は、モーター駆動によるギアの回転のみという単純な機構であるので、複雑な制御プログラムを必要としない。 Furthermore, electrical control does not require a complicated control program because it is a simple mechanism that only rotates gears driven by a motor.

また、万一、慣性質量値の調整に不具合が生じても、振動の低減率は低くなるが、一定の振動低減効果は得られるという利点もある。 Moreover, even if a problem occurs in the adjustment of the inertia mass value, the vibration reduction rate is low, but there is also the advantage that a certain vibration reduction effect can be obtained.

さらに、精密機器、高振動機器等の機械の基礎として使用する場合に、機器の振動特性の変化にもすぐに対応できる。 Furthermore, when used as the basis of machinery such as precision equipment and high-vibration equipment, it can immediately respond to changes in the vibration characteristics of the equipment.

以上、本発明に係る浮き基礎の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Although one embodiment of the floating foundation according to the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the scope of the invention.

1 浮き基礎本体
2 ばね要素
3 減衰要素
4 従来の回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)
4’ 回転慣性質量ダンパー(慣性質量機構)
4a ボールねじ
4b ボールナット
4c 固定用ハウジング
4d ガイド板
4e 従来の回転錘
4f 連結部材
4g 回転軸
5 振動低減特性可変機構
6 回転錘
6a 一方の回転錘片
6b 他方の回転錘片
7 ガイド板スライド孔
8 雌ネジ孔
9 位置調整ネジ
10 着脱手段
11 平歯車
11a 従動歯車
11b 駆動歯車
12 ステッピングモーター
13 制御手段
15 モーター固定治具
16 スリップリング
16a リング
16b ブラシ
17 ワイヤレス給電システム
17a 出力部
17b 伝送部
18 モータードライバ
19 接続金物
20 ケーブル
21 ラック
22 ピニオン
A 浮き基礎
O1 ボールねじの軸線
O2 位置調整ネジの軸線
1 floating foundation body 2 spring element 3 damping element 4 conventional rotary inertia mass damper (inertia mass mechanism)
4' rotating inertial mass damper (inertial mass mechanism)
4a Ball screw 4b Ball nut 4c Fixing housing 4d Guide plate 4e Conventional oscillating weight 4f Connecting member 4g Rotating shaft 5 Vibration reduction characteristic variable mechanism 6 Oscillating weight 6a One oscillating weight piece 6b The other oscillating weight piece 7 Guide plate slide hole 8 Female screw hole 9 Position adjusting screw 10 Detaching means 11 Spur gear 11a Driven gear 11b Drive gear 12 Stepping motor 13 Control means 15 Motor fixing jig 16 Slip ring 16a Ring 16b Brush 17 Wireless power feeding system 17a Output part 17b Transmission part 18 Motor Driver 19 Connection hardware 20 Cable 21 Rack 22 Pinion A Floating base O1 Ball screw axis O2 Position adjustment screw axis

Claims (1)

制振対象の浮き基礎本体と、前記浮き基礎本体を支持するためのばね要素、減衰要素、慣性質量機構とを備えてなる浮き基礎であって、
前記浮き基礎本体の振動を検知する振動検知手段と、
前記振動検知手段の検知結果を受けた制御手段の動作指令に応じて前記慣性質量機構の慣性質量値を調整制御する振動低減特性可変機構と、を備え、
前記振動低減特性可変機構は、
回転錘を二分割し、一方の回転錘片および他方の回転錘片のそれぞれに雌ネジ孔を形成し、前記雌ネジ孔に雄ネジからなる位置調整ネジを備え、
前記制御手段の動作指令に応じて前記位置調整ネジを回転させると前記一方の回転錘片と前記他方の回転錘片が同時に且つ左右同変位量で回転軸から離間、近接させて前記回転錘の回転中心距離を変更して慣性質量値を調整することを特徴とする浮き基礎。
A floating foundation comprising a floating foundation body to be damped, and a spring element, a damping element, and an inertia mass mechanism for supporting the floating foundation body,
vibration detection means for detecting vibration of the floating foundation body;
a vibration reduction characteristic variable mechanism that adjusts and controls the inertia mass value of the inertia mass mechanism according to an operation command of the control means that receives the detection result of the vibration detection means,
The vibration reduction characteristic variable mechanism includes:
The oscillating weight is divided into two pieces, one oscillating weight piece and the other oscillating weight piece are each formed with a female screw hole, and the female screw hole is provided with a position adjusting screw made of a male screw,
When the position adjusting screw is rotated in accordance with the operation command of the control means, the one oscillating weight piece and the other oscillating weight piece are moved away from and close to the rotating shaft at the same time and with the same amount of displacement on the left and right sides . A floating foundation characterized by adjusting the inertia mass value by changing the rotation center distance of a weight.
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