JPH06288117A - Vibration control device for structure - Google Patents
Vibration control device for structureInfo
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- JPH06288117A JPH06288117A JP7557593A JP7557593A JPH06288117A JP H06288117 A JPH06288117 A JP H06288117A JP 7557593 A JP7557593 A JP 7557593A JP 7557593 A JP7557593 A JP 7557593A JP H06288117 A JPH06288117 A JP H06288117A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は風や地震に対する構造物
の制振装置に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control system for structures against wind and earthquake.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アクティブ・マス・ダンパ及びアクティ
ブ・マス・ダンパとチューンド・マス・ダンパとを組合
せたハイブリッド・マス・ダンパにおいては、（ａ）付
加マスの支持機構として（イ）吊り下げ方式（振り子方
式）、（ロ）多段積層ゴム方式等が、（ｂ）また付加マ
スを駆動するアクチュエータとして（イ）電気油圧式ア
クチュエータ、（ロ）サーボモータ＋ボールねじ等で構
成されている。2. Description of the Related Art In an active mass damper and a hybrid mass damper in which an active mass damper and a tuned mass damper are combined, (a) a suspension system (a) as a support mechanism for an additional mass ( Pendulum system), (b) multi-stage laminated rubber system, etc. are configured by (b) an actuator for driving the additional mass, (a) electro-hydraulic actuator, (b) servo motor + ball screw, and the like.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】（ａ）の付加マスの支
持機構における（イ）吊り下げ方式においては付加マス
に上下運動が生じ、長周期の場合、装置自体の高さが高
くなり、また（ロ）多段積層ゴム方式においては水平変
形量に制限がある。また（ｂ）の付加マスを駆動するア
クチュエータにおける（イ）電気油圧式アクチュエータ
はイニシアルコストが高く、起動するまでに長時間を要
する。また（ロ）サーボモータ＋ボールねじにおいて
は、パッシブ時におけるボールねじの等価質量が大き
く、摩擦抵抗も増幅される。In (a) the suspension system of (a) the support mechanism for the additional mass, vertical movement occurs in the additional mass, and in the case of a long cycle, the height of the device itself increases, and (B) The horizontal deformation amount is limited in the multi-stage laminated rubber system. Further, (a) the electrohydraulic actuator in the actuator for driving the additional mass in (b) has a high initial cost, and it takes a long time to start. In (b) the servomotor + ball screw, the equivalent mass of the ball screw in the passive state is large, and the frictional resistance is also amplified.
【０００４】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は、機動性に
優れ、パッシブの性能が良くイニシアルコストが低減さ
れる構造物の制振装置を提供する点にある。The present invention has been proposed in view of the problems of the above-mentioned prior art, and its object is to suppress vibration of a structure having excellent maneuverability, good passive performance and reduced initial cost. The point is to provide a device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る構造物の制振装置は、構造物上に中間
付加マスを介して互いに直交する両方向に亘ってリニア
ガイドが重層配設された支持機構と、付加マス側に配設
されたサーボモータの減速機の出力軸に、クラッチを介
して装架されたピニオンと、構造物側に配設され、同ピ
ニオンと噛合するラックとよりなるアクチュエータと、
前記付加マスの復元力機構及び減衰機構とより構成され
ている。In order to achieve the above object, in a structure vibration damping device according to the present invention, linear guides are overlaid on a structure in both directions orthogonal to each other via an intermediate additional mass. A pinion mounted via a clutch on the output shaft of the reduction mechanism of the servo motor disposed on the additional mass side and the disposed support mechanism is disposed on the structure side and meshes with the pinion. An actuator consisting of a rack,
It is composed of a restoring force mechanism for the additional mass and a damping mechanism.
【０００６】[0006]
【作用】本発明は前記したように構成されているので、
前記支持機構におけるＸ、Ｙ両方向に亘って重層配設さ
れたリニアガイドによって付加マスの荷重を支持し、
Ｘ、Ｙ水平２軸に亘って自由に可動ならしめる。台風、
地震時、その検知信号を受けると即座にアクチュエータ
のサーボモータが起動し、同モータ出力軸側にクラッチ
を介して装架されたピニオンが、構造物側のラックに噛
合し付加マスに所要の速度、加速度、変位を与える。ま
たクラッチを切り離すことによって、パッシブ・マス・
ダンパとして機能せしめるものである。Since the present invention is constructed as described above,
The load of the additional mass is supported by the linear guides arranged in multiple layers in both the X and Y directions in the support mechanism,
It can be moved freely along the X and Y horizontal two axes. typhoon,
In the event of an earthquake, the servomotor of the actuator starts immediately upon receiving the detection signal, and the pinion mounted on the output shaft side of the motor via the clutch meshes with the rack on the structure side and the required speed for the additional mass is reached. Give acceleration, displacement. Also, by disengaging the clutch, the passive mass
It functions as a damper.
【０００７】また復元力機構は付加マスに復元力を与
え、固有周期を持たせるとともに、前記減衰機構は振動
エネルギを消費し、付加マスに減衰力を与える。The restoring force mechanism gives a restoring force to the additional mass to give it a natural period, and the damping mechanism consumes vibration energy to give a damping force to the additional mass.
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明を水平２方向ハイブリッド・マス
・ダンパを使用した制振装置に適用した図示の実施例に
ついて説明する。施工性、施工精度を考慮してベースを
介して制振装置を構造物に設置する。平面精度のよいベ
ース１上に一方向にリニアガイド２を配設して中間付加
マス３を設置し、同中間付加マス３上に直交方向のリニ
アガイド２を配設し、同リニアガイド２上に主付加マス
４を設置する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An illustrated embodiment in which the present invention is applied to a vibration damping device using a horizontal two-way hybrid mass damper will be described below. A damping device is installed on the structure via the base in consideration of workability and accuracy. The linear guide 2 is arranged in one direction on the base 1 having good plane accuracy, the intermediate additional mass 3 is installed, the linear guide 2 in the orthogonal direction is arranged on the intermediate additional mass 3, and the linear guide 2 is arranged on the linear guide 2. The main additional mass 4 is installed at.
【０００９】また中間付加マス３とベース１より垂直に
起立した反力受５との間、主付加マス４と中間付加マス
３より垂直に起立した反力受５との間に亘って４面とも
復元力機構としてのコイルばね６が介装されている。前
記各マス３、４には夫々アクチュエータが装架され、同
アクチュエータは直列に配設されたサーボモータ７及び
減速機８及びその出力軸のクラッチ９、及びピニオン１
０とよりなり、同ピニオン１０と噛合するラック１１が
ベース１及び中間付加マス４に固定されている。Further, four surfaces are provided between the intermediate additional mass 3 and the reaction force receiver 5 standing vertically from the base 1, and between the main additional mass 4 and the reaction force receiver 5 standing vertically from the intermediate additional mass 3. Both are provided with a coil spring 6 as a restoring force mechanism. An actuator is mounted on each of the masses 3 and 4, and the actuator includes a servo motor 7 and a speed reducer 8 arranged in series, a clutch 9 of an output shaft thereof, and a pinion 1.
A rack 11 which is composed of 0 and meshes with the pinion 10 is fixed to the base 1 and the intermediate additional mass 4.
【００１０】１２は減衰機構を構成するオイルダンパ
で、減衰力がおよそ速度の２乗に比例するオイルダン
パ、又は減衰力を切替可能なオイルダンパが使用され
る。図中１３はバッファである。なお図１は右下の１／
４とアクチュエータ部についてのみ示され、他はアウト
ラインのみ示されている。Reference numeral 12 denotes an oil damper which constitutes a damping mechanism, and an oil damper whose damping force is approximately proportional to the square of the speed or an oil damper which can switch the damping force is used. Reference numeral 13 in the figure is a buffer. Note that Fig. 1 shows 1 /
4 and the actuator part are shown, and the other parts are shown only in outline.
【００１１】図示の実施例は前記したように構成されて
いるので、地震時等において検知信号を受けたサーボモ
ータが即座に起動し、ピニオン１０、ラック１１を介し
て付加マス３、４に所要の速度、あるいは変位、加速度
を与え、所期の制振効果を挙げる。而してコイルばね６
は前記付加マスに復元力を与え、固有周期を持たせる。
またオイルダンパ１２が振動エネルギを消費して付加マ
スに減衰力を与える。Since the illustrated embodiment is constructed as described above, the servomotor which receives the detection signal at the time of an earthquake or the like immediately starts, and the additional masses 3 and 4 are required via the pinion 10 and the rack 11. The speed, displacement, or acceleration of is given to give the desired damping effect. Thus the coil spring 6
Gives a restoring force to the additional mass and gives it a natural period.
Further, the oil damper 12 consumes the vibration energy and gives a damping force to the additional mass.
【００１２】なお前記クラッチ９を切り離すことによっ
て、制振装置がパッシブ・マス・ダンパとして作用す
る。前記実施例は２方向ハイブリッド・マス・ダンパー
が配設された場合を示すが、１方向にハイブリッド・マ
ス・ダンパー、他方向にパッシブマスダンパーを配設し
てもよい。また１方向のみのハイブリッド・マス・ダン
パーを配設する場合には、マスを２段重ねとする必要は
なく、１方向のリニアガイド、同方向２面のコイルばね
及び同方向のアクチュエータを設置する。By disconnecting the clutch 9, the vibration damping device functions as a passive mass damper. Although the above embodiment shows the case where the two-way hybrid mass damper is arranged, the hybrid mass damper may be arranged in one direction and the passive mass damper may be arranged in the other direction. Further, when arranging the hybrid mass damper in only one direction, it is not necessary to stack the masses in two stages, and a linear guide in one direction, a coil spring with two faces in the same direction, and an actuator in the same direction are installed. .
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明によれば前記したように、構造物
上に中間付加マスを介して互いに直交する両方向に亘っ
てリニアガイドを配設して支持機構を設けたことによっ
て、付加マスを任意の方向に変位可能ならしめ、変位量
を大きくとることができ、構造物に対して回転運動が生
起することがなく、安定した制振作用が行なわれる。According to the present invention, as described above, the additional mass is provided by providing the support mechanism by disposing the linear guides on the structure in both directions orthogonal to each other through the intermediate additional mass. The structure can be displaced in any direction, so that a large amount of displacement can be obtained, and a stable vibration suppressing action is performed without causing a rotational motion to the structure.
【００１４】またアクチュエータをサーボモータの減速
機の出力軸にクラッチを介して構造物側のラックに噛合
するピニオンを装架したことによって、地震時等にサー
ボモータが即座に作動する。またクラッチを切り離すこ
とによって摩擦抵抗等のない性能のよいパッシブ・マス
・ダンパとすることができる。また前記復元力機構によ
ってパッシブ・マス・ダンパの固有周期を最適とするこ
とができ、更に減衰機構によって振動エネルギを消費す
るとともに、制振装置がパッシブ・マス・ダンパとして
作用する場合の付加マスの変位が過大になるのを防止す
る。Further, by mounting the actuator on the output shaft of the speed reducer of the servomotor via the clutch, the pinion meshing with the rack on the structure side is mounted, so that the servomotor immediately operates in the event of an earthquake or the like. Also, by disconnecting the clutch, a passive mass damper with good performance without frictional resistance can be obtained. Further, the natural period of the passive mass damper can be optimized by the restoring force mechanism, the vibration energy is consumed by the damping mechanism, and the additional mass when the vibration damping device acts as the passive mass damper Prevents excessive displacement.
【図１】本発明に係る構造物の制振装置の一実施例を示
す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a structure vibration damping device according to the present invention.
【図２】図１のＡ方向より視た立面図である。FIG. 2 is an elevation view seen from the direction A in FIG.
【図３】図１のＢ方向より視た立面図である。FIG. 3 is an elevation view seen from the direction B in FIG.
１ ベース ２ リニアガイド ２′ リニアガイド ３ 中間付加マス ４ 主付加マス ５ 反力受 ６ コイルばね ７ サーボモータ ８ 減速機 ９ クラッチ １０ ピニオン １１ ラック １２ オイルダンパ １３ バッファ 1 base 2 linear guide 2'linear guide 3 intermediate additional mass 4 main additional mass 5 reaction force receiving 6 coil spring 7 servo motor 8 speed reducer 9 clutch 10 pinion 11 rack 12 oil damper 13 buffer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平澤 光春 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 大山 秀美 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 中村 佳也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 荒井 信行 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 石井 勝 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 村越 一也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 宮野 宏 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 洞 宏一 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 倉林 浩 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 小見 俊夫 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 藤田 隆史 千葉県流山市中野久木575−28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuharu Hirasawa 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Fujita Co., Ltd. (72) Hidemi Oyama 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Company Fujita (72) Inventor Yoshiya Nakamura 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Stock Company Fujita (72) Inventor Nobuyuki Arai 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Company Fujita (72) Inventor Masaru Ishii 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Fujita Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Murakoshi 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Fujita (72) Inventor Hiroshi Miyano 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Dou 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kurabayashi 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Omi 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) ) Inventor Takashi Fujita 575-28 Hisagi Nakano Nagareyama City, Chiba Prefecture
Claims (6)
スと、同付加マスを水平１方向に移動自在とするリニア
ガイドによる支持機構と、サーボモータとラック−ピニ
オンにより駆動するアクチュエータと構造物上に、前記
付加マス及び支持機構又は前記付加マス及び支持機構並
びにアクチュエータより構成されたマス・ダンパを１つ
又は複数を重層に配設したことを特徴とする構造物の制
振装置。1. An additional mass provided with a restoring force mechanism and a damping mechanism, a support mechanism by a linear guide that allows the additional mass to move horizontally in one direction, an actuator and a structure driven by a servomotor and a rack and pinion. A vibration damping device for a structure, wherein one or a plurality of mass dampers each composed of the additional mass and the supporting mechanism or the additional mass and the supporting mechanism and an actuator are arranged in a multi-layer structure.
求項１記載の構造物の制振装置。2. The structure vibration damping device according to claim 1, wherein a coil spring is used for the restoring force mechanism.
求項１記載の構造物の制振装置。3. The structure vibration damping device according to claim 1, wherein an oil damper is used for the damping mechanism.
速機を結合した請求項１記載の構造物の制振装置。4. The structure vibration damping device according to claim 1, further comprising a speed reducer coupled to the servo motor of the actuator.
にクラッチを装架した請求項１記載の構造物の制振装
置。5. The vibration damping device for a structure according to claim 1, wherein a clutch is mounted on an input side of the pinion of the actuator.
各付加マスが互いに直交するように重層配設された請求
項１記載の構造物の制振装置。6. When the mass dampers are arranged in multiple layers,
The vibration damping device for a structure according to claim 1, wherein the additional masses are arranged in multiple layers so as to be orthogonal to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7557593A JPH06288117A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Vibration control device for structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7557593A JPH06288117A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Vibration control device for structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06288117A true JPH06288117A (en) | 1994-10-11 |
Family
ID=13580131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7557593A Pending JPH06288117A (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Vibration control device for structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06288117A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100314309B1 (en) * | 1999-03-26 | 2001-11-15 | 이치카와 마코토 | Vibration control apparatus |
| KR20020003792A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-15 | 이 정 수 | Hybrid Mass Damper for vibration control of structures using Magnetic Actuator |
| KR100465646B1 (en) * | 2001-12-26 | 2005-01-13 | (주)티이솔루션 | Elastoplastic damper |
| CN109113203A (en) * | 2018-09-05 | 2019-01-01 | 徐赵东 | Power amplifying type active tuned mass damper |
| CN112160437A (en) * | 2020-09-11 | 2021-01-01 | 广州大学 | Bidirectional eddy current nonlinear energy trap vibration damper |
| CN114294362A (en) * | 2021-12-29 | 2022-04-08 | 同济大学 | Inertial capacity type double-potential well vibration reduction device |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP7557593A patent/JPH06288117A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN109113203B (en) * | 2018-09-05 | 2024-05-03 | 徐赵东 | Force amplification type active tuning mass damper |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010302 |