JPH0633638A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は付加質量がストッパに衝突せずに制
振駆動されるよう構成した制振装置を提供することを目
的とする。 【構成】 制振装置１はＡＣサーボモータ８の駆動力に
より付加質量６をＸ方向に移動させて振動を制振する。
モータ８は加振制御回路９からのモータ指令信号が供給
され、振動の大きさに応じて付加質量６を移動させる。
速度指令遮断回路４０は付加質量６がストッパの直前位
置（ＬＣ，ＲＣ位置）に設けられたＬＣ，ＲＣ位置セン
サ２２，２４により検出されると、出力切替器４１を切
替えて速度指令信号ｘ_m をオフまたはゼロＶにして、付
加質量６を中心位置方向へ移動させる速度指令信号をモ
ータ８へ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は制振装置に係り、特に付
加質量の変位により振動体の振動を減少するよう構成し
た制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばビル等の構造物においては地震あ
るいは風圧等により振動が発生した場合、振動を制振す
るための制振装置がビル屋上等に設けられている。この
種の制振装置は、主にビルの質量に応じた所定の重量を
有する付加質量を、ビルの振動状態に応じて駆動機構に
よって変位させ、ビルで発生した振動を制振するもので
ある。

【０００３】従来の制振装置としては、例えば特開平２
−３００４７８号に示されているように、付加質量をリ
ニアベアリング等により摺動自在に支持するとともに、
付加質量に螺合するボールねじ等の伝達機構をモータあ
るいは油圧アクチュエータ等により駆動し、付加質量が
水平方向に往復動されるように構成したものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記制振装置において
は常に付加質量がボールねじのストローク中心を基準点
として往復動するように設定されている。即ち、付加質
量は何んら振動がないときはこの基準点に静止してお
り、振動発生時はこの基準点を中心に水平方向に摺動
し、振動が停止すると再び基準点に戻るように構成され
ている。

【０００５】そして、制振装置はビルの変位及び速度に
応じた制御量を演算する制御装置からの駆動信号により
モータを駆動制御され、付加質量を移動させる。

【０００６】しかるに、地震発生時のような大きな振動
が急激に入力されたときは付加質量が大きな駆動力によ
り急激に移動するが、付加質量のストロークに限界があ
るため、制振装置からの駆動信号により移動可能な動作
範囲を越える変位を要求されることがある。その場合、
付加質量はストッパに衝突するまで駆動され、ストロー
ク端のリミットスイッチをオンに切換えて異常停止す
る。これにより、従来は付加質量がストッパに衝突する
際の衝撃でビルを加振させてしまうことがあるばかり
か、電源を遮断してしまうのでビルの振動が小さくなっ
ても自動的に制振モードに復帰できず、ビルが長時間振
動し続けるといった課題がある。又、地震発生時、付加
質量がストッパに衝突して、ビルに衝突による衝撃が伝
わり不快感を与えてしまうといった課題もある。

【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決した制振
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
所定重量を有し、移動自在に設けられた付加質量と、該
付加質量を往復駆動させる駆動機構と、を有し該付加質
量の往復動により振動を制振する制振装置において、前
記付加質量がストッパに当接する直前位置に到着したこ
とを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号
に基づいて前記付加質量を停止させ、停止後前記付加質
量を逆方向に駆動させるように前記駆動機構を制御する
制御手段と、を備えてなることを特徴とする。

【０００９】又、請求項２の発明は所定重量を有し、移
動自在に設けられた付加質量と、該付加質量を往復駆動
させる駆動モータと、を有し該付加質量の往復動により
振動を制振する制振装置において、前記付加質量がスト
ッパに当接する直前位置に到着したことを検出する検出
手段と、前記検出手段からの検出信号に基づいて前記駆
動モータへの速度指令信号をオフ又はゼロＶにして前記
付加質量を停止させ、停止後該速度指令信号が−から＋
あるいは＋から−にへ反転したとき、前記駆動モータへ
前記速度指令信号を供給して前記付加質量を逆方向に駆
動させるように前記駆動機構を制御する制御手段と、を
備えてなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】付加質量がストッパに当接する直前位置に到着
したことが検出されると付加質量を停止させ、停止後付
加質量を逆方向に駆動するすることにより付加質量の振
幅が小さくなるように駆動機構を制御して付加質量がス
トッパに衝突しないようにするとともに、駆動機構によ
る付加質量の制振制御を継続して次に発生する振動を制
振するように付加質量を移動させることが可能となる。

【００１１】又、検出手段により付加質量が検出された
とき、駆動モータへの速度指令信号をオフ又はゼロＶに
して付加質量を停止させ、停止後速度指令信号が−から
＋あるいは＋から−にへ反転したとき、駆動モータへ前
記速度指令信号を供給して付加質量を逆方向に駆動させ
て過大な振動が発生した後も制振動作を継続できる。

【００１２】

【実施例】図１及び図２に本発明になる制振装置の第１
実施例を示す。

【００１３】両図中、制振装置１はビル２の屋上２ａに
設置されている。このビル２は１２階建てであり、正面
の横幅に対して側面の奥行きが小さいタワー構造の如く
建設されている。ビル２の例えば３，６，９，１２階の
各フロアには床面あるいは柱等の振動の状態を検出する
振動状態検知センサ３（３₁ ，３₂ ，３₃ …）が設けら
れており、ビル２の地下には地震を検出する地震センサ
４が埋設されている。又、ビル２の屋上には風速風向計
５が設置されている。

【００１４】尚、振動状態検知センサ３は、ビル２が振
動したときの変位を検知する変位センサでも良いし、あ
るいは振動発生時の速度を検知する速度センサ、あるい
は加速度を検知する加速度センサ等が考えられる。

【００１５】図１に示すビル２は例えば地震が発生した
場合あるいは風圧が作用した場合奥行の小さい幅狭方向
（矢印Ｘ方向）に振動が発生しやすい構造となってい
る。そのため、図２に示す制振装置１は矢印Ｘ方向に発
生する振動を制振するように設置されている。この制振
装置１は概略、付加質量６にボールねじ機構７を設け、
ＡＣサーボモータ８の回転駆動力をボールねじ機構７に
伝達して付加質量６を矢印Ｘ方向に摺動させる構成とな
っている。

【００１６】図１において、ビル２が地震発生により振
動すると、各振動状態検知センサ３ ₁ 〜３₄ 及び地震セ
ンサ４，風速風向計５からの検出信号は加振制御回路９
に入力され、加振制御回路９はこれらの信号により振動
状態を演算し、その演算結果に基づいて付加質量６の変
位方向、変位量、変位速度、加速度等を算出する。

【００１７】制振装置１の本体１ａは図２及び図３に示
す如く、底部より両側に突出する固定部１ｂが固定ボル
ト１２により屋上２ａに固定されている。この本体１ａ
の上面１ｃには付加質量６が変位可能に挿入される凹部
１３が形成されている。付加質量６は図３に示すように
Ｔ字状の断面形状とされており、その下部６ａが凹部１
３内に挿入されると共に両側の腕部６ｂ，６ｃは凹部１
３の周縁の上面１ｃに対向するように張り出している。
そして、付加質量６の腕部６ｂ，６ｃと本体１の上面１
ｃとの間にはリニアベアリング１４，１５が設けられて
いる。

【００１８】又、本体１の上面１ｃには前記ＡＣサーボ
モータ８が固定されており、その出力軸８ａはカップリ
ング１６を介してボールねじ機構７に螺合するおねじ１
７に結合されている。おねじ１７は一端が上面１ｃに固
定された第１の軸受部１８に軸承され、付加質量６を貫
通して延在する他端が第２の軸受部１９に軸承されてい
る。

【００１９】尚、付加質量６は通常おねじ１７の中間位
置を基準点としており、この基準点を中心にＸ方向に往
復動する。ボールねじ機構７はおねじ１７の回転がボー
ルのころがり摩擦を介してめねじ部７ａに伝達されるた
め、伝達効率が他の伝達手段よりも高く、ＡＣサーボモ
ータ８の回転駆動力を伝達ロスの少ない状態で付加質量
６に伝達できる。

【００２０】再び、図２に戻って説明する。ボールねじ
機構７のおねじ１７の端部は上面１ｃに固定された電磁
ブレーキ機構２０内に挿入されている。この電磁ブレー
キ機構２０は地震発生に伴う停電時等により電源供給が
無くなったとき、自動的におねじ１７ａを制動する構成
になっている。電磁ブレーキ機構２０の制動動作により
おねじ１７は回動付加となる。そのため、付加質量６は
停止し制御不能な状態で動作することが阻止される。

【００２１】又、本体１の上面１ｃには付加質量６の摺
動位置を検出する位置センサ（検出手段）２１〜２５が
配設されている。位置センサ２１〜２５としては、例え
ば光センサを使用しても良いし、磁気センサあるいは超
音波センサ等を使用しても良い。

【００２２】各位置センサ２１〜２５は発信部２１ａ〜
２５ａと受信部２１ｂ〜２５ｂとよりなり、付加質量６
の側面に取付けられた被検出片としてのマーカ２６が発
信部と受信部との間を通過して発信部からの信号が遮断
されたとき検出信号を出力する。

【００２３】図４に示す如く、各位置センサ２１〜２５
は付加質量６の移動方向（Ｘ方向）上の所定間隔ごとに
配設されている。即ち、第１の位置センサ２１は図４中
の左端のストロークエンドに設けられ、第２の位置セン
サ２２は左側への摺動途中に設けられ、第３の位置セン
サ２３はストロークの中心（基準点）に設けられ、第４
の位置センサ２４は右側への摺動途中に設けられ、第５
の位置センサ２５は右端のストロークエンドに設けられ
ている。

【００２４】又、第２の軸受部１９にはボールねじ機構
７のおねじ１７の回転量を常時検出する変位センサ２７
が設けられている。

【００２５】加振制御装置９は制御部２８，操作表示部
２９，警報発生器３０，ブレーキインターフェイス部３
１，Ｄ／Ａ変換部３２，モータインターフェイス部３
３，モータドライバ３４，受信センサインターフェイス
部３５，発信センサインターフェイス部３６，変位セン
サインターフェイス部３７，Ａ／Ｄ変換部３８，電源３
９，速度指令遮断回路（制御手段）４０，出力切替器４
１，表示器４２とよりなる。

【００２６】ブレーキインターフェイス部３１は制御部
２８からの指令により電磁ブレーキ機構２０にブレーキ
オン／オフ信号を出力する。又ＡＣサーボモータ８には
Ｄ／Ａ変換部３２，モータインターフェイス部３３，出
力切替器４１，モータドライバ３４を介して速度指令信
号ｘ_m が供給され、この信号に応じて付加質量６を摺動
させる。尚、出力切替器４１は電磁式リレーで通常接点
４１ａが閉成しているが、速度指令遮断回路４０からの
異常検知信号によりソレノイド４１ｂが励磁されると、
ＡＣサーボモータ８を停止すべく接点４１ａが開成して
ＡＣサーボモータ８への速度指令信号ｘ_m をオフにす
る。ここで、モータドライバ３４は速度指令信号がオフ
又はゼロＶになったときＡＣサーボモータ８を停止させ
ることができるが、本実施例では速度指令信号のオフに
よりモータ停止させる方式を一例として説明する。

【００２７】受信センサインターフェイス部３５は各位
置センサ２１〜２５の受信部２１ｂ〜２５ｂと接続さ
れ、位置センサ２２〜２４が付加質量６の摺動位置を検
出したとき、その検出信号が入力され速度指令遮断回路
４０に受信信号を出力する。

【００２８】又、発信センサインターフェイス部３６は
制御部２８からの指令により付加質量６を駆動するとき
に付加質量６の摺動位置を検出するため、各位置センサ
２１〜２５の発信部２１ａ〜２５ａに発信信号を出力す
る。

【００２９】変位センサインターフェイス部３７は変位
センサ２７からの検出信号が常時入力されており、その
検出信号をＡ／Ｄ変換部３８を介して制御部２８に出力
する。

【００３０】本実施例では上記構成とされた制振装置１
において、各位置センサ２１〜２５の検出位置を図５に
示すように定義する。図５中、付加質量６がボールねじ
機構７を介して摺動する際の全ストロークを一例として
Ｓ（1600mm）とすると、ストロークＳの両端位置ＬＬ，
ＲＬに位置センサ２１，２５が設けられ、ストロークＳ
の中心位置（ゼロ点）Ｃに位置センサ２３が設けられて
いる。そして、両端位置ＬＬ，ＲＬと中心位置Ｃとの間
の移動範囲の直前位置（中心から640 mm）ＬＣ，ＲＣに
位置センサ２２，２４が設けられている。

【００３１】尚、図５において、具体的な一例を挙げる
と付加質量６がずれなしの状態でＸ方向に摺動した場
合、各位置センサ２１〜２５のセンサ出力はＣ位置でＶ
_C ＝０Ｖ，Ｃ点よりＸ₁ 方向に移動したＲＣ位置でＶ_RC
＝−８Ｖ，ＲＬ位置でＶ_RL＝−１０Ｖとなるように設定
する。又、Ｃ位置よりＸ₂ 方向に移動したＬＣ位置のセ
ンサ出力はＶ_LC＝−８Ｖ，ＬＬ位置のセンサ出力はＶ_LL
＝１０Ｖとなるように設定する。

【００３２】上記速度指令遮断回路４０は、付加質量６
がストロークＳのストロークエンド直前位置（図５中Ｌ
Ｃ位置、ＲＣ位置）に到着したことが位置センサ２２又
は２４により検出されたとき、速度指令信号ｘ_m を一時
的にオフにして付加質量６を停止させ、停止後後述する
ゼロクロス点を検出すると付加質量６を逆方向（ストロ
ークＳの中心位置Ｃ方向）に駆動する速度指令信号ｘ_m
をモータドライバ３４へ供給するように制御する。

【００３３】ここで、本発明の要部である速度指令遮断
回路４０の構成について図６を併せ参照して説明する。

【００３４】図６において、位置センサ２２，２４はナ
ンド回路５１を介してフリップフロップ５２のＴ端子に
接続されている。付加質量６がＲＣ位置とＬＣ位置との
間に位置しているときは位置センサ２２，２４からのＨ
レベルの信号がナンド回路５１に入力されており、フリ
ップフロップ５２のＴ端子にはＬレベルの信号が入力さ
れる。そして、付加質量６がモータ８の駆動力によりＸ
方向に移動して上記ＲＣ位置又はＬＣ位置に到ると、マ
ーカ２６が位置センサ２２又は２４を通過する。

【００３５】そのため、位置センサ２２又は２４はその
検出信号を受信センサインターフェイス部３５に出力
し、Ｌレベルの信号がナンド回路５１に入力される。よ
って、ナンド回路５１の出力はＨレベルに切換わり、フ
リップフロップ５２のＴ端子に入力される。

【００３６】このナンド回路５１からのＨレベルの信号
の立上りがトリガとなってフリップフロップ５２はリレ
ードライバ５３へＨレベルの直前位置検出信号を出力
し、これを自己保持する。そのため、リレードライバ５
３は出力切替器４１のソレノイド４１ｂを励磁させて接
点４１ａを開成し、モータ８のモータドライバ３４へ出
力される速度指令信号ｘ_m をオフにする。その結果モー
タ８は停止し、付加質量６がそれ以上直前位置ＬＣ又は
ＲＣを越えて移動しないように付加質量６を停止させス
トッパ部（凹部１３）に衝突してビル２を加振すること
を防止する。

【００３７】又、フリップフロップ５２から出力された
直前位置検出信号がバッファ５４，５５を介して制御部
２８へ出力（制御回路への警告信号）され、又表示器４
２に出力されて表示器４２に付加質量６が停止したこと
を表示させる。

【００３８】５６はゼロクロス検知器で、モータインタ
ーフェイス部３３から出力された速度指令信号ｘ_m が＋
側から−側へあるいは−側から＋側へ切換わったかどう
かをチェックする。即ち、ゼロクロス検知器５６は例え
ばコンパレータよりなり、速度指令信号ｘ_m がゼロにな
ったとき、その検出信号を１パルス発生器５７へ出力す
る。この１パルス発生器５７はワンショットタイマより
なり、例えば５０μsのパルスを出力する。

【００３９】５８はノア回路で、１パルス発生器５７か
らのパルス又はリセットスイッチ５９の押圧操作により
リセット信号が入力されるとＬレベルのリセット信号を
フリップフロップ５２のＲ端子に出力する。これにより
フリップフロップ５２はリセットされてリレードライバ
５３への信号がＬレベルとなる。そのため、出力切替器
４１は接点４１ａを閉成させて速度指令信号Ｘ_m をモー
タドライバ３４へ出力させる。

【００４０】従って、モータ８は付加質量６を中心位置
に向けて駆動して、付加質量６の移動により制振動作を
再開する。よって、付加質量６はＲＣ位置とＬＣ位置と
の間で駆動される。又、本機能の不使用時は、リセット
スイッチ５９を押圧操作したままフリップフロップ５２
のトリガを無視し、出力切替器４１の接点４１ａを閉成
させたままとすることもできる。

【００４１】ここで、上記構成になる速度指令遮断回路
４０の動作を図７のフローチャート及び図８の波形図を
併せ参照して説明する。

【００４２】まず、ステップＳ１（以下ステップを省略
する）では付加質量６の駆動制御が終了したかどうかを
チェックする。ビル２に地震又は風圧等による振動が生
じている間は制振装置１が制振動作中であり、その場
合、Ｓ２に移り変位センサ２７からの出力電圧ｘａ（図
８（ｂ）参照）を読取る。

【００４３】次に、ゼロクロス検知器５６により速度指
令信号ｘ_m （図８（ａ）参照）がゼロＶになったかどう
かをチェックする（Ｓ３）。つまり、Ｓ３では図８
（ｅ）に示すように速度指令信号ｘ_m が＋から−へ、あ
るいは−から＋へ切換わりモータ８による付加質量６の
駆動方向が反転したかどうかをチェックする。

【００４４】Ｓ３において、速度指令信号ｘ_m がゼロＶ
になるとＳ１０に移り速度指令サプレスフラグ（フリッ
プフロップ５２に相当）をリセットし、続いてＳ１１で
Ｄ／Ａ変換器３２から出力された出力電圧（速度指令信
号）をモータ８へ出力し付加質量６を駆動制御して通常
の制振動作を行う。そして、再びＳ１に戻り、Ｓ１〜Ｓ
３の処理を繰り返す。

【００４５】しかし、Ｓ３において速度指令信号ｘ_m の
ゼロＶが検知されないときは、Ｓ４に移りＬＣ位置セン
サ２２が付加質量６に設けられたマーカ２６を検出した
かどうかをチェックし、Ｓ４で検出されないときはＳ５
に移りＲＣ位置センサ２４がマーカ２６を検出したかど
うかをチェックする。つまり、Ｓ４では図８（ｃ）に示
すように変位センサ２７の出力電圧ｘａが＋８Ｖの位置
に達したかどうかを監視しており、Ｓ５では図８（ｄ）
に示すように出力電圧ｘａが−８Ｖの位置に達したかど
うかを監視している。

【００４６】従って、位置センサ２２，２４が両方とも
マーカ２６を検出していないときは付加質量６が直前位
置ＬＣとＲＣとの間に位置しているため、通常の制振動
作が可能であり、その場合Ｓ１１に移りＤ／Ａ変換器３
２からの出力電圧をモータ８へ供給する。ところが、位
置センサ２２，２４の一方がマーカ２６を検出して付加
質量６が直前位置に達したとき、Ｓ６に移り速度指令サ
プレスフラグ（フリップフロップ５２に相当）が「１」
にセットされていることをチェックする。もし、速度指
令サプレスフラグがセットされていないときはＳ７に移
りこのフラグをセット（信号の立ち上がりでセットす
る）する。そして、Ｓ８で図８（ｆ）に示すように出力
切替器４１によりＤ／Ａ変換器３２からの出力をモータ
停止信号を（速度指令信号をオフにする）にしてモータ
８へ出力する。

【００４７】その結果、モータ８が停止し、付加質量６
が直前位置を通過してストッパに衝突することが防止さ
れる。さらに、Ｓ１に戻り上記Ｓ１〜Ｓ９の処理が繰り
返される。

【００４８】このように、Ｓ４，Ｓ５でＬＣ位置センサ
２２又はＲＣ位置センサ２４がマーカ２６を検知すると
出力切替器４１が速度指令信号ｘ_m をオフにして、次の
ゼロクロス検知信号がＳ３で出力されるまで続く、ゼロ
クロス検知信号が出力された時点で出力切替器４１より
モータ８へ速度指令信号ｘ_m が出力されて付加質量６を
逆方向即ち中心位置方向へ駆動して制振動作を再開す
る。

【００４９】このように、図８（ａ）に示すように変位
センサ２７からの出力電圧ｘａが＋８Ｖ以上又は−８Ｖ
以下になったとき速度指令信号のハッチングで示す部分
が出力切替器４１により速度指令信号をオフすることに
より、それ以上付加質量６がストッパ方向へ駆動される
ことを防止する。

【００５０】従って、本実施例ではＬＣ，ＲＣ位置セン
サ２２，２４の検出信号により付加質量６を停止させる
ので、位置センサ２２，２４の取付を変更することによ
り付加質量６の移動可能なストローク（振幅）を容易に
調整することができる。又、装置電源を切らずに付加質
量６を直前位置（ＬＣ，ＲＣ位置）で停止させるため、
制振動作を継続でき、過大な地震が発生しても付加質量
６を直前位置間で制振動作させることが可能となる。し
かも、本実施例ではソフトウェアに依存せずに付加質量
６の振幅を抑制するため、ＣＰＵが暴走しても付加質量
６がストッパ（凹部１３の壁）に衝突することを防止で
きる。

【００５１】図９，図１０に本発明の第２実施例を示
す。両図中、上記第１実施例と同一構成部分には同一符
号を付してその説明を省略する。

【００５２】図９において、６１はＬＣ位置検出用の第
１の電圧比較器で、変位センサ２７から出力された出力
電圧ｘａとＬＣ位置用の定電圧回路６２により設定され
た電圧値＋８Ｖとを比較し、ｘａ≧＋８Ｖになったとき
Ｌレベルの検出信号を出力する。

【００５３】６３はＲＣ位置検出用の第２の電圧比較器
で、変位センサ２７から出力された出力電圧ｘａとＲＣ
位置用の定電圧回路６４により設定された電圧値−８Ｖ
とを比較し、ｘａ≦−８ＶになったときＬレベルの検出
信号を出力する。

【００５４】上記電圧比較器６１，６３のいずれか一方
からの検出信号がナンド回路６４に出力されると、フリ
ップフロップ回路５２はナンド回路６４から出力された
Ｈレベルの信号の立上りをトリガとして「１」がセット
されてリレードライバ５３に出力する。

【００５５】このように本実施例では位置センサ２２，
２４からの検出信号ではなく変位センサ２７からの出力
電圧を監視することにより上記第１実施例と同様な効果
が得られる。

【００５６】この第２実施例の動作を図１０に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００５７】図１０において、まずＳ２１で第１の電圧
比較器６１により変位センサ２７の出力電圧ｘａが＋８
Ｖ以上であるかどうかをチェックする。

【００５８】次のＳ２２では、第２の電圧比較器６３に
より変位センサ２７の出力電圧ｘａが−８Ｖ以下である
かどうかをチェックする。＋８Ｖ＞ｘａ＞−８Ｖである
ときは付加質量６がＬＣ位置とＲＣ位置との間にあるの
で、そのまま制振動作制御が継続されＳ２１，Ｓ２２の
処理が繰り返される。

【００５９】しかし、ｘａ≧＋８Ｖ又はｘａ≦−８Ｖに
なったときは、Ｓ２３に移り、フリップフロップ５２の
出力を「１」にセットする。これにより、出力回路切替
４１の接点４１ａが切替わり速度指令信号ｘ_m をオフに
し（Ｓ２４），モータ８を停止させる（Ｓ２５）。

【００６０】Ｓ２６では、Ｄ／Ａ変換器３２から出力さ
れた速度指令信号ｘ_m がゼロＶになったことをチェック
しており、ｘ_m ＝０ＶとなるとＳ２７に移ってＥＸフラ
グ（フリップフロップ回路５２に相当）をリセットして
フリップフロップ５２の出力を「０」にする。

【００６１】即ち、速度指令信号ｘ_m が＋から−へ、あ
るいは−から＋へ切換わるゼロクロスが検出されると出
力切替器４１の接点４１ａが復帰して速度指令信号ｘ_m
による制御に戻る（Ｓ２８）。

【００６２】従って、Ｄ／Ａ変換器３２からの速度指令
信号ｘ_m がモータ８へ出力されて付加質量６が制振方向
に駆動される。そして、Ｓ２１に戻りＳ２１〜２９の処
理が繰り返される。

【００６３】このように、付加質量６の移動位置が変位
センサ２７からの出力電圧値Ｘａを監視することによっ
てチェックできるので、付加質量６が直前位置（ＲＣ，
ＬＣ位置）に達したとき速度指令信号ｘ_m を図８（ａ）
のハッチング部分に示すようにゼロＶに抑制してモータ
８を停止させて付加質量６がストッパに衝突することが
防止される。また、速度指令信号ｘ_m がゼロクロスした
時点で付加質量６を逆方向に駆動して制振動作が行え
る。よって、付加質量６はＲＣ位置とＬＣ位置との間を
往復駆動されてビル２の振動を制振する。

【００６４】本実施例では上記したように変位センサ２
７からの出力電圧を監視して付加質量６の振幅を抑制で
きるので、位置センサ２１〜２５が不要となり、その分
構成の簡略化を図ることができる。さらに、ソフトウェ
アに依存せず速度指令遮断回路４０の上記回路構成によ
り実現できるので付加質量６の振幅抑制動作の信頼性が
高い。

【００６５】図１１乃至図１３に本発明の第３実施例を
示す。

【００６６】図１１中、本実施例では、上記速度指令遮
断回路４０、出力切替器４１、表示器４２が設けられて
なく、各位置センサ２１〜２５からの信号は受信センサ
インターフェイス部３５より制御部２８に入力される。

【００６７】制御部２８は通常実行する制振制御のメイ
ンプログラムの他に図１２に示す処理を実行するための
振幅抑制プログラムが設定されている。

【００６８】又、制御部２８のメモリ２８Ａには図１３
に示す制御テーブル７１が格納されており、この制御テ
ーブル７１の各記憶部７１ａ〜７１ｆにはアクティブフ
ラグ、変位センサ値、速度指令値、ＬＡＬフラグ、ＲＡ
Ｌフラグ、ＥＸフラグが記憶されている。

【００６９】ここで、制御部２８が実行する振幅抑制処
理について説明する。

【００７０】図１２において、Ｓ３１でメインルーチン
によりアクティブフラグが「１」にセットされているか
どうかをチェックする。アクティブフラグがセットされ
ていないときはメインルーチンに戻る。しかし、Ｓ３１
においてアクティブフラグがセット（付加質量６の駆動
時）されているときは、Ｓ３２に移り受信センサインタ
ーフェイス部３５を介して供給されたＲＣ位置センサ２
４の出力をチェックする。Ｓ３２でＲＣ位置センサ２４
が付加質量６のマーカ２６を検出していないときは、Ｓ
３３に移り受信センサインターフェイス部３５を介して
供給されたＬＣ位置センサ２２の出力をチェックする。

【００７１】従って、Ｓ３２，Ｓ３３において位置セン
サ２２，２４が検出信号を出力していないときは付加質
量６がＬＣ位置とＲＣ位置との間に位置しているので振
幅抑制を行う必要がなくＳ３１に戻る。

【００７２】しかし、Ｓ３２でＲＣ位置センサ２４がマ
ーカ２６を検出したときは付加質量６が右側の直前位置
（ＲＣ位置）に到着しているので、Ｓ３４に移りＲＡＬ
フラグを「１」にセットする。又、Ｓ３３でＬＣ位置セ
ンサ２２がマーカ２６を検出したときは付加質量６が左
側の直前位置（ＬＣ位置）に到着しているので、Ｓ３５
に移りＬＡＬフラグを「１」にセットする。

【００７３】続いて、Ｓ３６ではＥＸフラグを「１」に
セットする。

【００７４】そして、Ｓ３７に移りＤ／Ａ変換部３２へ
のデータをモータ８を停止すべく強制的にゼロＶにする
（本実施例でのモータドライバ３４は速度指令信号がオ
フのとき又はゼロＶにするとモータ停止する方式のもの
を使用）。そのため、モータ８が停止して付加質量６が
直前位置（ＬＣ，ＲＣ位置）を越えないようにする（Ｓ
３８）。

【００７５】次のＳ３９では速度指令信号ｘ_m がゼロＶ
になりゼロクロスになったことを確認すると、Ｓ４０に
移りＥＸフラグを「０」へリセットした後、Ｓ４１でＬ
ＡＬ，ＲＡＬフラグを「０」へリセットする。そして、
Ｓ４２でＤ／Ａ変換部３２へ通常の出力データ（速度指
令信号）をセットし、Ｓ４３でモータ８を反転駆動して
付加質量６を逆方向（中心位置Ｃ方向）へ移動させて制
振制御を行う。

【００７６】従って、制御部２８は付加質量が直前位置
（ＬＣ，ＲＣ位置）に達するとモータ８が停止し、中心
位置Ｃ方向への移動のみが可能となるように速度指令信
号ｘ _m を図８（ａ）に示すように一時的に遮断する。こ
のように、制御部２８により付加質量６がストッパに衝
突しないように駆動制御できるので、図４に示す速度指
令遮断回路４０，出力切替器４１が不要となり加振制御
回路９の構成が簡略化できる。

【００７７】図１４，図１５に本発明の第４実施例を示
す。

【００７８】制御部２８は通常実行する制振制御のメイ
ンプログラムの他に図１４に示す処理を実行するため振
幅抑制プログラムが設定されている。又、制御部２８の
メモリ２８Ａには図１５に示す制御テーブル７２が格納
されており、この制御テーブル７２の各記憶部７２ａ〜
７２ｈには、アクティブフラグ、変位センサ値、速度指
令値、ＬＣ位置変位値、ＬＡＬフラグ、ＲＣ位置変位
値、ＲＡＬフラグ、ＥＸフラグが記憶されている。

【００７９】ここで、制御部２８が実行する振幅抑制処
理について説明する。

【００８０】図１４において、Ｓ５１でメインルーチン
による付加質量６の制振動作中であるかどうかをチェッ
クし、制振動作中であればＳ５２に移りメインルーチン
によりアクティブフラグが「１」にセットされているか
どうかをチェックする。

【００８１】従って、Ｓ５１，Ｓ５２で制振動作中でな
いとき、又はアクティブフラグが「０」にリセットされ
ているときはメインルーチンに戻る。

【００８２】しかし、Ｓ５２においてメインルーチンに
よりアクティブフラグがセットされているときはＳ５３
に移り変位センサ２７からの出力電圧値ｘａをメモリ２
８Ａの制御テーブル７２より読取り、続いてＳ５４で速
度指令信号ｘ_m のゼロクロス（速度指令信号ｘ_m が−か
ら＋あるいは＋から−にへ反転したとき）が検知された
かどうかをチェックする。

【００８３】Ｓ５４において、ゼロクロスが検知される
と、Ｓ６３に移りＥＸフラグを「０」にリセットし、続
いてＳ６４でＬＡＬ，ＲＡＬフラグを「０」にリセット
する。

【００８４】次に、Ｓ６５でＤ／Ａ変換部３２からの通
常の出力データをセット、つまり速度指令信号ｘ_m をモ
ータドライバ３４へ出力する。そして、Ｓ６６でモータ
８が駆動され付加質量６が制振動作する。

【００８５】しかし、Ｓ５４において、速度指令信号ｘ
_m のゼロクロスが検知されなかったときはＳ５５へ移り
変位センサ２７の出力電圧値ｘａが右側の直前位置つま
り、＋８Ｖ以上であるかどうかをチェックする。Ｓ５５
でｘａ＜＋８Ｖのときは、Ｓ５６に移り変位センサ２７
の出力電圧値ｘａが右側の直前位置つまり−８Ｖ以下で
あるかどうかをチェックする。

【００８６】しかし、Ｓ５５でｘａ≧＋８Ｖであるとき
は付加質量６が左側の直前位置（ＬＣ位置）に到着して
いるのでＳ５８に移りＬＡＬフラグを「１」にセットす
る。

【００８７】又、Ｓ５６においてｘａ＞−８Ｖであると
きは、まだ付加質量６が直前位置（ＬＣ，ＲＣ位置）に
達していないのでＳ６５に移り通常の制振制御を継続す
る。ところが、Ｓ５６においてｘａ≦−８Ｖであるとき
は付加質量６が右側の直前位置（ＲＣ位置）に到着して
いるので、Ｓ５７に移りＲＡＬフラグを「１」にセット
する。

【００８８】次のＳ５９ではＥＸフラグが「１」にセッ
トされているかどうかをチェックし、セットされていな
いときはＳ６０に移りＥＸフラグを「１」にセットす
る。

【００８９】そして、Ｄ／Ａ変換部３２へのデータを強
制的にゼロＶにする。そのため、モータ８が停止し付加
質量６が直前位置（ＬＣ位置、ＲＣ位置）で停止する。
その後Ｓ５１〜Ｓ６６の処理を繰り返す。

【００９０】従って、モータドライバ３４へ出力される
速度指令信号ｘ_m は、図８（ａ）に示すようにハッチン
グ部分がゼロＶにカットされた波形となり、付加質量６
が直前位置を越えて駆動されないように制振動作時の振
幅が抑制される。

【００９１】このように、本実施例では位置センサ２
２，２４の代わりに変位センサ２７の出力電圧ｘａの出
力レベルを監視し、予め設定された＋８＜ｘａ＜−８Ｖ
範囲内であれば通常の制振制御を行い、ｘａ≧＋８Ｖ又
はｘａ≦−８ＶになったときＤ／Ａ変換部３２へのデー
タをゼロＶにしてモータ８を停止させて付加質量６がス
トッパ（凹部１３の壁面）に衝突することを防止でき
る。

【００９２】又、上記実施例では，ボールねじ機構７を
介して付加質量６を移動させる構成としたがこれ以外の
伝達機構（例えばラック・ピニオン等）を用いても良
い。

【００９３】又、上記制振装置は建物に限らず、車両等
の制振装置としても使用でき、その場合小型化が要求さ
れるため、油圧装置を用いてサーボ弁、電磁弁の切換動
作によりサーボアクチュエータの駆動力により付加質量
を駆動する構成にも適用できることは勿論である。

【００９４】

【発明の効果】上述の如く、本発明になる制振装置は、
付加質量がストッパに当接する直前位置に到着したこと
が検出されると付加質量を停止させ、停止後付加質量を
逆方向に駆動するすることにより付加質量の振幅が小さ
くなるように駆動機構を制御して付加質量がストッパに
衝突しないようにするとともに、駆動機構による付加質
量の制振制御を継続して次に発生する振動を制振するよ
うに付加質量を移動させることが可能となる。従って、
付加質量の振幅がストッパの直前位置の範囲となるよう
に制限されるように駆動機構を制御することができ、し
かも上記付加質量のストローク制限中も駆動機構による
付加質量の制振制御を継続して次に発生する振動を制振
するように付加質量を移動させることができ、付加質量
がストッパに衝突しない振幅で制振制御し続けることが
できる。

【００９５】又、検出手段により付加質量が検出された
とき、駆動モータへの速度指令信号をオフ又はゼロＶに
して付加質量を停止させ、停止後速度指令信号が−から
＋あるいは＋から−にへ反転したとき、駆動モータへ前
記速度指令信号を供給して付加質量を逆方向に駆動させ
て過大な振動が発生した後も制振動作を継続できる等の
特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる制振装置の第１実施例を示す構成
図である。

【図２】制振装置の正面図である。

【図３】制振装置の横断面図である。

【図４】加振制御装置のブロック図である。

【図５】各位置センサの取付位置を示す図である。

【図６】速度指令遮断回路の回路図である。

【図７】速度指令遮断回路の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】速度指令遮断回路における各信号の波形図であ
る。

【図９】本発明の第２実施例の速度指令遮断回路の回路
図である。

【図１０】図９に示す速度指令遮断回路の制御動作を説
明するためのフローチャートである。

【図１１】本発明の第３実施例の系統図である。

【図１２】本発明の第３実施例のフローチャートであ
る。

【図１３】メモリに記憶された制御テーブルを示す図で
ある。

【図１４】本発明の第４実施例のフローチャートであ
る。

【図１５】メモリに記憶された制御テーブルを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 制振装置 ２ ビル ３ 振動状態検知センサ ６ 付加質量 ７ ボールねじ機構 ８ ＡＣサーボモータ ９ 加振制御回路 ２０ 電磁ブレーキ機構 ２１〜２５ 位置センサ ２６ マーカ ２７ 変位センサ ４０ 速度指令遮断回路 ４１ 出力切替器 ４２ 表示器 ５２ フリップフロップ ５３ リレードライバ ５６ ゼロクロス検知器 ５７ １パルス発生器 ６１，６３ 電圧比較器 ６２，６４ 定電圧回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔭山 満 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 椿 義光 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ技研株式会社内 (72)発明者 小松 宏康 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定重量を有し、移動自在に設けられた
   付加質量と、該付加質量を往復駆動させる駆動機構と、
   を有し該付加質量の往復動により振動を制振する制振装
   置において、 前記付加質量がストッパに当接する直前位置に到着した
   ことを検出する検出手段と、 前記検出手段からの検出信号に基づいて前記付加質量を
   停止させ、停止後前記付加質量を逆方向に駆動させるよ
   うに前記駆動機構を制御する制御手段と、 を備えてなることを特徴とする制振装置。
2. 【請求項２】 所定重量を有し、移動自在に設けられた
   付加質量と、該付加質量を往復駆動させる駆動モータ
   と、を有し該付加質量の往復動により振動を制振する制
   振装置において、 前記付加質量がストッパに当接する直前位置に到着した
   ことを検出する検出手段と、 前記検出手段からの検出信号に基づいて前記駆動モータ
   への速度指令信号をオフ又はゼロＶにして前記付加質量
   を停止させ、停止後該速度指令信号が−から＋あるいは
   ＋から−にへ反転したとき、前記駆動モータへ前記速度
   指令信号を供給して前記付加質量を逆方向に駆動させる
   ように前記駆動機構を制御する制御手段と、 を備えてなることを特徴とする制振装置。