JPH072654U - 制震装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制震装置の起動、停止時のショックをなく
す。 【構成】 構造物の振動を検出する加速度計９を設け
る。加速度計９の信号を判定するコンパレータ１０を設
ける。コンパレータ１０からの信号に基づき制震装置８
の錘りの振幅を演算して制御信号をアクチュエータユニ
ットへ出力する変位指令演算器１１を備える。変位指令
演算器１１に、緩起動・緩停止時間設定器１１ｂと緩起
動・緩停止設定器１１ｃを具備させる。起動時に制御指
令をゆっくり立ち上げ、停止時に制御指令をゆっくりと
立ち下げる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は橋、建物、船、航空機、車両、荷役装置等の構造物に取り付けてこれ ら構造物の振動振幅を抑えて早期に振動を減衰させるために用いる制震装置の制 御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種制震装置としては、図４にその一例を示す如く、マスとしての錘り１を 、円弧状に湾曲形成した形状として構造物２上に設置した支持ローラ３上に、単 弦振動を行えるように載置し、且つ該錘り１の上面に振動方向に沿ってラック４ を設け、更に、該ラック４の上方部にラック４と直交するように配した軸５をア クチュエータとしてのモータ６に連結し、該軸５の中間部に、上記ラック４と噛 合するようにピニオン７を取り付け、モータ６の駆動により軸５を介しピニオン ７を回転させてラック４と共に錘り１を所要の周期で往復動させられるようにし た構成の制震装置８が最近提案されている（特開平２−１０２９４５号）。

【０００３】 かかる制震装置８によれば、空気力あるいは地震等による外力により構造物２ に振動（揺れ）が発生したときに、モータ６の駆動で構造物２の振動に対して９ ０°遅れた形で錘り１に単弦振動を行う運動エネルギーが与えられ、そのエネル ギーが構造物２に対して与えられることにより、構造物２の振動を抑えることが できるものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記最近提案されている制震装置の場合、緩起動、緩停止機能がな いため、起動、停止時に構造物や駆動系にショックを与える問題があり、又、錘 りは外力を単に打ち消すように作動するだけであるから、外力が大きいとストロ ークオーバーになり、外力が小さいとストロークが小さくなり、制震効果が最大 限に発揮できない問題があり、更に、突発的な外力が作用した場合にも、錘りは 一挙に振れてしまうため、ストロークオーバーとなって機能が停止してしまう問 題がある。

【０００５】 そこで、本考案は、緩起動、緩停止ができるようにし、且つ自動利得装置をそ なえて制震効果を最大限に発揮できるようにし、外力の大変動があっても制震効 果が得られるような制震装置の制御装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するために、構造物の振動を、アクチュエータで往 復動させる錘りの運動エネルギーに変換して減衰させるようにしてある制震装置 の制御装置において、構造物の振動を検出する加速度計と、該加速度計で検出し た加速度のレベルを判定するコンパレータと、該コンパレータから送られた信号 を基に上記錘りの振幅を演算して上記アクチュエータを駆動するアクチュエータ ユニットへの制御信号を出力する変位指令演算器とからなり、且つ上記変位指令 演算器に、制御信号を立ち上げ下げする時間を設定する緩起動・緩停止機能を具 備させた構成とする。

【０００７】 又、構造物の振動を検出する加速度計と、該加速度計で検出した信号を基に上 記錘りの振幅を演算して上記アクチュエータを駆動するアクチュエータユニット への制御信号を出力する変位指令演算器と、該変位指令演算器による制御信号の 利得を設定レベルに応じて可変制御するようにした自動利得演算器とからなる構 成としてもよい。

【０００８】 更に、構造物の振動を検出する加速度計と、該加速度計で検出した信号を基に 上記錘りの振幅を演算して上記アクチュエータを駆動するアクチュエータユニッ トへの制御信号を出力する変位指令演算器と、該変位指令演算器からの制御信号 が設定レベルに達したときに該制御信号のレベルを制限するようにした制限演算 器とからなる構成とするとよい。

【０００９】 更に又、上記の構成において、緩起動・緩停止機能、自動利得演算器、制限演 算器を適宜組み合わせて付加した構成とすることができる。

【００１０】

【作用】

加速度計とコンパレータと緩起動・緩停止設定機能付変位指令演算器とを設け た場合、構造物の振動が加速度計により加速度信号として検出され、そのレベル がコンパレータに設定された上限レベル以上であると、変位指令演算器の指令で アクチュエータユニットがゆっくりと立ち上げられて錘りのストロークが制御さ れる。一方、加速度計の検出レベルがコンパレータの下限レベル以下になると、 アクチュエータユニットがゆっくりと立ち下げられて、錘りの作動が停止させら れる。

【００１１】 又、加速度計と変位指令演算器と自動利得演算器とを設けた場合は、外力が徐 々に大きくなって変位指令演算器で演算された制御信号が設定レベルに達すると 、自動利得演算器により利得が小さくなるように変化させられることにより、錘 りの振幅が任意外力で決定した振幅に徐々に戻される。一方、外力が徐々に小さ くなると、逆に、錘りの振幅が上記決定した振幅まで徐々に戻される。

【００１２】 更に、加速度計と変位指令演算器と制限演算器とを設けた場合は、突発的に外 力が増大しても、制限演算器にて制御信号が頭打ちにされることにより、錘りが 任意上限振幅以上に振れないように振幅が制限される。

【００１３】 更に、又、緩起動・緩停止機能、自動利得演算器、制限演算器等を適宜組み合 わせて設けた場合は、上述した作動が組み合わされることになる。

【００１４】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の実施例を説明する。

【００１５】 図１は本考案の一実施例を示すもので、図４に示したものと同様に、構造物の 振動を、アクチュエータとしてのモータ６の駆動で往復動させるマスとしての錘 りの運動エネルギーに変換して減衰させるようにしてある能動型の制震装置８で 用いる制御装置において、構造物の振動を加速度として検出するように設置した 加速度計９と、該加速度計９で検出した加速度レベルを判定して設定レベル以上 のときに信号を出すコンパレータ１０と、該コンパレータ１０からの信号を基に モータ６を駆動するアクチュエータユニットとしてのドライブ装置１２へ制御信 号（変位信号）を出力する本体部１１ａを有する変位指令演算器１１とを備え、 且つ上記変位指令演算器１１内に、制御信号を立ち上げ下げする時間を設定する 緩起動・緩停止時間設定器１１ｂと、該設定器１１ｂで設定した各々の時間で制 御信号を立ち上げ下げする緩起動・緩停止演算器１１ｃとを備えてなる構成とす る。

【００１６】 今、構造物に外力により振動が発生すると、その振動が加速度計９で加速度と して検出され、その加速度信号がコンパレータ１０に入れられる。コンパレータ １０では、予め設定された起動レベルと入力された加速度のレベルとを比較し、 加速度のレベルが設定レベルよりも大きい場合に変位指令演算器１１に信号を送 る。次に、変位指令演算器１１では、本体部１１ａにて、制震装置８の可動マス としての錘り１（図４参照）の振幅を決める演算を行い、演算結果に基づく制御 信号（変位信号）をアクチュエータユニットとしてのドライブ装置１２へ送る。 したがって、モータ６が駆動されることにより、外力の大きさに応じた振幅で錘 り１が振動させられることになるが、この際、外力に応じた加速度レベルにもっ て行くときに、錘り１を緩起動させるような制御が行われる。すなわち、変位指 令演算器１１内の上記本体部１１ａで演算した制御信号をドライブ装置１２へ直 接入れず、緩起動・緩停止時間設定器１１ｂで設定した時間に基づき緩起動・緩 停止演算器１１ｃで徐々に立ち上げるようにしてドライブ装置１２へ送る。一方 、加速度計９で検出された加速度のレベルがコンパレータ１０の設定レベルより も小さくなったときには、上記とは逆に変位指令演算器１１からの制御信号を徐 々に立ち下げるようにする。したがって、錘り１は緩起動、緩停止させられるこ とになるため、起動、停止時に、構造物や駆動系にショックを与えることがなく なる。

【００１７】 次に、図２は本考案の他の実施例を示すもので、上記図１に示したと同様な加 速度計９と、該加速度計９で検出した加速度のレベルに応じて錘り１の振幅を演 算してドライブユニット１２へ制御信号を送る変位指令演算器１１′とを備え、 且つ該変位指令演算器１１′からの制御信号の利得を設定レベルに応じて可変制 御するようにした自動利得演算器１３を設けた構成としたものである。

【００１８】 図２の実施例の場合には、加速度レベルに応じて決定された錘り１の振幅が外 力によって徐々に増大してきたときに、錘り１の振幅を任意外力で決定した振幅 に徐々に戻すことができ、又、かかる運転状態で、逆に、構造物に作用する外力 が徐々に小さくなったときには、上記決定した振幅よりも錘り１の振幅が小さく なるので、決定した振幅まで徐々に戻すことができる。すなわち、変位指令演算 器１１′から出力された制御信号が設定レベルよりも大きくなった場合は、自動 利得演算器１３により利得を変えて錘り１の振幅が小さくなるようにし、逆に設 定レベル以上において、利得制御した制御信号が小さくなっているときは、利得 を徐々に上昇させるようにして振幅を制御する。又、制御信号が設定レベル以下 になれば、制御信号をそのままドライブ装置１２へ送るようにする。したがって 、制震効果を最大限に発揮させることができる。

【００１９】 次いで、図３は本考案の更に他の実施例を示すもので、図２の実施例と同様な 構成において、自動利得演算器１３に代えて、変位指令演算器１１′からの制御 信号が設定レベルに達したときに該制御信号のレベルを制限するようにした制限 演算器１４を設けたものである。

【００２０】 図３の実施例の場合には、変位指令演算器１１′から出力された制御信号が設 定レベルに達すると、制限演算器１４により、それ以降は一定あるいは任意カー ブに沿うようにして頭打ちにさせることができる。したがって、突発的に外力が 増大しても、錘り１の振幅が一挙に大振幅となってストローク限界に達してしま うことを防止することができる。

【００２１】 なお、本考案は図１、図２、図３の実施例のみに限定されるものではなく、た とえば、図１の実施例におけるコンパレータ１０及び緩起動・緩停止機能と、図 ２の実施例における自動利得演算器１３と、図３の実施例における制限演算器１ ４とを、適宜組み合わせるようにしてもよいこと、又、実施例では、可動マスと しての錘りを円弧状に形成して単弦振動させる方式の制震装置への適用例を示し たが、これに限られるものではなく、錘りを往復動させるあらゆる型式の能動型 制震装置に適用できること、その他本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種 々変更を加え得ることは勿論である。

【００２２】

【考案の効果】

以上述べた如く、本考案の制震装置の制御装置によれば、次の如き優れた効果 を発揮する。 構造物の振動を加速度として検出してそのレベルをコンパレータで判定し、 判定結果に基づく制御信号を変位指令演算器からアクチュエータユニットへ送る 際に、上記制御信号を徐々に立ち上げ下げすることができるようにしたので、制 震装置を緩起動、緩停止させることができて、起動、停止時に構造物や駆動系へ ショックを与えることがなく、したがって、駆動系の寿命を長くすることができ 、又、コンパレータにより制震装置を常時作動させないようにすることができる ので、ランニングコストを低減することができる。 加速度に基づく制御信号を出力する変位指令演算器に、制御信号を可変とす る自動利得演算器を組み合わせた構成とすることにより、構造物に作用する外力 が大きくなっても制震装置を停止させることなく作動させることができるので、 制震効果を保持でき、又、自動利得演算器が作動する領域以下のレベルの利得を 大きくすることができるので、制震効果を最大限に発揮させることができる。 加速度に基づく制御信号を出力する変位指令演算器に、制御信号を制限する 制限演算器を組み合わせた構成とすることにより、構造物に突発的な外力が作用 しても錘りをストロークオーバーとして制震装置を停止してしまうことがなくて 制震効果を失う心配がなく、又、ストロークオーバーで錘りが機械的ストッパに 衝突することもないことから、構造物や駆動系にショックを与えることもない。 緩起動・緩停止機能や自動利得演算器、制限演算器等を適宜組み合わせた構 成とすることにより、制震装置の信頼性、安全性等を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の制震装置の制御装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図２】本考案の他の実施例を示すブロック図である。

【図３】本考案の更に他の実施例を示すブロック図であ
る。

【図４】制震装置の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 錘り ２ 構造物 ６ モータ（アクチュエータ） ８ 制震装置 ９ 加速度計 １０ コンパレータ １１，１１′ 変位指令演算器 １１ｂ 緩起動・緩停止時間設定器 １１ｃ 緩起動・緩停止演算器 １２ ドライブ装置（アクチュエータユニット） １３ 自動利得演算器 １４ 制限演算器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｅ０１Ｄ 1/00 Ｚ 9231−2Ｄ (72)考案者 丸岡 正典 東京都江東区毛利一丁目19番10号 江間忠 ビル 石川島播磨重工業株式会社江東事務 所内 (72)考案者 谷田 宏次 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)考案者 小池 裕二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)考案者 村田 保 東京都江東区毛利一丁目19番10号 江間忠 ビル 石川島播磨重工業株式会社江東事務 所内 (72)考案者 西村 功 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 竹中 康雄 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 佐々木 勝康 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 大類 哲 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 石井 孝二 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)考案者 小鹿 紀英 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)考案者 池田 芳樹 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の振動を、アクチュエータで往復
   動させる錘りの運動エネルギーに変換して減衰させるよ
   うにしてある制震装置の制御装置において、構造物の振
   動を検出する加速度計と、該加速度計で検出した加速度
   のレベルを判定するコンパレータと、該コンパレータか
   ら送られた信号を基に上記錘りの振幅を演算して上記ア
   クチュエータを駆動するアクチュエータユニットへの制
   御信号を出力する変位指令演算器とからなり、且つ上記
   変位指令演算器に、制御信号を立ち上げ下げする時間を
   設定する緩起動・緩停止機能を具備させたことを特徴と
   する制震装置の制御装置。
2. 【請求項２】 構造物の振動を、アクチュエータで往復
   動させる錘りの運動エネルギーに変換して減衰させるよ
   うにしてある制震装置の制御装置において、構造物の振
   動を検出する加速度計と、該加速度計で検出した信号を
   基に上記錘りの振幅を演算して上記アクチュエータを駆
   動するアクチュエータユニットへの制御信号を出力する
   変位指令演算器と、該変位指令演算器による制御信号の
   利得を設定レベルに応じて可変制御するようにした自動
   利得演算器とからなることを特徴とする制震装置の制御
   装置。
3. 【請求項３】 構造物の振動を、アクチュエータで往復
   動させる錘りの運動エネルギーに変換して減衰させるよ
   うにしてある制震装置の制御装置において、構造物の振
   動を検出する加速度計と、該加速度計で検出した信号を
   基に上記錘りの振幅を演算して上記アクチュエータを駆
   動するアクチュエータユニットへの制御信号を出力する
   変位指令演算器と、該変位指令演算器からの制御信号が
   設定レベルに達したときに該制御信号のレベルを制限す
   るようにした制限演算器とからなることを特徴とする制
   震装置の制御装置。
4. 【請求項４】 自動利得演算器を設けた請求項１又は３
   記載の制震装置の制御装置。
5. 【請求項５】 制限演算器を設けた請求項１又は２記載
   の制震装置の制御装置。
6. 【請求項６】 自動利得演算器と制限演算器とを設けた
   請求項１記載の制震装置の制御装置。