JPH0967957A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置場所に制限を受けず、構造がシンプルで
メンテナンスが容易な制振装置を得る。 【解決手段】 建物の振動エネルギーを吸収するマス２
０が、多段積層ゴム１８で支えられ建物に設置されてい
る。ここで、建物が揺れると、センサーが振動を検出
し、この検出信号に基づいて、制御装置が電動シリンダ
ー２８を駆動し、マス２０を建物の揺れを抑制する方向
へ加振させる。これによって、建物の揺れが制振され
る。電動シリンダー２８をアクチュエータとすること
で、装置を低コストかつコンパクトに設計でき、さら
に、全ての構成部品がマス２０の下方域に配設されてい
るので、雨水等に曝されることがなく、長期的に見て耐
候性能に優れた制振装置１０となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震や風圧等によ
る構造物の揺れを抑制できる制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】構造設計の分野では、構造物の柱や梁の
基礎構造を強固にして地震等の衝撃力に耐えることがで
きる耐震構造に対して、構造物自体の揺れを抑制する制
振装置が提案されている。

【０００３】この制振装置には、任意階に設けられたマ
ス（重錘）を多段積層ゴムで支え、油圧システムで構造
物の揺れの状況に合わせ、マスをアクティブに加振させ
揺れを抑えるものがある。

【０００４】しかし、このような油圧式のアクティブ制
振装置では、巨大な力を発生させることができるもの
の、油圧ポンプからアキュムレータといった油圧系統構
成部品の設置場所に制限を受け、また、メンテナンスを
必要とし経済的でない。また、外気に露出する部分が多
いため、耐候性の点で問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、設置場所に制限を受けず、構造がシンプルでメン
テナンスが容易な制振装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の制振装
置では、構造物の振動エネルギーを吸収するマスが、弾
性支持体で支えられ構造物に設置されている。ここで、
構造物が揺れると、センサーが振動を検出し、この検出
信号に基づいて、制御装置が電動シリンダーを駆動し、
マスを構造物の揺れを抑制するように加振させる。これ
によって、建物の揺れが制振される。

【０００７】また、電動シリンダーをアクチュエータと
することで、装置を低コストかつコンパクトに設計で
き、さらに、全ての構成部品がマスの下方域に配設され
ているので、雨水等に曝されることがなく、長期的に見
て耐候性能に優れた制振装置となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２に示すように、本形
態に係る制振装置１０は、建物１２の屋上１４に設置さ
れている。

【０００９】屋上１４には、ベース板１６が配設されて
おり、このベース板１６の上には、Ｙ軸方向へ２列、Ｘ
軸方向へ３列となるように合計６つの多段積層ゴム１８
が固定されている。このように、多段積層ゴム１８を配
置したのは、建物１２の平面形状に合わせ、後述するマ
ス２０を長方形状とし、支持する荷重を均等に分散する
ためである。

【００１０】この多段積層ゴム１８は、積層ゴム２４と
安定板２２を６段に一体積層した構成で、単一の積層ゴ
ム２４と比較して、許容変位が６倍、ばね定数が１／６
倍に低減されている。これによって、大変形で長周期の
ばねマス系を構築できる。また、積層ゴム２４は、エラ
ストマー層と鉄板を交互に積層して一体化した積層弾性
体で、どの方向にも摩擦がなく滑らかに、かつ同じばね
剛性で変位する。

【００１１】多段積層ゴム１８の上端には、Ｈ型鋼で枠
組みされた台座２６が載置固定されＹ軸方向及びＸ軸方
向へ滑らかに移動可能とされている。この台座２６の上
には、長方形状のマス２０が載置固定されている。マス
２０の下方域には、電動シリンダー２８が配置されてい
る。

【００１２】この電動シリンダー２８は、図３に示すよ
うに、シリンダー部３０とＡＣモータ部３２とを円筒状
のケース３４の中へ直列に内蔵して一体化した全閉構造
とされており、コンパクトなアクチュエータとなってい
る。

【００１３】ＡＣモータ部３２を構成する固定子３６
は、ケース３４の内周壁に沿って配設されており、両端
から固定子巻線３８が軸方向へ突出している。この固定
子巻線３８と接触しないように、ブラケット４０、４２
が両側に配設されている。ブラケット４０、４２の中心
部には軸受け４４が取付けられており、回転軸４６の両
端が回転自在に軸支されている。回転軸４６の外周に
は、固定子３６と周方向に沿って対面するように回転子
４８が設けられている。

【００１４】一方、ケース３４の端部は開口され、キャ
ップ５０が嵌め込まれている。このキャップ５０には、
エンコーダ５２を収納するカバー５４がねじ５６で固定
されている。エンコーダ５２は、カップリング５８を介
して回転軸４６と連結され、回転軸４６の回転速度を検
出するようになっている。

【００１５】また、ブラケット４４の左側には、収納部
６０を形成するように、ブラケット６２が嵌め込まれて
いる。収納部６０には、回転軸４６の端部に固着された
ギア６４が位置している。このギア６４は、ギア６６、
６８とで構成される減速機構を介して、ボールネジ７０
の端部に固着された駆動ギア７２に回転力を伝達する。

【００１６】このボールネジ７０の一端は、ブラケット
６２に配設された軸受け７４へ回転自在に軸支されてお
り、他端は、シリンダー部３０を構成する筒状のロッド
７６内へ延出している。ロッド７６の開口には、ボール
ねじナット７８が固着され、ボールネジ７０と噛み合っ
ている。また、ケース３４の内周壁には、軸方向に沿っ
てキー溝８０が形成されており、ロッド７６の外周面か
ら突設されたキー８２が摺動可能に係合している。これ
によって、ボールねじ７０の正転逆転の回転力が、ロッ
ド７６の往復運動に変換される。

【００１７】このように、本形態に係る制振装置１０を
構成する電動シリンダー２８は、全ての構成部材がケー
ス３４内へ収納されているので、取付けの自由度が大き
く、また、設置場所に制限を受けない。

【００１８】図１に示すように、ベース板１６には架台
８４が配置されており、この架台８４に電動シリンダー
２８のケース３４が固定されている。また、電動シリン
ダー２８のロッド７６の先端は、台座２６の下面へ取付
けられた連結部材８６に連結されている。なお、本形態
においては、電動シリンダー２８がＸ軸方向へ２台、Ｙ
軸方向へ２台、平行に配置されている。

【００１９】また、図２に示すように、電動シリンダー
２８を構成するエンコーダ５２及びＡＣモータ部３２
は、制御装置９０に接続されている。この制御装置９０
には、屋上１４に配置され揺れを検出するセンサー９２
が接続され、センサー９２からの情報に基づいて、電動
シリンダー２８を制御するようになっている。

【００２０】次に、本形態に係る制振装置の作用を説明
する。建物１２の揺れ（振動）をセンサーで検出し、そ
の検出信号に基づいて制御装置９０で建物１２の振動を
打ち消すような振動波形を生成し、この振動波形に基づ
いて電動シリンダー２８で、マス２０を振動吸収作用を
なす方向へ加振する。

【００２１】また、地震等の振動は、水平面内でＸ軸及
びＹ軸双方の変位が合算されたものである。従って、直
交する２方向へ配置された電動シリンダー２８は、２方
向へ同時に制御され、建物１２が種々の広い周波数帯域
の振力を受けて揺れた場合でも、効果的に制振させるこ
とができる。

【００２２】さらに、アクチュエーターとしての電動シ
リンダー２８及びロッド７６とマス２０との連結部分
が、全てマス２０の下方域に配設されているので、雨水
等に曝されるこがなく、長期的に見て耐候性能に優れた
制振装置となる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、設置場所
に制限を受けず、構造がシンプルでメンテナンスが容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態に係る制振装置の全体斜視図である。

【図２】本形態に係る制振装置が取付けられた建物の立
面図である。

【図３】本形態に係る制振装置を構成する電動シリンダ
ーの断面図である。

【符号の説明】

１８ 多段積層ゴム（弾性支持体） ２０ マス ２８ 電動シリンダー ９０ 制御装置 ９２ センサー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造物の振動エネルギーを吸収するマス
   と、前記構造物に設置され前記マスを支える弾性支持体
   と、前記マスの下方域に配置され前記マスを加振する電
   動シリンダーと、前記構造物の振動を検出するセンサー
   と、前記センサーからの信号に基づいて前記電動シリン
   ダーを制御し前記マスを前記構造物の揺れを抑制するよ
   うに加振させる制御装置と、を有することを特徴とする
   制振装置。