JPS60109472A - Vibration controller of structure - Google Patents

Vibration controller of structure

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JPS60109472A
JPS60109472A JP21673183A JP21673183A JPS60109472A JP S60109472 A JPS60109472 A JP S60109472A JP 21673183 A JP21673183 A JP 21673183A JP 21673183 A JP21673183 A JP 21673183A JP S60109472 A JPS60109472 A JP S60109472A
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vibration
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yoke
control
coil
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武藤 浄
木藤良 善久
藪内 賀義
博之 加藤
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は9例えばビル、アンテナ、原子力の制御盤な
どに代表される構造物の振動を低減あるいは制振する振
動制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a vibration control device for reducing or suppressing vibrations of structures such as buildings, antennas, nuclear power control panels, and the like.

〔従来技術〕[Prior art]

従来この種の装置として第1図に示すものがあった。図
において、(1)は風や地震などの外力を受けて振動を
生ずる構造物で9例えばビル、アンテナ、原子力の制御
盤などである。(2)は付加重錘とアクチュエータを有
する付加重錘駆動装置、(3)は構造物(1)の振動を
検出する振動検出器で、この例では加速度計、(4)は
振動検出器(3)からの検出信号に基づいて付加重錘駆
動装置(2)を制御する制御回路である。
A conventional device of this type is shown in FIG. In the figure, (1) is a structure that generates vibrations when subjected to external forces such as wind or earthquakes, such as buildings, antennas, and nuclear power control panels. (2) is an additional weight drive device having an additional weight and an actuator, (3) is a vibration detector that detects vibrations of structure (1), in this example an accelerometer, and (4) is a vibration detector ( 3) is a control circuit that controls the additional weight drive device (2) based on the detection signal from.

第2図は第1図に示す付加重錘駆動装置の一例を示す断
面図である。図において、 (21)は付加重錘であり
、構造物(1)の約1チの質量を有しているのが一般的
である。(22)はヨーク部とコイル部を有し。
FIG. 2 is a sectional view showing an example of the additional weight driving device shown in FIG. 1. In the figure, (21) is an additional weight, which generally has a mass of about 1 inch of the structure (1). (22) has a yoke part and a coil part.

電磁力で両者が相対移動する動電型アクチュエー(2) タであり、ヨーク部が取付1ts)を介して構造物に固
定され、コイル部が駆動部(26)と連結されている。
The actuator is an electrodynamic actuator (2) in which the two move relative to each other using electromagnetic force, and the yoke part is fixed to a structure via an attachment (1ts), and the coil part is connected to the drive part (26).

(イ)は軸受支持台、(2)は直動軸受、(5)は連結
棒、 (27)は連結棒(25)と駆動部(■を結合す
るカップリングであり、付加重錘(21)は連結棒(5
)とカップリング(27)を介してアクチュエータ(2
2)の駆動部(9))に連結されている。(5)はアク
チーエータ(4)を装着する取付台、@)は軸受支持台
(23)および取付台((ト)を固定する架台であり、
構造物(1)の床部または天井部に設置されている。
(A) is a bearing support stand, (2) is a linear bearing, (5) is a connecting rod, (27) is a coupling that connects the connecting rod (25) and the drive part (■), and the additional weight (21 ) is the connecting rod (5
) and the actuator (2) via the coupling (27).
2) is connected to the drive unit (9)). (5) is a mounting base for mounting the actuator (4), @) is a mount for fixing the bearing support base (23) and the mounting base ((G),
It is installed on the floor or ceiling of the structure (1).

次に動作について第1図、第2図をもとに説明する。構
造物(1)が風や地震などの外力を受けて水平方向に振
動すると、この構造物(1)の振動は振動検出器(3)
により電気信号として検出される。この電気信号を受け
た制御回路(4)では、所要の振動変位量あるいは振動
速度などに変換し、付加重錘駆動装置(2)の駆動を制
御する。すなわち、アクチーエータ((2)は、制御回
路(4)からの制御信号に応じて駆動部(26) 、カ
ップリング(幻、および連絡棒■)を介して付加重錘(
21)を第2図に矢印で示すように直線(3) 的、振動的に水平駆動させる。この時1作用1反作用の
法則に基づき、アクチーエータ(イ)で発生した駆動力
は取付台(4)および架台(至)を介して構造物(1)
に印加される。この駆動力が構造物(1)の振動に対抗
するように、以下に説明する原理に基づいて制御回路(
4)を設定すると、構造物(1)の振動は極度に減衰し
、振動制御装置としての機能を発揮する。
Next, the operation will be explained based on FIGS. 1 and 2. When the structure (1) vibrates horizontally due to external forces such as wind or earthquakes, the vibration of this structure (1) is detected by the vibration detector (3).
is detected as an electrical signal. The control circuit (4) that receives this electric signal converts it into a required amount of vibration displacement or vibration speed, and controls the drive of the additional weight drive device (2). In other words, the actuator (2) drives the additional weight (
21) is horizontally driven in a straight line (3) and in a vibrational manner as shown by the arrow in FIG. At this time, based on the law of one action and one reaction, the driving force generated by the actuator (A) is transferred to the structure (1) via the mounting base (4) and the frame (to).
is applied to A control circuit (
When setting 4), the vibration of the structure (1) is extremely attenuated and functions as a vibration control device.

すなわち、この装置の振動低減原理は、構造物(1)に
強制力(外力)と制御力とが作用したとき。
That is, the vibration reduction principle of this device is when a forcing force (external force) and a control force act on the structure (1).

mを構造物(1)のモード質量、Cを減衰係数、kを構
造物(1)のバネ定数、Fを外力、Uを制御力、Xを構
造物(1)の変位として成立する運動方程式mM+C女
+kx−p −U を前提とする。
An equation of motion that holds true where m is the modal mass of structure (1), C is the damping coefficient, k is the spring constant of structure (1), F is the external force, U is the control force, and X is the displacement of structure (1). Assuming mm+Cwoman+kx-p-U.

ここで9例えば構造物(])の振動加速度マを検知して
これを速度交、変位Xの信号に変換した後これらの値を
上記運動方程式に適用することにより外力Fを減衰させ
ることのできる最適な制御力U(すなわち、構造物(1
)の振動速度に比例する制御力)を得ている(詳L<は
、特願昭57−41094号出願「振動制御装置」に記
載)。
Here, for example, by detecting the vibration acceleration M of the structure (]) and converting it into signals of velocity and displacement X, the external force F can be damped by applying these values to the above equation of motion. The optimal control force U (i.e. the structure (1
) is obtained (details L< are described in Japanese Patent Application No. 57-41094 entitled "Vibration Control Device").

(4) 従来の振動制御装置は以上のように構成されているので
、構造物(1)の1チ程度の付加重錘が必要とされるに
もかかわらず、動電型アクチュエータ(幻のコイル部と
ヨーク部で重い方のヨーク部が構造物(1)に固定され
ているため、ヨーク部の重量を有効に利用できていない
などの欠点があった。
(4) Conventional vibration control devices are configured as described above, so even though an additional weight of about 1 inch is required for structure (1), electrodynamic actuators (phantom coils) cannot be used. Since the heavier yoke part is fixed to the structure (1), the weight of the yoke part cannot be used effectively.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、付加重錘駆動装置はヨーク部とコ
イル部を有し、電磁力で両者が相対移動する動電型アク
チュエータにより構成され。
This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and the additional weight driving device is composed of an electrodynamic actuator that has a yoke part and a coil part, and moves both relative to each other by electromagnetic force. It is.

上記コイル部が構造物に固定され、上記ヨーク部が付加
重錘の少なくとも一部となり上記構造物との間で相対移
動可能に取付けられているものとすることにより、上記
コイル部より重いヨーク部が付加重錘または付加重錘の
一部となって移動するので、上記ヨーク部の重量をも付
加重錘として有効に利用することができる振動制御装置
を提供することを目的としている。
The coil part is fixed to the structure, and the yoke part becomes at least a part of the added weight and is attached to be movable relative to the structure, so that the yoke part is heavier than the coil part. It is an object of the present invention to provide a vibration control device that can effectively utilize the weight of the yoke portion as an additional weight since it moves as an additional weight or a part of the additional weight.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

(5) 以下、この発明の一実施例を図をもとに説明する。 (5) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図はこの発明の一実施例に係わる動電型アクチュエ
ータを示す断面図、第4図は第3図に示す動電型アクチ
ュエータをそれぞれ直交するX。
FIG. 3 is a sectional view showing an electrodynamic actuator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the electrodynamic actuator shown in FIG. 3.

Y軸方向に駆動するように2個配置した付加重錘駆動装
置を示す平面図である。図において+ (22a)+(
3)はコイルボビン固定台であり、架台(イ)を介【7
て構造物に固定されている。(2)は励磁ヨーク、(ロ
)は円筒状マグネット、(2)はセンタポールであり、
これら励磁ヨーク(2)9円筒状マグネット(ロ)、お
よびセンタボール(至)をヨーク部と総称する。(イ)
+ (36a)+(36b)、 C@、 (37a)、
 (a7b)はヨーク部を支持館神。
It is a top view which shows two additional weight drive devices arranged so that it may drive in a Y-axis direction. In the figure + (22a) + (
3) is a coil bobbin fixing stand, and the coil bobbin is fixed via the stand (a) [7
and fixed to the structure. (2) is an excitation yoke, (b) is a cylindrical magnet, (2) is a center pole,
These excitation yoke (2), 9 cylindrical magnets (b), and the center ball (to) are collectively referred to as a yoke portion. (stomach)
+ (36a) + (36b), C@, (37a),
(a7b) supports the yoke part.

(38a)、 (38b)に固定する固定台、 (39
)+ (39a)、(39b)は支持台(イ)、 (3
8a)、 (38b)に固定されたヨーク部を直線運動
させるためのリニアガイドベアリングであり、このリニ
アガイドベアリング(39)、 (39a)。
(38a), (38b) fixing base, (39
)+ (39a), (39b) are support base (a), (3
These linear guide bearings (39) and (39a) are linear guide bearings for linearly moving the yoke portions fixed to 8a) and (38b).

(39b)は架台(イ)を介1〜て構造物に固定されて
いる。
(39b) is fixed to the structure via the frame (a).

(6) これらの図から明らかなように、コイル部(イ)が構造
物に固定され、ヨーク部が付加重錘となってリニアガイ
ドベアリング(39)、 (39a)、 (39b)に
より構造物との間で相対運動可能に取付けられている。
(6) As is clear from these figures, the coil part (A) is fixed to the structure, and the yoke part acts as an additional weight and is attached to the structure by the linear guide bearings (39), (39a), and (39b). It is installed so that it can move relative to the other.

また、第4図においては、コイルボビン固定台(ロ)は
、コイルボビン(31a)、 (31b)を介して2個
のアクチーエータ(22a)、 (22b)と連結され
、そのヨーク部(図示せず)はそれぞれ直交するX、 
Y軸方向に駆動するように構成されている。
In addition, in FIG. 4, the coil bobbin fixing base (b) is connected to two actuators (22a) and (22b) via coil bobbins (31a) and (31b), and their yoke portions (not shown) are respectively orthogonal X,
It is configured to be driven in the Y-axis direction.

第5図は第4図に示す付加重錘駆動装置を用いたこの発
明の一実施例による振動制御装置の制御システムを示す
構成図であり9図において、 (3a)はX軸方向振動
検出器、(3b)はY軸方向振動検出器、(4a)、 
(4b)は制御回路である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a control system of a vibration control device according to an embodiment of the present invention using the additional weight drive device shown in FIG. 4. In FIG. 9, (3a) is an X-axis vibration detector. , (3b) is a Y-axis direction vibration detector, (4a),
(4b) is a control circuit.

次に動作について説明する。第1図に示す構造物(1)
が風や地震などの外力を受けて振動するとき。
Next, the operation will be explained. Structure (1) shown in Figure 1
when it vibrates due to external forces such as wind or earthquakes.

一般にこの構造物(1)の振動は水平面内で2個の互い
に直角な成分に分けることができる。水平面内で互いに
直角な方向のこれら振動成分を振動検出器(3a)、 
(3b)で電気信号として検出する。
Generally, the vibration of this structure (1) can be divided into two mutually perpendicular components in the horizontal plane. A vibration detector (3a) detects these vibration components in directions perpendicular to each other in a horizontal plane;
(3b) is detected as an electrical signal.

(7) 第4図、第5図に示すX軸方向の振動に対して。(7) Regarding vibrations in the X-axis direction shown in FIGS. 4 and 5.

X軸方向振動検出器(3a)の検出信号を制御回路(4
a)に入力し、構造物(1)のX軸方向の振動を減衰さ
せるのに必要な変位量まだは速度量などに変換する。制
御回路(4a)からの出力信号を基に電力増幅して動電
型アクチュエータ(22a)に駆動力を発生させる。動
電型アクチュエータ(22a)では。
The detection signal of the X-axis direction vibration detector (3a) is transmitted to the control circuit (4).
a) and convert it into the displacement amount, velocity, etc. necessary to damp the vibration of the structure (1) in the X-axis direction. Power is amplified based on the output signal from the control circuit (4a) to generate a driving force in the electrodynamic actuator (22a). In the electrodynamic actuator (22a).

コイル部(30)が構造物に固定されているため、ヨー
ク部が付加重錘となってリニアガイドベアリング(39
a )に沿ってX軸方向に振動的に駆動する。Y軸方向
の振動に対しても同様に制御でき、また。
Since the coil part (30) is fixed to the structure, the yoke part acts as an additional weight and the linear guide bearing (39)
a) vibratingly driven in the X-axis direction. Vibration in the Y-axis direction can also be controlled in the same way.

X軸方向とY軸方向のヨーク部の駆動はそれぞれ独立に
制御することができる。
The driving of the yoke portions in the X-axis direction and the Y-axis direction can be controlled independently.

なお、上記実施例では第3図に示すこの発明の一実施例
に係わる動電型アクチュエータをその駆動方向が互いに
直角となるように2個配置した場合について説明したが
、従来と同様に1個用いてもよい。
In the above embodiment, two electrodynamic actuators according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3 are arranged so that their driving directions are perpendicular to each other. May be used.

また、第3図に示す動電型アクチーエータの代わりに第
6図に示す動電型アクチュエータを用い(8) てもよい。
Furthermore, an electrodynamic actuator shown in FIG. 6 may be used instead of the electrodynamic actuator shown in FIG. 3 (8).

第6図において、(40)は支持台(38)に配設され
た第1の永久磁石、(41)はリニアガイドベアリング
(39)に配設され、第1の永久磁石(40)との間に
磁気反発を生ずる第2の永久磁石である。これら第1.
第2の永久磁石(40)(41)の磁気反発力によジョ
ーク部とリニアガイドベアリング(39)の相対移動が
容易となる。
In FIG. 6, (40) is the first permanent magnet disposed on the support base (38), and (41) is disposed on the linear guide bearing (39), which is connected to the first permanent magnet (40). This is a second permanent magnet that creates magnetic repulsion between the magnets. These first.
The magnetic repulsion of the second permanent magnets (40) and (41) facilitates the relative movement of the jaw portion and the linear guide bearing (39).

なお、上記実施例ではヨーク部を付加重錘とした場合に
ついて説明したが、ヨーク部だけで十分な重錘量が得ら
れなければ、ヨーク部に重錘を追加結合してもよい。
In the above embodiment, a case has been described in which the yoke portion is used as an additional weight, but if a sufficient amount of weight cannot be obtained with the yoke portion alone, an additional weight may be coupled to the yoke portion.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、付加重錘駆動装置は
ヨーク部とコイル部を有し、電磁力で両者が相対移動す
る動電型アクチュエータにより構成された上記コイル部
が構造物に固定され、上記ヨーク部が付加重錘の少なく
とも一部となり上記構造物との間で相対移動可能に取付
けられているものとしたので、上記コイル部より重いヨ
ーク部が付加重錘または付加重錘の一部となって移動す
(9) るので、上記ヨーク部の重量をも付加重錘として有効に
利用することができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the additional weight driving device has a yoke part and a coil part, and the coil part is fixed to a structure, and the coil part is configured by an electrodynamic actuator that moves both relative to each other by electromagnetic force. Since the yoke part becomes at least a part of the additional weight and is attached to be movable relative to the structure, the yoke part, which is heavier than the coil part, is at least a part of the additional weight or the additional weight. Since it moves as a part (9), the weight of the yoke part can also be effectively used as an additional weight.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の振動制御装置を示す構成図、第2図は第
1図の従来の付加重錘駆動装置を示す断面図、第3図は
この発明の一実施例に係わる動電型アクチーエータを示
す断面図、第4図は第3図に示す動電型アクチュエータ
をそれぞれ直交するX、Y軸方向に駆動するように2個
配置した付加重錘駆動装置を示す平面図、第5図は第4
図に示す付加重錘駆動装置を用いたこの発明の一実施例
による振動制御装置の制御システムを示す構成図。 第6図はこの発明の他の実施例に係わる動電型アクチュ
エータを示す断面図である。 図において、(1)は構造物、(2)は付加重錘駆動装
置、 (a) (3a)、 (3b)は振動検出器+ 
(4)、(4a )、(、ib)は制御回路、@、 (
22a)、 (22b)は動電型アクチュエータ、(7
)はコイル部である。(2)は励磁ヨーク。 ■は円筒状マグネット、(至)はセンタボールであり。 これらをヨーク部と総称する。(39)、 (ac+a
)、 (3c+b)(10) はリニアガイドベアリングである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。 代理人大岩増雄 (11) 第1図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional vibration control device, FIG. 2 is a sectional view showing the conventional additional weight drive device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an electrodynamic actuator according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a plan view showing an additional weight drive device in which two electrodynamic actuators shown in FIG. 3 are arranged to drive in orthogonal X and Y axis directions, and FIG. Fourth
1 is a configuration diagram showing a control system of a vibration control device according to an embodiment of the present invention using the additional weight driving device shown in the figure. FIG. 6 is a sectional view showing an electrodynamic actuator according to another embodiment of the present invention. In the figure, (1) is the structure, (2) is the additional weight drive device, (a) (3a), (3b) is the vibration detector +
(4), (4a), (, ib) are control circuits, @, (
22a), (22b) are electrodynamic actuators, (7
) is the coil part. (2) is the excitation yoke. ■ is a cylindrical magnet, and (to) is a center ball. These are collectively called a yoke part. (39), (ac+a
), (3c+b)(10) are linear guide bearings. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa (11) Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)外力を受けて振動を生ずる構造物に付加重錘駆動
装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出し
、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生し
、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、上
記構造物の振動を制御するものにおいて、上記付加重錘
駆動装置はヨーク部とコイル部を有し、電磁力で両者が
相対移動する動電型アクチーエータにより構成され、上
記コイル部が上記構造物に固定され、上記ヨーク部が付
加重錘の少なくとも一部となり、上記構造物との間で相
対移動可能に取付けられていることを特徴とする構造物
の振動制御装置。 (2)動電型アクチーエータのヨーク部と構造物との間
で磁気反発を発生させ、相対移動を容易にしたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の構造物の振動制御
装置。 (1)
[Claims] (1) An additional weight drive device is installed on a structure that generates vibrations due to external force, the vibration of the structure is detected by a vibration detector, and a control circuit is activated based on this detection signal. In the device that generates a control signal and uses this signal to control the driving of the additional weight driving device to control the vibration of the structure, the additional weight driving device has a yoke portion and a coil portion, and uses electromagnetic force. The coil part is fixed to the structure, the yoke part becomes at least a part of the added weight, and the coil part is fixed to the structure, and the yoke part is attached to be movable relative to the structure. A vibration control device for a structure, characterized in that: (2) The vibration control device for a structure according to claim 1, wherein magnetic repulsion is generated between the yoke portion of the electrodynamic actuator and the structure to facilitate relative movement. (1)
JP21673183A 1983-11-17 1983-11-17 Vibration controller of structure Granted JPS60109472A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01275867A (en) * 1988-04-26 1989-11-06 Kajima Corp Vibration control method for building
JPH0291369A (en) * 1988-09-29 1990-03-30 Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd Vibration restraint device

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