JPS6141032A - 振動制御装置 - Google Patents
振動制御装置Info
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- JPS6141032A JPS6141032A JP16340084A JP16340084A JPS6141032A JP S6141032 A JPS6141032 A JP S6141032A JP 16340084 A JP16340084 A JP 16340084A JP 16340084 A JP16340084 A JP 16340084A JP S6141032 A JPS6141032 A JP S6141032A
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- Japan
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- vibration
- movable mass
- brake
- control device
- actuator
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
- E04H9/0215—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings involving active or passive dynamic mass damping systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
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- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、振動体に生じる振動を振動体に設けた可動
質量の運動によって制御する振動制御装置に関す慣１、
ものである。
質量の運動によって制御する振動制御装置に関す慣１、
ものである。
一般に振動体に生ずる振動を防止するのに、マスダンパ
が用いられている。このマスダンパは第１図に示すごと
く、質量Ｍ６の振動体（１）にバネ定数Ｋｄを有するバ
ネ（２）と、アクチュエータ（３）を介して質量Ｍｄの
可動質量（４）が可動自在に取付けられている。
が用いられている。このマスダンパは第１図に示すごと
く、質量Ｍ６の振動体（１）にバネ定数Ｋｄを有するバ
ネ（２）と、アクチュエータ（３）を介して質量Ｍｄの
可動質量（４）が可動自在に取付けられている。
この可動質量（４）は、振動体＋１）の振動速度に比例
した逆向きの制御力を制御器（図示せず）の指示によっ
てアクチュエータ（３）から与えられ、振動体（１）の
振動を止める向きに動いて、振動体（１）の振動を減衰
させる。この場合の運動方程式は以下のようになる。
した逆向きの制御力を制御器（図示せず）の指示によっ
てアクチュエータ（３）から与えられ、振動体（１）の
振動を止める向きに動いて、振動体（１）の振動を減衰
させる。この場合の運動方程式は以下のようになる。
Ｍａｘａ＋ｘａ （Ｘ（１−ｘＢ）＝Ｕ
ｆ２１ここでＸｓは振動体（１）の変位、Ｃ６
は振動体（１）の減衰定数、ＫＳは振動体＋１）のバネ
定数、Ｘｄは可動質量（４）の変位、Ｆは外力、Ｕは制
御力である。
ｆ２１ここでＸｓは振動体（１）の変位、Ｃ６
は振動体（１）の減衰定数、ＫＳは振動体＋１）のバネ
定数、Ｘｄは可動質量（４）の変位、Ｆは外力、Ｕは制
御力である。
上記のように従来の振動制御装置は、振動体（１）はゲ
イン定数）をアクチュエータ（３）で発生させ。
イン定数）をアクチュエータ（３）で発生させ。
可動質量（４）を撮動体ｆｉｌの振動を止める向きに動
かし振動を減衰させている。
かし振動を減衰させている。
ここで可動質量（４）の大きさは、構造体質量Ｍｅや構
造体の振動レベルよシ適当な大きさに設定されるが、一
般に構造体質量の数十分の−から数百分の一程度である
。したがって構造体が高層ピル等の場合、可動質量（４
）は数十ｔｏｎから数百ｔｏｎの大きさとなる。
造体の振動レベルよシ適当な大きさに設定されるが、一
般に構造体質量の数十分の−から数百分の一程度である
。したがって構造体が高層ピル等の場合、可動質量（４
）は数十ｔｏｎから数百ｔｏｎの大きさとなる。
一方町動質量（４）は、構造体（１）に加えられる制御
力の反力を受けるが、構造体質量ＭＢに比べ上記・のよ
うに小さな質量しか持たないため、可動質量には、はぼ
構造体質量Ｍ日との質量比の逆数倍の大きな振動速度が
生じている。
力の反力を受けるが、構造体質量ＭＢに比べ上記・のよ
うに小さな質量しか持たないため、可動質量には、はぼ
構造体質量Ｍ日との質量比の逆数倍の大きな振動速度が
生じている。
このように可動質量（４）は、振動制御装置の動作中に
非常に大きな運動エネルギを有することになり、大きな
外力が作用した場合等には、可動質量（４）ノオーバー
ランやアクチュエータ（３）の破壊などの事故を生じる
恐れがあった。
非常に大きな運動エネルギを有することになり、大きな
外力が作用した場合等には、可動質量（４）ノオーバー
ランやアクチュエータ（３）の破壊などの事故を生じる
恐れがあった。
この発明は、上記の欠点を除くもので、非常の場合に可
動質量（４）と構造体（１）との間に設けられたブレー
キ（５）を作動させ、アクチュエータ等の破壊を保護す
る安全な振動制御装置を提供するものである。
動質量（４）と構造体（１）との間に設けられたブレー
キ（５）を作動させ、アクチュエータ等の破壊を保護す
る安全な振動制御装置を提供するものである。
以下１図面に従ってこの発明の一実施例を説明する。
第２図は、この発明の振動制御装置の一実施例を示す図
であり、（３）は建物、タワー等外力を受けて振動する
振動体（１）に固定されたアクチュエータで、可動コア
（５）と固定コア（６）とにより成り、この可動コア（
５）の先端には、可動質量（４）が固定さｈている。
であり、（３）は建物、タワー等外力を受けて振動する
振動体（１）に固定されたアクチュエータで、可動コア
（５）と固定コア（６）とにより成り、この可動コア（
５）の先端には、可動質量（４）が固定さｈている。
この可動質量（４）は、バネ（２）によって振動体と連
結されており、可動コア（５）の往復動に従って往復動
するようになっている。
結されており、可動コア（５）の往復動に従って往復動
するようになっている。
（７）は振動体（１）の振動を検出する加速度計、（８
）は上記加速度計の加速度信号を受けて信号変換し。
）は上記加速度計の加速度信号を受けて信号変換し。
アクチュエータ（３）に指令を出す制御器であ！Ｄ、＋
９）はブレーキ、ａυはレベル判定器である。
９）はブレーキ、ａυはレベル判定器である。
今、振動体（１）に振動が生じると、加速度計（７）に
より振動を検出するが、生じた振動があらかじめ定めた
大きさより小さければ、制御器（８）はアクチュエータ
（３）に振動を制御するための指令を出す。
より振動を検出するが、生じた振動があらかじめ定めた
大きさより小さければ、制御器（８）はアクチュエータ
（３）に振動を制御するための指令を出す。
しかし振動レベルが地震等の場合々ど、あらかじめ定め
られたレベルより大きい場合には、レベル判定器Ｑ〔は
、制御器（８）に与える信号を止めて、ブレーキ（９）
に指令をだし、ブレーキ（９）を作動させることにより
、可動質量（４）と振動体＋１）の間の相対的な速度を
減少させる。
られたレベルより大きい場合には、レベル判定器Ｑ〔は
、制御器（８）に与える信号を止めて、ブレーキ（９）
に指令をだし、ブレーキ（９）を作動させることにより
、可動質量（４）と振動体＋１）の間の相対的な速度を
減少させる。
このように、この発明を用いれば地震等の非常の場合で
もアクチュエータやバネなどを破壊することなく、また
振動体である建物等に可動質量を衝突させたりする危険
を回避することができる。
もアクチュエータやバネなどを破壊することなく、また
振動体である建物等に可動質量を衝突させたりする危険
を回避することができる。
第３図は、この発明の他の実施例を示すもので第２図に
おけるブレーキの代わシに負荷抵抗ａｉ＋と切替スイッ
チＯｚを有している。第２図に示した例と同様にレベル
判定器が過大入力を検知すると上記切替スイッチ醋仁、
可動コア（５）の巻線が負荷抵抗（Ｉｌｌで短絡される
側に切替えられる。このため可動コア（５）と固定コア
（６）の間には可動質量（４）と振動体＋１）の相対速
度に比例した力が発生し、いわゆるダイナミックブレー
キを用いた効果が生じる。
おけるブレーキの代わシに負荷抵抗ａｉ＋と切替スイッ
チＯｚを有している。第２図に示した例と同様にレベル
判定器が過大入力を検知すると上記切替スイッチ醋仁、
可動コア（５）の巻線が負荷抵抗（Ｉｌｌで短絡される
側に切替えられる。このため可動コア（５）と固定コア
（６）の間には可動質量（４）と振動体＋１）の相対速
度に比例した力が発生し、いわゆるダイナミックブレー
キを用いた効果が生じる。
以上第３図に示したようにアクチュエータ（３）ニリニ
アアクチュエータを用いた場合や、モータをボールネジ
等で並進方向のアクチュエータとして用いた場合には、
負荷抵抗ａυと切替スイッチａ２を付加するだけで簡単
にこの発明の振動制御装置を実現することができる。
アアクチュエータを用いた場合や、モータをボールネジ
等で並進方向のアクチュエータとして用いた場合には、
負荷抵抗ａυと切替スイッチａ２を付加するだけで簡単
にこの発明の振動制御装置を実現することができる。
また第４図は、ブレ、−キに指令を出す場合の他の実施
例について示すもので図中（１）〜輪は第３図に示した
ものと同様である。轢はボールネジ、Ｑ４はベアリング
、 ｔｔＳはカップリング、ａｅはモータ。
例について示すもので図中（１）〜輪は第３図に示した
ものと同様である。轢はボールネジ、Ｑ４はベアリング
、 ｔｔＳはカップリング、ａｅはモータ。
もηはタコジェネレータ、鰻は電源設備、員は地震動を
検知するＰ波検波器、 （２１Ｆｉｇ報処理器、ＱＤは
リミットスイッチである。第４図におめで２通常は振動
体（１）Ｋ生じた振動を加速度計（７）で検知し２警報
処理器翰を経由し、制御器（８）によシ、モータ（ｔｅ
を駆動している。第４図に示した実施例ではモータαＯ
で発生したトルクをボールネジα９を用いて並進方向の
制御力に変換し可動質量（４）に伝えてｂるが、可動マ
ス（４）があらかじめ設定したストローク範囲を越えた
場合にはリミットスイッチＱυは警報処理器（イ）に信
号を送り、また可動質量（４）に過大な速度が生じた場
合には、モータα０と同軸に設けられたタコジェネレー
タａηは脅報処理器翰に信号を送る。古らに地震動が生
じた場合にはＰ波検知器（１）が、電源が断たれた場合
には電源設備なｅが非常用電源（図示せず）に切換えら
れた後、それぞ？Ｌ警報処理器（４）に信号を送る。
検知するＰ波検波器、 （２１Ｆｉｇ報処理器、ＱＤは
リミットスイッチである。第４図におめで２通常は振動
体（１）Ｋ生じた振動を加速度計（７）で検知し２警報
処理器翰を経由し、制御器（８）によシ、モータ（ｔｅ
を駆動している。第４図に示した実施例ではモータαＯ
で発生したトルクをボールネジα９を用いて並進方向の
制御力に変換し可動質量（４）に伝えてｂるが、可動マ
ス（４）があらかじめ設定したストローク範囲を越えた
場合にはリミットスイッチＱυは警報処理器（イ）に信
号を送り、また可動質量（４）に過大な速度が生じた場
合には、モータα０と同軸に設けられたタコジェネレー
タａηは脅報処理器翰に信号を送る。古らに地震動が生
じた場合にはＰ波検知器（１）が、電源が断たれた場合
には電源設備なｅが非常用電源（図示せず）に切換えら
れた後、それぞ？Ｌ警報処理器（４）に信号を送る。
警報処理器翰は、上記の異常がひとつでも発生した場合
には、上記の信号を受けてただちに加速度計（７１から
の信号を遮断し、同時に切換スイッチ（Ｉ２をモータｕ
ｅの巻線が負荷抵抗（１））によって短絡さｈ−る側に
切替え、モータＩｔ１！゛をダイナミックブレーキとし
て動作させ、振動制御装置の破壊や、可動質量（４）の
振動体（１）への衝突を防止する。
には、上記の信号を受けてただちに加速度計（７１から
の信号を遮断し、同時に切換スイッチ（Ｉ２をモータｕ
ｅの巻線が負荷抵抗（１））によって短絡さｈ−る側に
切替え、モータＩｔ１！゛をダイナミックブレーキとし
て動作させ、振動制御装置の破壊や、可動質量（４）の
振動体（１）への衝突を防止する。
なお第」図に示した実施例のごとく、−それぞれの警報
信号を同時に朋いてもま友必要に応じて個別に用いても
振動制御装置の保護が効果的に行なえることは言うまで
もない。
信号を同時に朋いてもま友必要に応じて個別に用いても
振動制御装置の保護が効果的に行なえることは言うまで
もない。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば２通常は振動体の振動を
効果的に低減し、非常の場合には装置自体を保護し、ま
た振動体に可動質量を衝突させたシする危険を回避でき
る振動制御装置が提供できる。
効果的に低減し、非常の場合には装置自体を保護し、ま
た振動体に可動質量を衝突させたシする危険を回避でき
る振動制御装置が提供できる。
第１図は、一般のマスダンパの振動モデル図。
第２図、第３図、第４図はこの発明の実施例を示す図で
、（１）は撮動体、（２）はばね、（３）はアクチュエ
ータ、（４）は可動質量、（５）は可動コア、（６）は
固定コア、（７）は加速度計、（８）は制御器、（９）
はブレーキ。 ＱＱはレベル判定器、（Ｉυは負荷抵抗、Ｈは切換スイ
ッチ、 Ｑ３はボールネジ、α着はベアリング、Ｑ９は
カップリング、ａｅはモータ、αηはタコジェネレータ
。 鱈は電源設備、 Ｑ９はＰ波検知器、（至）は警報処理
器。 Ｑυはリミットスイッチである。 なお図中、同−前号は同一または相当部分を示す。
、（１）は撮動体、（２）はばね、（３）はアクチュエ
ータ、（４）は可動質量、（５）は可動コア、（６）は
固定コア、（７）は加速度計、（８）は制御器、（９）
はブレーキ。 ＱＱはレベル判定器、（Ｉυは負荷抵抗、Ｈは切換スイ
ッチ、 Ｑ３はボールネジ、α着はベアリング、Ｑ９は
カップリング、ａｅはモータ、αηはタコジェネレータ
。 鱈は電源設備、 Ｑ９はＰ波検知器、（至）は警報処理
器。 Ｑυはリミットスイッチである。 なお図中、同−前号は同一または相当部分を示す。
Claims (7)
- （１）外力を受けて振動する構造体の振動速度を検出す
る振動検出手段と、上記構造体の振動方向に往復動する
可動質量と、上記構造体に固定され上記可動質量を駆動
するアクチュエータと、上記振動検出手段により検出さ
れた構造体の振動速度に応じた制御力を上記アクチュエ
ータに発生させるよう制御する制御器と、上記構造体に
固定され必要に応じ上記可動質量と上記構造体の相対速
度を減少させるブレーキとを備えたことを特徴とする振
動制御装置。 - （２）必要に応じアクチュエータをブレーキとして用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の振
動制御装置。 - （３）過大入力がはいつた場合にブレーキを作動させる
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（
２）項記載の振動制御装置。 - （４）可動質量があらかじめ定められたストローク範囲
を越えた場合にブレーキを作動させることを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の振動
制御装置。 - （５）可動質量があらかじめ定めておいた速度を越えた
場合にブレーキを作動させることを特徴とする特許請求
の範囲第（１）項または第（２）項記載の振動制御装置
。 - （６）Ｐ波検知装置を備え、上記装置により地震動を検
知した場合にブレーキを作動させることを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の振動制
御装置。 - （７）電源の供給が断たれた場合にブレーキを作動させ
ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または第
（２）項記載の振動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16340084A JPS6141032A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16340084A JPS6141032A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 振動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141032A true JPS6141032A (ja) | 1986-02-27 |
Family
ID=15773171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16340084A Pending JPS6141032A (ja) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | 振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141032A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02154824A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 制振制御装置 |
| JPH0278837U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-18 | ||
| JPH02221725A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-04 | Kajima Corp | 能動型制震・制風装置の安全監視装置 |
| JPH0428246U (ja) * | 1990-07-03 | 1992-03-06 | ||
| EP2543620A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schwingungsdämpfer zur Dämpfung einer Schwingung einer schwingungsfähigen Struktur |
| EP2543619A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schwingungsdämpfersystem |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55132434A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration damper |
| JPS58217838A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 防振装置 |
-
1984
- 1984-08-02 JP JP16340084A patent/JPS6141032A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55132434A (en) * | 1979-03-30 | 1980-10-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vibration damper |
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| JP2508241B2 (ja) * | 1989-02-23 | 1996-06-19 | 鹿島建設株式会社 | 能動型制震・制風装置の安全監視装置 |
| JPH0428246U (ja) * | 1990-07-03 | 1992-03-06 | ||
| EP2543620A1 (de) * | 2011-07-05 | 2013-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Schwingungsdämpfer zur Dämpfung einer Schwingung einer schwingungsfähigen Struktur |
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