JPS6159036A - 振動制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は振動制御装置の安全機構に関するものである
。

〔従来技術〕

近年構造物などの振動体の振動対策としてマスダンパ装
置が用いられつつある。第１図はこのマスダンパ装置で
ある振動制御装置の振動モデル図であり２図において（
１）は振動体、（２）は上記振動体（ＩＩＫばね（３）
、アクチュエータ（４）を介して往復動可能に保持され
た可動質量、（５）は振動体（１）に固定され振動体＋
１１の加速度を検出する加速度計、（６）は加速度計（
５）の信号を受はアクチュエータ（４）に制御力を与え
る制御器である。

このような構成から成る従来の振動制御装置は振動体（
１１が振動するとその振動を加速度計（５）が検知し、
信号を制御器（Ｇｌに送るため制御器（６）は送られた
信号を制御器（６）内部で速度信号に変換した後。

速度信号に比例した電流をアク千ユエータ（４）に与え
る。これによりアクチュエータ（４）は振動速度に比例
した力で可動質量（２）を往復運動させ、その反力で振
動体＋１１の振動を減衰させるものである。この時の運
動方程式は次のようになる。

ＭＢ　Ｘｓ　＋ＯＢ　ＭＢ　＋Ｋ（Ｉ　Ｘｔ３　＋Ｋｄ
　（Ｘｓ−Ｘｄ　）　＝Ｆ−σ・＋ｌｌＭｄ　ｘａ＋ｘ
ａ　（ｘｄ　　Ｘｓ　）　＝Ｕ　　　　　　　　　　−
−−ｆ２１Ｕ＝ＣｍＸ日　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　・・・（３）ここにＭ日は振動体（
１１の質量、　　Ｃ８は振動体（１１の減衰定数、Ｋｓ
は振動体ｆｉ＋のばね定数、Ｉ８゜Ｉ８．Ｘｓ　　は振
動体（１１Ｏ／７０速度、速度、変位、　Ｍｃｌは可動
質量（２）の質量、　　Ｋｄはばね（３）のばね定数。

Ｘｄ、　　Ｘｄ　　は可動質量（２）の加速度、変位、
Ｆは外力、Ｕは制御力、　　Ｃｍはゲイン定数である。

しかるに上記のように、振動体ｆｉｌが撮動すると可動
質量（２）は往復運動するが、振動体（１）の振動が地
震などのように初期設定値よシ大きな値であった場合に
は、可動質量（２）は設定した運動範囲を越えることに
なシ、衝突現象を起こす欠点があった。

特に振動体（１）として大型構造物を対象とした場合な
どは可動質量（２）の重量は数拾トンとなり、衝突現象
を起こすことは大変な危険を伴なう恐れがあった。

〔発明の概要〕

この発明は、かかる欠点を改善する目的でなされたもの
で、可動質量の往復運動範囲を規制するリミットスイッ
チと、アクチュエータを制止するブレーキと、可動質量
の慣性運動を吸収するショックアブソーバーとを設けた
ことにより、安全性の高い振動制御装置を提供するもの
である。

〔発明の実施例〕

以下図面に従ってこの発明の一実施例を詳述する。第２
図はこの発明になる振動制御装置で、（７）はベース（
８）に固定し几レール（９）上を摺動するリニアベアリ
ングで、可動質量（２）の下面に固定されている。Ｃ１
は可動質量（２）を保持する枠体である。ａυは枠体（
ｌ［Ｉに固定され、ボールネジｆｉ３と螺合するナツト
で、ボールネジ（Ｌａの回転により、可動質量（２）を
往復動させる役目を果してｂる。α罎は上記ボールネジ
（ｌａの一端部を回転自在に保持している軸受け、αを
は上記ボールネジαａとモータユニットαりとを係着し
ているカップリング、Ｃ０は上記モータユニッＺｔＳと
軸受α謙とを保持している支持台でベース（８）に固定
されている。αηはベース（８）に固定されたリミット
スイッチで、可動質量（２１がある往復動節回を越えた
とき、可動質量（２）に取付けられたレバーαのによっ
て開路または閉路される。Ｈけショツクアプンーバで、
可動質量（２）の往復動を機械的に規制する制止部材（
至）に固定きれて込て、可動質量（２）が制止部材（イ
）に強く衝突するのを和らげている。ｔ２υは制御ユニ
ットで、加速度信号を速度信号に変換する積分器（至）
と、モータユニットα９のエンコーダ（２）の信号をカ
ウントする口／Ｄカウンター（２４１と、このカウント
したディジタル信号をアナログ信号に変換し、可動質量
（２）の相対変位信号とするＤ／Ａコンバータ（ハ）と
、送られた信号を増幅するサーボ・増幅器（至）より構
成されている。

以上のような構成から成るこの発明の振動制御装置は、
振動体＋１１が図２のＸ方向に振動すると。

加速度計（５）はその信号を検知し、積分器（２）に振
動加速度信号を送る。積分器（２）はこの信号を受け。

積分し速度信号に変換した後、サーボ増幅器（至）Ｋこ
の信号を送る。サーボ増幅器翰はこの速度信号に比例し
た電流をモータユニットαりの駆動モータ（５）に送る
ため、駆動モータ（５）は振動速度に比例したトルクＴ
１を発生し回転する。これによって。

駆動モータ（５）とカップリング（Ｉ４で係着している
ボールネジ（１３に螺合したナツトαυは可動質量（２
）と共Ｋｍ動方向とは反対方向に の制御力を受は往復動する。

一方、この可動質量（２）の往復動の相対変位はエンコ
ーダ（ハ）で検知され、　σ／Ｄカウンター（財）。

Ｄ／Ａコンバータ（ハ）を通りサーボ増幅器（ホ）にそ
の信号が送られるため、駆動モーターは相対変位に比例
したトルクＴ２を同時に発生する。このトルクＴ２は可
動質量（２１に対し、ばね力として作用している。

この時の運動方程式はつぎの式で表わされる。

Ｉ６　Ｉ６　＝　Ｕ　　　　　　　　　　　　　　　・
−・ｆ５１Ｕ　＝　ＣｍＭＢ　＋Ｏｎ　（ＸＢ−ｘｄ）
・・−（６１ここにＯｎ　Ｖｉゲイン定数である。上記
の式で表わされる運動を行なうことにより、振動体＋１
１の振動は減衰する。ところが振動体（１）Ｋ大きな外
力が加わり、設定し几振動の大きさを越えて振動体ｆｉ
ｌが振動すると、可動質ｔ（２）は設定したストローク
範囲を越え、リミットスイッチαηを閉路し、１ル一制
御部弼を作動づせるため、このリレー制御部（至）の作
動により、サーボ増幅器（至）は１駆動モータ（２）へ
の電流を遮断する一方、モータユニットａりのブレーキ
四が働くので、可動質量（２）は制動され停止すること
ができるＣま几、振動が更に犬きくなりブレーキ四によ
っても、制動が効かなくなると。

可動質量（２）の運動はショックアブソーバａ９によっ
て減衰され停止することができる。なおショックアブソ
ーバα１でも停止することの出来なかった場合には１機
械的ストッパーである制止部材■によって停止されるこ
とになるが、この時可動質量（２）はショックアブソー
バα１によって十分減衰した動きとなっているので、衝
突によるショックは著しく和らげられる、 〔発明の効果〕 このようにこの発明は、可動質量の往復運動範囲を規制
するリミットスイッチと、このスイッチの動作で可動質
量を制止するブレーキと、町ｊ１７＋質景の慣性運動を
吸収し減衰させるショックアブソーバとを順次設けたた
め可動質量の動きを確実に止めることができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振動制御装置の振動モデル図を示す図、
第２図はこの発明の一実施例の断面図。 第３図はこの発明の動作を示すブロック図である。 図において、（１）は振動体、（２）は可動質量、（５
）は加速度計、α力はリミットスイッチ、　Ｑ９はショ
ックアブソーバ、（イ）は制止部材、（５）は駆動モー
タ、＠はブレーキである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示すものとする
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 振動物体の振動を検知する加速度計と、この検知した振
   動に対応した制御力を発生する駆動モータと、この駆動
   モータにより、往復動する可動質量とを備えた振動制御
   装置において、可動質量の往復動が所定の設定範囲を越
   えたとき作動するリミットスイッチと、このリミットス
   イッチの作動により働くブレーキと、可動質量が設定範
   囲を越えて駆動した時減衰させるショックアブソーバと
   、可動質量を機械的に停止する制止部材とを順次設けた
   ことを特徴とする振動制御装置。