JPS6170243A - 振動制御装置 - Google Patents
振動制御装置Info
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- JPS6170243A JPS6170243A JP19225184A JP19225184A JPS6170243A JP S6170243 A JPS6170243 A JP S6170243A JP 19225184 A JP19225184 A JP 19225184A JP 19225184 A JP19225184 A JP 19225184A JP S6170243 A JPS6170243 A JP S6170243A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- vibration
- movable mass
- rise building
- rack
- Prior art date
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- Granted
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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
- F16F7/1005—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass
- F16F7/1011—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect characterised by active control of the mass by electromagnetic means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
- E04B1/98—Protection against other undesired influences or dangers against vibrations or shocks; against mechanical destruction, e.g. by air-raids
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (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、ラック・ピニオン機構を用いて可動質量を
可動させ振動を制御する振動制御装置に関するものであ
る。
可動させ振動を制御する振動制御装置に関するものであ
る。
近年、ビル等の建築構造物はその規模などにおいてます
ます高層化、大規模化しているが、設計手法等の洗練に
より、柔軟化、軽量化の傾向にめる。したがって強い風
や地震等の外乱により、第１図の点線で示すような振動
を生じており、このような振動はビルの居住者に不快感
を与え、特に地震の際には非常に大きな振動を引き起こ
す可能性がある。このような問題を解決するために、従
来から用いられていたものに、第２図に示す搗動図に示
した高層ビルζ２１の屋上に近い階に設菅されていて、
往復動可能な可動質＋１（３）と、この可動質量（３）
を可動さす油圧アクチュエータ（４）と、この油圧アク
チュエータ（４）を作動させる油圧サーボ（５）と。
ます高層化、大規模化しているが、設計手法等の洗練に
より、柔軟化、軽量化の傾向にめる。したがって強い風
や地震等の外乱により、第１図の点線で示すような振動
を生じており、このような振動はビルの居住者に不快感
を与え、特に地震の際には非常に大きな振動を引き起こ
す可能性がある。このような問題を解決するために、従
来から用いられていたものに、第２図に示す搗動図に示
した高層ビルζ２１の屋上に近い階に設菅されていて、
往復動可能な可動質＋１（３）と、この可動質量（３）
を可動さす油圧アクチュエータ（４）と、この油圧アク
チュエータ（４）を作動させる油圧サーボ（５）と。
高層ビル（２）の振動を検出する振動センサー（６１と
。
。
上記可動質量（３）と高層ビル（２１との間に介在する
バネ（７）とから構成されていた。
バネ（７）とから構成されていた。
このような構成からなる従来の振動制御装置（１）は、
振動物体である高層ビル（２１が図で示すＸ方向に機動
しようとすると、振動センナ（６）によって振動が検知
される。この検知信号によって油圧サーボ（５）は油圧
アクチュエータ（４）に振動速度に比例した制御力を作
動せしめるため、これに連動した可動質量（３）は、振
動方向とは反対の方向に可動し。
振動物体である高層ビル（２１が図で示すＸ方向に機動
しようとすると、振動センナ（６）によって振動が検知
される。この検知信号によって油圧サーボ（５）は油圧
アクチュエータ（４）に振動速度に比例した制御力を作
動せしめるため、これに連動した可動質量（３）は、振
動方向とは反対の方向に可動し。
その慣性力によって振動が制御された。
１、かるに、従来の振動制御装置は、油圧アクチュエー
タを使用しているため、装置自身がかなり大損りとなり
、設費する場合、かなりのスペースを必要とした。また
メンテナスもかなりの頻度で必要であり、騒音も太きい
などの欠点を有していた。
タを使用しているため、装置自身がかなり大損りとなり
、設費する場合、かなりのスペースを必要とした。また
メンテナスもかなりの頻度で必要であり、騒音も太きい
などの欠点を有していた。
この発明は以上のような問題点を除くため尤なされたも
ので、構造が簡単で、メンテナンスが容易な振動制御装
置を提供するものである。
ので、構造が簡単で、メンテナンスが容易な振動制御装
置を提供するものである。
以下図面に従ってこの発明の一実施例について説明する
。第３図において＋２１． （３）． ＋６１は第２図
に示したものと同様であるが、第２図における油圧アク
チュエータ（４）と油圧サーボ（５）は、第３図ではモ
ータ（９１と制御器（８１におきかえられており、モー
タ（９）の駆動軸に取り付けられたビニオンααと、こ
れに噛み合うラックαＢにより可動質量１３）を駆動す
るようになっている。また第２図におけるはね（７１は
、第３図においてはモータｔ９１と同軸に取りつけられ
たエンコーダａｚにより可動質量（３１と高層ビル（２
）の相対変位Ｘ２ Ｘｌを検出し、これに比例した復
元力をモータ（９１により発生させる。いわゆる電気ば
ねにおきかえられている。０３は可動質ｔ（３）を低摩
擦で案内するスライドベアリング、α６家レールである
。
。第３図において＋２１． （３）． ＋６１は第２図
に示したものと同様であるが、第２図における油圧アク
チュエータ（４）と油圧サーボ（５）は、第３図ではモ
ータ（９１と制御器（８１におきかえられており、モー
タ（９）の駆動軸に取り付けられたビニオンααと、こ
れに噛み合うラックαＢにより可動質量１３）を駆動す
るようになっている。また第２図におけるはね（７１は
、第３図においてはモータｔ９１と同軸に取りつけられ
たエンコーダａｚにより可動質量（３１と高層ビル（２
）の相対変位Ｘ２ Ｘｌを検出し、これに比例した復
元力をモータ（９１により発生させる。いわゆる電気ば
ねにおきかえられている。０３は可動質ｔ（３）を低摩
擦で案内するスライドベアリング、α６家レールである
。
以上の構成から成るこの発明の動作について説明すると
、高層ビル（２）が図のＸ方向に揚動しようとすると、
振動センサ（６）はその信号を検知し制御器＋８１１ｃ
振動加速度信号を送る。制御器（８）はこの信号を受け
、積分し速度信号に対応した電流をモータ（９１に送る
ため、モータ（９１は振動速度に対応したトルクＴを発
生し回転する。発生したトルクＴは。
、高層ビル（２）が図のＸ方向に揚動しようとすると、
振動センサ（６）はその信号を検知し制御器＋８１１ｃ
振動加速度信号を送る。制御器（８）はこの信号を受け
、積分し速度信号に対応した電流をモータ（９１に送る
ため、モータ（９１は振動速度に対応したトルクＴを発
生し回転する。発生したトルクＴは。
ビニオ／・ラック機構により、ピニオンα０のモジュー
ル円の直径をＤとすれは。
ル円の直径をＤとすれは。
Ｔ
Ｕ＝□ ・川・・・・・・・・・・・・川
・・ ｆｌ）なる大きさの制御力υに変換され可動質量
（３）とモータ（９１の取付ペース間に作用し、高層ビ
ル（２）の振動を減衰させる。この場合の運動方程式は
２次式で表わされる。
・・ ｆｌ）なる大きさの制御力υに変換され可動質量
（３）とモータ（９１の取付ペース間に作用し、高層ビ
ル（２）の振動を減衰させる。この場合の運動方程式は
２次式で表わされる。
ｍ１ｘ１＋に１ｘ１＋に２（ｘｌ−Ｘｌ）＝Ｆ−Ｕ
・曲−（２１ｍ２Ｘ２十に２（ｘ２−ｘｌ）＝Ｕ−曲・
・・・・・曲（３）Ｕ ” ＣＸ４
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（４）ここで。
・曲−（２１ｍ２Ｘ２十に２（ｘ２−ｘｌ）＝Ｕ−曲・
・・・・・曲（３）Ｕ ” ＣＸ４
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（４）ここで。
ｍｌ：高層ビルのモーダル質量
に、：〃 のバネ定数
ｍ２：可動質量の質量
に２：可動質量と高層ビルとの間のバネ定数度
Ｐ ：外力
Ｕ ：制御力
Ｃニゲイン
上記のように、可動質量（３）と高層ビル（２）との間
に作用させる制御力Ｕを、ピニオン・ラック機構により
回転方向のトルクＴより得ているため、メンテナンスが
容易で設計のしゃすいモータを利用することができるよ
うになっている。またビニオン・ラック機構を用いるこ
とにより駆動部を非常にコンパクトに構成することがで
き、第３図に示すように駆動部分全体を可動質量（３１
の内側に収めることも可能となる。
に作用させる制御力Ｕを、ピニオン・ラック機構により
回転方向のトルクＴより得ているため、メンテナンスが
容易で設計のしゃすいモータを利用することができるよ
うになっている。またビニオン・ラック機構を用いるこ
とにより駆動部を非常にコンパクトに構成することがで
き、第３図に示すように駆動部分全体を可動質量（３１
の内側に収めることも可能となる。
第４図は、この発明の他の実施例を示したもので、 １
２１．１３１．１６１．１８１． ＋９１． ＱＱ、ｆ
ｉＬ ａ３．０１． ＠４は第３図と同様であるが、第
４ＣＫおける例では。
２１．１３１．１６１．１８１． ＋９１． ＱＱ、ｆ
ｉＬ ａ３．０１． ＠４は第３図と同様であるが、第
４ＣＫおける例では。
モーター９）が可動質量（３１例に取り付けられ、ラッ
クｒ１１）が振動体である高層ビル（２）側に取り付け
られている。またモータ（９）とビニオンαＧの間には
ギアボックス（１９が設けられている。
クｒ１１）が振動体である高層ビル（２）側に取り付け
られている。またモータ（９）とビニオンαＧの間には
ギアボックス（１９が設けられている。
ここで、高層ビル（２）に振動が生じた場合の各部の動
作は、第３図における例とまったく同様であるが、モー
タ（９）で発生するトルクＴと制御力υの関係は、ギア
ボックスα９のギア比を１：ｎとし。
作は、第３図における例とまったく同様であるが、モー
タ（９）で発生するトルクＴと制御力υの関係は、ギア
ボックスα９のギア比を１：ｎとし。
ビニオンａａのモジュール円の直径をＤとすれば。
ｎＴ
Ｕ＝□ ・・・・・・・・・・・・
・−・・・・・・−・・・ １５）となり、第３図に示
した例と比較すれは、同等の制御力Ｕを発生するのＫｉ
／ｎのトルクで良いことがわかる。このよ５ＶＣ，ラッ
クａυを振動体でおる高層ビル（２）側に固定した場合
にも設計の容易なモータ（９１を利用してコンパクトな
振動制御装置を構成することかでき、特にモータ（９）
とビニオンＩｌｌ］のの間にギアボックスｆＬ９を用い
れば、このギア比を適当に選ぶことによりトルクの容量
が小さいモータでも使用できることＫなる。このギアボ
ックスａ！３は、ラック１１１を可動質量（３１側とす
る。第３図の例にも利用することができることは言うま
でもない。
・−・・・・・・−・・・ １５）となり、第３図に示
した例と比較すれは、同等の制御力Ｕを発生するのＫｉ
／ｎのトルクで良いことがわかる。このよ５ＶＣ，ラッ
クａυを振動体でおる高層ビル（２）側に固定した場合
にも設計の容易なモータ（９１を利用してコンパクトな
振動制御装置を構成することかでき、特にモータ（９）
とビニオンＩｌｌ］のの間にギアボックスｆＬ９を用い
れば、このギア比を適当に選ぶことによりトルクの容量
が小さいモータでも使用できることＫなる。このギアボ
ックスａ！３は、ラック１１１を可動質量（３１側とす
る。第３図の例にも利用することができることは言うま
でもない。
第５図はこの発明の他の実施例を示すもので。
第２図におけるラックＵを可動質１ｔ＋３＋の一部とし
て形成したもので、大型のラックの場合には、可動質ｔ
（３１の−・部に直接歯切りして製作したり、小型の場
合には型による成形等で製作することができる。この場
合には装置の組み立て、１１１整が非常に簡略化され、
ラックの取り付け・調整部分が不要となるため駆動部を
一部コンバク）Ｋ設計することか可能となる。
て形成したもので、大型のラックの場合には、可動質ｔ
（３１の−・部に直接歯切りして製作したり、小型の場
合には型による成形等で製作することができる。この場
合には装置の組み立て、１１１整が非常に簡略化され、
ラックの取り付け・調整部分が不要となるため駆動部を
一部コンバク）Ｋ設計することか可能となる。
また上記は高層ビルにこの発明の後動制御装置を適用し
た例を説明したが、他の振動体９例えは一般家屋、塔、
橋梁等にも適用できることは言うまでもない。
た例を説明したが、他の振動体９例えは一般家屋、塔、
橋梁等にも適用できることは言うまでもない。
以上詳述したようにこの発明によれは、高層ビル等の振
動を減衰させる。振動制御装置においてメンテナンスが
容易で設計のしゃすいモータを利用してコンパクトな装
置が設計でき、さらにギアボックス等のトルク変換機構
を併用すればトルク容量の小さいモータによっても振動
制御を効率良く行なうことができる。
動を減衰させる。振動制御装置においてメンテナンスが
容易で設計のしゃすいモータを利用してコンパクトな装
置が設計でき、さらにギアボックス等のトルク変換機構
を併用すればトルク容量の小さいモータによっても振動
制御を効率良く行なうことができる。
第１図は高層ビルの斜視図、第２図は従来例を示す断面
図、第３図はこの発明による振動制御装置の斜視図、第
４図はこの発明の他の実施例を示す斜視図、第５図はこ
の発明を利用した可動質量を示す図である。図中（３）
は可動質量、（６）は振動センナ、（８１は制御器、（
９）はモータ、 ０１はビニオン。 ａｎはラックである。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
図、第３図はこの発明による振動制御装置の斜視図、第
４図はこの発明の他の実施例を示す斜視図、第５図はこ
の発明を利用した可動質量を示す図である。図中（３）
は可動質量、（６）は振動センナ、（８１は制御器、（
９）はモータ、 ０１はビニオン。 ａｎはラックである。 なお９図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。
Claims (3)
- （１）振動体の振動を検知する振動センサと、この振動
センサの検知した信号を受け、それに対応した電流を流
す制御器と、この制御器から制御電流を受け回転する駆
動モータと、上記振動体に回転自在に固定され上記駆動
モータより駆動トルクを伝達されるピニオンギアと、こ
のピニオンギアと噛み合うラックに固定され、ラック軸
方向に可動する可動質量より構成される振動制御装置。 - （２）振動体の振動を検知する振動センサと、この振動
センサの検知した信号を受け、それに対応した電流を流
す制御器と、この制御器から制御電流を受け回転する駆
動モータと、上記振動体に固定されたラックと、このラ
ックに噛み合い、可動質量に回転自在に固定された上記
駆動モータより駆動トルクを伝達されるピニオンギアと
、ラック軸方向に可動する可動質量より構成される振動
制御装置。 - （３）可動質量と一体にしてラックを形成したことを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項の振動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19225184A JPS6170243A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19225184A JPS6170243A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 振動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170243A true JPS6170243A (ja) | 1986-04-11 |
| JPH0556414B2 JPH0556414B2 (ja) | 1993-08-19 |
Family
ID=16288179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19225184A Granted JPS6170243A (ja) | 1984-09-13 | 1984-09-13 | 振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170243A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637663A1 (fr) * | 1988-10-06 | 1990-04-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Systeme d'amortissement de vibrations |
| JPH0278835U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-18 | ||
| JPH0278837U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-18 | ||
| JPH0280235U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-20 | ||
| EP0428239A2 (en) * | 1989-10-18 | 1991-05-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Dynamic damper and method for detecting malfunction of a dynamic damper |
| KR100354177B1 (ko) * | 1994-09-14 | 2003-08-30 | 가부시키가이샤 후지타 | 제진장치 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5685464U (ja) * | 1979-12-05 | 1981-07-09 | ||
| JPS58217838A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 防振装置 |
| JPS5950243A (ja) * | 1982-09-16 | 1984-03-23 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 動吸振器 |
-
1984
- 1984-09-13 JP JP19225184A patent/JPS6170243A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5685464U (ja) * | 1979-12-05 | 1981-07-09 | ||
| JPS58217838A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 防振装置 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2637663A1 (fr) * | 1988-10-06 | 1990-04-13 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Systeme d'amortissement de vibrations |
| JPH02102945A (ja) * | 1988-10-06 | 1990-04-16 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 構造物制振装置 |
| JPH0278835U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-18 | ||
| JPH0278837U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-18 | ||
| JPH0280235U (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-20 | ||
| EP0428239A2 (en) * | 1989-10-18 | 1991-05-22 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Dynamic damper and method for detecting malfunction of a dynamic damper |
| KR100354177B1 (ko) * | 1994-09-14 | 2003-08-30 | 가부시키가이샤 후지타 | 제진장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556414B2 (ja) | 1993-08-19 |
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