TWI713644B - Damping device - Google Patents
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Abstract
提供一種制震裝置,係可以使震動體以高速度且長行程,在平面內任意的方向震動。制震裝置(10),係具有:震動體(16)、復原力機構(20)、垂直方向滑動機構(22)、設在震動體(16)的下方並作為第1構件之1次線圈體(26)、作為第2構件之2次導體(28)、把1次線圈體(26)與2次導體(28)之間保持在一定的間隔的範圍內之保持機構(24)、檢測上側構造物(12)之相對於下側構造物(14)的XY平面的方向的震動之震動檢測部(30)、以及控制感應型線型馬達之控制部(32)。控制部(32),係根據震動檢測部(30)所檢測到的XY平面的方向的震動,於導線(34)流動電流,在消除該震動的方向使1次線圈體(26)相對於2次導體(28)振動。 A vibration damping device is provided, which can make a vibrating body vibrate in any direction in a plane at high speed and long stroke. The vibration damping device (10) has: a vibrating body (16), a restoring force mechanism (20), a vertical sliding mechanism (22), and a primary coil body that is arranged under the vibrating body (16) and used as the first member (26), the secondary conductor (28) as the second member, the holding mechanism (24) that keeps the primary coil body (26) and the secondary conductor (28) within a certain interval, the upper side of the detection A vibration detection unit (30) for the vibration of the structure (12) relative to the direction of the XY plane of the lower structure (14), and a control unit (32) for controlling the induction type linear motor. The control unit (32), based on the vibration in the direction of the XY plane detected by the vibration detector (30), flows a current through the wire (34), and makes the primary coil body (26) relative to the 2 The secondary conductor (28) vibrates.
Description
本發明有關制震裝置。 The present invention relates to a shock absorber.
制震裝置係一般使用在建物的地震對策,具有:震動體、以及使震動體驅動到使因地震所發生的震動衰減的方向之驅動機構。該驅動機構例示有組合了旋轉型馬達與滾珠螺桿或是齒輪之機構、以及使用電氣致動器之機構及使用同步型線型馬達之機構。於專利文獻1,記載有作為該驅動機構使用同步型線型馬達之制震裝置。 The seismic control device is generally used for earthquake countermeasures of buildings under construction. It has a vibrating body and a driving mechanism that drives the vibrating body to a direction that attenuates the vibration generated by the earthquake. Examples of the driving mechanism include a mechanism combining a rotary motor with a ball screw or gear, a mechanism using an electric actuator, and a mechanism using a synchronous linear motor. Patent Document 1 describes a vibration damper using a synchronous linear motor as the driving mechanism.
〔專利文獻1〕日本特許第2994900號公報 [Patent Document 1] Japanese Patent No. 2994900
但是,在具有組合旋轉型馬達與滾珠螺桿或是與齒輪之驅動機構的制震裝置中,用滾珠螺桿或是齒輪 把旋轉型馬達的旋轉運動轉換成直線運動之際的轉換效率低的緣故,對經由驅動機構驅動的震動體之相對於構造物的速度產生限制。在具有組合旋轉型馬達與滾珠螺桿的驅動機構之制震裝置中,也因滾珠螺桿的規格,對經由驅動機構驅動的震動體之相對於構造物的速度產生限制。而且,在具有使用電氣致動器的驅動機構之制震裝置中,隨著用在電氣致動器的缸筒越長而成本顯著增加的緣故,並非傾向是加大經由驅動機構驅動的震動體之相對於構造物的速度之制震裝置。 However, in a vibration control device with a combined rotary motor and a ball screw or a gear drive mechanism, a ball screw or gear is used The low conversion efficiency when converting the rotary motion of the rotary motor into the linear motion limits the speed of the vibrating body driven by the drive mechanism relative to the structure. In a vibration damping device with a driving mechanism combining a rotary motor and a ball screw, the speed of the vibrating body driven by the driving mechanism relative to the structure is also restricted due to the specifications of the ball screw. Moreover, in a shock absorbing device having a driving mechanism using an electric actuator, as the cylinder barrel used in the electric actuator becomes longer and the cost increases significantly, there is no tendency to increase the vibrating body driven by the driving mechanism. The damping device relative to the speed of the structure.
在專利文獻1記載的制震裝置中,把磁體用在驅動機構也就是同步型線型馬達的緣故,對應由驅動機構給予到震動體的驅動力產生限制。而且,在該制震裝置,是把軌條用在同步型線型馬達的緣故,對經由驅動機構驅動的震動體之相對於構造物而移動的方向被限制在1方向。 In the damping device described in Patent Document 1, since magnets are used in the drive mechanism, that is, a synchronous linear motor, there is a restriction corresponding to the driving force given to the vibrating body by the drive mechanism. Moreover, in this vibration control device, because the rail is used for the synchronous linear motor, the direction of movement of the vibrating body with respect to the structure driven by the drive mechanism is restricted to one direction.
為此,上述的制震裝置,係全都不是傾向於經由驅動機構使震動體相對於構造物以高速度且長行程震動的緣故,對於因應最近幾年要求的長週期地震是有其界限。 For this reason, none of the above-mentioned seismic damping devices tend to vibrate the vibrating body with respect to the structure at a high speed and a long stroke via a driving mechanism, and has its limits for the long-period earthquakes required in recent years.
本發明係有鑑於上述而為之創作,其目的在於提供一種制震裝置,係可以使震動體相對於構造物以高速度且長行程,在平面內任意的方向震動。 The present invention was created in view of the above, and its purpose is to provide a vibration damping device that can make the vibrating body vibrate in any direction in the plane at high speed and long stroke relative to the structure.
為了解決上述課題,達成目的,本發明的制震裝置,係具有:震動體,係以可以震動的狀態被構造物支撐;第1構件,係連結到前述震動體的垂直方向下側的面,與前述震動體連結而移動;第2構件,係隔開在前述第1構件的下方,被固定在前述構造物的表面也就是延伸在水平方向的平面;保持機構,係把前述第1構件與前述第2構件之間保持在一定的間隔的範圍內;震動檢測部,係檢測前述震動體之相對於前述構造物之前述平面的方向的震動;以及控制部,係在消除前述震動檢測部所檢測到的前述平面的方向的震動之方向使前述第1構件相對於前述第2構件振動;前述第1構件與前述第2構件中的任意其中一方,乃是設成軸方向與前述平面平行之1次線圈體;前述第1構件與前述第2構件中的另一方,為配合前述1次線圈體所發生的磁力,在相對於前述1次線圈體與前述軸方向垂直的方向且前述平面內的方向發生力之2次導體。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objective, the vibration damping device of the present invention has: a vibrating body supported by a structure in a vibrating state; and a first member connected to the vertical lower surface of the vibrating body, Connected to the vibrating body to move; the second member is spaced below the first member and is fixed to the surface of the structure, that is, a plane extending in the horizontal direction; the holding mechanism connects the first member with The second members are kept within a certain interval; the vibration detection unit detects the vibration of the vibrating body in the direction relative to the plane of the structure; and the control unit is used to eliminate the vibration detection unit The direction of the detected vibration in the direction of the plane makes the first member vibrate with respect to the second member; any one of the first member and the second member is set such that the axis direction is parallel to the plane Primary coil body; the other of the aforementioned first member and the aforementioned second member is in accordance with the magnetic force generated by the aforementioned primary coil body in a direction perpendicular to the aforementioned axial direction with respect to the aforementioned primary coil body and in the aforementioned plane The second conductor of the force in the direction.
該制震裝置,係具有作為可動件與震動體連結而移動之第1構件,具有作為固定件而被固定在構造物之第2構件的緣故,以使第1構件相對於第2構件振動的方式,可以使震動體相對於構造物以高速度且長行程,震動在平面內的任意的方向。 This vibration damping device has a first member that is connected as a movable member and a vibrating body to move, and has a second member that is fixed to the structure as a fixed member to vibrate the first member relative to the second member In this way, the vibrating body can vibrate in any direction in the plane at high speed and long stroke relative to the structure.
本發明的制震裝置中,理想上,前述1次線圈體,係包含:第1線圈、以及與前述第1線圈相比軸方向為不同之第2線圈。經此,可以使1次線圈體相對於2 次導體移動在平面內的任意的方向的緣故,可以使震動體相對於構造物震動在平面內的任意的方向。 In the damping device of the present invention, ideally, the primary coil body includes a first coil and a second coil whose axial direction is different from that of the first coil. Through this, the primary coil body can be compared with the 2 Because the secondary conductor moves in any direction in the plane, the vibrating body can vibrate in any direction in the plane with respect to the structure.
本發明的制震裝置中,理想上,更具有:第1構件導引機構,係設在前述震動體的下方與前述第1構件之間,導引相對於前述震動體之前述第1構件的移動。經此,可以防止從前述震動體脫落前述第1構件。 In the damping device of the present invention, ideally, it further has: a first member guiding mechanism, which is provided between the lower part of the vibrating body and the first member, and guides the first member relative to the vibrating body mobile. With this, it is possible to prevent the first member from falling off from the vibrating body.
本發明的制震裝置中,理想上,前述保持機構,係具有:第1方向保持機構,係前述1次線圈體與前述2次導體,在與前述平面平行的第1方向保持成可相對移動;以及第2方向保持機構,係前述1次線圈體與前述2次導體,在與前述平面平行且與第1方向正交之第2方向保持成可相對移動。經此,一方面可以把第1構件與第2構件之間保持在適切的間隔的容許範圍內,一方面可以使第1構件相對於第2構件移動在平面內的任意的方向的緣故,可以安定第1構件之相對於第2構件的移動。 In the damping device of the present invention, ideally, the holding mechanism includes: a first direction holding mechanism in which the primary coil body and the secondary conductor are held in a first direction parallel to the plane so as to be relatively movable ; And a second direction holding mechanism, the primary coil body and the secondary conductor are held in a second direction parallel to the plane and orthogonal to the first direction so as to be relatively movable. With this, on the one hand, the distance between the first member and the second member can be kept within the allowable range of a proper interval, and on the other hand, the first member can be moved relative to the second member in any direction in the plane. Stabilize the movement of the first member relative to the second member.
本發明的制震裝置中,理想上,前述保持機構,係具有:滾珠軸承,係前述1次線圈體與前述2次導體,保持在與前述平面平行的方向且可以相對移動。經此,一方面可以把第1構件與第2構件之間保持在適切的間隔的容許範圍內,一方面可以使第1構件相對於第2構件移動在平面內的任意的方向的緣故,可以安定第1構件之相對於第2構件的移動。 In the damping device of the present invention, ideally, the holding mechanism includes a ball bearing, which is the primary coil body and the secondary conductor, is held in a direction parallel to the plane and is relatively movable. With this, on the one hand, the distance between the first member and the second member can be kept within the allowable range of a proper interval, and on the other hand, the first member can be moved relative to the second member in any direction in the plane. Stabilize the movement of the first member relative to the second member.
本發明的制震裝置中,理想上,更具有:復原力機構,係在前述震動體已震動的情況下,對前述震動 體賦予復原力。經此,於震動體作用有復原力的緣故,可以抑制第1構件之相對於第2構件之移動中的消耗電力。 In the shock absorber of the present invention, ideally, it further has: a restoring force mechanism, which responds to the vibration when the vibration body is already vibrated. Body gives resilience. With this, since the restoring force acts on the vibrating body, the power consumption during the movement of the first member with respect to the second member can be suppressed.
本發明的制震裝置中,理想上,前述復原力機構,係具有:支撐構件,係被設在前述構造物與前述震動體之間,把前述震動體支撐成相對於前述構造物可以搖動。經此,可以對被支撐構件支撐的震動體作用有擺錘的復原力。 In the damping device of the present invention, ideally, the restoring force mechanism includes a supporting member provided between the structure and the vibrating body to support the vibrating body so as to be rockable relative to the structure. With this, the restoring force of the pendulum can be applied to the vibrating body supported by the supporting member.
本發明之具有第1方向保持機構及第2方向保持機構之制震裝置中,理想上,前述復原力機構,係具有:線圈彈簧,係被設在前述震動體與前述第1方向保持機構之間及前述第1方向保持機構與前述第2方向保持機構之間,把前述震動體支撐成相對於前述構造物可以震動在前述平面的方向。經此,可以對被線圈彈簧支撐的震動體,作用有作為復原力之線圈彈簧的彈性力。 In the damping device having the first direction holding mechanism and the second direction holding mechanism of the present invention, ideally, the aforementioned restoring force mechanism has: a coil spring which is provided between the aforementioned vibrating body and the aforementioned first direction holding mechanism Between the first direction holding mechanism and the second direction holding mechanism, the vibrating body is supported in a direction that can vibrate in the plane with respect to the structure. Through this, the elastic force of the coil spring as a restoring force can be applied to the vibrating body supported by the coil spring.
本發明之具有滾珠軸承之制震裝置中,理想上,前述復原力機構,係具有:往下凸的曲面,係被設在被固定在前述構造物之前述第2構件的上表面。經此,可以對震動體,作用有往下凸的曲面所致之復原力。 In the damping device having a ball bearing of the present invention, ideally, the restoring force mechanism has a downwardly convex curved surface and is provided on the upper surface of the second member fixed to the structure. After this, the resilience caused by the downward convex curved surface can be applied to the vibrating body.
本發明之不具有第1方向保持機構及第2方向保持機構或是滾珠軸承之制震裝置中,理想上,前述保持機構,係具有:支撐構件,係被設在前述構造物與前述震動體之間,把前述震動體支撐成相對於前述構造物可以搖動;以及往下凸的曲面,係被設在被固定在前述構造物之前述第2構件的上表面。經此,一方面可以把第1構件 與第2構件之間保持在一定距離的範圍內,一方面第1構件可以相對於第2構件移動在平面內的任意的方向的緣故,可以使第1構件之相對於第2構件的移動安定。而且,於被支撐構件支撐的震動體作用有復原力的緣故,可以抑制第1構件之相對於第2構件之移動中的消耗電力。 In the vibration damping device of the present invention that does not have a first direction holding mechanism and a second direction holding mechanism or a ball bearing, ideally, the holding mechanism has: a supporting member that is provided on the structure and the vibrating body In between, the vibrating body is supported so as to be rockable relative to the structure; and a downwardly convex curved surface is provided on the upper surface of the second member fixed to the structure. After this, on the one hand, the first component Keep within a certain distance from the second member. On the one hand, the first member can move relative to the second member in any direction in the plane, so that the movement of the first member relative to the second member can be stabilized. . Furthermore, since a restoring force acts on the vibrating body supported by the supporting member, the power consumption during the movement of the first member with respect to the second member can be suppressed.
根據本發明,可以得到一種制震裝置,係可以使震動體相對於構造物以高速度且長行程,在平面內任意的方向震動。 According to the present invention, a vibration damping device can be obtained, which can make the vibrating body vibrate in any direction in the plane at high speed and long stroke relative to the structure.
10、40、50、60、70、80、90:制震裝置 10, 40, 50, 60, 70, 80, 90: vibration control device
12:上側構造物 12: Upper structure
14:下側構造物 14: Lower structure
16、52、62、82:震動體 16, 52, 62, 82: Vibrating body
20、54:復原力機構 20, 54: Resilience mechanism
22:垂直方向滑動機構 22: Vertical sliding mechanism
24:保持機構 24: Keep the organization
24x:X軸可動用導軌 24x: X-axis movable rail
24y:Y軸可動用導軌 24y: Y-axis movable guide rail
26、128:1次線圈體 26, 128:1 secondary coil body
26x:第1線圈 26x: first coil
26y:第2線圈 26y: second coil
28、84、92、126:2次導體 28, 84, 92, 126: secondary conductor
30:震動檢測部 30: Vibration Detection Department
32:控制部 32: Control Department
34、134:導線 34, 134: Wire
42:滾珠軸承 42: Ball bearing
84a、92a:往下凸的曲面 84a, 92a: downward convex surface
[圖1]圖1為表示有關本發明的第1實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 1] Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a first embodiment of the present invention.
[圖2]圖2為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置之保持機構的構成之圖。 [Fig. 2] Fig. 2 is a diagram showing the structure of a holding mechanism used in the shock absorber according to the first embodiment of the present invention.
[圖3]圖3為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置之保持機構的構成的詳細之圖。 [Fig. 3] Fig. 3 is a detailed view showing the configuration of a holding mechanism used in the vibration control device according to the first embodiment of the present invention.
[圖4]圖4為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置之1次線圈體及2次導體的構成之圖。 [Fig. 4] Fig. 4 is a diagram showing the configuration of a primary coil body and a secondary conductor used in the vibration control device according to the first embodiment of the present invention.
[圖5]圖5為表示有關本發明的第2實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 5] Fig. 5 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a second embodiment of the present invention.
[圖6]圖6為表示有關本發明的第3實施方式的制震 裝置的構成之圖。 [Fig. 6] Fig. 6 shows a vibration control system according to a third embodiment of the present invention Diagram of the composition of the device.
[圖7]圖7為表示用在有關本發明的第3實施方式的制震裝置之復原力機構的構成之圖。 [Fig. 7] Fig. 7 is a diagram showing the configuration of a restoring force mechanism used in a vibration control device according to a third embodiment of the present invention.
[圖8]圖8為表示有關本發明的第4實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 8] Fig. 8 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a fourth embodiment of the present invention.
[圖9]圖9為表示有關本發明的第5實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 9] Fig. 9 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a fifth embodiment of the present invention.
[圖10]圖10為表示有關本發明的第6實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 10] Fig. 10 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a sixth embodiment of the present invention.
[圖11]圖11為表示有關本發明的第7實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 11] Fig. 11 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to a seventh embodiment of the present invention.
[圖12]圖12為表示有關本發明的第8實施方式的制震裝置的構成之圖。 [Fig. 12] Fig. 12 is a diagram showing the configuration of a vibration control device according to an eighth embodiment of the present invention.
以下,根據圖面詳細說明有關本發明的實施方式的制震裝置。尚且,在以下的實施方式的說明,並不限定本發明,可以適宜變更實施。 Hereinafter, the vibration control device according to the embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. In addition, the description of the following embodiments does not limit the present invention, and can be modified and implemented as appropriate.
圖1為表示有關本發明的第1實施方式的制震裝置10的構成之圖。圖2為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置10之保持機構24的構成之圖。圖3為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置10之保持機構24的構成的詳細之圖。圖4為表示用在有關本發明的第1實施方式的制震裝置10之1次線圈體26及
2次導體28的構成之圖。以下,使用圖1至圖4,說明有關制震裝置10。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a
制震裝置10,係作為高層建築物等的建物的地震對策,設在建物之間。制震裝置10,係如圖1表示,設在建物的內部。具體方面,設在建物的上側構造物12以及設在上側構造物12的垂直方向下側之下側構造物14之間。亦即,制震裝置10,係設在上側構造物12與下側構造物14之間的空間。上側構造物12與下側構造物14,係一體振動。
The
制震裝置10,係具有:震動體16、復原力機構20、作為第1構件導引機構發揮功能之垂直方向滑動機構22、作為感應型線型馬達的可動件也就是第1構件之1次線圈體26、作為感應型線型馬達的固定件也就是第2構件之2次導體28、把1次線圈體26與2次導體28之間保持在一定的間隔的範圍內之保持機構24、檢測沿震動體16之相對於下側構造物14的水平面的平面的方向的震動之震動檢測部30、以及控制感應型線型馬達之控制部32。制震裝置10乃是具有經由感應型線型馬達積極地制震之主動型制震機構、以及經由復原力機構20以復原力制震之被動型制震機構之混合型制震裝置。
The damping
震動體16,係與感應型線型馬達的可動件也就是1次線圈體26連結成一體而移動。震動體16,係以與1次線圈體26一起震動的方式,貢獻制震。震動體16,係對應到其質量貢獻制震的緣故,也稱為質量阻尼
器。震動體16,係介隔著配置成覆蓋震動體16的垂直方向上側及水平方向的整個面之框構件18,以複數根的拉繩20a及複數根的拉繩20b吊在上側構造物12。複數根的拉繩20a及複數根的拉繩20b,係作為支撐構件發揮功能。更具體方面,震動體16,係以複數根的拉繩20b吊在框構件18,框構件18,係以複數根的拉繩20a吊在上側構造物12。拉繩20a及拉繩20b,係在圖1,一塊畫出各2根,但不限定於此,也可以1根,也可以3根以上。框構件18、拉繩20a及拉繩20b,係把震動體16支撐成相對於上側構造物12可以搖動,亦即可以震動,在震動體16震動的情況下,作為把擺錘的復原力賦予到震動體16之復原力機構20而發揮功能。亦即,復原力機構20,係具有:複數根的拉繩20a、以及複數根的拉繩20b。制震裝置10,係具有復原力機構20的緣故,復原力補償感應型線型馬達所致之制震的緣故,可以抑制感應型線型馬達的消耗電力。
The vibrating
震動體16,係在垂直方向下側的面設有筒狀的孔16a。震動體16係被配置成在筒狀的孔16a插入有垂直方向滑動機構22。垂直方向滑動機構22,係在與設有震動體16的側為相反側的端部,設有1次線圈體26。亦即,垂直方向滑動機構22,係設在震動體16的下方與第1構件也就是1次線圈體26之間,連結震動體16與1次線圈體26成為一體。垂直方向滑動機構22,係導引與震動體16相對之1次線圈體26的移動的緣故,可以防止從
震動體16脫落1次線圈體26。
The vibrating
保持機構24,係如圖1、圖2及圖3表示,具有:X軸可動用導軌24x、以及相對於X軸可動用導軌24x設在垂直方向下側之Y軸可動用導軌24y。保持機構24,係在本實施方式,X軸可動用導軌24x比起Y軸可動用導軌24y更設在垂直方向上側;但不限定於此,也可以是X軸可動用導軌24x比起Y軸可動用導軌24y更設在垂直方向下側。X軸可動用導軌24x,係在沿水平面延伸存在的平面的方向,更佳的是在水平方向的第1方向也就是X軸方向,設成2根平行。X軸可動用導軌24x,係在沿水平面延伸存在的平面的方向,更佳的是在水平方向的第2方向也就是與X軸方向正交的Y軸方向,設成隔著比垂直方向滑動機構22的幅寬更寬,比1次線圈體26的幅寬更狹小的間隔。以下,沿水平面延伸存在的平面稱為XY平面。Y軸可動用導軌24y,係在X軸可動用導軌24x的下方,於Y軸方向設成2根平行。Y軸可動用導軌24y,係於X軸方向,隔著與2次導體28的幅寬為同等的間隔,設在2次導體28之上。
The holding
X軸可動用導軌24x,係在除了兩端部之垂直方向下側,具有第1溝部24xa。第1溝部24xa,係嵌合到設在1次線圈體26的垂直方向上側之凸部26a,使得可以相互滑動在X軸方向,而且,不離開垂直方向。經此,X軸可動用導軌24x,係作為把1次線圈體26相對於X軸可動用導軌24x可相對地移動在X軸方向,從垂直方
向上側進行保持之第1方向保持機構而發揮功能。
The X-axis
X軸可動用導軌24x,係在兩端的垂直方向下側,具有第2溝部24xy。第2溝部24xy,係嵌合到Y軸可動用導軌24y的垂直方向上側的凸部,可以相互地滑動在Y軸方向。經此,Y軸可動用導軌24y,係作為對Y軸可動用導軌24y可相對移動在Y軸方向,保持X軸可動用導軌24x之第2方向保持機構而發揮功能。
The X-axis
保持機構24,係把在X軸可動用導軌24x從垂直方向的上側保持的1次線圈體26、以及設在Y軸可動用導軌24y的垂直方向的下側之2次導體28,在與XY平面垂直的方向也就是Z軸方向隔有間隔d而保持。間隔d,乃是為了讓1次線圈體26及2次導體28作為感應型線型馬達發揮功能之適切的間隔。保持機構24,係X軸可動用導軌24x與Y軸可動用導軌24y之剛性高,撓曲量小。為此,1次線圈體26與2次導體28之距離,係為了作為感應型線型馬達發揮功能,被保持在適切的間隔的容許範圍內。經此,感應型線型馬達係可以安定驅動。
The holding
1次線圈體26,係經由保持機構24,被保持成,與2次導體28對向,在2次導體28的垂直方向上側於Z軸方向隔有間隔d,相對於下側構造物14可移動在X軸方向及Y軸方向。2次導體28,係被固定在下側構造物14的表面也就是延伸在水平方向的平面上。亦即,2次導體28被設成固定在成為XY平面,更佳的是成為水平面的下側構造物14之上。第1構件也就是1次線圈體
26,係作為感應型線型馬達中的可動件發揮功能;第2構件也就是2次導體28,係作為感應型線型馬達中的固定件發揮功能。以驅動感應型線型馬達的方式,1次線圈體26,係可以相對於2次導體28以高速度且長行程進行震動。第1構件也就是1次線圈體26,係藉隔著垂直方向滑動機構22與震動體16連結成為一體,移動在平面方向。為此,以驅動感應型線型馬達的方式,震動體16,係可以相對於下側構造物14以高速度且長行程進行震動。
The
1次線圈體26,係與震動體16一塊,配合感應型線型馬達的驅動,相對於下側構造物14進行震動。為此,1次線圈體26的質量,係與震動體16的質量一塊,被包含在制震裝置10的可動質量。因此,1次線圈體26,係可以配合其質量份貢獻制震。而且,1次線圈體26,係僅其質量份,針對制震裝置10的設計上必要的可動質量,可以對減輕震動體16的質量這部分有貢獻。
The
1次線圈體26,係如圖4表示,包含:第1線圈26x、以及第2線圈26y。1次線圈體26,係介隔著導線34,與控制部32電性連接。導線34,係包含:連接第1線圈26x與控制部32之導線34x、以及連接第2線圈26y與控制部32之導線34y。第1線圈26x與第2線圈26y,係在本實施方式中,全都是3相線圈,導線34x及導線34y係連接3根,施加3相交流電壓,發生驅動力。亦即第1線圈26x與第2線圈26y,係分別至少具有3個
線圈(捲繞導線的方向為相同的線圈),被施加其他的相的電流。尚且,第1線圈26x與第2線圈26y,係不限定於此,只要是可以在指定的方向發生驅動力便可。
The
第1線圈26x,係軸方向於XY平面朝向平行的Y軸方向,配合來自導線34x的電流發生磁力,配合該磁力在2次導體28的內部發生渦電流,對2次導體28於X軸方向發生驅動力。第2線圈26y,係軸方向於XY平面朝向平行的X軸方向,配合來自導線34y的電流發生磁力,配合該磁力在2次導體28的內部發生渦電流,對2次導體28於Y軸方向發生驅動力。第1線圈26x與第2線圈26y,係被配置成,在發生在2次導體28的內部的渦電流相互地干涉而驅動不受影響的程度之下,保有充分的間隔。第1線圈26x與第2線圈26y,係在本實施方式,軸方向相互正交;但不限定於此,也可以軸方向相互不同。經此,1次線圈體26,係可以相對於2次導體28在XY平面內的任意的方向發生驅動力。亦即,1次線圈體26,係相對於2次導體28可以移動在XY平面內的任意的方向的緣故,可以使震動體16相對於下側構造物14震動在XY平面內的任意的方向。
The
1次線圈體26,係在本實施方式,設有軸方向相互不同的2個線圈;但不限定於此,也可以設有3個以上的線圈。1次線圈體26,係設有3個以上的線圈的情況下,只要是任意之2個線圈為軸方向相互不同即可。1次線圈體26,係根據XY平面的方向中每方向必要的驅動力
而設計,也可以於每方向設置1個或是複數個線圈。
In this embodiment, the
2次導體28為例示有鋁或銅之未磁化的導體的平板。2次導體28,係以在1次線圈體26流動電流的方式,使渦電流發生。2次導體28,係配合發生的渦電流,把1次線圈體26驅動在與XY平面平行的方向。2次導體28,係在與1次線圈體26的各軸方向垂直的方向、且平面內的方向,使力發生。2次導體28,係不論被包含在1次線圈體26的線圈的數目,如本實施方式般1片就充分,但也可以設有2片以上。2次導體28,係在設有2片以上的情況下,可以重疊,也可以排列在XY平面的方向。2次導體28,係不需要來自外部的電流的緣故,因為於制震裝置10的構成不給予限制,可以配合電源供給及建物的構造等之制震裝置10的規格達成廣泛的設計。
The
震動檢測部30,係在本實施方式,設在與震動體16對向的下側構造物14;但不限定於此,也可以設在與下側構造物14對向的震動體16。震動檢測部30,係與控制部32電性連接,檢測震動體16之相對於下側構造物14的XY平面的方向的震動,把檢測出的XY平面的方向的震動的資訊發送到控制部32。
The
控制部32,係介隔著導線34x與第1線圈26x連接,可以藉隔著導線34x流動電流到第1線圈26x。控制部32,係介隔著導線34y與第2線圈26y連接,可以藉隔著導線34y流動電流到第2線圈26y。控制部32,係與震動檢測部30電性連接。控制部32,係從震
動檢測部30接收震動檢測部30所檢測出的XY平面的方向的震動的資訊。控制部32,係根據已接收的XY平面的方向的震動的資訊,於導線34x及導線34y流動指定的電流,在消除該震動的方向使1次線圈體26相對於2次導體28震動。
The
有關第1實施方式的制震裝置10,係具有以上般的構成。制震裝置10,係受到地震力的話,首先,震動檢測部30檢測因地震力的作用所產生的下側構造物14的XY平面的方向的震動。制震裝置10,係接著,控制部32根據該檢測出的XY平面的方向的震動,於導線34x及導線34y流動指定的電流,在消除該震動的方向使1次線圈體26相對於2次導體28震動。如此,制震裝置10,係減低因地震力建物所受到的震動。有關第1實施方式的制震裝置10,係以包含1次線圈體26及2次導體28之感應型線型馬達驅動震動體16及1次線圈體26的緣故,可以使震動體16及1次線圈體26以相對於2次導體28為高速度且長行程,在水平面內的任意的方向振動。為此,有關第1實施方式之制震裝置10,係可以對應最近幾年要求的長週期地震。
The
圖5為表示有關本發明的第2實施方式的制震裝置40的構成之圖。有關第2實施方式的制震裝置40,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,保持機構24,係變更成作為保持機構的滾珠軸承42。有關第2實施方式的制震裝置40,係伴隨於此,在有關第1實施方
式的制震裝置10中,1次線圈體26,係變更成沒有垂直方向上側的凸部26a者。有關第2實施方式的制震裝置40,係在與第1實施方式同樣的構成使用與第1實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a
滾珠軸承42,係在本實施方式,在1次線圈體26的垂直方向下側設有4處;但不限定於此,也可以設在3處以上。滾珠軸承42,係旋轉在2次導體28的上表面。1次線圈體26,係與震動體16連結成為一體,以滾珠軸承42旋轉在2次導體28的上表面的方式,隔開配合滾珠軸承42的Z軸方向的長度的份之間隔d,在2次導體28的上表面內移動在XY平面內的任意的方向。亦即,滾珠軸承42,係一方面在1次線圈體26與2次導體28之間保持在適切的間隔的容許範圍內,可以使1次線圈體26相對於2次導體28在水平面內的任意的方向移動的方式的緣故,可以安定驅動感應型線型馬達。
In this embodiment, the
有關第2實施方式的制震裝置40,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,保持機構24,係變更成作為保持機構的滾珠軸承42的緣故,變得沒有必要考慮被包含在保持機構24的X軸可動用導軌24x及Y軸可動用導軌24y的撓曲量。而且,有關第2實施方式的制震裝置40,係變成不需要X軸可動用導軌24x及Y軸可動用導軌24y的緣故,與有關第1實施方式的制震裝置10比較,感應型線型馬達驅動之際的滑動面減少,構造變單純。因此,有關第2實施方式的制震裝置40,係比起有
關第1實施方式的制震裝置10,設計變容易的緣故,可以配合電源供給及建物的構造等之制震裝置40的規格,有更廣泛的設計。
Regarding the damping
圖6為表示有關本發明的第3實施方式的制震裝置50的構成之圖。圖7為表示用在有關本發明的第3實施方式的制震裝置50之復原力機構54的構成之圖。有關第3實施方式的制震裝置50,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,震動體16、框構件18及復原力機構20被變更成震動體52及復原力機構54,除掉垂直方向滑動機構22者。有關第3實施方式的制震裝置50,係在與第1實施方式同樣的構成使用與第1實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
Fig. 6 is a diagram showing the configuration of a
震動體52,係如圖6表示,不具有震動體16中的筒狀的孔16a,也沒有吊掛拉繩20b之處的緣故,比起震動體16為單純的形狀。震動體52,係在垂直方向下側,設有直接連結的1次線圈體26,與1次線圈體26成為一體而移動。包含X軸可動用導軌24x與Y軸可動用導軌24y之保持機構24,係震動體52不被拉繩20b吊掛的緣故,支撐全部的震動體52及1次線圈體26的可動質量。為此,用在有關第3實施方式的制震裝置50之保持機構24,係與用在有關第1實施方式的制震裝置10之保持機構24比較,為剛性更高,撓曲量更小之構成。
As shown in FIG. 6, the vibrating
復原力機構54,係如圖7表示,具有:相對於震動體52及1次線圈體26在第1方向也就是X軸方向
賦予復原力之X軸方向復原力機構54x、以及相對於震動體52及1次線圈體26在第2方向也就是Y軸方向賦予復原力之Y軸方向復原力機構54y。X軸方向復原力機構54x,係在震動體52的X軸方向兩側,具有:設在X軸方向且相互相反之2根X軸方向線圈彈簧56x、以及固定與2根X軸方向線圈彈簧56x的震動體52為相反側的各端之2個X軸方向線圈彈簧固定部58x。2個X軸方向線圈彈簧固定部58x,係設成分別固定在X軸可動用導軌24x的垂直方向上側的面的兩端部。2根X軸方向線圈彈簧56x,係直接支撐震動體52。
The restoring
Y軸方向復原力機構54y,係在各X軸可動用導軌24x的X軸方向的兩端部,具有:設在Y軸方向且相互相反之共4根Y軸方向線圈彈簧56y、以及固定與4根Y軸方向線圈彈簧56y的X軸可動用導軌24x為相反側的各端之4個Y軸方向線圈彈簧固定部58y。4個Y軸方向線圈彈簧固定部58y,係設成分別固定在各Y軸可動用導軌24y的垂直方向上側的面的兩端部。4根Y軸方向線圈彈簧56y,係介隔著2根X軸可動用導軌24x,支撐震動體52。
The Y-axis direction restoring force mechanism 54y is located at both ends of each X-axis
復原力機構54,係可以把各線圈彈簧56x、56y的彈性力作為復原力作用到,藉由2根X軸方向線圈彈簧56x及4根Y軸方向線圈彈簧56y而被支撐的震動體52。有關第3實施方式的制震裝置50,係具有復原力機構54的緣故,與有關具有復原力機構20之第1實施方式
的制震裝置10同樣,復原力補償感應型線型馬達所致之制震的緣故,可以抑制感應型線型馬達的消耗電力。有關第3實施方式的制震裝置50,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,震動體16、框構件18及復原力機構20被變更成震動體52及復原力機構54,除掉垂直方向滑動機構22者的緣故,裝置整體的Z軸方向的高度變低。為此,有關第3實施方式的制震裝置50,係與有關第1實施方式的制震裝置10比較,可以減低裝置所需要的高度方向的設置空間。
The restoring
圖8為表示有關本發明的第4實施方式的制震裝置60的構成之圖。有關第4實施方式的制震裝置60,係在有關第2實施方式的制震裝置40中,震動體16被變更成震動體62,除掉框構件18、復原力機構20及垂直方向滑動機構22者。有關第4實施方式的制震裝置60,係在與第2實施方式同樣的構成使用與第2實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a
有關第4實施方式的制震裝置60,係不具有復原力機構的緣故,沒有被動型制震機構。為此,有關第4實施方式的制震裝置60,乃是具有經由感應型線型馬達積極制震之主動型制震機構之主動型制震裝置。有關第4實施方式的制震裝置60,係不具有復原力機構,與有關第2實施方式的制震裝置40同樣,受到地震力的話,首先,震動檢測部30檢測因地震力作用所產生的下側構造物14的XY平面的方向的震動。制震裝置40,係接著,
控制部32根據該檢測出的XY平面的方向的震動,於導線34x及導線34y流動指定的電流,在消除該震動的方向使1次線圈體26相對於2次導體28振動。如此,制震裝置40,係減低因地震力建物所受到的震動。有關第4實施方式的制震裝置60,係與有關第2實施方式的制震裝置40同樣,以包含1次線圈體26及2次導體28之感應型線型馬達驅動震動體62及1次線圈體26的緣故,可以使震動體62及1次線圈體26以相對於2次導體28為高速度且長行程,在XY平面內的任意的方向振動。為此,有關第4實施方式的制震裝置60,係與有關第2實施方式的制震裝置40同樣,可以對應最近幾年要求的長週期地震。
Regarding the
有關第4實施方式的制震裝置60,係在有關第2實施方式的制震裝置40中,震動體16被變更成震動體62,除掉框構件18、復原力機構20及垂直方向滑動機構22者的緣故,裝置整體的Z軸方向的高度變低。為此,有關第4實施方式的制震裝置60,係與有關第2實施方式的制震裝置40比較,可以減低裝置所需要的高度方向的設置空間。有關第4實施方式的制震裝置60,係比起有關第2實施方式的制震裝置40,設計變容易的緣故,可以配合電源供給及建物的構造等之制震裝置60的規格,有更廣泛的設計。
The
圖9為表示有關本發明的第5實施方式的制震裝置70的構成之圖。有關第5實施方式的制震裝置
70,係在有關第3實施方式的制震裝置50中,除掉復原力機構54者。有關第5實施方式的制震裝置70,係在與第3實施方式同樣的構成使用與第3實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of a
有關第5實施方式的制震裝置70,係不具有復原力機構的緣故,沒有被動型制震機構。為此,有關第5實施方式的制震裝置70,乃是具有經由感應型線型馬達積極制震之主動型制震機構之主動型制震裝置。有關第5實施方式的制震裝置70,係不具有復原力機構,同樣地,是與不具有復原力機構之有關第4實施方式的制震裝置60具有同樣的效果。
Regarding the
有關第5實施方式的制震裝置70,係在有關第3實施方式的制震裝置50中,除掉復原力機構54的緣故,比起有關第3實施方式的制震裝置50,設計變得容易的緣故,可以配合電源供給及建物的構造等之制震裝置70的規格,有更廣泛的設計。
The damping
圖10為表示有關本發明的第6實施方式的制震裝置80的構成之圖。有關第6實施方式的制震裝置80,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,震動體16及2次導體28被變更成震動體82及2次導體84,除掉垂直方向滑動機構22及保持機構24者。有關第6實施方式的制震裝置80,係在與第1實施方式同樣的構成使用與第1實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
Fig. 10 is a diagram showing the configuration of a
震動體82,係如圖10表示,不具有震動體
16中的筒狀的孔16a,在垂直方向下側的面,直接設有1次線圈體26。而且,震動體82,係被支撐構件也就是拉繩20a及拉繩20b吊掛著。為此,震動體82,係與1次線圈體26連結成為一體而搖動。復原力機構20,係支撐全部的震動體82及1次線圈體26的可動質量。2次導體84,係具有設在上表面之往下凸的曲面84a。
Vibrating
在基底狀態,1次線圈體26係垂直方向下側的底面為與XY平面平行,被配置在往下凸的曲面84a的底也就是與中央的XY平面平行的領域以及在Z軸方向隔有間隔d而對向之位置。1次線圈體26,係配合搖動,底面相對於XY平面具有傾斜,底面的下側構造物14之間隔有變化。往下凸的曲面84a,係傾斜的XY平面內分布,與配合1次線圈體26的搖動之傾斜對應。往下凸的曲面84a,係與下側構造物14相對之高度的XY平面內分布,是與配合1次線圈體26的搖動之底面的下側構造物14之間隔對應。為此,1次線圈體26與2次導體84,係可以保持有間隔d,而且,1次線圈體26的底面與往下凸的曲面84a相互地保持對向,相互地震動。亦即,復原力機構20及往下凸的曲面84a,係作為保持機構發揮功能。
In the base state, the bottom surface of the lower side of the
有關第6實施方式的制震裝置80,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,除掉垂直方向滑動機構22,使復原力機構20及往下凸的曲面84a作為相互非接觸的保持機構而發揮功能的緣故,變得沒有1次線圈體
26與2次導體84之間的滑動,1次線圈體26之相對於2次導體84的移動變得滑順。
The
圖11為表示有關本發明的第7實施方式的制震裝置90的構成之圖。有關第7實施方式的制震裝置90,係在有關第4實施方式的制震裝置60中,2次導體28被變更成2次導體92者。有關第7實施方式的制震裝置90,係在與第4實施方式同樣的構成使用與第4實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a
2次導體92,係具有設在上表面之往下凸的曲面92a。震動體62及1次線圈體26,係以滾珠軸承42旋轉的方式,移動在往下凸的曲面92a之上。在基底狀態,震動體62及1次線圈體26係垂直方向下側的底面為與XY平面平行,被配置在往下凸的曲面92a的底也就是與中央的XY平面平行的領域以及在Z軸方向隔有間隔d而對向之位置。震動體62及1次線圈體26,係在往下凸的曲面92a中從基底狀態脫離的話,以滾珠軸承42在往下凸的曲面92a上朝向基底狀態旋轉的方式,可以受到回到該基底狀態之復原力。亦即,往下凸的曲面92a,係作為復原力機構發揮功能。往下凸的曲面92a,係其曲率決定移動在其之上的震動體62及1次線圈體26的振動的固有週期。為此,往下凸的曲面92a的曲率,係設計成震動體62及1次線圈體26的振動的固有週期與建物的振動的固有週期相近。
The
有關第7實施方式的制震裝置90,係往下凸
的曲面92a的曲率作為復原力機構而發揮功能,給予了與建物的振動的固有週期相近的震動體62及1次線圈體26的振動的固有週期的緣故,與有關第4實施方式的制震裝置60比較,一方面保持設計的容易,可以得到更高的制震功能。
The damping
圖12為表示有關本發明的第8實施方式的制震裝置100的構成之圖。有關第8實施方式的制震裝置100,係在有關第1實施方式的制震裝置10中,第1構件從1次線圈體26變更成2次導體126,第2構件從2次導體28變更成1次線圈體128者。亦即,調換1次線圈體與2次導體者。有關第8實施方式的制震裝置100,係伴隨於此,在有關第1實施方式的制震裝置10中,把第1構件也就是1次線圈體26與控制部32電性連接之導線34,變更成把第2構件也就是1次線圈體128與控制部32電性連接之導線134。有關第8實施方式的制震裝置100,係在與第1實施方式同樣的構成使用與第1實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
Fig. 12 is a diagram showing the configuration of a
第1構件也就是2次導體126,係作為感應型線型馬達中的可動件發揮功能,第2構件也就是1次線圈體128,係作為感應型線型馬達中的固定件發揮功能。2次導體126,係具有與2次導體28同樣的構成。1次線圈體128為與1次線圈體26同樣的構成,但比起1次線圈體26更往水平方向擴展的緣故,比起1次線圈體26更可以鋪滿大量的線圈。導線134,係鋪滿1次線圈體128的
線圈的數目比起1次線圈體26所含的線圈的數目還多的緣故,具有比導線34還多的線。
The first member, that is, the
有關第8實施方式的制震裝置100,係具有以上般的構成。為此,制震裝置100,係受到地震力的話,首先,震動檢測部30檢測作為因地震力的作用所產生的下側構造物14的XY平面的方向的震動。制震裝置100係接著,控制部32根據該檢測出的XY平面的方向的震動,在導線134流動指定的電流,在消除該震動的方向使2次導體126相對於1次線圈體128振動。如此,制震裝置100,係減低因地震力建物所受到的震動。有關第8實施方式的制震裝置100,係以包含2次導體126及1次線圈體128之感應型線型馬達驅動震動體16及2次導體126的緣故,可以使震動體16及2次導體126以相對於1次線圈體128為高速度且長行程,在水平面內的任意的方向震動。為此,有關第8實施方式之制震裝置100,係可以對應最近幾年要求的長週期地震。
The
從有關第9到第14的實施方式的制震裝置,係分別在從有關第2到第7實施方式的制震裝置40、50、60、70、80、90中,第1構件從1次線圈體26變更成2次導體126,第2構件從2次導體28變更成1次線圈體128者。亦即,全都是調換1次線圈體與2次導體者。從有關第9到第14的實施方式的制震裝置,係伴隨於此,在各個從有關第2到第7實施方式的制震裝置40、50、60、70、80、90中,把第1構件也就是1次線
圈體26與控制部32電性連接之導線34,變更成把第2構件也就是1次線圈體128與控制部32電性連接之導線134。從有關第9到第14的實施方式的制震裝置,係分別在與從有關第2到第7實施方式同樣的構成使用與從第2到第7實施方式相同的元件符號群,省略其詳細的說明。
The damping devices related to the ninth to fourteenth embodiments are in the damping
從有關第9到第14的實施方式的制震裝置,係具有如以上般的構成的緣故,一方面進行與有關第8實施方式的制震裝置100同樣的驅動,發揮分別與從有關第2到第7實施方式的制震裝置40、50、60、70、80、90同樣的效果。
The damping devices according to the ninth to fourteenth embodiments have the above-mentioned configuration. On the one hand, they are driven in the same manner as the damping
10:制震裝置 10: Vibration damping device
12:上側構造物 12: Upper structure
14:下側構造物 14: Lower structure
16:震動體 16: Vibrating body
16a:孔 16a: hole
18:框構件 18: Frame member
20:復原力機構 20: Resilience agency
20a、20b:拉繩 20a, 20b: drawstring
24:保持機構 24: Keep the organization
24x:X軸可動用導軌 24x: X-axis movable rail
24y:Y軸可動用導軌 24y: Y-axis movable guide rail
24xy:第2溝部 24xy: the second groove
26:1次線圈體 26:1 secondary coil body
28:2次導體 28: Secondary conductor
30:震動檢測部 30: Vibration Detection Department
32:控制部 32: Control Department
34:導線 34: Wire
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