JP2011174509A

JP2011174509A - Damping device

Info

Publication number: JP2011174509A
Application number: JP2010037961A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sasajima; 圭輔笹島; Mitsuji Kubo; 充司久保
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Bridge and Steel Structures Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; MM Bridge Co Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP5167294B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means capable of demonstrating a sufficient damping effect to earthquake motion containing long period earthquake motion in a damping device for a countermeasure against a wind shake adopted with an active damping method. <P>SOLUTION: The damping device includes a control means for switching between a wind countermeasure passive damping mode KP that vibrates a mass body in synchronization with the shake of a structure by wind and transmits the vibration to the structure, and a wind countermeasure active damping mode KA that adds a control force to the mass body to amplify the vibration of the mass body and transmits the vibration to the structure and an earthquake motion detection means for detecting earthquake motion containing long period earthquake motion. In the damping device, when the earthquake motion detection means detects earthquake motion containing long period earthquake motion, the control means switches from the wind countermeasure active damping mode KA to an earthquake countermeasure active damping mode JA, wherein the earthquake countermeasure active damping mode JA is a mode to add the control force to the mass body to reduce the vibration of the mass body and transmit the vibration to the structure. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、風による構造物の揺れと地震動による構造物の揺れの両方に対して制振効果を発揮し得る制振装置に関する。 The present invention relates to a vibration damping device capable of exhibiting a vibration damping effect against both shaking of a structure caused by wind and shaking of a structure caused by earthquake motion.

従来、風による構造物の揺れを減衰させる制振装置としては、構造物の頂部に水平方向へ周期的に移動可能な質量体を設け、この質量体の振動を構造物に伝達することで構造物の揺れを減衰させる制振装置が広く用いられている。そして、このような風揺れ対策用の制振装置としては、従来からのパッシブ制振方式だけでなく、アクティブ制振方式を採用するものがある（例えば、特許文献１参照）。ここで、パッシブ制振方式とは、外力を加えずに風による構造物の揺れに同調して質量体を振動させ、この質量体の振動を構造物に伝達することで構造物の揺れを減衰させる方式である。一方、アクティブ制振方式とは、質量体の振動に同期した外力を作用させることにより、大きな制振力を作用させる方式である。 Conventionally, as a vibration damping device that attenuates the shaking of a structure caused by wind, a mass body that can periodically move in the horizontal direction is provided at the top of the structure, and the vibration of this mass body is transmitted to the structure. Damping devices that attenuate the shaking of an object are widely used. And as such a vibration control device for wind fluctuation countermeasures, there is one that adopts an active vibration suppression system as well as a conventional passive vibration suppression system (see, for example, Patent Document 1). Here, the passive vibration control method is to attenuate the vibration of the structure by vibrating the mass body in synchronization with the vibration of the structure due to the wind without applying external force and transmitting the vibration of the mass body to the structure. It is a method to make it. On the other hand, the active vibration suppression method is a method in which a large vibration suppression force is applied by applying an external force synchronized with the vibration of the mass body.

一方、構造物の高層階が進む今日、地震動特に長い周期で揺れる地震動（以下、「長周期地震動」と呼ぶ）に同調して構造物の揺れが増大しやすいことが想定されており、このような長周期地震動への対策が求められている。 On the other hand, as the higher floors of the structure progress, it is assumed that the shaking of the structure is likely to increase in synchronism with the earthquake motion, particularly the long-period earthquake motion (hereinafter referred to as “long-period earthquake motion”). Countermeasures against long-period ground motion are required.

特開２００３−０５８２５６号公報JP 2003-058256 A

しかし、従来のアクティブ制振方式を採用した風揺れ対策用の制振装置では、地震動特に長周期地震動を含む地震動に対して十分な制振効果を発揮することができない、という問題があった。より詳細に説明すると、従来の風揺れ対策用の制振装置は、風による揺れと地震動による揺れとでは異なる周波数特性の振動を示すことに基づいて、両者を区別していた。この場合、短い周期による揺れを感知し、地震動であると識別した場合、安全のため、ブレーキを作動させ、制振動作を停止させていた。しかし、このような判断手法によれば、短い周期の急激な地震動については風による揺れとの区別が可能であるが、ゆっくりと揺れる長周期地震動については風による揺れとの区別がつきにくい。これは、長周期地震動の場合、構造物の加速度が、風による揺れの場合と同じ性状を示すからである。そして、長周期地震動と風揺れとの区別がつかない結果、長周期地震動についても風揺れと全く同じ制御ロジックを用いてアクティブ制振が行われる。すなわち、検出された地震力に所定のゲインを乗じてフィードバック制御する制振制御系においては、同じフィードバックゲインを用いて制振力を制御することが行われていた。 However, the conventional vibration damping device that employs the active vibration damping method has a problem that it cannot exert a sufficient vibration damping effect against earthquake motions, particularly long-period ground motions. More specifically, the conventional vibration control device for wind sway countermeasures has distinguished the two based on the fact that the sway by the wind and the sway by the seismic motion show vibrations having different frequency characteristics. In this case, if a vibration with a short period was detected and identified as earthquake motion, the brake was activated and the vibration control operation was stopped for safety. However, according to such a judgment method, it is possible to distinguish a rapid ground motion with a short period from a vibration due to a wind, but it is difficult to distinguish a long period ground motion that swings slowly from a vibration due to a wind. This is because in the case of long-period ground motion, the acceleration of the structure shows the same properties as in the case of shaking by wind. As a result of the indistinguishable distinction between long-period ground motion and wind vibration, active vibration suppression is performed for long-period ground motion using the same control logic as that for wind vibration. That is, in a vibration suppression control system that performs feedback control by multiplying a detected seismic force by a predetermined gain, the vibration suppression force is controlled using the same feedback gain.

短い周期の揺れにより、地震動であると識別し、ブレーキを作動させ、装置を停止した場合、十分な制振効果を得ることができない。また、長周期地震動に対しては、風揺れ対策用と同じ制御ゲインをそのまま適用してフィードバック制御を行うと、地震に際して質量体の振幅が過大となるため、通常は、質量体の最大変位量を規制しているブレーキを作動させて制振動作を停止せざるを得ず、十分な制振効果を得ることができない。 When the vibration is identified as a ground motion due to a short period of shaking, the brake is operated, and the device is stopped, a sufficient vibration control effect cannot be obtained. For long-period ground motion, if the same control gain as that for wind sway countermeasures is applied as it is and feedback control is performed, the mass body amplitude will be excessive during an earthquake. Therefore, it is necessary to stop the vibration control operation by operating the brake that restricts the vibration, and a sufficient vibration control effect cannot be obtained.

そこで、長周期地震動を含む地震動に対しても制振効果を発揮しうるよう、制御力を動的に変化させ、質量体の作動振幅が過大になると制御力を減少させることによってブレーキの作動を防止する制振装置も従来提唱されている。しかし、このような制振装置では、制御ロジックや機器構成が複雑化してコストアップを招くという問題があった。 Therefore, the control force is dynamically changed so that the vibration control effect can be exerted even for ground motion including long-period ground motion, and the brake is operated by decreasing the control force when the mass body's operation amplitude becomes excessive. A vibration damping device for preventing this has been proposed. However, such a vibration damping device has a problem in that the control logic and the device configuration are complicated and the cost is increased.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、アクティブ制振方式を採用した風揺れ対策用の制振装置において、長周期地震動を含む地震動に対しても十分な制振効果を発揮することを可能にする手段を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to sufficiently prevent earthquake motion including long-period ground motion in a vibration control device for wind vibration that employs an active vibration control method. It is to provide a means that makes it possible to exert a sufficient vibration control effect.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係る制振装置は、構造物の頂部に水平方向への周期的な移動が可能に支持された質量体と、風による前記構造物の揺れに同調して前記質量体を振動させ、この質量体の振動を前記構造物に伝達することで前記構造物の揺れを減衰させる風対策パッシブ制振モード、及び前記質量体に外部から制御力を加えて前記質量体の振動を増幅させ、この質量体の増幅した振動を前記構造物に伝達することで風による前記構造物の揺れを減衰させる風対策アクティブ制振モード、を切り替える制御手段と、を備える制振装置であって、長周期地震動を含む地震動を検知するための地震動検知手段を更に備え、前記地震動検知手段が長周期地震動を含む地震動を検知した場合、前記制御手段が、前記風対策アクティブ制振モードにある場合には、地震対策アクティブ制振モードに切り替え、該地震対策アクティブ制振モードは、前記質量体に外部から制御力を加えて前記質量体の振動を減少させ、この質量体の減少した振動を前記構造物に伝達することで長周期地震動を含む地震動による前記構造物の揺れを減衰させるモードであることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. In other words, the vibration damping device according to the present invention vibrates the mass body in synchronization with the mass body supported on the top of the structure so as to be capable of periodic movement in the horizontal direction and the shaking of the structure due to wind. The vibration of the mass body is amplified by transmitting the vibration of the mass body to the structure to attenuate the vibration of the structure, and a passive anti-vibration mode for wind countermeasures, and applying a control force to the mass body from the outside. And a control means for switching the wind countermeasure active vibration suppression mode for attenuating the vibration of the structure due to the wind by transmitting the amplified vibration of the mass body to the structure, A ground motion detection means for detecting ground motion including long-period ground motion; and when the ground motion detection means detects ground motion including long-period ground motion, the control means is in the wind countermeasure active vibration suppression mode. Is switched to the earthquake countermeasure active vibration suppression mode, and the earthquake countermeasure active vibration suppression mode applies a control force to the mass body from the outside to reduce the vibration of the mass body, and the reduced vibration of the mass body is It is a mode that attenuates the shaking of the structure due to ground motion including long-period ground motion by transmitting to the structure.

このような構成によれば、地震動検知手段が長周期地震動を含む地震動を検知すると、制御手段が、風対策用アクティブ制振モードにある場合には、地震対策アクティブ制振モードに切り替え、質量体の振動を減少させる。これにより、質量体の振動が過大になって振動が停止されることがなく、質量体の減少した振動が構造物に伝達されるので、長周期地震動を含む地震動による構造物の揺れが減衰する。 According to such a configuration, when the ground motion detection means detects ground motion including long-period ground motion, when the control means is in the active vibration suppression mode for wind countermeasures, it switches to the active vibration suppression mode for earthquake countermeasures, Reduce vibration. As a result, the vibration of the mass body is not excessively stopped and the vibration is not stopped, and the reduced vibration of the mass body is transmitted to the structure, so that the vibration of the structure due to earthquake motion including long-period ground motion is attenuated. .

また、本発明に係る制振装置は、前記制御手段は、前記長周期地震動を含む地震動が過大になったと判断した場合、前記地震対策アクティブ制振モードから、前記質量体の振動を強制的に停止させる強風ブレーキモードに切り換えることを特徴とする。 Further, in the vibration damping device according to the present invention, when the control means determines that the ground motion including the long-period ground motion has become excessive, the vibration of the mass body is forced from the seismic countermeasure active vibration suppression mode. It switches to the strong wind brake mode to stop.

このような構成によれば、長周期地震動を含む地震動が過大になっても質量体の振動が大きくなり過ぎて周囲と接触等することがないので、安全性が確保される。 According to such a configuration, even if the ground motion including the long-period ground motion becomes excessive, the mass body vibration becomes excessively large and does not come into contact with the surroundings, thereby ensuring safety.

また、本発明に係る制振装置は、前記質量体の速度を検知するための質量体速度検知手段を更に備え、前記制御手段が、前記質量体速度検知手段が検知した前記質量体の速度に応じて、前記地震対策アクティブ制振モードにおける前記制御力の大きさを決定することを特徴とする。 The vibration damping device according to the present invention further includes mass body speed detection means for detecting the speed of the mass body, and the control means determines the speed of the mass body detected by the mass body speed detection means. Accordingly, the magnitude of the control force in the earthquake countermeasure active vibration suppression mode is determined.

このような構成によれば、地震対策アクティブ制振モードにおける制振力の大きさが、質量体の速度のみに基づいて決定され、構造物や質量体の特性を考慮する必要がないので、簡易且つ安定した制御が可能となる。 According to such a configuration, the magnitude of the damping force in the seismic countermeasure active damping mode is determined based only on the speed of the mass body, and it is not necessary to consider the characteristics of the structure and the mass body. In addition, stable control is possible.

また、本発明に係る制振装置は、前記地震動検知手段が、前記構造物の加速度を検知する構造物加速度センサであることを特徴とする。 The vibration damping device according to the present invention is characterized in that the seismic motion detection means is a structure acceleration sensor that detects acceleration of the structure.

このような構成によれば、風対策アクティブ制振モード及び風対策パッシブ制振モードで使用される既存の構造物加速度センサを用いることによって長周期地震動を含む地震動も検知することができるので、長周期地震動を含む地震動を検知するための新たな機器を導入する必要がない分、コストダウンを図ることができる。 According to such a configuration, since the existing structure acceleration sensor used in the wind countermeasure active vibration suppression mode and the wind countermeasure passive vibration suppression mode can be used, it is possible to detect earthquake motion including long-period ground motion. Cost reduction can be achieved because it is not necessary to introduce new equipment for detecting ground motion including periodic ground motion.

また、本発明に係る制振装置は、前記制御手段が、前記構造物加速度センサの検知結果から算出したエネルギー量の増幅率に基づいて、長周期地震動を検知することを特徴とする。 In the vibration damping device according to the present invention, the control means detects long-period ground motion based on an amplification factor of the energy amount calculated from the detection result of the structure acceleration sensor.

このような構成によれば、風による構造物の揺れと長周期地震動を含む地震動による構造物の揺れとの特性の違いを利用して、容易且つ確実に長周期地震動を含む地震動を検知することができる。 According to such a configuration, the seismic motion including long-period ground motion can be detected easily and reliably using the difference in characteristics between the structural motion due to wind and the structural motion due to ground motion including long-period ground motion. Can do.

また、本発明に係る制振装置は、前記地震動検知手段が、前記構造物が建てられた地盤の加速度を検知する地盤加速度センサであることを特徴とする。 Moreover, the vibration damping device according to the present invention is characterized in that the seismic motion detection means is a ground acceleration sensor that detects acceleration of the ground on which the structure is built.

このような構成によれば、地盤の揺れを検知するという最も確実な方法によって長周期地震動を検知することができる。 According to such a configuration, long-period ground motion can be detected by the most reliable method of detecting ground shaking.

本発明に係る制振装置によれば、アクティブ制振方式を採用した風揺れ対策用の制振装置において、制御ロジックやハード機器構成を複雑化することなく、長周期地震動を含む地震動に対して十分な制振効果を発揮することができる。 According to the vibration damping device according to the present invention, in the vibration damping device for wind fluctuation countermeasures that employs the active vibration damping method, it is possible to prevent earthquake motion including long-period ground motion without complicating the control logic and hardware configuration. A sufficient damping effect can be exhibited.

本発明の第１実施形態に係る制振装置１０の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the damping device 10 which concerns on 1st Embodiment of this invention. 制御手段１４における回路構成を示す図。The figure which shows the circuit structure in the control means 14. 制御手段１４による制振装置１０の制御を示す説明図。Explanatory drawing which shows control of the damping device 10 by the control means 14. FIG. 本発明の第２実施形態に係る制振装置２０の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the damping device 20 which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 振動伝達機構１１の内部構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the internal structure of the vibration transmission mechanism 11. FIG.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明に係る制振装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る制振装置１０の構成を示す模式図である。制振装置１０は、構造物Ｋの頂部に設けられた振動伝達機構１１と、振動伝達機構１１を構成する質量体１１１に取り付けられた質量体変位量センサ１２と、構造物Ｋの頂部に振動伝達機構１１から離れて設けられた構造物加速度センサ（地震動検知手段）１３と、振動伝達機構１１及び各センサ１２，１３に対して電気的に接続された制御手段１４と、を備えるものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of the vibration damping device according to the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vibration damping device 10 according to the first embodiment. The vibration damping device 10 includes a vibration transmission mechanism 11 provided on the top of the structure K, a mass body displacement sensor 12 attached to the mass body 111 constituting the vibration transmission mechanism 11, and a vibration on the top of the structure K. A structure acceleration sensor (earthquake motion detection means) 13 provided apart from the transmission mechanism 11 and a control means 14 electrically connected to the vibration transmission mechanism 11 and the sensors 12 and 13 are provided. .

図１に示す振動伝達機構１１は、錘としての質量体１１１を構造物Ｋの揺れを打ち消す方向に振動させ、その振動を構造物Ｋに伝達することによって構造物Ｋの揺れを減衰させるためのものである。尚、振動伝達機構１１の具体的な構成例について後述するが、それに限られず、従来公知の構成を適宜採用可能である。 A vibration transmission mechanism 11 shown in FIG. 1 vibrates the mass body 111 as a weight in a direction that cancels the shaking of the structure K, and transmits the vibration to the structure K to attenuate the shaking of the structure K. Is. A specific configuration example of the vibration transmission mechanism 11 will be described later, but the configuration is not limited thereto, and a conventionally known configuration can be appropriately employed.

図１に示す質量体変位量センサ１２は、質量体１１１の水平方向への変位量を検知するためのものであって、その検出データが制御手段１４に入力される。また、構造物加速度センサ１３は、構造物Ｋに生じた揺れの速度を検知するためのものであって、その検出データも制御手段１４に入力される。尚、本実施形態では質量体１１１の状態を検知するために質量体変位量センサ１２で質量体１１１の変位量を検知したが、これに代えて、質量体１１１の速度を検知するセンサや質量体１１１の加速度を検知するセンサを設けてもよい。同様に、本実施形態では構造物Ｋの状態を検知するために構造物加速度センサ１３を設けたが、これに代えて、構造物Ｋの変位量を検出するセンサや構造物Ｋの速度を検出するセンサを設けてもよい。 The mass body displacement amount sensor 12 shown in FIG. 1 is for detecting the displacement amount of the mass body 111 in the horizontal direction, and the detection data is input to the control means 14. The structure acceleration sensor 13 is for detecting the speed of shaking generated in the structure K, and its detection data is also input to the control means 14. In this embodiment, the mass body displacement amount sensor 12 detects the displacement amount of the mass body 111 in order to detect the state of the mass body 111, but instead of this, a sensor or mass for detecting the speed of the mass body 111 is used. A sensor for detecting the acceleration of the body 111 may be provided. Similarly, in the present embodiment, the structure acceleration sensor 13 is provided to detect the state of the structure K. Instead of this, a sensor for detecting the displacement amount of the structure K and the speed of the structure K are detected. A sensor may be provided.

図１に示す制御手段１４は、各センサからの入力データに基づいて振動伝達機構１１を構成する各部の動作を制御するためのものである。ここで、図２は、制御手段１４における回路構成を示す図である。質量体変位量センサ１２が検出した質量体１１１の変位量は、制御手段１４が有する演算部１４ａに入力され、質量体１１１の変位及び速度がそれぞれ算出される。一方、構造物加速度センサ１３が検出した構造物Ｋの加速度も演算部１４ａに入力され、構造物Ｋの変位及び速度が算出される。そして、演算部１４ａは、質量体１１１の変位にゲインＧ１を乗じたもの、質量体１１１の速度にゲインＧ２を乗じたもの、構造物Ｋの変位にゲインＧ３を乗じたもの、及び構造物Ｋの速度にゲインＧ４を乗じたものをそれぞれ算出し、それら全てを合算する。尚、本発明においてゲインとは、任意に設定する定数を意味する。 The control means 14 shown in FIG. 1 is for controlling the operation | movement of each part which comprises the vibration transmission mechanism 11 based on the input data from each sensor. Here, FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration in the control means 14. The displacement amount of the mass body 111 detected by the mass body displacement amount sensor 12 is input to the calculation unit 14a included in the control unit 14, and the displacement and speed of the mass body 111 are calculated. On the other hand, the acceleration of the structure K detected by the structure acceleration sensor 13 is also input to the calculation unit 14a, and the displacement and speed of the structure K are calculated. The calculation unit 14a is obtained by multiplying the displacement of the mass body 111 by the gain G1, multiplying the velocity of the mass body 111 by the gain G2, multiplying the displacement of the structure K by the gain G3, and the structure K. Are respectively multiplied by the gain G4, and all of them are added up. In the present invention, the gain means a constant set arbitrarily.

また、図２に示すように、演算部１４ａは、質量体１１１の構造物Ｋとの間の相対速度にダンピングゲインＤＧを乗じたものを算出する。そして、演算部１４ａは、上記合算した合算値に対して、質量体１１１の速度にダンピングゲインＤＧを乗じたものを更に合算することにより、質量体１１１に加える制御力Ｆの大きさとして決定する。ここで、制御手段１４は、長周期地震動を含む地震動を検知しない場合はＤＧ＝０に設定する一方、長周期地震動を含む地震動を検知した場合はＤＧを有効にして所定の定数を設定する。これにより、長周期地震動を含む地震動を検知した場合のみ、質量体１１１の振動を減少させるように制御力Ｆの大きさが調整される。 In addition, as illustrated in FIG. 2, the calculation unit 14 a calculates a value obtained by multiplying the relative speed between the mass body 111 and the structure K by a damping gain DG. And the calculating part 14a determines as the magnitude | size of the control force F added to the mass body 111 by further adding the thing which multiplied the damping gain DG to the speed of the mass body 111 with respect to the said total value. . Here, the control means 14 sets DG = 0 when the earthquake motion including the long-period ground motion is not detected. On the other hand, when the ground motion including the long-period ground motion is detected, the control unit 14 enables DG and sets a predetermined constant. Thereby, the magnitude | size of the control force F is adjusted so that the vibration of the mass body 111 may be reduced only when the earthquake motion including a long-period earthquake motion is detected.

ここで、通常の地震動は、周期の短い揺れを構造物加速度センサ１３により検知可能であるが、長周期地震動を検知する手段としても、本実施形態では構造物加速度センサ１３を使用している。すなわち、前述のように演算部１４ａが算出した構造物Ｋの変位及び速度から、次の式（１）を用いてエネルギー量Ｅを算出する。尚、式（１）においてｍは構造物Ｋの主要振動の等価質量を、ｋは構造物Ｋの主要振動の等価剛性をそれぞれ意味している。そして、エネルギー量Ｅの増幅率が所定の条件を満たす場合、例えば１次周期の時間内にエネルギー量Ｅが２倍になる場合は、長周期地震動を検知したと判断する。一方、エネルギー量Ｅの増幅率がその条件を満たさない場合は、長周期地震動を検知しないと判断する。これは、長周期地震動で生じた構造物Ｋの揺れは数分単位で変動するのに対し、台風等の風揺れで生じた構造物Ｋの風揺れは数時間単位で変動するので、この特性の違いを利用して両者を見分けたものである。このように、制御力Ｆの大きさを決定するのに使用する構造物加速度センサ１３を用いることにより、長周期地震動を検知したか否かを判断するので、長周期地震動を検知するために専用のセンサを設ける必要がない分、コストダウンを図ることができるという利点がある。 Here, normal earthquake motion can be detected by the structure acceleration sensor 13 for a short-period vibration, but the structure acceleration sensor 13 is used in the present embodiment as means for detecting long-period earthquake motion. That is, the energy amount E is calculated from the displacement and speed of the structure K calculated by the calculation unit 14a as described above using the following equation (1). In Equation (1), m means the equivalent mass of the main vibration of the structure K, and k means the equivalent rigidity of the main vibration of the structure K. When the amplification factor of the energy amount E satisfies a predetermined condition, for example, when the energy amount E doubles within the period of the primary cycle, it is determined that a long-period ground motion has been detected. On the other hand, when the amplification factor of the energy amount E does not satisfy the condition, it is determined that the long-period ground motion is not detected. This is because the vibration of structure K caused by long-period ground motion fluctuates in units of several minutes, whereas the fluctuation of structure K caused by wind fluctuations such as typhoons fluctuates in units of hours. The difference between the two is used to distinguish between the two. As described above, since the structure acceleration sensor 13 used to determine the magnitude of the control force F is used to determine whether or not long-period ground motion has been detected, it is dedicated to detect long-period ground motion. Since there is no need to provide the sensor, there is an advantage that the cost can be reduced.

次に、制御手段１４による制振装置１０の動作制御について説明する。図３は、制御手段１４による制振装置１０の制御を示す説明図である。制御手段１４の内部には、無風停止モードＭＴと、風対策アクティブ制振モードＫＡと、風対策パッシブ制振モードＫＰと、強風ブレーキモードＫＢと、地震対策アクティブ制振モードＪＡという５つの動作モードが記憶されている。そして、制御手段１４は、図１に示す質量体変位量センサ１２と構造物加速度センサ１３の検出結果に基づいて、５つの動作モードを適宜切り替えながら、各モードに対応した各部の制御を行う。 Next, operation control of the vibration damping device 10 by the control means 14 will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing control of the vibration damping device 10 by the control means 14. The control means 14 includes five operation modes: a windless stop mode MT, a wind countermeasure active vibration suppression mode KA, a wind countermeasure passive vibration suppression mode KP, a strong wind brake mode KB, and an earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA. Is remembered. And the control means 14 controls each part corresponding to each mode, switching 5 operation modes suitably based on the detection result of the mass body displacement sensor 12 and the structure acceleration sensor 13 shown in FIG.

まず、無風状態または微風状態であって構造物加速度センサ１３が検出する構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ１（ｃｍ／ｓ^２）未満である場合、制御手段１４は、制振装置１０を無風停止モードＭＴにセットする。すなわち、制御手段１４は、振動伝達機構１１を構成する質量体１１１を振動不能にロックする。これにより、制振装置１０は制振効果を全く発揮しない状態となる。 First, when the acceleration of the structure K detected by the structure acceleration sensor 13 is less than the threshold value S1 (cm / s ² ) in a windless state or a light wind state, the control unit 14 causes the vibration damping device 10 to operate in the windless stop mode. Set to MT. That is, the control means 14 locks the mass body 111 constituting the vibration transmission mechanism 11 so as not to vibrate. As a result, the vibration damping device 10 is in a state of not exhibiting the vibration damping effect at all.

そして、無風状態または微風状態から風が若干強くなり、構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ１（ｃｍ／ｓ^２）以上の大きさになると、制御手段１４は、風がある程度強くなったと判断し、制振装置１０を無風停止モードＭＴから風対策アクティブ制振モードＫＡに切り換える（図３の経路Ｒ１）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１のロックを解除する。これにより、振動可能となった質量体１１１が構造物Ｋの揺れに同調して水平方向に振動を開始する。
一方、制御手段１４は、構造物Ｋの揺れを減衰させるべく、質量体１１１に加える制御力Ｆの大きさを決定する。ここで、この状態では構造物加速度センサ１３は長周期地震動を含む地震動を検出しないので、制御手段１４は、前述のようにダンピングゲインＤＧを０に設定して制御力Ｆの大きさを算出する。そして、制御手段１４は、その大きさの制御力Ｆを質量体１１１に作用させる。これにより質量体１１１は、構造物Ｋの揺れを打ち消すような方向に振動が増幅され、この質量体１１１の振動が構造物Ｋに伝達されることによって構造物Ｋの風揺れが減衰する。 Then, when the wind becomes slightly stronger from the windless state or the light wind state, and the acceleration of the structure K becomes greater than or equal to the threshold value S1 (cm / s ² ), the control means 14 determines that the wind has strengthened to some extent and controls. The vibration device 10 is switched from the no-wind stop mode MT to the wind countermeasure active vibration suppression mode KA (path R1 in FIG. 3). That is, the control unit 14 unlocks the mass body 111. Accordingly, the mass body 111 that can vibrate starts to vibrate in the horizontal direction in synchronization with the shaking of the structure K.
On the other hand, the control means 14 determines the magnitude of the control force F applied to the mass body 111 in order to attenuate the shaking of the structure K. Here, since the structure acceleration sensor 13 does not detect earthquake motion including long-period earthquake motion in this state, the control unit 14 calculates the magnitude of the control force F by setting the damping gain DG to 0 as described above. . And the control means 14 makes the control force F of the magnitude | size act on the mass body 111. FIG. As a result, the mass body 111 is amplified in such a direction as to cancel the shaking of the structure K, and the vibration of the mass body 111 is transmitted to the structure K, whereby the wind shaking of the structure K is attenuated.

その後、この風対策アクティブ制振モードＫＡにおいて、構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ２（ｃｍ／ｓ^２）以下の大きさになった状態が時間Ｔａだけ継続すると、制御手段１４は、風が弱まったと判断し、制振装置１０を風対策アクティブ制振モードＫＡから無風停止モードＭＴに切り換える（図３の経路Ｒ２）。 After that, in this wind countermeasure active vibration suppression mode KA, if the state in which the acceleration of the structure K becomes equal to or smaller than the threshold value S2 (cm / s ² ) continues for the time Ta, the control means 14 determines that the wind has weakened. Judgment is made and the vibration damping device 10 is switched from the wind countermeasure active vibration damping mode KA to the windless stop mode MT (path R2 in FIG. 3).

また、風対策アクティブ制振モードＫＡにおいて、構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ３（ｃｍ／ｓ^２）を超えて大きくなった場合、制御手段１４は、風が急激に強くなったため制振装置１０を保護する必要があると判断し、制振装置１０を風対策アクティブ制振モードＫＡから強風ブレーキモードＫＢに切り換える（図３の経路Ｒ３）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１の振動を強制的に停止させる。これにより、制振装置１０はその制振効果を失う。 In addition, in the wind countermeasure active vibration suppression mode KA, when the acceleration of the structure K increases beyond the threshold value S3 (cm / s ² ), the control means 14 activates the vibration suppression device 10 because the wind suddenly increases. It is determined that protection is necessary, and the vibration control device 10 is switched from the wind countermeasure active vibration suppression mode KA to the strong wind brake mode KB (path R3 in FIG. 3). That is, the control unit 14 forcibly stops the vibration of the mass body 111. Thereby, the damping device 10 loses its damping effect.

また、風対策アクティブ制振モードＫＡにおいて、質量体変位量センサ１２の検出データから算出される質量体１１１の振幅が閾値Ｓ４（ｃｍ）を超えて大きくなると、制御手段１４は、質量体１１１の振幅が限界に達し制振装置１０を保護する必要があると判断し、制振装置１０を風対策アクティブ制振モードＫＡから風対策パッシブ制振モードＫＰに切り換える（図３の経路Ｒ４）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１に対する能動的な質量体１１１を動かす制御力Ｆの付与を停止する。これにより、質量体１１１は、自身が有する振動特性に応じて振動するようになり、その振幅は徐々に小さくなるので、質量体１１１の振幅が過大になって周囲に接触することを防止することができる。そして、質量体１１１の振動が構造物Ｋに伝達されることにより、構造物Ｋの風揺れが減衰する。 In the wind countermeasure active vibration suppression mode KA, when the amplitude of the mass body 111 calculated from the detection data of the mass body displacement sensor 12 exceeds the threshold value S4 (cm), the control unit 14 It is determined that the amplitude has reached the limit and the damping device 10 needs to be protected, and the damping device 10 is switched from the wind countermeasure active damping mode KA to the wind countermeasure passive damping mode KP (path R4 in FIG. 3). That is, the control unit 14 stops applying the control force F that moves the active mass body 111 to the mass body 111. Thereby, the mass body 111 comes to vibrate according to its own vibration characteristics, and the amplitude thereof gradually decreases, so that the mass body 111 is prevented from excessively contacting with the surroundings. Can do. And the vibration of the mass body 111 is transmitted to the structure K, whereby the wind fluctuation of the structure K is attenuated.

その後、この風対策パッシブ制振モードＫＰにおいて、質量体１１１の振幅が閾値Ｓ５（ｃｍ）より小さい状態が時間Ｔｂだけ継続すると、制御手段１４は、風が弱まったと判断し、制振装置１０を風対策パッシブ制振モードＫＰから風対策アクティブ制振モードＫＡに切り換える（図３の経路Ｒ５）。すなわち、制御手段１４は、前述と同様にダンピングゲインＤＧを０に設定して制御力Ｆの大きさを決定し、質量体１１１に対する制御力Ｆの付与を再開する。ダンピングゲインＤＧは、長周期地震動を含む地震動を検知しない間０である。 Thereafter, in this wind countermeasure passive vibration suppression mode KP, if the state where the amplitude of the mass body 111 is smaller than the threshold value S5 (cm) continues for the time Tb, the control means 14 determines that the wind has weakened, Switching from the wind countermeasure passive vibration suppression mode KP to the wind countermeasure active vibration suppression mode KA (path R5 in FIG. 3). That is, the control means 14 sets the damping gain DG to 0 as described above, determines the magnitude of the control force F, and resumes applying the control force F to the mass body 111. The damping gain DG is 0 while no ground motion including long-period ground motion is detected.

また、風対策パッシブ制振モードＫＰにおいて、質量体１１１の振幅が閾値Ｓ４＊（ｃｍ）より大きい状態が時間Ｔｃだけ継続すると、制御手段１４は、制振装置１０を保護する必要があると判断し、制振装置１０を風対策パッシブ制振モードＫＰから強風ブレーキモードＫＢに切り換える（図３の経路Ｒ６）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１の振動を強制的に停止させる。更に、風対策パッシブ制振モードＫＰにおいて、構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ３（ｃｍ／ｓ２）を超えて大きくなった場合も、制御手段１４は、風が急激に強くなったため制振装置１０を保護する必要があると判断し、制振装置１０を風対策パッシブ制振モードＫＰから強風ブレーキモードＫＢに切り換える（図３の経路Ｒ７）。 Further, in the wind countermeasure passive vibration suppression mode KP, when the state where the amplitude of the mass body 111 is larger than the threshold value S4 * (cm) continues for the time Tc, the control unit 14 determines that it is necessary to protect the vibration suppression device 10. Then, the damping device 10 is switched from the wind countermeasure passive damping mode KP to the strong wind braking mode KB (path R6 in FIG. 3). That is, the control unit 14 forcibly stops the vibration of the mass body 111. Furthermore, in the wind countermeasure passive vibration suppression mode KP, even when the acceleration of the structure K increases beyond the threshold value S3 (cm / s2), the control means 14 uses the vibration suppression device 10 because the wind suddenly increases. It is determined that protection is necessary, and the vibration control device 10 is switched from the wind countermeasure passive vibration suppression mode KP to the strong wind brake mode KB (path R7 in FIG. 3).

その後、強風ブレーキモードＫＢにおいて、質量体１１１の振幅が閾値Ｓ６（ｃｍ）以下の状態が時間Ｔｄだけ継続すると、制御手段１４は、風が弱まったと判断し、制振装置１０を強風ブレーキモードＫＢから風対策パッシブ制振モードＫＰに切り換える（図３の経路Ｒ８）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１のロックを解除する。これにより、質量体１１１は自身の振動特性に応じた振動を再開し、その振幅は徐々に大きくなる。そして、質量体１１１の振動が構造物Ｋに伝達されることにより、構造物Ｋの風揺れが減衰する。 Thereafter, when the state in which the amplitude of the mass body 111 is equal to or smaller than the threshold value S6 (cm) continues for a time Td in the strong wind brake mode KB, the control unit 14 determines that the wind has weakened, and sets the vibration control device 10 to the strong wind brake mode KB. To the wind countermeasure passive vibration suppression mode KP (path R8 in FIG. 3). That is, the control unit 14 unlocks the mass body 111. Thereby, the mass body 111 resumes vibration according to its own vibration characteristic, and its amplitude gradually increases. And the vibration of the mass body 111 is transmitted to the structure K, whereby the wind fluctuation of the structure K is attenuated.

一方、風対策アクティブ制振モードＫＡにおいて長周期地震動を含む地震動を検知した場合、制御手段１４は、制振装置１０を風対策アクティブ制振モードＫＡから地震対策アクティブ制振モードＪＡに切り換える（図３の経路Ｒ９）。ここで、前述のように、長周期地震動の検知は、式（１）から算出したエネルギー量Ｅが所定の条件を満たすことによって判断される。そして、地震対策アクティブ制振モードＪＡでは、制御手段１４は前述のようにダンピングゲインＤＧを有効にして、すなわちダンピングゲインＤＧに０以外の定数を設定して、質量体１１１に加える制御力Ｆの大きさを決定する。これにより、制御力Ｆの大きさが適切に調整され、質量体１１１の振動が構造物Ｋに伝達されることにより、構造物Ｋの地震揺れが減衰する。 On the other hand, when the ground motion including long-period ground motion is detected in the wind countermeasure active vibration suppression mode KA, the control means 14 switches the vibration control device 10 from the wind countermeasure active vibration suppression mode KA to the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA (FIG. 3 route R9). Here, as described above, the detection of the long-period ground motion is determined when the energy amount E calculated from the equation (1) satisfies a predetermined condition. In the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA, the control means 14 enables the damping gain DG as described above, that is, sets a constant other than 0 to the damping gain DG, and applies the control force F applied to the mass body 111. Determine the size. Thereby, the magnitude of the control force F is appropriately adjusted, and the vibration of the mass body 111 is transmitted to the structure K, so that the earthquake shake of the structure K is attenuated.

その後、地震対策アクティブ制振モードＪＡにおいて、長周期地震動を含む地震動を検知しなくなった場合、長周期地震動であれば、前記エネルギー量Ｅが所定の条件を満たさなくなった場合、制御手段１４は、制振装置１０を地震対策アクティブ制振モードＪＡから風対策アクティブ制振モードＫＡに切り換える（図３の経路Ｒ１０）。すなわち、制御手段１４は、前述と同様にダンピングゲインＤＧを０に設定して制御力Ｆの大きさを決定し、質量体１１１に対する制御力Ｆの付与を再開する。 Thereafter, in the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA, when the ground motion including the long-period ground motion is not detected, and if the long-period ground motion is detected, the control means 14 The vibration damping device 10 is switched from the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA to the wind countermeasure active vibration suppression mode KA (path R10 in FIG. 3). That is, the control means 14 sets the damping gain DG to 0 as described above, determines the magnitude of the control force F, and resumes applying the control force F to the mass body 111.

また、地震対策アクティブ制振モードＪＡにおいて、構造物加速度センサ１３が検出する構造物Ｋの加速度が閾値Ｓ３（ｃｍ／ｓ^２）を超えて大きくなった場合、制御手段１４は、風が急激に強くなったため制振装置１０を保護する必要があると判断し、制振装置１０を地震対策アクティブ制振モードＪＡから強風ブレーキモードＫＢに切り換える（図３の経路Ｒ１１）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１の振動を強制的に停止させる。 Further, in the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA, when the acceleration of the structure K detected by the structure acceleration sensor 13 exceeds the threshold value S3 (cm / s ² ), the control means 14 causes the wind to abruptly It is determined that it is necessary to protect the vibration damping device 10 because it has become stronger, and the vibration damping device 10 is switched from the earthquake countermeasure active vibration damping mode JA to the strong wind brake mode KB (path R11 in FIG. 3). That is, the control unit 14 forcibly stops the vibration of the mass body 111.

その後、地震対策アクティブ制振モードＪＡにおいて、質量体１１１の振幅が閾値Ｓ４（ｃｍ）を超えて大きくなると、制御手段１４は、制振装置１０を地震対策アクティブ制振モードＪＡから風対策パッシブ制振モードＫＰに切り換える（図３の経路Ｒ１３）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１に対する能動的に質量体を動かす制御力Ｆの付与を停止し、ダンピングゲインＤＧに応じた制御力Ｂのみ付与する。これにより、質量体１１１は自身が有する振動特性に応じて振動するようになる。そして、前述と同様に質量体１１１の振幅が閾値Ｓ４（ｃｍ）より大きい状態が時間Ｔｃだけ継続すると、制御手段１４は、制振装置１０を風対策パッシブ制振モードＫＰから強風ブレーキモードＫＢに切り換える（図３の経路Ｒ６）。すなわち、制御手段１４は、質量体１１１の振動を強制的に停止させる。 Thereafter, in the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA, when the amplitude of the mass body 111 exceeds the threshold value S4 (cm), the control means 14 moves the vibration damper 10 from the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA to the wind countermeasure passive vibration suppression mode JA. Switching to the vibration mode KP (route R13 in FIG. 3). That is, the control unit 14 stops applying the control force F that actively moves the mass body to the mass body 111 and applies only the control force B corresponding to the damping gain DG. Thereby, the mass body 111 comes to vibrate according to its own vibration characteristics. When the state in which the amplitude of the mass body 111 is larger than the threshold value S4 (cm) continues for the time Tc as described above, the control unit 14 changes the vibration damping device 10 from the wind countermeasure passive vibration damping mode KP to the strong wind braking mode KB. Switching (route R6 in FIG. 3). That is, the control unit 14 forcibly stops the vibration of the mass body 111.

尚、図３において、各モードから他のモードへの切り換えの条件となる閾値の大きさや時間の長さは、構造物Ｋや振動伝達機構１１の特性等に応じて任意に設定することができる。 In FIG. 3, the size of the threshold and the length of time, which are the conditions for switching from each mode to another mode, can be arbitrarily set according to the characteristics of the structure K, the vibration transmission mechanism 11, and the like. .

次に、第２実施形態に係る制振装置の構成について説明する。図４は、第２実施形態に係る制振装置２０の構成を示す模式図である。本実施形態の制振装置２０は、図１に示す第１実施形態の制振装置１０と比較すると、構造物Ｋが建てられた地盤Ｊの上に地盤加速度センサ２１（地震検知手段）が設けられ、この地盤加速度センサ２１が制御手段２２に対して電気的に接続された点で異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、図１同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。 Next, the configuration of the vibration damping device according to the second embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of the vibration damping device 20 according to the second embodiment. Compared with the vibration damping device 10 of the first embodiment shown in FIG. 1, the vibration damping device 20 of the present embodiment is provided with a ground acceleration sensor 21 (earthquake detection means) on the ground J on which the structure K is built. The ground acceleration sensor 21 is different in that it is electrically connected to the control means 22. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG.

地盤加速度センサ２１は、地盤Ｊの加速度を検知するためのものであって、その検出データが制御手段２２に入力される。そして本実施形態では、長周期地震動を含む地震動を検知する手段として、第１実施形態の構造物加速度センサ１３に代えて、この地盤加速度センサ２１を用いている。より詳細に説明すると、制御手段２２による制振装置２０の制御では、図３に示した経路Ｒ８及び経路Ｒ９において長周期地震動を含む地震動を検知するか否かの判断を、構造物Ｋの変位及び速度から算出したエネルギー量Ｅに基づいて行っていた。しかし、本実施形態では、長周期地震動を含む地震動の検知を、地盤加速度センサ２１が検知する地盤Ｊの加速度に基づいて行う。具体的には、図３に詳細は示さないが、例えば地盤Ｊの加速度が所定の閾値を越えて大きくなった時は、制御手段２２は、長周期地震動を含む地震動を検知したと判断し、制振装置２０を風対策アクティブ制振モードＫＡから地震対策アクティブ制振モードＪＡに切り換える。一方、地盤Ｊの加速度の大きさが所定の閾値以下である状態が所定時間だけ継続した場合、制御手段２２は、長周期地震動を含む地震動を検知しないと判断し、制振装置２０を地震対策アクティブ制振モードＪＡから風対策アクティブ制振モードＫＡに切り換える。このように、地盤Ｊの揺れを検知するという最も確実な方法によって、長周期地震動を含む地震動を検知することができる。尚、それ以外の制御手段２２による制振装置２０の制御に関しては、第１実施形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。 The ground acceleration sensor 21 is for detecting the acceleration of the ground J, and its detection data is input to the control means 22. And in this embodiment, it replaces with the structure acceleration sensor 13 of 1st Embodiment, and uses this ground acceleration sensor 21 as a means to detect the earthquake motion including a long period ground motion. More specifically, in the control of the vibration damping device 20 by the control means 22, the determination as to whether or not the earthquake motion including the long-period earthquake motion is detected in the route R 8 and the route R 9 shown in FIG. And the energy amount E calculated from the speed. However, in this embodiment, the detection of ground motion including long-period ground motion is performed based on the acceleration of the ground J detected by the ground acceleration sensor 21. Specifically, although details are not shown in FIG. 3, for example, when the acceleration of the ground J increases beyond a predetermined threshold, the control means 22 determines that the earthquake motion including the long-period earthquake motion has been detected, The vibration damping device 20 is switched from the wind countermeasure active vibration suppression mode KA to the earthquake countermeasure active vibration suppression mode JA. On the other hand, if the state where the magnitude of the acceleration of the ground J is equal to or less than the predetermined threshold value continues for a predetermined time, the control means 22 determines that the ground motion including the long period ground motion is not detected, and determines that the vibration control device 20 is the earthquake countermeasure. The active vibration suppression mode JA is switched to the wind countermeasure active vibration suppression mode KA. In this way, earthquake motion including long-period ground motion can be detected by the most reliable method of detecting ground J shaking. Note that the control of the vibration damping device 20 by the other control means 22 is the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

尚、本実施形態においても、閾値の大きさや継続時間の長さは、構造物Ｋや振動伝達機構１１の特性に応じて任意に設定することができる。また、本実施形態では地盤Ｊの状態を検知するために地盤加速度センサ２１で地盤Ｊの加速度を検知したが、これに代えて、地盤Ｊの変位量を検知するためのセンサや、地盤Ｊの速度を検知するためのセンサを設けてもよい。 In the present embodiment, the threshold value and the duration time can be arbitrarily set according to the characteristics of the structure K and the vibration transmission mechanism 11. In the present embodiment, the acceleration of the ground J is detected by the ground acceleration sensor 21 in order to detect the state of the ground J. Instead of this, a sensor for detecting the displacement amount of the ground J, A sensor for detecting the speed may be provided.

次に、第１及び第２実施形態の制振装置における前記振動伝達機構１１の機械的構成の一例について説明する。図５は、振動伝達機構１１の内部構成を示す図である。この振動伝達機構１１は、その外壁がケーシング１１２によって構成されている。そして、このケーシング１１２の内部に、その天井面１１２ａから吊るされた質量体１１１が水平方向に往復動可能に設けられている。そして、この質量体１１１の底部には、下方に突出して垂直片１１３が設けられ、この垂直片１１３を貫通して雌ネジ部１１３ａが形成されている。 Next, an example of the mechanical configuration of the vibration transmission mechanism 11 in the vibration damping devices of the first and second embodiments will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating an internal configuration of the vibration transmission mechanism 11. The vibration transmission mechanism 11 has an outer wall constituted by a casing 112. A mass body 111 suspended from the ceiling surface 112a is provided inside the casing 112 so as to be capable of reciprocating in the horizontal direction. Further, a vertical piece 113 is provided on the bottom of the mass body 111 so as to protrude downward, and a female screw portion 113 a is formed through the vertical piece 113.

一方、ケーシング１１２の内部には、水平方向に延びる回転軸１１４が回転可能に支持されている。この回転軸１１４は、その一端に設けられた駆動制動部１１５によって回転駆動または制動が制御される。また、回転軸１１４の他端部には雄ネジ部１１４ａが所定の長さに渡って形成され、この雄ネジ部１１４ａが垂直片１１３の雌ネジ部１１３ａに螺合されている。更に、回転軸１１４の軸方向中間部には、錘としての慣性質量１１６が固定されるとともに、この慣性質量１１６に隣接して変速機１１７が設けられている。この変速機１１７は、回転軸１１４の回転速度を駆動制動部１１５の側と雄ネジ部１１４ａの側とで変化させるためのものである。尚、振動伝達機構１１を構成する駆動制動部１１５と変速機１１７は、図１に示す制御手段１４によってその動作が制御されている。 On the other hand, a rotating shaft 114 extending in the horizontal direction is rotatably supported in the casing 112. The rotary shaft 114 is controlled to be rotationally driven or braked by a drive braking unit 115 provided at one end thereof. Further, a male screw portion 114 a is formed on the other end portion of the rotating shaft 114 over a predetermined length, and this male screw portion 114 a is screwed into the female screw portion 113 a of the vertical piece 113. Further, an inertial mass 116 as a weight is fixed to an intermediate portion in the axial direction of the rotating shaft 114, and a transmission 117 is provided adjacent to the inertial mass 116. This transmission 117 is for changing the rotational speed of the rotating shaft 114 between the drive braking portion 115 side and the male screw portion 114a side. The operations of the drive braking unit 115 and the transmission 117 that constitute the vibration transmission mechanism 11 are controlled by the control means 14 shown in FIG.

また、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Further, the operation procedure shown in the above-described embodiment, or the shapes and combinations of the constituent members are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

１０，２０…制振装置
１３…構造物加速度センサ（地震動検知手段）
１４，２２…制御手段
２１…地盤加速度センサ（地震動検知手段）
１１１…質量体
Ｆ…制御力
ＪＡ…地震対策アクティブ制振モード
Ｋ…構造物
ＫＡ…風対策アクティブ制振モード
ＫＰ…風対策パッシブ制振モード 10, 20 ... Damping device 13 ... Structure acceleration sensor (earthquake motion detection means)
14, 22 ... Control means 21 ... Ground acceleration sensor (earthquake motion detection means)
111 ... Mass body F ... Control force JA ... Earthquake countermeasure active vibration suppression mode K ... Structure KA ... Wind countermeasure active vibration suppression mode KP ... Wind countermeasure passive vibration suppression mode

Claims

構造物の頂部に水平方向への周期的な移動が可能に支持された質量体と、
風による前記構造物の揺れに同調して前記質量体を振動させ、この質量体の振動を前記構造物に伝達することで前記構造物の揺れを減衰させる風対策パッシブ制振モード、及び前記質量体に外部から制御力を加えて前記質量体の振動を増幅させ、この質量体の増幅した振動を前記構造物に伝達することで風による前記構造物の揺れを減衰させる風対策アクティブ制振モード、を切り替える制御手段と、
を備える制振装置であって、
長周期地震動を含む地震動を検知するための地震動検知手段を更に備え、
前記地震動検知手段が長周期地震動を含む地震動を検知した場合、前記制御手段が、前記風対策アクティブ制振モードから、地震対策アクティブ制振モードに切り替え、該地震対策アクティブ制振モードは、前記質量体に外部から制御力を加えて前記質量体の振動を減少させ、この質量体の減少した振動を前記構造物に伝達することで長周期地震動を含む地震動による前記構造物の揺れを減衰させるモードであることを特徴とする制振装置。 A mass body supported on the top of the structure so as to be periodically movable in the horizontal direction;
Synchronizing with the vibration of the structure due to the wind, the mass body is vibrated, and the vibration of the mass body is transmitted to the structure to attenuate the vibration of the structure. Wind countermeasure active vibration suppression mode that amplifies vibration of the mass body by applying a control force to the body from the outside and transmits the amplified vibration of the mass body to the structure to attenuate the vibration of the structure due to wind Control means for switching between,
A vibration damping device comprising:
Further comprising a ground motion detection means for detecting ground motion including long-period ground motion,
When the ground motion detection means detects ground motion including long-period ground motion, the control means switches from the wind countermeasure active vibration suppression mode to the earthquake countermeasure active vibration suppression mode. A mode in which the control force is applied to the body from the outside to reduce the vibration of the mass body, and the reduced vibration of the mass body is transmitted to the structure to attenuate the shaking of the structure due to earthquake motion including long-period ground motion. The vibration damping device characterized by being.

前記制御手段は、前記長周期地震動を含む地震動が過大になったと判断した場合、前記地震対策アクティブ制振モードから、前記質量体の振動を強制的に停止させる強風ブレーキモードに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。 When the control means determines that the ground motion including the long-period ground motion has become excessive, the control means switches from the seismic countermeasure active vibration suppression mode to a strong wind brake mode for forcibly stopping the vibration of the mass body. The vibration damping device according to claim 1.

前記質量体の速度を検知するための質量体速度検知手段を更に備え、
前記制御手段が、前記質量体速度検知手段が検知した前記質量体の速度に応じて、前記地震対策アクティブ制振モードにおける前記制御力の大きさを決定することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の制振装置。 A mass body speed detecting means for detecting the speed of the mass body;
The control means determines the magnitude of the control force in the seismic countermeasure active vibration suppression mode according to the speed of the mass body detected by the mass body speed detection means. The vibration damping device according to any one of the above.

前記地震動検知手段が、前記構造物の加速度を検知する構造物加速度センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制振装置。 4. The vibration damping device according to claim 1, wherein the seismic motion detection unit is a structure acceleration sensor that detects an acceleration of the structure. 5.

前記制御手段が、前記構造物加速度センサの検知結果から算出したエネルギー量の増幅率に基づいて、長周期地震動を検知することを特徴とする請求項４に記載の制振装置。 5. The vibration damping device according to claim 4, wherein the control unit detects a long-period ground motion based on an amplification factor of an energy amount calculated from a detection result of the structure acceleration sensor.

前記地震動検知手段が、前記構造物が建てられた地盤の加速度を検知する地盤加速度センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制振装置。 4. The vibration damping device according to claim 1, wherein the seismic motion detection unit is a ground acceleration sensor that detects acceleration of a ground on which the structure is built. 5.