JP2715123B2 - Damping device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建物等の構造物における制震装置に関し、
更に詳しくは、構造物の上方部に設けた重りを構造物の
揺れの対抗力として作動させて、構造物の揺れを和らげ
るように機能する装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a vibration control device in a structure such as a building,
More specifically, the present invention relates to a device that functions to reduce the vibration of a structure by operating a weight provided on an upper portion of the structure as a counterforce to the vibration of the structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

建物等の構造物における地震対策として、強固な基礎
の上に構築する耐震構造あるいは基礎と建物との間に積
層ゴムなどを挟み込んで振動を和らげる免震構造などに
加えて、最近、建物の上部階に配置した重りの振動によ
るマスダンパ作用を用いた制震構造が注目されている。In addition to seismic countermeasures against structures such as buildings, such as seismic structures built on solid foundations or seismic isolation structures that sandwich laminated rubber between the foundation and the building to reduce vibration, Attention has been paid to a vibration control structure using a mass damper effect due to the vibration of a weight placed on a floor.

このマスダンパ方式による制震手段は、重り（マス）
の振動形態によりパッシブ・マスダンパ方式とアクティ
ブ・マスダンパ方式に大別される。即ち、パッシブ・マ
スダンパ方式では、プールに貯留した液体或いは床面を
移動可能な固体重り等の自由揺動による振動エネルギー
吸収手段等が在り、他方、アクティブ・マスダンパ方式
としては鉄塊などの重りを電算機計算によりその時々の
振動に対して最適の強さと速度で対抗力が生じる向きに
移動させる手段が提案されている。The mass damper method uses a mass (mass)
Are classified into a passive mass damper system and an active mass damper system. That is, in the passive mass damper method, there is a vibration energy absorbing means or the like due to free swing of a liquid stored in a pool or a solid weight capable of moving on the floor, and the active mass damper method uses a weight such as an iron lump. Means for moving in a direction in which a counter force is generated at an optimum intensity and speed with respect to the occasional vibration by computer calculation has been proposed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上記マスダンパ方式の内、アクティブ・マ
スダンパ方式が機能面で有利である反面、前記重りを床
面に対して自由な向きに移動させるためにスライディン
グプレートを有する静圧軸受け機構を要し、その精度保
持並びに前記プレート面の防錆、防塵などの保守が必要
であると共に、殊に、重りを動かす加振機とそのランニ
ングコストを要し、加えて、加振機によって動かされる
重りが前記プレート面上で回転しないように作用する回
転防止リンク機構を附設しなければならないなど、構造
の複雑化に伴う設備価格高と維持費高とに難点があっ
た。By the way, of the mass damper systems, the active mass damper system is advantageous in terms of function, but requires a hydrostatic bearing mechanism having a sliding plate to move the weight in a free direction with respect to the floor surface. Maintenance of accuracy and maintenance such as rustproofing and dustproofing of the plate surface are required, and in particular, a vibrator for moving the weight and its running cost are required, and in addition, the weight moved by the vibrator is required for the plate. There have been drawbacks in equipment costs and maintenance costs due to the complexity of the structure, such as the need to provide a rotation preventing link mechanism that prevents rotation on a surface.

そこで、本発明は、かかるアクティブ・マスダンパ方
式の制震システムにおいて、機構構成の可及的簡略化を
計ると共に維持費の軽減をなし得る装置の開発を目的と
する。Therefore, an object of the present invention is to develop a device in such an active mass damper type vibration damping system which can simplify the mechanism configuration as much as possible and reduce the maintenance cost.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

しかして、この目的は、本発明によれば建物等にその
重量の１％程度の重りを揺動自在に設置する一方、セン
サーで建物等の揺れを検知し、電算機処理下に該揺れの
対抗力を算出して、該対抗力に基く信号で作動する加振
機によって前記重りを揺動させる制震システムにおい
て、天井若しくは梁構造体に一本乃至複数本のワイヤー
を用いて前記重りを吊り下げ、少なくとも二種の互いに
交叉向きに作動する油圧アクチュエータを前記ワイヤー
の中間位置に作用させるように構成してなる制震装置に
よって達成することが出来る。Therefore, according to the present invention, according to the present invention, while a weight of about 1% of its weight is swingably installed in a building or the like, the swing of the building or the like is detected by a sensor, and the swing of the building or the like is detected under computer processing. In a vibration control system in which a counterforce is calculated and the weight is rocked by a vibrator driven by a signal based on the counterforce, the weight is applied to the ceiling or a beam structure using one or more wires. This can be achieved by a vibration damping device that is configured to suspend and actuate at least two cross-acting hydraulic actuators at intermediate positions of the wire.

〔作 用〕(Operation)

即ち、一本若しくは複数本のワイヤーによって吊り下
げられた重りは、揺動自在であると共に、ワイヤーの捩
れ効力（一本吊り状態）及び複数本吊り構成によって回
転防止リンク機構等専用機構を用いることなくて、その
回転を阻止されている。That is, the weight suspended by one or a plurality of wires can swing freely, and a special mechanism such as a rotation prevention link mechanism is used according to the twisting effect of the wires (single suspension state) and the multiple suspension structure. No, its rotation is blocked.

かかる作用下のワイヤーの中間位置に働く油圧アクチ
ュエータは、その少なくとも二個を互に交叉する向きの
外力を該ワイヤー与えるように配置することによって、
該ワイヤーを介して重りを駆動する加振機として機能す
ると共に、ストローク域の狭い小嵩な機構並びに両ロッ
ドアクチュエータの採用による省エネルギー下での作動
が可能となる。The hydraulic actuator acting at an intermediate position of the wire under such action is arranged by applying at least two of them so as to apply an external force in a direction crossing each other to the wire.
In addition to functioning as a vibrator for driving the weight via the wire, the operation can be performed while saving energy by employing a small-sized mechanism with a narrow stroke area and a double rod actuator.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の図示の実施例について説明する。 Next, an illustrated embodiment of the present invention will be described.

第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示す側面図
で、建物等の上部階の梁構造部１に上方作用端Ａを固定
した一本のワイヤー２によって、建物重量の略１％程度
の重量からなる重り３を、第２図に示すように中心支持
により吊り下げてあり、該ワイヤー２の下方作用端Ｂと
前記上方作用端Ａとの間（距離Ｌ）の支点Ｃ（AC間距離
ｌ）に、アクチュエータ４のロッド4aをユニバーサルジ
ョイントを用いて取付けてある。FIG. 1 is a side view showing a basic configuration of an embodiment of the present invention. A single wire 2 having an upper working end A fixed to a beam structure 1 on an upper floor of a building or the like has a weight of approximately 1%. A weight 3 having a weight of about% is suspended by a center support as shown in FIG. 2, and a fulcrum C (distance L) between the lower working end B of the wire 2 and the upper working end A (distance L) The rod 4a of the actuator 4 is attached to the AC distance l) using a universal joint.

そして、該アクチュエータ４自体は建物の一体構造部
に同じくユニバーサルジョイントを介して取付けてあ
る。The actuator 4 itself is attached to the integral structure of the building via a universal joint.

第３図及び第４図図示の本発明の他の実施例では、前
記重り３を支持する中心ワイヤー2aに加えて、該重り３
の四隅をそれぞれ垂直係架する四本のワイヤー2bを有
し、且つ、前記実施例と同様にアクチュエータ４を中心
ワイヤー2aの中間支点Ｃに作用させるようになしてあ
る。In another embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4, in addition to the center wire 2a supporting the weight 3, the weight 3
And four wires 2b vertically extending at the four corners, and the actuator 4 acts on the intermediate fulcrum C of the center wire 2a in the same manner as in the previous embodiment.

そして、このような複数本のワイヤー2a,2bによる吊
り下げ構造の場合では、各ワイヤー端（Ａ点又はＡ及び
Ｂ点）をユニバーサルジョイントを用いて取付け、更
に、各ワイヤーの紐長さ（距離Ｌ）の誤差を考慮して、
少なくとも中心ワイヤー2aの一本にはその先端に板バネ
を調整機能材とした取付け手段が採用される。In the case of such a suspension structure using a plurality of wires 2a and 2b, each wire end (point A or point A and B) is attached using a universal joint, and the length of each wire (distance) L)
At least one of the center wires 2a is provided with a mounting means using a leaf spring as an adjusting function material at the end thereof.

この実施例を第５図に示す。即ち、前記ユニバーサル
ジョイントは支端５を同図左右向きに回動自在に軸支し
た外体６を同図紙面の前後向きに二又筺体７で軸支した
構成からなり、前記支端５を板バネ８の中央に固定し、
かつ、該板バネ８の側縁を重り３の窪み穴９の縁に固定
してある。This embodiment is shown in FIG. In other words, the universal joint has a structure in which an outer body 6 that rotatably supports the support end 5 in the left-right direction in FIG. Fixed to the center of the leaf spring 8,
The side edge of the leaf spring 8 is fixed to the edge of the hollow 9 of the weight 3.

なお、前記アクチュエータ４はそのロッド4aをワイヤ
ー２又は2aの中間支点Ｃに働かせることによって、重り
３をｘ距離だけ移動させるのにｘ′（ｘ′/x＝l/L）だ
け作動すれば良く、従って、この支点Ｃまでの距離ｌを
短くすることで両ロッドアクチュエータを使用すること
が可能である。The actuator 4 may be operated by x '(x' / x = 1 / L) to move the weight 3 by x distance by causing the rod 4a to act on the intermediate fulcrum C of the wire 2 or 2a. Therefore, by shortening the distance l to the fulcrum C, it is possible to use a double rod actuator.

このような構成よりなる実施例によれば、地震等によ
って建物が揺れると、これをセンサーで感知し、小型コ
ンピュータで揺れを分析してxy軸方向に配置したアクチ
ュエータ４を作動させて、重り３を前記揺れに対する効
力を発生する向きに振動させる。According to the embodiment having such a configuration, when a building shakes due to an earthquake or the like, the shake is detected by a sensor, the shake is analyzed by a small computer, and the actuator 4 arranged in the xy-axis direction is operated to operate the weight 3 Is vibrated in a direction that produces an effect on the shaking.

これによって、第１図示実施例のワイヤー下方作用端
Ｂを重り３に固定した構成では、同図上鎖線図示の如
く、該重り３は上方作用端Ａを中心に旋回向きに移動す
るが、第２図示実施例のワイヤー上方又は／及び下方作
用端Ａ、Ｂをユニバーサルジョイントで取付けた構成で
は、同図上鎖線図示の如く、該重り３は平行向きに上昇
移動する。Thereby, in the configuration in which the wire lower working end B of the first embodiment is fixed to the weight 3, the weight 3 moves around the upper working end A in the turning direction as shown by the chain line in FIG. In the configuration shown in FIG. 2 in which the upper and / or lower working ends A and B of the wire are attached by a universal joint, the weight 3 moves upward in a parallel direction as shown by a chain line in FIG.

従って、このアクチュエータ４による駆動を前述の小
型コンピュータによる揺れの分析信号に基き、xy軸方向
に作動させることにより、この重り３を揺れの向きと抗
する向きに揺動させて、これによる揺れのエネルギーを
中和吸収することが出来、結果的に、建物等の揺れを普
通の場合の1/3程度に減衰させることが出来る。Therefore, by operating the actuator 4 in the xy-axis direction based on the analysis signal of the swing by the small computer, the weight 3 is swung in the direction opposite to the direction of the swing, thereby reducing the swing caused by the swing. Energy can be neutralized and absorbed, and as a result, the shaking of buildings and the like can be attenuated to about 1/3 of the ordinary case.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

このように、本発明装置によれば、重りを一本乃至数
本のワイヤーで揺動自在に吊り下げ、かつ、少なくとも
二個の互いに交叉向きに作動する油圧アクチュエータを
前記ワイヤーの中間位置に作用させるように構成したの
で、先ず、重り配置のために静圧軸受け機構並びに重り
の捩れ防止リンク機構を廃止することが出来て構成の簡
略化に伴う設備コストの低廉化を計ることが出来、しか
も、ワイヤー中間支点に作用させるアクチュエータをス
トローク域の狭い小嵩な機構部として達成することが可
能で、設備全体の省スペース化を計る上で有効であり、
さらに、スライディングプレート等を使用しないので、
それ等の厄介な保守作業を必要としないと共に、アクチ
ュエータとしてストローク域が短いことから両ロッドア
クチュエータを用いることが可能であるので、これによ
って、該アクチュエータ作動の省エネルギー化が計れる
など、本発明装置は従来のこの種装置に比べて、実用化
を進める上で極めて顕著な効果を有すものである。Thus, according to the apparatus of the present invention, the weight is swingably hung by one or several wires, and at least two hydraulic actuators that operate in the cross direction act on the intermediate position of the wires. First, the static pressure bearing mechanism and the weight torsion prevention link mechanism can be eliminated for the weight arrangement, and the equipment cost can be reduced with the simplification of the configuration. , It is possible to achieve the actuator acting on the wire middle fulcrum as a small and small mechanism part with a narrow stroke area, which is effective in reducing the space of the entire equipment,
Furthermore, since a sliding plate is not used,
Such a troublesome maintenance work is not required, and since the stroke region is short as the actuator, it is possible to use both rod actuators. As a result, the device of the present invention can save energy by operating the actuator. Compared with the conventional device of this kind, it has an extremely remarkable effect in promoting practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明装置の一実施例における基本的構成を示
す側面図、第２図はその平面図、第３図及び第４図は本
発明装置の他の実施例を示す側面図及び平面図、第５図
は本発明装置における要部を一部縦断して示す平面図で
ある。 〔符号の説明〕 １……梁構造体、２、2a、2b……ワイヤ ３……重り、４……アクチュエータFIG. 1 is a side view showing a basic structure of an embodiment of the apparatus of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIGS. 3 and 4 are side views and plan views of another embodiment of the apparatus of the present invention. FIG. 5 is a plan view showing a main part of the device of the present invention, partially cut away. [Explanation of References] 1 ... Beam structure, 2, 2a, 2b ... Wire 3 ... Weight, 4 ... Actuator

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】建物等にその重量の１％程度の重りを揺動
自在に設置する一方、センサーで建物等の揺れを検知
し、電算機処理下に該揺れの対抗力を算出して、該対抗
力に基く信号で作動する加振機によって前記重りを揺動
させる制震システムにおいて、天井若しくは梁構造体に
一本乃至複数本のワイヤーを用いて前記重りを吊り下
げ、少なくとも二個の互いに交叉向きに作動する油圧ア
クチュエータを前記ワイヤーの中間位置に作用させるよ
うに構成してなる制震装置。A weight of about 1% of the weight of the building is swingably installed in a building or the like, while a sensor detects the swing of the building or the like and calculates a counterforce of the shaking under computer processing. In a vibration damping system in which the weight is rocked by a shaker operated by a signal based on the counterforce, the weight is suspended from a ceiling or a beam structure using one or more wires, and at least two wires are suspended. A vibration damping device configured so that hydraulic actuators that operate in directions crossing each other act on an intermediate position of the wire.