JP3202314B2 - Gravity restoration type two-way vibration damper - Google Patents
Gravity restoration type two-way vibration damperInfo
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は高層ビル、タワー等の建
築物の制振を行う制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for damping buildings such as high-rise buildings and towers.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高層ビル、タワー等はその構造特性上長
周期振動が問題となり、従来の技術としてはその長周期
振動に対応する為、図１０に示すようにその周期に同調
した振り子式の制振装置が多く用いられてきた。この振
り子式の制振装置では、制振すべき建物６に、振り子支
承フレーム１１を設け、その振り子支承１０から重錘８
を重錘索９で吊り下げている。2. Description of the Related Art High-rise buildings, towers, and the like have a problem of long-period vibration due to their structural characteristics. As a conventional technology, in order to cope with the long-period vibration, as shown in FIG. Vibration damping devices have been widely used. In this pendulum type vibration damping device, a pendulum bearing frame 11 is provided in a building 6 to be damped, and a weight 8
Is suspended by a weight cable 9.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の振り子式制振装
置は、長周期振動に対応する為、振り子長さを長くする
必要上、装置高さが高くなるという問題点があるほか、
建物の固有周期に同調させる為、振り子長さを調整する
必要があった。The conventional pendulum type vibration damping device has a problem that the length of the pendulum needs to be lengthened and the height of the device becomes high in order to cope with long-period vibration.
It was necessary to adjust the pendulum length to tune to the natural period of the building.
【０００４】本発明は、装置高さを高くせずに設置で
き、かつ、制振すべき建物の固有周期に対し容易に同調
させうる制振装置を提供することを課題としている。An object of the present invention is to provide a vibration damping device that can be installed without increasing the height of the device and that can be easily tuned to the natural period of a building to be damped.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、球形の重錘、同重錘を回転自在に載置す る
テーブル、及び前記テーブルの２方向における傾斜を制
御する複数個のアクチュエータを有し、前記テーブル上
での前記重錘の往復回転運動によって発生する前記テー
ブル面上での接線方向抗力を制振力に用いる重力復元式
２方向制振装置を提供する。The present invention solves the above problems.
Attain Therefore, it placed rotatably weight of spherical, the same weight
A table and a tilt of the table in two directions.
Having a plurality of actuators for controlling
The tape generated by the reciprocating rotational movement of the weight at
Gravity restoration formula using tangential drag on bull surface as damping force
A two-way damping device is provided .
【０００６】[0006]
【作用】本発明は、前記したように、球形の重錘を載置
したテーブルの２方向における傾斜角を複数個のアクチ
ュエータによって制御することによってテーブル上で球
形の重錘を転動往復動させ、この際に球形の重錘の転動
往復運動によって発生するテーブル面上での接線方向抗
力を制振力として建物に作用させ制振作用を行わせるも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, as described above, balls on the table by controlling the tilt angle in the two directions of the table mounted with the weight of the spherical by a plurality of activators <br/> Yueta
Rolling and reciprocating a weight in the form of a sphere . At this time, the tangential drag on the table surface generated by the rolling reciprocation of the spherical weight acts on the building as a damping force to exert a damping action. It is.
【０００８】[0008]
【実施例】本発明による制振装置の原理を、横断面が円
形の円柱状の重錘を用いて説明する。図１において、横
断面が円形の円柱状の重錘１がテーブル２上にその軸ま
わりに転動自在に載置されている。テーブル２には、重
錘１に対する落下防止用ガイド７が取付けられている。
テーブル２は、その中心部でテーブル回転支承ピン４に
よって支柱５に枢着されると共に、その両側にアクチュ
エータ３が取付けられている。以上の構成をもつ制振装
置は制振すべき建物６に取付けられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The principle of the vibration damping device according to the present invention will be described by using a circular cross section.
The description will be made using a columnar weight. In FIG. 1, a column-shaped weight 1 having a circular cross section is placed on a table 2 so as to roll around its axis. The table 2 is provided with a fall prevention guide 7 for the weight 1.
The table 2 is pivotally attached to a column 5 by a table rotation bearing pin 4 at the center thereof, and actuators 3 are mounted on both sides thereof. The vibration damping device having the above configuration is attached to the building 6 to be damped.
【０００９】アクチュエータ３の作動により、テーブル
２は支承ピン４のまわりに傾斜し、これによって円柱状
の重錘１はその中心Ｇの軸まわりに転動を開始する。テ
ーブル２の傾斜角、傾斜角の変化速度をアクチュエータ
３によって制御することによってこの制振装置が取付け
られた建物に対し制振力を与える。When the actuator 3 is actuated, the table 2 is tilted around the support pin 4, whereby the column-shaped weight 1 starts rolling around the axis of the center G thereof. By controlling the inclination angle of the table 2 and the changing speed of the inclination angle by the actuator 3, a vibration damping force is applied to the building to which the vibration damping device is attached.
【００１０】以下、その原理について、重錘１の往復転
動状態を示した図２に基いて説明する。重錘１の運動方
程式は次のとおりである。なお、以下で用いる符号につ
いては次のとおりである。 ｘ…テーブル面に沿う座標、ｙ…テーブルと直角方向に
設けた座標、θ…重錘の回転角、Ｍ…重錘質量、ｇ…重
力加速度、ａ…重錘半径、Ｎ…テーブル面直角方向抗
力、Ｆ…テーブル面に沿う接線方向抗力、α…テーブル
傾斜角、ω…重錘の回転角速度、Ｉ…重錘回転慣性モー
メントThe principle will be described below with reference to FIG. 2 showing a reciprocating rolling state of the weight 1. The equation of motion of the weight 1 is as follows. The symbols used below are as follows. x: coordinates along the table surface, y: coordinates provided perpendicular to the table, θ: rotation angle of the weight, M: mass of the weight, g: gravity acceleration, a: radius of the weight, N: perpendicular to the table surface Drag, F: tangential drag along the table surface, α: table tilt angle, ω: rotational angular velocity of the weight, I: weight rotational inertia moment
【００１１】[0011]
【数１】 (Equation 1)
【００１２】重錘が滑らずに転がるとした場合、次の式
が成り立つ。If the weight rolls without slipping, the following equation holds.
【００１３】[0013]
【数２】 (Equation 2)
【００１４】以上の式から次が導き出せる。The following can be derived from the above equation.
【００１５】[0015]
【数３】 (Equation 3)
【００１６】αを微少角と仮定すると、sin α＝αとな
るのでα＝αo sin ωo t となるようにテーブル１の傾
斜角をアクチュエータ３によって制御することにより６
式は次のようになる。Assuming that α is a small angle, sin α = α. Therefore, the inclination angle of the table 1 is controlled by the actuator 3 so that α = α o sin ω o t.
The formula is as follows:
【００１７】[0017]
【数４】 (Equation 4)
【００１８】従って、ωo を制振すべき建物の固有振動
数に同調させれば、制振すべき建物の動きの反対方向に
このＦが作用するようにテーブル１の傾斜角をアクチュ
エータ３によって制御することによって建物を制振させ
ることができる。Therefore, if ω o is tuned to the natural frequency of the building to be damped, the inclination angle of the table 1 is adjusted by the actuator 3 so that the F acts in the direction opposite to the movement of the building to be damped. By controlling, the building can be damped.
【００１９】次に、図３に示す装置について説明する
と、ここではテーブル２を半径Ｒの凹曲面とし、テーブ
ル静止時に重錘１がテーブル１の中央に静止するように
したもので、それ以外の構成は図１に示すものと同様で
あり、対応する部分に同一符号を付してあるのでこれ以
上の説明を省略する。Next, the apparatus shown in FIG. 3 will be described. Here, the table 2 has a concave curved surface with a radius R, and the weight 1 rests at the center of the table 1 when the table is stationary. The configuration is the same as that shown in FIG. 1, and the corresponding portions are denoted by the same reference characters, and further description will be omitted.
【００２０】次に、図４から図９に示した他の装置につ
いて説明する。なお、各図において前述の装置の構成と
同様の部分には同一の符号を付してありそれらの詳細な
説明は省略する。図４はテーブル２の回転支承部４に対
し、アクチュエータ３を片側のみに配置してテーブル２
の傾斜角を変えるようにした例である。図５はテーブル
２の回転支承ピンを設けず、アクチュエータ３のみでテ
ーブル２の姿勢制御を行う例である。Next, another apparatus shown in FIGS. 4 to 9 will be described. In each drawing, the same parts as those of the above-described apparatus are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 4 shows a table 2 in which an actuator 3 is arranged on only one side with respect to a rotation bearing 4 of the table 2.
This is an example in which the inclination angle is changed. FIG. 5 shows an example in which the rotation control pins of the table 2 are not provided, and the attitude of the table 2 is controlled only by the actuator 3.
【００２１】以上説明した図１〜図５は、重錘１の運動
を１平面内に規定して本発明による制振装置の原理を説
明したが、本発明による制振装置の実施例を図６〜図９
を用いて説明する。図６から図９では、１つの重錘で２
方向制振を行う場合を示している。この場合の重錘は図
示していないが球形となる。図６はテーブル２の回転支
承ピボット１２を１ヶ所に設け、３で示すアクチュエー
タ２本でテーブル２の姿勢制御を行う例である。図７
は、テーブル２の回転支承ピボットを設けず、アクチュ
エータ４本を四角錘台の稜線状に配置した例である。図
８は図７のアクチュエータ数を４本から３本として、３
角錘台の稜線状に配置した例である。図９は垂直方向、
水平２方向にアクチュエータ３を個々に配置した例であ
る。FIGS. 1 to 5 described above illustrate the principle of the vibration damping device according to the present invention by defining the movement of the weight 1 in one plane.
As described above, an embodiment of the vibration damping device according to the present invention is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 6 to FIG.
Shows the case of performing the directional damping. The weight in this case is spherical, though not shown. FIG. 6 shows an example in which the rotation support pivot 12 of the table 2 is provided at one place, and the attitude of the table 2 is controlled by two actuators 3. FIG.
Is an example in which the rotary bearing pivot of the table 2 is not provided, and four actuators are arranged in a ridge shape of a truncated pyramid. FIG. 8 shows a case where the number of actuators in FIG.
This is an example in which the prisms are arranged in a ridge shape. FIG. 9 shows the vertical direction,
This is an example in which actuators 3 are individually arranged in two horizontal directions.
【００２２】ここで図６以降の図に於ても図３に示す如
くテーブル面を凹面状（図６〜図９については２次元）
としてもよいことはいうまでもない。 また、図示した
制振装置の制振方向が交差する状態で複数個の制振装置
を組み合せた形に構成し多方向に対する制振機能をもつ
ものとしてもよいことはいうまでもない。In FIGS. 6 and subsequent figures, the table surface is concave as shown in FIG. 3 (two-dimensional in FIGS. 6 to 9).
Needless to say, this may be done. Further, it goes without saying that a plurality of vibration damping devices may be combined in a state where the vibration damping directions of the illustrated vibration damping devices intersect and have a vibration damping function in multiple directions.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、球形の
重錘、同重錘を回転自在に載置するテーブル、及び前記
テーブルの２方向における傾斜を制御する複数個のアク
チュエータを有し、前記テーブル上での前記重錘の往復
回転運動によって発生する前記テーブル面上での接線方
向抗力を制振力に用いる重力復元式２方向制振装置を提
供するもので、テーブルの水平面からの２方向における
傾斜角を複数個のアクチュエータによって制御し、テー
ブル上での球形の重錘の転動往復運動を生じさせ、この
ときに発生するテーブル面上での接線方向抗力を制振力
に用いるものであるから、従来の振り子を使った制振装
置のように装置高さを大きくとる必要がない。As described above, the present invention provides a
A weight, a table on which the weight is rotatably mounted, and
A plurality of actuators for controlling the tilt of the table in two directions
Reciprocating the weight on the table with a tutor
Tangential direction on the table surface generated by rotary motion
Providing a gravity-restoring two-way damping device that uses drag as damping force
A plurality of actuators control the tilt angles of the table in two directions from the horizontal plane, thereby causing a rolling reciprocating motion of a spherical weight on the table. Since the tangential drag on the surface is used for the damping force, it is not necessary to increase the height of the damping device unlike a conventional damping device using a pendulum.
【００２４】また、本発明によれば、テーブルの２方向
における傾斜角、その変化速度等を複数個のアクチュエ
ータで制御することによって制振すべき建物の振動周期
に対し容易に同調させうる。Further, according to the present invention, there are provided two directions of the table.
By controlling the inclination angle, the rate of change thereof, and the like with a plurality of actuators, it is possible to easily tune the vibration cycle of the building to be damped.
【図１】本発明の原理を説明するための制振装置の説明
図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a vibration damping device for explaining the principle of the present invention.
【図２】テーブル傾斜角を交互に変化させた場合の重錘
の運動状態を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating a motion state of a weight when the table inclination angle is alternately changed.
【図３】本発明の原理を説明するための他の制振装置の
説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of another vibration damping device for explaining the principle of the present invention.
【図４】本発明の原理を説明するための更に他の制振装
置の説明図。FIG. 4 shows still another vibration damping device for explaining the principle of the present invention.
Explanatory view of the location.
【図５】本発明の原理を説明するための他の制振装置の
説明図。FIG. 5 shows another vibration damping device for explaining the principle of the present invention.
Illustration.
【図６】本発明の実施例を示す斜視図。Perspective view showing an actual施例of the present invention; FIG.
【図７】本発明の他の実施例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
【図８】本発明の更に他の実施例を示す斜視図。FIG. 8 is a perspective view showing still another embodiment of the present invention.
【図９】本発明の更に他の実施例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing still another embodiment of the present invention.
【図１０】従来の振り子式制振装置を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a conventional pendulum type vibration damping device.
１ 重錘 ２ テーブル ３ アクチュエータ ４ 支承ピン 1 Weight 2 Table 3 Actuator 4 Bearing pin
Claims (1)
るテーブル、及び前記テーブルの２方向における傾斜を
制御する複数個のアクチュエータを有し、前記テーブル
上での前記重錘の往復回転運動によって発生する前記テ
ーブル面上での接線方向抗力を制振力に用いる重力復元
式２方向制振装置。1. A weight having a spherical weight, a table on which the weight is rotatably mounted, and a plurality of actuators for controlling inclination of the table in two directions , wherein the weight of the weight on the table is adjusted. A gravity restoring type two-way vibration damping device using a tangential drag on the table surface generated by the reciprocating rotation motion as a vibration damping force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117392A JP3202314B2 (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Gravity restoration type two-way vibration damper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117392A JP3202314B2 (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Gravity restoration type two-way vibration damper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295927A JPH05295927A (en) | 1993-11-09 |
| JP3202314B2 true JP3202314B2 (en) | 2001-08-27 |
Family
ID=14293621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117392A Expired - Fee Related JP3202314B2 (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Gravity restoration type two-way vibration damper |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3202314B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004045433B3 (en) * | 2004-09-15 | 2006-05-11 | Tutech Innovation Gmbh | Device for damping oscillatory motion in a building and building with one or more of these devices |
| JP5863476B2 (en) * | 2012-01-23 | 2016-02-16 | 富士重工業株式会社 | Spot welding equipment |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10117392A patent/JP3202314B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH05295927A (en) | 1993-11-09 |
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