JP6910111B2 - Vibration control device and vibration control system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば高層建物の長周期地震動対策等として用いることができて、減衰力を調整可能な制振装置及び制振システムに関する。 The present invention is, for example, can be used as a long-period ground motion countermeasures of high-rise buildings, to an adjustable damping device and damping system damping.
超高層ビル等の建造物の地震対策として、各種の制振装置が開発されている。制振装置には、主にパッシブ方式、アクティブ方式およびセミアクティブ方式がある。パッシブ方式は電力などのエネルギーを必要とせず、オイルダンパー等の減衰特性に基づいて建造物の振動を減衰させる。このため、停電などの影響を受けずに安定した性能を発揮することができる。
アクティブ方式およびセミアクティブ方式は建造物の揺れをセンサで検出し、その検出結果に基づいて制振ダンパー等を電気等で制御して振動を減衰させる。
Various vibration damping devices have been developed as earthquake countermeasures for buildings such as skyscrapers. The vibration damping device mainly includes a passive type, an active type and a semi-active type. The passive method does not require energy such as electric power, and attenuates the vibration of the building based on the damping characteristics of the oil damper and the like. Therefore, stable performance can be exhibited without being affected by a power failure or the like.
In the active method and the semi-active method, the vibration of the building is detected by a sensor, and the vibration damping damper or the like is controlled by electricity or the like based on the detection result to attenuate the vibration.
アクティブ方式の制振装置として、例えば特許文献1〜3に記載されたものが提案されている。特許文献1に記載の減衰装置では、基盤に連結されたハウジングと構造体に連結されたスクリューロッドを備えており、スクリューロッドに螺合するロータがハウジング内に回転自在に支持されている。ハウジングとロータの隙間をなす作用室に粘性流体が封入され、ロータは電動モータによって回転可能とされている。
そして、基盤と構造体との間に相対的な振動が生じるとスクリューロッドが軸方向に進退し、これに応じてロータが正逆方向に回転することで作用室内の粘性流体が発熱して振動エネルギーを熱エネルギーに変換して振動エネルギーが減衰される。
As an active type vibration damping device, for example, those described in
Then, when a relative vibration occurs between the base and the structure, the screw rod moves forward and backward in the axial direction, and the rotor rotates in the forward and reverse directions accordingly, so that the viscous fluid in the working chamber generates heat and vibrates. Vibration energy is attenuated by converting energy into thermal energy.
特許文献2に記載された制振装置は、構造物に対して索体を介して振動体を吊り下げ、振動体の下部にナット部が回転可能に支持され、このナット部に螺合したボールねじの端部がピンジョイントを介して上下方向に揺動可能に支持されている。そして、振動体に固定されたモータがナット部を回転させて構造物の振動周期に応じて振動体を往復移動させることで構造物の振動を抑制している。
In the vibration damping device described in
また、特許文献3に記載の制振装置では、被制振物の振動に対して位相をずらして振動体を駆動して被制振物の制振を行うに際し、ばねによってくさびを下方に移動することでブレーキパッドを介して振動体を係止させる。しかも、くさびを上昇位置で係止する第一のアクチュエータと下降したくさびを持ち上げて元に戻す第二のアクチュエータとを備えている。
Further, in the vibration damping device described in
しかしながら、特許文献1に記載の減衰装置では、地震によってロータに与えられる回転トルクを電動モータの回転トルクにより増減させるしくみであるため、減衰装置の減衰力の大きさは、基盤と構造体の相対的な振動速度と電動モータの回転トルクの大きさの両方の影響を受け、減衰力の値をコントロールするためには複雑な制御が必要となる欠点があった。
However, in the damping device described in
また、特許文献2及び3に記載の制振装置では、モータでナット部を回転させて構造物の振動周期に応じて振動体を往復移動させて構造物の振動を抑制するため、振動体を設置しなければならなかった。特許文献3では、更に振動体の動きが大きくて構造物に被害を与えることを防ぐためにブレーキパッドとその進退機構を設けなければならず、機構が一層複雑になる欠点があった。
Further, in the vibration damping devices described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で制振ダンパーに任意の減衰力と復元力を与えることができるようにした制振装置及び制振システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, to provide a vibration control device and a damping system which make it possible to provide a restoring force and any damping force in the damping damper with a simple structure The purpose is.
本発明による軸長可変装置は、ねじ軸を保持していて回転によってねじ軸を相対的に進退させて長さ調整可能としたボールねじと、ボールねじに直列に連結された制振ダンパーとを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、ボールねじの回転によってねじ軸を相対的に進退させてボールねじの長さ調整をして制振ダンパーを伸縮させることで、制振ダンパーで生じる減衰力を増減調整することができる。
The shaft length variable device according to the present invention includes a ball screw that holds the screw shaft and allows the screw shaft to be relatively advanced and retracted by rotation to adjust the length, and a vibration damping damper connected in series with the ball screw. It is characterized by being prepared.
According to the present invention, the damping force generated by the vibration damping damper is increased or decreased by adjusting the length of the ball screw by relatively advancing and retreating the screw shaft by the rotation of the ball screw to expand and contract the vibration damping damper. Can be done.
本発明による制振装置は、建造物の相対変位可能な第一部材と第二部材の間に介設された制振装置において、ねじ軸と、前記ねじ軸に螺合すると共に回転によって前記ねじ軸を相対的に進退させることで、基準の位置に対する前記ねじ軸の進退量を調整する回転体と、前記回転体を回転可能に保持している支持ガイド部と、前記回転体を回転駆動させる駆動源と、前記ねじ軸または前記支持ガイド部に直列に連結された制振ダンパーと、を備え、前記基準の位置は、前記ねじ軸が突出しているねじ軸突出側の前記支持ガイド部の端部又は前記ねじ軸突出側の前記回転体の端部に対するように決定され、前記ねじ軸の進退量の調整によって、前記第一部材と前記第二部材との間の距離を調整可能としたことを特徴とする。
本発明によれば、第一部材と第二部材の間でねじ軸または支持ガイド部と制振ダンパーが直列に連結されており、駆動源の駆動によってねじ軸を相対的に進退させてねじ軸及び回転体の間の長さ調整をして制振ダンパーを伸縮させることで、制振ダンパーで生じる減衰力を増減調整することができて建造物の振動を抑制できる。
The vibration damping device according to the present invention is a vibration damping device interposed between a first member and a second member that can be displaced relative to each other in a building, and is screwed to the screw shaft and the screw shaft and rotated to rotate the screw. By moving the shaft relatively forward and backward, the rotating body that adjusts the amount of advance and retreat of the screw shaft with respect to the reference position, the support guide portion that holds the rotating body rotatably, and the rotating body are rotationally driven. A drive source and a vibration damping damper connected in series with the screw shaft or the support guide portion are provided , and the reference position is the end of the support guide portion on the screw shaft protruding side on which the screw shaft protrudes. The distance between the first member and the second member can be adjusted by adjusting the amount of advance / retreat of the screw shaft, which is determined so as to be relative to the portion or the end of the rotating body on the protruding side of the screw shaft. It is characterized by.
According to the present invention, the screw shaft or the support guide portion and the vibration damping damper are connected in series between the first member and the second member, and the screw shaft is relatively moved forward and backward by the drive of the drive source to move the screw shaft. By adjusting the length between the rotating bodies and expanding and contracting the vibration damping damper, the damping force generated by the vibration damping damper can be increased or decreased, and the vibration of the building can be suppressed.
また、前記ねじ軸及び前記支持ガイド部の一方は前記制振ダンパーに連結され、他方は前記第一部材及び第二部材のいずれかに連結されていてもよい。
ボールねじのねじ軸を相対的に進退させてボールねじの長さを増減調整できる。
Further, one of the screw shaft and the support guide portion may be connected to the vibration damping damper, and the other may be connected to either the first member or the second member.
The length of the ball screw can be increased or decreased by moving the screw shaft of the ball screw relatively forward or backward.
また、前記駆動源は前記支持ガイド部に固定され、前記ねじ軸が前記制振ダンパーに連結され、前記支持ガイド部が前記第一部材及び第二部材のいずれかに連結されていて、前記ねじ軸の進退量の調整によって、前記制振ダンパーと前記支持ガイド部の間で長さ調整可能としてもよい。 Further, the drive source is fixed to the support guide portion, the screw shaft is connected to the vibration damping damper, the support guide portion is connected to either the first member or the second member, and the screw. The length may be adjustable between the vibration damping damper and the support guide portion by adjusting the amount of advance / retreat of the shaft.
本発明による制振システムは、上述したいずれかに記載された制振装置と、建造物の振動を検出する振動センサと、振動センサで検出した振動の大きさに応じて駆動源による前記回転によって前記進退量を調整する制御部と、を備えたことを特徴とする。
本発明による制振システムによれば、振動センサで検出した振動の大きさに応じて制御部で前記進退量を調整して制振ダンパーを伸縮させることで、制振ダンパーで生じる減衰力を増減調整することができて建造物の振動を抑制できる。
The vibration damping system according to the present invention uses the vibration damping device described in any of the above, the vibration sensor for detecting the vibration of the building, and the rotation by the drive source according to the magnitude of the vibration detected by the vibration sensor. It is characterized by including a control unit for adjusting the amount of advancement and retreat.
According to the vibration damping system according to the present invention, the damping force generated by the vibration damping damper is increased or decreased by expanding and contracting the vibration damping damper by adjusting the advancing / retreating amount in the control unit according to the magnitude of the vibration detected by the vibration sensor. It can be adjusted and the vibration of the building can be suppressed.
本発明による制振装置及び制振システムによれば、ねじ軸または支持ガイド部と直列に制振ダンパーを連結したため、地震等の際に振動の大きさに応じてねじ軸の進退量を調整して制振ダンパーを伸縮させることで、制振ダンパーに任意の減衰力と復元力を与えることができるため、簡単な構成で効率的な振動制御を行うことができる。 According to the vibration damping device and the vibration damping system according to the present invention, since the vibration damping damper is connected in series with the screw shaft or the support guide portion, the amount of advance / retreat of the screw shaft is adjusted according to the magnitude of vibration in the event of an earthquake or the like. By expanding and contracting the vibration damping damper, it is possible to apply an arbitrary damping force and restoring force to the vibration damping damper, so that efficient vibration control can be performed with a simple configuration.
以下、本発明の実施形態による制振システムの制振装置について添付図面により説明する。
図1に示す制振システム5は、高層または超高層の建造物BLの例えば下層部に取り付けられた複数の制振装置1と、建造物BLの適宜の層に取り付けられて建造物BLの振動を検出する複数の振動センサ6と、振動センサ6の検出結果に基づいて制振装置1を作動制御する制御部7と、を備えている。制振システム5は、各振動センサ6によって建造物BLの揺れを感知して記録し、この検出結果に応じて制御部7によって制御力を計算する。そして、この計算結果の出力に応じて各制振装置1によって建造物BLの振動の減衰を制御する。なお、制振装置1の設置個所は低層部に限らず任意の層に設置してもよい。
Hereinafter, the vibration damping device of the vibration damping system according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The
制振装置1は、図2(a)、(b)に示すように、建造物BLの相対変位可能な二部材間に介設されている。建造物BLは、例えば1フロアの梁2と梁3と柱Pとで仕切られた架構の空間4を上下左右に多数有している。制振装置1を設置した二部材は、例えば空間4における対向する柱P1(P)、P2(P)の上端部(上端角部)と柱P2の下端部(下端角部)、または対向する柱P1,P2の上端部(上端角部)と下端部(下端角部)からなる第一部材と第二部材とした。
制振装置1は、二部材に対する連結部の間に渡る軸方向(長さ方向)の長さを可変とする長さ調整可能な電動アクチュエータからなる軸長可変部材10(軸長可変装置)と、軸方向の減衰特性を有する減衰部としての制振ダンパー11とを備えている。制振装置1は、軸長可変部材10と制振ダンパー11とを軸方向で直列に連結して構成されている。なお、軸長可変部材10と制振ダンパー11とは互いに別体であっても一体型であってもよい。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
The
図2(a)に示す制振装置1A(1)は、建造物BLの空間4における一対の柱P1、P2の上端部間に渡るY形ブレースBr1の頂部(下端部)Br1aに一端が連結されている。制振装置1Aは、Y形ブレースBr1の頂部Br1aと建造物BLの柱P2の基台P2aとの間に例えば略水平に配置されている。制振装置1Aは、両端部を頂部Br1aおよび柱P2にそれぞれ連結されている。
図2(a)に示す制振装置1Aは、軸長可変部材10及び制振ダンパー11で構成されているが、軸方向に延びる連結部材を介して、軸長可変部材10及び制振ダンパー11の少なくとも一方を頂部Br1aおよび柱P2の対応するものに連結してもよい。或いは、軸長可変部材10及び制振ダンパー11の両端を連結部材を介して頂部Br1a及び柱P2に連結してもよい。
One end of the
The
また、図2(b)に示す制振装置1B(1)は、建造物BLの空間4における一対の柱P1、P2の上下端部間に渡る片ブレースBr2の中間部に連結されている。制振装置1Bは軸長可変部材10及び制振ダンパー11で構成され、片ブレースBr2を上下に分断した上部ブレース部材Br2aと下部ブレース部材Br2bとの間に連結されている。制振装置1Bは、軸方向を片ブレースBr2の軸方向(長手方向)と略一致させて配置されている。
制振装置1Bは、両端部を上部及び下部ブレース部材Br2a,Br2bのブレース中央側の端部にそれぞれ連結されている。図2(b)に示す制振装置1Bは、軸長可変部材10及び制振ダンパー11とその両端に連結された上部ブレース部材Br2a及び下部ブレース部材Br2bとで構成されているが、上部及び下部ブレース部材Br2a,Br2bの一方を無くした構成にしてもよい。
Further, the
Both ends of the
次に制振装置1の軸長可変部材10及び制振ダンパー11の具体的構成について図3及び図4により説明するが、図3及び図4では図2(a)に示すY形ブレースBr1に取り付けた制振装置1Aを例にとって説明する。
図3及び図4に示す軸長可変部材10は例えば電動アクチュエータである。この軸長可変部材10によれば、軸方向に配設されたボールねじ12と、ボールねじ12の外周面に設けられていて相対回転可能な例えば筒状の支持ガイド部13と、支持ガイド部13の外周面に固定されていてボールねじ12を回転駆動させる駆動源としての駆動モータMとを備えている。
ボールねじ12は、略円筒状を有する本体部14aとその一端部で拡径された円板状の回転ギア14bとを一体に形成している回転体としてのボールナット14と、ボールナット14の中心軸線Oと同軸をなす貫通孔14cに進退可能に取り付けられたねじ軸15とを有している。
Next, the specific configuration of the shaft length
The shaft length
The ball screw 12 includes a
ねじ軸15の外周面には断面略半円状で螺旋状のボール転動溝15aが形成され、このボール転動溝15aにはボール16が転動可能に配設されている。ボールナット14のねじ軸15を相対回転可能に嵌合する貫通孔14cには断面略半円状で螺旋状をなしていてボール転動溝15a内のボール16を転動可能に嵌合する溝部14dが回転伝達部として形成されている。ねじ軸15の一端部はボールナット14の一端部から突出していて制振ダンパー11の一端部に連結された固定板17に固定されていると共に他端部はボールナット14の他端部から突出している。
ボールねじ12には、ねじ軸15のボール転動溝15aを転動したボール16を循環させるための無限循環路18が形成されている。そのため、ボールナット14とねじ軸15とはボールスクリュー20を構成しており、ボールねじ12の回転によってボールスクリュー20のねじ軸15が中心軸線Oに沿って進退可能とされている。
A spiral
The ball screw 12 is formed with an
また、ボールナット14の本体部14aの外周面と支持ガイド部13の内周面との間にはボール16を挟んで転動させる略リング状の溝部14eと溝部13aとがそれぞれ形成され、支持ガイド部13に対してボールナット14が中心軸線O回りに回転可能とされている。支持ガイド部13の回転ギア14bと反対側の端部には径方向外側に拡径されたフランジ部13bが形成され、このフランジ部13bはY形ブレースBr1の頂部Br1aに固定されている。そのため、支持ガイド部13は回転しない。
Further, a substantially ring-shaped
支持ガイド部13の外周面には駆動モータMが取り付けられ、その出力軸に固定した出力ギア21はボールナット14の回転ギア14bに噛合している。出力ギア21には減速機を用いることが好ましい。駆動モータMの回転によって回転ギア14bを介してボールナット14を回転させることで、ねじ軸15は中心軸線O方向に進退可能とされている。
ねじ軸15の他端部は支持ガイド部13のフランジ部13bより内側に引っ込んでいるため、駆動モータMの正逆回転によってねじ軸15を制振ダンパー11側に進出または後退させることで、ボールねじ12の中心軸線O方向の長さを伸縮させることができる。ねじ軸15を進出させることで制振ダンパー11が圧縮され、後退させることで伸長する。しかも、駆動モータMに流す電流の大きさと方向を制御部7で制御することでねじ軸15をボールナット14に対して進退させることができ、ボールねじ12全体の軸長をアクティブに制御することができる。
A drive motor M is attached to the outer peripheral surface of the
Since the other end of the
次に図3に示す制振ダンパー11は、軸方向で所定の減衰特性を有するものであり、オイルダンパー、粘性ダンパー、粘弾性ダンパー、鋼材ダンパーまたは摩擦ダンパー等が用いられる。つまり、市販の各種の制振ダンパーを用いることができる。制振ダンパー11は、軸方向での減衰特性を持った連結部材および上部及び下部ブレース部材Br2a,Br2bの何れかで構成してもよい。
なお、制振装置1を連結するブレースは、Y形ブレースBr1および片ブレースBr2に限らず、X形ブレース、V形ブレース等の他の形態であってもよい。
Next, the
The brace connecting the
軸長可変部材10は、ボールねじ12の軸方向長さを変化させることで、制振ダンパー11を含む制振装置1の減衰特性を変化させる。例えば、ボールねじ12のねじ軸15を伸長させて制振ダンパー11を圧縮または伸長させることでいずれかの方向の振動に対してエネルギーを蓄えることができ、地震時等の際に振動を減衰させることができる。軸長可変部材10および制振ダンパー11の軸方向は一致している。
軸長可変部材10は、建造物BLと制振ダンパー11との間に直列に挿入されており、建造物BLの振動に応じてボールねじ12の軸方向長さを変化させることで、上記二部材間の伝達荷重を任意に変化させ、制振ダンパー11の特性を任意に変化させて建造物BL全体の振動を効果的に抑制可能とする。
The shaft length
The shaft length
本実施形態による制振装置1と制振システム5は上述した構成を備えており、次にその作用を説明する。
図1及び図2に示す本実施形態による制振システム5は、地震等の際に振動センサ6により建造物BLの振動を検出し、振動センサ6により得られた振動データに基づいて制御部7によって制振装置1の軸長可変部材10の作動を制御する。
即ち、建造物BLの振動に応じて建造物BLへの負担や効率等を総合的に考慮して、軸長可変部材10(電動アクチュエータ)におけるねじ軸15をボールねじ12に対して伸縮させる。ねじ軸15を伸長させる場合には固定板17を介して制振ダンパー11を基準位置に対して収縮させ、ねじ軸15を収縮させる場合には固定板17を介して制振ダンパー11を伸長させる。制振ダンパー11の振動ストロークを伸縮することができるため、二部材間の荷重伝達を不能にしたり増減させたりすることが可能となる。
The
The
That is, the
例えば、軸長可変部材10における駆動モータMに電流を流すことでボールねじ12のボールナット14を正逆回転させることで、ねじ軸15を進退させて支持ガイド部13とねじ軸15との間のボールねじ12の軸方向長さを伸縮させる。これによって、ねじ軸15で押圧された制振ダンパー11の軸変形のスピードや量を変化させることにより、地震等による二部材間の荷重伝達を任意に増減させる。
地震等の際に建造物BLが振動すると、振動センサ6により得られた振動データを基に制振装置1を制御して軸長可変部材10を伸縮させることで、アクティブ方式の制振作用を奏し、建造物BLへの負担や効率等を総合的に考慮してパッシブ制振よりも効果的な制振を行うことが可能となる。
For example, by passing a current through the drive motor M of the variable
When the building BL vibrates in the event of an earthquake or the like, the
制振装置1全体の減衰特性は、任意のタイミングで軸長可変部材10(電動アクチュエータ)を伸縮させることにより変化させることができる。
例えば、図5の制振装置に示すように、制振ダンパー11の軸の変位量Ddは建造物BLの柱Pの相対変位δと軸長可変部材10の軸の変位量Adとの和になる。軸長可変部材10の変位量Adがゼロの場合、相対変位δと変位量Ddの値は一致し、制振ダンパー11はパッシブ制振の場合と同じ作用となる。この場合、図6(a)は、建造物BLの振動に応じて制振ダンパー11で生じる軸の変形速度Dvの振幅の時刻歴を示すものであり、振動速度の大きさに応じてサインカーブ状の波形a、bに沿って変化する。この場合の減衰力は図7(a)に示すように変動する。
上記の場合、建造物BLの柱Pの相対変位δは層間変位に対応する。制振ダンパー11は、変形速度(ダンパー変形速度)が大きくなるほど大きな減衰力(軸力)を発生する。つまり、制振ダンパー11を単独で用いた場合には建物の変形が大きくなり、ダンパー変形速度が大きくなると大きな減衰力が発生することになる。
The damping characteristics of the entire
For example, as shown in the vibration damping device of FIG. 5, the displacement amount Dd of the shaft of the
In the above case, the relative displacement δ of the columns P of the building BL corresponds to the inter-story displacement. The
これに対し、本実施形態によるアクティブ方式の制振装置1では、振動センサ6で振動を検知して制御部7によってボールねじ12のねじ軸15の伸縮を制御する。この場合、図6(b)に示すように、建造物BLの層間変位が所定の振幅内の範囲では、アクティブに制御しなければ波形aとなる制振ダンパー11の変形速度を、制振ダンパー11の変形速度が波形ACT-aとなるよう軸長可変部材10の伸縮を制御すると、層間変位に関係なく減衰力を増加させることができる(図7(b)参照)。この場合には、層間変位の発生による梁2、梁3、柱Pの応力が小さいため、制振装置1からの付加応力が増大しても問題ない。
On the other hand, in the active
これに対して、建造物BLの層間変位が大きく、最大層間変位時に生じている梁2、梁3、柱Pの応力が所定の限界応力に近い場合には、これを振動センサ6で検出して制御部7によってボールねじ12のねじ軸15の長さを設定し、所望の長さになるようにねじ軸15を伸長(進退)させて、制振ダンパー11を所定の速度で押圧する。すると、制振ダンパー11にエネルギーが蓄えられたかのように制振ダンパー11の軸力が発生する。
そのため、図6(c)に示すように、アクティブに制御しなければ波形bとなる制振ダンパー11の変形速度を、波形bの1/2周期で相対変形が増加する一方向の振動時には、ねじ軸15で押圧することによって制振ダンパー11の減衰力を低減させ、最大変形から外れた梁2、梁3、柱Pの応力減少時に制振ダンパー11の減衰力を増幅させる。また、残りの1/2周期で相対変形が増加する他方向の振動時には、ねじ軸15を収縮させて制振ダンパー11の変形速度を低減させることで、同様に制振ダンパー11の減衰力を低減させ、最大変形から外れた減少時に制振ダンパー11の減衰力を増幅させる。
On the other hand, when the interlayer displacement of the building BL is large and the stress of the
Therefore, as shown in FIG. 6 (c), the deformation speed of the
これによって、図7(c)に示すように、減衰力の値と建造物BLの層間変位との関係を変化させることができる。そして、建造物BLの振動に応じて制振装置1全体の減衰力を増減させて、二部材間で振動を減衰させることが可能となる。その際、ねじ軸15は振動の方向に応じて波形bの1周期内で伸縮位置を連続してまたは断続的に変化させてもよいし、所定の伸縮位置に切り換えて静止させてもよい。
なお、制振装置1において、地震等の際に軸長可変部材10の駆動モータMを駆動させない場合には、ねじ軸15が軸方向に変化しないため軸長可変部材10は一定の特性を呈しており、制振ダンパー11の固定された減衰特性が制振装置1による減衰特性を表すことになる。
As a result, as shown in FIG. 7 (c), the relationship between the value of the damping force and the inter-story displacement of the building BL can be changed. Then, the damping force of the entire
In the
本制振システム5を建造物BLに導入することにより、建造物BLの振動を容易にアクティブに制御でき、パッシブ方式の制振に比べて少ない制振ダンパー11で効率的な制振を行うことができる。また、本制振システム5は、新設の建造物BLだけでなく、既存建造物BLにも導入が容易であり、既存の制振ダンパー11をアクティブ制振用として使用することができる。
なお、本実施形態による制振装置1において、上述した説明では図2(a)に示すようにY形ブレースBr1と柱P2との間に制振装置1Aを連結した例について説明したが、図2(b)に示すように、上部ブレース部材Br2aと下部ブレース部材Br2bの間に連結した制振装置1Bについても同様に適用できる。
By introducing this
In the
上述のように、本実施形態における制振装置1及び制振システム5によれば、建造物BLの相対変位可能な二部材間(例えばY形ブレースBr1及び柱P2の間、または上部ブレース部材Br2a及び下部ブレース部材Br2bの間)に介設され、ねじ軸15の進退によって軸方向長さを可変としたボールねじ12と駆動モータMを備えた軸長可変部材10を制振ダンパー11と直列に組み合わせることで、建造物BLに対して任意に減衰力と復元力を与えることができて建造物BLの振動を効率よく減衰させることができる。
これによって、簡単な構造で調整が容易なアクティブ方式の制振装置1を実現できるため、パッシブ方式の制振装置よりも効率的な振動制御を行える。
As described above, according to the
As a result, it is possible to realize the active type
なお、本発明は上述した実施形態による制振装置1や制振システム5に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分や部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
The present invention is not limited to the
例えば、上述した実施形態による制振装置1Aでは、ボールねじ12のねじ軸15の一端部を制振ダンパー11に連結して進退可能とし、支持ガイド部13を頂部Br1aに連結させたが、これに代えてボールねじ12におけるねじ軸15の一端部を頂部Br1aに連結し、反対側の支持ガイド部13を制振ダンパー11に連結させてもよい。この場合には、ボールナット14及び支持ガイド部13がねじ軸15に対して相対的に進退して制振ダンパー11を伸縮させることになる。
また、制振システム5において、振動センサ6の数や種類は任意に選択することができる。また、制御部7による制御も適宜フィードバックや学習による最適化を図るものであってもよい。
For example, in the
Further, in the
また、建造物BLの揺れは、地震動に限らず風による振動等も含まれる。
なお、制振装置1は建造物BLの任意の場所に設置することができ、かつ設置数も適宜選択できる。また、制振装置1を連結するブレースの形式は統一されている必要はなく、各種の形式のブレースが混在していてもよい。
In addition, the shaking of the building BL includes not only seismic motion but also vibration caused by wind.
The
1,1A,1B 制振装置
5 制振システム
6 振動センサ
7 制御部
10 軸長可変部材
11 制振ダンパー
12 ボールねじ
13 支持ガイド部
14 ボールナット
15 ねじ軸
BL 建造物
P,P1,P2 柱
Br1 Y形ブレース
Br2 片ブレース
1,1A, 1B
Claims (4)
ねじ軸と、
前記ねじ軸に螺合すると共に回転によって前記ねじ軸を相対的に進退させることで、基準の位置に対する前記ねじ軸の進退量を調整する回転体と、
前記回転体を回転可能に保持している支持ガイド部と、
前記回転体を回転駆動させる駆動源と、
前記ねじ軸または前記支持ガイド部に直列に連結された制振ダンパーと、
を備え、
前記基準の位置は、前記ねじ軸が突出しているねじ軸突出側の前記支持ガイド部の端部又は前記ねじ軸突出側の前記回転体の端部に対するように決定され、
前記ねじ軸の進退量の調整によって、前記第一部材と前記第二部材との間の距離を調整可能とした
ことを特徴とする制振装置。 In the vibration damping device installed between the first member and the second member that can be displaced relative to each other in the building.
Screw shaft and
A rotating body that adjusts the amount of advance / retreat of the screw shaft with respect to a reference position by screwing into the screw shaft and relatively advancing / retreating the screw shaft by rotation.
A support guide portion that rotatably holds the rotating body and
A drive source for rotationally driving the rotating body and
A vibration damping damper connected in series with the screw shaft or the support guide portion,
Equipped with a,
The reference position is determined so as to the end of the support guide portion on the protruding side of the screw shaft on which the screw shaft protrudes or the end of the rotating body on the protruding side of the screw shaft.
A vibration damping device characterized in that the distance between the first member and the second member can be adjusted by adjusting the amount of advance / retreat of the screw shaft.
前記建造物の振動を検出する振動センサと、
前記振動センサで検出した振動の大きさに応じて前記駆動源による前記回転によって前記進退量を調整する制御部と、
を備えたことを特徴とする制振システム。 The vibration damping device according to any one of claims 1 to 3 and
A vibration sensor that detects the vibration of the building and
A control unit that adjusts the amount of advance / retreat by the rotation of the drive source according to the magnitude of vibration detected by the vibration sensor.
A vibration damping system characterized by being equipped with.
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