JPH06288118A - Vibration control device for structure - Google Patents
Vibration control device for structureInfo
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- JPH06288118A JPH06288118A JP7557693A JP7557693A JPH06288118A JP H06288118 A JPH06288118 A JP H06288118A JP 7557693 A JP7557693 A JP 7557693A JP 7557693 A JP7557693 A JP 7557693A JP H06288118 A JPH06288118 A JP H06288118A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は風や地震に対する構造物
の制振装置に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control system for structures against wind and earthquake.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アクティブ・マス・ダンパ及びアクティ
ブ・マス・ダンパとチェーンド・マス・ダンパとを組合
せたハイブリッド・マス・ダンパにおいては、（ａ）付
加マスの支持機構として（イ）吊り下げ方式（振り子方
式）、（ロ）多段積層ゴム方式等が、（ｂ）また付加マ
スを駆動するアクチュエータとして（イ）電気油圧式ア
クチュエータ，（ロ）サーボモータ＋ボールねじ等で構
成されている。2. Description of the Related Art In an active mass damper and a hybrid mass damper in which an active mass damper and a chained mass damper are combined, (a) a suspension system as a support mechanism for an additional mass (Pendulum method), (b) multi-stage laminated rubber method, etc. are configured by (b) an actuator for driving the additional mass, (a) electro-hydraulic actuator, (b) servo motor + ball screw, etc.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】（ａ）の付加マスの支
持機構における（イ）吊り下げ方式においては付加マス
に上下運動が生じ、長周期の場合，装置自体の高さが高
くなり、また（ロ）多段積層ゴム方式においては水平変
形量に制限がある。また（ｂ）の付加マスを駆動するア
クチュエータにおける（イ）電気油圧式アクチュエータ
はイニシアルコストが高く、起動するまでに長時間を要
する。また（ロ）サーボモータ＋ボールねじにおいて
は、パッシブ時におけるボールねじの等価質量が大き
く、摩擦抵抗も増幅される。In (a) the suspension system of the additional mass supporting mechanism of (a), the vertical movement of the additional mass occurs in the suspension system, and in the case of a long cycle, the height of the device itself increases, and (B) The horizontal deformation amount is limited in the multi-stage laminated rubber system. Further, (a) the electrohydraulic actuator in the actuator for driving the additional mass in (b) has a high initial cost, and it takes a long time to start. In (b) the servomotor + ball screw, the equivalent mass of the ball screw in the passive state is large, and the frictional resistance is also amplified.
【０００４】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は、機動性に
優れ、パッシブの性能が良くイニシアルコストが低減さ
れる構造物の制振装置を提供する点にある。The present invention has been proposed in view of the problems of the above-mentioned prior art, and its object is to suppress vibration of a structure having excellent maneuverability, good passive performance and reduced initial cost. The point is to provide a device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る構造物の制振装置は、付加マスと、構
造物に設置した支承板上に移動自在な付加マス支持用ボ
ールベアリングを装架した支持機構と、サーボモータの
減速機の出力軸にクラッチを装架したピニオンと構造物
に反力が伝達されるよう配設された同ピニオンと噛合す
るラックとよりなるアクチュエータと、前記付加マスの
復元機構及び減衰機構とより構成されている。In order to achieve the above object, a structure vibration damping device according to the present invention comprises an additional mass and a ball for supporting an additional mass that is movable on a support plate installed on the structure. An actuator composed of a support mechanism having a bearing mounted thereon, a pinion having a clutch mounted on the output shaft of the speed reducer of the servo motor, and a rack meshing with the pinion arranged to transmit the reaction force to the structure. , A restoring mechanism and a damping mechanism for the additional mass.
【０００６】[0006]
【作用】本発明は前記したように構成されているので、
前記支持機構は付加マスの荷重を支持し、１つの付加マ
スを同支持機構を構成する構造物の支承板上における付
加マス設置用ボールベアリングを介して水平面内で可動
とする。台風，地震時にその検知信号を受けると即座に
前記アクチュエータのサーボモータが起動し、同モータ
の出力軸側にクラッチを介して装架されたピニオンがラ
ックと噛合して付加マスに所要の速度，加速度，変位を
与える。またクラッチを切り離すことによって、パッシ
ブ・マス・ダンパとして機能せしめるものである。Since the present invention is constructed as described above,
The support mechanism supports the load of the additional mass, and one additional mass is movable in a horizontal plane via a ball bearing for installing the additional mass on a support plate of a structure that constitutes the support mechanism. When the detection signal is received at the time of typhoon or earthquake, the servomotor of the actuator is immediately activated, and the pinion mounted on the output shaft side of the motor via the clutch meshes with the rack and the required speed for the additional mass, Gives acceleration and displacement. By disengaging the clutch, it can function as a passive mass damper.
【０００７】また復元力機構は付加マスに復元力を与
え、固有周期をもたせるとともに、前記減衰機構は振動
エネルギを消費し、付加マスに減衰力を与える。The restoring force mechanism gives a restoring force to the additional mass to have a natural period, and the damping mechanism consumes vibration energy to give a damping force to the additional mass.
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明を水平２方向ハイブリッド・マス
・ダンパに適用した実施例について説明する。構造物に
支承板１を設置し、同支承板１にボールベアリング２を
介して付加マス３を設置する。EXAMPLE An example in which the present invention is applied to a horizontal two-way hybrid mass damper will be described below. The support plate 1 is installed on the structure, and the additional mass 3 is installed on the support plate 1 via the ball bearing 2.
【０００９】同付加マス３と構造物より鉛直に設けた反
力受４との間に４面ともコイルばね５を水平に介装す
る。アクチュエータは付加マス３に直列に装着されたサ
ーボモータ６，減速機７及び同減速機７の出力軸側に設
けたクラッチ８及びピニオン９より構成され、同ピニオ
ン９に噛合するラック１０が剛性の高いビーム１５に取
付けられている。同ビームは付加マス３にリニアガイド
１１、１１′で接続されている。Coil springs 5 are horizontally provided on all four surfaces between the additional mass 3 and a reaction force receiver 4 provided vertically from the structure. The actuator is composed of a servomotor 6, a speed reducer 7, and a clutch 8 and a pinion 9 provided on the output shaft side of the speed reducer 7, which are mounted in series on the additional mass 3, and the rack 10 meshing with the pinion 9 is rigid. It is mounted on a high beam 15. The beam is connected to the additional mass 3 by linear guides 11 and 11 '.
【００１０】図中１２は減衰機構としてのオイルダン
パ，１３はバッファ，１４は板ばねより構成された応力
緩和機構である。オイルダンパとしては減衰力がおおよ
そ速度の自乗に比例するオイルダンパ、又は減衰力の切
替可能なオイルダンパを使用する。図示の実施例は前記
したように構成されているので、地震時等において検知
信号を受けたサーボモータ６が即座に起動し、ピニオン
９，ラック１０を介して付加マス３に所要の速度、ある
いは変位，加速度を与えて所期の制振効果を挙げる。In the figure, 12 is an oil damper as a damping mechanism, 13 is a buffer, and 14 is a stress relaxation mechanism composed of a leaf spring. As the oil damper, an oil damper whose damping force is approximately proportional to the square of the speed, or an oil damper whose damping force can be switched is used. Since the illustrated embodiment is configured as described above, the servomotor 6 which receives the detection signal immediately upon an earthquake or the like immediately starts up, and the speed required for the additional mass 3 via the pinion 9 and the rack 10 or The desired damping effect is achieved by applying displacement and acceleration.
【００１１】付加マス３の移動に伴う構造物の撓み等に
より、ビーム１５に生じる曲げ応力を緩和するために、
前記板ばね１４が作用する。また不慮のねじれ力に対し
て同板ばね１４は十分な耐力を有し、付加マス３に回転
は生起しない。なお前記アクチュエータは段違いに互い
に直交する方向に配置される。前記実施例は互いに直交
する２方向にハイブリッド・マス・ダンパが配設された
場合を示すが、一方向にハイブリッド・マス・ダンパを
他方向にパッシブ・マス・ダンパを配設する場合は、前
記アクチュエータを一方向にのみ設置する。In order to alleviate the bending stress generated in the beam 15 due to the bending of the structure accompanying the movement of the additional mass 3 and the like,
The leaf spring 14 acts. Further, the leaf spring 14 has a sufficient proof strength against an unexpected twisting force, and the additional mass 3 does not rotate. The actuators are arranged in different stages in directions orthogonal to each other. The above embodiment shows the case where the hybrid mass dampers are arranged in two directions orthogonal to each other, but when the hybrid mass dampers are arranged in one direction and the passive mass dampers are arranged in the other direction, Install the actuator in only one direction.
【００１２】また一方向のみのハイブリッド・マス・ダ
ンパを設置する場合、ボールベアリング，又はそれに代
替する方向のリニアガイド，同方向２面のコイルばね、
同方向の減衰機構及び同方向のアクチュエータを設置す
る。なおボールベアリング支持面の平滑度を保持するた
め、鋼製の支承板を設置する。その際、同支承板と床ス
ラブとの間にモルタルを充填して支承板の精度及び密着
度を図る。When installing the hybrid mass damper in only one direction, a ball bearing, or a linear guide in an alternative direction, a coil spring having two faces in the same direction,
Install a damping mechanism in the same direction and an actuator in the same direction. A steel support plate will be installed to maintain the smoothness of the ball bearing support surface. At that time, mortar is filled between the bearing plate and the floor slab to improve the precision and adhesion of the bearing plate.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明によれば前記したように、構造物
に設置した支承板上に任意の水平方向に変位可能な付加
マス設置用ボールベアリングを装架した支持機構を設け
たことによって変位量を大きくとることができる。また
アクチュエータをサーボモータの減速機の出力軸にクラ
ッチを介してラックに噛合するピニオンを装架したこと
によって、地震時等にサーボモータが即座に作動する。
またクラッチを切り離すことによって摩擦抵抗等のない
パッシブ・マス・ダンパとすることができる。As described above, according to the present invention, the displacement is achieved by providing the support mechanism in which the ball bearing for installing the additional mass, which can be displaced in any horizontal direction, is mounted on the support plate installed in the structure. The amount can be large. Further, by mounting the actuator on the output shaft of the speed reducer of the servomotor by mounting the pinion that meshes with the rack via the clutch, the servomotor immediately operates in the event of an earthquake or the like.
Also, by disconnecting the clutch, a passive mass damper with no frictional resistance can be obtained.
【００１４】また前記復元力機構によってパッシブ・マ
ス・ダンパの固有周期を最適とすることができ、更にま
た前記減衰機構によって制振装置がパッシブ・マス・ダ
ンパとして作用する場合の付加マスの変位が過大になる
のを防止する。Further, the natural period of the passive mass damper can be optimized by the restoring force mechanism, and the displacement of the additional mass when the vibration damping device acts as the passive mass damper can be further achieved by the damping mechanism. Prevent it from becoming too large.
【図１】本発明に係る構造物の制振装置の一実施例を示
す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a structure vibration damping device according to the present invention.
【図２】図１のＡ方向から視た立面図である。FIG. 2 is an elevation view seen from the direction A in FIG.
【図３】図１のＢ方向から視た立面図である。FIG. 3 is an elevation view seen from the direction B in FIG.
１ 支承板 ２ ボールベアリング ３ 付加マス ４ 反力受 ５ コイルばね ６ サーボモータ ７ 減速機 ８ クラッチ ９ ピニオン １０ ラック １１ リニアガイド １１′ リニアガイド １１ａ リニアガイド １１ａ′リニアガイド １２ オイルダンパ １３ バッファ １４ 板ばね １５ ビーム 1 Support plate 2 Ball bearing 3 Additional mass 4 Reaction force reception 5 Coil spring 6 Servo motor 7 Reducer 8 Clutch 9 Pinion 10 Rack 11 Linear guide 11 'Linear guide 11a Linear guide 11a' Linear guide 12 Oil damper 13 Buffer 14 Leaf spring 15 beams
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平澤 光春 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 大山 秀美 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 中村 佳也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 荒井 信行 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 石井 勝 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 村越 一也 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 宮野 宏 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 洞 宏一 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 倉林 浩 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 小見 俊夫 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社内 (72)発明者 藤田 隆史 千葉県流山市中野久木575−28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Mitsuharu Hirasawa 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Fujita Co., Ltd. (72) Hidemi Oyama 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Company Fujita (72) Inventor Yoshiya Nakamura 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Stock Company Fujita (72) Inventor Nobuyuki Arai 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Company Fujita (72) Inventor Masaru Ishii 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Fujita Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Murakoshi 4-6-15 Sendagaya, Shibuya-ku, Tokyo Within Fujita Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Miyano 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Dou 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kurabayashi 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Omi 1-9-31 Shinonome, Koto-ku, Tokyo Mitsubishi Steel Co., Ltd. (72) ) Inventor Takashi Fujita 575-28 Hisagi Nakano Nagareyama City, Chiba Prefecture
Claims (6)
向に亘って配設された付加マスと、同付加マスを水平面
内で移動自在とする装置と支承板による支持機構と、サ
ーボモータとラック−ピニオンにより駆動され、且つ１
方向又は互いに直交する方向に亘って配設されたアクチ
ュエータと、構造物上に前記付加マス及び支持機構又は
前記付加マス及び支持機構並びにアクチュエータより構
成されたマス・ダンパを配設したことを特徴とする構造
物の制振装置。1. An additional mass in which a restoring force mechanism and a damping mechanism are respectively arranged in orthogonal directions, a device for movably moving the additional mass in a horizontal plane and a support mechanism by a supporting plate, a servomotor and a rack. Driven by a pinion and 1
And an actuator arranged in a direction orthogonal to each other, and a mass damper composed of the additional mass and the supporting mechanism or the additional mass and the supporting mechanism and the actuator are arranged on a structure. Vibration control device for structures.
項１記載の構造物の制振装置。2. The vibration damping device for a structure according to claim 1, wherein a coil spring is used for the restoring mechanism.
求項１記載の構造物の制振装置。3. The structure vibration damping device according to claim 1, wherein an oil damper is used for the damping mechanism.
速機を結合した請求項１記載の構造物の制振装置。4. The structure vibration damping device according to claim 1, further comprising a speed reducer coupled to the servo motor of the actuator.
にクラッチを装架した請求項１記載の構造物の制振装
置。5. The vibration damping device for a structure according to claim 1, wherein a clutch is mounted on an input side of the pinion of the actuator.
した請求項１記載の構造物の制振装置。6. The structure vibration damping device according to claim 1, wherein the support mechanism mounts a ball bearing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07557693A JP3205419B2 (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Structure damping device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP07557693A JP3205419B2 (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Structure damping device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06288118A true JPH06288118A (en) | 1994-10-11 |
| JP3205419B2 JP3205419B2 (en) | 2001-09-04 |
Family
ID=13580162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07557693A Expired - Fee Related JP3205419B2 (en) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | Structure damping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3205419B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101390A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Asahi Kasei Homes Kk | Dynamic damper adjusting spring unit |
| JP2009191961A (en) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Lotte Engineering & Construction Co Ltd | Vibration control system and vibration control device for existing large-sized structure |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7018212B2 (en) | 2018-01-29 | 2022-02-10 | ベイジン エスエムティーピー テクノロジー カンパニー，リミテッド | Minimally invasive ultrasonic bone blade head and minimally invasive ultrasonic bone power system |
-
1993
- 1993-04-01 JP JP07557693A patent/JP3205419B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008101390A (en) * | 2006-10-19 | 2008-05-01 | Asahi Kasei Homes Kk | Dynamic damper adjusting spring unit |
| JP2009191961A (en) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Lotte Engineering & Construction Co Ltd | Vibration control system and vibration control device for existing large-sized structure |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3205419B2 (en) | 2001-09-04 |
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