JPH0214514B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0214514B2 JPH0214514B2 JP10625384A JP10625384A JPH0214514B2 JP H0214514 B2 JPH0214514 B2 JP H0214514B2 JP 10625384 A JP10625384 A JP 10625384A JP 10625384 A JP10625384 A JP 10625384A JP H0214514 B2 JPH0214514 B2 JP H0214514B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- feed screws
- movable mass
- drive motor
- feed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、送りネジを用いて可動質量を可動
させ振動を制御する振動制御装置に関するもので
ある。
させ振動を制御する振動制御装置に関するもので
ある。
近年、ビル等の建築構造物はその規模などにお
いてますます高層化、大規模化しているが、設計
手法等の洗練により、柔軟化、軽量化の傾向にあ
る。したがつて強い風や地震等の外乱により、第
１図の点線で示すような振動を生じており、この
ような振動はビルの居住者に不快感を与え、特に
地震の際には非常に大きな振動を引き起こす可能
性がある。このような問題を解決するために、従
来から用いられていたものに、第２図に示す振動
制御装置がある。この振動制御装置は、第１図に
示した高層ビル１の屋上に近い階に設置されてい
て、往復動可能な可動質量２と、この可動質量２
をその端部に固定されたナツト３を介して往復動
させる送りネジ４と、その送りネジ４を回転せし
める駆動モータ５と、その駆動モータ５に制御電
流を与える制御器６と、高層ビル１の振動を検出
し制御器６にそれに対応した制御電流を発生せし
める振動センサ７と、上記可動質量２と高層ビル
１との間に介在するバネ（図示せず）とから構成
されていた。
いてますます高層化、大規模化しているが、設計
手法等の洗練により、柔軟化、軽量化の傾向にあ
る。したがつて強い風や地震等の外乱により、第
１図の点線で示すような振動を生じており、この
ような振動はビルの居住者に不快感を与え、特に
地震の際には非常に大きな振動を引き起こす可能
性がある。このような問題を解決するために、従
来から用いられていたものに、第２図に示す振動
制御装置がある。この振動制御装置は、第１図に
示した高層ビル１の屋上に近い階に設置されてい
て、往復動可能な可動質量２と、この可動質量２
をその端部に固定されたナツト３を介して往復動
させる送りネジ４と、その送りネジ４を回転せし
める駆動モータ５と、その駆動モータ５に制御電
流を与える制御器６と、高層ビル１の振動を検出
し制御器６にそれに対応した制御電流を発生せし
める振動センサ７と、上記可動質量２と高層ビル
１との間に介在するバネ（図示せず）とから構成
されていた。
このような構成からなる従来の振動制御装置
は、振動物体である高層ビル１が図で示す振動方
向に振動しようとすると、振動センサ７によつて
振動が検知される。この検知信号に対応した制御
電流が制御器６によつて駆動モータ５に与えら
れ、送りネジ４からナツト３を介して振動速度に
比例した制御力として可動質量２に作用するの
で、可動質量２は振動方向とは反対の方向に可動
し、その慣性力によつて振動が抑制されていた。
は、振動物体である高層ビル１が図で示す振動方
向に振動しようとすると、振動センサ７によつて
振動が検知される。この検知信号に対応した制御
電流が制御器６によつて駆動モータ５に与えら
れ、送りネジ４からナツト３を介して振動速度に
比例した制御力として可動質量２に作用するの
で、可動質量２は振動方向とは反対の方向に可動
し、その慣性力によつて振動が抑制されていた。
しかるに従来の振動制御装置にあつては、制御
力の作用方向が反転する都度、送りネジ４とナツ
ト３間にバツクラツシが介在するために、送りネ
ジ４の回転運動と可動質量２の往復動とが対応せ
ず、振動制御の効果が悪くなること、およびこの
バツクラツシのために場合によつては振動制御が
不安定となることなどの欠点があつた。
力の作用方向が反転する都度、送りネジ４とナツ
ト３間にバツクラツシが介在するために、送りネ
ジ４の回転運動と可動質量２の往復動とが対応せ
ず、振動制御の効果が悪くなること、およびこの
バツクラツシのために場合によつては振動制御が
不安定となることなどの欠点があつた。
この発明は以上のような欠点を除くためになさ
れたもので、バツクラツシを相殺することにより
安定かつ制御効果の高い振動制御装置を提供する
ものである。以下図面に従つてこの発明の一実施
例について説明する。
れたもので、バツクラツシを相殺することにより
安定かつ制御効果の高い振動制御装置を提供する
ものである。以下図面に従つてこの発明の一実施
例について説明する。
第３図は２つの送りネジなどで構成される振動
制御装置を示すものであつて、それぞれを識別す
る必要がある関連機器にはＡ，Ｂの添字を附して
ある。駆動モータ５はマウント１６に固定されて
いて、その出力軸９には駆動歯車１３がキーなど
を用いてすべらないように取り付けられている。
駆動歯車１３には２つの従動歯車１４Ａ，１４Ｂ
が噛み合つており、それぞれの歯車軸１５Ａ，１
５Ｂには同一リード方向、同一ピツチを有する送
りネジ４Ａ，４Ｂの軸端がキーなどを用いてすべ
らないように取り付けられている。歯車軸１５
Ａ，１５Ｂは送りネジ４Ａ，４Ｂとキーなどを用
いてすべらないように取り付けられている端部近
くを、マウント８に固着された軸受１０Ａ，１０
Ｂに回転自在に保持されており、送りネジ４Ａ，
４Ｂにはナツト３Ａ，３Ｂが螺着している。この
ナツト３Ａ，３Ｂは組立時点で、送りネジ４Ａ，
４Ｂとナツト３Ａ，３Ｂ間にそれぞれに介在する
バツクラツシ、ならびに駆動歯車１３と従動歯車
１４Ａ，１４Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツ
シを相殺するように、上記２本の送りネジを、送
りネジの軸方向に予圧を生じるようにナツト３
Ａ，３Ｂにあらかじめ定められた量の初期回転力
を与えて可動質量２に固定されている。したがつ
て２つの送りネジ４Ａ，４Ｂの軸を駆動モータ５
によつて同一方向に回転させることによつて、レ
ール１１上を滑らかに移動できるように組み立て
られたリニア軸受１２を下端に設けた可動質量２
は前后に円滑に往復動することができる。
制御装置を示すものであつて、それぞれを識別す
る必要がある関連機器にはＡ，Ｂの添字を附して
ある。駆動モータ５はマウント１６に固定されて
いて、その出力軸９には駆動歯車１３がキーなど
を用いてすべらないように取り付けられている。
駆動歯車１３には２つの従動歯車１４Ａ，１４Ｂ
が噛み合つており、それぞれの歯車軸１５Ａ，１
５Ｂには同一リード方向、同一ピツチを有する送
りネジ４Ａ，４Ｂの軸端がキーなどを用いてすべ
らないように取り付けられている。歯車軸１５
Ａ，１５Ｂは送りネジ４Ａ，４Ｂとキーなどを用
いてすべらないように取り付けられている端部近
くを、マウント８に固着された軸受１０Ａ，１０
Ｂに回転自在に保持されており、送りネジ４Ａ，
４Ｂにはナツト３Ａ，３Ｂが螺着している。この
ナツト３Ａ，３Ｂは組立時点で、送りネジ４Ａ，
４Ｂとナツト３Ａ，３Ｂ間にそれぞれに介在する
バツクラツシ、ならびに駆動歯車１３と従動歯車
１４Ａ，１４Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツ
シを相殺するように、上記２本の送りネジを、送
りネジの軸方向に予圧を生じるようにナツト３
Ａ，３Ｂにあらかじめ定められた量の初期回転力
を与えて可動質量２に固定されている。したがつ
て２つの送りネジ４Ａ，４Ｂの軸を駆動モータ５
によつて同一方向に回転させることによつて、レ
ール１１上を滑らかに移動できるように組み立て
られたリニア軸受１２を下端に設けた可動質量２
は前后に円滑に往復動することができる。
次にこの発明による振動制御装置の動作につい
て説明する。高層ビル１が図の振動方向に振動し
ようとすると、振動センサ７はその信号を検知
し、制御器６に加速信号を送る。制御器６はこの
信号を受け、積分し速度信号に変換した後、速度
信号に対応した電流を駆動モータ５に送るため、
駆動モータ５は振動速度に対応したトルクＴを発
生し、駆動歯車１３を介してそれぞれの従動歯車
１４Ａ，１４Ｂに対してトルクT/2を伝達する。
これによつて従動歯車１４Ａ，１４Ｂの歯車軸に
キーなどを用いてすべらないように取り付けられ
ている送りネジ４Ａ，４Ｂとこれに螺着している
ナツト３Ａ，３Ｂには、振動方向とは反対方向に
それぞれ U/2＝2π×Ｔ／２／Ｌ Ｌ：送りネジのリード長 の制御力が伝達される。送りネジ４Ａ，４Ｂとナ
ツト３Ａ，３Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツ
シ、ならびに駆動歯車１３と従動歯車１４Ａ，１
４Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツシはあらか
じめ相殺されているので、駆動モータ５のトルク
作用方向が反転すれば、ナツト３Ａ，３Ｂに加わ
る制御力も反転する。したがつてナツト３Ａ，３
Ｂが固着されている可動質量２は、ナツト３Ａ，
３Ｂと一体となつて運動するため、高層ビル１の
振動は減衰し、安定かつ制御効果の高い振動制御
が実現される。
て説明する。高層ビル１が図の振動方向に振動し
ようとすると、振動センサ７はその信号を検知
し、制御器６に加速信号を送る。制御器６はこの
信号を受け、積分し速度信号に変換した後、速度
信号に対応した電流を駆動モータ５に送るため、
駆動モータ５は振動速度に対応したトルクＴを発
生し、駆動歯車１３を介してそれぞれの従動歯車
１４Ａ，１４Ｂに対してトルクT/2を伝達する。
これによつて従動歯車１４Ａ，１４Ｂの歯車軸に
キーなどを用いてすべらないように取り付けられ
ている送りネジ４Ａ，４Ｂとこれに螺着している
ナツト３Ａ，３Ｂには、振動方向とは反対方向に
それぞれ U/2＝2π×Ｔ／２／Ｌ Ｌ：送りネジのリード長 の制御力が伝達される。送りネジ４Ａ，４Ｂとナ
ツト３Ａ，３Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツ
シ、ならびに駆動歯車１３と従動歯車１４Ａ，１
４Ｂ間にそれぞれ介在するバツクラツシはあらか
じめ相殺されているので、駆動モータ５のトルク
作用方向が反転すれば、ナツト３Ａ，３Ｂに加わ
る制御力も反転する。したがつてナツト３Ａ，３
Ｂが固着されている可動質量２は、ナツト３Ａ，
３Ｂと一体となつて運動するため、高層ビル１の
振動は減衰し、安定かつ制御効果の高い振動制御
が実現される。
この時の運動方程式はつぎの式で表わされる。
m1X¨1＋k1X1＋k2（X2−X1）＝Ｆ−Ｕ ……(1)
m2X¨2＋k2（X2−X1）＝Ｕ ……(2)
Ｕ＝CX〓1 ……(3)
ここに
m1；高層ビルのモーダル質量
k1；高層ビルのバネ定数
m2；可動質量の質量
k2；可動質量と高層ビル間のバネ定数
X1、X〓1、X¨1；高層ビルの変位、速度、加速度
X2、X〓2、X¨2；可動質量の変位、速度、加速度
Ｆ；外力
Ｕ；制御力
Ｃ；ゲイン定数
なお以上の説明では、高層ビルにこの発明の振
動制御装置を適用した例について説明したが、他
の振動物体、例えば一般家屋、塔、橋梁等にも適
用できることはいうまでもない。
動制御装置を適用した例について説明したが、他
の振動物体、例えば一般家屋、塔、橋梁等にも適
用できることはいうまでもない。
第１図は高層ビルの斜視図、第２図は振動制御
装置の従来例を示す図、第３図はこの発明による
振動制御装置の構成図で、図中２は可動質量、４
は送りネジ、５は駆動モータ、６は制御器、７は
振動センサである。なお、図中同一あるいは相当
部分には同一符号を附してある。
装置の従来例を示す図、第３図はこの発明による
振動制御装置の構成図で、図中２は可動質量、４
は送りネジ、５は駆動モータ、６は制御器、７は
振動センサである。なお、図中同一あるいは相当
部分には同一符号を附してある。
Claims (1)
- １ 振動を検知する振動センサと、この振動セン
サの検知した信号を受け、それに対応した電流を
流す制御器と、この制御器から制御電流を受け回
転する駆動モータと、この駆動モータに歯車を介
して駆動される２本の送りネジと、この２本の送
りネジにそれぞれ螺着したナツトに固定され送り
ネジの軸方向に往復動する可動質量からなる振動
制御装置において、上記２本の送りネジを、送り
ネジの軸方向に予圧を生じるようにそれぞれのナ
ツトにあらかじめ定められた量の初期回転力を与
えて可動質量に組み付けたことを特徴とする振動
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10625384A JPS60250169A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10625384A JPS60250169A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 振動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60250169A JPS60250169A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH0214514B2 true JPH0214514B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=14428935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10625384A Granted JPS60250169A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60250169A (ja) |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10625384A patent/JPS60250169A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60250169A (ja) | 1985-12-10 |
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