JPH06200536A

JPH06200536A - 周辺構造体への振動伝播防止システム

Info

Publication number: JPH06200536A
Application number: JP17987693A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Murai; 信義村井; Tamio Imazawa; 民雄今沢; Yoshinori Takahashi; 良典高橋; Kazuyoshi Katayama; 和喜片山; Hirokazu Yoshioka; 宏和吉岡; Masashi Yasuda; 正志安田
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Tokkyokiki Corp
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Tokkyokiki Corp
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1994-07-19
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JP3090819B2

Abstract

(57)【要約】【目的】振動源となる構造体から近隣周辺の構造体へ
の不快な振動の伝播を防止できるようにする。【構成】振動源となるドームの基礎３に近接した箇所
に起振装置６を設け、基礎３の周辺の地盤１の振動を計
測する振動センサ１０を設けるとともに、その振動セン
サ１０で計測された振動に基づいてコントローラ１１か
ら起振装置６に制御信号を出力し、ドームで発生する振
動を打ち消す振動を発生し、ドームから地盤１に振動が
伝播することを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プレス工場とか、多数
の観客を収容してロックコンサートや野球などの各種の
催し・競技を行う施設などのような振動源となる構造体
から近隣周辺の構造体に不快な振動が伝播することを防
止する周辺構造体への振動伝播防止システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のようなプレス工場ではプレス機械
の運転によって、また、各種の催し・競技を行う施設で
は人間の跳躍運動や激しい動きによって、更には、ドー
ムのような大規模な密閉空間による施設では足踏み・跳
躍などによる振動によって、それぞれ地盤に連続的な衝
撃力を与え、この衝撃力により非常に大きな地盤振動を
引き起こし、この地盤振動が近隣周辺の建物、事務所、
民家といった周辺構造体の上下あるいは水平の振動を誘
発し、近隣住民の生活環境を悪化する問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような問題に対し、従来では、振動源となる構造体にお
いて、その床と基礎との間に弾性材を介装するなど、振
動源から地盤に与える衝撃力を弱める程度であり、有効
に解消できなかった。

【０００４】本発明は、上述のような事情に鑑みてなさ
れたものであって、請求項１に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、振動源となる構造体から近
隣周辺の構造体への不快な振動の伝播を防止できるよう
にすることを目的とする。また、請求項２に係る発明の
周辺構造体への振動伝播防止システムは、上述した不快
な振動の伝播をより有効に防止できるようにすることを
目的とする。また、請求項３に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、振動源での振動の変化に対
応して上述した不快な振動の伝播を有効に防止できるよ
うにすることを目的とする。また、請求項４に係る発明
の周辺構造体への振動伝播防止システムは、振動源以外
からの振動ノイズが有る場合でも、振動源となる構造体
から近隣周辺の構造体への不快な振動の伝播を良好に防
止できるようにすることを目的とする。また、請求項５
に係る発明の周辺構造体への振動伝播防止システムは、
装置規模を小さくしながらも、上述した不快な振動の伝
播を有効に防止できるようにすることを目的とする。ま
た、請求項６に係る発明の周辺構造体への振動伝播防止
システムは、上述した不快な振動の伝播をより有効に防
止できるようにすることを目的とする。また、請求項７
に係る発明の周辺構造体への振動伝播防止システムは、
振動源での振動の変化に対応して上述した不快な振動の
伝播を有効に防止できるようにすることを目的とする。
また、請求項８に係る発明の周辺構造体への振動伝播防
止システムは、振動源以外からの振動ノイズが有る場合
でも、振動源となる構造体から近隣周辺の構造体への不
快な振動の伝播を良好に防止できるようにすることを目
的とする。また、請求項９に係る発明の周辺構造体への
振動伝播防止システムは、合理的なフィルターを用い
て、簡単な制御構成で、振動源以外からの振動ノイズが
有る場合でも、振動源となる構造体から近隣周辺の構造
体への不快な振動の伝播を良好に防止できるようにする
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の周
辺構造体への振動伝播防止システムは、上述のような目
的を達成するために、振動源となる構造体の基礎に近接
した箇所に基礎架台を介して起振装置を設け、基礎の周
辺の地盤の振動を計測する振動センサを設けるととも
に、その振動センサで計測された振動に基づき、その振
動を打ち消す振動を発生するように起振装置に制御信号
を出力する制御手段を設けて構成する。

【０００６】また、請求項２に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項１に係る発明の周辺構造体への振動伝
播防止システムにおける基礎架台を、支持地盤に対して
弾性体を介して支持するように構成する。

【０００７】また、請求項３に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項２に係る発明の周辺構造体への振動伝
播防止システムにおける弾性体を、その固有振動数を変
更制御可能に構成し、基礎架台の振動を計測する第３の
振動センサを設け、振動センサおよび第３の振動センサ
で計測された振動に基づき、弾性体で支持された基礎架
台の固有振動数を変更して共振させ、地盤振動の振動数
の変化に追従させる起振力増幅制御機構を設けて構成す
る。

【０００８】また、請求項４に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項１ないし３のいずれかに係る発明の周
辺構造体への振動伝播防止システムにおける振動センサ
に、振動源以外からの振動成分を除去するフィルターを
付設し、そのフィルターを通した振動に基づいて制御手
段に制御信号を出力するように構成する。

【０００９】また、請求項５に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、振動源となる構造体と周辺構造体との中間箇
所に基礎架台を介して起振装置を設け、構造体から周辺
構造体に伝わる振動を基礎架台の周囲で計測する第２の
振動センサを設けるとともに、第２の振動センサで計測
された振動に基づき、その振動を打ち消す振動を発生す
るように起振装置に制御信号を出力する制御手段を設け
て構成する。

【００１０】また、請求項６に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項５に係る発明の周辺構造体への振動伝
播防止システムにおける基礎架台を、支持地盤に対して
弾性体を介して支持するように構成する。

【００１１】また、請求項７に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項６に係る発明の周辺構造体への振動伝
播防止システムにおける弾性体を、その固有振動数を変
更制御可能に構成し、基礎架台の振動を計測する第３の
振動センサを設け、第２および第３の振動センサで計測
された振動に基づき、弾性体で支持された基礎架台の固
有振動数を変更して共振させ、地盤振動の振動数の変化
に追従させる起振力増幅制御機構を設けて構成する。

【００１２】また、請求項８に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項５ないし７のいずれかに係る発明の周
辺構造体への振動伝播防止システムにおける第２の振動
センサに、振動源以外からの振動成分を除去するフィル
ターを付設し、そのフィルターを通した振動に基づいて
制御手段に制御信号を出力するように構成する。

【００１３】また、請求項９に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムは、上述のような目的を達成す
るために、請求項４または８に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムにおけるフィルターを一自由度
系フィルターで構成する。

【００１４】

【作用】請求項１に係る発明の周辺構造体への振動伝播
防止システムの構成によれば、振動源となる構造体にお
いて振動が発生すると、制御手段から起振装置に制御信
号を出力し、発生した振動を打ち消す振動を起振装置に
よって発生させ、振動源である構造体からそれを支持す
る地盤の周辺への振動の伝播そのものを防止することが
できる。

【００１５】また、請求項２に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、起振装置から
基礎架台を介して地盤に付与する振動を弾性体によって
増幅させ、起振装置による起振力が小さくても、地盤に
大きな制御振動を付与することができる。

【００１６】また、請求項３に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、弾性体の固有
振動数を振動源となる構造体において発生する振動の振
動数に合わせ、位相を半波長ずらせた状態で、構造体か
ら伝播する振動を打ち消すための増幅した振動を常に基
礎架台および弾性体を介して地盤に付与することができ
る。

【００１７】また、請求項４に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、振動源から加
わる振動数が予め特定できることから、振動源以外から
の振動ノイズがあっても、その振動成分を除去し、振動
源からの振動に基づいてのみ、発生した振動を打ち消す
振動を起振装置によって発生させ、振動源である構造体
からそれを支持する地盤の周辺への振動の伝播を防止す
ることができる。

【００１８】また、請求項５に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、振動源となる
構造体において振動が発生して、その振動が周辺の所定
の周辺構造体側との中間に設けた基礎架台に伝播する
と、制御手段から起振装置に制御信号を出力し、発生し
た振動を打ち消す振動を起振装置により発生させ、その
振動を基礎架台を介して地盤に付与し、振動源である構
造体と周辺構造体との中間箇所において振動の伝播を遮
断することができる。

【００１９】また、請求項６に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、起振装置から
基礎架台を介して地盤に付与する振動を弾性体によって
増幅させ、起振装置による起振力が小さくても、地盤に
大きな制御振動を付与することができる。

【００２０】また、請求項７に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、弾性体の固有
振動数を振動源となる構造体において発生する振動の振
動数に合わせ、位相を半波長ずらせた状態で、構造体か
ら伝播する振動を打ち消すための増幅した振動を常に基
礎架台および弾性体を介して地盤に付与することができ
る。

【００２１】また、請求項８に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、振動源から加
わる振動数が予め特定できることから、振動源以外から
の振動ノイズがあっても、その振動成分を除去し、振動
源からの振動に基づいてのみ、発生した振動を打ち消す
振動を起振装置によって発生させ、振動源である構造体
からそれを支持する地盤の周辺への振動の伝播を防止す
ることができる。

【００２２】また、請求項９に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムの構成によれば、一自由度系フ
ィルターは、図１４に示すような伝達関数を有している
ため、図１５の（ａ）に示すように、振動源以外からの
振動ノイズを除去することができる。また、一自由度系
フィルターによって90°の位相の遅れを生じることに着
目し、更に、起振装置によって制振力を加えるとき、弾
性体を介した基礎架台が共振した際に生じる90°の位相
の遅れとが相俟って、全体として自ずと 180°の位相の
遅れを生じ、位相補償をしなくても振動源からの振動を
打ち消す力を付与することができる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２４】＜第１実施例＞図１は、本発明に係る周辺
構造体への振動伝播防止システムの第１実施例を示す全
体概略縦断面図であり、地盤１に杭基礎２…が構築され
るとともに、その杭基礎２…に基礎３が構築され、その
基礎３上に、振動源となる構造体としてのドームＤが構
築され、かつ、基礎３に近接した箇所に、弾性体として
の第１の空気バネ４…を介して基礎架台５が設けられる
とともに、その基礎架台５上に、ドームＤで発生した振
動が地盤１に伝播することを防止するための起振装置６
…が設けられている。

【００２５】起振装置６…それぞれは、図２の要部の側
面図に示すように、先端に錘７ａ，７ｂを連結したアー
ム８ａ，８ｂを、電動モータ９ａ，９ｂによって同芯の
水平方向の軸芯周りで互いに逆方向に回転するとともに
鉛直方向上下でのみ同方向を向くように駆動回転可能に
設け、その回転に伴って錘７ａ，７ｂの遠心力により鉛
直方向の振動を発生できるように構成されている。

【００２６】基礎２の周囲の地盤１の所定箇所に、周辺
の地盤１の振動を計測する振動センサ１０が設けられ、
この振動センサ１０に制御手段としてのコントローラ１
１が接続されるとともに、そのコントローラ１１に前記
電動モータ９ａ，９ｂの制御器１２が接続され、振動セ
ンサ１０で計測された振動に基づき、その振動を打ち消
すに必要な振動を発生するための制御信号を制御器１２
に出力し、電動モータ９ａ，９ｂの回転数を変更して起
振装置６によって発生する振動を制御できるように構成
されている。

【００２７】第１の空気バネ４…に、流量制御弁１４を
介装した配管１５を介してコンプレッサー１６が接続さ
れ、また、基礎架台５に、起振装置６によって発生する
振動を計測する第３の振動センサ１７が設けられ、前記
振動センサ１０と第３の振動センサ１７が第２のコント
ローラ１８に接続されるとともに、その第２のコントロ
ーラ１８に前記流量制御弁１４が接続され、振動センサ
１０および第３の振動センサ１７で計測された振動に基
づいて、第１の空気バネ４…に対する内圧を調整し、基
礎架台５の固有振動数を変更して共振させ、地盤振動の
振動数の変化に追従させるように起振力増幅制御機構が
構成されている。

【００２８】以上の構成により、ドームＤにおいて、ロ
ックコンサートなどに際しての観客の跳躍運動などに起
因して振動が発生しても、その発生した振動に応じて起
振装置６…を自動的に作動し、発生した振動を打ち消す
振動を発生させ、基礎３から地盤１への振動の伝播その
ものを防止できる。

【００２９】すなわち、図３の（ａ）の概略側面図に示
すように、ドームＤにおいて振動が発生すると、その衝
撃力ｆによる振動Ｗ１が地盤１を介して周辺構造体１３
に伝播するが、上記起振装置６…の作動により、ドーム
Ｄで振動Ｗ１が発生しても、その振動Ｗ１に対する制振
力Ｆを基礎３の近接地盤に与え、振動Ｗ１を打ち消す振
動Ｗ２を発生させ、基礎３から周辺地盤１に伝播させ
ず、図３の（ｂ）の概略側面図に示すように、周辺構造
体１３に伝播する振動Ｗを減少させ、不快な振動が伝播
することを防止するのである。

【００３０】また、このとき、前述した起振力増幅制御
機構を作動させ、第１の空気バネ４…の固有振動数を調
整することにより、基礎架台５から地盤１に付与する振
動数を、基礎３から地盤１に伝播する振動の振動数に合
わせ、半波長ずらした状態で共振させて基礎架台５から
地盤１に付与する振動を有効に増幅し、ドームＤにおい
て発生する振動の振動数が変化しても、その変化に対応
させて効果的に振動が周辺構造体１３に伝播することを
防止できるようになっている。

【００３１】＜第２実施例＞図４は、本発明に係る周辺
構造体への振動伝播防止システムの第２実施例を示す全
体概略縦断面図であり、ドームＤと周辺構造体１３とを
直線的に結ぶ途中箇所（図６参照）の地盤１にベタ基礎
１９が構築されるとともに、そのベタ基礎１９に弾性体
としての第２の空気バネ２０を介して基礎架台２１が構
築され、その基礎架台２１上に、ドームＤで発生した振
動が周辺構造体１３に伝播することを防止するための起
振装置６…が設けられている。

【００３２】起振装置６…それぞれは、図５の要部の側
面図に示すように、先端に錘７ａ，７ｂを連結したアー
ム８ａ，８ｂを、電動モータ９ａ，９ｂによって同芯の
水平方向の軸芯周りで互いに逆方向に回転するとともに
鉛直方向上下でのみ同方向を向くように駆動回転可能に
設け、その回転に伴って錘７ａ，７ｂの遠心力により鉛
直方向の振動を発生できるように構成されている。この
構成は第１実施例と同じである。

【００３３】ベタ基礎１９の周囲の地盤１の所定箇所
に、ドームＤで発生して周辺構造体１３に伝播する振動
を計測する第２の振動センサ２２が設けられ、この第２
の振動センサ２２に制御手段としての第３のコントロー
ラ２３が接続されるとともに、その第３のコントローラ
２３に前記電動モータ９ａ，９ｂの制御器１２が接続さ
れ、第２の振動センサ２２で計測された振動に基づき、
その振動を打ち消すに必要な振動を発生するための制御
信号を制御器１２に出力し、電動モータ９ａ，９ｂの回
転数を変更して起振装置６によって発生する振動を制御
できるように構成されている。

【００３４】第２の空気バネ２０に、前述第１実施例と
同様に、流量制御弁１４を介装した配管１５を介してコ
ンプレッサー１６が接続され、また、基礎架台２１に、
起振装置６によって発生する振動を計測する第３の振動
センサ１７が設けられ、前記第３の振動センサ１７と第
２の振動センサ２２が第２のコントローラ１８に接続さ
れるとともに、その第２のコントローラ１８に前記流量
制御弁１４が接続され、第２の振動センサ２２および第
３の振動センサ１７で計測された振動に基づいて、第２
の空気バネ２０…に対する内圧を調整し、基礎架台２１
の固有振動数を変更して共振させ、地盤振動の振動数の
変化に追従させるように起振力増幅制御機構が構成され
ている。

【００３５】以上の構成により、ドームＤにおいて、ロ
ックコンサートなどに際しての観客の跳躍運動などに起
因して振動が発生し、その発生した振動が地盤１に伝播
し、更に、周辺構造体１３側に伝播しても、その振動に
応じて起振装置６…を自動的に作動し、発生した振動を
打ち消す振動を発生させ、基礎３から地盤１を介して周
辺構造体１３に振動が伝播することを防止できる。

【００３６】すなわち、図６の（ａ）の概略側面図に示
すように、ドームＤにおいて振動が発生すると、その衝
撃力ｆによる振動Ｗ１が地盤１を介して周辺構造体１３
に伝播するが、上記起振装置６…の作動により基礎架台
２１を振動させ、ドームＤで振動Ｗ１が発生して基礎３
から地盤１に伝播しても、その地盤１に伝播した振動Ｗ
１に対する制振力Ｆを、ドームＤと周辺構造体１３の中
間箇所で地盤１に与え、振動Ｗ１を打ち消す振動Ｗ２を
発生させ、図６の（ｂ）の概略側面図に示すように、基
礎３から地盤１を介して周辺構造体１３に伝播する振動
Ｗを減少させ、不快な振動が伝播することを防止するの
である。

【００３７】また、このとき、前述した増幅制御機構を
作動させ、前述第１実施例と同様に、ドームＤにおいて
発生する振動の振動数が変化しても、その変化に対応さ
せて効果的に振動が周辺構造体１３に伝播することを防
止できるようになっている。

【００３８】＜第３実施例＞図７は、本発明に係る周辺
構造体への振動伝播防止システムの第３実施例を示す要
部の側面図であり、第２実施例と異なるところは、次の
通りである。すなわち、起振装置６が、基礎架台２１上
に重量物２４を複動式のエアシリンダ２５を介して支持
することにより構成され、第２の振動センサ２２で計測
された振動に基づき、その振動を打ち消すに必要な振動
を発生するための制御信号をエアシリンダ２５の制御弁
（図示せず）に出力し、重量物２４を上下往復駆動して
起振装置６によって発生する振動を制御できるように構
成されている。他の構成は第２実施例と同じであり、同
一番号を付すことにより、その説明は省略する。この第
３実施例の起振装置６を第１実施例に適用しても良い。

【００３９】＜第４実施例＞図８は、本発明に係る周辺
構造体への振動伝播防止システムの第４実施例を示す要
部の側面図であり、第２実施例と異なるところは、次の
通りである。すなわち、起振装置６が、基礎架台２１自
体を複動式のエアシリンダ２６を介して支持することに
より構成され、第２の振動センサ２２で計測された振動
に基づき、その振動を打ち消すに必要な振動を発生する
ための制御信号をエアシリンダ２６の制御弁（図示せ
ず）に出力し、基礎架台２１を上下往復駆動して起振装
置６によって発生する振動を制御できるように構成され
ている。他の構成は第２実施例と同じであり、同一番号
を付すことにより、その説明は省略する。この第４実施
例の起振装置６を第１実施例に適用しても良い。

【００４０】＜第５実施例＞図９は、本発明に係る周辺
構造体への振動伝播防止システムの第５実施例を示す全
体概略縦断面図であり、第２実施例と異なるところは、
次の通りである。すなわち、ベタ基礎１９が第３の空気
バネ２７…を介して地下構造体２８に支持されている。
他の構成は第２実施例と同じであり、同一番号を付すこ
とにより、その説明は省略する。

【００４１】＜第６実施例＞図１０は、本発明に係る周
辺構造体への振動伝播防止システムの第６実施例を示す
全体概略縦断面図であり、第５実施例と異なるところ
は、次の通りである。すなわち、地下構造体２８が杭２
９…を介して支持地盤３０に支持されている。他の構成
は第５実施例と同じであり、同一番号を付すことによ
り、その説明は省略する。

【００４２】＜第７実施例＞図１１は、本発明に係る周
辺構造体への振動伝播防止システムの第７実施例を示す
ブロック図であり、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）３
１と位相補償回路３２とドライバー３３とによってコン
トローラ１１が構成され、振動センサ１０で計測された
振動に基づく信号が、ドームＤからの振動以外の振動成
分を除去するバンドパスフィルター３１に入力されると
ともに、このバンドパスフィルター３１を通された信号
が、位相のズレを無くすための位相補償回路３２を経て
ドライバー３３に入力されるように構成されている。ま
た、振動センサ１０および第３の振動センサ１７それぞ
れで計測された振動に基づく信号が第２のコントローラ
１８に入力されるように構成されている。他の構成は第
１実施例と同じであり、同一番号を付すことにより、そ
の説明は省略する。

【００４３】この第７実施例の構成によれば、振動セン
サ１０で計測された振動のうち、ドームＤからの振動の
みを取り出して起振装置６に制御信号を出力し、起振装
置６によりドームＤからの振動のみを打ち消す制振力を
付与することができるようになっている。また、ドーム
Ｄからの振動に基づいて基礎架台５の固有振動数を変更
できるようになっている。

【００４４】＜第８実施例＞図１２は、本発明に係る周
辺構造体への振動伝播防止システムの第８実施例を示す
ブロック図であり、バンドパスフィルター（ＢＰＦ）３
１と位相補償回路３２とドライバー３３とによって第３
のコントローラ２３が構成され、第２の振動センサ２２
で計測された振動に基づく信号が、ドームＤからの振動
以外の振動成分を除去するバンドパスフィルター３１に
入力されるとともに、このバンドパスフィルター３１を
通された信号が、位相のズレを無くすための位相補償回
路３２を経てドライバー３３に入力されるように構成さ
れている。また、第２の振動センサ２２および第３の振
動センサ１７それぞれで計測された振動に基づく信号が
第２のコントローラ１８に入力されるように構成されて
いる。他の構成は第２実施例と同じであり、同一番号を
付すことにより、その説明は省略する。

【００４５】この第８実施例の構成によれば、第２の振
動センサ２２で計測された振動のうち、ドームＤからの
振動のみを取り出して起振装置６に制御信号を出力し、
起振装置６によりドームＤからの振動のみを打ち消す制
振力を付与することができるようになっている。また、
ドームＤからの振動に基づいて基礎架台５の固有振動数
を変更できるようになっている。

【００４６】上記第７実施例および第８実施例それぞれ
におけるバンドパスフィルター（ＢＰＦ）３１に代え
て、低域フィルター（ＬＰＦ）や高域フィルター（ＨＰ
Ｆ）や帯域消去フィルター（ＢＲＦ）などを用いても良
く、要するに、ドームＤなどの振動源から発生する振動
の性質に応じて適宜選択使用すれば良い。

【００４７】＜第９実施例＞図１３は、本発明に係る周
辺構造体への振動伝播防止システムの第９実施例を示す
ブロック図であり、第７実施例と異なるところは、次の
通りである。すなわち、コントローラ１１が一自由度系
フィルター３４とドライバー３３とから構成され、振動
センサ１０で計測された振動に基づく信号が、ドームＤ
からの振動以外の振動成分を除去する一自由度系フィル
ター３４に入力されるとともに、この一自由度系フィル
ター３４を通された信号が、直接ドライバー３３に入力
されるように構成されている。また、振動センサ１０お
よび第３の振動センサ１７それぞれで計測された振動に
基づく信号が第２のコントローラ１８に入力されるよう
に構成されている。

【００４８】前記一自由度系フィルター３４は、絶対座
標系運動方程式（ｄ²Ｘ／ｄｔ²）＋２ｈω｛（ｄＸ／ｄｔ）−（ｄＸ
₀／ｄｔ）｝＋ω²（Ｘ−Ｘ₀）＝０または、相対座標系運動方程式（ｄ²Ｘ／ｄｔ²）＋２ｈω（ｄＸ／ｄｔ）＋ω²Ｘ＝
−（ｄ²Ｘ₀／ｄｔ²）の関数を有している。ここで、（ｄ²Ｘ₀／ｄｔ²）は
振動センサ１０からの入力、（ｄ²Ｘ／ｄｔ²）はドラ
イバー３３への出力、ｈは減衰定数である。そして、ω
は固有円振動数であって、ω＝２πｆとして、振動源か
ら発生する振動の振動数ｆから特定されるものである。

【００４９】一自由度系フィルター３４において、上記
絶対座標系運動方程式の関数を有する場合の伝達関数
は、図１４の（ａ）の振幅比と振動数との関係のグラ
フ、および、図１４の（ｂ）の位相と振動数との関係の
グラフに示すように、入力に対する出力が固有振動数ｆ
において90°の位相の遅れを有している。また、相対座
標系運動方程式の関数を有する場合の伝達関数も、図１
４の（ｃ）の振幅比と振動数との関係のグラフ、およ
び、図１４の（ｄ）の位相と振動数との関係のグラフに
示すように、入力に対する出力が固有振動数ｆにおいて
90°の位相の遅れを有している。

【００５０】相対座標系運動方程式および絶対座標系運
動方程式いずれの場合であっても、固有円振動数ωを振
動源から発生する振動の振動数ｆより特定し、減衰定数
ｈを適当な値に設定すれば、振動数ｆでの増幅率が１／
２ｈとなり、例えば、減衰定数ｈを５％に設定した場合
には、出力される振動数成分が10倍に増幅されることに
なる。他の構成は第７実施例と同じであり、同一番号を
付すことにより、その説明は省略する。

【００５１】この第９実施例の構成によれば、図１５の
振幅と振動数との関係のグラフ、および、図１６の波形
図に示すように、振動源であるドームＤからの振動以外
のノイズ成分となる振動を含んだ状態で振動センサ１０
から入力される振動［図１５の（ａ）および図１６の
（ａ）］に対し、一自由度系フィルター３４［図１５の
（ｂ）］により、振動源以外からの振動ノイズを除去し
て目的とする振動数（図１５にＴで示す）成分のみを取
り出し、その振動数成分を増幅する［図１５の（ｃ）］
とともに位相が90°遅れた状態で出力し［図１６の
（ｂ）］、その出力された振動数成分を制御信号として
起振装置６に出力し、起振装置６によりドームＤからの
振動のみを打ち消す制振力を付与することができるよう
になっている。弾性体により支持された基礎架台５が共
振し、この制振力が地盤に付与されるときに位相が更に
90°遅れ、全体として 180°の位相遅れを生じ［図１６
の（ｃ）］、位相補償を行わなくても、自ずとドームＤ
からの振動のみを打ち消す制振力を付与できる。

【００５２】＜第１０実施例＞図１７は、本発明に係る
周辺構造体への振動伝播防止システムの第１０実施例を
示すブロック図であり、第８実施例と異なるところは、
次の通りである。すなわち、第３のコントローラ２３が
一自由度系フィルター３４とドライバー３３とから構成
され、第２の振動センサ２２で計測された振動に基づく
信号が、ドームＤからの振動以外の振動成分を除去する
一自由度系フィルター３４に入力されるとともに、この
一自由度系フィルター３４を通された信号が、直接ドラ
イバー３３に入力されるように構成されている。また、
第２の振動センサ２２および第３の振動センサ１７それ
ぞれで計測された振動に基づく信号が第２のコントロー
ラ１８に入力されるように構成されている。他の構成は
第８実施例と同じであり、また、作用は第９実施例で説
明した通りであり、同一番号を付すことにより、その説
明は省略する。

【００５３】この第１０実施例によれば、振動源である
ドームＤと周辺構造体１３との中間に第２の振動センサ
２２を設けているため、周辺構造体１３側など、第２の
振動センサ２２において、ドームＤからの振動以外の振
動を受けやすいが、そのノイズとなる振動を一自由度系
フィルター３４で除去でき、ドームＤからの振動が周辺
構造体１３に伝播することをより良好に防止できる利点
を有している。

【００５４】図１８は、一自由度系フィルター３４の変
形例を示す回路図であり、コイルＬと抵抗Ｒとコンデン
サＣとを直列接続して電気回路が構成されている。これ
らのコイルＬと抵抗ＲコンデンサＣとによって定まる共
振振動数を、ドームＤから発生する振動の振動数に対応
するように設定しておくことにより、前述した振動セン
サ１０または第２の振動センサ１８からの振動に基づく
電圧Ｅを入力するに伴い、共振周波数に対応した出力電
圧ｅをコイルＬから取り出すことができ、ドームＤから
の振動以外の振動ノイズとなる振動を一自由度系フィル
ター３４で除去できるとともに、コイルＬにより、自ず
と位相が90°遅れた状態で信号電圧を取り出すことがで
きる。このアナログの共振回路による構成や、前述した
ようなデジタル回路で微分方程式を直接解く構成が、特
許請求の範囲（請求項９）で言うところの一自由度系フ
ィルターに相当する。

【００５５】上記実施例では、いずれも鉛直方向の振動
を打ち消すように構成しているが、例えば、第１実施例
の起振装置６において、その錘７ａ，７ｂが同方向を向
く方向を変更し、起振装置６によって付与する制振力Ｆ
の方向が水平方向になるように構成し、構造体で発生し
た水平方向の振動が周辺構造体に伝播することを防止で
きるようにしても良く、打ち消すべき振動に応じて適宜
選択したり併用したりすれば良い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明の周辺構造体への振動伝播防止システムによれば、振
動源である構造体からそれを支持する地盤の周辺への振
動の伝播そのものを防止するから、振動源となる構造体
から周辺構造体に不快な振動が伝播することを防止で
き、近隣住民の生活環境を改善できる。

【００５７】また、請求項２に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、起振装置から基礎架
台を介して地盤に付与する振動を弾性体によって増幅さ
せるから、起振装置による起振力が小さくても、地盤に
大きな制御振動を付与することができ、起振装置の規模
を小さくしながら、周辺構造体に振動が伝播することを
有効に防止でき、経済的である。

【００５８】また、請求項３に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、構造体での振動の変
化に応じて弾性体の固有振動数を調整し、構造体から伝
播する振動を打ち消すための増幅した振動を基礎架台お
よび弾性体を介して地盤に付与するから、構造体での振
動の変化にかかわらず、構造体から伝播する振動を効率
良く打ち消すことができ、起振装置の規模を一層小さく
しながら、周辺構造体に振動が伝播することを有効に防
止でき、一層経済的である。

【００５９】また、振動源以外からの振動ノイズがあっ
て、振動源以外からの振動成分が混じった状態で制御し
た場合に、局部的に大きな振動を発生させる虞がある
が、請求項４に係る発明の周辺構造体への振動伝播防止
システムによれば、振動源以外からの振動成分を除去
し、振動源からの振動のみを打ち消すから、振動源から
の振動が周辺構造体に伝播することを極めて良好に防止
できる。

【００６０】また、請求項５に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、振動源である構造体
と周辺構造体との中間箇所において、振動源である構造
体で発生した振動を打ち消す振動を起振装置により発生
させ、その振動を基礎架台を介して地盤に付与し、周辺
構造体への振動の伝播を遮断するから、振動源である構
造体で発生した振動が基礎架台に伝播するまでに減衰し
ているために、その振動を打ち消す振動として、構造体
で発生した振動よりも小さな振動を起振装置で発生させ
れば良く、起振装置の規模を小さくしながら、周辺構造
体に振動が伝播することを有効に防止でき、経済的であ
る。

【００６１】また、請求項６に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、起振装置から基礎架
台を介して地盤に付与する振動を弾性体によって増幅さ
せるから、起振装置による起振力が小さくても、地盤に
大きな制御振動を付与することができ、起振装置の規模
を一層小さくしながら、周辺構造体に振動が伝播するこ
とを有効に防止でき、一層経済的である。

【００６２】また、請求項７に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、構造体での振動の変
化に応じて弾性体の固有振動数を調整し、構造体から伝
播する振動を打ち消すための増幅した振動を基礎架台お
よび弾性体を介して地盤に付与するから、構造体での振
動の変化にかかわらず、構造体から伝播する振動を効率
良く打ち消すことができ、起振装置の規模をより一層小
さくしながら、周辺構造体に振動が伝播することを有効
に防止でき、より一層経済的である。

【００６３】振動源以外からの振動ノイズがあって、振
動源以外からの振動成分が混じった状態で制御した場合
に、局部的に大きな振動を発生させる虞があるが、請求
項８に係る発明の周辺構造体への振動伝播防止システム
によれば、振動源以外からの振動成分を除去し、振動源
からの振動のみを打ち消すから、振動源からの振動が周
辺構造体に伝播することを極めて良好に防止できる。

【００６４】また、請求項９に係る発明の周辺構造体へ
の振動伝播防止システムによれば、一自由度系フィルタ
ーを通すことによって振動源以外の振動ノイズを除去
し、振動源からの振動のみに反応するため、省エネルギ
ーであり、ノイズに強いシステムを構成できた。また、
一自由度系フィルターを通すことによる90°の位相の遅
れと、弾性体を介した基礎架台が共振した際に生じる90
°の位相の遅れとを利用して、位相補償回路を設けず、
簡単な制御構成でもって、振動源からの振動が周辺構造
体に伝播することを良好に防止でき、より一層経済的で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る周辺構造体への振動伝播防止シス
テムの第１実施例を示す全体概略縦断面図である。

【図２】要部の側面図である。

【図３】概略側面図である。

【図４】第２実施例を示す全体概略縦断面図である。

【図５】要部の側面図である。

【図６】概略側面図である。

【図７】第３実施例を示す全体概略縦断面図である。

【図８】第４実施例を示す全体概略縦断面図である。

【図９】第５実施例を示す要部の側面図である。

【図１０】第６実施例を示す要部の側面図である。

【図１１】第７実施例を示すブロック図である。

【図１２】第８実施例を示すブロック図である。

【図１３】第９実施例を示すブロック図である。

【図１４】（ａ）および（ｃ）それぞれは振幅比と振動
数との関係を示すグラフ、（ｂ）および（ｄ）それぞれ
は位相と振動数との関係を示すグラフである。

【図１５】振幅と振動数との関係を示すグラフである。

【図１６】波形図である。

【図１７】第１０実施例を示すブロック図である。

【図１８】一自由度系フィルターの変形例を示す回路図
である。

【符号の説明】

１…地盤３…基礎４…弾性体としての第１の空気バネ５…基礎架台６…起振装置１０…振動センサ１１…制御手段としてのコントローラ１３…周辺構造体１７…第３の振動センサ２０…弾性体としての第２の空気バネ２１…基礎架台２２…第２の振動センサ２３…制御手段としての第３のコントローラ３１…バンドパスフィルター３４…一自由度系フィルターＤ…構造体としてのドーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋良典東京都江東区南砂二丁目５番14号株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者片山和喜東京都江東区南砂二丁目５番14号株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者吉岡宏和東京都江東区南砂二丁目５番14号株式会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者安田正志兵庫県尼崎市南初島町10番地133 特許機器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動源となる構造体の基礎に近接した箇
所に基礎架台を介して起振装置を設け、前記基礎の周辺
の地盤の振動を計測する振動センサを設けるとともに、
前記振動センサで計測された振動に基づき、その振動を
打ち消す振動を発生するように前記起振装置に制御信号
を出力する制御手段を設けたことを特徴とする周辺構造
体への振動伝播防止システム。
【請求項２】請求項１に記載の基礎架台を、支持地盤
に対して弾性体を介して支持してある周辺構造体への振
動伝播防止システム。
【請求項３】請求項２に記載の弾性体を、その固有振
動数を変更制御可能に構成し、基礎架台の振動を計測す
る第３の振動センサを設け、振動センサおよび前記第３
の振動センサで計測された振動に基づき、前記弾性体で
支持された前記基礎架台の固有振動数を変更して共振さ
せ、地盤振動の振動数の変化に追従させる起振力増幅制
御機構を設けてある周辺構造体への振動伝播防止システ
ム。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の振
動センサに、振動源以外からの振動成分を除去するフィ
ルターを付設し、そのフィルターを通した振動に基づい
て制御手段に制御信号を出力する周辺構造体への振動伝
播防止システム。
【請求項５】振動源となる構造体と周辺構造体との中
間箇所に基礎架台を介して起振装置を設け、前記構造体
から前記周辺構造体に伝わる振動を前記基礎架台の周囲
で計測する第２の振動センサを設けるとともに、前記第
２の振動センサで計測された振動に基づき、その振動を
打ち消す振動を発生するように前記起振装置に制御信号
を出力する制御手段を設けたことを特徴とする周辺構造
体への振動伝播防止システム。
【請求項６】請求項５に記載の基礎架台を、支持地盤
に対して弾性体を介して支持してある周辺構造体への振
動伝播防止システム。
【請求項７】請求項６に記載の弾性体を、その固有振
動数を変更制御可能に構成し、基礎架台の振動を計測す
る第３の振動センサを設け、第２および第３の振動セン
サで計測された振動に基づき、前記弾性体で支持された
前記基礎架台の固有振動数を変更して共振させ、地盤振
動の振動数の変化に追従させる起振力増幅制御機構を設
けてある周辺構造体への振動伝播防止システム。
【請求項８】請求項５ないし７のいずれかに記載の第
２の振動センサに、振動源以外からの振動成分を除去す
るフィルターを付設し、そのフィルターを通した振動に
基づいて制御手段に制御信号を出力する周辺構造体への
振動伝播防止システム。
【請求項９】請求項４または８に記載のフィルターが
一自由度系フィルターである周辺構造体への振動伝播防
止システム。