JPH11280833A - 制振装置 - Google Patents
制振装置Info
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- JPH11280833A JPH11280833A JP10100011A JP10001198A JPH11280833A JP H11280833 A JPH11280833 A JP H11280833A JP 10100011 A JP10100011 A JP 10100011A JP 10001198 A JP10001198 A JP 10001198A JP H11280833 A JPH11280833 A JP H11280833A
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存の家屋等に対しても気軽に適用できる
制振装置の実現。 【解決手段】振動状態を検出するセンサの出力に応じて
質量体の駆動を制御する制振装置において、センサがそ
の出力を無線で行うようにする。また、固定手段に加え
て仮止め手段も設け、駆動方向をセンサの扁平方向と直
交させ、半サイクル間の応答を控える。さらに、質量体
を振動させながらセンサ出力を収集しうるようにする。
家屋等を改造すること無く追加設置でき、しかも邪魔に
ならない。
制振装置の実現。 【解決手段】振動状態を検出するセンサの出力に応じて
質量体の駆動を制御する制振装置において、センサがそ
の出力を無線で行うようにする。また、固定手段に加え
て仮止め手段も設け、駆動方向をセンサの扁平方向と直
交させ、半サイクル間の応答を控える。さらに、質量体
を振動させながらセンサ出力を収集しうるようにする。
家屋等を改造すること無く追加設置でき、しかも邪魔に
ならない。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、家屋等の建築物
の揺れを抑制するための制振装置に関し、詳しくは、既
存の家屋等に対しても容易に適用しうる減揺技術・振動
制御技術に関する。
の揺れを抑制するための制振装置に関し、詳しくは、既
存の家屋等に対しても容易に適用しうる減揺技術・振動
制御技術に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、地震や風による建造物や構造物の
横揺れを減衰させるための制振装置として、振動加速度
を検出しそれに応じて可動質量を往復動させる振動制御
装置や(実公平2−21634号公報参照)、付加振動
体を納めたフレームを振動センサの出力に応じて往復駆
動する制振装置(特開平5−79223号公報参照)な
どが知られている。
横揺れを減衰させるための制振装置として、振動加速度
を検出しそれに応じて可動質量を往復動させる振動制御
装置や(実公平2−21634号公報参照)、付加振動
体を納めたフレームを振動センサの出力に応じて往復駆
動する制振装置(特開平5−79223号公報参照)な
どが知られている。
【0003】また、地面や床等のベースからの振動伝達
を断つことで縦方向の振動についても減衰させる制振装
置としては、磁気の反発力をクッションとして利用する
磁気浮上式クッション体や(特開平8−140782号
公報)、横方向の地震力に対してローラ球が転がるとと
もに縦方向の地震力に対してスプリングが伸縮すること
で建物に及ぼす振動を緩和しようとする免震装置(特開
平9−158532号公報)なども知られている。
を断つことで縦方向の振動についても減衰させる制振装
置としては、磁気の反発力をクッションとして利用する
磁気浮上式クッション体や(特開平8−140782号
公報)、横方向の地震力に対してローラ球が転がるとと
もに縦方向の地震力に対してスプリングが伸縮すること
で建物に及ぼす振動を緩和しようとする免震装置(特開
平9−158532号公報)なども知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の制振
装置では、例えば上述したもののうち後者の磁気浮上式
装置や免震装置の場合、ベースと制振対象物との間に介
在させて磁石の反発力やスプリングの弾撥力を作用させ
ることで縦方向振動の伝達を直接的に断絶・低減するも
のとなっているが、制御力を積極的に発生させるアクチ
ュエータを欠いた受動型のものであることから、対処可
能な振動特性が固定的になりがちである。また、そのよ
うな装置を既存の家屋等に取り付けるには、家全体のジ
ャッキアップ等を要し、手間もコストも掛かってしま
う。
装置では、例えば上述したもののうち後者の磁気浮上式
装置や免震装置の場合、ベースと制振対象物との間に介
在させて磁石の反発力やスプリングの弾撥力を作用させ
ることで縦方向振動の伝達を直接的に断絶・低減するも
のとなっているが、制御力を積極的に発生させるアクチ
ュエータを欠いた受動型のものであることから、対処可
能な振動特性が固定的になりがちである。また、そのよ
うな装置を既存の家屋等に取り付けるには、家全体のジ
ャッキアップ等を要し、手間もコストも掛かってしま
う。
【0005】これに対し、上述したもののうち前者の振
動制御装置や制振装置の場合、制御力を積極的に発生さ
せるアクチュエータも具備した能動型のものであること
から、多様な振動を抑制することも可能になっている
が、ビルディングの高層階に生じる横揺れを低減するた
めのものなので、大きな質量体やその移動空間が必要と
されるうえ、地面から伝達される縦揺れに対しては効き
目が小さい。また、そのような建築物に関しては、剛性
や振動特性を設計段階から或る程度まで把握しうること
から、その制御条件等はやはり固定的なものとなってい
る。
動制御装置や制振装置の場合、制御力を積極的に発生さ
せるアクチュエータも具備した能動型のものであること
から、多様な振動を抑制することも可能になっている
が、ビルディングの高層階に生じる横揺れを低減するた
めのものなので、大きな質量体やその移動空間が必要と
されるうえ、地面から伝達される縦揺れに対しては効き
目が小さい。また、そのような建築物に関しては、剛性
や振動特性を設計段階から或る程度まで把握しうること
から、その制御条件等はやはり固定的なものとなってい
る。
【0006】このため、いずれの場合も、既存の小規模
建築物に対してそのまま適用するのは容易ではない。家
屋の大きさ等に応じて装置サイズを変更した程度では、
振動特性等の判然としない多種多様な家屋に適合しきれ
ない。しかしながら、一般住宅等に関しては、家屋全体
の揺れが無くならないとしても住人の居る所や壊れ物等
の置き場所などの特定部分についての振動を緩和できれ
ば良いという場合も屡々ある。
建築物に対してそのまま適用するのは容易ではない。家
屋の大きさ等に応じて装置サイズを変更した程度では、
振動特性等の判然としない多種多様な家屋に適合しきれ
ない。しかしながら、一般住宅等に関しては、家屋全体
の揺れが無くならないとしても住人の居る所や壊れ物等
の置き場所などの特定部分についての振動を緩和できれ
ば良いという場合も屡々ある。
【0007】かかる場合、振動特性の判然としない既存
の構造物に対して個別仕様で個々に異なる物を製造した
り、既存の構造物をジャッキアップして行う等の大改造
を行ったりしたのでは、コストがあわない。そこで、既
存の家屋等に対しても改造無しで気軽に追加設置しうる
ような制振装置を案出することが課題となる。この発明
は、このような課題を解決するためになされたものであ
り、既存の家屋等に対しても気軽に適用できる制振装置
を実現することを目的とする。
の構造物に対して個別仕様で個々に異なる物を製造した
り、既存の構造物をジャッキアップして行う等の大改造
を行ったりしたのでは、コストがあわない。そこで、既
存の家屋等に対しても改造無しで気軽に追加設置しうる
ような制振装置を案出することが課題となる。この発明
は、このような課題を解決するためになされたものであ
り、既存の家屋等に対しても気軽に適用できる制振装置
を実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第1乃至第5の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
るために発明された第1乃至第5の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
【0009】[第1の解決手段]第1の解決手段の制振
装置は(、出願当初の請求項1に記載の如く)、振動状
態を検出するセンサと、本体部に設けられた質量体と、
この質量体を駆動する駆動手段と、前記センサの出力に
応じて前記駆動手段に対する制御を行う制御手段とを具
備した制振装置において、前記センサがその出力を無線
で行うものであることを特徴とする。
装置は(、出願当初の請求項1に記載の如く)、振動状
態を検出するセンサと、本体部に設けられた質量体と、
この質量体を駆動する駆動手段と、前記センサの出力に
応じて前記駆動手段に対する制御を行う制御手段とを具
備した制振装置において、前記センサがその出力を無線
で行うものであることを特徴とする。
【0010】このような第1の解決手段の制振装置にあ
っては、センサと本体とが機械的には完全に分離されて
いるので、無線通信の可能な範囲内であれば何処に配置
しても協動する。そこで、家屋内の特定箇所たとえば居
間や寝室などの揺れを止めたいところには小さなセンサ
部だけを置いておき、嵩張る本体部はその近くで邪魔に
ならないところに設置することができる。そして、揺れ
を止めたいところが揺れ出すと、その振動状態がセンサ
によって検出され、このセンサの出力に応じて質量体の
駆動および制御が行われる。その際、適宜なフィードバ
ック制御やフィードフォワード制御などの能動的な制御
が制御手段によって行われることで、質量体が振動し、
この振動がセンサ設置個所まで伝わって、そこの振動が
相殺・減殺されることとなる。
っては、センサと本体とが機械的には完全に分離されて
いるので、無線通信の可能な範囲内であれば何処に配置
しても協動する。そこで、家屋内の特定箇所たとえば居
間や寝室などの揺れを止めたいところには小さなセンサ
部だけを置いておき、嵩張る本体部はその近くで邪魔に
ならないところに設置することができる。そして、揺れ
を止めたいところが揺れ出すと、その振動状態がセンサ
によって検出され、このセンサの出力に応じて質量体の
駆動および制御が行われる。その際、適宜なフィードバ
ック制御やフィードフォワード制御などの能動的な制御
が制御手段によって行われることで、質量体が振動し、
この振動がセンサ設置個所まで伝わって、そこの振動が
相殺・減殺されることとなる。
【0011】これにより、設置先の家屋等をほとんど改
造することなく設置でき、しかも屋内に設置しても邪魔
にならないうえ、揺れが確実に緩和される。したがっ
て、この発明によれば、既存の家屋等に対しても気軽に
適用することができる。
造することなく設置でき、しかも屋内に設置しても邪魔
にならないうえ、揺れが確実に緩和される。したがっ
て、この発明によれば、既存の家屋等に対しても気軽に
適用することができる。
【0012】[第2の解決手段]第2の解決手段の制振
装置は(、出願当初の請求項2に記載の如く)、振動状
態を検出して無線又は有線で出力するセンサと、本体部
に設けられた質量体と、この質量体を駆動する駆動手段
と、前記センサの出力に応じて前記駆動手段に対する制
御を行う制御手段とを具備した制振装置であって、前記
本体部を制振対象物に対して取着する固定手段と、前記
制振対象物に対して前記本体部を前記固定手段より容易
に着脱しうる仮止め手段とを備えたものである。
装置は(、出願当初の請求項2に記載の如く)、振動状
態を検出して無線又は有線で出力するセンサと、本体部
に設けられた質量体と、この質量体を駆動する駆動手段
と、前記センサの出力に応じて前記駆動手段に対する制
御を行う制御手段とを具備した制振装置であって、前記
本体部を制振対象物に対して取着する固定手段と、前記
制振対象物に対して前記本体部を前記固定手段より容易
に着脱しうる仮止め手段とを備えたものである。
【0013】このような第2の解決手段の制振装置にあ
っては、能動的な制御によって多様な振動状態に適応す
るので、予め共通仕様の下で量産しておいて、価格や納
期を損なうことなく個別の要求に応えることができる。
また、設置先の家屋内で揺れを止めたいところには小さ
なセンサ部だけを置いておき、嵩張る本体部はその近く
で邪魔にならないところに設置することができる。しか
も、その設置に際しては、家屋等の制振対象物に本体部
を固定する前に、仮止めして制振作用の効き具合をチェ
ックしながら何カ所か試行してみて、最も都合の良いと
ころを選定することができる。
っては、能動的な制御によって多様な振動状態に適応す
るので、予め共通仕様の下で量産しておいて、価格や納
期を損なうことなく個別の要求に応えることができる。
また、設置先の家屋内で揺れを止めたいところには小さ
なセンサ部だけを置いておき、嵩張る本体部はその近く
で邪魔にならないところに設置することができる。しか
も、その設置に際しては、家屋等の制振対象物に本体部
を固定する前に、仮止めして制振作用の効き具合をチェ
ックしながら何カ所か試行してみて、最も都合の良いと
ころを選定することができる。
【0014】これにより、制振対象物の振動特性が不明
であっても容易に且つ確実に適合させることができる。
しかも、設置先に対する取り付け作業や改造が最小限で
済む。したがって、この発明によれば、既存の家屋等に
対しても気軽に適用することができる。
であっても容易に且つ確実に適合させることができる。
しかも、設置先に対する取り付け作業や改造が最小限で
済む。したがって、この発明によれば、既存の家屋等に
対しても気軽に適用することができる。
【0015】[第3の解決手段]第3の解決手段の制振
装置は(、出願当初の請求項3に記載の如く)、上記の
第1,第2の解決手段の制振装置であって、前記センサ
は扁平な形状に形成されたものであり、前記駆動手段は
その駆動の方向が(駆動方向が複数の場合はそのうち何
れか一つの方向が)前記センサの扁平方向との直交方向
に対応したものである。
装置は(、出願当初の請求項3に記載の如く)、上記の
第1,第2の解決手段の制振装置であって、前記センサ
は扁平な形状に形成されたものであり、前記駆動手段は
その駆動の方向が(駆動方向が複数の場合はそのうち何
れか一つの方向が)前記センサの扁平方向との直交方向
に対応したものである。
【0016】ここで、上記の「方向が対応」とは、両方
向が一致する状態や、平行している状態、並行している
状態、概ね揃っている状態などをいう。センサの表面の
うちの最も広い扁平面に対して垂直に降ろした直線が延
びる方向は、その典型例である。なお、両方向の傾斜角
・ずれ角が90゜を超える場合は、180゜の剰余分に
ついての0゜又は180゜との差のうち最小のものを対
象として判定する。
向が一致する状態や、平行している状態、並行している
状態、概ね揃っている状態などをいう。センサの表面の
うちの最も広い扁平面に対して垂直に降ろした直線が延
びる方向は、その典型例である。なお、両方向の傾斜角
・ずれ角が90゜を超える場合は、180゜の剰余分に
ついての0゜又は180゜との差のうち最小のものを対
象として判定する。
【0017】このような第3の解決手段の制振装置にあ
っては、設置に際して、センサ部を畳や敷物の裏などに
おくだけで容易にセットでき而も邪魔にならないで済
む。そして、その場合、センサ部は扁平面が水平にな
り、これに対応して質量体は鉛直方向に向けて直接的に
駆動される。これにより、縦揺れが積極的に抑制される
こととなる。したがって、この発明によれば、既存の家
屋等に対しても気軽に適用できて、しかも縦揺れを確実
に低減することができる。
っては、設置に際して、センサ部を畳や敷物の裏などに
おくだけで容易にセットでき而も邪魔にならないで済
む。そして、その場合、センサ部は扁平面が水平にな
り、これに対応して質量体は鉛直方向に向けて直接的に
駆動される。これにより、縦揺れが積極的に抑制される
こととなる。したがって、この発明によれば、既存の家
屋等に対しても気軽に適用できて、しかも縦揺れを確実
に低減することができる。
【0018】[第4の解決手段]第4の解決手段の制振
装置は(、出願当初の請求項4に記載の如く)、上記の
第3の解決手段の制振装置であって、前記制御手段は、
半サイクルの間は(望ましくは振動検知直後の半サイク
ルについてだけその間は)振動に対する応答を控える制
御を行うものであることを特徴とする。ここで、上記の
「応答を控える」には、全く応答しないことの他、応答
のレベルを或る程度抑制することも該当する。
装置は(、出願当初の請求項4に記載の如く)、上記の
第3の解決手段の制振装置であって、前記制御手段は、
半サイクルの間は(望ましくは振動検知直後の半サイク
ルについてだけその間は)振動に対する応答を控える制
御を行うものであることを特徴とする。ここで、上記の
「応答を控える」には、全く応答しないことの他、応答
のレベルを或る程度抑制することも該当する。
【0019】センサを屋内等に設置した場合にセンサの
上を住人が歩いたりしてこれにセンサが反応すると、大
抵、最初の衝撃が最も大きいので、それに応答して直ち
に質量体を駆動したのでは、却って過剰反応ともいえる
二次的な振動が誘発されてしまうが、上記のような第4
の解決手段の制振装置にあっては、そのような不所望な
振動の発生が防止される。しかも、地震の伝搬や、車両
の通過による揺れ等の場合、その振幅は漸増漸減する傾
向が強いので、そのような振動の抑制には支障が無い。
上を住人が歩いたりしてこれにセンサが反応すると、大
抵、最初の衝撃が最も大きいので、それに応答して直ち
に質量体を駆動したのでは、却って過剰反応ともいえる
二次的な振動が誘発されてしまうが、上記のような第4
の解決手段の制振装置にあっては、そのような不所望な
振動の発生が防止される。しかも、地震の伝搬や、車両
の通過による揺れ等の場合、その振幅は漸増漸減する傾
向が強いので、そのような振動の抑制には支障が無い。
【0020】これにより、外部から伝搬してきた揺れに
対する抑制効果を損なうこと無く、屋内設置に起因する
余分な反応は回避されることとなる。したがって、この
発明によれば、既存の家屋等に対しても気軽に適用でき
て、しかも縦揺れを確実かつ適切に低減することができ
る。
対する抑制効果を損なうこと無く、屋内設置に起因する
余分な反応は回避されることとなる。したがって、この
発明によれば、既存の家屋等に対しても気軽に適用でき
て、しかも縦揺れを確実かつ適切に低減することができ
る。
【0021】[第5の解決手段]第5の解決手段の制振
装置は(、出願当初の請求項5に記載の如く)、上記の
第1〜第4の解決手段の制振装置であって、前記センサ
の出力に応じて前記質量体の駆動を制御する前記の手段
(制振モード,第1動作モード)に加えて、前記センサ
の出力に拘わらずに前記質量体を振動させながら前記セ
ンサの出力を収集する手段も(励振モード,第2動作モ
ード)備えたことを特徴とする。
装置は(、出願当初の請求項5に記載の如く)、上記の
第1〜第4の解決手段の制振装置であって、前記センサ
の出力に応じて前記質量体の駆動を制御する前記の手段
(制振モード,第1動作モード)に加えて、前記センサ
の出力に拘わらずに前記質量体を振動させながら前記セ
ンサの出力を収集する手段も(励振モード,第2動作モ
ード)備えたことを特徴とする。
【0022】センサ部と本体部とが分離されていて、制
御目標(センサ設置個所)を離れた位置(本体部設置個
所)から間接的な作用によって制御する場合、その制御
性能が両者間の振動伝搬特性に大きく依存するところ、
上記のような第5の解決手段の制振装置にあっては、励
振モードでの動作によって本体部からセンサ部へ伝搬し
た振動のデータが収集されることから、これに基づいて
振動伝搬特性を把握することが可能となるので、制振モ
ードで動作する際には、この振動伝搬特性に対応した制
御が行える。
御目標(センサ設置個所)を離れた位置(本体部設置個
所)から間接的な作用によって制御する場合、その制御
性能が両者間の振動伝搬特性に大きく依存するところ、
上記のような第5の解決手段の制振装置にあっては、励
振モードでの動作によって本体部からセンサ部へ伝搬し
た振動のデータが収集されることから、これに基づいて
振動伝搬特性を把握することが可能となるので、制振モ
ードで動作する際には、この振動伝搬特性に対応した制
御が行える。
【0023】これにより、本体部を邪魔にならないよう
部屋の隅などに設置しても、センサ部との間の環境が検
知されて、制振処理が確実に有効な制御条件の下で行わ
れることとなる。したがって、この発明によれば、既存
の家屋等に対しても気軽に適用でき、しかも、多様な設
置状況にも容易に適応できて、確実に制振効果が得られ
る。
部屋の隅などに設置しても、センサ部との間の環境が検
知されて、制振処理が確実に有効な制御条件の下で行わ
れることとなる。したがって、この発明によれば、既存
の家屋等に対しても気軽に適用でき、しかも、多様な設
置状況にも容易に適応できて、確実に制振効果が得られ
る。
【0024】
【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の制振装置について、これを実施するための形態
を以下の実施例により具体的に説明する。先ず、その具
体的な構成を、図面を引用して説明するが、図1は、そ
の概要構成と設置状況を示す斜視図(a)およびセンサ
部のブロック図(b)であり、図2は、制振装置本体部
の側面模式図(a)および底面図(b)であり、図3
は、そのうちの制御部について詳細なブロック図であ
る。
本発明の制振装置について、これを実施するための形態
を以下の実施例により具体的に説明する。先ず、その具
体的な構成を、図面を引用して説明するが、図1は、そ
の概要構成と設置状況を示す斜視図(a)およびセンサ
部のブロック図(b)であり、図2は、制振装置本体部
の側面模式図(a)および底面図(b)であり、図3
は、そのうちの制御部について詳細なブロック図であ
る。
【0025】この制振装置は、センサ部10と(図1
(b)参照)、本体部20(図2参照)とからなるが、
これらは別体に纏められ、離れて設置しうるようになっ
ている(図1(a)参照)。
(b)参照)、本体部20(図2参照)とからなるが、
これらは別体に纏められ、離れて設置しうるようになっ
ている(図1(a)参照)。
【0026】センサ部10は、加速度計11と送信機1
2と電池13とがカード形の薄い直方体の筐体の中にコ
ンパクトに納められて、扁平な形状のものとなってい
る。加速度計11は、センサ部10が畳1の下等に敷く
ようにして置かれたときに鉛直方向の振動状態を確実に
検出するように、扁平方向(図1(b)の紙面)との直
交方向(その紙面を表裏に貫く方向)の加速度を良く検
出する向きで筐体に組み込まれている。また、送信機1
2は、加速度計11と共に電池13の電力で動作し、加
速度計11による検出データを微弱電波に乗せて随時発
信する。これにより、センサ部10は、その出力を無線
で行うものとなっている。
2と電池13とがカード形の薄い直方体の筐体の中にコ
ンパクトに納められて、扁平な形状のものとなってい
る。加速度計11は、センサ部10が畳1の下等に敷く
ようにして置かれたときに鉛直方向の振動状態を確実に
検出するように、扁平方向(図1(b)の紙面)との直
交方向(その紙面を表裏に貫く方向)の加速度を良く検
出する向きで筐体に組み込まれている。また、送信機1
2は、加速度計11と共に電池13の電力で動作し、加
速度計11による検出データを微弱電波に乗せて随時発
信する。これにより、センサ部10は、その出力を無線
で行うものとなっている。
【0027】本体部20は、振動を能動的に制御するた
め、筐体内に(図2(a)参照)、数kg〜数十kgの
金属塊からなる質量体21と、電動モータ等を有して質
量体21を駆動する駆動部22と、一般家庭で使用する
際の便宜を考慮して駆動部22等への供給電力をAC1
00Vの商用電力から生成する電源部23と、駆動部2
2の動作を制御する制御部24と、質量体21に付加さ
れてその振動状態を検出する加速度計25とを具えたも
のである。
め、筐体内に(図2(a)参照)、数kg〜数十kgの
金属塊からなる質量体21と、電動モータ等を有して質
量体21を駆動する駆動部22と、一般家庭で使用する
際の便宜を考慮して駆動部22等への供給電力をAC1
00Vの商用電力から生成する電源部23と、駆動部2
2の動作を制御する制御部24と、質量体21に付加さ
れてその振動状態を検出する加速度計25とを具えたも
のである。
【0028】その質量体21は本体部20内で少なくと
も上下方向への移動が可能なように保持されており、そ
れを駆動部22のモータが制御部24の制御に従って往
復移動させる。これにより、本体部20は、質量体21
の駆動方向がセンサ10の扁平方向との直交方向に対応
するようなものとなっている。
も上下方向への移動が可能なように保持されており、そ
れを駆動部22のモータが制御部24の制御に従って往
復移動させる。これにより、本体部20は、質量体21
の駆動方向がセンサ10の扁平方向との直交方向に対応
するようなものとなっている。
【0029】本体部20は、床板2等の上面に設置され
て質量体21の振動をその設置面へ伝達するために(図
2参照)、筐体の底面に設けられた複数の吸着パッド2
6と、これらの吸着パッド26に吸引口が連通接続され
た吸引用シリンダ27と、梃子による倍力作用を利用し
てシリンダ27を軽快に作動させるよう筐体の上方まで
延びたアーム28と、筐体の軸芯部を縦に貫いて形成さ
れたボルト挿通用貫通穴29とを具えたものである。
て質量体21の振動をその設置面へ伝達するために(図
2参照)、筐体の底面に設けられた複数の吸着パッド2
6と、これらの吸着パッド26に吸引口が連通接続され
た吸引用シリンダ27と、梃子による倍力作用を利用し
てシリンダ27を軽快に作動させるよう筐体の上方まで
延びたアーム28と、筐体の軸芯部を縦に貫いて形成さ
れたボルト挿通用貫通穴29とを具えたものである。
【0030】ボルト挿通用貫通穴29は、これを貫通し
たボルトの雄ネジ先端を、床板2等の設置面に形成され
た雌ネジ又はそこに設けられたナット等に、ねじ込むこ
とで、本体部20を設置面にしっかり固定するのに用い
られる。これに対し、吸着パッド26は、アーム28の
先端を押し下げてシリンダ27に吸引動作を行わせるこ
とで本体部20を設置面に吸着させるとともに、アーム
28を戻してその吸着を解除させることで、本体部20
を設置可能な平坦面に対し一時的に取り付けて仮止めす
るのに利用される。これにより、本体部20は固定手段
29に加えて仮止め手段26〜28も具えたものとなっ
ている。
たボルトの雄ネジ先端を、床板2等の設置面に形成され
た雌ネジ又はそこに設けられたナット等に、ねじ込むこ
とで、本体部20を設置面にしっかり固定するのに用い
られる。これに対し、吸着パッド26は、アーム28の
先端を押し下げてシリンダ27に吸引動作を行わせるこ
とで本体部20を設置面に吸着させるとともに、アーム
28を戻してその吸着を解除させることで、本体部20
を設置可能な平坦面に対し一時的に取り付けて仮止めす
るのに利用される。これにより、本体部20は固定手段
29に加えて仮止め手段26〜28も具えたものとなっ
ている。
【0031】制御部24には(図3参照)、センサ部1
0から無線で送信されてきた加速度計11の検出データ
を受信するために通信回路24aが設けられるととも
に、加速度計25の検出データを入力する入力回路24
bも設けられている。また、これらのデータを取り込ん
で所定の演算を施すためにマイクロプロセッサ24cが
組み込まれ、これには、プログラム処理によって励振モ
ードや制振モードでの各種の制御信号等を生成する制御
ルーチン24dがインストールされている。さらに、そ
のデータ記憶領域には、取り込んで収集した検出データ
を格納するテーブル24eが割り付けられている。
0から無線で送信されてきた加速度計11の検出データ
を受信するために通信回路24aが設けられるととも
に、加速度計25の検出データを入力する入力回路24
bも設けられている。また、これらのデータを取り込ん
で所定の演算を施すためにマイクロプロセッサ24cが
組み込まれ、これには、プログラム処理によって励振モ
ードや制振モードでの各種の制御信号等を生成する制御
ルーチン24dがインストールされている。さらに、そ
のデータ記憶領域には、取り込んで収集した検出データ
を格納するテーブル24eが割り付けられている。
【0032】また、制御部24には、マイクロプロセッ
サ24cの制御に従って駆動部22のモータ駆動電流等
を生成出力する駆動回路24fが設けられている。この
駆動回路24fには、発振周波数がマイクロプロセッサ
24cによって制御される電圧制御発振回路(VCO)
24gと、通信回路24a及び入力回路24bで取り込
んだ検出データ即ち振動状態のデータ信号を入力する誤
差増幅回路24iと、この誤差増幅回路24iの出力か
らPID制御に基づく制御出力を生成するPID回路2
4jと、マイクロプロセッサ24cの制御に従って電圧
制御発振回路24gの出力またはPID回路24jの出
力を選択的に受けるアンプ24hとが設けられている。
そして、アンプ24hの出力は駆動部22のモータ等へ
送出されるようになっている。
サ24cの制御に従って駆動部22のモータ駆動電流等
を生成出力する駆動回路24fが設けられている。この
駆動回路24fには、発振周波数がマイクロプロセッサ
24cによって制御される電圧制御発振回路(VCO)
24gと、通信回路24a及び入力回路24bで取り込
んだ検出データ即ち振動状態のデータ信号を入力する誤
差増幅回路24iと、この誤差増幅回路24iの出力か
らPID制御に基づく制御出力を生成するPID回路2
4jと、マイクロプロセッサ24cの制御に従って電圧
制御発振回路24gの出力またはPID回路24jの出
力を選択的に受けるアンプ24hとが設けられている。
そして、アンプ24hの出力は駆動部22のモータ等へ
送出されるようになっている。
【0033】このように加速度計11による検出データ
が、通信回路24aを介して誤差増幅回路24iに入力
されて、PID回路24j及びアンプ24hによる駆動
部22の制御に反映されるよう回路が構成されているの
で、制御部24は、センサ10の出力に応じて質量体2
1の駆動を制御するものとなっている。また、質量体2
1の振動によって引き起こされたセンサ部10の副次的
な振動成分に対する応答を部分的に抑制するために、加
速度計25による検出データも、図示しない適宜のアッ
テネータや遅延回路等を介してゲインや位相が調整され
てから、誤差増幅回路24iに入力される。
が、通信回路24aを介して誤差増幅回路24iに入力
されて、PID回路24j及びアンプ24hによる駆動
部22の制御に反映されるよう回路が構成されているの
で、制御部24は、センサ10の出力に応じて質量体2
1の駆動を制御するものとなっている。また、質量体2
1の振動によって引き起こされたセンサ部10の副次的
な振動成分に対する応答を部分的に抑制するために、加
速度計25による検出データも、図示しない適宜のアッ
テネータや遅延回路等を介してゲインや位相が調整され
てから、誤差増幅回路24iに入力される。
【0034】これにより、制御部24は、センサ10の
出力に応じて質量体21の駆動を制御する際に、質量体
21の振動に過剰反応して自己発散するのを確実に防止
するようになっている。なお、制御部24のマイクロプ
ロセッサ24cにおける制御ルーチン24dの具体的な
処理内容およびテーブル24eのデータ構造について
は、以下の動作説明にて例示する。
出力に応じて質量体21の駆動を制御する際に、質量体
21の振動に過剰反応して自己発散するのを確実に防止
するようになっている。なお、制御部24のマイクロプ
ロセッサ24cにおける制御ルーチン24dの具体的な
処理内容およびテーブル24eのデータ構造について
は、以下の動作説明にて例示する。
【0035】このような制振装置(10+20)につい
て、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明す
る。図1(a)は、室内への設置状況の一例であり、図
4は、励振モードでの制御部24の動作状態を示し、図
5は、制振モードでの制御部24の動作状態を示してい
る。
て、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明す
る。図1(a)は、室内への設置状況の一例であり、図
4は、励振モードでの制御部24の動作状態を示し、図
5は、制振モードでの制御部24の動作状態を示してい
る。
【0036】居間等の室内の揺れを少なくするために制
振装置を設置するには、先ずその部屋のうちで最も揺れ
て欲しく無いところ例えば部屋の中央のところにセンサ
部10を設置する。そのとき、そこが和式の間であれば
センサ部10は畳1の下にさし込むだけでよい(図1
(a)参照)。フローリング等の板の間であれば板の下
敷きにするか板の裏に貼着等して固定する。こうして、
センサ部10の設置が完了する。
振装置を設置するには、先ずその部屋のうちで最も揺れ
て欲しく無いところ例えば部屋の中央のところにセンサ
部10を設置する。そのとき、そこが和式の間であれば
センサ部10は畳1の下にさし込むだけでよい(図1
(a)参照)。フローリング等の板の間であれば板の下
敷きにするか板の裏に貼着等して固定する。こうして、
センサ部10の設置が完了する。
【0037】次に、本体部20を持ち込み、その部屋に
床の間や押入等があればそこの床板2などのうち空いて
いるところに仮止めする(図1(a)参照)。すなわ
ち、床板2の上に本体部20を置いてから、そのアーム
28を押し下げる。そうすると、吸着パッド26が床板
2に吸い付いて、本体部20が床板2に対して一時的に
止着される。こうして、本体部20の仮設置も完了し、
装置を作動させる準備が調う。
床の間や押入等があればそこの床板2などのうち空いて
いるところに仮止めする(図1(a)参照)。すなわ
ち、床板2の上に本体部20を置いてから、そのアーム
28を押し下げる。そうすると、吸着パッド26が床板
2に吸い付いて、本体部20が床板2に対して一時的に
止着される。こうして、本体部20の仮設置も完了し、
装置を作動させる準備が調う。
【0038】そして、図示しない電源スイッチ等を操作
して本体部20を励振モードで動作させると、制御ルー
チン24dの処理によって制御部24では(図4参
照)、アンプ24hの入力に電圧制御発振回路24gの
出力が選択されるとともに、電圧制御発振回路24gの
発振周波数が所定範囲内で掃引させられる。そうする
と、その駆動を受けて質量体21も振動周波数を漸増ま
たは漸減させながら上下に振動するので、加速度計25
によってその振動状態が直ちに検出される。本体部20
からセンサ部10へ伝搬した振動の状態も、加速度計1
1によって検出される。
して本体部20を励振モードで動作させると、制御ルー
チン24dの処理によって制御部24では(図4参
照)、アンプ24hの入力に電圧制御発振回路24gの
出力が選択されるとともに、電圧制御発振回路24gの
発振周波数が所定範囲内で掃引させられる。そうする
と、その駆動を受けて質量体21も振動周波数を漸増ま
たは漸減させながら上下に振動するので、加速度計25
によってその振動状態が直ちに検出される。本体部20
からセンサ部10へ伝搬した振動の状態も、加速度計1
1によって検出される。
【0039】これらの一連の検出データは、それから算
出されたデータと対にして、テーブル24eに記録され
る。具体的には、それぞれの周波数ごとに、質量体21
の加速度(25)と、センサ部10の加速度(11)
と、両者のゲイン比および位相差などの算出データと
が、順に配列領域(24e)に格納される。こうして、
励振モード下で、制御ルーチン24dの処理に従って、
質量体21を振動させながらセンサ11の出力が収集さ
れる。
出されたデータと対にして、テーブル24eに記録され
る。具体的には、それぞれの周波数ごとに、質量体21
の加速度(25)と、センサ部10の加速度(11)
と、両者のゲイン比および位相差などの算出データと
が、順に配列領域(24e)に格納される。こうして、
励振モード下で、制御ルーチン24dの処理に従って、
質量体21を振動させながらセンサ11の出力が収集さ
れる。
【0040】それから、制御ルーチン24dの処理によ
って、それらのデータに最も近いボード線図を求める等
の統計的処理を行って振動伝搬特性を抽出し、これに基
づいて制御パラメータを算出し、これをPID回路24
jにセットする。すなわち、PID回路24jは可変抵
抗やD/A変換回路等を介してPID制御における比例
定数や微分積分定数を調節しうるようになっているの
で、それを利用して適切な制御パラメータを設定する。
こうして、励振モードで動作を終えると、設置環境に対
応した適切な振動制御が行える状態となる。
って、それらのデータに最も近いボード線図を求める等
の統計的処理を行って振動伝搬特性を抽出し、これに基
づいて制御パラメータを算出し、これをPID回路24
jにセットする。すなわち、PID回路24jは可変抵
抗やD/A変換回路等を介してPID制御における比例
定数や微分積分定数を調節しうるようになっているの
で、それを利用して適切な制御パラメータを設定する。
こうして、励振モードで動作を終えると、設置環境に対
応した適切な振動制御が行える状態となる。
【0041】励振モードの後は、制振モードで、本体部
20を動作させる。すると、制御ルーチン24dの処理
によって制御部24では、アンプ24hの入力にPID
回路24jの出力が選択される(図5参照)。ただし、
この選択は常時維持されるのでなく、過剰反応を防止す
るとともに消費電力の節約をも図るために、加速度計1
1によって検出された振動状態が有感レベル・体感レベ
ルに達しているときだけ行われる。しかも、有感レベル
等に達しない状態が所定時間継続した後で最初に有感レ
ベル等に達したのが、振動サイクルにおける下向き半サ
イクルであった場合には、次の上向き半サイクルまで、
PID回路24jの出力とアンプ24hの入力との選択
的接続が待たされる。こうして、制振モード下では、制
御ルーチン24dの処理に従って、有意な振動を検知し
た直後における下向き半サイクルの間だけ、その振動に
対する応答が控えられる。
20を動作させる。すると、制御ルーチン24dの処理
によって制御部24では、アンプ24hの入力にPID
回路24jの出力が選択される(図5参照)。ただし、
この選択は常時維持されるのでなく、過剰反応を防止す
るとともに消費電力の節約をも図るために、加速度計1
1によって検出された振動状態が有感レベル・体感レベ
ルに達しているときだけ行われる。しかも、有感レベル
等に達しない状態が所定時間継続した後で最初に有感レ
ベル等に達したのが、振動サイクルにおける下向き半サ
イクルであった場合には、次の上向き半サイクルまで、
PID回路24jの出力とアンプ24hの入力との選択
的接続が待たされる。こうして、制振モード下では、制
御ルーチン24dの処理に従って、有意な振動を検知し
た直後における下向き半サイクルの間だけ、その振動に
対する応答が控えられる。
【0042】そして、この状態で(図5参照)、外部か
ら設置先家屋に向けて地震やトラック通過等による振動
が伝搬してくると、適切なパラメータの設定されたPI
D制御に基づいて、加速度計25で検出した質量体21
の振動状態を確認しながら、質量体21を能動的に駆動
する制御が行われ、その結果、加速度計11によって検
出される畳1のところの縦揺れが、質量体21から伝搬
された振動によって、キャンセルされる。こうして、家
屋のうちセンサ部10を設置したところの揺れが重点的
に緩和される。
ら設置先家屋に向けて地震やトラック通過等による振動
が伝搬してくると、適切なパラメータの設定されたPI
D制御に基づいて、加速度計25で検出した質量体21
の振動状態を確認しながら、質量体21を能動的に駆動
する制御が行われ、その結果、加速度計11によって検
出される畳1のところの縦揺れが、質量体21から伝搬
された振動によって、キャンセルされる。こうして、家
屋のうちセンサ部10を設置したところの揺れが重点的
に緩和される。
【0043】なお、畳1の上を誰かが歩いてセンサ部1
0が踏みつけられても、その場合は、最大加速度を示す
踏みつけ直後の検出データが制御部24によって無視さ
れ、その後に上述のPID制御および質量体21の駆動
が行われるので、本体部20は、急速に減衰する残響的
な部分の振動について僅かに反応するだけとなる。こう
して、この場合は、微かな振動が速やかに終焉する。
0が踏みつけられても、その場合は、最大加速度を示す
踏みつけ直後の検出データが制御部24によって無視さ
れ、その後に上述のPID制御および質量体21の駆動
が行われるので、本体部20は、急速に減衰する残響的
な部分の振動について僅かに反応するだけとなる。こう
して、この場合は、微かな振動が速やかに終焉する。
【0044】このように仮止めした状態で暫く動作させ
ておき、その効き具合を吟味・確認する。それから、本
体部20の仮止めを一旦解除しておいて位置をずらして
から仮止めを行い、再度、上述の試行すなわち励振モー
ドでの作動および制振モードでの作動を行わせる。本体
部20の設置場所に余裕があれば、さらに何度も繰り返
して試行するのもよい。そして、振動抑制効果の最も良
かったところに本体部20を戻し、ボルト挿通用貫通穴
29を利用してそこに本体部20を固定する。なお、最
後に、本体部20に適宜な置物風のカバー20aを被せ
て見栄えも良くしておくと一層良い(図1(a)参
照)。
ておき、その効き具合を吟味・確認する。それから、本
体部20の仮止めを一旦解除しておいて位置をずらして
から仮止めを行い、再度、上述の試行すなわち励振モー
ドでの作動および制振モードでの作動を行わせる。本体
部20の設置場所に余裕があれば、さらに何度も繰り返
して試行するのもよい。そして、振動抑制効果の最も良
かったところに本体部20を戻し、ボルト挿通用貫通穴
29を利用してそこに本体部20を固定する。なお、最
後に、本体部20に適宜な置物風のカバー20aを被せ
て見栄えも良くしておくと一層良い(図1(a)参
照)。
【0045】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第1の解決手段の制振装置にあっては、センサと本体
とを完全に分離したことにより、設置先家屋等の改造無
しで設置でき而も邪魔にならないので、既存の家屋等に
対しても気軽に適用できるようになったという有利な効
果が有る。
の第1の解決手段の制振装置にあっては、センサと本体
とを完全に分離したことにより、設置先家屋等の改造無
しで設置でき而も邪魔にならないので、既存の家屋等に
対しても気軽に適用できるようになったという有利な効
果が有る。
【0046】また、本発明の第2の解決手段の制振装置
にあっては、固定する前に仮止めして試行しうるように
したことにより、制振対象物の振動特性が不明であって
も容易に且つ確実に適合させることができ、しかも、取
り付け作業等が最小限で済むので、既存の家屋等に対し
ても気軽に適用できるようになったという有利な効果を
奏する。
にあっては、固定する前に仮止めして試行しうるように
したことにより、制振対象物の振動特性が不明であって
も容易に且つ確実に適合させることができ、しかも、取
り付け作業等が最小限で済むので、既存の家屋等に対し
ても気軽に適用できるようになったという有利な効果を
奏する。
【0047】さらに、本発明の第3の解決手段の制振装
置にあっては、センサ部を自然に設置するだけで鉛直方
向の駆動が行われるようにしたことにより、既存の家屋
等に対して気軽に適用しても縦揺れを低減することがで
きようになったという有利な効果が有る。
置にあっては、センサ部を自然に設置するだけで鉛直方
向の駆動が行われるようにしたことにより、既存の家屋
等に対して気軽に適用しても縦揺れを低減することがで
きようになったという有利な効果が有る。
【0048】また、本発明の第4の解決手段の制振装置
にあっては、外からの揺れに対する抑制効果を損なうこ
と無く屋内設置に起因する余分な反応を回避するように
したことにより、既存の家屋等に対しても気軽に適用で
きて、しかも縦揺れを確実かつ適切に低減することがで
きようになったという有利な効果を奏する。
にあっては、外からの揺れに対する抑制効果を損なうこ
と無く屋内設置に起因する余分な反応を回避するように
したことにより、既存の家屋等に対しても気軽に適用で
きて、しかも縦揺れを確実かつ適切に低減することがで
きようになったという有利な効果を奏する。
【0049】また、本発明の第5の解決手段の制振装置
にあっては、本体部とセンサ部との間の振動伝達特性が
検知されるようにしたことにより、多様な設置状況にも
容易に適応できて、確実に制振効果が得られるという有
利な効果が有る。
にあっては、本体部とセンサ部との間の振動伝達特性が
検知されるようにしたことにより、多様な設置状況にも
容易に適応できて、確実に制振効果が得られるという有
利な効果が有る。
【図1】 本発明の制振装置の一実施例について、その
概要構成と設置状況を示す斜視図およびブロック図であ
る。
概要構成と設置状況を示す斜視図およびブロック図であ
る。
【図2】 制振装置本体部の側面模式図および底面図
である。
である。
【図3】 その制御部の詳細なブロック図である。
【図4】 励振モードでの制御部24の動作状態を示
す図である。
す図である。
【図5】 制振モードでの制御部24の動作状態を示
す図である。
す図である。
1 畳(設置対象物におけるセンサ設置個所) 2 床板(設置対象物における本体部設置個所) 10 センサ部(制振装置) 11 加速度計(速度計、測位計、振動状態検出
子) 12 送信機(無線) 13 電池 20 本体部(制振装置) 20a カバー 21 質量体(重量物、慣性物、振動体) 22 駆動部 23 電源部 24 制御部 25 加速度計(速度計、測位計、距離計、振動
状態検出子) 26 吸着パッド(吸着部材、仮止め手段) 27 シリンダ(吸引器具、仮止め手段) 28 アーム(着脱操作具、仮止め手段) 29 ボルト挿通用貫通穴(固定手段)
子) 12 送信機(無線) 13 電池 20 本体部(制振装置) 20a カバー 21 質量体(重量物、慣性物、振動体) 22 駆動部 23 電源部 24 制御部 25 加速度計(速度計、測位計、距離計、振動
状態検出子) 26 吸着パッド(吸着部材、仮止め手段) 27 シリンダ(吸引器具、仮止め手段) 28 アーム(着脱操作具、仮止め手段) 29 ボルト挿通用貫通穴(固定手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 秀夫 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメック内 (72)発明者 武内 宇彦 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメック内
Claims (5)
- 【請求項1】振動状態を検出するセンサの出力に応じて
質量体の駆動を制御する制振装置において、前記センサ
がその出力を無線で行うものであることを特徴とする制
振装置。 - 【請求項2】振動状態を検出するセンサの出力に応じて
質量体の駆動を制御する制振装置において、固定手段に
加えて仮止め手段も設けられていることを特徴とする制
振装置。 - 【請求項3】前記駆動の方向が前記センサの扁平方向と
の直交方向に対応していることを特徴とする請求項1又
は請求項2に記載された制振装置。 - 【請求項4】半サイクルの間は振動に対する応答を控え
る手段を備えたことを特徴とする請求項3記載の制振装
置。 - 【請求項5】前記質量体を振動させながら前記センサの
出力を収集する手段を備えたことを特徴とする請求項1
乃至請求項4の何れかに記載された制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100011A JPH11280833A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100011A JPH11280833A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11280833A true JPH11280833A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14262627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10100011A Pending JPH11280833A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11280833A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021017932A (ja) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | 株式会社大林組 | 構造体の制振システム |
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1998
- 1998-03-27 JP JP10100011A patent/JPH11280833A/ja active Pending
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