JP3752926B2

JP3752926B2 - Active dynamic vibration absorbers for building structures

Info

Publication number: JP3752926B2
Application number: JP31582299A
Authority: JP
Inventors: 正彦長澤; 正明平野
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2019-11-05
Also published as: JP2001132270A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、住宅等の建築構造物に対する副振動系を構成して、主振動系たる建築構造物に対して制振効果を発揮し得る建築構造物用の動的吸振器に係り、特に、マス部材に水平方向の加振力を及ぼす加振手段を設けることによって、能動的な制振効果を発揮するようにした建築構造物用の能動型動的吸振器に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
一般住宅や事務所等の建築構造物では、交通振動等の外力が加振力として作用することによって水平方向の振動が発生する場合がある。特に、近年では、一般住宅等でも、木造や軽量鉄骨構造等によって二階建てや三回建てが多くなってきており、それらの住宅等では、構造上、二階や三階の振動が大きくなり易いために、交通振動による微振動が、例えば就寝時や就業時における不快振動や不快騒音等の原因として問題となってきている。
【０００３】
ところで、建築構造物用の制振装置としては、従来、高層ビルやタワー等の高層建築物の揺れを軽減するためのものが幾つか提案されており、例えば、特開平８−３３８４６７号公報には、建築構造物に対してゴムマウントを介して本体マス部材を弾性支持せしめることによって構成されたパッシブ型（受動型）の動的吸振器が開示されている。ところが、このようなパッシブ型の動的吸振器では、防振すべき特定の振動に対して未だ十分な制振効果を得ることが難しい場合があった。そこで、パッシブ型の動的吸振器を構成する本体マス部材に対して、水平方向の加振力を及ぼす加振手段を設け、該加振手段によって本体マス部材に及ぼされる加振力を、防振すべき振動に応じて制御することによって能動的な制振効果を得るようにした能動型動的吸振器が提案されている。例えば、特開平２−３００４７８号公報や特開平９−４１７１４号公報等に記載のものがそれである。
【０００４】
しかしながら、上記公報等に記載された従来構造の能動型動的吸振器においては、何れも、本体マス部材に対して、リニアベアリング等の摺動機構を介して相対移動可能に支持せしめた付加マス部材を、電動モータで駆動せしめられるボールねじ機構等によって相対変位せしめる構造とされていることから、摺動機構やボールねじ機構に対して摩耗による作動不良や損傷が発生し易いという問題があった。特に、高層建築物における地震時の制振など、作動頻度が少ない場合はそれ程大きな問題とならないが、交通振動の制振など、略常時作動させると、摺動機構やボールねじ機構の疲労や摩耗が非常に大きな問題となり易い。
【０００５】
また、電動モータで駆動されるボールねじ機構等によって付加マス部材を変位させる従来構造の能動型動的吸振器においては、付加マス部材を高い周波数で加振することが極めて難しく、そのために、高層建築物の制振など、数Hz以下の低周波振動の制振には有効であるものの、一般住宅などの小型建築物では、一般に防振すべき振動周波数がそれより高いために、有効な制振効果を得ることが難しいという問題もあった。
【０００６】
しかも、従来構造の能動型動的吸振器においては、リニアベアリング等の摺動機構や電動モータ、ボールねじ機構などと、複雑な部品が多く必要とされるために、その構造が複雑で、製造や設置が難しいことに加えて、吸振器のサイズが大形化し易く、例えば小型建築物等では設置スペースの確保が難しいという問題もあったのである。
【０００７】
なお、このような問題に鑑み、特開平９−２５６６７５号公報には、ボイスコイルタイプのリニアモータを、本体マス部材と建築構造物の構造材の間に介装せしめて、該リニアモータの電磁力に基づく加振力を本体マス部材に直接に及ぼすようにした構造も提案されている。しかしながら、ボイスコイルタイプのリニアモータで本体マス部材を直接に加振変位させようとすると、非常に大きな駆動電力が必要となり、大がかりな給電系が必要とされると共に、消費エネルギ（電力）が大きく、また発熱等が問題となるおそれがある等といった不具合があった。
【０００８】
【解決課題】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、構造が簡単且つコンパクトであり、電力等の消費エネルギも小さく抑えられて、一般住宅等の小型建築物にも好適に採用され得る、新規な構造の建築構造物用の能動型動的吸振器を提供することにある。
【０００９】
【解決手段】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様は、可能な限り任意の組み合わせで採用することが出来る。また、本発明の態様および技術的特徴は、以下に記載のものに限定されることなく、明細書全体および図面に記載され、或いはそれらの記載から当業者が把握することの出来る発明思想に基づいて認識されるものであることが理解されるべきである。
【００１０】
先ず、本発明の第一の態様は、建築構造物に対して弾性支持部材を介して本体マス部材を弾性支持せしめることにより動的吸振器を構成すると共に、該本体マス部材に水平方向の加振力を及ぼす加振手段を設けた建築構造物用の能動型動的吸振器において、第一の取付部材と第二の取付部材を相互に離間配置せしめて、それら両取付部材を本体ゴム弾性体によって弾性連結する一方、該本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて非圧縮性流体が封入された流体室を形成すると共に、該流体室の壁部の別の一部を加振部材で構成し、該加振部材を加振駆動する駆動手段を設けて、該加振部材を加振変位させることにより、該流体室に圧力変化を生ぜしめて該第一の取付部材と該第二の取付部材の間に相対的な加振力を及ぼすようにして、該流体室において、該加振部材の加振変位に伴って流体流動が生ぜしめられる流体流路を形成すると共に、該流体流路を流動せしめられる流体の共振周波数を、前記建築構造物において防振すべき振動周波数と略同じにチューニングした流体封入式マウントを用い、該流体封入式マウントにおける該第一の取付部材と該第二の取付部材の何れか一方を前記本体マス部材に取り付ける一方、それら第一の取付部材と第二の取付部材の他方を該建築構造物の構造材に取り付けることにより、かかる流体封入式マウントによって前記加振手段を構成したことを、特徴とする。
【００１１】
このような本態様に従う構造とされた能動型動的吸振器においては、本体マス部材が弾性支持部材を介して建築構造物に弾性支持されることにより、本体マス部材と弾性支持部材によって建築構造物に対する副振動系として作用する一つの振動系（受動振動系）が構成されていると共に、この受動振動系の本体マス部材に対して、流体封入式マウントによる加振力が及ぼされるようになっており、流体封入式マウントを加振制御することによって、受動振動系が加振制御されるようになっている。
【００１２】
それ故、建築構造物において防振すべき振動に応じて流体封入式マウントを加振制御せしめて、受動振動系に加振力を及ぼすことにより、かかる受動振動系の振動によって、建築構造物における振動を相殺等せしめて抑制することが出来るのである。
【００１３】
そこにおいて、本態様に従う構造とされた能動型動的吸振器においては、受動振動系に加振力を及ぼす加振手段として、内部に非圧縮性流体が封入された特定の流体封入式マウントを採用したことにより、該流体封入式マウントにおける封入流体の流動作用や流体圧作用を利用して、受動振動系を構成する本体マス部材に対して有効な加振力を小さな消費エネルギで効率的に及ぼすことが可能となる。しかも、かかる能動型動的吸振器においては、リニアベアリングやボールねじ等の複雑な機構が必要とされることがなく、部材同士の直接当接によって荷重や力の伝達を行なう必要もないことから、コンパクトで簡単な構造をもって、優れた耐久性と安定した作動性が発揮され得るのである。
【００１４】
なお、本態様に係る能動型動的吸振器において、流体封入式マウントの加振部材を加振駆動する駆動手段としては、可動部材を目的とする周期で加振変位されるものであれば良いが、特に、発生加振力や加振周波数等の制御の容易性から、電気信号によって作動制御可能なものが望ましく、具体的には、例えば、コイルと永久磁石を用いた電磁力式のアクチュエータや、コイルと磁性材乃至は永久磁石を用いた磁力式のアクチュエータの他、磁歪素子や電歪素子を用いたアクチュエータ等が好適に採用される。また、流体封入式マウントにおける加振部材は、例えば、流体室の流体密性を確保しつつ、第二の取付部材等によって変位可能に支持されて、流体室の壁部の一部を構成する構造をもって有利に形成され得、具体的には、例えば、流体室の壁部の一部を構成する可動ゴム板や、外周縁部が第二の取付部材等に流体密に弾性連結された硬質の可動板等によって形成されて、それら可動ゴム板や可動板に対して加振手段の加振駆動力が及ぼされるようにされる。
【００１５】
また、受動振動系を構成する本体マス部材としては、耐久性や強度と比重等を考慮して、例えば、鉄系や鉛系などの金属材が有利に採用される。また、本体マス部材を弾性支持せしめる弾性支持部材としては、金属ばねやゴム弾性体等が好適に採用され得、例えば、特開平８−３３８４６７号公報や特開平１０−８２４４９号公報等に記載されているように、補強板とゴム弾性層を積層することによって大きな耐荷重性と小さな水平剛性を付与したゴムマウントなどが採用可能である。更にまた、第一の取付部材と第二の取付部材の相対変位方向を制限するガイド機構も、採用可能であり、それによって、流体封入式マウントによって生ぜしめられる加振力、ひいては能動型動的吸振器における制振特性の更なる安定化が図られ得る。
【００１６】
また、本態様においては、流体流路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、加振手段によって加振部材に及ぼされる加振力を大幅に増幅させて、第一の取付部材と第二の取付部材の間に大きな加振力を生ぜしめることが出来るのであり、以て、受動振動系を構成する本体マス部材をより一層効率的に加振することが可能となるのである。
【００１７】
また、本発明の第二の態様は、前記第一の態様に従う構造とされた能動型動的吸振器において、前記流体封入式マウントの前記流体室を、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて圧力変化に基づいて前記第一の取付部材と前記第二の取付部材の間に加振力を直接に及ぼす主液室と、壁部の一部が可撓性膜で構成されて容積変化が容易に許容される平衡室を含んで構成し、それら主液室と平衡室を相互に連通する第一の流体流路を形成すると共に、該主液室に対して前記加振部材の加振変位に基づく圧力変化が及ぼされるようにしたことを、特徴とする。このような本態様においては、第一の流体流路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、加振部材の変位に伴って主液室に生ぜしめられる圧力変化が増大されるのであり、それ故、加振手段によって加振部材に及ぼされる加振力をより効率的に増幅させて、第一の取付部材と第二の取付部材の間に大きな加振力を生ぜしめることが出来るのである。なお、より有効な加振力の増幅効果を得るためには、第一の流体流路を流動せしめられる流体の共振周波数を、建築構造物において防振すべき振動周波数と略同じに設定することが望ましい。
【００１８】
また、本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に従う構造とされた能動型動的吸振器において、前記流体封入式マウントの前記流体室を、前記本体ゴム弾性体で壁部の一部が構成されて圧力変化に基づいて前記第一の取付部材と前記第二の取付部材の間に加振力を直接に及ぼす主液室と、壁部の一部が前記加振部材で構成されて該加振部材の加振変位に基づいて圧力変化が直接に生ぜしめられる副液室を含んで構成し、それら主液室と副液室を相互に連通する第二の流体流路を形成したことを、特徴とする。このような本態様においては、第二の流体流路を流動せしめられる流体の共振作用に基づいて、加振部材の加振によって副液室に生ぜしめられる圧力変化が増幅されて主液室に及ぼされるのであり、それ故、加振手段によって加振部材に及ぼされる加振力を効率的に増幅させて、第一の取付部材と第二の取付部材の間に大きな加振力を生ぜしめることが出来るのである。なお、より有効な加振力の増幅効果を得るためには、第二の流体流路を流動せしめられる流体の共振周波数を、建築構造物において防振すべき振動周波数と略同じに設定することが望ましい。
【００１９】
また、本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れかの態様に従う構造とされた能動型動的吸振器において、前記流体封入式マウントを複数用い、前記本体マス部材に対して、互いに直交する二つの水平方向で加振力が及ぼされるように、それら複数の能動型制振器を装着せしめたことを、特徴とする。このような本態様に従えば、一つの本体マス部材からなる能動型動的吸振器により、建築構造物において特に問題となり易い、互いに直交する二つの水平方向の振動に対して、何れも、能動的な制振効果を有効に発揮せしめることが出来るのである。なお、本体マス部材に対して互いに直交する二つの水平方向で相対変位力を及ぼす各流体封入式マウントにおける加振手段を、同時に作動させると共に、両マウントにおける発生力を相対的に調節すれば、それら複数の流体封入式マウントにおける発生力の合力として、本体マス部材に対して各種の水平方向の加振力を及ぼすことも可能であり、それによって、建築構造物で問題となる振動方向が変化した場合や、三つ以上の水平方向振動に対して制振効果が要求される場合等においても、有効な制振力を得ることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れかの態様に従う構造とされた能動型動的吸振器において、前記建築構造物における防振すべき振動に対応した参照信号に基づいて、前記流体封入式マウントにおける前記駆動手段の作動を制御する制御信号を生成する能動型制御装置を有することを、特徴とする。即ち、このような能動型制御装置を採用することによって、能動型動的吸振器において本体マス部材で構成された受動振動系を、建築構造物の振動状態に応じて高精度に加振制御せしめて、能動的な制振効果を安定して得ることが出来るのであり、建築構造物の振動状態が変化した場合でも、それに高精度に且つ速やかに対応して、有効な制振効果を得ることが可能となる。なお、かかる能動型制御装置による制御手法としては、例えば、建築構造物における振動が零に近づくように流体封入式マウントの駆動手段をフィードバック制御する他、予め得られたマップデータ等に基づいて、かかる駆動手段をフィードフォワード的に制御することも可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図１及び図２には、本発明の第一の実施形態としての一般住宅用の能動型動的吸振器１０の全体概略構成が示されている。かかる動的吸振器１０は、それ自体が建築構造物に対する受動型制振器となる受動振動系１２と、該受動振動系１２に水平方向の加振力を及ぼす加振手段としての流体封入式マウント１４を含んで構成されており、流体封入式マウント１４により、建築構造物において防振すべき振動に対応した加振力を受動振動系１２に及ぼすことにより、全体として、建築構造物における振動を相殺的乃至は干渉的に抑制するようになっている。
【００２３】
より詳細には、受動振動系１２は、建築構造物としての一般住宅の構造材１６に対して、本体マス部材としての本体マス１８が、弾性支持部材としての複数のゴムマウント２０で弾性支持されることによって構成されている。本体マス１８は、鉄系金属等の高比重材で形成されており、本実施形態では矩形ブロック形状を有している。また、ゴムマウント２０は、互いに離間して対向配置された両側取付金具２２，２４が、それらの対向面間に配設されたゴムブロック２６によって弾性的に連結された構造とされている。そして、合計四個のゴムマウント２０が、構造材１６と本体マス１８の鉛直方向対向面間に配されて、本体マス１８の四隅部分に配設されている。また、各ゴムブロック２６は、取付金具２２，２４の対向方向に延びる弾性中心軸が略鉛直方向に延びる状態で、一方の取付金具２２が本体マス１８に固着されると共に、他方の取付金具２４が構造材１６に固着されており、以て、四個のゴムマウント２０により、本体マス１８が構造材１６に対して弾性的に支持されている。
【００２４】
なお、各ゴムマウント２０においては、例えば、ゴムブロック２６の中心軸方向に離間して複数枚の補強板を埋設固着することも可能であり、それによって、本体マス１８の水平方向の支持ばね剛性の著しい増大を回避しつつ、鉛直方向での本体マス１８の支持強度を有利に確保することが出来る。
【００２５】
また、本実施形態では、ゴムブロック２６の質量や、各ゴムマウント２０のばね特性を調節することによって、かかる受動振動系１２における水平方向の共振周波数が、建築構造物において防振すべき振動の周波数、例えば２〜１０Hz程度の交通振動等に対応するようにチューニングされている。更にまた、かかる受動振動系１２は、鉛直方向に延びる弾性主軸が本体マス１８の略重心を通り、且つ水平方向で互いに直交する方向に延びる二つの弾性主軸が、鉛直方向に延びる弾性主軸上で互いに直交するように設定することが望ましく、それによって、安定した振動形態が実現される。
【００２６】
更にまた、受動振動系１２の配設位置は、防振すべき建築構造物の振動モード等を考慮し、有効な制振効果が発揮される位置の構造材１６に装着することが望ましい。具体的には、例えば、２〜３階建ての一般住宅等の場合には、最上階の天井裏のスペースや、押入れ等のスペースを利用して有利に設置され得る。また、受動振動系１２が支持される構造材１６は、その強度を考慮して、適当な梁や補強材のなかから選定される。
【００２７】
一方、流体封入式マウント１４は、図３に示されていように、第一の取付部材としての第一の取付金具２８と、第二の取付部材としての第二の取付金具３０が、中心軸方向で離間して対向配置されていると共に、それらの間に配設された弾性連結部材としての本体ゴム弾性体３２によって弾性的に連結された構造とされている。
【００２８】
より詳細には、第一の取付金具２８は、略有底円筒形状を有するカップ状金具３４の開口部に、略円板形状の蓋金具３６が重ね合わされてボルト固定されることにより、中空構造をもって形成されている。なお、蓋金具３６には、中央部分から軸方向外方に突出する取付ボルト３８が固設されており、この取付ボルト３８によって、第一の取付金具２８が、前記受動振動系１２を構成する本体マス１８に固着されるようになっている。
【００２９】
また、第一の取付金具２８の中空内部には、可撓性膜としての変形容易な薄肉の略袋状乃至はカップ状を有するゴム製のダイヤフラム４０が収容配置されており、外周縁部をカップ状金具３４と蓋金具３６の間で挟持されている。これにより、第一の取付金具２８の中空内部が、ダイヤフラム４０を挟んで、カップ状金具３４の底部側と開口部側とに流体密に仕切られている。そして、ダイヤフラム４０を挟んで、カップ状金具３４の底部側には、非圧縮性流体が封入されてダイヤフラム４０の変形に基づいて容積変化が容易に許容される平衡室４２が形成されている一方、カップ状金具３４の開口部側には、蓋金具３６に穿孔された連通孔４４を通じて外部空間に連通されてダイヤフラム４０の変形を許容する空気室４６が形成されている。なお、封入流体としては、水やアルキレングリコール，ポリアルキレングリコール，シリコーン油、或いはそれらの混合物等が何れも採用可能であるが、後述の如き流体の共振作用をより有効に生ぜしめるためには、０．１Ｐａ・ｓ以下の低粘性流体を採用することが望ましい。
【００３０】
さらに、第一の取付金具２８を構成するカップ状金具３４の底壁部には、円板形状の流路形成金具４８が内面に重ね合わされてボルト固定されている。そして、これらカップ状金具３４の底壁部と流路形成金具４８の重ね合わせ面間において、周方向に一周弱の長さで延びる第一の流体流路としての流体連通路５０が形成されており、この流体連通路５０の一方の端部が流路形成金具４８を貫通して平衡室４２に連通されていると共に、他方の端部がカップ状金具３４の底壁部を貫通して外側に開口せしめられている。
【００３１】
また一方、第二の取付金具３０は、それぞれ略円環形状を有する連結金具５２，支持金具５４およびスペーサ金具と、略円形ブロック形状のヨーク部材５８が、互いに軸方向に重ね合わされて相互にボルト連結されることにより一体的に形成されている。なお、ヨーク部材５８の軸方向外面（図３中、下端面）には、軸直角方向外方に広がって延び出す取付固定板６０がボルト固定されており、この取付固定板６０に設けられた図示しないボルト孔において、第二の取付金具３０が、建築構造物の構造材１６に突設された後述する固定受板６２に対してボルト固定されて取り付けられるようになっている（図１，２参照）。
【００３２】
そして、かかる第二の取付金具３０が、第一の取付金具２８に対して、軸方向一方の側（図３中の下方）に離間して同一中心軸上で対向配置されており、それら両金具３０，２８の間に介装された本体ゴム弾性体３２によって弾性的に連結されている。この本体ゴム弾性体３２は、軸方向一方の側に向かって小径化する厚肉の略テーパ筒形状を有しており、その小径側端部開口部が第一の取付金具２８を構成するカップ状金具３４の筒部外周面に加硫接着されている一方、その大径側端部開口部が第二の取付金具３０を構成する連結金具５２の軸方向一方（図３中の上方）の開口端面に加硫接着されている。要するに、本実施形態では、本体ゴム弾性体３２が、カップ状金具３４と連結金具５２を有する一体加硫成形品として形成されている。そして、第二の取付金具３０を構成する連結金具５２の軸方端面が、本体ゴム弾性体３２を介して第一の取付金具２８に連結されることにより、第二の取付金具３０の軸方向一方の開口部が、それら本体ゴム弾性体３２と第一の取付金具２８によって流体密に閉塞されている。
【００３３】
また、第二の取付金具３０を構成する支持金具５４は、連結金具５２よりも小さな内径寸法を有しており、その中央孔６４内には、該中央孔６４の内径寸法よりも小さな外径寸法の略円板形状を有する加振部材としての加振板６６が、軸直角方向に広がって略同軸的に配されている。この加振板６６は、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されており、支持金具５４に対して、円環板形状の支持ゴム弾性体６８により、弾性的に連結支持されている。これにより、該支持ゴム弾性体６８の弾性変形に基づいて、加振板６６の支持金具５４に対する軸方向変位が許容されるようになっている。
【００３４】
そして、支持金具５４の中央孔６４が、加振板６６と支持ゴム弾性体６８で流体密に閉塞されることにより、第一の取付金具２８と加振板６６の軸方向対向面間において、外部空間から流体密に仕切られて内部に非圧縮性流体が封入された主液室７０が形成されている。また、この主液室７０には、前記平衡室４２と同様、所定の非圧縮性流体が封入されている。また、本実施形態において、流体室は主液室７０と平衡室４２を含んで構成しているものとする。即ち、かかる主液室７０は、壁部の一部が本体ゴム弾性体３２で構成されると共に、壁部の別の一部が加振板６６で構成されているのであり、以て、加振板６６の加振変位によって、主液室７０に内圧変化が生ぜしめられるようになっていると共に、この主液室７０に内圧変化が生ぜしめられると、本体ゴム弾性体３２の弾性変形を伴って、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に、中心軸上での接近／離隔方向に相対的な加振変位力が及ぼされるようになっている。
【００３５】
また、主液室７０には、第一の取付金具２８に形成された流体連通路５０が開口連通されており、以て、この流体連通路５０によって、主液室７０と平衡室４２の間での流体流動が許容されるようになっている。そして、かかる流体連通路５０が、建築構造物において防振すべき振動、例えば交通振動等に対してチューニングされており、かかる周波数域で加振板６６が加振されて主液室７０に圧力変化が生ぜしめられると、流体連通路５０を通じて流動する流体の共振作用に基づいて、主液室７０に対して大きな圧力変動が生ぜしめられることとなり、以て、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に大きな相対的変位力乃至は加振力が及ぼされるようになっている。
【００３６】
さらに、加振板６６の下面中央には、非磁性材で形成されて逆カップ形状乃至はスカート形状を有するボビン７２が、その上底部で重ね合わされていると共に、該ボビン７２の底部内面中央には、軸方向下方に突出するガイドロッド７４が立設されており、これらボビン７２とガイドロッド７４が、固定ボルト７６によって加振板６６に対して同軸的に固着されている。また、ボビン７２の筒壁部には、全体として円筒形状を有するコイル８４が巻回されて固着されている。
【００３７】
また一方、第二の取付金具３０を構成するヨーク部材５８は、強磁性材で形成されて全体として大形の略円形ブロック形状を有しており、中心部分には、軸方向一方の面（図３中、上面）に開口して中心軸上を所定長さで延びるガイド穴７８が形成されている。また、ヨーク部材５８の径方向中間部分には、周方向に連続して延びる円環形状の周溝８０が、軸方向上方（加振板６６側）に向かって開口して形成されている。更に、この周溝８０には、永久磁石８２が収容配置されており、周溝８０の外周壁面に密接して固着されている。この永久磁石８２は、周方向に連続した円筒形状の他、周方向に分割された複数の円弧形状であっても良いが、その内周面側と外周面側とに両磁極が設定されている。これにより、ヨーク部材５８によって、永久磁石８２の一方の磁極から他方の磁極に至る略閉磁路形態の磁路が形成されているのであり、また、かかる磁路上には、周溝８０により、永久磁石８２の内周面と周溝８０の内周壁面との径方向対向面間において、所定間隙の空隙である磁気ギャップが、周方向に連続して延びる円筒形状をもって形成されている。
【００３８】
そして、ヨーク部材５８は、その周溝８０が第一の取付金具２８側に向かって開口するようにして、非磁性材等からなる環状のスペーサ金具５６を挟んで、支持金具５４に重ね合わされて、ボルト固定されている。
【００３９】
また、ヨーク部材５８の周溝８０には、加振板６６によって固定的に支持されたコイル８４が挿入されており、該コイル８４が、ヨーク部材５８に形成された磁気ギャップの両側対向面（永久磁石８２の内周側磁極面とヨーク部材５８の周溝８０の内周面）間において、それら両側対向面に対して僅かな隙間を隔てて位置せしめられている。これにより、コイル８４が、磁気ギャップ内において、軸方向（図３中の上下方向）に変位可能に配設されている。そして、コイル８４に通電することによって、磁気ギャップにおける磁界との相互作用で、コイル８４に対して軸方向の電磁力（ローレンツ力）が及ぼされ、かかる電磁力が、ボビン７２を介して、加振板６６に対して軸方向の変位力として及ぼされるようになっている。即ち、コイル８４に交番電流を通電することによって、加振板６６に加振変位せしめられるようになっているのである。
【００４０】
なお、ヨーク部材５８に形成されたガイド穴７８には、円筒形状の摺動ブッシュ８６が内挿固定されており、この摺動ブッシュ８６に対して、加振板６６に突設されたガイドロッド７４が摺動可能に挿通されている。そして、ガイドロッド７４がガイド穴７８で軸方向に案内されることにより、コイル８４や加振板６６の変位方向の安定化が図られて、コイル８４の永久磁石８２やヨーク部材５８への干渉も軽減乃至は防止されるようになっている。
【００４１】
また、加振板６６を第二の取付金具３０（支持金具５４）に弾性支持せしめる支持ゴム弾性体６８は、加振板６６を加振することによって主液室７０に生ぜしめられる圧力変化が、該支持ゴム弾性体６８の変形によって逃げることなく、有効に生ぜしめられる程度の剛性と、該加振板６６を所定位置に保持し、且つ変位後に初期位置に復元せしめ得るに有効な弾性を発揮し得るように、肉厚寸法や材質等が設定されている。
【００４２】
さらに、本実施形態では、主液室７０における加振板６６の有効ピストン面積よりも、主液室７０における第一の取付金具２８の有効ピストン面積の方が大きく設定されており、それによって、加振板６６を軸方向に変位せしめた際に、主液室７０に封入された非圧縮性流体の圧力作用に基づいて、加振板６６に入力される駆動力が増幅されて、第一の取付金具２８に及ぼされるようになっている。即ち、コイル８４への通電によって生ぜしめられる電磁力に基づく加振板６６の駆動力が、主液室７０の増幅作用に基づいて、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に加振力として効率的に及ぼされるようになっているのである。なお、有効ピストン面積とは、流体連通路５０を閉塞した状態下で、加振板６６や第一の取付金具２８を軸方向に単位量だけ変位させた際に主液室７０に生ぜしめられる容積変化量として認識され得る。また、第二の取付金具３０側の有効ピストン面積は、加振板６６や支持ゴム弾性体６８，支持金具５４等を含んで、第一の取付金具２８よりも更に大きく設定されている。
【００４３】
すなわち、上述の如き構造とされた流体封入式マウント１４においては、コイル８４に交番電流やＯＮ／ＯＦＦ的なパルス電流等を通電して加振板６６を加振することにより、主液室７０に圧力変動が生ぜしめられる。それにより、主液室７０と平衡室４２の間に相対的な圧力変動が生ぜしめられることとなり、それら両室７０，４２間において、流体連通路５０を通じての流体流動が生ぜしめられる。その際、主液室７０には、かかる流体の共振作用に基づいて、加振板６６の加振変位だけに基づいて生ぜしめられる圧力変動よりも大きな圧力変動が生ぜしめられることとなり、その結果、コイル８４への通電に伴う電磁力にて加振板６６に及ぼされる加振力が、増幅的に、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に相対変位力（加振力）として及ぼされることとなる。
【００４４】
それ故、かかる流体封入式マウント１４においては、前述の如き、主液室７０における加振板６６と第一の取付金具２８の有効ピストン面積の差に基づく加振力の増幅作用と、上述の如き、流体連通路５０を通じて流動せしめられる流体の共振作用に基づく加振力の増幅作用とが、相俟って発揮されることにより、加振板６６を加振作動せしめることによって、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に、中心軸方向で接近／離間する加振力を、極めて効率的に生ぜしめることが出来るのである。特に、流体連通路５０を流動せしめられる流体の共振作用に基づく加振力の増幅作用は、流体連通路５０のチューニング周波数域で有効に発揮されるのであり、例えば、かかる流体連通路５０を２〜１０Hz程度にチューニングすることによって、建築構造物において問題となる交通振動の周波数域で加振力を特に効率的に得ることが可能となる。
【００４５】
そして、このような構造とされた流体封入式マウント１４は、図１〜２に示されているように、マウント中心軸（第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の相対変位方向）が略水平方向となる状態で、第一の取付金具２８が、受動振動系１２の本体マス１８の外周面に重ね合わされてボルト固定される一方、第二の取付金具３０が、本体マス１８の周囲に位置して建築構造物の構造材１６に立設された固定受板６２に重ね合わされてボルト固定されることによって装着されている。なお、固定受板６２は、鉄鋼等の十分な剛性を有する材質で、略Ｌ字形の平面形状をもって形成されて、構造材１６に対して固設されており、本体マス１８の各一つの長辺部外周面と短辺部外周面に対してそれぞれ水平方向に離間して対向位置せしめられている。
【００４６】
特に、本実施形態では、流体封入式マウント１４が、合計三個用いられており、本体マス１８の長辺方向に延びる外周面上に二つと、短辺方向に延びる外周面上に一つ、それぞれ装着されている。これにより、各流体封入式マウント１４において第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に生ぜしめられる加振力が、受動振動系１２における本体マス１８に対して、互いに略直交する二つの水平方向の加振力として及ぼされるようになっている。なお、特に本実施形態では、何れの水平方向の加振力も、本体マス１８における水平面内でのねじり方向の変位が可及的に防止されるように、受動振動系１２において鉛直方向に延びる弾性主軸に直交する方向に及ぼされるようになっている。
【００４７】
上述の如き構造とされた動的吸振器１０にあっては、各流体封入式マウント１４のコイル８４への通電を制御する制御装置８８によって、各流体封入式マウント１４のコイル８４に通電して第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に加振力を生ぜしめると、その加振力が、受動振動系１２を構成する本体マス１８に及ぼされて、受動振動系１２が、対応した周波数で加振変位せしめられることとなる。それ故、建築構造物において防振すべき振動が生ぜしめられた際には、受動振動系１２を、流体封入式マウント１４により、建築構造物における防振すべき振動に対応した周波数と位相で加振することによって、相殺的乃至は干渉的な能動的防振効果を発揮し得るのである。
【００４８】
なお、流体封入式マウント１４を加振制御する制御装置８８は、防振すべき建築構造物の振動状態を検出した振動センサ９０の検出信号に基づいて、その振動に対して有効な制振効果を発揮し得るように、検出信号に対応した駆動電流を各流体封入式マウント１４のコイル８４に出力するものであって、例えば、予め設定されたデータに基づいて、検出信号の大きさに対応した大きさの駆動電流を、検出信号に対して所定の位相差で給電することによりフィードフォワード的に制御するものや、或いは、検出信号に含まれる建築構造物の振動値を可及的に零にするように駆動電流の大きさ等をフィードバック制御するもの等が好適に採用され得る。
【００４９】
また、本実施形態では、複数個の流体封入式マウント１４が、受動振動系１２に対して互いに直交する水平方向で加振力を及ぼす状態で装着されていることから、各方向に加振力を及ぼす流体封入式マウント１４を選択的に加振することにより、何れかの流体封入式マウント１４の加振方向と同一方向の加振力を受動振動系１２に及ぼすことが出来ることに加えて、各方向に加振力を及ぼす流体封入式マウント１４を同時に加振することにより、各流体封入式マウント１４の加振力の合力方向の加振力を受動振動系１２に及ぼすことが可能であり、それによって、建築構造物における任意の水平方向の振動に対して有効な制振効果を得ることが出来るのである。
【００５０】
そして、上述の如き動的吸振器１０においては、受動振動系１２に加振力を及ぼす加振手段として特定構造の流体封入式マウント１４を採用したことにより、摺動機構やボールねじ機構等のように部材同士の直接当接や摺接によって荷重や力を伝達する構造部分を設けることなく能動型の動的吸振器が有利に実現され得たのであり、それによって、部材の摩耗や損傷等に起因する作動不良が有利に回避されて、優れた耐久性と安定した作動性が発揮されると共に、動的吸振器１０の全体構造の簡略化やコンパクト化も有利に図られ得るのである。
【００５１】
しかも、かかる動的吸振器１０では、加振手段としての流体封入式マウント１４において、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の相対変位が、本体ゴム弾性体３２の弾性変形に基づいて許容されるようになっていると共に、それら両取付金具２８，３０間に対する加振力が、機械的な伝動機構等を介することなく、電磁力によって直接に及ぼされるようになっていることから、流体封入式マウント１４から受動振動系１２に及ぼされる加振力を、高い周波数域まで安定して制御することが出来るのであり、それ故、例えば小型の建築構造物における交通振動等に対しても有効な能動的制振効果を安定して得ることが出来るのである。
【００５２】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的記載によって、何等、限定的に解釈されるものでない。
【００５３】
例えば、複数の流体封入式マウントを装着する場合には、それら各流体封入式マウントに対して異なる周波数チューニングを施すことも可能であり、建築構造物において防振すべき振動周波数が変化する場合に、それに対応した周波数チューニングが施された能動振動系を選択的に利用することも有効である。
【００５４】
また、流体封入式マウントにおける加振部材の構造は、特に限定されるものでなく、例えば、前記実施形態における加振板６６と支持ゴム弾性体６８の全体を、ゴム弾性板や板ばね等によって構成することも可能である。
【００５５】
また、前記実施形態における流体封入式マウント１４における平衡室４２や流体連通路５０は、必ずしも設ける必要がなく、要求される特定等によっては、それら平衡室４２や流体連通路５０を備えない構造の流体封入式マウントも採用可能である。なお、そのような流体封入式マウントにおいても、主液室７０における加振板６６と第一の取付金具２８の有効ピストン面積の差に基づく加振力の増幅作用に基づいて、受動振動系１２に対して有効な加振力が及ぼされ得ることとなる。
【００５６】
さらに、前記実施形態における流体封入式マウント１４において、例えば、第一の取付金具２８と加振板６６の対向面間を軸直角方向に広がる硬質の仕切部材を主液室７０内に配設し、第二の取付金具３０によって支持せしめることにより、主液室７０を流体密に二分して、該仕切部材を挟んだ一方の側に、壁部の一部が本体ゴム弾性体３２で構成された主液室を形成すると共に、仕切部材を挟んだ他方の側に、壁部の一部が加振板６６で構成された副液室を形成し、更に、それら主液室と副液室を相互に連通する第二の流体流路としての第二の流体連通路を形成することも、有効である。このような構造を採用すれば、加振板６６の加振によって副液室に対して直接に圧力変動が生ぜしめられることとなり、この圧力変動が、第二の流体連通路を通じての流体流動によって主液室に伝達されて、第一の取付金具２８と第二の取付金具３０の間に加振力が及ぼされることとなる。そこにおいて、第二の流体連通路を流動せしめられる流体の共振作用を利用することにより、副液室から主液室への圧力伝達を増幅することが出来るのであり、以て、加振力を一層効率的に生ぜしめることが可能となるのである。なお、その場合には、流体の共振作用に基づく加振力の増幅効果を一層有利に得るために、第二の流体連通路を、防振すべき振動周波数に対応してチューニングすることが望ましい。
【００５７】
また、前記実施形態においては、受動振動系１２を構成する本体マス１８の各一つの短辺側外周面と長辺側外周面に流体封入式マウント１４が装着されていたが、本体マス１８の互いに対向位置する両側の短辺部外周面と両側の長辺部外周面の何れにも、流体封入式マウント１４を、互いに対向する状態で装着しても良い。それによって、各個別の流体封入式マウント１４を小型化することが可能となる。
【００５８】
加えて、本発明は、一階建てや二階建て以上の一般住宅の他、集合住宅や事務所、倉庫、ビル、タワー等、各種の小形乃至大形の建築構造物用の能動型動的吸振器として、何れも適用可能であることは、言うまでもない。
【００５９】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００６０】
【発明の効果】
上述の説明から明らかなように、本発明に従う構造とされた能動型動的吸振器においては、受動振動系を構成する本体マス部材に対して加振力を及ぼす加振手段として特定構造の流体封入式マウントを採用したことにより、リニアベアリングやボールねじ等の複雑な機構を必要とすることなく、かかる能動振動系を構成し得たのであり、それによって、構造の簡略化とコンパクト化が高度に達成されると共に、耐久性と作動安定性の飛躍的な向上が図られ得るのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態としての動的吸振器を示す正面図である。
【図２】図１に示された動的吸振器の平面図である。
【図３】図１に示された動的吸振器を構成する流体封入式マウントを拡大して示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０動的吸振器
１２受動振動系
１４流体封入式マウント
１６構造材
１８本体マス
２０ゴムマウント
２８第一の取付金具
３０第二の取付金具
３２本体ゴム弾性体
４２平衡室
５０流体連通路
５８ヨーク部材
６２固定受板
６６加振板
６８支持ゴム弾性体
７０主液室
８２永久磁石
８４コイル
８８制御装置[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a dynamic vibration absorber for a building structure that constitutes a secondary vibration system for a building structure such as a house and can exhibit a damping effect on the building structure that is a main vibration system. The present invention relates to an active dynamic vibration absorber for a building structure that exerts an active vibration damping effect by providing vibration means for applying a horizontal vibration force to a mass member.
[0002]
[Background]
In building structures such as ordinary houses and offices, horizontal vibrations may occur due to external forces such as traffic vibrations acting as excitation forces. In particular, in recent years, ordinary houses, etc., have become increasingly two-story and three-story buildings due to wooden structures and lightweight steel structures, etc., and because of these structures, vibrations on the second and third floors tend to be large. In addition, slight vibration due to traffic vibration has become a problem as a cause of unpleasant vibration, unpleasant noise at the time of sleeping or working, for example.
[0003]
By the way, as a vibration damping device for a building structure, several devices for reducing the shaking of a high-rise building such as a high-rise building or a tower have been proposed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-338467. Discloses a passive-type dynamic vibration absorber configured by elastically supporting a main body mass member via a rubber mount with respect to a building structure. However, with such a passive type dynamic vibration absorber, it may still be difficult to obtain a sufficient damping effect with respect to a specific vibration to be damped. In view of this, a vibration means that applies a horizontal vibration force to the main body mass member constituting the passive dynamic vibration absorber is provided, and the vibration force exerted on the main mass member by the vibration means is prevented. There has been proposed an active dynamic vibration absorber that obtains an active vibration control effect by controlling according to vibration to be vibrated. For example, those described in JP-A-2-3000047 and JP-A-9-41714.
[0004]
However, all of the active dynamic vibration absorbers having the conventional structures described in the above publications and the like have an additional mass supported relative to the main mass member through a sliding mechanism such as a linear bearing. Since the structure is such that the member is relatively displaced by a ball screw mechanism or the like driven by an electric motor, there has been a problem that the sliding mechanism and the ball screw mechanism are likely to cause malfunction and damage due to wear. . In particular, if the frequency of operation is low, such as vibration control during earthquakes in high-rise buildings, it will not be a big problem, but if it is operated almost constantly, such as vibration control of traffic vibration, fatigue and wear of the sliding mechanism and ball screw mechanism will occur. Tends to be a very big problem.
[0005]
In addition, in an active dynamic vibration absorber having a conventional structure in which an additional mass member is displaced by a ball screw mechanism or the like driven by an electric motor, it is extremely difficult to vibrate the additional mass member at a high frequency. Although effective for damping low-frequency vibrations of several Hz or less, such as damping of buildings, small buildings such as ordinary houses generally have a higher vibration frequency that should be damped. There was also a problem that it was difficult to obtain a vibration effect.
[0006]
Moreover, the active dynamic vibration absorber of the conventional structure requires a lot of complex parts such as a sliding mechanism such as a linear bearing, an electric motor, and a ball screw mechanism. In addition to being difficult to install, the size of the vibration absorber is likely to increase, and for example, it is difficult to secure an installation space in a small building or the like.
[0007]
In view of such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-256675 discloses that a voice coil type linear motor is interposed between a main body mass member and a structural material of a building structure, and electromagnetic waves of the linear motor are included. A structure in which an excitation force based on a force is directly applied to the main body mass member has also been proposed. However, if the mass member of the main body is directly oscillated and displaced by a voice coil type linear motor, a very large drive power is required, a large power supply system is required, and energy consumption (power) is large. In addition, there is a problem that heat generation may be a problem.
[0008]
[Solution]
Here, the present invention has been made in the background as described above, and the problem to be solved is that the structure is simple and compact, and energy consumption such as electric power is kept small. An object of the present invention is to provide an active dynamic vibration absorber for a building structure having a novel structure that can be suitably employed in a small building such as a house.
[0009]
[Solution]
Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, each aspect described below can be employed in any combination as much as possible. The aspects and technical features of the present invention are not limited to those described below, but are described in the whole specification and drawings, or based on the inventive concept that can be grasped by those skilled in the art from these descriptions. It should be understood that
[0010]
First, according to the first aspect of the present invention, a dynamic vibration absorber is configured by elastically supporting a main body mass member via an elastic support member with respect to a building structure, and a horizontal vibration is applied to the main body mass member. In an active dynamic vibration absorber for a building structure provided with an excitation means that exerts a vibration force, the first mounting member and the second mounting member are spaced apart from each other, and both the mounting members are elasticized to the main body. While the body rubber elastic body forms a part of the wall part to form a fluid chamber in which an incompressible fluid is sealed, another part of the wall part of the fluid chamber is added. By configuring the vibration member, driving means for exciting the vibration member, and by oscillating and displacing the vibration member, The Causing a pressure change in the fluid chamber. The A first mounting member and The Apply a relative excitation force between the second mounting members. In the fluid chamber, a fluid flow path is formed in which fluid flow is caused by the vibration displacement of the vibration member, and the resonance frequency of the fluid flowed in the fluid flow path is determined by the building structure. Tune to about the same vibration frequency as In the fluid-filled mount, The A first mounting member and The One of the second attachment members is attached to the main body mass member, while the other of the first attachment member and the second attachment member is attached. The It is characterized in that the vibration means is constituted by such a fluid-filled mount by being attached to a structural material of a building structure.
[0011]
In the active dynamic vibration absorber having the structure according to this aspect, the main body mass member is elastically supported by the building structure via the elastic support member, so that the building structure is constituted by the main body mass member and the elastic support member. A vibration system (passive vibration system) that acts as a secondary vibration system for an object is constructed, and an excitation force by a fluid-filled mount is exerted on the main body mass member of the passive vibration system. The passive vibration system is controlled by exciting the fluid-filled mount.
[0012]
Therefore, the vibration control of the fluid-filled mount is controlled according to the vibration to be damped in the building structure, and the vibration force of the passive vibration system is applied to the passive vibration system. The vibration can be canceled and suppressed.
[0013]
Therefore, in the active dynamic vibration absorber having the structure according to this aspect, a specific fluid-filled mount in which an incompressible fluid is sealed is used as a vibration means for applying a vibration force to the passive vibration system. By adopting, effective excitation force can be efficiently applied to the main body mass members constituting the passive vibration system with low energy consumption by utilizing the fluid action and fluid pressure action of the sealed fluid in the fluid-filled mount. Can be affected. Moreover, in such an active dynamic vibration absorber, a complicated mechanism such as a linear bearing or a ball screw is not required, and it is not necessary to transmit a load or force by direct contact between members. With a compact and simple structure, excellent durability and stable operability can be exhibited.
[0014]
In the active dynamic vibration absorber according to this aspect, as the driving means for driving the vibration member of the fluid-filled mount to vibrate, any drive member that can be vibrated and displaced at a target cycle may be used. However, in particular, it is desirable to be able to control the operation by an electric signal from the viewpoint of easy control of generated vibration force, vibration frequency, and the like. Specifically, for example, an electromagnetic force type actuator using a coil and a permanent magnet In addition to a magnetic actuator using a coil and a magnetic material or a permanent magnet, an actuator using a magnetostrictive element or an electrostrictive element is preferably employed. Further, the vibration member in the fluid-filled mount is supported by the second mounting member or the like so as to be displaceable while securing the fluid tightness of the fluid chamber, and constitutes a part of the wall portion of the fluid chamber. Specifically, for example, a movable rubber plate that constitutes a part of the wall portion of the fluid chamber, a hard member whose outer peripheral edge portion is fluidly elastically connected to the second mounting member, etc. The vibration driving force of the vibration means is exerted on the movable rubber plate and the movable plate.
[0015]
As the main body mass member constituting the passive vibration system, for example, a metal material such as iron or lead is advantageously employed in consideration of durability, strength, specific gravity, and the like. Further, as the elastic support member for elastically supporting the main body mass member, a metal spring, a rubber elastic body, or the like can be suitably used, and described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-338467 and 10-82449. As described above, it is possible to employ a rubber mount or the like that is provided with a large load resistance and a small horizontal rigidity by laminating a reinforcing plate and a rubber elastic layer. Furthermore, a guide mechanism that limits the relative displacement direction of the first mounting member and the second mounting member can also be employed, whereby the excitation force generated by the fluid-filled mount, and hence the active dynamic Further stabilization of the damping characteristics in the vibration absorber can be achieved.
[0016]
Also ,Book In the aspect, the first mounting member and the second mounting member are obtained by greatly amplifying the excitation force exerted on the vibration member by the vibration means based on the resonance action of the fluid flowing through the fluid flow path. Thus, a large excitation force can be generated between the main body mass members and the main body mass member constituting the passive vibration system can be more efficiently excited.
[0017]
In addition, the first of the present invention two The aspect of the above One In the active dynamic vibration absorber having the structure according to the aspect, the fluid chamber of the fluid-filled mount has the first attachment based on a change in pressure with a part of a wall portion formed of the main rubber elastic body. A main liquid chamber that directly exerts an excitation force between the member and the second mounting member, and an equilibrium chamber in which a part of the wall is formed of a flexible film and volume change is easily allowed. And a first fluid flow path that connects the main liquid chamber and the equilibrium chamber to each other, and a pressure change based on the vibration displacement of the vibration member is exerted on the main liquid chamber. It is a feature. In this embodiment, the pressure change generated in the main liquid chamber is increased with the displacement of the vibration member based on the resonance action of the fluid that is caused to flow in the first fluid flow path. Therefore, the vibration force exerted on the vibration member by the vibration means can be amplified more efficiently, and a large vibration force can be generated between the first mounting member and the second mounting member. is there. In order to obtain a more effective excitation force amplification effect, the resonance frequency of the fluid that is allowed to flow in the first fluid flow path should be set to be approximately the same as the vibration frequency that should be damped in the building structure. Is desirable.
[0018]
In addition, the first of the present invention three The aspect of the first Or second In the active dynamic vibration absorber having the structure according to the aspect of the first aspect, the fluid chamber of the fluid-filled mount is configured such that the wall rubber is partly configured by the main rubber elastic body and the first chamber is configured based on a pressure change. A main liquid chamber that directly exerts an excitation force between the attachment member and the second attachment member, and a part of the wall portion is configured by the excitation member, and pressure is applied based on the excitation displacement of the excitation member. It is characterized in that it includes a secondary liquid chamber in which a change is directly generated, and a second fluid flow path is formed to communicate the main liquid chamber and the secondary liquid chamber with each other. In this embodiment, the pressure change generated in the sub liquid chamber by the vibration of the vibration member is amplified based on the resonance action of the fluid flowing in the second fluid flow path, and the main liquid chamber is amplified. Therefore, the excitation force exerted on the vibration member by the vibration means is efficiently amplified to generate a large vibration force between the first mounting member and the second mounting member. It can be done. In order to obtain a more effective excitation force amplification effect, the resonance frequency of the fluid that is allowed to flow in the second fluid flow path should be set to be approximately the same as the vibration frequency that should be damped in the building structure. Is desirable.
[0019]
In addition, the first of the present invention Four The first to the second aspects three In the active dynamic vibration absorber having a structure according to any one of the above-described embodiments, a plurality of fluid-filled mounts are used, and an excitation force is exerted on the main body mass member in two horizontal directions orthogonal to each other. Further, it is characterized in that the plurality of active vibration dampers are mounted. According to this aspect, the active dynamic vibration absorber made of one main body mass member is active against two horizontal vibrations orthogonal to each other, which are particularly problematic in a building structure. The effective vibration control effect can be demonstrated. If the vibration means in each fluid-filled mount that exerts a relative displacement force in two horizontal directions orthogonal to the main body mass member are simultaneously operated and the generated force in both mounts is relatively adjusted, As the resultant force of these multiple fluid-filled mounts, it is also possible to apply various horizontal excitation forces to the main body mass member, thereby changing the vibration direction that causes problems in building structures. In such a case, an effective damping force can be obtained even when a damping effect is required for three or more horizontal vibrations.
[0020]
In addition, the first of the present invention Five The first to the second aspects Four In the active dynamic vibration absorber constructed according to any one of the above aspects, the operation of the driving means in the fluid-filled mount is controlled based on a reference signal corresponding to the vibration to be isolated in the building structure And an active control device for generating a control signal to be generated. In other words, by adopting such an active control device, the passive vibration system composed of the main body mass member in the active dynamic vibration absorber can be vibrated and controlled with high accuracy according to the vibration state of the building structure. Therefore, an active damping effect can be obtained stably, and even when the vibration state of a building structure changes, an effective damping effect can be obtained by responding to it with high accuracy and speed. Is possible. In addition, as a control method by such an active control device, for example, in addition to feedback control of the drive unit of the fluid-filled mount so that the vibration in the building structure approaches zero, based on map data obtained in advance, It is also possible to control such driving means in a feed-forward manner.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
First, FIG.1 and FIG.2 shows the whole schematic structure of the active type dynamic vibration absorber 10 for general houses as 1st embodiment of this invention. Such a dynamic vibration absorber 10 is a passive vibration system 12 that itself becomes a passive vibration damper for a building structure, and a fluid-filled type as a vibration means that applies a horizontal vibration force to the passive vibration system 12. A vibration is generated in the building structure as a whole by applying an excitation force corresponding to the vibration to be damped in the building structure to the passive vibration system 12 by the fluid-filled mount 14. Is canceled out or interfered.
[0023]
More specifically, in the passive vibration system 12, a main body mass 18 as a main body mass member is elastically supported by a plurality of rubber mounts 20 as elastic support members with respect to a general housing structure material 16 as a building structure. Is made up of. The main body mass 18 is formed of a high specific gravity material such as an iron-based metal, and has a rectangular block shape in the present embodiment. Further, the rubber mount 20 has a structure in which both side mounting brackets 22 and 24 arranged opposite to each other are elastically connected by a rubber block 26 disposed between the opposing surfaces. A total of four rubber mounts 20 are disposed between the vertically facing surfaces of the structural member 16 and the main body mass 18 and are disposed at the four corners of the main body mass 18. Each rubber block 26 has one mounting bracket 22 fixed to the main body mass 18 with the elastic central axis extending in the direction opposite to the mounting brackets 22, 24 extending in the substantially vertical direction, and the other mounting bracket 24. Is fixed to the structural member 16, and the main body mass 18 is elastically supported by the four rubber mounts 20 with respect to the structural member 16.
[0024]
In each rubber mount 20, for example, a plurality of reinforcing plates can be embedded and fixed separately in the central axis direction of the rubber block 26, whereby the horizontal support spring rigidity of the main body mass 18 can be increased. It is possible to advantageously secure the supporting strength of the main body mass 18 in the vertical direction while avoiding a significant increase in the vertical direction.
[0025]
Further, in the present embodiment, by adjusting the mass of the rubber block 26 and the spring characteristics of each rubber mount 20, the horizontal resonance frequency in the passive vibration system 12 is the vibration to be damped in the building structure. It is tuned to cope with a frequency, for example, a traffic vibration of about 2 to 10 Hz. Furthermore, in the passive vibration system 12, the elastic main shaft extending in the vertical direction passes through the approximate center of gravity of the main body mass 18, and the two elastic main shafts extending in the direction orthogonal to each other in the horizontal direction are on the elastic main shaft extending in the vertical direction. It is desirable to set them to be orthogonal to each other, thereby realizing a stable vibration form.
[0026]
Furthermore, it is desirable that the passive vibration system 12 is disposed on the structural member 16 at a position where an effective vibration damping effect is exhibited in consideration of the vibration mode of the building structure to be vibrated. Specifically, for example, in the case of a 2-3-story general house, etc., it can be advantageously installed using the space behind the ceiling on the top floor or a space such as a closet. Further, the structural material 16 on which the passive vibration system 12 is supported is selected from appropriate beams and reinforcing materials in consideration of its strength.
[0027]
On the other hand, as shown in FIG. 3, the fluid-filled mount 14 includes a first mounting member 28 as a first mounting member and a second mounting member 30 as a second mounting member. It is configured to be opposed to each other while being spaced apart in the direction and elastically connected by a main rubber elastic body 32 as an elastic connecting member disposed between them.
[0028]
More specifically, the first mounting bracket 28 has a hollow structure in which a substantially disc-shaped lid fitting 36 is overlapped and bolted to an opening of a cup-shaped fitting 34 having a substantially bottomed cylindrical shape. It is formed with. An attachment bolt 38 that protrudes outward in the axial direction from the center portion is fixed to the lid fitting 36, and the first attachment fitting 28 constitutes the passive vibration system 12 by the attachment bolt 38. It is fixed to the main body mass 18.
[0029]
In addition, a rubber diaphragm 40 having a thin, easily deformable, thin bag shape or cup shape as a flexible film is accommodated and disposed in the hollow interior of the first mounting bracket 28, and the outer peripheral edge portion is arranged. It is sandwiched between the cup-shaped metal fitting 34 and the lid metal fitting 36. As a result, the hollow interior of the first mounting bracket 28 is partitioned fluid-tight into the bottom side and the opening side of the cup-shaped bracket 34 with the diaphragm 40 interposed therebetween. On the bottom side of the cup-shaped metal fitting 34 with the diaphragm 40 interposed therebetween, an equilibrium chamber 42 is formed in which an incompressible fluid is sealed and volume change is easily allowed based on deformation of the diaphragm 40. On the opening side of the cup-shaped metal fitting 34, an air chamber 46 is formed which allows the diaphragm 40 to be deformed by communicating with the external space through a communication hole 44 drilled in the lid metal fitting 36. In addition, as the sealing fluid, water, alkylene glycol, polyalkylene glycol, silicone oil, or a mixture thereof can be used, but in order to more effectively generate the resonance action of the fluid as described later, It is desirable to employ a low viscosity fluid of 0.1 Pa · s or less.
[0030]
Further, a disk-shaped flow path forming metal fitting 48 is superimposed on the inner surface and fixed to the bottom wall portion of the cup-shaped metal fitting 34 constituting the first mounting fitting 28 by bolts. A fluid communication path 50 serving as a first fluid flow path extending in the circumferential direction with a length of a little less than one round is formed between the overlapping surface of the bottom wall portion of the cup-shaped metal fitting 34 and the flow path forming metal fitting 48. One end of the fluid communication path 50 passes through the flow path forming metal 48 and communicates with the equilibrium chamber 42, and the other end passes through the bottom wall of the cup-shaped metal 34 and is outside. Is open.
[0031]
On the other hand, the second mounting bracket 30 includes a coupling bracket 52, a support bracket 54 and a spacer bracket each having a substantially annular shape, and a yoke member 58 having a substantially circular block shape, which are overlapped with each other in the axial direction. It is integrally formed by being connected. A mounting fixing plate 60 that extends outward and extends in the direction perpendicular to the axial direction is bolted to the outer surface in the axial direction (the lower end surface in FIG. 3) of the yoke member 58, and is provided on the mounting fixing plate 60. In a bolt hole (not shown), the second mounting bracket 30 is bolted and attached to a fixed receiving plate 62, which will be described later, protruding from the structural member 16 of the building structure (FIG. 1, FIG. 1). 2).
[0032]
The second mounting bracket 30 is disposed opposite to the first mounting bracket 28 on the same central axis so as to be spaced apart on one side in the axial direction (downward in FIG. 3). It is elastically connected by a main rubber elastic body 32 interposed between the metal fittings 30 and 28. The main rubber elastic body 32 has a thick, substantially tapered cylindrical shape that is reduced in diameter toward one side in the axial direction, and the small-diameter-side end opening thereof constitutes the first mounting bracket 28. On the other hand, the large-diameter side end opening is vulcanized and bonded to the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the metal fitting 34, and one of the connecting fittings 52 constituting the second mounting fitting 30 in the axial direction (upward in FIG. 3) Vulcanized and bonded to the open end face. In short, in this embodiment, the main rubber elastic body 32 is formed as an integrally vulcanized molded product having the cup-shaped metal fitting 34 and the connecting metal fitting 52. And the axial direction surface of the 2nd mounting bracket 30 is connected to the 1st mounting bracket 28 via the main body rubber elastic body 32 by the axial end surface of the coupling bracket 52 which comprises the 2nd mounting bracket 30. One opening is fluid-tightly closed by the main rubber elastic body 32 and the first mounting bracket 28.
[0033]
Further, the support fitting 54 constituting the second mounting fitting 30 has an inner diameter smaller than that of the connection fitting 52, and an outer diameter smaller than the inner diameter of the central hole 64 is placed in the central hole 64. A vibration plate 66 serving as a vibration member having a substantially disk shape with dimensions is extended in a direction perpendicular to the axis and arranged substantially coaxially. The vibration plate 66 is made of a hard material such as metal or synthetic resin, and is elastically coupled and supported to the support fitting 54 by a support rubber elastic body 68 having an annular plate shape. Thereby, the axial displacement of the vibration plate 66 with respect to the support fitting 54 is allowed based on the elastic deformation of the support rubber elastic body 68.
[0034]
Then, the central hole 64 of the support fitting 54 is fluid-tightly closed by the vibration plate 66 and the support rubber elastic body 68, so that the first mounting bracket 28 and the vibration plate 66 are disposed between the axially opposed surfaces. A main liquid chamber 70 is formed that is fluid-tightly partitioned from the external space and in which an incompressible fluid is sealed. The main liquid chamber 70 is filled with a predetermined incompressible fluid, as in the equilibrium chamber 42. In the present embodiment, the fluid chamber includes the main liquid chamber 70 and the equilibrium chamber 42. That is, in the main liquid chamber 70, a part of the wall part is constituted by the main rubber elastic body 32, and another part of the wall part is constituted by the vibration plate 66. Due to the vibration displacement of the vibration plate 66, a change in internal pressure is caused in the main liquid chamber 70. When a change in internal pressure is caused in the main liquid chamber 70, the elastic deformation of the main rubber elastic body 32 is caused. Accordingly, a relative excitation displacement force is exerted between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30 in the approach / separation direction on the central axis.
[0035]
In addition, a fluid communication path 50 formed in the first mounting bracket 28 is openly communicated with the main liquid chamber 70, so that the fluid communication path 50 allows the main liquid chamber 70 and the equilibrium chamber 42 to be connected. The fluid flow at is allowed. The fluid communication path 50 is tuned with respect to vibration to be damped in the building structure, such as traffic vibration, and the vibration plate 66 is oscillated in such a frequency range so that the pressure is applied to the main liquid chamber 70. When the change is generated, a large pressure fluctuation is generated in the main liquid chamber 70 based on the resonance action of the fluid flowing through the fluid communication path 50. A large relative displacement force or excitation force is exerted between the two mounting brackets 30.
[0036]
Further, a bobbin 72 made of a non-magnetic material and having a reverse cup shape or a skirt shape is overlapped at the upper bottom portion at the center of the lower surface of the vibration plate 66, and at the center of the inner surface of the bottom portion of the bobbin 72. A guide rod 74 projecting downward in the axial direction is erected, and the bobbin 72 and the guide rod 74 are coaxially fixed to the vibration plate 66 by a fixing bolt 76. A coil 84 having a cylindrical shape as a whole is wound around and fixed to the cylindrical wall portion of the bobbin 72.
[0037]
On the other hand, the yoke member 58 constituting the second mounting bracket 30 is made of a ferromagnetic material and has a large, generally circular block shape as a whole. In FIG. 3, a guide hole 78 is formed which opens to the upper surface) and extends on the central axis by a predetermined length. Further, an annular circumferential groove 80 extending continuously in the circumferential direction is formed in the radially intermediate portion of the yoke member 58 so as to open upward in the axial direction (excitation plate 66 side). Further, a permanent magnet 82 is accommodated in the circumferential groove 80 and is fixed in close contact with the outer peripheral wall surface of the circumferential groove 80. The permanent magnet 82 may have a plurality of circular arc shapes divided in the circumferential direction in addition to the cylindrical shape continuous in the circumferential direction, but both magnetic poles are set on the inner circumferential surface side and the outer circumferential surface side. Yes. Thus, the yoke member 58 forms a substantially closed magnetic path-shaped magnetic path from one magnetic pole of the permanent magnet 82 to the other magnetic pole. A magnetic gap, which is a gap of a predetermined gap, is formed in a cylindrical shape extending continuously in the circumferential direction between the radially opposing surfaces of the inner circumferential surface of the magnet 82 and the inner circumferential wall surface of the circumferential groove 80.
[0038]
The yoke member 58 is overlapped with the support fitting 54 with an annular spacer fitting 56 made of a nonmagnetic material or the like sandwiched between the yoke member 58 so that the circumferential groove 80 opens toward the first mounting fitting 28 side. The bolts are fixed.
[0039]
A coil 84 fixedly supported by the vibration plate 66 is inserted into the circumferential groove 80 of the yoke member 58, and the coil 84 is opposed to both sides of the magnetic gap formed in the yoke member 58 ( Between the inner peripheral side magnetic pole surface of the permanent magnet 82 and the inner peripheral surface of the peripheral groove 80 of the yoke member 58, the permanent magnet 82 is positioned with a slight gap with respect to the opposite surfaces. Thereby, the coil 84 is disposed in the magnetic gap so as to be displaceable in the axial direction (vertical direction in FIG. 3). When the coil 84 is energized, an axial electromagnetic force (Lorentz force) is exerted on the coil 84 due to the interaction with the magnetic field in the magnetic gap, and this electromagnetic force is applied via the bobbin 72. It is applied to the vibration plate 66 as an axial displacement force. In other words, by applying an alternating current to the coil 84, the vibration plate 66 can be displaced by vibration.
[0040]
A cylindrical sliding bush 86 is inserted and fixed in the guide hole 78 formed in the yoke member 58, and a guide rod protruding from the vibration plate 66 with respect to the sliding bush 86. 74 is slidably inserted. The guide rod 74 is guided in the axial direction through the guide hole 78, so that the displacement direction of the coil 84 and the vibration plate 66 is stabilized, and the coil 84 interferes with the permanent magnet 82 and the yoke member 58. Is also reduced or prevented.
[0041]
Further, the support rubber elastic body 68 that elastically supports the vibration plate 66 on the second mounting bracket 30 (support metal fitting 54) undergoes a pressure change generated in the main liquid chamber 70 by vibrating the vibration plate 66. The rigidity of the support rubber elastic body 68 that is effectively generated without escaping by the deformation of the elastic rubber body 68, and the elasticity that is effective for holding the vibration plate 66 in a predetermined position and restoring the initial position after the displacement. The wall thickness dimension, material, etc. are set so that it may be exhibited.
[0042]
Furthermore, in this embodiment, the effective piston area of the first mounting bracket 28 in the main liquid chamber 70 is set to be larger than the effective piston area of the vibration plate 66 in the main liquid chamber 70. When the vibration plate 66 is displaced in the axial direction, the driving force input to the vibration plate 66 is amplified based on the pressure action of the incompressible fluid sealed in the main liquid chamber 70, and the first The mounting bracket 28 is extended. That is, the driving force of the vibration plate 66 based on the electromagnetic force generated by energizing the coil 84 is between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30 based on the amplification action of the main liquid chamber 70. Therefore, it is effectively applied as an excitation force. The effective piston area is generated in the main liquid chamber 70 when the vibration plate 66 and the first mounting bracket 28 are displaced by a unit amount in the axial direction with the fluid communication path 50 closed. It can be recognized as a volume change. The effective piston area on the second mounting bracket 30 side is set to be larger than that of the first mounting bracket 28 including the vibration plate 66, the support rubber elastic body 68, the support bracket 54, and the like.
[0043]
That is, in the fluid-filled mount 14 having the above-described structure, the main liquid chamber 70 is excited by exciting the vibration plate 66 by supplying an alternating current or ON / OFF pulse current to the coil 84. Pressure fluctuations are generated. As a result, a relative pressure fluctuation is generated between the main liquid chamber 70 and the equilibrium chamber 42, and a fluid flow through the fluid communication path 50 is generated between the two chambers 70 and 42. At that time, the main liquid chamber 70 generates a pressure fluctuation larger than the pressure fluctuation generated based only on the vibration displacement of the vibration plate 66 based on the resonance action of the fluid, and as a result. The excitation force exerted on the excitation plate 66 by the electromagnetic force accompanying the energization of the coil 84 is amplified relative to the relative displacement force (excitation) between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30. Power).
[0044]
Therefore, in the fluid-filled mount 14, as described above, the amplification action of the excitation force based on the difference between the effective piston areas of the vibration plate 66 and the first mounting bracket 28 in the main liquid chamber 70, and the above-mentioned As described above, the amplifying action of the excitation force based on the resonance action of the fluid flowing through the fluid communication path 50 is exerted in combination, so that the first vibration plate 66 is vibrated, so that the first An excitation force that approaches / separates in the direction of the central axis can be generated very efficiently between the mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30. In particular, the amplifying action of the excitation force based on the resonance action of the fluid flowing through the fluid communication path 50 is effectively exhibited in the tuning frequency range of the fluid communication path 50. By tuning to about 10 Hz, it becomes possible to obtain the excitation force particularly efficiently in the frequency range of traffic vibration which is a problem in a building structure.
[0045]
The fluid-filled mount 14 having such a structure has a mount center axis (the relative displacement direction of the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30) as shown in FIGS. In a substantially horizontal direction, the first mounting bracket 28 is superposed on the outer peripheral surface of the main body mass 18 of the passive vibration system 12 and bolted, while the second mounting bracket 30 is fixed to the main body mass 18. It is mounted by being bolted by being superposed on a fixed receiving plate 62 which is positioned around and is erected on the structural member 16 of the building structure. The fixed receiving plate 62 is made of a material having sufficient rigidity, such as steel, and has a substantially L-shaped planar shape and is fixed to the structural material 16. The side part outer circumferential surface and the short side part outer circumferential surface are spaced apart from each other in the horizontal direction and are opposed to each other.
[0046]
In particular, in this embodiment, a total of three fluid-filled mounts 14 are used, two on the outer peripheral surface extending in the long side direction of the main body mass 18 and one on the outer peripheral surface extending in the short side direction, Each is attached. Thus, the excitation forces generated between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30 in each fluid-filled mount 14 are substantially orthogonal to the main body mass 18 in the passive vibration system 12. It is applied as two horizontal excitation forces. In particular, in the present embodiment, any horizontal excitation force causes elasticity extending in the vertical direction in the passive vibration system 12 so that displacement in the torsional direction in the horizontal plane of the main body mass 18 is prevented as much as possible. It extends in the direction perpendicular to the main axis.
[0047]
In the dynamic vibration absorber 10 having the above-described structure, the coil 84 of each fluid-filled mount 14 is energized by the control device 88 that controls the power supply to the coil 84 of each fluid-filled mount 14. When an excitation force is generated between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30, the excitation force is exerted on the main body mass 18 constituting the passive vibration system 12, and the passive vibration system 12 is Therefore, the vibration is displaced at the corresponding frequency. Therefore, when vibration to be damped is generated in the building structure, the passive vibration system 12 is caused to flow at a frequency and a phase corresponding to the vibration to be damped in the building structure by the fluid-filled mount 14. By applying vibration, a destructive or interference active vibration isolation effect can be exhibited.
[0048]
The control device 88 for controlling the vibration of the fluid-filled mount 14 is based on the detection signal of the vibration sensor 90 that detects the vibration state of the building structure to be vibration-isolated, and is effective in damping the vibration. The drive current corresponding to the detection signal is output to the coil 84 of each fluid-filled mount 14, and for example, corresponds to the magnitude of the detection signal based on preset data. The drive current of the magnitude is controlled in a feed-forward manner by supplying power with a predetermined phase difference to the detection signal, or the vibration value of the building structure included in the detection signal is made as zero as possible. For example, a device that feedback-controls the magnitude of the drive current or the like can be suitably employed.
[0049]
In the present embodiment, since the plurality of fluid-filled mounts 14 are mounted in a state in which the vibration force is exerted on the passive vibration system 12 in the horizontal direction perpendicular to each other, the vibration force is applied in each direction. In addition to being able to exert an excitation force in the same direction as the excitation direction of any of the fluid-filled mounts 14 on the passive vibration system 12 by selectively vibrating the fluid-filled mount 14 that exerts By simultaneously oscillating the fluid-filled mount 14 that exerts a vibration force in each direction, it is possible to exert a vibration force in the resultant direction of the vibration force of each fluid-filled mount 14 on the passive vibration system 12. In this way, it is possible to obtain an effective damping effect against any horizontal vibration in the building structure.
[0050]
In the dynamic vibration absorber 10 as described above, a fluid-filled mount 14 having a specific structure is employed as a vibration means that exerts a vibration force on the passive vibration system 12, so that a sliding mechanism, a ball screw mechanism, etc. Thus, an active dynamic vibration absorber can be advantageously realized without providing a structural part that transmits a load or a force by direct contact or sliding contact between members, thereby causing wear or damage of the member. The malfunction caused by the above is advantageously avoided, excellent durability and stable operability are exhibited, and simplification and downsizing of the overall structure of the dynamic vibration absorber 10 can be advantageously achieved.
[0051]
Moreover, in the dynamic vibration absorber 10, the relative displacement between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30 is based on the elastic deformation of the main rubber elastic body 32 in the fluid filled mount 14 as the vibration means. And the vibration force between the mounting brackets 28 and 30 is directly exerted by electromagnetic force without using a mechanical transmission mechanism or the like. The excitation force exerted on the passive vibration system 12 from the fluid-filled mount 14 can be stably controlled up to a high frequency range. Therefore, for example, for traffic vibration in a small building structure, etc. In addition, an effective active damping effect can be obtained stably.
[0052]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described in full detail, this is an illustration to the last, Comprising: This invention is not interpreted limited at all by the specific description in this Embodiment.
[0053]
For example, when mounting multiple fluid-filled mounts, it is possible to apply different frequency tuning to each of the fluid-filled mounts, and when the vibration frequency to be isolated in the building structure changes. It is also effective to selectively use an active vibration system that has been subjected to frequency tuning corresponding to it.
[0054]
Further, the structure of the vibration member in the fluid-filled mount is not particularly limited. For example, the vibration plate 66 and the support rubber elastic body 68 in the above-described embodiment are entirely formed by a rubber elastic plate, a leaf spring, or the like. It is also possible to configure.
[0055]
In addition, the equilibrium chamber 42 and the fluid communication path 50 in the fluid-filled mount 14 in the above-described embodiment are not necessarily provided, and the equilibrium chamber 42 and the fluid communication path 50 are not provided depending on specific requirements. A fluid-filled mount can also be used. Even in such a fluid-filled mount, the passive vibration system 12 is based on the amplification action of the excitation force based on the difference between the effective piston areas of the vibration plate 66 and the first mounting bracket 28 in the main liquid chamber 70. An effective excitation force can be exerted on.
[0056]
Further, in the fluid filled mount 14 in the above embodiment, for example, a hard partition member that extends in a direction perpendicular to the axis between the opposing surfaces of the first mounting bracket 28 and the vibration plate 66 is disposed in the main liquid chamber 70. The main liquid chamber 70 is divided into two fluid-tightly by being supported by the second mounting bracket 30, and a part of the wall portion is constituted by the main rubber elastic body 32 on one side of the partition member. The main liquid chamber is formed, and on the other side of the partition member, a sub liquid chamber having a part of the wall constituted by the vibration plate 66 is formed, and the main liquid chamber and the sub liquid chamber are further formed. It is also effective to form a second fluid communication path as a second fluid flow path communicating with each other. If such a structure is adopted, the pressure fluctuation is directly generated in the sub liquid chamber by the vibration of the vibration plate 66, and this pressure fluctuation is caused by the fluid flow through the second fluid communication path. The vibration is transmitted to the main liquid chamber and an excitation force is exerted between the first mounting bracket 28 and the second mounting bracket 30. In this case, by utilizing the resonance action of the fluid that is allowed to flow in the second fluid communication path, the pressure transmission from the sub liquid chamber to the main liquid chamber can be amplified. It is possible to produce it more efficiently. In this case, it is desirable to tune the second fluid communication path in accordance with the vibration frequency to be damped in order to obtain an advantageous effect of amplifying the vibration force based on the resonance action of the fluid. .
[0057]
In the above embodiment, the fluid-filled mount 14 is mounted on each of the short side outer peripheral surface and the long side outer peripheral surface of the main body mass 18 constituting the passive vibration system 12. The fluid-filled mounts 14 may be mounted on both the short side outer peripheral surfaces on both sides and the long side outer peripheral surfaces on both sides facing each other in a state of facing each other. Thereby, each individual fluid-filled mount 14 can be miniaturized.
[0058]
In addition, the present invention provides active dynamic vibration damping for various small to large building structures such as single-story and two-story general houses as well as apartment houses, offices, warehouses, buildings and towers. Needless to say, any device can be used.
[0059]
In addition, although not enumerated one by one, the present invention can be carried out in a mode to which various changes, modifications, improvements and the like are added based on the knowledge of those skilled in the art. It goes without saying that all are included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
[0060]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the active dynamic vibration absorber having the structure according to the present invention, a fluid having a specific structure is used as a vibration means for applying a vibration force to the main body mass member constituting the passive vibration system. By adopting an encapsulated mount, we were able to construct such an active vibration system without the need for complicated mechanisms such as linear bearings and ball screws, thereby simplifying the structure and making it more compact. As a result, dramatic improvement in durability and operational stability can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a dynamic vibration absorber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the dynamic vibration absorber shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view showing a fluid-filled mount constituting the dynamic vibration absorber shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10 Dynamic vibration absorber
12 Passive vibration system
14 Fluid filled mount
16 Structural materials
18 Body mass
20 Rubber mount
28 First mounting bracket
30 Second mounting bracket
32 Body rubber elastic body
42 Equilibrium room
50 Fluid communication passage
58 Yoke member
62 Fixed backing plate
66 Excitation plate
68 Support rubber elastic body
70 Main liquid chamber
82 Permanent magnet
84 coils
88 Controller

Claims

A construction in which a dynamic vibration absorber is configured by elastically supporting a main body mass member via an elastic support member with respect to a building structure, and an excitation means for applying a horizontal excitation force to the main body mass member is provided. In active dynamic vibration absorbers for structures,
The first mounting member and the second mounting member are spaced apart from each other, and both the mounting members are elastically connected by the main rubber elastic body, while the main rubber elastic body forms a part of the wall portion. A fluid chamber in which a compressive fluid is sealed is formed, another part of the wall portion of the fluid chamber is formed by a vibration member, and driving means for driving the vibration member is provided. by the vibration member vibrating displacement, and to give rise to pressure changes in the fluid chamber so as to exert a relative excitation force between said first mounting member and the second mounting member, fluid chamber In the construction structure, a fluid flow path in which a fluid flow is generated in accordance with the vibration displacement of the vibration member is formed, and the resonance frequency of the fluid that is allowed to flow in the fluid flow path is to be damped in the building structure. using the vibration frequency and the fluid-filled mount that substantially same as tuned While attaching one of said first mounting member and the second mounting member in the fluid-filled mount to the body mass member, they other the architectural structure of the first and second mounting members An active dynamic vibration absorber for a building structure, characterized in that the vibration means is constituted by such a fluid-filled mount by being attached to a structural material of the object.

The fluid chamber of the fluid-filled mount has an excitation force between the first mounting member and the second mounting member based on a pressure change in which a part of the wall portion is configured by the main rubber elastic body. The main liquid chamber and the equilibration chamber in which a part of the wall is made of a flexible membrane and the volume change is easily allowed are communicated with each other. 2. The active dynamic vibration absorber according to claim 1, wherein a first fluid flow path is formed, and a pressure change based on the vibration displacement of the vibration member is applied to the main liquid chamber.

The fluid chamber of the fluid-filled mount has an excitation force between the first mounting member and the second mounting member based on a pressure change in which a part of the wall portion is configured by the main rubber elastic body. And a sub liquid chamber in which a part of the wall portion is constituted by the vibration member and the pressure change is directly generated based on the vibration displacement of the vibration member. The active dynamic vibration absorber according to claim 1 or 2 , wherein a second fluid flow path is formed to connect the main liquid chamber and the sub liquid chamber to each other.

A plurality of the above-described fluid-filled mounts are used, and the plurality of active vibration dampers are mounted so that an excitation force is exerted on the main body mass member in two horizontal directions orthogonal to each other. 4. The active dynamic vibration absorber according to any one of 3 above.

Based on the reference signal corresponding to the vibration to be damped in the building structure, according to claim 1 to 4 having an active control device for generating control signals for controlling the operation of said driving means in the fluid-filled mount An active dynamic vibration absorber according to any one of the above.