JP4363026B2

JP4363026B2 - Active dynamic vibration absorber

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Publication number: JP4363026B2
Application number: JP2002308969A
Authority: JP
Inventors: 郁夫下田; 幸人松本
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2009-11-11
Anticipated expiration: 2022-10-23
Also published as: JP2004144178A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強風、地震等により構造物に生起する振動を低減する能動型動吸振装置（アクティブマスダンパ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】
特許第２９６６１４６号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
能動型動吸振装置としては上記の特許文献に記載されているものが知られており、この能動型動吸振装置は、夫々が一対の極を隙間をもって配置してなる一対の電磁石に交互に通電を行って反発力を発生して水平面内の一方の方向に対する振動の低減を行うようにしたものである。
【０００４】
ところで、電磁石による反発力は距離の二乗に反比例するので、大きな反発力を電磁石によって得るためには、一対の極間の隙間を狭くするか、電磁石に流す電流を大きくする必要があるが、一対の極間の隙間を狭くすると、能動型動吸振装置のダイナミックレンジが狭くなって大振幅の振動に対して動作しなくなる虞がある一方、電磁石に流す電流を大きくするには、大容量の電流源を必要とする上に、大電流を処理できる電気回路を用いる必要がある結果、コストアップを招来する虞がある。
【０００５】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、高性能化かつコスト低減を図り得る能動型動吸振装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の能動型動吸振装置は、重錘と、この重錘を取り囲んだ内側枠体と、重錘と内側枠体との間に介在されていると共に、重錘を内側枠体に対して水平面内のＸ方向に可動に保持する一方、水平面内のＸ方向に交差する水平面内のＹ方向並びにＸ方向及びＹ方向に直交する垂直方向に不動に保持する第一の保持機構と、内側枠体の外側に配された外側枠体と、内側枠体と外側枠体との間に介在されていると共に、内側枠体を外側枠体に対してＹ方向に相対的に可動に保持する一方、Ｘ方向及び垂直方向に不動に保持する第二の保持機構と、内側枠体又は外側枠体に対する重錘のＸ方向及びＹ方向の所定値の相対的振動を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号に基づいて、重錘の内側枠体に対するＸ方向の相対的な移動を許容する一方、重錘の内側枠体に対するＸ方向の振動変位を減少させるように重錘を内側枠体に対してＸ方向に相対的に移動させる第一の移動手段と、検出手段からの検出信号に基づいて、重錘の内側枠体に対するＹ方向の相対的な移動を許容する一方、重錘の外側枠体に対するＹ方向の振動変位を減少させるように重錘を外側枠体に対してＹ方向に相対的に移動させる第二の移動手段とを具備しており、ここで、内側枠体は、重錘を間にしてＸ方向において互いに対向する一対のＸ方向縦壁部を有しており、第一の移動手段は、内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に関して固定されていると共に、重錘に対してＸ方向に相対的に可動なＸ方向走行体と、このＸ方向走行体を重錘に対して相対的にＸ方向に走行させる作用力を与えるようにＸ方向走行体に係合していると共に重錘に設けられたＸ方向走行駆動源とを具備している。
【０００７】
第一の態様の能動型動吸振装置によれば、第一の移動手段が、一対のＸ方向縦壁部に関して固定されたＸ方向走行体と、このＸ方向走行体を重錘に対して相対的にＸ方向に走行させる作用力を与えると共に重錘に設けられたＸ方向走行駆動源とを具備しているために、重錘と内側枠体とのＸ方向の相対位置に拘わらずＸ方向走行体とＸ方向走行駆動源との係合部での位置関係を夫々一定にできる結果、重錘と内側枠体の一対のＸ方向縦壁部との間の距離を大きくしてダイナミックレンジを広くしても、それに応じてＸ方向の作用力を大きくする必要がなく、而して、Ｘ方向に関して所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、高性能化かつコスト低減を図り得る。
【０００８】
本発明の能動型動吸振装置において、Ｘ方向走行駆動源とＸ方向走行体との係合としては、電磁的係合であっても機械的係合であってもよく、要は、Ｘ方向走行駆動源によってＸ方向走行体を重錘に対して相対的にＸ方向に走行させる作用力を与える係合であればよい。
【０００９】
Ｘ方向走行体は、内側枠体に関して固定されていればよいのであって、例えば内側枠体がその下縁で構造物の屋上床等の床部に固着される一方、外側枠体が重錘と同様に構造物の屋上床等の床部から浮いて配される場合には、能動型動吸振装置が設置される構造物の屋上床等の床部又は内側枠体に固定されていてもよく、これに代えて、例えば内側枠体が重錘と同様に構造物の屋上床等の床部から浮いて配される一方、外側枠体がその下縁で構造物の屋上床等の床部に固着される場合には、内側枠体に固定され、特に好ましくは本発明の第二の態様の能動型動吸振装置のように、その一端部では一方のＸ方向縦壁部に、その他端部では他方のＸ方向縦壁部に夫々固着されて内側枠体に固定される。
【００１０】
本発明の第三の態様の能動型動吸振装置では、内側枠体は、重錘を間にしてＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部を有しており、第一の保持機構は、内側枠体に対する重錘のＸ方向の移動を許容する一方、内側枠体に対する重錘のＹ方向の移動を阻止するように、一対のＸ方向縦壁部と重錘との間の夫々に介在された横置きのＵ字状の板ばねと、内側枠体に対する重錘のＸ方向の移動を許容する一方、重錘を内側枠体に対して垂直方向に不動に保持するように、重錘と一対のＹ方向縦壁部との間の夫々に介在された縦置きのＵ字状の板ばねとを具備している。
【００１１】
本発明の第四の態様の能動型動吸振装置では、外側枠体は、内側枠体の一対のＸ方向縦壁部を間にしてＸ方向において互いに対向する一対のＸ方向縦壁部と、内側枠体の一対のＹ方向縦壁部を間にしてＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部とを有しており、第二の保持機構は、外側枠体に対する内側枠体のＹ方向の移動を許容する一方、外側枠体に対する内側枠体のＸ方向の移動を阻止するように、内側枠体と外側枠体との夫々の一対のＹ方向縦壁部間の夫々に介在された横置きのＵ字状の板ばねと、外側枠体に対する内側枠体のＹ方向の移動を許容する一方、内側枠体を外側枠体に対して垂直方向に不動に保持するように、内側枠体と外側枠体との夫々の一対のＸ方向縦壁部間の夫々に介在された縦置きのＵ字状の板ばねとを具備している。
【００１２】
本発明の第五の態様の能動型動吸振装置では、内側枠体は、重錘を間にしてＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部を有しており、外側枠体は、内側枠体の一対のＸ方向縦壁部を間にしてＸ方向において互いに対向する一対のＸ方向縦壁部と、内側枠体の一対のＹ方向縦壁部を間にしてＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部とを有しており、第二の保持機構は、外側枠体に対する内側枠体のＹ方向の移動を許容する一方、外側枠体に対する内側枠体のＸ方向の移動を阻止するように、内側枠体と外側枠体との夫々の一対のＹ方向縦壁部間の夫々に介在された横置きのＵ字状の板ばねと、外側枠体に対する内側枠体のＹ方向の移動を許容する一方、内側枠体を外側枠体に対して垂直方向に不動に保持するように、内側枠体と外側枠体との夫々の一対のＸ方向縦壁部間の夫々に介在された縦置きのＵ字状の板ばねとを具備している。
【００１３】
第三から第五の態様の能動型動吸振装置のように、第一及び第二の保持機構がＵ字状の板ばねをもって構成されていると、重錘及び内側枠体又は外側枠体を摩擦抵抗なしにＸ方向及びＹ方向に可動に保持できる結果、能動型動吸振機能をほぼ理想的な態様で得ることができる。
【００１４】
本発明の第六の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、外側枠体の一対のＹ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＹ方向に移動させるようになっており、本発明の第七の態様の能動型動吸振装置では、第一の移動手段は、内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＸ方向に移動させるようになっている。
【００１５】
本発明の第八の態様の能動型動吸振装置では、第一の移動手段は、重錘に固定された固定子からなるＸ方向走行駆動源と、この固定子に対してＸ方向に相対的に可動であって内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に掛け渡されていると共に、内側枠体に固定された可動子からなるＸ方向走行体とを有したリニアモータを具備しており、リニアモータは、検出手段の検出信号に基づいて、その固定子に対するその可動子のＸ方向の相対的な移動を許容する一方、その固定子に対してその可動子をＸ方向に相対的に移動させて内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＸ方向に移動させるようになっている。
【００１６】
本発明の第九の態様の能動型動吸振装置では、第一の移動手段は、重錘に固定された電動モータからなるＸ方向走行駆動源と、この電動モータの出力回転軸に直接的に又は間接的に巻き付けられていると共に、Ｘ方向に伸びて張設されており、一端で内側枠体の一方のＸ方向縦壁部に、他端で内側枠体の他方のＸ方向縦壁部に夫々固着された紐状体からなるＸ方向走行体とを具備しており、電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を回転させて紐状体の巻き付け位置を変えて内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＸ方向に移動させるようになっており、ここで、紐状体は、好ましくは本発明の第十の態様の能動型動吸振装置のように、ワイヤー、ベルト又はチェーンである。
【００１７】
本発明の第十一の態様の能動型動吸振装置では、第一の移動手段は、重錘に固定された電動モータ及びこの電動モータの出力回転軸に固着されたピニオンからなるＸ方向走行駆動源と、このピニオンに噛み合っていると共に、Ｘ方向に伸びて配されており、一端で内側枠体の一方のＸ方向縦壁部に、他端で内側枠体の他方のＸ方向縦壁部に夫々固着されたラックからなるＸ方向走行体とを具備しており、電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を介してピニオンを回転させてピニオンとラックとの噛み合わせ位置を変えて内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＸ方向に移動させるようになっている。
【００１８】
本発明の第十二の態様の能動型動吸振装置では、第一の移動手段は、重錘に固定された電動モータ及びこの電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたボールナットからなるＸ方向走行駆動源と、このボールナットに螺合されていると共に、Ｘ方向に伸びて配されており、一端で内側枠体の一方のＸ方向縦壁部に、他端で内側枠体の他方のＸ方向縦壁部に夫々固着されたボールねじからなるＸ方向走行体とを具備しており、電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を介してボールナットを回転させてボールナットとボールねじとの螺合位置を変えて内側枠体の一対のＸ方向縦壁部に対して重錘を相対的にＸ方向に移動させるようになっている。
【００１９】
本発明の第十三の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、外側枠体に関して固定されていると共に、重錘に対してＹ方向に相対的に可動なＹ方向走行体と、このＹ方向走行体を重錘に対して相対的にＹ方向に走行させる作用力を与えるようにＹ方向走行体に係合していると共に内側枠体に関して固定されているＹ方向走行駆動源とを具備している。
【００２０】
第十三の態様の能動型動吸振装置において、Ｙ方向走行体は、外側枠体に関して固定されていればよいのであって、例えば外側枠体に固着されていても、これに代えて、能動型動吸振装置が設置される構造物の屋上床等の床部に固定されていてもよく、これと同様に、Ｙ方向走行駆動源は、内側枠体に関して固定されていればよいのであって、例えば内側枠体に固着されていても、これに代えて、能動型動吸振装置が設置される構造物の屋上床等の床部に固定されていてもよいのである。
【００２１】
本発明の第十四の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、内側枠体に関して固定されている固定子からなるＹ方向走行駆動源と、このＹ方向走行駆動源の固定子に対してＹ方向に相対的に可動であって外側枠体に関して固定された可動子からなるＹ方向走行体とを有したリニアモータを具備しており、第二の移動手段のリニアモータは、検出手段の検出信号に基づいて、その固定子に対するその可動子のＹ方向の相対的な移動を許容する一方、その固定子に対してその可動子をＹ方向に相対的に移動させて外側枠体に対して重錘を相対的にＹ方向に移動させるようになっている。
【００２２】
本発明の第十五の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、内側枠体に関して固定された電動モータからなるＹ方向走行駆動源と、このＹ方向走行駆動源の電動モータの出力回転軸に直接的に又は間接的に巻き付けられていると共に、Ｙ方向に伸びて張設されており、一端及び他端で外側枠体に関して固定された紐状体からなるＸ方向走行体とを具備しており、第二の移動手段の電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を回転させて第二の移動手段の紐状体の巻き付け位置を変えて外側枠体に対して重錘を相対的にＹ方向に移動させるようになっており、ここで、第二の移動手段の紐状体は、好ましくは本発明の第十六の態様の能動型動吸振装置のように、ワイヤー、ベルト又はチェーンである。
【００２３】
本発明の第十七の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、内側枠体に関して固定された電動モータ及びこの電動モータの出力回転軸に固着されたピニオンからなるＹ方向走行駆動源と、このＹ方向走行駆動源のピニオンに噛み合っていると共に、Ｙ方向に伸びて配されており、一端及び他端で外側枠体に関して固定されたラックからなるＹ方向走行体とを具備しており、第二の移動手段の電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を介して第二の移動手段のピニオンを回転させて第二の移動手段のピニオンとラックとの噛み合わせ位置を変えて外側枠体に対して重錘を相対的にＹ方向に移動させるようになっている。
【００２４】
本発明の第十八の態様の能動型動吸振装置では、第二の移動手段は、内側枠体に関して固定された電動モータ及びこの電動モータの出力回転軸の回転と共に回転するように当該出力回転軸に連結されたボールナットからなるＹ方向走行駆動源と、このＹ方向走行駆動源のボールナットに螺合されていると共に、Ｙ方向に伸びて配されており、一端及び他端で外側枠体に関して固定されたボールねじからなるＹ方向走行体とを具備しており、第二の移動手段の電動モータは、検出手段の検出信号に基づいて、その出力回転軸の自由回転を許容する一方、その出力回転軸を介して第二の移動手段のボールナットを回転させて第二の移動手段のボールナットとボールねじとの螺合位置を変えて外側枠体に対して重錘を相対的にＹ方向に移動させるようになっている。
【００２５】
本発明において、検出手段は、好ましくは本発明の第十九の態様の能動型動吸振装置のように、外側枠体に対する重錘のＸ方向及びＹ方向の所定値の相対的振動を検出するようになっており、また好ましくは本発明の第二十の態様の能動型動吸振装置のように、相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つを検出するようになっており、そしてまた好ましくは本発明の第二十一の態様の能動型動吸振装置のように、外側枠体に対するＸ方向及びＹ方向の一定以上の相対的振動を検出するようになっている。
【００２６】
本発明においては、Ｘ方向とＹ方向とは互いに交差していればよいのであるが、好ましくは本発明の第二十二の態様の能動型動吸振装置のように、互いに直交している。
【００２７】
次に本発明及びその実施の形態を構造物に用いた例について、図を参照して更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何等限定されないのである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１から図５において、本例の能動型動吸振装置１は、直方体からなる重錘２と、重錘２を水平面内のＸ方向の隙間Ｘ１及びＸ方向に交差、本例では直交する水平面内のＹ方向の隙間Ｙ１をもって取り囲んだ平面形状において四角形の内側枠体３と、重錘２と内側枠体３との間に介在されていると共に、重錘２を内側枠体３に対してＸ方向に可動に保持する一方、Ｙ方向並びにＸ方向及びＹ方向に直交する垂直方向Ｖに不動に保持する保持機構４と、内側枠体３の外側にＸ方向の隙間Ｘ２及びＹ方向の隙間Ｙ２をもって配された平面形状において八角形の外側枠体５と、内側枠体３と外側枠体５との間に介在されていると共に、内側枠体３を外側枠体５に対してＹ方向に相対的に可動に保持する一方、Ｘ方向及び垂直方向Ｖに不動に保持する保持機構６と、内側枠体３又は外側枠体５、本例では外側枠体５に対する重錘２のＸ方向及びＹ方向の所定値の相対的振動を検出する検出手段７と、検出手段７からの検出信号に基づいて、重錘２の内側枠体３に対するＸ方向の相対的な移動を許容する一方、重錘２の内側枠体３に対するＸ方向の振動変位を減少させるように重錘２を内側枠体３に対してＸ方向に相対的に移動させる移動手段８と、検出手段７からの検出信号に基づいて、重錘２の外側枠体５に対するＹ方向の相対的な移動を許容する一方、重錘２の外側枠体５に対するＹ方向の振動変位を減少させるように重錘２を外側枠体５に対してＹ方向に相対的に移動させる移動手段９とを具備している。
【００２９】
内側枠体３は、重錘２を間にしてしかも重錘２との間に隙間Ｘ１をもってＸ方向において互いに対向する一対のＸ方向縦壁部２１及び２２と、重錘２を間にしてしかも重錘２との間に隙間Ｙ１をもってＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部２３及び２４と、Ｘ方向縦壁部２１及び２２に夫々ねじ、ナット２５を介して連結された中央枠部２６とを有しており、一対のＸ方向縦壁部２１及び２２並びに一対のＹ方向縦壁部２３及び２４は、四角形の内側枠体３を形成するように一体的に互いに連結されている。
【００３０】
構造物の屋上床等の床部２７に下縁で固定されている外側枠体５は、内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２を間にしてしかも一対のＸ方向縦壁部２１及び２２の夫々との間に隙間Ｘ２をもってＸ方向において互いに対向する一対のＸ方向縦壁部３１及び３２と、内側枠体３の一対のＹ方向縦壁部２３及び２４を間にしてしかも一対のＹ方向縦壁部２３及び２４の夫々との間に隙間Ｙ２をもってＹ方向において互いに対向する一対のＹ方向縦壁部３３及び３４と、Ｙ方向縦壁部３３及び３４に夫々ねじ、ナット３５を介して連結された中央枠部３６と、一対のＸ方向縦壁部３１及び３２と一対のＹ方向縦壁部３３及び３４との夫々の間に配された角部縦壁部３７、３８、３９及び４０とを有しており、一対のＸ方向縦壁部３１及び３２、一対のＹ方向縦壁部３３及び３４並びに角部縦壁部３７、３８、３９及び４０は、八角形の外側枠体５を形成するように一体的に互いに連結されている。
【００３１】
保持機構４は、内側枠体３に対する重錘２のＸ方向の移動を許容する一方、内側枠体３に対する重錘２のＹ方向の移動を阻止するように、一対のＸ方向縦壁部２１及び２２と重錘２との間の夫々に介在された横置きのＵ字状の板ばね５１及び５２と、内側枠体３に対する重錘２のＸ方向の移動を許容する一方、重錘２を内側枠体３に対して垂直方向Ｖに不動に保持するように、重錘２と一対のＹ方向縦壁部２３及び２４との間の夫々に介在された縦置きのＵ字状の板ばね５３及び５４とを具備している。
【００３２】
板ばね５１は、一縁部５５で重錘２の側面６１に、他縁部５６で中央枠部２６に夫々固着されており、板ばね５２は、一縁部５５で重錘２の側面６２に、他縁部５６で中央枠部２６に夫々固着されており、一対の板ばね５３の夫々は、一縁部５５で重錘２の側面６３に、他縁部５６でＹ方向縦壁部２３に夫々固着されており、他の一対の板ばね５４の夫々は、一縁部５５で重錘２の側面６４に、他縁部５６でＹ方向縦壁部２４に夫々固着されている。
【００３３】
保持機構６は、外側枠体５に対する内側枠体３のＹ方向の移動を許容する一方、外側枠体５に対する内側枠体３のＸ方向の移動を阻止するように、内側枠体３と外側枠体５との夫々の一対のＹ方向縦壁部２３及び２４並びに３３及び３４間の夫々に介在された横置きのＵ字状の板ばね７１及び７２と、外側枠体５に対する内側枠体３のＹ方向の移動を許容する一方、内側枠体３を外側枠体５に対して垂直方向Ｖに不動に保持するように、内側枠体３と外側枠体５との夫々の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２並び３１及び３２に間の夫々に介在された縦置きのＵ字状の板ばね７３及び７４とを具備している。
【００３４】
板ばね７１は、一縁部５５でＹ方向縦壁部２３に、他縁部５６でＹ方向縦壁部３３に夫々固着されており、板ばね７２は、一縁部５５でＹ方向縦壁部２４に、他縁部５６でＹ方向縦壁部３４に夫々固着されており、一対の板ばね７３の夫々は、一縁部５５でＸ方向縦壁部２１に、他縁部５６でＸ方向縦壁部３１に夫々固着されており、他の一対の板ばね７４の夫々は、一縁部５５でＸ方向縦壁部２２に、他縁部５６でＸ方向縦壁部３２に夫々固着されている。
【００３５】
重錘２のＸ方向及びＹ方向の所定値の外側枠体５に対する相対的振動を検出するようになっている検出手段７は、相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つ、本例では加速度を電気的に検出するセンサ８１と、センサ８１からの検出加速度のうちからＸ方向の加速度を時間積分してＸ方向の変位及び変位方向を電気的に求めて、このＸ方向の変位が一定以上になる際には移動手段８を駆動する駆動信号及び変位方向信号を送出するＸ方向変位判定回路８２と、センサ８１からの検出加速度のうちからＹ方向の加速度を時間積分してＹ方向の変位及び変位方向を電気的に求めて、このＹ方向の変位が一定以上になる際には移動手段９を駆動する駆動信号及び変位方向信号を送出するＹ方向変位判定回路８３とを具備している。
【００３６】
センサ８１は床部２７と重錘２との間に取り付けられており、これにより、検出手段７は、重錘２に対する外側枠体５のＸ方向及びＹ方向の一定以上の相対的振動を検出して、重錘２に対する構造物の相対的振動を検出するようになっている。
【００３７】
検出手段７のセンサ８１としては、重錘２に対する内側枠体３のＸ方向の相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つと、重錘２又は内側枠体３に対する外側枠体５のＹ方向の相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つとを検出して、これにより、重錘２の外側枠体５に対するＸ方向及びＹ方向の相対的振動の加速度、速度及び変位のうちの少なくとも一つを検出するようにしてもよい。
【００３８】
Ｘ方向変位判定回路８２は、センサ８１からの検出加速度から重錘２がＸ方向においてＸ方向縦壁部２１側に相対的に変位したか、Ｘ方向縦壁部２２側に相対的に変位したかを判断して、重錘２がＸ方向においてＸ方向縦壁部２１側に相対的に変位した場合には、重錘２をＸ方向においてＸ方向縦壁部２２側に相対的に移動させ、重錘２がＸ方向においてＸ方向縦壁部２２側に相対的に変位した場合には、重錘２をＸ方向においてＸ方向縦壁部２１側に相対的に移動させることを示す変位方向信号を送出するようになっている。
【００３９】
Ｙ方向変位判定回路８３も同様であって、センサ８１からの検出加速度から重錘２がＹ方向においてＹ方向縦壁部３３側に相対的に変位したか、Ｙ方向縦壁部３４側に相対的に変位したかを判断して、重錘２がＹ方向においてＹ方向縦壁部３３側に相対的に変位した場合には、重錘２をＹ方向においてＹ方向縦壁部３４側に相対的に移動させ、重錘２がＹ方向においてＹ方向縦壁部３４側に相対的に変位した場合には、重錘２をＹ方向においてＹ方向縦壁部３３側に相対的に移動させることを示す変位方向信号を送出するようになっている。
【００４０】
内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に対して重錘２を相対的にＸ方向に移動させるようになっている移動手段８は、一端部９１ではＸ方向縦壁部２１に、他端部９２ではＸ方向縦壁部２２に夫々固着されていると共に、重錘２に対してＸ方向に相対的に可動なＸ方向走行体９３と、Ｘ方向走行体９３を重錘２に対して相対的にＸ方向に走行させる作用力を与えるようにＸ方向走行体９３に係合していると共に重錘２に設けられたＸ方向走行駆動源９４と、Ｘ方向変位判定回路８２からの駆動信号及び変位方向信号でもってＸ方向走行駆動源９４に駆動電流を供給する駆動回路９５とを具備している。
【００４１】
Ｘ方向走行駆動源９４は、重錘２に固定された固定子９６からなっており、Ｘ方向走行体９３は、固定子９６に対してＸ方向に相対的に可動であって一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に掛け渡されていると共に、内側枠体３に固定された可動子９７からなっており、而して、本例の移動手段８は、互いに電磁的に係合された固定子９６及び可動子９７を有したリニアモータ９８を具備している。
【００４２】
リニアモータ９８は、検出手段７の検出信号に基づいて駆動回路９５がＸ方向変位判定回路８２から駆動信号を受信しないで固定子９６に駆動電流を供給しない場合には、換言すれば、駆動回路９５からの駆動電流の供給がない場合には、固定子９６に対する可動子９７のＸ方向の相対的な移動を許容する一方、検出手段７の検出信号に基づいて駆動回路９５がＸ方向変位判定回路８２から駆動信号及び変位方向信号を受信し固定子９６に駆動電流を供給する場合には、換言すれば、駆動回路９５からの駆動電流の供給がある場合には、固定子９６に対して可動子９７をＸ方向に相対的に移動させて内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に対して重錘２を相対的にＸ方向に移動させるようになっている。
【００４３】
駆動回路９５は、Ｘ方向変位判定回路８２からの駆動信号と同時に当該Ｘ方向変位判定回路８２から重錘２がＸ方向においてＸ方向縦壁部２１側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、重錘２をＸ方向においてＸ方向縦壁部２２側に相対的に移動させる駆動電流を固定子９６に供給し、これに代えて、Ｘ方向変位判定回路８２からの駆動信号と同時に当該Ｘ方向変位判定回路８２から重錘２がＸ方向においてＸ方向縦壁部２２側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、重錘２をＸ方向においてＸ方向縦壁部２１側に相対的に移動させる駆動電流を固定子９６に供給するようになっている。
【００４４】
外側枠体５の一対のＹ方向縦壁部３３及び３４に対して内側枠体３を介して重錘２を相対的にＹ方向に移動させるようになっている移動手段９は、一端部１０１ではＹ方向縦壁部３３に、他端部１０２ではＹ方向縦壁部３４に夫々固着されて外側枠体５に関して固定されていると共に、重錘２に対してＹ方向に相対的に可動なＹ方向走行体１０３と、Ｙ方向走行体１０３を重錘２に対して相対的にＹ方向に走行させる作用力を与えるようにＹ方向走行体１０３に係合していると共に内側枠体３に関して固定されたＹ方向走行駆動源１０４と、Ｙ方向変位判定回路８３からの駆動信号及び変位方向信号でもってＹ方向走行駆動源１０４に駆動電流を供給する駆動回路１０５とを具備している。
【００４５】
Ｙ方向走行駆動源１０４は、一端部１１１ではＹ方向縦壁部２３に溶接等により固着され、他端部１１２ではＹ方向縦壁部２４に同じく溶接等により固着された支持部材１１０にねじ等により固着された固定子１０６からなっており、こうして固定子１０６は、Ｙ方向縦壁部２３及び２４を橋絡した支持部材１１０を介して内側枠体３に固定されており、Ｙ方向走行体１０３は、固定子１０６に対してＹ方向に相対的に可動であって一対のＹ方向縦壁部３３及び３４に掛け渡されていると共に、外側枠体５に固定された可動子１０７からなっており、而して、本例の移動手段９は、互いに電磁的に係合された固定子１０６及び可動子１０７を有したリニアモータ１０８を具備している。
【００４６】
リニアモータ１０８は、検出手段７の検出信号に基づいて駆動回路１０５がＹ方向変位判定回路８３から駆動信号を受信しないで固定子１０６に駆動電流を供給しない場合には、換言すれば、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がない場合には、固定子１０６に対する可動子１０７のＹ方向の相対的な移動を許容する一方、検出手段７の検出信号に基づいて駆動回路１０５がＹ方向変位判定回路８３から駆動信号及び変位方向信号を受信し固定子１０６に駆動電流を供給する場合には、換言すれば、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がある場合には、固定子１０６に対して可動子１０７をＹ方向に相対的に移動させて外側枠体５の一対のＹ方向縦壁部３３及び３４に対して重錘２を相対的にＹ方向に移動させるようになっている。
【００４７】
駆動回路１０５は、Ｙ方向変位判定回路８３からの駆動信号と同時に当該Ｙ方向変位判定回路８３から重錘２がＹ方向においてＹ方向縦壁部３３側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、内側枠体３を介して重錘２をＹ方向においてＹ方向縦壁部３４側に相対的に移動させる駆動電流を固定子１０６に供給し、これに代えて、Ｙ方向変位判定回路８３からの駆動信号と同時に当該Ｙ方向変位判定回路８３から重錘２がＸ方向においてＹ方向縦壁部３４側に相対的に変位したことを示す変位方向信号を受信すると、内側枠体３を介して重錘２をＹ方向においてＹ方向縦壁部３３側に相対的に移動させる駆動電流を固定子１０６に供給するようになっている。
【００４８】
外側枠体５が構造物の床部２７に固定されている以上の能動型動吸振装置１では、構造物がＸ方向及びＹ方向に振動しない際には、重錘２は、保持機構４及び６によりＸ方向及びＹ方向には可動に、垂直方向Ｖには不動に保持されており、移動手段８及び９におけるその可動子９７及び１０７もまた、重錘２のこのＸ方向及びＹ方向の可動性を阻害しないように、その固定子９６及び１０６に対してＸ方向及びＹ方向に対して相対的に可動となっている。
【００４９】
そして能動型動吸振装置１では、地震、強風等で構造物の床部２７がＸ方向及びＹ方向に大きく振動して、例えば重錘２がＸ方向縦壁部２１に相対的に一定以上近接すると、固定子９６からなるＸ方向走行駆動源９４に駆動電流を供給して、可動子９７からなるＸ方向走行体９３をＸ方向走行駆動源９４に対して相対的にＸ方向に走行させて重錘２をＸ方向縦壁部２１から離反させ、これにより、重錘２をＸ方向縦壁部２１に相対的に近接させる構造物の床部２７のＸ方向の振動に対して反力を与えて構造物の床部２７のＸ方向の振動を減少させるようになっている。地震、強風等で重錘２がＸ方向縦壁部２２に相対的に一定以上近接する場合及び重錘２、換言すれば、Ｙ方向縦壁部２３及び２４がＹ方向縦壁部３３及び３４の夫々に相対的に一定以上近接する場合も同様であって、而して、能動型動吸振装置１は、構造物の床部２７のＸ方向及びＹ方向の振動を減少させるようになっている。
【００５０】
ところで、能動型動吸振装置１では、移動手段８が、一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に夫々固着されたＸ方向走行体９３と、Ｘ方向走行体９３を重錘２に対して相対的にＸ方向に走行させる作用力を与えると共に重錘２に設けられたＸ方向走行駆動源９４とを具備しているために、重錘２と内側枠体３とのＸ方向の相対位置に拘わらずＸ方向走行体９３とＸ方向走行駆動源９４との電磁的な係合部での位置関係を夫々一定にできる結果、重錘２と内側枠体３との間のＸ方向の距離、本例では隙間Ｘ１を大きくしてダイナミックレンジを広くしても、それに応じてＸ方向の作用力を大きくする必要がなく、而して、Ｘ方向に関して所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、コスト低減を図り得、Ｙ方向についても同様に、移動手段９が、一対のＹ方向縦壁部３３及び３４に夫々固着されたＹ方向走行体１０３と、Ｙ方向走行体１０３を重錘２に対して、本例では内側枠体３に対して相対的にＹ方向に走行させる作用力を与えると共に内側枠体３に関して固定されたＹ方向走行駆動源１０４とを具備しているために、内側枠体３と外側枠体５との間のＹ方向の距離を大きくしてダイナミックレンジを広くしても、それに応じてＹ方向の作用力を大きくする必要がなく、而して、Ｙ方向に関しても所望のダイナミックレンジを得ることができて、これまたコスト低減を図り得る。
【００５１】
また能動型動吸振装置１では、保持機構４及び６がＵ字状の板ばね５１〜５４及び７１〜７４をもって構成されているために、重錘２及び内側枠体３を摩擦抵抗なしにＸ方向及びＹ方向に可動に保持できる結果、能動型動吸振機能をほぼ理想的な態様で得ることができる。
【００５２】
上記の能動型動吸振装置１では、移動手段８及び９をリニアモータ９８及び１０８を具備して構成したが、これに代えて又はこれと共に、図６に示すように構成してもよい。即ち、図６に示す能動型動吸振装置１では、移動手段８は、重錘２に固定された可逆の電動モータ１２１からなるＸ方向走行駆動源９４と、電動モータ１２１の出力回転軸１２２に直接的に又は間接的に、本例では直接的に巻き付けられて電動モータ１２１に機械的に係合していると共に、Ｘ方向に伸びて張設されており、一端１２３で内側枠体３の一方のＸ方向縦壁部２１に、他端１２４で内側枠体３の他方のＸ方向縦壁部２２に夫々に固着された紐状体、本例ではワイヤー１２５からなるＸ方向走行体９３とを具備しており、電動モータ１２１は、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路９５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１２２の自由回転を許容する一方、駆動回路９５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１２２を回転させてワイヤー１２５の巻き付け位置を変えて内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に対して重錘２を相対的にＸ方向に移動させるようになっており、移動手段９は、支持部材１１０に固着されて、支持部材１１０を介して内側枠体３に関して固定された可逆の電動モータ１３１からなるＹ方向走行駆動源１０４と、Ｙ方向走行駆動源１０４の電動モータ１３１の出力回転軸１３２に直接的に又は間接的に、本例では直接的に巻き付けられて電動モータ１３１に機械的に係合していると共に、Ｙ方向に伸びて張設されており、一端１３３及び他端１３４で外側枠体５に関して固定された紐状体、本例では一端１３３で外側枠体５の一方のＹ方向縦壁部３３に、他端１３４で外側枠体５の他方のＹ方向縦壁部３４に夫々に固着されたワイヤー１３５からなるＹ方向走行体１０３とを具備しており、電動モータ１３１は、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１３２の自由回転を許容する一方、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１３２を回転させてワイヤー１３５の巻き付け位置を変えて外側枠体５に対して内側枠体３を介して重錘２を相対的にＹ方向に移動させるようになっている。
【００５３】
図６に示す能動型動吸振装置１でも、地震、強風等で構造物の床部２７がＸ方向及びＹ方向に大きく振動して、例えば重錘２がＸ方向縦壁部２１に相対的に一定以上近接すると、Ｘ方向走行駆動源９４の電動モータ１２１に駆動電流を供給して、その出力回転軸１２２を回転させてＸ方向走行体９３のワイヤー１２５の巻き付け位置を変え、これによりワイヤー１２５を重錘２に対して相対的にＸ方向に走行させて重錘２をＸ方向縦壁部２１から離反させ、而して、重錘２をＸ方向縦壁部２１に相対的に近接させる構造物の床部２７のＸ方向の振動に対して反力を与えて構造物の床部２７のＸ方向の振動を減少させるようになっている。能動型動吸振装置１において、重錘２がＸ方向縦壁部２２に相対的に一定以上近接する場合及び重錘２、換言すれば、内側枠体３がＹ方向縦壁部３３及び３４の夫々に相対的に一定以上近接する場合も同様であって、而して、図６に示す能動型動吸振装置１でも、構造物の床部２７のＸ方向及びＹ方向の振動を減少させるようになっている。
【００５４】
したがって、図６に示す能動型動吸振装置１でも図１に示す能動型動吸振装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図６に示す能動型動吸振装置１において、紐状体として、ワイヤー１２５及び１３５に代えてベルト又はチェーンを用いてもよく、また出力回転軸１２２及び１３２に斯かるワイヤー１２５及び１３５等の紐状体を直接に巻き付ける代わりに出力回転軸１２２及び１３２の夫々にプーリ等を固着してこのプーリ等にワイヤー１２５及び１３５等の紐状体を巻き付け、こうしてプーリ等を介して間接的に紐状体を出力回転軸１２２及び１３２に巻き付けるようにしてもよい。
【００５６】
図６に示す能動型動吸振装置１では、Ｘ方向走行駆動源９４及びＹ方向走行駆動源１０４を電動モータ１２１及び１３１から構成し、Ｘ方向走行体９３及びＹ方向走行体１０３をワイヤー１２５及び１３５から構成したが、これに代えて、Ｘ方向走行駆動源９４を電動モータ１２１及び電動モータ１２１の出力回転軸１２２に固着されたピニオン（図示せず）から構成し、Ｙ方向走行駆動源１０４も電動モータ１３１及び電動モータ１３１の出力回転軸１３２に固着されたピニオン（図示せず）から構成し、Ｘ方向走行体９３を、出力回転軸１２２に固着されたピニオンに噛み合って電動モータ１２１に機械的に係合していると共に、Ｘ方向に伸びて配されており、一端で内側枠体３の一方のＸ方向縦壁部２１に、他端で内側枠体３の他方のＸ方向縦壁部２２に夫々固着されたラック（図示せず）から構成し、Ｙ方向走行体１０３もまた、出力回転軸１３２に固着されたピニオンに噛み合って電動モータ１３１に機械的に係合していると共に、Ｙ方向に伸びて配されており、一端及び他端で外側枠体５に関して固定されたラックから構成し、電動モータ１２１が、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路９５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１２２の自由回転を許容する一方、駆動回路９５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１２２を介してピニオンを回転させてピニオンとラックとの噛み合わせ位置を変えて内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に対して重錘２を相対的にＸ方向に移動させるようになっているように構成し、電動モータ１３１が、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１３２の自由回転を許容する一方、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１３２を介してピニオンを回転させてピニオンとラックとの噛み合わせ位置を変えて外側枠体５に対して内側枠体３を介して重錘２を相対的にＹ方向に移動させるようになっているように構成してもよい。
【００５７】
更にピニオン及びラックを用いる代わりにボールナット及びボールねじを用いて能動型動吸振装置１を構成してもよい。即ち、Ｘ方向走行駆動源９４を電動モータ１２１及び電動モータ１２１の出力回転軸１２２の回転と共に回転されるように出力回転軸１２２に連結されたボールナット（図示せず）から構成し、Ｙ方向走行駆動源１０４も電動モータ１３１及び電動モータ１３１の出力回転軸１３２の回転と共に回転されるように出力回転軸１３２に連結されたボールナット（図示せず）から構成し、Ｘ方向走行体９３を、出力回転軸１２２に連結されたボールナットに螺合されて電動モータ１２１に機械的に係合していると共に、Ｘ方向に伸びて配されており、一端で内側枠体３の一方のＸ方向縦壁部２１に、他端で内側枠体３の他方のＸ方向縦壁部２２に夫々固着されたボールねじ（図示せず）から構成し、Ｙ方向走行体１０３もまた、出力回転軸１３２に連結されたボールナットに螺合されて電動モータ１３１に機械的に係合していると共に、Ｙ方向に伸びて配されており、一端及び他端で外側枠体５に関して固定されたボールねじから構成し、電動モータ１２１が、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路９５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１２２の自由回転を許容する一方、駆動回路９５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１２２を介してボールナットを回転させてボールナットとボールねじとの螺合位置を変えて内側枠体３の一対のＸ方向縦壁部２１及び２２に対して重錘２を相対的にＸ方向に移動させるようになっているように構成し、電動モータ１３１が、検出手段７の検出信号に基づいて、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がない場合には、その出力回転軸１３２の自由回転を許容する一方、駆動回路１０５からの駆動電流の供給がある場合には、その出力回転軸１３２を介してボールナットを回転させてボールナットとボールねじとの螺合位置を変えて外側枠体５に対して内側枠体３を介して重錘２を相対的にＹ方向に移動させるようになっているように構成してもよい。
【００５８】
このようにピニオン及びラック又はボールナット及びボールねじを用いた能動型動吸振装置１でも、図１に示す能動型動吸振装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
なお、上記のいずれの能動型動吸振装置１も、Ｙ方向走行体１０３を外側枠体５のＹ方向縦壁部３３及び３４に固着したが、本発明は、これに限定されないのであって、例えば、Ｙ方向走行駆動源１０４を重錘２の底面側において内側枠体３に関して固定して設けて、Ｙ方向走行体１０３を床部２７に固着してもよく、したがって、Ｙ方向走行体１０３は、要は、外側枠体５に関して固定されていればよいのである。更に、上記の例では、外側枠体５をその下縁で床部２７に固定したが、本発明は、これに限定されず、外側枠体５を重錘２と同様に床部２７から浮かす一方、内側枠体３をその下縁で床部２７に固定してもよく、この場合には、Ｘ方向走行体９３及びＹ方向走行駆動源１０４を内側枠体３に固着する必要はなく、Ｘ方向走行体９３及びＹ方向走行駆動源１０４は、要は、内側枠体３に関して固定されていればよいのである。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、所望のダイナミックレンジを得ることができて、しかも、高性能化かつコスト低減を図り得る能動型動吸振装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施態様の好ましい例の平面図である。
【図２】図１に示す例のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１に示す例のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】図１に示す例に用いた板ばねの斜視図である。
【図５】図１に示す例の電気回路のブロック図である。
【図６】本発明の実施態様の好ましい他の例の平面図である。
【符号の説明】
１能動型動吸振装置
２重錘
３内側枠体
４保持機構
５外側枠体
６保持機構
７検出手段
８、９移動手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an active dynamic vibration absorber (active mass damper) that reduces vibrations that occur in a structure due to strong winds, earthquakes, and the like.
[0002]
[Prior art]
[Patent Literature]
Japanese Patent No. 2966146
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As active type dynamic vibration absorbers, those described in the above-mentioned patent document are known, and this active type dynamic vibration absorber is alternately energized to a pair of electromagnets each having a pair of poles arranged with a gap. To generate a repulsive force to reduce vibration in one direction in the horizontal plane.
[0004]
By the way, since the repulsive force by the electromagnet is inversely proportional to the square of the distance, in order to obtain a large repulsive force by the electromagnet, it is necessary to narrow the gap between the pair of poles or increase the current flowing through the electromagnet. If the gap between the poles is narrowed, the dynamic range of the active dynamic vibration absorber may be narrowed and may not operate with large amplitude vibration. On the other hand, to increase the current flowing through the electromagnet, In addition to requiring a power source, it is necessary to use an electric circuit capable of handling a large current, which may result in an increase in cost.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an active dynamic vibration absorber capable of obtaining a desired dynamic range and achieving high performance and cost reduction. Is to provide.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The active dynamic vibration damping device according to the first aspect of the present invention is interposed between a weight, an inner frame surrounding the weight, the weight and the inner frame, and the weight inside. A first holding that holds the frame body in the X direction in the horizontal plane while keeping it movable in the Y direction in the horizontal plane that intersects the X direction in the horizontal plane and the vertical direction orthogonal to the X direction and the Y direction. The mechanism, the outer frame disposed on the outer side of the inner frame, and the inner frame and the outer frame are interposed between the inner frame and the outer frame relative to the outer frame. A second holding mechanism that is held movably while being held stationary in the X direction and the vertical direction, and a detection that detects a relative vibration of a predetermined value in the X direction and the Y direction of the weight with respect to the inner frame body or the outer frame body And relative to the inner frame of the weight in the X direction based on the detection signal from the detection means. A first moving means for moving the weight relative to the inner frame relative to the inner frame so as to reduce vibration displacement in the X direction relative to the inner frame while allowing movement; Based on the detected signal, the weight is allowed to move to the outer frame so as to allow relative movement in the Y direction relative to the inner frame of the weight while reducing the vibration displacement in the Y direction relative to the outer frame of the weight. And a second moving means for relatively moving in the Y direction, wherein the inner frame includes a pair of X-direction vertical wall portions facing each other in the X direction with a weight interposed therebetween. The first moving means is fixed with respect to the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body, and is movable relative to the weight in the X direction, Applying an action force that causes the X-direction traveling body to travel in the X direction relative to the weight. And it includes an X-direction drive source provided to the weight with which engages the direction running body.
[0007]
According to the active dynamic vibration damping device of the first aspect, the first moving means includes the X-direction traveling body fixed with respect to the pair of X-direction vertical wall portions, and the X-direction traveling body relative to the weight. The X direction traveling drive source provided to the weight is provided and the acting force for traveling in the X direction is provided, so that the X direction regardless of the relative position of the weight and the inner frame in the X direction. As a result of being able to make the positional relationship in the engaging portion between the traveling body and the X-direction traveling drive source constant, the distance between the weight and the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body is increased to increase the dynamic range. Even if it is widened, it is not necessary to increase the acting force in the X direction accordingly, so that a desired dynamic range can be obtained in the X direction, and high performance and cost reduction can be achieved.
[0008]
In the active dynamic vibration absorber of the present invention, the engagement between the X-direction traveling drive source and the X-direction traveling body may be an electromagnetic engagement or a mechanical engagement. What is necessary is just the engagement which gives the action force which makes a X direction traveling body drive in a X direction relatively with respect to a weight with a driving source.
[0009]
The X-direction traveling body only needs to be fixed with respect to the inner frame. For example, the inner frame is fixed to a floor portion such as a rooftop of a structure at the lower edge, while the outer frame is a weight. In the same manner as in the case where the active dynamic vibration absorber is placed on a floor such as the rooftop of the structure, it may be fixed to the floor or the inner frame of the structure where the active dynamic vibration absorber is installed. Instead of this, for example, the inner frame is arranged so as to float from the floor of the rooftop of the structure like the weight, while the outer frame is the lower edge of the floor such as the rooftop of the structure. When fixed to the inner part, it is fixed to the inner frame, and particularly preferably, as in the active type dynamic vibration absorber according to the second aspect of the present invention, one end of the other is attached to one X-direction vertical wall. At the end portion, the other X-direction vertical wall portion is fixed to the inner frame body.
[0010]
In the active dynamic vibration damping device of the third aspect of the present invention, the inner frame body has a pair of Y-direction vertical wall portions facing each other in the Y direction with the weight interposed therebetween, and the first holding mechanism Is configured to allow movement of the weight in the X direction with respect to the inner frame, while preventing movement of the weight in the Y direction with respect to the inner frame, respectively. A horizontal U-shaped leaf spring interposed between the inner frame body and the weight in the X direction while allowing the weight to move relative to the inner frame body, while holding the weight stationary in the vertical direction with respect to the inner frame body, A vertical U-shaped leaf spring interposed between the weight and the pair of Y-direction vertical wall portions is provided.
[0011]
In the active dynamic vibration damping device according to the fourth aspect of the present invention, the outer frame includes a pair of X-direction vertical wall portions facing each other in the X direction with the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame interposed therebetween, A pair of Y-direction vertical wall portions facing each other in the Y direction with the pair of Y-direction vertical wall portions of the inner frame body in between, and the second holding mechanism While allowing the movement in the Y direction, the inner frame is interposed between the pair of Y direction vertical wall portions of the inner frame and the outer frame so as to prevent the movement of the inner frame relative to the outer frame in the X direction. The horizontal U-shaped leaf spring and the movement of the inner frame relative to the outer frame in the Y direction are allowed, while the inner frame is held stationary in the vertical direction with respect to the outer frame. A vertically placed U-shaped leaf spring interposed between a pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body and the outer frame body, respectively. It is Bei.
[0012]
In the active dynamic vibration damping device of the fifth aspect of the present invention, the inner frame body has a pair of Y direction vertical wall portions facing each other in the Y direction with the weight therebetween, and the outer frame body is A pair of X-direction vertical wall portions facing each other in the X direction with a pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame interposed therebetween, and a pair of Y-direction vertical wall portions facing each other in the Y-direction interposed between the pair of Y-direction vertical wall portions of the inner frame And the second holding mechanism allows movement of the inner frame relative to the outer frame in the Y direction, while the inner frame relative to the outer frame extends in the X direction. A horizontally-placed U-shaped leaf spring interposed between the pair of Y-direction vertical wall portions of the inner frame body and the outer frame body so as to prevent movement, and the inner frame body with respect to the outer frame body While allowing the inner frame to move in the vertical direction with respect to the outer frame, It is provided with a U-shaped plate spring of vertically interposed respectively between the pair of X-direction vertical wall portion of each of the outer frame and.
[0013]
When the first and second holding mechanisms are configured with U-shaped leaf springs as in the active dynamic vibration absorbers of the third to fifth aspects, the weight and the inner frame body or the outer frame body are As a result of being movable in the X and Y directions without frictional resistance, an active dynamic vibration absorbing function can be obtained in an almost ideal manner.
[0014]
In the active dynamic vibration damping device of the sixth aspect of the present invention, the second moving means moves the weight in the Y direction relative to the pair of Y-direction vertical wall portions of the outer frame. In the active dynamic vibration absorber of the seventh aspect of the present invention, the first moving means moves the weight relative to the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame in the X direction. It is like that.
[0015]
In the active dynamic vibration damping device according to the eighth aspect of the present invention, the first moving means includes an X-direction traveling drive source including a stator fixed to a weight, and a relative relative to the stator in the X direction. And a linear motor having an X-direction traveling body composed of a mover fixed to the inner frame, and is stretched over a pair of X-direction vertical walls of the inner frame. The linear motor allows relative movement of the mover in the X direction with respect to the stator based on the detection signal of the detecting means, while relatively moving the mover in the X direction with respect to the stator. The weight is moved relative to the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame to move relative to the X-direction.
[0016]
In the active dynamic vibration damping device of the ninth aspect of the present invention, the first moving means is directly connected to the X-direction traveling drive source consisting of an electric motor fixed to the weight and the output rotation shaft of the electric motor. Alternatively, it is indirectly wound and stretched in the X direction, and is one end in the X direction vertical wall portion of the inner frame at one end and the other X direction vertical wall portion in the inner frame at the other end. And the electric motor allows free rotation of the output rotation shaft based on the detection signal of the detection means, while the output rotation shaft The weight is moved in the X direction relative to the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body by changing the winding position of the string-like body. Here, the string-like body Are preferably wires, belts or like the active dynamic vibration absorber of the tenth aspect of the present invention. Is a chain.
[0017]
In the active dynamic vibration absorber of the eleventh aspect of the present invention, the first moving means is an X-direction traveling drive comprising an electric motor fixed to the weight and a pinion fixed to the output rotation shaft of the electric motor. The source and the pinion mesh with each other and extend in the X direction. One end of the inner frame has one X direction vertical wall and the other end has the other X direction vertical wall. And an electric motor that allows free rotation of the output rotation shaft based on the detection signal of the detection means, while via the output rotation shaft. The pinion is rotated to change the meshing position between the pinion and the rack, and the weight is moved in the X direction relative to the pair of X direction vertical wall portions of the inner frame body.
[0018]
In the active dynamic vibration damping device of the twelfth aspect of the present invention, the first moving means is configured to rotate with the rotation of the electric motor fixed to the weight and the output rotation shaft of the electric motor. An X-direction traveling drive source composed of a ball nut connected to the X-axis, screwed into the ball nut, and extended in the X direction, and at one end on one X-direction vertical wall portion of the inner frame body And an X-direction traveling body composed of ball screws fixed to the other X-direction vertical wall of the inner frame at the other end, and the electric motor outputs its output based on the detection signal of the detection means. While allowing the rotation shaft to rotate freely, the ball nut is rotated via the output rotation shaft to change the screwing position between the ball nut and the ball screw, and the pair of X direction vertical wall portions of the inner frame body. Move the weight relatively in the X direction There.
[0019]
In the active dynamic vibration damping device of the thirteenth aspect of the present invention, the second moving means is fixed with respect to the outer frame body and is relatively movable in the Y direction with respect to the weight. And a Y-direction traveling drive that is engaged with the Y-direction traveling body and fixed with respect to the inner frame so as to apply an acting force that causes the Y-direction traveling body to travel in the Y direction relative to the weight. Source.
[0020]
In the active dynamic vibration damping device of the thirteenth aspect, the Y-direction traveling body only needs to be fixed with respect to the outer frame. For example, even if it is fixed to the outer frame, It may be fixed to a floor portion such as a rooftop of a structure where the dynamic vibration damping device is installed, and similarly, the Y-direction traveling drive source only needs to be fixed with respect to the inner frame. For example, even if it is fixed to the inner frame, it may be fixed to a floor portion such as a rooftop of a structure where the active dynamic vibration absorber is installed instead.
[0021]
In the active dynamic vibration absorber of the fourteenth aspect of the present invention, the second moving means includes a Y-direction traveling drive source composed of a stator fixed with respect to the inner frame, and fixing of the Y-direction traveling drive source. A linear motor having a Y-direction traveling body composed of a movable element that is movable in the Y-direction relative to the child and fixed with respect to the outer frame, and the linear motor of the second moving means is Based on the detection signal of the detection means, the mover is allowed to move relative to the stator in the Y direction, while the mover is moved relative to the stator in the Y direction. The weight is moved relative to the frame in the Y direction.
[0022]
In the active dynamic vibration damping device of the fifteenth aspect of the present invention, the second moving means includes a Y-direction traveling drive source composed of an electric motor fixed with respect to the inner frame, and an electric motor of the Y-direction traveling drive source. An X-direction traveling body comprising a string-like body that is directly or indirectly wound around the output rotation shaft of the belt and is extended and stretched in the Y direction and fixed at one end and the other end with respect to the outer frame body The electric motor of the second moving means permits free rotation of the output rotating shaft based on the detection signal of the detecting means, while rotating the output rotating shaft to perform the second movement. The wrapping position of the string of the means is changed to move the weight in the Y direction relative to the outer frame, where the string of the second moving means is preferably As in the active dynamic vibration absorber of the sixteenth aspect of the present invention, the wire , A belt or chain.
[0023]
In the active dynamic vibration damping device according to the seventeenth aspect of the present invention, the second moving means is a Y-direction running comprising an electric motor fixed with respect to the inner frame and a pinion fixed to the output rotation shaft of the electric motor. A driving source, and a Y-direction traveling body that is meshed with the pinion of the Y-direction traveling driving source and extends in the Y-direction, and is composed of a rack fixed at one end and the other end with respect to the outer frame body. The electric motor of the second moving means allows free rotation of the output rotating shaft based on the detection signal of the detecting means, while the pinion of the second moving means is passed through the output rotating shaft. The weight is moved in the Y direction relative to the outer frame by rotating and changing the meshing position of the pinion and rack of the second moving means.
[0024]
In the active dynamic vibration damping device according to the eighteenth aspect of the present invention, the second moving means rotates the output rotation so as to rotate together with the rotation of the electric motor fixed with respect to the inner frame and the output rotation shaft of the electric motor. A Y-direction traveling drive source composed of a ball nut connected to the shaft, and screwed into a ball nut of the Y-direction traveling drive source and extended in the Y direction. A Y-direction traveling body composed of a ball screw fixed with respect to the body, and the electric motor of the second moving means permits free rotation of the output rotating shaft based on the detection signal of the detecting means. The ball nut of the second moving means is rotated through the output rotation shaft to change the screwing position of the ball nut and the ball screw of the second moving means, and the weight is made relative to the outer frame body. Move in the Y direction It has become.
[0025]
In the present invention, the detection means preferably detects a relative vibration of a predetermined value in the X direction and the Y direction of the weight with respect to the outer frame, like the active dynamic vibration absorber of the nineteenth aspect of the present invention. Preferably, at least one of acceleration, velocity and displacement of relative vibration is detected as in the active dynamic vibration absorber of the twentieth aspect of the present invention. And preferably, as in the active type dynamic vibration absorber of the twenty-first aspect of the present invention, relative vibrations in the X direction and Y direction with respect to the outer frame body are detected.
[0026]
In the present invention, the X direction and the Y direction need only intersect with each other, but are preferably orthogonal to each other as in the active dynamic vibration absorber of the twenty-second aspect of the present invention.
[0027]
Next, an example in which the present invention and the embodiment thereof are used for a structure will be described in more detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 5, an active dynamic vibration absorber 1 of this example includes a weight 2 made of a rectangular parallelepiped, and a weight 2 that intersects the gaps X1 and X directions in the X direction in the horizontal plane, and in this example, the horizontal plane that is orthogonal In the planar shape surrounded by the gap Y1 in the inner Y direction, the rectangular inner frame body 3 is interposed between the weight 2 and the inner frame body 3, and the weight 2 is attached to the inner frame body 3. A holding mechanism 4 that holds the X-direction in a movable manner, and holds it in the Y-direction and a vertical direction V orthogonal to the X-direction and the Y-direction, and a gap X2 in the X-direction and a gap in the Y-direction outside the inner frame 3 In the planar shape arranged with Y2, the octagonal outer frame 5 is interposed between the inner frame 3 and the outer frame 5, and the inner frame 3 is placed in the Y direction with respect to the outer frame 5. Is held relatively movable in the X direction and the vertical direction V. A holding mechanism 6; a detecting means 7 for detecting relative vibrations of a predetermined value in the X direction and the Y direction of the weight 2 with respect to the inner frame body 3 or the outer frame body 5, in this example, the outer frame body 5; Based on the detection signal from the weight 2, the weight 2 is allowed to move in the X direction relative to the inner frame 3 of the weight 2 while the vibration displacement of the weight 2 relative to the inner frame 3 in the X direction is reduced. 2 is moved relative to the inner frame 3 in the X direction, and the weight 2 is moved relative to the outer frame 5 in the Y direction based on the detection signal from the detection means 7. On the other hand, there is provided moving means 9 for moving the weight 2 relative to the outer frame 5 in the Y direction so as to reduce the vibration displacement in the Y direction relative to the outer frame 5 of the weight 2. Yes.
[0029]
The inner frame 3 has a pair of X-direction vertical walls 21 and 22 facing each other in the X direction with a gap X1 between the weight 2 and the weight 2, and the weight 2 in between. A pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24 facing each other in the Y direction with a gap Y1 between the weight 2 and a central frame connected to the X-direction vertical wall portions 21 and 22 via screws and nuts 25, respectively. A pair of X-direction vertical wall portions 21 and 22 and a pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24 are integrally connected to each other so as to form a rectangular inner frame 3. Yes.
[0030]
The outer frame 5 fixed at the lower edge to a floor 27 such as a rooftop of a structure has a pair of X-direction vertical walls 21 and 22 between the inner frame 3 and a pair of X-direction vertical walls. A pair of X-direction vertical wall portions 31 and 32 that face each other in the X direction with a gap X2 between each of the portions 21 and 22 and a pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24 of the inner frame 3 are interposed. Moreover, a pair of Y-direction vertical wall portions 33 and 34 facing each other in the Y direction with a gap Y2 between each of the pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24, and a screw on each of the Y-direction vertical wall portions 33 and 34, A corner frame vertical wall portion 37 disposed between the central frame portion 36 connected via the nut 35, the pair of X direction vertical wall portions 31 and 32, and the pair of Y direction vertical wall portions 33 and 34. , 38, 39 and 40, and a pair of X-direction vertical wall portions 31 and 32 A pair of Y-direction the vertical wall portion 33 and 34 and corner vertical wall 37, 38, 39 and 40 are integrally connected to each other to form an outer frame body 5 of the octagon.
[0031]
The holding mechanism 4 allows the movement of the weight 2 with respect to the inner frame 3 in the X direction, while preventing the movement of the weight 2 with respect to the inner frame 3 in the Y direction. And the U-shaped leaf springs 51 and 52 horizontally disposed between the weight 2 and the weight 2, and the movement of the weight 2 in the X direction with respect to the inner frame 3, while allowing the weight 2 A U-shaped plate placed vertically between the weight 2 and the pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24 so as to be held immovable in the vertical direction V with respect to the inner frame 3. And springs 53 and 54.
[0032]
The leaf spring 51 is fixed to the side surface 61 of the weight 2 at one edge 55 and to the central frame portion 26 at the other edge 56. The leaf spring 52 is fixed to the side surface 62 of the weight 2 at the one edge 55. The pair of leaf springs 53 are fixed to the side frame 63 of the weight 2 at one edge portion 55 and the Y-direction vertical wall portion at the other edge portion 56. Each of the other pair of leaf springs 54 is fixed to the side surface 64 of the weight 2 at one edge portion 55 and fixed to the Y-direction vertical wall portion 24 at the other edge portion 56.
[0033]
The holding mechanism 6 permits the inner frame 3 to move in the Y direction with respect to the outer frame 5, while preventing the inner frame 3 and the outer frame 5 from moving in the X direction with respect to the outer frame 5. Horizontal U-shaped leaf springs 71 and 72 interposed between the pair of Y-direction vertical wall portions 23 and 24 and 33 and 34 respectively with the frame body 5, and the inner frame body with respect to the outer frame body 5 3, while allowing the inner frame 3 to move in the vertical direction V with respect to the outer frame 5, the pair of X of the inner frame 3 and the outer frame 5 is allowed to move. It comprises vertical U-shaped leaf springs 73 and 74 interposed between the longitudinal vertical wall portions 21 and 22 and 31 and 32, respectively.
[0034]
The leaf spring 71 is fixed to the Y-direction vertical wall portion 23 at one edge 55 and the Y-direction vertical wall portion 33 at the other edge 56, and the leaf spring 72 is fixed to the Y-direction vertical wall at the one edge 55. Each of the pair of leaf springs 73 is fixed to the X-direction vertical wall portion 21 at one edge portion 55 and X at the other edge portion 56 to the Y-direction vertical wall portion 34 at the other edge portion 56. Each of the other pair of leaf springs 74 is fixed to the X-direction vertical wall portion 22 at one edge portion 55, and is fixed to the X-direction vertical wall portion 32 at the other edge portion 56. Has been.
[0035]
The detection means 7 adapted to detect the relative vibration of the weight 2 with respect to the outer frame 5 having a predetermined value in the X direction and the Y direction is at least one of acceleration, speed and displacement of the relative vibration. In this example, the sensor 81 that detects the acceleration electrically, and the acceleration in the X direction among the accelerations detected from the sensor 81 are time integrated to obtain the displacement in the X direction and the displacement direction electrically. When the displacement exceeds a certain level, an X-direction displacement determination circuit 82 for sending a driving signal for driving the moving means 8 and a displacement direction signal, and acceleration in the Y direction among the detected accelerations from the sensor 81 are integrated over time. A Y-direction displacement determination circuit 83 that electrically obtains the displacement in the Y-direction and the displacement direction and sends a drive signal for driving the moving means 9 and a displacement-direction signal when the displacement in the Y-direction exceeds a certain value. It has.
[0036]
The sensor 81 is attached between the floor portion 27 and the weight 2, whereby the detection means 7 detects relative vibrations of the outer frame 5 with respect to the weight 2 that are more than a certain level in the X direction and the Y direction. Thus, the relative vibration of the structure with respect to the weight 2 is detected.
[0037]
The sensor 81 of the detecting means 7 includes at least one of acceleration, speed and displacement of relative vibration in the X direction of the inner frame 3 with respect to the weight 2, and the outer frame 5 with respect to the weight 2 or the inner frame 3. And detecting at least one of acceleration, speed, and displacement of relative vibration in the Y direction, thereby detecting acceleration, speed, and relative vibration in the X direction and Y direction relative to the outer frame 5 of the weight 2. At least one of the displacements may be detected.
[0038]
The X-direction displacement determination circuit 82 detects that the weight 2 is relatively displaced toward the X-direction vertical wall portion 21 in the X direction from the detected acceleration from the sensor 81 or relatively displaced toward the X-direction vertical wall portion 22 side. If the weight 2 is relatively displaced toward the X direction vertical wall portion 21 in the X direction, the weight 2 is moved relatively toward the X direction vertical wall portion 22 in the X direction. When the weight 2 is relatively displaced toward the X direction vertical wall portion 22 in the X direction, the displacement direction indicates that the weight 2 is relatively moved toward the X direction vertical wall portion 21 in the X direction. A signal is sent out.
[0039]
The same applies to the Y-direction displacement determination circuit 83, and the weight 2 is relatively displaced toward the Y-direction vertical wall 33 in the Y direction from the detected acceleration from the sensor 81, or relative to the Y-direction vertical wall 34. When the weight 2 is relatively displaced in the Y direction toward the Y direction vertical wall 33, the weight 2 is relatively moved in the Y direction relative to the Y direction vertical wall 34. When the weight 2 is relatively displaced toward the Y-direction vertical wall 34 in the Y direction, the weight 2 is relatively moved toward the Y-direction vertical wall 33 in the Y direction. A displacement direction signal indicating is sent out.
[0040]
The moving means 8 adapted to move the weight 2 relatively in the X direction with respect to the pair of X-direction vertical wall portions 21 and 22 of the inner frame 3 has an X-direction vertical wall portion 21 at one end portion 91. In addition, the other end portion 92 is fixed to the X direction vertical wall portion 22 and is movable relative to the weight 2 in the X direction, and the X direction traveling body 93 is attached to the weight. An X-direction traveling drive source 94 that is engaged with the X-direction traveling body 93 and that is provided on the weight 2 so as to apply an acting force to travel relatively in the X direction, and an X-direction displacement determination circuit. And a drive circuit 95 for supplying a drive current to the X-direction traveling drive source 94 using the drive signal and displacement direction signal from 82.
[0041]
The X-direction travel drive source 94 includes a stator 96 fixed to the weight 2, and the X-direction travel body 93 is relatively movable in the X direction with respect to the stator 96 and is a pair of X directions. The movable member 97 is stretched over the vertical wall portions 21 and 22 and is fixed to the inner frame 3. Thus, the moving means 8 of this example is electromagnetically engaged with each other. A linear motor 98 having a stator 96 and a mover 97 is provided.
[0042]
When the drive circuit 95 does not receive a drive signal from the X-direction displacement determination circuit 82 and does not supply a drive current to the stator 96 based on the detection signal of the detection means 7, in other words, the linear motor 98 is in other words a drive circuit. When no drive current is supplied from 95, the mover 97 is allowed to move relative to the stator 96 in the X direction, while the drive circuit 95 determines the X direction displacement based on the detection signal from the detection means 7. When the drive signal and the displacement direction signal are received from the circuit 82 and the drive current is supplied to the stator 96, in other words, when the drive current is supplied from the drive circuit 95, the stator 96 is supplied. The movable element 97 is relatively moved in the X direction, and the weight 2 is relatively moved in the X direction with respect to the pair of X direction vertical wall portions 21 and 22 of the inner frame 3.
[0043]
The drive circuit 95 is a displacement direction indicating that the weight 2 is relatively displaced from the X-direction displacement determination circuit 82 toward the X-direction vertical wall portion 21 in the X direction simultaneously with the drive signal from the X-direction displacement determination circuit 82. When the signal is received, a drive current for moving the weight 2 relatively to the X direction vertical wall portion 22 side in the X direction is supplied to the stator 96, and instead, a drive signal from the X direction displacement determination circuit 82 is supplied. At the same time, when a displacement direction signal indicating that the weight 2 is relatively displaced toward the X direction vertical wall portion 22 in the X direction is received from the X direction displacement determination circuit 82, the weight 2 is vertically moved in the X direction. A drive current that is moved relatively to the wall portion 21 side is supplied to the stator 96.
[0044]
The moving means 9 adapted to move the weight 2 in the Y direction relative to the pair of Y-direction vertical wall portions 33 and 34 of the outer frame body 5 via the inner frame body 3 is provided at one end 101. Is fixed to the outer frame body 5 and fixed to the Y-direction vertical wall portion 33 and the other end portion 102 to the Y-direction vertical wall portion 34, and is relatively movable in the Y direction with respect to the weight 2. The Y-direction traveling body 103 and the Y-direction traveling body 103 are engaged with the Y-direction traveling body 103 so as to apply an acting force that causes the Y-direction traveling body 103 to travel relative to the weight 2 in the Y direction. A fixed Y-direction travel drive source 104 and a drive circuit 105 that supplies a drive current to the Y-direction travel drive source 104 using the drive signal and displacement direction signal from the Y-direction displacement determination circuit 83 are provided.
[0045]
The Y-direction travel drive source 104 is fixed to the Y-direction vertical wall 23 at one end 111 by welding or the like, and at the other end 112 to the support member 110 fixed to the Y-direction vertical wall 24 by welding or the like. The stator 106 is fixed to the inner frame 3 via the support member 110 that bridges the Y-direction vertical wall portions 23 and 24, and is thus fixed to the Y-direction traveling body. Reference numeral 103 denotes a mover 107 that is movable relative to the stator 106 in the Y direction and is stretched over a pair of Y direction vertical wall portions 33 and 34 and is fixed to the outer frame 5. Thus, the moving means 9 of this example includes a linear motor 108 having a stator 106 and a mover 107 that are electromagnetically engaged with each other.
[0046]
When the drive circuit 105 does not receive a drive signal from the Y-direction displacement determination circuit 83 and does not supply a drive current to the stator 106 based on the detection signal of the detection means 7, in other words, the linear motor 108 is in other words a drive circuit. When the drive current is not supplied from 105, the mover 107 is allowed to move in the Y direction relative to the stator 106, while the drive circuit 105 determines the Y direction displacement based on the detection signal from the detection means 7. When the driving signal and the displacement direction signal are received from the circuit 83 and the driving current is supplied to the stator 106, in other words, when the driving current is supplied from the driving circuit 105, the stator 106 is supplied. The mover 107 is moved relatively in the Y direction, and the weight 2 is moved relatively in the Y direction with respect to the pair of Y direction vertical wall portions 33 and 34 of the outer frame 5.
[0047]
The drive circuit 105 indicates a displacement direction indicating that the weight 2 is relatively displaced from the Y-direction displacement determination circuit 83 toward the Y-direction vertical wall 33 in the Y direction simultaneously with the drive signal from the Y-direction displacement determination circuit 83. When the signal is received, a driving current for moving the weight 2 relatively to the Y-direction vertical wall portion 34 side in the Y direction is supplied to the stator 106 via the inner frame 3, and instead, the Y-direction displacement is supplied. When a displacement direction signal indicating that the weight 2 is relatively displaced toward the Y-direction vertical wall 34 in the X direction is received from the Y-direction displacement determination circuit 83 simultaneously with the drive signal from the determination circuit 83, the inner frame body 3, a driving current for moving the weight 2 relatively in the Y direction toward the Y-direction vertical wall 33 is supplied to the stator 106.
[0048]
In the active type dynamic vibration absorber 1 in which the outer frame 5 is fixed to the floor 27 of the structure, when the structure does not vibrate in the X direction and the Y direction, the weight 2 has the holding mechanism 4 and 6 is held movable in the X and Y directions and immovable in the vertical direction V. The movable elements 97 and 107 of the moving means 8 and 9 are also moved in the X and Y directions of the weight 2. In order not to disturb the mobility, the stators 96 and 106 are movable relative to the X direction and the Y direction.
[0049]
In the active dynamic vibration absorber 1, the floor 27 of the structure greatly vibrates in the X direction and the Y direction due to earthquakes, strong winds, etc., for example, the weight 2 is relatively close to the X direction vertical wall 21 by a certain amount or more. Then, a driving current is supplied to the X-direction traveling drive source 94 including the stator 96 so that the X-direction traveling body 93 including the mover 97 travels in the X direction relative to the X-direction traveling drive source 94. The weight 2 is moved away from the X-direction vertical wall portion 21, so that a reaction force is applied to the X-direction vibration of the floor 27 of the structure that brings the weight 2 relatively close to the X-direction vertical wall portion 21. The vibration in the X direction of the floor portion 27 of the structure is reduced. When the weight 2 is relatively close to the X-direction vertical wall portion 22 by a certain amount due to an earthquake, strong wind, etc. The same applies to the case where the vibration absorbers 1 are relatively close to each other. Thus, the active dynamic vibration absorber 1 reduces vibrations in the X and Y directions of the floor 27 of the structure. Yes.
[0050]
By the way, in the active dynamic vibration damping device 1, the moving means 8 has the X direction traveling body 93 fixed to the pair of X direction vertical wall portions 21 and 22 and the X direction traveling body 93 relative to the weight 2. In addition, since an acting force for traveling in the X direction is applied and the X direction traveling drive source 94 provided on the weight 2 is provided, the relative position in the X direction between the weight 2 and the inner frame 3 is set. Regardless of the fact that the positional relationship in the electromagnetic engagement portion between the X-direction traveling body 93 and the X-direction traveling drive source 94 can be made constant, the distance in the X direction between the weight 2 and the inner frame 3, In this example, even if the gap X1 is increased to increase the dynamic range, there is no need to increase the acting force in the X direction accordingly, and thus a desired dynamic range can be obtained in the X direction. Moreover, the cost can be reduced and the movement in the Y direction is similarly performed. The step 9 has a Y-direction traveling body 103 fixed to the pair of Y-direction vertical wall portions 33 and 34, and the Y-direction traveling body 103 relative to the weight 2 and in this example relative to the inner frame 3. The Y-direction travel drive source 104 is applied to the inner frame 3 so as to apply an action force for traveling in the Y direction, so that the Y direction between the inner frame 3 and the outer frame 5 is provided. Even if the distance is increased and the dynamic range is widened, it is not necessary to increase the acting force in the Y direction accordingly, so that the desired dynamic range can be obtained also in the Y direction. Cost can be reduced.
[0051]
In the active dynamic vibration absorber 1, since the holding mechanisms 4 and 6 are configured by U-shaped leaf springs 51 to 54 and 71 to 74, the weight 2 and the inner frame 3 can be connected to each other without friction resistance. As a result of being movable in the direction and the Y direction, an active dynamic vibration absorbing function can be obtained in an almost ideal manner.
[0052]
In the active dynamic vibration absorber 1 described above, the moving means 8 and 9 are configured to include the linear motors 98 and 108, but may be configured as shown in FIG. 6 instead of or together with this. That is, in the active dynamic vibration damping device 1 shown in FIG. 6, the moving means 8 is connected to the X-direction traveling drive source 94 composed of a reversible electric motor 121 fixed to the weight 2 and the output rotation shaft 122 of the electric motor 121. Directly or indirectly, in this example, it is directly wound and mechanically engaged with the electric motor 121 and stretched in the X direction. A string-like body fixed to one X-direction vertical wall portion 21 at the other end 124 to the other X-direction vertical wall portion 22 of the inner frame 3, in this example, an X-direction traveling body 93 made of a wire 125, The electric motor 121 allows the output rotating shaft 122 to freely rotate on the basis of the detection signal of the detecting means 7 when the drive circuit 95 does not supply the drive current. When drive current is supplied from the circuit 95 The output rotating shaft 122 is rotated to change the winding position of the wire 125 so that the weight 2 is moved in the X direction relative to the pair of X direction vertical wall portions 21 and 22 of the inner frame 3. The moving means 9 is fixed to the support member 110 and is fixed to the inner frame 3 via the support member 110. The moving means 9 includes a Y-direction travel drive source 104 including a reversible electric motor 131, and a Y-direction travel drive. Directly or indirectly around the output rotating shaft 132 of the electric motor 131 of the source 104, in this example, is directly wound and mechanically engaged with the electric motor 131, and extends in the Y direction. A string-like body fixed with respect to the outer frame 5 at one end 133 and the other end 134, in this example, at one end 133 on one Y-direction vertical wall 33 of the outer frame 5 and at the other end 134 at the outer frame. The other Y direction of the body 5 The Y-direction traveling body 103 composed of the wires 135 respectively fixed to the wall 34 is provided, and the electric motor 131 is supplied with drive current from the drive circuit 105 based on the detection signal of the detection means 7. If there is not, the output rotation shaft 132 is allowed to freely rotate, while if the drive current is supplied from the drive circuit 105, the output rotation shaft 132 is rotated to change the winding position of the wire 135. The weight 2 is moved relative to the outer frame body 5 in the Y direction via the inner frame body 3.
[0053]
Also in the active dynamic vibration absorber 1 shown in FIG. 6, the floor 27 of the structure greatly vibrates in the X direction and the Y direction due to an earthquake, strong wind, etc. When close to a certain distance, a drive current is supplied to the electric motor 121 of the X-direction traveling drive source 94, the output rotation shaft 122 is rotated, and the winding position of the wire 125 of the X-direction traveling body 93 is changed. Is moved in the X direction relative to the weight 2 to move the weight 2 away from the X-direction vertical wall portion 21, and thus make the weight 2 relatively close to the X-direction vertical wall portion 21. A reaction force is applied to the vibration in the X direction of the floor 27 of the structure to reduce the vibration in the X direction of the floor 27 of the structure. In the active dynamic vibration damping device 1, when the weight 2 is relatively close to the X-direction vertical wall portion 22 by a certain amount or when the weight 2, in other words, the inner frame 3 is attached to the Y-direction vertical wall portions 33 and 34. The same applies to the case where they are relatively close to each other. Thus, the active dynamic vibration damping device 1 shown in FIG. 6 also reduces vibrations in the X and Y directions of the floor 27 of the structure. It has become.
[0054]
Therefore, the active dynamic vibration damping device 1 shown in FIG. 6 can achieve the same effects as the active dynamic vibration damping device 1 shown in FIG.
[0055]
In the active dynamic vibration damping device 1 shown in FIG. 6, a belt or a chain may be used as the string-like body instead of the wires 125 and 135, and the strings such as the wires 125 and 135 according to the output rotating shafts 122 and 132 are used. Instead of winding the body directly, a pulley or the like is fixed to each of the output rotating shafts 122 and 132, and the wire body such as the wires 125 and 135 is wound around the pulley, and thus the string is indirectly formed through the pulley or the like. The body may be wound around the output rotation shafts 122 and 132.
[0056]
In the active dynamic vibration absorber 1 shown in FIG. 6, the X-direction traveling drive source 94 and the Y-direction traveling drive source 104 are composed of electric motors 121 and 131, and the X-direction traveling body 93 and the Y-direction traveling body 103 are connected to the wires 125 and However, instead of this, the X-direction traveling drive source 94 is composed of an electric motor 121 and a pinion (not shown) fixed to the output rotating shaft 122 of the electric motor 121, and the Y-direction traveling drive source 104. The electric motor 131 and a pinion (not shown) fixed to the output rotating shaft 132 of the electric motor 131, and the X-direction traveling body 93 meshes with the pinion fixed to the output rotating shaft 122 to form the electric motor 121. It is mechanically engaged and is arranged extending in the X direction, and is arranged at one end on one X-direction vertical wall portion 21 of the inner frame 3 and at the other end on the other side of the inner frame 3. The Y-direction traveling body 103 is also engaged with a pinion fixed to the output rotating shaft 132 and mechanically engaged with the electric motor 131. The racks (not shown) are fixed to the vertical direction wall portions 22 respectively. And an electric motor 121 based on a detection signal from the detection means 7. The drive circuit 95 is composed of a rack which is arranged extending in the Y direction and fixed at one end and the other end with respect to the outer frame 5. When the drive current is not supplied from the drive circuit 95, the output rotation shaft 122 is allowed to freely rotate. When the drive current is supplied from the drive circuit 95, the pinion is connected via the output rotation shaft 122. The weight 2 is moved in the X direction relative to the pair of X direction vertical wall portions 21 and 22 of the inner frame 3 by changing the meshing position of the pinion and the rack by rotating. To configure When the electric motor 131 does not supply the drive current from the drive circuit 105 based on the detection signal of the detection means 7, the electric motor 131 allows the output rotation shaft 132 to freely rotate, while the drive current from the drive circuit 105. If the pinion is rotated via the output rotating shaft 132 to change the meshing position of the pinion and the rack, the weight 2 is moved to the outer frame 5 via the inner frame 3. You may comprise so that it may move relatively to a Y direction.
[0057]
Further, instead of using the pinion and the rack, the active dynamic vibration absorber 1 may be configured using a ball nut and a ball screw. That is, the X-direction traveling drive source 94 is composed of an electric motor 121 and a ball nut (not shown) connected to the output rotary shaft 122 so as to be rotated along with the rotation of the output rotary shaft 122 of the electric motor 121. The traveling drive source 104 is also composed of an electric motor 131 and a ball nut (not shown) connected to the output rotating shaft 132 so as to rotate with the rotation of the output rotating shaft 132 of the electric motor 131, and the X-direction traveling body 93 is formed. , Screwed into a ball nut connected to the output rotating shaft 122, mechanically engaged with the electric motor 121, and extended in the X direction, with one X of the inner frame 3 at one end. It comprises ball screws (not shown) each secured to the other vertical X direction wall part 22 of the inner frame 3 at the other end, and the Y direction running body 103 also has an output rotating shaft. 132 From a ball screw that is screwed into a connected ball nut and mechanically engaged with the electric motor 131 and that extends in the Y direction and is fixed with respect to the outer frame 5 at one end and the other end. In the case where the electric motor 121 is configured so as not to supply the drive current from the drive circuit 95 based on the detection signal of the detection means 7, the output rotation shaft 122 is allowed to freely rotate, while the drive circuit 95 When the drive current is supplied, the ball nut is rotated via the output rotation shaft 122 to change the screwing position between the ball nut and the ball screw, and the pair of X direction vertical wall portions of the inner frame 3 The weight 2 is configured to move relatively in the X direction with respect to 21 and 22, and the electric motor 131 is driven by the drive circuit 105 based on the detection signal of the detection means 7. Supply of In the case where the output rotation shaft 132 is allowed to rotate freely, while the drive current is supplied from the drive circuit 105, the ball nut is rotated via the output rotation shaft 132 to You may comprise so that the weight 2 may be moved to a Y direction relatively via the inner frame 3 with respect to the outer frame 5 by changing the screwing position with a ball screw.
[0058]
Thus, even with the active dynamic vibration absorber 1 using the pinion and the rack or the ball nut and the ball screw, the same effect as that of the active dynamic vibration absorber 1 shown in FIG. 1 can be obtained.
[0059]
In any of the above active dynamic vibration absorbers 1, the Y-direction traveling body 103 is fixed to the Y-direction vertical wall portions 33 and 34 of the outer frame 5, but the present invention is not limited to this, For example, the Y-direction traveling drive source 104 may be fixedly provided with respect to the inner frame 3 on the bottom surface side of the weight 2, and the Y-direction traveling body 103 may be fixed to the floor portion 27. In short, what is necessary is just to fix with respect to the outer side frame 5. Further, in the above example, the outer frame 5 is fixed to the floor 27 at the lower edge thereof, but the present invention is not limited to this, and the outer frame 5 is floated from the floor 27 in the same manner as the weight 2. On the other hand, the inner frame 3 may be fixed to the floor 27 at the lower edge. In this case, it is not necessary to fix the X-direction traveling body 93 and the Y-direction traveling drive source 104 to the inner frame 3, The X direction traveling body 93 and the Y direction traveling drive source 104 need only be fixed with respect to the inner frame body 3.
[0060]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide an active dynamic vibration absorber that can obtain a desired dynamic range and that can achieve high performance and cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a preferred example of an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the example shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in the example shown in FIG.
FIG. 4 is a perspective view of a leaf spring used in the example shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the example electric circuit shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a plan view of another preferred example of an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Active dynamic vibration absorber
Double weight
3 inner frame
4 Holding mechanism
5 Outer frame
6 Holding mechanism
7 Detection means
8,9 Moving means

Claims

The weight, the inner frame surrounding the weight, and interposed between the weight and the inner frame, and held movably in the X direction in the horizontal plane with respect to the inner frame. On the other hand, a first holding mechanism that holds immovably in the Y direction in the horizontal plane intersecting the X direction in the horizontal plane and the vertical direction perpendicular to the X direction and the Y direction, and the outer frame disposed on the outer side of the inner frame Between the inner frame body and the outer frame body, and the inner frame body is held relatively movable in the Y direction relative to the outer frame body, while being held stationary in the X direction and the vertical direction. A second holding mechanism that detects the relative vibration of the weight in the X direction and the Y direction with respect to the outer frame body, and a detection signal from the detection means. While allowing relative movement in the X direction relative to the body, vibration in the X direction relative to the inner frame of the weight is allowed. Based on a detection signal from the first moving means for moving the weight relative to the inner frame relative to the inner frame so as to reduce the displacement in the X direction, Second moving means for moving the weight relative to the outer frame in the Y direction so as to reduce the vibration displacement in the Y direction relative to the outer frame of the weight while allowing relative movement. The weight is movable in the X and Y directions by the first and second holding mechanisms with respect to the outer frame that is fixed to the floor such as the roof of the structure. The inner frame is held stationary in the vertical direction, and the inner frame is opposed to each other in the Y direction with a pair of X-direction vertical wall portions facing each other in the X direction with the weight interposed therebetween. A pair of Y-direction vertical wall portions, and the outer frame body is a pair of Y of the inner frame body The first moving means is fixed with respect to the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body. In addition, an X-direction traveling body that is relatively movable in the X direction with respect to the weight, and an X-direction traveling body that provides an acting force that causes the X-direction traveling body to travel in the X direction relative to the weight. And an X-direction traveling drive source provided on the weight so as to move the weight relative to the pair of X-direction vertical walls of the inner frame in the X direction. The X-direction traveling drive source is composed of an electric motor fixed to the weight, and the X-direction traveling body is directly or indirectly wound around the output rotation shaft of the electric motor of the X-direction traveling drive source. And is extended and stretched in the X direction, and one X direction vertical wall of the inner frame at one end The electric motor of the X-direction traveling drive source is based on the detection signal of the detection means, and is connected to the other X-direction vertical wall of the inner frame at the other end. While allowing free rotation, the output rotation shaft is rotated to change the winding position of the wire of the X direction traveling body, and the weight is relatively moved in the X direction with respect to the pair of X direction vertical wall portions of the inner frame body. The second moving means is fixed with respect to the pair of Y-direction vertical wall portions of the outer frame and is movable in the Y-direction relative to the weight. And a Y-direction travel drive source that is engaged with the Y-direction travel body and is provided on the weight so as to apply an acting force that causes the Y-direction travel body to travel in the Y direction relative to the weight. The weight is relatively Y with respect to the pair of Y-direction vertical wall portions of the outer frame The Y-direction traveling drive source is an electric motor fixed to the weight, and the Y-direction traveling body is directly or directly on the output rotation shaft of the electric motor of the Y-direction traveling drive source. It is indirectly wound and stretched in the Y direction, and is extended to one Y-direction vertical wall portion of the outer frame at one end and to the other Y-direction vertical wall portion of the outer frame at the other end. Each of the electric motors of the Y-direction travel drive source, which is composed of wires fixed to each other, allows free rotation of the output rotation shaft based on the detection signal of the detection means, while rotating the output rotation shaft to travel in the Y direction An active type dynamic vibration absorber configured to move the weight in the Y direction relative to the pair of Y direction vertical wall portions of the outer frame by changing the winding position of the body wire.

The first holding mechanism allows the weight in the X direction to move with respect to the inner frame, while preventing the weight in the Y direction from moving with respect to the inner frame. The horizontal U-shaped leaf spring interposed between the part and the weight and the movement of the weight in the X direction with respect to the inner frame body are allowed while the weight is perpendicular to the inner frame body 2. A vertical U-shaped leaf spring interposed between the weight and the pair of Y-direction vertical wall portions of the inner frame so as to be held immovably in the direction. An active dynamic vibration absorber as described in 1.

The outer frame body has a pair of X-direction vertical wall portions facing each other in the X direction with the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body in between, and the second holding mechanism is attached to the outer frame body. Between the pair of Y-direction vertical wall portions of the inner frame and the outer frame so as to allow movement of the inner frame in the Y direction while preventing movement of the inner frame in the X direction relative to the outer frame. The horizontal U-shaped leaf springs interposed between the inner frame and the inner frame are allowed to move in the Y direction relative to the outer frame, while the inner frame is held stationary in the vertical direction with respect to the outer frame. The vertical U-shaped leaf spring interposed between the pair of X-direction vertical wall portions of the inner frame body and the outer frame body, respectively, is provided. The active dynamic vibration absorber described.

The active dynamic vibration absorber according to any one of claims 1 to 3, wherein the detection means detects at least one of acceleration, velocity, and displacement of relative vibration.

The active dynamic vibration absorber according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection means detects relative vibrations of the weight in the X direction and the Y direction that are greater than or equal to a certain amount with respect to the outer frame body.

The active dynamic vibration absorber according to any one of claims 1 to 5, wherein the X direction and the Y direction are orthogonal to each other.

A structure comprising the active dynamic vibration absorber according to any one of claims 1 to 6, wherein an outer frame body of the active dynamic vibration absorber is fixed to a floor portion such as a rooftop of the structure. Structure.

The structure according to claim 7, wherein the detection means detects relative vibration of the weight with respect to the structure.