JP7266463B2

JP7266463B2 - Damping device for buildings

Info

Publication number: JP7266463B2
Application number: JP2019099318A
Authority: JP
Inventors: 啓祥田; 徳民馮; 俊之森; 克利関谷
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2039-05-28
Also published as: JP2020193477A

Description

本発明は、建築物の制振装置に関する。 The present invention relates to a damping device for buildings.

塔状比は、建築物の高さを建築物の幅で割った値であり、建築物がどの程度細長いかを示している。
塔状比が４以上の建築物は塔状建物と呼ばれ、鉄塔、タワー、高層建築物などが該当する。
このような塔状建物は、台風による強い風を受けることで大きな揺れを生じやすく、建築物全体が浮き上がる現象（ロッキング振動）によって建築物が損傷することが懸念される。
そこで、鉄塔の中心軸線に沿って回転可能に回転軸を設け、回転軸の先端に設けた風車により回転軸を回転させ、回転軸のジャイロ効果によって鉄塔の制振を行なうことが提案されている（特許文献１参照）。 The tower ratio is the height of a building divided by its width and indicates how long and narrow a building is.
A building with a tower ratio of 4 or more is called a tower building, and includes steel towers, towers, high-rise buildings, and the like.
Such a tower-like building is likely to be subject to strong swaying due to the strong winds of a typhoon, and there is concern that the building may be damaged due to a phenomenon in which the entire building is lifted (rocking vibration).
Therefore, it has been proposed to provide a rotating shaft rotatably along the central axis of the steel tower, rotate the rotating shaft with a windmill provided at the tip of the rotating shaft, and suppress the vibration of the steel tower by the gyroscopic effect of the rotating shaft. (See Patent Document 1).

特開平９－３２３４８号公報JP-A-9-32348

しかしながら、上記従来技術では、回転軸を回転させるために風力を用いていることから、無風時には制振機能が発揮されず、塔状建物が地震動による力を受けた場合は大きな揺れを生じてしまう。
そこで、本出願人は、鉛直方向に延在し回転可能に建築物に支持された回転軸と、回転軸と同心状にかつ回転軸に一体回転可能に設けられたフライホイールと、フライホイールを回転駆動する回転駆動部とを設け、例えば、地震発生時など制振が必要なときにフライホイールを回転させることでフライホイールおよび回転軸のジャイロ効果によって建築物の制振を確実に行なう制振装置を提案している。
一般的に地震波のＰ波（小さなゆれ）や警報情報を受信してから数秒後に地震波のＳ波（大きなゆれ）が到達する。
この場合、フライホイールは、建築物の重量に見合った大きな重量となることから、回転駆動部のみでフライホイールを回転させた場合に、Ｓ波（大きなゆれ）が到達する前に、ジャイロ効果を発揮すべくフライホイールを所定の回転速度にすることできない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フライホイールおよび回転軸のジャイロ効果による制振機能を有効に発揮でき建築物の揺れを効果的に抑制する上で有利な建築物の制振装置を提供することを目的とする。 However, since the above conventional technology uses wind power to rotate the rotating shaft, the damping function is not exerted when there is no wind, and when the tower-like building receives the force of seismic motion, a large sway occurs. .
Therefore, the present applicant has proposed a rotating shaft extending vertically and rotatably supported by a building, a flywheel provided concentrically with the rotating shaft and rotatable integrally with the rotating shaft, and a flywheel. Vibration damping that reliably damps the building by the gyro effect of the flywheel and the rotating shaft by rotating the flywheel when damping is necessary, for example, when an earthquake occurs. I am proposing a device.
In general, seismic P waves (small tremors) and S waves (large tremors) of seismic waves arrive several seconds after receiving warning information.
In this case, since the flywheel has a large weight corresponding to the weight of the building, when the flywheel is rotated only by the rotary drive, the gyroscopic effect is generated before the S wave (large shaking) reaches. The flywheel cannot be set to a predetermined rotational speed in order to achieve its full potential.
The present invention has been made in view of such circumstances, and is advantageous in effectively suppressing shaking of the building by effectively exhibiting a damping function due to the gyroscopic effect of the flywheel and the rotating shaft. It is an object of the present invention to provide a vibration damping device for

上記目的を達成するために、本発明は、鉛直方向に延在し回転可能に前記建築物に支持された回転軸と、前記回転軸と同心状にかつ前記回転軸に一体回転可能に設けられたフライホイールと、前記フライホイールを回転駆動する回転駆動部と、
を備える建物の制振装置であって、地震発生を検知する地震検知部と、前記フライホイールの外周部に、前記フライホイールを回転する方向に大きな力を作用させるフライホイール回転起動部と、前記地震検知部により地震発生が検知されると前記フライホイール回転起動部を起動させる起動制御部とが設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記回転駆動部は、前記フライホイールに回転力を与えるスピンモータを含んで構成され、前記スピンモータの出力軸と前記フライホイールとの間に、前記出力軸と前記フライホイールとを断接可能に接続するクラッチが設けられ、前記クラッチを常時切断し、前記起動制御部による前記フライホイール回転起動部の起動がなされた時点から前記所定時間が経過したのち、前記クラッチを接続するクラッチ制御部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記フライホイール回転起動部は、前記フライホイールの前記外周部に設けられ圧縮ガスを蓄える圧縮タンクと、前記圧縮タンクに設けられ前記フライホイールの直径に対して直交する方向に向けられた噴出口と、前記噴出口を開閉する開閉弁と、前記開閉弁を開弁させる開弁動作部とを含んで構成され、前記フライホイール回転起動部による前記フライホイールを回転する方向への大きな力は、前記圧縮タンクに蓄えられた圧縮ガスが前記噴出口から噴出されることで発生する推力であり、前記起動制御部による前記フライホイール回転起動部の起動は、前記開弁動作部により前記開閉弁を開弁させることでなされることを特徴とする。
また、本発明は、前記フライホイールは、その中心軸の両側に位置する一対の側面と、それら一対の側面の外周を接続する外周面とを有し、前記外周面に開口する孔が前記フライホイールに設けられ、前記圧縮タンクは前記孔に配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記フライホイールは、その中心軸の両側に位置する一対の側面と、それら一対の側面の外周を接続する外周面とを有し、前記フライホイール回転起動部は、前記フライホイールの前記側面の外周部に設けられたフライホイール側係合部と、前記フライホイールの所定の回転角度の範囲で前記フライホイール側係合部に係合可能で前記回転角度の範囲を超えると前記フライホイール側係合部から外れる起動部側係合部と、前記フライホイール側係合部を介して前記所定の回転角度の範囲で前記フライホイールを回転させる方向に前記起動部側係合部を移動させる油圧シリンダとを含んで構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記建築物に当たる風の風速を検知する風速検知部と、前記起動制御部は、前記風速検知部によって検知された風速が予め定められた値以上である場合に、前記フライホイール回転起動部を起動させることを特徴とする。
また、本発明は、前記回転軸に取着され風を受けることにより前記回転軸を回転させる羽根体と、前記回転軸の回転により発電を行なう発電機とを備え、前記回転駆動部は、前記発電機で発電された電力により充電される二次電池を含んで構成され、前記回転駆動部による前記フライホイールの回転駆動は、前記二次電池から供給される電力を用いてなされることを特徴とする。
また、本発明は、前記建築物は塔状比が４以上の塔状建物であることを特徴とする。
また、本発明は、前記塔状建物は鉄塔であることを特徴とする。
また、本発明は、前記制振装置は、前記建築物の鉛直方向に間隔をおいて複数個設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a rotating shaft extending vertically and rotatably supported by the building, and a rotating shaft provided concentrically with and integrally rotatable with the rotating shaft. a flywheel, a rotation drive unit that rotationally drives the flywheel,
A vibration damping device for a building comprising: an earthquake detection unit that detects the occurrence of an earthquake; a flywheel rotation starter that applies a large force to the outer peripheral portion of the flywheel in the direction of rotating the flywheel; and an activation control unit for activating the flywheel rotation activation unit when an earthquake occurrence is detected by the earthquake detection unit.
Further, according to the present invention, the rotation drive unit includes a spin motor that imparts a rotational force to the flywheel, and the output shaft and the flywheel are provided between the output shaft of the spin motor and the flywheel. The clutch is disengaged at all times, and the clutch is connected after the predetermined time has elapsed since the start control unit started the flywheel rotation starter. It is characterized in that a clutch control unit is provided.
Further, the present invention is characterized in that the flywheel rotation starter includes: a compression tank that is provided on the outer peripheral portion of the flywheel and stores compressed gas; It includes a directed ejection port, an on-off valve that opens and closes the ejection port, and a valve opening operation unit that opens the on-off valve, and is configured to rotate the flywheel by the flywheel rotation starter. The large force of is the thrust generated by the compressed gas stored in the compression tank being ejected from the ejection port, and the activation of the flywheel rotation activation unit by the activation control unit is the valve opening operation unit It is characterized in that it is performed by opening the on-off valve by.
Further, according to the present invention, the flywheel has a pair of side surfaces located on both sides of its central axis and an outer peripheral surface connecting the outer peripheries of the pair of side surfaces, and the hole opening in the outer peripheral surface is the flywheel. It is provided on the wheel, and the compression tank is arranged in the hole.
Further, according to the present invention, the flywheel has a pair of side surfaces located on both sides of its central axis and an outer peripheral surface connecting the outer peripheries of the pair of side surfaces, and the flywheel rotation starter includes the flywheel. a flywheel-side engaging portion provided on the outer peripheral portion of the side surface of the wheel; and a flywheel-side engaging portion that can be engaged with the flywheel-side engaging portion within a predetermined rotation angle range of the flywheel and exceeds the rotation angle range. a starter-side engaging portion disengaged from the flywheel-side engaging portion; and a hydraulic cylinder for moving the
Further, according to the present invention, a wind speed detection unit for detecting the wind speed of the wind hitting the building, and the activation control unit detect the fly speed when the wind speed detected by the wind speed detection unit is equal to or higher than a predetermined value. It is characterized by activating a wheel rotation activation unit.
Further, the present invention includes a vane body that is attached to the rotating shaft and rotates the rotating shaft by receiving wind, and a generator that generates power by rotating the rotating shaft, and the rotation driving unit includes: It comprises a secondary battery that is charged with power generated by a generator, and the rotational drive of the flywheel by the rotary drive section is performed using the power supplied from the secondary battery. and
Further, the present invention is characterized in that the building is a tower-like building having a tower-like ratio of 4 or more.
Further, the present invention is characterized in that the tower-like building is a steel tower.
Moreover, the present invention is characterized in that a plurality of the vibration damping devices are provided at intervals in the vertical direction of the building.

本発明によれば、地震発生が検知されると、起動制御部によりフライホイール回転起動部が起動され、フライホイールの外周部に、フライホイールを回転する方向に大きな力が作用されるので、大きな重量のフライホイールであっても、静止状態から短時間のうちに確実に安定してフライホイールが高速回転され、短時間のうちにフライホイールおよび回転軸のジャイロ効果が確実に発揮される状態となる。したがって、実際に大きな揺れが到達した際の建築物の揺れをジャイロ効果により効果的に抑制する上で有利となる。
また、スピンモータの出力軸とフライホイールとを断接可能に接続するクラッチを設け、クラッチを常時切断し、フライホイール回転起動部の起動がなされた時点から所定時間が経過したのち、クラッチを接続するようにすると、より短時間でフライホイールを回転させる上で有利となる。
また、フライホイール回転起動部を、フライホイールの外周部に設けられ圧縮ガスを蓄える圧縮タンクと、圧縮タンクに設けられた噴出口と、噴出口を開閉する開閉弁と、開閉弁を開弁させる開弁動作部とを含んで構成すると、簡素な構成で確実にフライホイールを回転する方向への大きな力を発生させる上で有利となる。
また、フライホイールに孔を設け、この孔に圧縮タンクを配置するようにすると、部品点数の削減化を図る上で有利となる。
また、フライホイール回転起動部を、フライホイール側係合部と、フライホイール側係合部に係合可能な起動部側係合部と、フライホイール側係合部を介して所定の回転角度の範囲でフライホイールを回転させる方向に起動部側係合部を移動させる油圧シリンダとを含んで構成すると、ロケット用固体ブースターを用いる場合に比較してランニングコストを抑制する上で有利となる。
また、風速検知部によって検知された風速が予め定められた値以上である場合に、起動制御部によりフライホイール回転起動部を起動させるようにすると、台風などにより風が強い場合に、大きな重量のフライホイールであっても、静止状態から短時間のうちに確実に安定してフライホイールが高速回転されるため、制振機能を短時間で有効に発揮させる上で有利となる。
また、回転軸を回転させる羽根体と、回転軸の回転により発電を行なう発電機とを設け、電力供給部として発電機で発電された電力により充電される二次電池を用いると、二次電池を充電するコストが低減され、省エネルギーを図る上で有利となる。また、商用電源の停電が発生しても制振装置を稼働させることができ、地震や台風による電力施設の稼働状況の如何に拘わらず制振機能を発揮することができる。また、台風などのように強い風が吹く場合、風が羽根体によって回転軸を回転させるため、回転軸の回転がより高速となり、フライホイールおよび回転軸によるジャイロ効果が促進されるため、制振機能を発揮する上でより有利となる。
また、制振装置を塔状建物に設けると、地震動や台風による塔状建物の揺れ、ロッキング振動を効果的に抑制でき、塔状建物の損傷を防止する上で有利となる。
また、塔状建物が鉄塔であると、地震動や台風による鉄塔の揺れ、ロッキング振動を効果的に抑制でき、鉄塔の損傷を防止する上で有利となる。
また、制振装置を建築物の鉛直方向に間隔をおいて複数個設けると、各制振装置によってフライホイールおよび回転軸によるジャイロ効果が奏されるため、制振機能がより強く発揮され、建築物の損傷を防止する上でより有利となる。 According to the present invention, when the occurrence of an earthquake is detected, the flywheel rotation starter is started by the start control unit, and a large force acts on the outer peripheral portion of the flywheel in the direction of rotating the flywheel. Even if the flywheel is heavy, it is reliably and stably rotated at high speed in a short time from a stationary state, and the gyro effect of the flywheel and the rotating shaft is reliably exhibited in a short time. Become. Therefore, it is advantageous in effectively suppressing the shaking of the building by the gyro effect when a large shaking actually arrives.
In addition, a clutch is provided to disconnectably connect the output shaft of the spin motor and the flywheel. It is advantageous to rotate the flywheel in a shorter time.
In addition, the flywheel rotation starter is configured to open a compression tank provided on the outer periphery of the flywheel for storing compressed gas, an ejection port provided in the compression tank, an on-off valve for opening and closing the ejection port, and an on-off valve. The configuration including the valve-opening portion is advantageous in that a large force in the direction of rotating the flywheel can be reliably generated with a simple configuration.
Further, if a hole is provided in the flywheel and the compression tank is arranged in this hole, it is advantageous in reducing the number of parts.
In addition, the flywheel rotation starting portion is configured to rotate at a predetermined rotation angle through the flywheel side engaging portion, the starting portion side engaging portion that can be engaged with the flywheel side engaging portion, and the flywheel side engaging portion. If it includes a hydraulic cylinder that moves the starting part side engaging part in the direction to rotate the flywheel within the range, it is advantageous in suppressing the running cost compared to the case of using a solid booster for rockets.
Further, when the wind speed detected by the wind speed detection unit is equal to or higher than a predetermined value, the flywheel rotation start unit is started by the start control unit. Even if it is a flywheel, since the flywheel is reliably and stably rotated at a high speed in a short period of time from a stationary state, it is advantageous in exhibiting the damping function effectively in a short period of time.
Further, when a blade body for rotating a rotating shaft and a generator for generating power by rotation of the rotating shaft are provided, and a secondary battery charged by the power generated by the generator is used as a power supply unit, the secondary battery can be used. The cost of charging the battery is reduced, which is advantageous in terms of energy saving. In addition, the vibration damping device can be operated even if a power failure of the commercial power supply occurs, and the vibration damping function can be exhibited regardless of the operation status of the power facility due to an earthquake or typhoon. In addition, when strong winds such as typhoons blow, the wind rotates the rotating shaft by means of the blades. It is more advantageous in exhibiting the function.
In addition, if a vibration damping device is installed in the tower-like building, it is possible to effectively suppress shaking and rocking vibration of the tower-like building due to seismic motions and typhoons, which is advantageous in preventing damage to the tower-like building.
In addition, if the tower-like building is a steel tower, it is possible to effectively suppress shaking and rocking vibrations of the steel tower due to seismic motions and typhoons, which is advantageous in preventing damage to the steel tower.
In addition, when a plurality of damping devices are installed at intervals in the vertical direction of the building, each damping device exerts a gyroscopic effect by the flywheel and the rotating shaft, so that the damping function is exhibited more strongly. It is more advantageous in preventing damage to objects.

第1の実施の形態の建築物の制振装置が適用された鉄塔の正面図である。1 is a front view of a steel tower to which the damping device for building of the first embodiment is applied; FIG. 第1の実施の形態の建築物の制振装置におけるスピンモータ、動力伝達機構、回転軸の構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing configurations of a spin motor, a power transmission mechanism, and a rotary shaft in the vibration damping device for building according to the first embodiment; （Ａ）はフライホイール回転起動部の構成を示すフライホイールの断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。(A) is a cross-sectional view of a flywheel showing the configuration of a flywheel rotation starter, and (B) is a side view of (A). 第1の実施の形態の建築物の制振装置の制御系の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a control system of a damping device for a building according to the first embodiment; FIG. （Ａ）は第２の実施の形態のフライホイール回転起動部の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ矢視図である。(A) is a plan view showing the configuration of a flywheel rotation starter according to a second embodiment, (B) is a view from arrow B in (A), and (C) is a view from arrow C in (B). . 第３の実施の形態の建築物の制振装置が適用された鉄塔の正面図である。It is a front view of a steel tower to which the damping device for buildings of the third embodiment is applied. 第３の実施の形態の建築物の制振装置の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the damping device of the building of 3rd Embodiment.

（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
第１の実施の形態では、本発明の建築物の制振装置（以下単に制振装置という）が鉄塔に適用された場合について説明する。
図１に示すように、鉄塔１０は、塔状比が４以上の塔状建物であり、例えば、送電線を支持したり、あるいは、放送用電波や通信用電波を送受信するアンテナを支持するものである。
このような鉄塔１０は細長い構造となっているため、台風による強い風を受けることで、あるいは、地震動による力を受けることにより大きな揺れを生じやすく、建築物全体が浮き上がる現象（ロッキング振動）が生じやすい。
鉄塔１０は、上下方向に延在する４つの主柱材１２と、水平方向に延在し隣り合う主柱材１２の間を連結する水平材１４と、水平方向に対して傾斜する方向に延在し隣り合う主柱材１２の間を連結する斜材（不図示）を含んで構成されている。
各主柱材１２の基部は地盤Ｇに打設された基礎コンクリート１６に埋設され、各主柱材１２は、それらの上部側が互いに近接するように傾斜しており、平面視したとき各主柱材１２の基部は矩形の四隅に位置している。
本実施の形態では、最上部に位置する４つの第１水平材１４０２に、それら４つの第１水平材１４０２の輪郭と同じ形状の矩形の天井板１８が取り付けられ、第１水平材１４０２の下方に隣接する４つの第２水平材１４０４に、それら４つの第２水平材１４０４の輪郭と同じ形状の矩形の床板２０が取り付けられ、天井板１８と床板２０は上下方向の間隔をおいて対向し水平面上を延在している。 (First embodiment)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the first embodiment, a description will be given of a case where a vibration damping device for a building (hereinafter simply referred to as a vibration damping device) of the present invention is applied to a steel tower.
As shown in FIG. 1, the steel tower 10 is a tower-shaped building having a tower aspect ratio of 4 or more, and supports, for example, a power transmission line or an antenna for transmitting and receiving broadcast radio waves and communication radio waves. is.
Since such a steel tower 10 has an elongated structure, it is likely to experience a large sway by receiving strong winds from a typhoon or by receiving the force of seismic motion, causing a phenomenon (rocking vibration) in which the entire building floats. Cheap.
The steel tower 10 includes four main pillars 12 extending in the vertical direction, horizontal members 14 extending in the horizontal direction and connecting adjacent main pillars 12, and extending in a direction inclined with respect to the horizontal direction. It is configured including a diagonal member (not shown) that connects between the main pillar members 12 that are present and adjacent to each other.
The base of each main pillar material 12 is embedded in foundation concrete 16 placed in the ground G, and each main pillar material 12 is inclined so that the upper sides thereof are close to each other, and when viewed in plan, each main pillar is The base of the material 12 is located at the four corners of the rectangle.
In this embodiment, a rectangular ceiling plate 18 having the same shape as the contours of the four first horizontal members 1402 is attached to the four first horizontal members 1402 positioned at the top, Rectangular floorboards 20 having the same shape as the contours of the four second horizontal members 1404 are attached to the four second horizontal members 1404 adjacent to each other. It extends on the horizontal plane.

図１に示すように、本実施の形態の制振装置２２Ａは、回転軸２４と、フライホイール２６と、フライホイール回転起動部２８と、スピンモータ３０と、地震検知部３２と、風速検知部３４と、電力供給部３６と、情報処理部５６とを含んで構成されている。
回転軸２４は、鉛直方向に直線状に延在し、回転軸２４の上端は天井板１８に設けられた上側軸受部４４に回転可能に支持され、回転軸２４の下端は床板２０に設けられた下側軸受部４６に回転可能に支持され、したがって、回転軸２４はそれら軸受部４４、４６を介して鉄塔１０に回転可能に支持されている。
回転軸２４の長さは、鉄塔１０（建築物）の高さに所定の係数を乗算して決定することができる。
この場合、鉄塔１０の高さが大きいほど回転軸２４の高さが大きくなるため、後述する回転軸２４のジャイロ効果を確保する上で有利となる。 As shown in FIG. 1, the vibration damping device 22A of the present embodiment includes a rotating shaft 24, a flywheel 26, a flywheel rotation starter 28, a spin motor 30, an earthquake detector 32, and a wind speed detector. 34 , a power supply unit 36 , and an information processing unit 56 .
The rotating shaft 24 extends linearly in the vertical direction, the upper end of the rotating shaft 24 is rotatably supported by an upper bearing portion 44 provided on the ceiling plate 18 , and the lower end of the rotating shaft 24 is provided on the floor plate 20 . The rotating shaft 24 is rotatably supported by the steel tower 10 via the bearings 44 and 46 .
The length of the rotating shaft 24 can be determined by multiplying the height of the steel tower 10 (building) by a predetermined coefficient.
In this case, the higher the height of the steel tower 10, the higher the height of the rotating shaft 24, which is advantageous in ensuring the gyroscopic effect of the rotating shaft 24, which will be described later.

フライホイール２６は、回転軸２４と同心状にかつ回転軸２４に一体回転可能に設けられており、本実施の形態では、回転軸２４の長手方向の中間部に位置している。
フライホイール２６は、金属材料から円盤状に形成されている。
このような金属材料として、鉄、アルミ、鉛などを用いることができる。
フライホイール２６は、回転中心軸である回転軸２４の両側に位置する一対の側面２６１０と、それら一対の側面２６１０を接続する外周面２６１２とを有している。
また、フライホイール２６の内周部分をアルミのように比重が軽い金属材料で構成し、フライホイール２６の外周部分を比重の重い鉄や鉛で構成しても良く、このようにすると、フライホイール２６の慣性モーメントを大きくでき、いったん回転を開始したフライホイール２６および回転軸２４の回転を維持する上で有利となる。
また、フライホイール２６の重量は、鉄塔１０（建築物）の総重量に所定の係数を乗算して決定することができ、例えば、フライホイール２６は２トンといった大きな重量となる。
この場合、鉄塔１０の重量が大きいほどフライホイール２６の重量が大きくなるため、後述するフライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果を確保する上で有利となる。 The flywheel 26 is provided concentrically with the rotating shaft 24 so as to be rotatable integrally with the rotating shaft 24 , and is positioned at an intermediate portion of the rotating shaft 24 in the longitudinal direction in the present embodiment.
The flywheel 26 is formed in a disc shape from a metal material.
Iron, aluminum, lead, etc. can be used as such a metal material.
The flywheel 26 has a pair of side surfaces 2610 located on both sides of the rotating shaft 24, which is the central axis of rotation, and an outer peripheral surface 2612 connecting the pair of side surfaces 2610. As shown in FIG.
Alternatively, the inner peripheral portion of the flywheel 26 may be made of a metal material having a light specific gravity such as aluminum, and the outer peripheral portion of the flywheel 26 may be made of iron or lead having a high specific gravity. The moment of inertia of 26 can be increased, which is advantageous in maintaining the rotation of flywheel 26 and rotating shaft 24 once they have started rotating.
Also, the weight of the flywheel 26 can be determined by multiplying the total weight of the steel tower 10 (building) by a predetermined coefficient. For example, the flywheel 26 has a large weight of 2 tons.
In this case, the weight of the flywheel 26 increases as the weight of the steel tower 10 increases, which is advantageous in ensuring the gyroscopic effect of the flywheel 26 and the rotating shaft 24, which will be described later.

フライホイール回転起動部２８は、フライホイール２６の外周部に、フライホイール２６を回転する方向に瞬間的に大きな力を作用させるものである。
フライホイール回転起動部２８を設けた理由は、フライホイール２６の重量は大きいため、回転駆動部のみでフライホイール２６を回転させた場合に所定の回転速度にするためには長時間掛かり、フライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果による制振機能を短時間で有効に発揮できないことが想定されるためである。
図３に示すように、本実施の形態では、フライホイール回転起動部２８は、圧縮タンク２８０２と、噴出口２８０４と、開閉弁２８０６と、開弁動作部２８０８とを含んで構成されている。
圧縮タンク２８０２は、フライホイール２６の外周部に設けられ不図示のコンプレッサーなどにより圧縮空気などの圧縮ガスを蓄えるものである。
圧縮タンク２８０２は、フライホイール２６の側面２６１０や外周面２６１２に取り付けてもよいが、本実施の形態では、フライホイール２６に孔２６０２を設け、この孔２６０２に圧縮タンク２８０２を配置し、部品点数の削減化を図っている。
噴出口２８０４は、圧縮タンク２８０２に設けられフライホイール２６の箇所において、フライホイール２６の直径に対して直交する方向に向けられている。
開閉弁２８０６は、噴出口２８０４を開閉するものである。
孔２６０２は、フライホイール２６の外周部に周方向に等間隔をおいて２つ設けられている。
孔２６０２は、外周面２６１２に開口し、孔２６０２の軸心は、フライホイール２６の中心軸を中心とする円の接線方向と平行している。
圧縮タンク２８０２は、この孔２６０２の内部に配置されている。
圧縮タンク２８０２に蓄えられた圧縮ガスが噴出口２８０４から孔２６０２を介して噴出することで大きな推力が発生することで、フライホイール２６の外周部に、フライホイール２６を回転する方向に瞬間的に大きな力を作用させる。なお、このように圧縮ガスを噴出させることで推力を得ることは公知のカタパルト装置と同様の原理である。
開弁動作部２８０８は、後述する起動制御部４０（図４参照）の制御に基づいて開閉弁２８０６を開弁させるものである。
このようにフライホイール回転起動部２８によってフライホイール２６の外周部に、フライホイール２６を回転する方向に瞬間的に大きな力を作用させることで、例えば、２トンといった大きな重量のフライホイール２６であっても、静止状態から短時間のうちに確実に安定してフライホイール２６を高速回転させる上で有利となっている。 The flywheel rotation starter 28 momentarily applies a large force to the outer peripheral portion of the flywheel 26 in the direction to rotate the flywheel 26 .
The reason why the flywheel rotation starter 28 is provided is that the weight of the flywheel 26 is large, and when the flywheel 26 is rotated only by the rotation drive, it takes a long time to reach a predetermined rotation speed. This is because it is assumed that the damping function due to the gyroscopic effect of 26 and rotating shaft 24 cannot be effectively exhibited in a short period of time.
As shown in FIG. 3 , flywheel rotation starter 28 includes compression tank 2802 , ejection port 2804 , open/close valve 2806 , and valve opening operation section 2808 .
The compression tank 2802 is provided on the outer periphery of the flywheel 26 and stores compressed gas such as compressed air by a compressor (not shown) or the like.
The compression tank 2802 may be attached to the side surface 2610 or the outer peripheral surface 2612 of the flywheel 26, but in this embodiment, the flywheel 26 is provided with a hole 2602, the compression tank 2802 is arranged in the hole 2602, and the number of parts is reduced. We are working to reduce the
The jet 2804 is located in the compression tank 2802 and is oriented perpendicular to the diameter of the flywheel 26 at the location of the flywheel 26 .
The on-off valve 2806 opens and closes the ejection port 2804 .
Two holes 2602 are provided on the outer periphery of the flywheel 26 at equal intervals in the circumferential direction.
The hole 2602 opens to the outer peripheral surface 2612 , and the axis of the hole 2602 is parallel to the tangential direction of a circle centered on the central axis of the flywheel 26 .
A compression tank 2802 is positioned inside this hole 2602 .
When the compressed gas stored in the compression tank 2802 is ejected from the ejection port 2804 through the hole 2602, a large thrust force is generated. exert great force. It should be noted that the principle of obtaining thrust by ejecting compressed gas is the same as that of a known catapult device.
The valve opening operation unit 2808 opens the on-off valve 2806 based on the control of the later-described activation control unit 40 (see FIG. 4).
In this way, the flywheel rotation starter 28 momentarily applies a large force to the outer peripheral portion of the flywheel 26 in the direction of rotating the flywheel 26, so that the flywheel 26 having a large weight such as 2 tons can be used. Even so, it is advantageous for reliably and stably rotating the flywheel 26 at a high speed from a stationary state within a short period of time.

スピンモータ３０は、フライホイール２６に回転力を与えるものであり、スピンモータ３０の回転制御は、後述する回転制御部３８（図４参照）によってなされる。
本実施の形態では、スピンモータ３０の回転駆動力は、動力伝達機構４８を介して回転軸およびフライホイール２６に伝達される。
図２に示すように、動力伝達機構４８は、クラッチ５０と、第１ギア５２と、第２ギア５４とを含んで構成されている。
クラッチ５０はその断接が後述するクラッチ制御部４２（図４参照）によって制御されるものであり、クラッチ５０の入力軸はスピンモータ３０の出力軸３００２に連結され、クラッチ５０の出力軸は第１ギア５２の回転軸５２０２に連結されている。
第２ギア５４は、回転軸２４と同心状にかつ回転軸２４に一体回転可能に設けられ、第１ギア５２に噛合しており、第２ギア５４の直径は第１ギア５２の直径よりも小さく形成されている。
すなわち、クラッチ５０は、スピンモータ３０の出力軸３００２と第１ギア５２の回転軸５２０２との間に設けられ、出力軸３００２と第１ギア５２とを断接可能に接続するものであり、スピンモータ３０の回転駆動力は、クラッチ５０、第１ギア５２、第２ギア５４を介して回転軸２４およびフライホイール２６に伝達される。
言い換えると、クラッチ５０は、スピンモータ３０の出力軸３００２とフライホイール２６との間に設けられ、出力軸３００２とフライホイール２６とを断接可能に接続する。 The spin motor 30 applies rotational force to the flywheel 26, and the rotation of the spin motor 30 is controlled by a rotation controller 38 (see FIG. 4), which will be described later.
In the present embodiment, the rotational driving force of spin motor 30 is transmitted to the rotating shaft and flywheel 26 via power transmission mechanism 48 .
As shown in FIG. 2, the power transmission mechanism 48 includes a clutch 50, a first gear 52, and a second gear .
The connection and disconnection of the clutch 50 is controlled by a clutch control section 42 (see FIG. 4), which will be described later. The input shaft of the clutch 50 is connected to the output shaft 3002 of the spin motor 30, and the output shaft of the clutch 50 It is connected to the rotating shaft 5202 of the 1 gear 52 .
The second gear 54 is provided concentrically with the rotating shaft 24 and rotatable integrally with the rotating shaft 24 and meshes with the first gear 52. The diameter of the second gear 54 is larger than the diameter of the first gear 52. formed small.
That is, the clutch 50 is provided between the output shaft 3002 of the spin motor 30 and the rotating shaft 5202 of the first gear 52, and connects the output shaft 3002 and the first gear 52 in a connectable/disconnectable manner. The rotational driving force of motor 30 is transmitted to rotating shaft 24 and flywheel 26 via clutch 50 , first gear 52 and second gear 54 .
In other words, the clutch 50 is provided between the output shaft 3002 of the spin motor 30 and the flywheel 26, and connects the output shaft 3002 and the flywheel 26 in a disconnectable/connectable manner.

図１に示すように、地震検知部３２は、鉄塔１０が設置された地盤Ｇにおける地震発生を検知するものである。
本実施の形態では、地震検知部３２は、鉄塔１０の基部の近傍の地盤Ｇ上に設置され、最初に到来する地震波のＰ波（小さな揺れ）を加速度センサを用いて検知し、このＰ波に基づいて地震発生を検知する。
あるいは、地震検知部３２は、インターネットや通信網を介して地震発生の警報情報を発信する地震警報システムから地震発生の警報情報を受信し、この警報情報に基づいて地震発生を検知するものであってもよい。このようにすると、震源が鉄塔１０から離れている場合であってもより早期に地震発生の警報情報を受信することができ、フライホイール回転起動部２８によるフライホイール２６の回転を早期に行なう上で有利となる。
本実施の形態では、地震検知部３２は、Ｐ波や警報情報などから地震発生を検知すると、その検知結果を無線回線３１を介して後述する情報処理部５６に伝達する。
図中、符号３２０２は地震検知部３２のアンテナ、符号５６０２は情報処理部５６のアンテナを示す。
なお、地震検知部３２から情報処理部５６に対する検知結果の伝達は、無線回線３１に代えて通信ケーブルで構成される有線回線を用いてもよいが、本実施の形態のようにすると、通信ケーブルを配設する作業が不要となり、設置作業の簡略化を図る上で有利となる。 As shown in FIG. 1, the earthquake detector 32 detects the occurrence of an earthquake in the ground G on which the steel tower 10 is installed.
In the present embodiment, the earthquake detection unit 32 is installed on the ground G near the base of the steel tower 10, and detects the first arriving seismic wave P wave (small shaking) using an acceleration sensor. Detect earthquake occurrence based on
Alternatively, the earthquake detection unit 32 receives earthquake warning information from an earthquake warning system that transmits earthquake warning information via the Internet or a communication network, and detects the occurrence of an earthquake based on this warning information. may In this way, even if the epicenter is away from the steel tower 10, it is possible to receive the warning information of the occurrence of an earthquake earlier, and the flywheel rotation starter 28 rotates the flywheel 26 earlier. is advantageous.
In the present embodiment, when the earthquake detection unit 32 detects the occurrence of an earthquake from P waves, alarm information, or the like, it transmits the detection result to the information processing unit 56 described later via the wireless line 31 .
In the figure, reference numeral 3202 denotes an antenna of the earthquake detection unit 32, and reference numeral 5602 denotes an antenna of the information processing unit 56. FIG.
It should be noted that the transmission of the detection result from the earthquake detection unit 32 to the information processing unit 56 may be performed using a wired line configured by a communication cable instead of the wireless line 31. This eliminates the need for the installation work, which is advantageous in simplifying the installation work.

風速検知部３４は、建築物に当たる風の風速を検知し、その検知結果を後述する回転制御部３８に伝達するものであり、本実施の形態では、鉄塔１０の上部の主柱材１２に取り付けられている。 The wind speed detection unit 34 detects the wind speed of the wind hitting the building and transmits the detection result to the rotation control unit 38, which will be described later. It is

電力供給部３６は、スピンモータ３０に電力を供給するものであり、本実施の形態では、床板２０上に設置されている。
電力供給部３６として、商用電源、発電機、二次電池が使用可能であり、それらを組み合わせて使用してもよい。
本実施の形態では、電力供給部３６として商用電源で充電される二次電池３６Ａを用いている。 The power supply unit 36 supplies power to the spin motor 30, and is installed on the floor plate 20 in this embodiment.
A commercial power supply, a generator, and a secondary battery can be used as the power supply unit 36, and they may be used in combination.
In this embodiment, a secondary battery 36A that is charged with a commercial power source is used as the power supply unit 36. As shown in FIG.

図４に示すように、情報処理部５６はコンピュータで構成され、情報処理部５６のＣＰＵが制御プログラムを実行することによって、回転制御部３８、起動制御部４０、クラッチ制御部４２が実現される。
起動制御部４０は、地震検知部３２により地震発生が検知されるとフライホイール回転起動部２８を起動させるものであり、本実施の形態では、開弁動作部２８０８により開閉弁２８０６を開弁させることで圧縮ガスを噴出口２８０４から噴出させて推力を発生させ、フライホイール回転起動部２８を起動させる。
また、起動制御部４０は、風速検知部３４によって検知された風速が予め定められた値以上である場合にも、地震検知部３２により地震発生が検知された場合と同様にフライホイール回転起動部２８を起動させる。 As shown in FIG. 4, the information processing section 56 is configured by a computer, and the CPU of the information processing section 56 executes a control program to realize the rotation control section 38, the activation control section 40, and the clutch control section 42. .
The activation control unit 40 activates the flywheel rotation activation unit 28 when an earthquake occurrence is detected by the earthquake detection unit 32. In the present embodiment, the valve opening operation unit 2808 opens the on-off valve 2806. As a result, the compressed gas is ejected from the ejection port 2804 to generate thrust and activate the flywheel rotation activation unit 28 .
Also when the wind speed detected by the wind speed detection unit 34 is equal to or higher than a predetermined value, the start control unit 40 controls the flywheel rotation starter as in the case where the earthquake detection unit 32 detects the occurrence of an earthquake. 28 is activated.

クラッチ制御部４２は、クラッチを常時切断し、起動制御部によるフライホイール２６回転起動部の起動がなされた時点から所定時間が経過したのち、クラッチを接続するものである。
上記所定時間は、フライホイール回転起動部２８によりフライホイール２６の回転がなされ、フライホイール２６の回転速度が予め定められた所定速度に到達するために要する時間であり、所定速度は、フライホイール２６および回転軸２４の回転によるジャイロ効果が十分に発揮されるに足るフライホイール２６の回転速度である。 The clutch control section 42 disengages the clutch at all times, and engages the clutch after a predetermined period of time has passed since the flywheel 26 rotation activating section was activated by the activation control section.
The predetermined time is the time required for the flywheel 26 to rotate by the flywheel rotation starter 28 and the rotational speed of the flywheel 26 to reach a predetermined speed. and the rotation speed of the flywheel 26 at which the gyroscopic effect due to the rotation of the rotary shaft 24 is sufficiently exhibited.

回転制御部３８は、地震検知部３２から地震発生の検知結果を受け付けると、電力供給部３６から不図示のモータ駆動回路を介してスピンモータ３０に電力を供給することでスピンモータ３０を回転させる。
また、回転制御部３８は、風速検知部３４によって検知された風速が予め定められた値以上である場合に、電力供給部３６から上記モータ駆動回路を介してスピンモータ３０に電力を供給することでスピンモータ３０を回転させる。
前述したようにクラッチ制御部４２によりクラッチ５０が切断されている期間は、スピンモータ３０の出力軸３００２の回転駆動力はフライホイール２６に伝達されないため、フライホイール２６はフライホイール回転起動部２８により回転されている。
そして、起動制御部４０によるフライホイール回転起動部２８の起動がなされた時点から所定時間が経過するとクラッチ制御部４２によりクラッチ５０が接続されることで、スピンモータ３０の出力軸３００２の回転駆動力は、クラッチ５０，第１ギア５２，第２ギア５４を介して回転軸２４およびフライホイール２６に伝達される。
したがって、クラッチ５０が接続された以降は、スピンモータ３０の回転駆動力によりフライホイール２６が回転される。
フライホイール２６と共に回転軸２４が一体的に回転すると、そのジャイロ効果により回転軸２４は鉛直方向に延在する姿勢を保とうする。
すなわち、地震動や風圧によって鉄塔１０が揺れようとしても鉄塔１０の姿勢を元の姿勢に復元するようにフライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果が作用する。
なお、本実施の形態では、スピンモータ３０、動力伝達機構４８、電力供給部３６、回転制御部３８によってフライホイール２６を回転駆動する回転駆動部が構成されている。 Upon receiving the detection result of the occurrence of an earthquake from the earthquake detection unit 32, the rotation control unit 38 supplies power to the spin motor 30 from the power supply unit 36 via a motor drive circuit (not shown) to rotate the spin motor 30. .
Further, when the wind speed detected by the wind speed detection unit 34 is equal to or higher than a predetermined value, the rotation control unit 38 supplies power from the power supply unit 36 to the spin motor 30 via the motor drive circuit. to rotate the spin motor 30.
As described above, while the clutch 50 is disengaged by the clutch control unit 42, the rotational driving force of the output shaft 3002 of the spin motor 30 is not transmitted to the flywheel 26. being rotated.
Then, when a predetermined time elapses after the start control unit 40 starts the flywheel rotation start unit 28, the clutch control unit 42 connects the clutch 50, thereby rotating the output shaft 3002 of the spin motor 30. is transmitted to the rotating shaft 24 and the flywheel 26 via the clutch 50, the first gear 52 and the second gear 54.
Therefore, after the clutch 50 is connected, the flywheel 26 is rotated by the rotational driving force of the spin motor 30 .
When the rotating shaft 24 rotates integrally with the flywheel 26, the rotating shaft 24 maintains a vertically extending posture due to the gyroscopic effect.
That is, the gyroscopic effect of the flywheel 26 and the rotating shaft 24 acts to restore the posture of the steel tower 10 to its original posture even if the steel tower 10 is shaken by seismic motion or wind pressure.
In this embodiment, the spin motor 30, the power transmission mechanism 48, the power supply section 36, and the rotation control section 38 constitute a rotation drive section that drives the flywheel 26 to rotate.

本実施の形態によれば、地震発生が検知されると、起動制御部４０によりフライホイール回転起動部２８が起動され、フライホイール２６の外周部に、フライホイール２６を回転する方向に大きな力が作用されるので、大きな重量のフライホイール２６であっても、静止状態から短時間のうちに確実に安定してフライホイール２６が高速回転され、短時間のうちにフライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果が確実に発揮される状態となる。
一般的に地震波のＰ波（小さなゆれ）や警報情報を受信してから数秒後に地震波のＳ波（大きなゆれ）が到達する。したがって、鉄塔１０に地震波のＳ波が到達する前に、大きな重量のフライホイール２６を高速回転させ、フライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果により制振機能を発揮させる状態にしておくことで、実際にＳ波が到達した際の鉄塔１０の揺れをジャイロ効果により効果的に抑制する上で有利となる。
そのため、例えば塔状比が４以上の細長い鉄塔１０であっても、ロッキング振動を抑制でき、鉄塔１０が地盤Ｇから浮き上がることを抑制し、鉄塔１０の損傷を防止する上で有利となる。 According to this embodiment, when the occurrence of an earthquake is detected, the flywheel rotation starter 28 is started by the start control unit 40, and a large force is applied to the outer peripheral portion of the flywheel 26 in the direction of rotating the flywheel 26. Therefore, even if the flywheel 26 has a large weight, the flywheel 26 is reliably and stably rotated at high speed in a short time from a stationary state, and the flywheel 26 and the rotating shaft 24 are rotated in a short time. The gyro effect is reliably exhibited.
In general, seismic P waves (small tremors) and S waves (large tremors) of seismic waves arrive several seconds after receiving warning information. Therefore, before the S wave of the seismic wave reaches the steel tower 10, the heavy flywheel 26 is rotated at high speed, and the gyroscopic effect of the flywheel 26 and the rotating shaft 24 is used to exert the damping function. This is advantageous in effectively suppressing the shaking of the steel tower 10 by the gyro effect when the S wave actually arrives.
Therefore, even if the steel tower 10 has a tower shape ratio of 4 or more, for example, rocking vibration can be suppressed, and lifting of the steel tower 10 from the ground G is suppressed, which is advantageous in preventing damage to the steel tower 10.

また、本実施の形態では、スピンモータ３０の出力軸３００２とフライホイール２６との間に、出力軸３００２とフライホイール２６とを断接可能に接続するクラッチ５０を設けたが、クラッチ５０を設けず、スピンモータ３０の出力軸３００２をフライホイール２６に接続させておき、地震発生が検知された時点からスピンモータ３０を回転駆動するようにしてもよい。
しかしながら、フライホイール回転起動部２８によるフライホイール２６を回転させる力がスピンモータ３０を回転する力として費やされる可能性があるので、本実施の形態のようにクラッチ５０を切断しスピンモータ３０をフライホイール２６から切り離した方がより短時間でフライホイール２６を回転させる上で有利となる。 Further, in the present embodiment, the clutch 50 is provided between the output shaft 3002 of the spin motor 30 and the flywheel 26 to connect the output shaft 3002 and the flywheel 26 in a connectable/disconnectable manner. First, the output shaft 3002 of the spin motor 30 may be connected to the flywheel 26, and the spin motor 30 may be rotationally driven from the time when the occurrence of an earthquake is detected.
However, there is a possibility that the force for rotating the flywheel 26 by the flywheel rotation starter 28 will be used as the force for rotating the spin motor 30. Therefore, as in the present embodiment, the clutch 50 is disengaged to fly the spin motor 30. Separation from the wheel 26 is advantageous in rotating the flywheel 26 in a shorter time.

また、本実施の形態では、フライホイール回転起動部２８を、フライホイール２６の外周部に設けられ圧縮ガスを蓄える圧縮タンク２８０２と、圧縮タンク２８０２に設けられた噴出口２８０４と、噴出口２８０４を開閉する開閉弁２８０６と、開閉弁２８０６を開弁させる開弁動作部２８０８とを含んで構成したので、簡素な構成で確実にフライホイール２６を回転する方向への大きな力を発生させる上で有利となる。
なお、フライホイール回転起動部として、フライホイール２６の外周部に設けられたロケット用固体ブースターと、ロケット用固体ブースターに着火する着火部とを含んで構成し、フライホイール回転起動部２８によるフライホイール２６を回転する方向への大きな力を、ロケット用固体ブースターが燃焼することで発生する推力としてもよい。この場合、起動制御部によるフライホイール回転起動部の起動は、着火部を動作させることで行われることになる。 Further, in the present embodiment, the flywheel rotation starter 28 is composed of a compression tank 2802 provided on the outer periphery of the flywheel 26 for storing compressed gas, an ejection port 2804 provided in the compression tank 2802, and an ejection port 2804. Since the configuration includes the on-off valve 2806 that opens and closes and the valve opening operation part 2808 that opens the on-off valve 2806, it is advantageous in generating a large force in the direction of rotating the flywheel 26 reliably with a simple configuration. becomes.
The flywheel rotation starter includes a solid rocket booster provided on the outer periphery of the flywheel 26 and an ignition unit that ignites the solid rocket booster. The large force in the direction of rotation 26 may be the thrust generated by burning solid rocket boosters. In this case, the activation of the flywheel rotation activation unit by the activation control unit is performed by operating the ignition unit.

また、本実施の形態では、風速検知部３４を設け、風速検知部３４によって検知された風速が予め定められた値以上である場合に、起動制御部４０によりフライホイール回転起動部２８を起動させるようにしたので、台風などにより風が強く、鉄塔１０に作用する風圧が高くなり、鉄塔１０が揺れる場合に、大きな重量のフライホイール２６であっても、静止状態から短時間のうちに確実に安定してフライホイール２６が高速回転され、回転駆動部によりフライホイール２６の回転が安定して維持される。
したがって、風速が予め定められた値以上となったことが検知された後、すぐにフライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果が確実に発揮されるため、制振機能を短時間で発揮し、鉄塔１０の損傷を防止する上で有利となる。
また、本実施の形態では、電力供給部３６として二次電池３６Ａを用いているので、商用電源の停電が発生しても制振装置２２Ａを稼働させることができ、地震や台風による電力施設の稼働状況の如何に拘わらず制振機能を発揮することができる。 Further, in the present embodiment, the wind speed detection unit 34 is provided, and when the wind speed detected by the wind speed detection unit 34 is equal to or higher than a predetermined value, the start control unit 40 activates the flywheel rotation starter 28. Therefore, when the wind is strong due to a typhoon or the like, the wind pressure acting on the steel tower 10 is increased, and the steel tower 10 shakes, even the flywheel 26 having a large weight can be reliably moved from a stationary state in a short time. The flywheel 26 is stably rotated at a high speed, and the rotation of the flywheel 26 is stably maintained by the rotary drive section.
Therefore, since the gyroscopic effect of the flywheel 26 and the rotating shaft 24 is surely exerted immediately after it is detected that the wind speed exceeds a predetermined value, the damping function is exerted in a short time, This is advantageous in preventing damage to the steel tower 10 .
In addition, in the present embodiment, since the secondary battery 36A is used as the power supply unit 36, the vibration damping device 22A can be operated even if a power failure of the commercial power supply occurs, and the power facility may be damaged due to an earthquake or typhoon. The damping function can be exhibited regardless of the operating conditions.

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図５を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
第２の実施の形態は、フライホイール回転起動部の変形例を示す。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態のロケット用固体ブースター２８０２に代えて、油圧シリンダ６０を用いてフライホイール回転起動部５８を構成したものである。
フライホイール回転起動部５８は、フライホイール側係合部６２と、起動部側係合部６４と、油圧シリンダ６０とを含んで構成されている。
フライホイール側係合部６２は、フライホイール２６の側面２６１０の外周部に突設されたピン６２０２で構成され、このピン６２０２は外周部の周方向に１８０度の間隔をおいて２つ設けられている。
油圧シリンダ６０は、ピン６２０２に対応して２つ設けられ、鉄塔１０側で支持されたシリンダ本体６００２と、ピストンロッド６００４とを含んで構成されており、不図示の油圧回路から油圧シリンダ６０に作動油を供給することで油圧シリンダ６０が作動する。
起動部側係合部６４は、ピストンロッド６００４の先端に設けられたＬ字状の部材で構成されている。
起動部側係合部６４は、ピストンロッド６００４と同軸上に延在する第１アーム部６４０２と、第１アーム部６４０２の先部から直交する方向に延在する第２アーム部６４０４とを有している。 (Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In the following embodiments, parts and members that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof is omitted, and the description is focused on the different parts. do.
2nd Embodiment shows the modification of a flywheel rotation starting part.
In the second embodiment, instead of the solid rocket booster 2802 of the first embodiment, a hydraulic cylinder 60 is used to configure the flywheel rotation starter 58 .
The flywheel rotation starter 58 includes a flywheel side engagement portion 62 , a starter side engagement portion 64 , and a hydraulic cylinder 60 .
The flywheel-side engaging portion 62 is composed of a pin 6202 protruding from the outer peripheral portion of the side surface 2610 of the flywheel 26, and the two pins 6202 are provided at intervals of 180 degrees in the circumferential direction of the outer peripheral portion. ing.
Two hydraulic cylinders 60 are provided corresponding to the pins 6202, and are configured to include a cylinder body 6002 supported on the steel tower 10 side and a piston rod 6004. The hydraulic cylinder 60 is operated by supplying hydraulic oil.
The starting portion-side engaging portion 64 is composed of an L-shaped member provided at the tip of the piston rod 6004 .
The starting part side engaging part 64 has a first arm part 6402 extending coaxially with the piston rod 6004 and a second arm part 6404 extending in a direction perpendicular to the tip of the first arm part 6402. are doing.

図５（Ａ）に実線で示すように、フライホイール２６の静止状態でピストンロッド６００４は伸長位置に位置し、ピン６２０２に第２アーム部６４０４の先部が係合している。
伸長位置からピストンロッド６００４のシリンダ本体６００２への没入によりピン６２０２が第２アーム部６４０４の先部から第１アーム部６４０２側の第２アーム部６４０４の基部に移動し、さらなるピストンロッド６００４の没入によりピン６２０２は第２アーム部６４０４の先部に移動し、さらなるピストンロッド６００４の没入によりピストンロッド６００４は収縮位置となり、ピン６２０２は第２アーム部６４０４から外れる。
すなわち、起動部側係合部６４は、フライホイール２６の所定の回転角度の範囲でフライホイール側係合部６２に係合可能で回転角度の範囲を超えるとフライホイール側係合部６２から外れ、起動部側係合部６４はフライホイール側係合部６２に対して係脱可能である。
第２の実施の形態では、フライホイール回転起動部５８の起動は、起動制御部４０により上記油圧回路を介して油圧シリンダ６０が作動することでなされる。 As shown by the solid line in FIG. 5A, the piston rod 6004 is in the extended position when the flywheel 26 is stationary, and the tip of the second arm 6404 is engaged with the pin 6202 .
By retracting the piston rod 6004 into the cylinder body 6002 from the extended position, the pin 6202 moves from the tip of the second arm portion 6404 to the base of the second arm portion 6404 on the side of the first arm portion 6402, and the piston rod 6004 is further retracted. As a result, the pin 6202 moves to the tip of the second arm portion 6404 , and further retraction of the piston rod 6004 brings the piston rod 6004 to the retracted position, and the pin 6202 is disengaged from the second arm portion 6404 .
That is, the starting part side engaging part 64 can be engaged with the flywheel side engaging part 62 within a predetermined rotational angle range of the flywheel 26, and is disengaged from the flywheel side engaging part 62 when the rotational angle range is exceeded. , the starting portion-side engaging portion 64 can be engaged with and disengaged from the flywheel-side engaging portion 62 .
In the second embodiment, the flywheel rotation starter 58 is started by the start control unit 40 operating the hydraulic cylinder 60 through the hydraulic circuit.

このような第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第１の実施の形態では、フライホイール回転起動部５８が起動されるとロケット用固体ブースター２８０２が消費されてしまうため、新たなロケット用固体ブースター２８０２をフライホイール２６に配置する必要があるのに対して、第２の実施の形態では、上記作業が不要となり、ランニングコストを抑制する上で有利となる。 The same effects as those of the first embodiment can be obtained by such a second embodiment.
Further, in the first embodiment, since the solid rocket booster 2802 is consumed when the flywheel rotation starter 58 is activated, it is necessary to place a new solid rocket booster 2802 on the flywheel 26. On the other hand, the second embodiment does not require the above work, which is advantageous in suppressing running costs.

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
図６に示すように、第３の実施の形態の制振装置２２Ｂでは、床板２０の上に発電機６６が設けられ発電機６６から鉛直上方に向かって発電機６６の入力軸を構成する回転軸６８が突設されている。
回転軸６８の上端は第１の実施の形態と同様に上側軸受部４４によって回転可能に支持されている。
したがって、回転軸６８は、上側軸受部４４および発電機６６を介して鉄塔１０に回転可能に支持されている。
回転軸６８の上部には、複数の羽根体７０が回転軸６８の周方向に間隔をおいて取着されており、羽根体７０が風を受けることにより回転軸６８を回転させ、これにより発電機６６が発電を行なうように構成されている。
図７に示すように、発電機６６で発電された電力は、充電装置７２を介して二次電池３６Ａに供給され、二次電池３６Ａが充電される。
また、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様のフライホイール回転起動部２８を設けているが、第２の実施の形態のフライホイール回転起動部５８を設けても良い。 (Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, in the vibration damping device 22B of the third embodiment, a generator 66 is provided on the floor plate 20, and the rotating shaft constituting the input shaft of the generator 66 is vertically upward from the generator 66. A shaft 68 protrudes.
The upper end of the rotating shaft 68 is rotatably supported by the upper bearing portion 44 as in the first embodiment.
Therefore, the rotating shaft 68 is rotatably supported by the steel tower 10 via the upper bearing portion 44 and the generator 66 .
A plurality of blade bodies 70 are attached to the upper portion of the rotating shaft 68 at intervals in the circumferential direction of the rotating shaft 68, and the blade bodies 70 receive wind to rotate the rotating shaft 68, thereby generating power. A generator 66 is configured to generate electricity.
As shown in FIG. 7, the electric power generated by the generator 66 is supplied to the secondary battery 36A via the charging device 72 to charge the secondary battery 36A.
Further, in the third embodiment, the same flywheel rotation starter 28 as in the first embodiment is provided, but the flywheel rotation starter 58 of the second embodiment may be provided.

第３の実施の形態では、地震検知部３２により地震の発生が検知された場合、あるいは、風速検知部３４により予め定められた値以上の風速が検知された場合は、第１の実施の形態と同様に、起動制御部４０によりフライホイール回転起動部２８が起動され、フライホイール２６は、静止状態から短時間のうちに確実に安定して回転されるため、フライホイール２６および回転軸２４のジャイロ効果が確実に発揮され、鉄塔１０の揺れを抑制して制振機能を短時間で発揮させる上で有利となる。
また、第３の実施の形態では、風が羽根体７０に当たって回転軸６８を回転させることで発電機６６が発電を行ない、その発電により二次電池３６Ａが充電され、回転駆動部によるフライホイール２６の回転駆動は、二次電池３６Ａから供給される電力を用いてなされるため、二次電池３６Ａを充電するコストが低減され、省エネルギーを図る上で有利となる。
また、第３の実施の形態では、台風などのように強い風が吹き、風速検知部３４によって検知された風速が予め定められた値以上である場合に、スピンモータ３０に電力を供給することでスピンモータ３０によりフライホイール２６を回転させることは無論のこと、風が羽根体７０によって回転軸６８を回転させるため、回転軸６８の回転がより高速となり、フライホイール２６および回転軸６８によるジャイロ効果が促進されるため、制振機能がより強く発揮され、鉄塔１０の損傷を防止する上でより有利となる。 In the third embodiment, when the occurrence of an earthquake is detected by the earthquake detection unit 32, or when the wind speed exceeding a predetermined value is detected by the wind speed detection unit 34, the operation of the first embodiment is performed. Similarly, the flywheel rotation starter 28 is started by the start control unit 40, and the flywheel 26 is reliably and stably rotated in a short period of time from a stationary state. The gyroscopic effect is reliably exhibited, which is advantageous in suppressing the shaking of the steel tower 10 and exhibiting the damping function in a short period of time.
Further, in the third embodiment, when the wind hits the blade body 70 and rotates the rotating shaft 68, the generator 66 generates electricity, and the secondary battery 36A is charged by the generated electricity, and the flywheel 26 by the rotation drive section. is driven by using the electric power supplied from the secondary battery 36A, the cost of charging the secondary battery 36A is reduced, which is advantageous in terms of energy saving.
Further, in the third embodiment, power is supplied to the spin motor 30 when a strong wind such as a typhoon blows and the wind speed detected by the wind speed detection unit 34 is equal to or higher than a predetermined value. In addition to rotating the flywheel 26 by the spin motor 30, the wind rotates the rotating shaft 68 by the blade body 70, so that the rotating shaft 68 rotates at a higher speed, and the gyro by the flywheel 26 and the rotating shaft 68. Since the effect is accelerated, the damping function is exhibited more strongly, which is more advantageous in preventing damage to the steel tower 10 .

なお、実施の形態では、制振装置を設ける建築物が塔状比が４以上の塔状建物である鉄塔１０である場合について説明したが、制振装置を設ける建築物は塔状建物に限定されない。
しかしながら、制振装置を設ける建築物が塔状建物であると、地震動や台風による塔状建物の揺れ、ロッキング振動を効果的に抑制でき、塔状建物の損傷を防止する上で有利となる。
また、塔状建物が鉄塔１０である場合は、地震動や台風による鉄塔１０の揺れ、ロッキング振動を効果的に抑制でき、鉄塔１０の損傷を防止する上で有利となる。
また、実施の形態では、１つの建築物に１つの制振装置を設けた場合について説明したが、制振装置を建築物の鉛直方向に間隔をおいて複数個設けても良く、この場合は、各制振装置２２によってフライホイール２６および回転軸６８によるジャイロ効果が奏されるため、制振機能がより強く発揮され、建築物の損傷を防止する上でより有利となる。
また、実施の形態では、鉄塔１０が地盤Ｇの上に設けられている場合について説明したが、ビルなどの構造物の上に鉄塔が設けられた塔状建物もあり、このような塔状建物においても本発明の制振装置が適用可能であり、地震動や台風による鉄塔１０の揺れ、ロッキング振動を効果的に抑制でき、鉄塔１０の損傷を防止する上で有利となることは無論である。 In the embodiment, the case where the building provided with the damping device is the steel tower 10, which is a tower-like building with a tower ratio of 4 or more, is limited to tower-like buildings. not.
However, if the building in which the vibration damping device is installed is a tower-like building, it is possible to effectively suppress shaking and rocking vibrations of the tower-like building due to seismic motions and typhoons, which is advantageous in preventing damage to the tower-like building.
Moreover, when the tower-like building is the steel tower 10, it is possible to effectively suppress shaking and rocking vibration of the steel tower 10 due to seismic motions and typhoons, which is advantageous in preventing damage to the steel tower 10.
Further, in the embodiment, a case where one damping device is provided in one building has been described, but a plurality of damping devices may be provided at intervals in the vertical direction of the building. Since the flywheel 26 and the rotating shaft 68 produce a gyroscopic effect by each vibration damping device 22, the vibration damping function is exhibited more strongly, which is more advantageous in preventing damage to the building.
Further, in the embodiment, the case where the steel tower 10 is provided on the ground G has been described, but there is also a tower-like building in which the steel tower is provided on a structure such as a building. Of course, the vibration damping device of the present invention can also be applied to the steel tower 10, and can effectively suppress the shaking and rocking vibration of the steel tower 10 due to seismic motions and typhoons, and is advantageous in preventing damage to the steel tower 10.

１０鉄塔（建築物、塔状建物）
２２Ａ、２２Ｂ制振装置
２４回転軸
２６フライホイール
２６０２孔
２６１０側面
２６１２外周面
２８フライホイール回転起動部
２８０２圧縮タンク
２８０４噴出口
２８０６開閉弁
２８０８開弁動作部
３０スピンモータ（回転駆動部）
３２地震検知部
３４風速検知部
３６電力供給部（回転駆動部）
３６Ａ二次電池
３８回転制御部（回転駆動部）
４０起動制御部
４２クラッチ制御部
４８動力伝達機構（回転駆動部）
５０クラッチ
５８フライホイール回転起動部
６０油圧シリンダ
６２フライホイール側係合部
６４起動部側係合部
６６発電機
６８回転軸
７０羽根体 10 steel tower (building, tower-like building)
22A, 22B vibration damping device 24 rotating shaft 26 flywheel 2602 hole 2610 side surface 2612 outer peripheral surface 28 flywheel rotation starter 2802 compression tank 2804 spout 2806 opening/closing valve 2808 valve opening operation unit 30 spin motor (rotation drive unit)
32 earthquake detection unit 34 wind speed detection unit 36 power supply unit (rotation drive unit)
36A secondary battery 38 rotation control unit (rotation drive unit)
40 start control unit 42 clutch control unit 48 power transmission mechanism (rotation drive unit)
50 Clutch 58 Flywheel rotation starting part 60 Hydraulic cylinder 62 Flywheel side engaging part 64 Starting part side engaging part 66 Generator 68 Rotating shaft 70 Blade body

Claims

a rotating shaft extending vertically and rotatably supported by a building ;
a flywheel provided concentrically with the rotating shaft and rotatable integrally with the rotating shaft;
a rotational drive unit that rotationally drives the flywheel;
A damping device for a building comprising:
an earthquake detection unit that detects the occurrence of an earthquake;
A flywheel rotation starter that applies a large force to the outer periphery of the flywheel in a direction to rotate the flywheel;
an activation control unit that activates the flywheel rotation activation unit when an earthquake occurrence is detected by the earthquake detection unit;
A vibration damping device for a building characterized by being provided with.

The rotation drive unit includes a spin motor that applies a rotational force to the flywheel,
A clutch is provided between the output shaft of the spin motor and the flywheel for disconnectably connecting the output shaft and the flywheel,
a clutch control unit that always disengages the clutch and connects the clutch after a predetermined time elapses from the time when the flywheel rotation start unit is started by the start control unit;
The damping device for a building according to claim 1, characterized in that:

The flywheel rotation starter includes a compression tank that is provided on the outer peripheral portion of the flywheel and stores compressed gas, and an ejection port that is provided in the compression tank and directed in a direction perpendicular to the diameter of the flywheel. , an on-off valve that opens and closes the ejection port, and a valve opening operation unit that opens the on-off valve,
A large force in the direction of rotating the flywheel by the flywheel rotation starter is a thrust force generated by ejecting the compressed gas stored in the compression tank from the ejection port,
Activation of the flywheel rotation activation unit by the activation control unit is performed by opening the on-off valve by the valve opening operation unit.
3. A damping device for a building according to claim 1 or 2, characterized in that:

The flywheel has a pair of side surfaces located on both sides of its central axis and an outer peripheral surface connecting the outer peripheries of the pair of side surfaces,
The flywheel is provided with a hole that opens to the outer peripheral surface,
the compression tank is positioned in the bore;
4. The damping device for a building according to claim 3, characterized in that:

The flywheel has a pair of side surfaces located on both sides of its central axis and an outer peripheral surface connecting the outer peripheries of the pair of side surfaces,
The flywheel rotation starter is engaged with the flywheel side engaging portion provided on the outer peripheral portion of the side surface of the flywheel and the flywheel side engaging portion within a predetermined rotation angle range of the flywheel. Rotate the flywheel within the predetermined rotation angle range via the starting section side engagement section that is disengaged from the flywheel side engagement section when the range of the rotation angle is exceeded, and the flywheel side engagement section. and a hydraulic cylinder that moves the starting part-side engagement part in the direction to
3. A damping device for a building according to claim 1 or 2, characterized in that:

a wind speed detection unit that detects the wind speed of the wind hitting the building;
The activation control unit activates the flywheel rotation activation unit when the wind speed detected by the wind speed detection unit is equal to or higher than a predetermined value.
6. A vibration damping device for a building according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:

a blade body that is attached to the rotating shaft and rotates the rotating shaft by receiving wind;
A generator that generates power by rotation of the rotating shaft,
The rotation drive unit includes a secondary battery that is charged with power generated by the generator,
Rotational driving of the flywheel by the rotational driving unit is performed using power supplied from the secondary battery,
The damping device for a building according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:

The building is a tower building with a tower ratio of 4 or more,
The damping device for a building according to any one of claims 1 to 7, characterized in that:

The tower-like building is a steel tower,
The damping device for a building according to claim 8, characterized in that:

A plurality of the vibration damping devices are provided at intervals in the vertical direction of the building,
10. The damping device for a building according to any one of claims 1 to 9, characterized in that: