JPH0156205B2 - - Google Patents
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- JPH0156205B2 JPH0156205B2 JP4109782A JP4109782A JPH0156205B2 JP H0156205 B2 JPH0156205 B2 JP H0156205B2 JP 4109782 A JP4109782 A JP 4109782A JP 4109782 A JP4109782 A JP 4109782A JP H0156205 B2 JPH0156205 B2 JP H0156205B2
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- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は道路橋、鉄道橋に代表される交通路橋
等の低周波振動を低減する振動制御装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a vibration control device for reducing low frequency vibrations of traffic bridges such as road bridges and railway bridges.
一般に、交通路橋は第1図に示したように、橋
梁1の両端を橋脚2で支承した構成を有する。こ
の種の交通路橋においては、交通橋梁上を走行す
る車両数の増加、走行速度の増大に伴なつて、交
通路橋には過大の外力が印加され、さらには、橋
脚間の長大化に伴なう橋梁の曲げ剛性の低下に相
まつて、交通路橋には極めて大きい振動が誘起さ
れる。このような振動は、状況によつては橋梁の
振動によつて、大気が空気圧振動を発生し、これ
が周囲に伝ぱする通常30ヘルツ以下の低周波の音
圧波となり、いわゆる低周波公害として表面化す
る場合がある。さらには、地盤への振動伝播によ
り近接する建物、住宅等をゆるがせ、雨戸、ガラ
ス戸等をガタガタと振動させる、あるいは、住宅
の振動そのものが住民に大きな不快感を与える等
振動公害ともなる。 Generally, a traffic bridge has a structure in which a bridge 1 is supported at both ends by piers 2, as shown in FIG. In this type of traffic bridge, as the number of vehicles running on the traffic bridge increases and the traveling speed increases, excessive external force is applied to the traffic bridge, and furthermore, as the distance between the piers increases, Coupled with the decrease in bending rigidity of bridges, extremely large vibrations are induced in traffic bridges. Depending on the situation, vibrations from bridges can generate air pressure vibrations in the atmosphere, which become low-frequency sound pressure waves, usually below 30 Hz, that propagate to the surrounding area, and manifest as so-called low-frequency pollution. There are cases. Furthermore, vibration propagation to the ground can cause nearby buildings, houses, etc. to loosen, causing shutters, glass doors, etc. to rattle, or the vibrations of the house itself can cause great discomfort to residents, resulting in vibration pollution.
こうした、騒音振動公害の発生機構となる、交
通路橋の振動の対策には、従来、橋梁、橋脚の補
強による剛性の増大、あるいは、補助橋脚を併設
し、橋梁の支承個所を増すなどして、交通路橋の
振動性状の改善、変更、さらには、大気に伝播す
る低周波音圧そのものを遮音するために、防音
壁、カバー等を設ける等をして、住民に与える不
快感の低減を図つていた。 Conventionally, countermeasures against the vibrations of traffic road bridges, which are the mechanism that generates noise and vibration pollution, include increasing the rigidity of bridges and piers by reinforcing them, or adding auxiliary piers to increase the support points of bridges. Efforts will be made to reduce the discomfort caused to residents by improving and changing the vibration characteristics of traffic bridges, and by installing soundproof walls, covers, etc. to insulate the low-frequency sound pressure itself that propagates into the atmosphere. was.
しかしながら、従来のこのような対策では、十
分な振動、騒音低減効果が得られていないのが実
情であり、また、既設の交通路橋に補助橋脚の併
設、橋梁の補強等では、土地空間の利用を併な
う、物理的な制約を受けることが多く、施工上の
問題点などの欠点があつた。 However, the reality is that these conventional measures have not achieved sufficient vibration and noise reduction effects.In addition, installing auxiliary piers on existing traffic bridges, reinforcing bridges, etc. requires the use of land space. However, it was often subject to physical constraints, and had drawbacks such as construction problems.
本発明は上記のような従来の対策とは、根本的
に振動低減原理を差異をなすもので、交通路橋等
の対象構造物(対象物という)に、発電電動機を
装着し、対象物の振動エネルギを発電機での電気
的エネルギとして吸収、変換し、対象物の振動低
減を図るとともに、かつ、上記電気的エネルギの
活用を図り、省エネルギとして効果を有する。振
動制御装置を提供することを目的としている。 The present invention is fundamentally different from the conventional countermeasures mentioned above in terms of vibration reduction principles, and a generator motor is attached to a target structure (referred to as the target object) such as a traffic road bridge to reduce the vibration of the target object. Energy is absorbed and converted into electrical energy in a generator, thereby reducing the vibration of the object and utilizing the electrical energy, resulting in an energy saving effect. The purpose is to provide a vibration control device.
本発明の振動低減原理は対象物に強制力(外
力)と制御力とが作用したとき、mを対象物のモ
ード質量、cを減衰係数、kを対象物のバネ定
数、Fを外力、Uを制御力、xを対象物の変位と
して成立する、運動方程式mx¨+cx〓+kx=F−U
を前提する。 The vibration reduction principle of the present invention is that when forced force (external force) and control force act on the object, m is the mode mass of the object, c is the damping coefficient, k is the spring constant of the object, F is the external force, and U is the control force and x is the displacement of the object, the equation of motion mx¨+cx〓+kx=F−U
Assume that
ここで、例えば対象物の振動加速度x¨を検知し
てこれを速度x〓、変位xの信号に変換した後これ
らの値を上記運動方程式に適用することにより外
力Fを減衰させることのできる最適な制御力U
(すなわち、対象物の振動速度に比例する制御力)
を得ている。 Here, for example, by detecting the vibrational acceleration x¨ of the object, converting it into signals of velocity x and displacement x, and then applying these values to the above equation of motion, we can find an optimal way to attenuate the external force F. control force U
(i.e., a control force proportional to the vibration speed of the object)
I am getting .
第2図は本発明の一実施例を示す。第2図にお
いて1は橋梁、2は橋脚、3は橋梁1に取り付け
たアーム、4は橋梁1に取り付けたモータ、5は
アーム3とモータ4の連接ロツド、6はモータの
回転軸12に取り付けたてこ円板を示す。第3図
は上記モータ4、連接ロツド5、てこ円板6の斜
視図である。連接ロツド5とてこ円板6は変換機
構であり、振動モーメントを回転軸12の回転ト
ルクに変換する。 FIG. 2 shows an embodiment of the invention. In Figure 2, 1 is the bridge, 2 is the pier, 3 is the arm attached to the bridge 1, 4 is the motor attached to the bridge 1, 5 is the connecting rod between the arm 3 and the motor 4, and 6 is attached to the rotating shaft 12 of the motor. Shows a vertical disk. FIG. 3 is a perspective view of the motor 4, connecting rod 5, and lever disk 6. The connecting rod 5 and the lever disk 6 are a conversion mechanism that converts the vibration moment into rotational torque of the rotating shaft 12.
第4図、第5図はモータ5の断面構造を示す。
第6図はモータ5内のロータ7の結線状況を示す
斜視図である。 4 and 5 show the cross-sectional structure of the motor 5. FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing how the rotor 7 in the motor 5 is connected.
第4図で、8はコイル、9はこのコイル8を囲
む磁極であり、第5図はで磁極9を囲むようにコ
イル8を配置している。 In FIG. 4, 8 is a coil, 9 is a magnetic pole surrounding this coil 8, and in FIG. 5, the coil 8 is arranged so as to surround the magnetic pole 9.
第2図において、11は橋梁1に取り付けられ
た橋梁1の振動速度を検出する検出器であり、検
出した振動速度信号は第7図のブロツク図に示す
ように信号線15を介して後述する演算制御回路
13へ供給される。 In FIG. 2, numeral 11 is a detector attached to the bridge 1 that detects the vibration speed of the bridge 1, and the detected vibration speed signal is transmitted via a signal line 15 as shown in the block diagram of FIG. 7, which will be described later. The signal is supplied to the arithmetic control circuit 13.
この発明の一実施例では、橋梁1の上下のたわ
みをアーム3の横方向の働きにより発生するモー
メントで抑制しようとするもので、その2つのア
ーム間の拡大、縮小はモータ4によつて得られる
回転力(具体的には揺動力)をてこ円板6を介し
て結合することにより得られる。モータは磁極9
とコイル8で構成されるものであり、第4図のよ
うにコイル8に後述する演算回路13を介して任
意の電流を通電することにより任意の制御力Uが
得られる。 In one embodiment of the present invention, the vertical deflection of the bridge 1 is suppressed by the moment generated by the lateral action of the arms 3, and the expansion and contraction between the two arms is achieved by the motor 4. This is obtained by combining the rotational force (specifically, the swinging force) generated via the lever disk 6. The motor has magnetic poles 9
As shown in FIG. 4, an arbitrary control force U can be obtained by applying an arbitrary current to the coil 8 via an arithmetic circuit 13, which will be described later.
また、アームの間の距離の変化は数mmの範囲で
あり、てこ円板6の径をある程度大きくしておけ
ば、回転角度θは微小ですむ。その場合、第4図
の極ピツチ角θpに比べ、1極分コイル群の幅θc
をやや小さめにとつておけば、すなわちθp−θc
>2θとしておけば、コイル8aは常にN極下に、
コイル8bは常にS極下にあり、各コイルは一つ
の磁極下以外に移動することなく、回転にともな
う電流の転流(整流)が必要でなくなる。よつ
て、回転子リードは第6図に示すフレキシブルコ
イル10で実現でき、スリツプリング整流子は不
要となる。 Further, the change in distance between the arms is within a range of several mm, and if the diameter of the lever disk 6 is increased to a certain extent, the rotation angle θ can be minute. In that case, compared to the pole pitch angle θp in Fig. 4, the width θc of the coil group for one pole is
If we keep θp−θc slightly smaller, that is, θp−θc
>2θ, the coil 8a is always below the N pole,
The coil 8b is always under the south pole, and each coil does not move beyond one magnetic pole, eliminating the need for commutation (rectification) of the current accompanying rotation. Therefore, the rotor lead can be realized by the flexible coil 10 shown in FIG. 6, and a slip-ring commutator is not necessary.
ここで、振動制御システムについて説明する。 Here, the vibration control system will be explained.
第7図において、検出器11にて検出された橋
梁の振動速度信号は演算制御回路13へ供給され
る。kmは橋梁1のバネ定数、k2はアームのバネ
定数である。この制御回路13において、上記振
動速度信号から振動(変位、x)、振動加速度が
計算される。一方、コイル8の長さを1、磁度密
度をBとすれば、上記運動方程式から、所定の外
力をFとして決定しているから、外力Fを減衰さ
せるに必要な制御力Uは演算により求めることが
できる。そこでこの制御力Uを出力するために必
要な電流iは、i=U/(B1)により求めるこ
とができる。ここでBはモータにおける磁束密
度、1はモータのコイル長である。このようにし
て求めた制御力はモータ4の回転トルクとして表
われ、連接ロツド5を介して橋梁1にその振動と
逆位相に加えられるため、振動は減衰することに
なる。 In FIG. 7, a bridge vibration velocity signal detected by a detector 11 is supplied to an arithmetic control circuit 13. km is the spring constant of the bridge 1, and k 2 is the spring constant of the arm. In this control circuit 13, vibration (displacement, x) and vibration acceleration are calculated from the vibration velocity signal. On the other hand, if the length of the coil 8 is 1 and the magnetic density is B, the predetermined external force is determined as F from the above equation of motion, so the control force U required to attenuate the external force F can be calculated by calculation. You can ask for it. Therefore, the current i required to output this control force U can be determined by i=U/(B1). Here, B is the magnetic flux density in the motor, and 1 is the coil length of the motor. The control force thus obtained is expressed as rotational torque of the motor 4, and is applied to the bridge 1 via the connecting rod 5 in a phase opposite to that of the vibration, so that the vibration is attenuated.
以上の説明では、橋梁の振動制御に利用した実
施例について説明したが、本発明は対象構造物と
してこの他、タワー、ビル、アンテナなどの振動
制御に利用することができる。 In the above explanation, an embodiment has been described in which the present invention is used for vibration control of a bridge, but the present invention can also be used for vibration control of towers, buildings, antennas, etc. as target structures.
以上のように、本発明によれば、対象物の振動
エネルギを発電機での電気的なエネルギとして吸
収、変換する発電電動装置を装着し、このエネル
ギーを対象物の振動低減による振動制御に利用す
ることにより省エネルギとしての効果が得られ
る。 As described above, according to the present invention, a generator-motor device is installed that absorbs and converts the vibration energy of an object into electrical energy in a generator, and this energy is used for vibration control by reducing the vibration of the object. By doing so, the effect of energy saving can be obtained.
第1図は交通路橋の概略構成図、第2図は本発
明の一実施例を示す構成図、第3図はモータの構
成図、第4図、第5図はモータの断面図、第6図
はモータのロータを示す構造図、第7図は本発明
を説明するためのブロツク図である。
図中、1は橋梁、2は橋脚、3はアーム、4は
モータ、5は連接ロツド、6はてこ円板、7はロ
ータ、8はコイル、9は磁極、10はフレキシブ
ルコイルである。なお図中、同一符号は同一又は
相当部分を示す。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a traffic road bridge, Fig. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a configuration diagram of a motor, Figs. 4 and 5 are sectional views of the motor, and Fig. 6 The figure is a structural diagram showing the rotor of the motor, and FIG. 7 is a block diagram for explaining the present invention. In the figure, 1 is a bridge, 2 is a pier, 3 is an arm, 4 is a motor, 5 is a connecting rod, 6 is a lever disk, 7 is a rotor, 8 is a coil, 9 is a magnetic pole, and 10 is a flexible coil. In the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
と、上記振動を検出する検出器と、上記対象構造
物に固定されると共に、互いに対面する磁極とコ
イルを内蔵するモータと、上記磁極又はコイルに
取り付けられた上記モータの回転軸と、上記振動
により生ずる力を上記回転軸の回転トルクに変換
する変換機構と、上記検出器の検出信号に基づい
て、上記振動を減衰させるための制御力に相当す
る回転トルクを発生させる所定の電流を上記コイ
ルに供給する演算制御回路とを備えた振動制御装
置。1. A target structure that vibrates when subjected to an external force, a detector that detects the vibration, a motor that is fixed to the target structure and has magnetic poles and a coil facing each other, and a motor that is fixed to the target structure and has magnetic poles and coils facing each other, and A rotating shaft of the attached motor, a conversion mechanism that converts the force generated by the vibration into rotational torque of the rotating shaft, and a control force for damping the vibration based on the detection signal of the detector. and a calculation control circuit that supplies a predetermined current to the coil to generate a rotational torque.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4109782A JPS58160414A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | Vibration control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4109782A JPS58160414A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | Vibration control apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58160414A JPS58160414A (en) | 1983-09-22 |
| JPH0156205B2 true JPH0156205B2 (en) | 1989-11-29 |
Family
ID=12598972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4109782A Granted JPS58160414A (en) | 1982-03-16 | 1982-03-16 | Vibration control apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58160414A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100478031B1 (en) * | 2002-10-10 | 2005-03-21 | 유니슨 주식회사 | Apparatus for Damping Vibration having Amplified Displacement |
-
1982
- 1982-03-16 JP JP4109782A patent/JPS58160414A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58160414A (en) | 1983-09-22 |
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