JPH0639851B2 - Vibration control device - Google Patents
Vibration control deviceInfo
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- JPH0639851B2 JPH0639851B2 JP58095207A JP9520783A JPH0639851B2 JP H0639851 B2 JPH0639851 B2 JP H0639851B2 JP 58095207 A JP58095207 A JP 58095207A JP 9520783 A JP9520783 A JP 9520783A JP H0639851 B2 JPH0639851 B2 JP H0639851B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- movable mass
- control device
- drive motor
- mass body
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は,ボールネジを用いて可動質量体を可動させ
振動を制御する振動制御装置に関するものである。The present invention relates to a vibration control device that controls a vibration by moving a movable mass body using a ball screw.
近年,ビル等の建築構造物はその規模などにおいてます
ます高層化,大規模化しているが,設計手法等の洗練に
より,柔軟化,軽量化の傾向にある。したがつて強い風
や地震等の外乱により,第1図の点線で示すような振動
を生じており,このような振動はビルの居住者に不快感
を与え,特に地震の際には非常に大きな振動を引き起こ
す可能性がある。このような問題を解決するために,従
来から用いられていたものに,第2図に示す振動制御装
置(1)がある。この振動制御装置(1)は,第1図に示した
高層ビル(2)の屋上に近い階に設置されていて,往復動
可能な可動質量体(3)と,この可動質量体(3)を可動させ
る油圧アクチユエータ(4)と,このアクチュエータ(4)を
作動させる油圧サーボ(5)と,高層ビル(2)の振動を検出
する振動センサー(6)と,上記可動質量体(3)と高層ビル
(2)との間に介在するバネ(7)とから構成されていた。In recent years, building structures such as buildings have become higher and larger in scale and the like, but due to the refinement of design methods, they tend to be flexible and lightweight. Therefore, strong winds and external disturbances such as earthquakes cause vibrations as shown by the dotted line in Fig. 1. Such vibrations make building residents uncomfortable, especially during earthquakes. May cause large vibrations. A vibration control device (1) shown in FIG. 2 has been conventionally used to solve such a problem. This vibration control device (1) is installed on a floor near the roof of the high-rise building (2) shown in FIG. 1, and has a movable mass body (3) capable of reciprocating, and this movable mass body (3). A hydraulic actuator (4) for moving the actuator, a hydraulic servo (5) for operating the actuator (4), a vibration sensor (6) for detecting the vibration of the high-rise building (2), and the movable mass body (3). skyscraper
It consisted of a spring (7) interposed between (2) and.
このような構成からなる従来の振動制御装置(1)は,振
動物体である高層ビル(2)が図で示す振動方向に振動し
ようとすると,振動センサ(6)によつて振動が検知され
る。この検知信号によつて油圧サーボ(5)は油圧アクチ
ユエータ(4)に振動速度に比例した制御力を作動せしめ
るため,これに連動した可動質量体(3)は,振動方向と
は反対の方向に可動し,その慣性力によつて振動が制御
された。In the conventional vibration control device (1) having such a structure, when the high-rise building (2) which is a vibrating object tries to vibrate in the vibration direction shown in the figure, the vibration is detected by the vibration sensor (6). . Based on this detection signal, the hydraulic servo (5) causes the hydraulic actuator (4) to actuate a control force proportional to the vibration speed, so that the movable mass body (3) interlocked with this acts in the direction opposite to the vibration direction. It moved and its inertia controlled the vibration.
しかるに,従来の振動制御装置は,油圧アクチツエータ
を使用しているため,装置自身がかなり大掛りとなり,
設置する場合,かなりのスペースを必要とした。またメ
ンテナスもかなりの頻度で必要であり,騒音も大きいな
どの欠点を有していた。However, since the conventional vibration control device uses a hydraulic actuator, the device itself becomes quite large,
It required a lot of space for installation. It also had the drawbacks that it required maintenance quite often and was noisy.
この発明は以上のような欠点を除くためになされたもの
で,構造が簡単で,メンテナスが容易な振動制御装置を
提供するものである。以下図面に従つてこの発明の一実
施例について説明する。The present invention has been made in order to eliminate the above drawbacks, and provides a vibration control device having a simple structure and easy maintenance. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第3図において,(8)は駆動モータで,この駆動モータ
(8)はマウント(9)に固定されていて,その出力軸(10)に
ボールネジ(11)の軸端が固嵌している。このボールネジ
(11)は駆動モータ(8)と固嵌している側の端部近くを,
前記マウント(9)に固着されたベアリング(12)に回転自
在に保持されていて,他端側のネジ部にはナツト(13)が
螺着している。このナツト(13)は可動質量体(3)と固着
されていて,ボールネジ(11)の軸の回転により,レール
(14)に滑嵌したリニアベアリング(15)を下端に設けた可
動質量体(3)を前後に往復動させている。In Fig. 3, (8) is a drive motor.
(8) is fixed to the mount (9), and the shaft end of the ball screw (11) is fixedly fitted to the output shaft (10). This ball screw
(11) is near the end on the side where the drive motor (8) is fixed,
It is rotatably held by a bearing (12) fixed to the mount (9), and a nut (13) is screwed to a screw portion on the other end side. This nut (13) is fixed to the movable mass body (3), and the rotation of the shaft of the ball screw (11) causes the nut (13) to move.
A movable mass body (3) having a linear bearing (15) slidably fitted in (14) at its lower end is reciprocated back and forth.
(16)は可動質量体(3)の動きを電気的に規制するリミツ
トスイツチ,(17)は機械的に規制するストツパー,(18)
は制御器である。(19)は部品を保持しているベース,(2
0)は全体を覆うカバーで,振動センサ(6)から可動質量
体(3)までの全部品が一体化して納められている。(16) is a limit switch for electrically restricting the movement of the movable mass body (3), (17) is a mechanical stop, and (18)
Is a controller. (19) is the base holding the parts, (2
Reference numeral 0) is a cover that covers the whole body, and all the parts from the vibration sensor (6) to the movable mass body (3) are housed together.
次にこの発明による振動制御装置の動作について説明す
ると,高層ビル(2)が図の振動方向に振動しようとする
と,振動センサ(6)はその信号を検知し,制御器(18)に
振動加速度信号を送る。制御器(18)はこの信号を受け,
積分し速度信号に変換した後,速度信号に対応した電流
を駆動モータ(8)に送るため,駆動モータ(8)は振動速度
に対応したトルクTを発生し回転する。これによつて,
駆動モータ(8)に固嵌しているボールネジ(11)に螺着し
たナツト(13)は摩擦を無視すれば振動方向とは反対方向
に L:ボールネジのリード長, の制御力を受け,可動質量体(3)と共に運動するため,
高層ビル(2)の振動は減衰する。Next, the operation of the vibration control device according to the present invention will be described. When the high-rise building (2) tries to vibrate in the vibration direction shown in the figure, the vibration sensor (6) detects the signal and the controller (18) detects the vibration acceleration. Send a signal. The controller (18) receives this signal,
After being integrated and converted into a speed signal, a current corresponding to the speed signal is sent to the drive motor (8), so that the drive motor (8) generates torque T corresponding to the vibration speed and rotates. By this,
The nut (13) screwed to the ball screw (11) fixedly fitted to the drive motor (8) is in the direction opposite to the vibration direction if friction is ignored. L: Because it receives the control force of the lead length of the ball screw, and moves with the movable mass body (3),
Vibrations of the tall building (2) are damped.
この時の運動方程式はつぎの式で表わされる。The equation of motion at this time is expressed by the following equation.
ここに m1:高層ビルのモーダル質量 k1: 〃 のバネ定数 m2:可動質量体の質量 k2:可動質量体と高層ビルとの間のバネ定数 高層ビルの変位,速度,加速度 可動質量体の変位,速度,加速度 F:外力 U:制御力 C:ゲイン定数 なお,振動速度の大きさが設定値を越えた場合には可動
質量体(3)の運動量は大きくなりこれに取付けられた突
起(20)がリミツトスイツチ(16)を押し下げ開路させるた
め,これと直列に接続された駆動モータ(8)への電流は
遮断される。したがつて可動質量体(3)はこれとベース
(19)との間に構成されたバネ(図示せず)により中立点
に押し戻されるためオーバロードによるストツパへの衝
突は避けられる。 Where m 1 : modal mass of high-rise building k 1 : spring constant of 〃 m 2 : mass of movable mass k 2 : spring constant between movable mass and high-rise building Displacement, speed, acceleration of high-rise buildings Displacement, velocity and acceleration of the movable mass F: External force U: Control force C: Gain constant If the magnitude of the vibration velocity exceeds the set value, the momentum of the movable mass (3) becomes large and it is attached to this. The protrusions (20) thus pushed push down the limit switch (16) to open the circuit, so that the current to the drive motor (8) connected in series with this is cut off. Therefore, the movable mass body (3) is
A spring (not shown) formed between (19) and the spring (19) pushes it back to the neutral point, thus avoiding collision with the stopper due to overload.
上記の如く,駆動モータ(8)の軸と,ボールネジ(11)と
を係合し,このボールネジ(11)のナツト(13)に可動質量
体(3)を固定した構造であるため,駆動モータ(8)の出す
出力トルクTに対し の推進力が可動質量体(3)に作用する。すなわち,今可
動質量体(3)を可動させる制御力として50Kgの力が必
要とすれば,モータの必要トクルは,リード長を1cmと
すると8Kg-cmでよいことになり,かなり小さなモータ
で済むことになる。また振動センサ(6),可動質量体
(3),ボールネジ(11),駆動モータ(8),制御器(18)等が
同一のベース(19)上に配置されているため組立が比較的
容易であり,特に駆動モータ(8)の軸方向とボールネジ
(11)の軸方向と,可動質量体(3)の可動方向とが同一方
向であるため,配置が単純となり,全体としてコンパク
トにまとめることができ,しかも可動の芯出し調整が容
易である。さらに振動センサ(6)の位置と制御する可動
質量体(3)の位置とが同一個所にあるため,いかなる振
動モードに対しても,それぞれの位置におけるモードの
大きさ,方向は常に一致しており,したがつて全ての振
動モードに対して安定的に制御が行なわれる。As described above, the shaft of the drive motor (8) is engaged with the ball screw (11), and the movable mass body (3) is fixed to the nut (13) of the ball screw (11). For output torque T generated by (8) The propulsive force of acts on the movable mass body (3). That is, if a force of 50 kg is required as the control force for moving the movable mass body (3), the required tokule of the motor is 8 kg-cm if the lead length is 1 cm, and a considerably small motor is sufficient. It will be. Vibration sensor (6), movable mass
(3), the ball screw (11), the drive motor (8), the controller (18), etc. are arranged on the same base (19), so that the assembly is relatively easy, especially the drive motor (8). Axial direction and ball screw
Since the axial direction of (11) and the movable direction of the movable mass body (3) are in the same direction, the arrangement is simple, the whole structure can be compact, and the movable centering adjustment is easy. Furthermore, since the position of the vibration sensor (6) and the position of the movable mass body (3) to be controlled are in the same place, the magnitude and direction of the mode at each position are always the same for any vibration mode. Therefore, stable control is performed for all vibration modes.
なお,以上の説明では高層ビルにこの発明の振動制御装
置を適用した例について説明したが,他の振動物体,例
えば一般家屋,塔,橋染等にも適用できることは言うま
でもない。In the above description, an example in which the vibration control device of the present invention is applied to a high-rise building has been described, but it goes without saying that it can also be applied to other vibrating objects such as general houses, towers, and Hashizome.
以上のようにこの発明によればアクチュエータとして振
動速度に対応したトルクTを発生し、回転する駆動モー
タと、この駆動モータの出力トルクTに対し の力を可動質量体に作用させるボールネジとを備えたア
クチュエータを用いることにより、装置の小型化が可能
となり装置の省スペース化が図れるという効果がある。As described above, according to the present invention, as the actuator, the torque T corresponding to the vibration speed is generated, and the driving motor that rotates and the output torque T of the driving motor are compared. By using an actuator provided with a ball screw that applies the force of (1) to the movable mass body, there is an effect that the size of the device can be reduced and the space of the device can be saved.
また振動センサ、可動質量体、制御器、駆動モータおよ
びボールネジを同一ベース上に配置し、さらに駆動モー
タの軸方向、ボールネジの軸方向および駆動質量体の可
動方向を同一方向になるようにすれば配置が簡単とな
り、全体としてコンパクトとなるため従来設置が困難で
あった振動物体にも容易に取付けることができるという
効果がある。If the vibration sensor, the movable mass, the controller, the drive motor and the ball screw are arranged on the same base, and the axial direction of the drive motor, the axial direction of the ball screw and the movable direction of the drive mass are in the same direction. Since the arrangement is simple and the overall size is small, there is an effect that it can be easily attached to a vibrating object which has been difficult to install in the past.
第1図は高層ビルの斜視図,第2図は従来例を示す振動
制御装置を示す図,第3図はこの発明による振動制御装
置の構成図で,図中(3)は可動質量体,(6)は振動センサ
ー,(8)は駆動モータ,(11)はボールネジ,(18)は制御
器,(19)はベースである。 なお,図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
ある。FIG. 1 is a perspective view of a high-rise building, FIG. 2 is a view showing a vibration control device showing a conventional example, and FIG. 3 is a configuration diagram of a vibration control device according to the present invention, in which (3) is a movable mass body, (6) is a vibration sensor, (8) is a drive motor, (11) is a ball screw, (18) is a controller, and (19) is a base. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 信夫 神奈川県鎌倉市上町屋325番地 三菱電機 株式会社鎌倉製作所内 (56)参考文献 JOURNAL OF THE ENG INEERING MECANICS D IVISION Vol.106,No.E M6,1980.12月 P.1091〜1098 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuo Kamei 325 Kamimachiya, Kamakura City, Kanagawa Mitsubishi Electric Corporation Kamakura Factory (56) References JOURNAL OF THE ENGINEING MECANICS DIVISION Vol. 106, No. EM 6, 1980 December P. 1091 ~ 1098
Claims (3)
記振動体上を往復動する可動質量体と、上記振動センサ
の検知した信号を受け、上記振動体の振動速度に対応し
た電流を流す制御器と、この制御器から制御電流を受
け、振動速度に対応したトルクTを発生し、回転する駆
動モータと、軸部が上記駆動モータの出力軸に結合さ
れ、上記軸部の回転運動に伴い軸方向に直進可動するナ
ット部が上記可動質量体に結合し、上記駆動モータの出
力トルクに対し (Lはボールネジのリード長)の力を上記可動質量体に
作用させるボールネジとを具備したことを特徴とする振
動制御装置。1. A vibration sensor for detecting vibration of a vibrating body, a movable mass body reciprocating on the vibrating body, a signal detected by the vibration sensor, and a current corresponding to a vibration speed of the vibrating body. A flow controller and a drive motor that receives a control current from the controller to generate a torque T corresponding to a vibration speed and rotates, and a shaft portion is coupled to an output shaft of the drive motor, and a rotational movement of the shaft portion is performed. With this, the nut that moves straight in the axial direction is connected to the movable mass body, and the output torque of the drive motor is A vibration control device comprising: a ball screw that applies a force (L is a lead length of the ball screw) to the movable mass body.
と振動センサの検知方向とが同一であることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1) 項記載の振動制御装置。2. The vibration control device according to claim 1, wherein the axial direction of the drive motor, the movable direction of the movable mass, and the detection direction of the vibration sensor are the same.
ールネジを同一ベース上に配置したことを特徴とする特
許請求の範囲第(1) 項記載の振動制御装置。3. The vibration control device according to claim 1, wherein the vibration sensor, the movable mass body, the controller and the ball screw are arranged on the same base.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095207A JPH0639851B2 (en) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | Vibration control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095207A JPH0639851B2 (en) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | Vibration control device |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7027943A Division JP2679662B2 (en) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | Vibration control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59219539A JPS59219539A (en) | 1984-12-10 |
| JPH0639851B2 true JPH0639851B2 (en) | 1994-05-25 |
Family
ID=14131300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58095207A Expired - Lifetime JPH0639851B2 (en) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | Vibration control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639851B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018039584A (en) * | 2016-09-05 | 2018-03-15 | 株式会社椿本チエイン | Stacker crane |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP58095207A patent/JPH0639851B2/en not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JOURNALOFTHEENGINEERINGMECANICSDIVISIONVol.106,No.EM6,1980.12月P.1091〜1098 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59219539A (en) | 1984-12-10 |
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