(57)【要約】【課題】架構の振動を低減する。【解決手段】架構の制振装置１０は、大梁１２が柱１４の間に架け渡されている。大梁１２の端部は柱１４に接合され柱梁仕口２８が形成されている。柱梁仕口２８の近傍には、柱１４を反力受けとして、大梁１２に加振力を作用させる作動部材３０が取り付けられている。作動部材３０は圧電素子１６と、軸線を圧電素子１６の変位軸Ｚ１と一致させた梁側固定具１８と、柱側固定具２０を有している。このとき、作動部材３０、大梁１２及び柱１４で三角形が形成されている。大梁１２には振動センサ２２が取付けられ、大梁１２の振動を検出しコントローラ２４に出力する。コントローラ２４は振動波形を打ち消す制振波形を生成しドライバ２６に出力し、ドライバ２６は制振波形に対応した電圧出力を生成し圧電素子１６に出力する。圧電素子１６は制振波形に対応して伸縮し大梁１２に加振力を作用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向に架け渡された第１部材と、
前記第１部材の端部が接合される第２部材と、
前記第１部材に取付けられ、前記第１部材の振動を検出する振動検出手段と、
前記振動検出手段が検出した振動波形を打ち消す制振波形を出力する制御手段と、
前記制御手段から入力された前記制振波形に対応した電圧出力を生成する電圧出力手段と、
前記第２部材を反力受けとして前記第１部材の仕口の近傍に取付けられ、前記電圧出力手段からの電圧出力に比例して伸縮する第１伸縮手段と、
を有する架構の制振装置。
【請求項２】
前記第１伸縮手段は、
加えられた入力に対応して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させる伸縮部材と、
軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記伸縮部材に取付け、他方を前記第１部材に取付けた第１固定部材と、
軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記伸縮部材に取付け、他方を前記第２部材に取付けた第２固定部材と、
を有し、
前記第１伸縮手段、前記第１部材、及び前記第２部材で三角形を形成した請求項１に記載の架構の制振装置。
【請求項３】
前記第２部材から前記第１部材と並行に延出された取付座を備え、
前記第１伸縮手段は、加えられた入力に対応して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させる伸縮部材であり、
前記第１部材と前記取付座の間に、前記変位軸が前記第２部材と並行になるように、前記伸縮部材を取付けた請求項１に記載の架構の制振装置。
【請求項４】
前記伸縮部材は、
加えられた電圧に比例して変位し変位軸の方向の長さを伸縮させる圧電素子、若しくは、コイルで発生される磁界に比例して変位し変位軸の方向の長さを伸縮させる超磁歪素子である、請求項２又は請求項３に記載の架構の制振装置。
【請求項５】
前記第１部材の剛性より前記第２部材の剛性を大きくした請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項６】
前記第１部材は大梁であり、
前記第２部材は柱であり、
前記振動検出手段が検出する振動は、前記大梁の縦方向の振動である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項７】
前記第１部材は小梁であり、
前記第２部材は大梁であり、
前記振動検出手段が検出する振動は、前記小梁の縦方向の振動である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項８】
前記第１部材は根太であり、
前記第２部材は小梁であり、
前記振動検出手段が検出する振動は、前記根太の縦方向の振動である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項９】
前記第１部材は小梁であり、
前記第２部材は大梁であり、
前記振動検出手段が検出する振動は、前記小梁の横方向の振動である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項１０】
前記第１部材は根太であり、
前記第２部材は小梁であり、
前記振動検出手段が検出する振動は、前記根太の横方向の振動である請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置。
【請求項１１】
横方向に架け渡された第１部材と、
前記第１部材に端部が接合される第２部材と、
前記第１部材を反力受けとして前記第２部材の仕口の近傍に取付けられ、電圧入力に比例して伸縮する第２伸縮手段と、
前記第２伸縮手段に取付けられ、前記第２部材の伸縮量の変化によって受ける圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力検出部が検出した圧力を減少させる電圧出力を生成し、前記第２伸縮手段へ出力する電圧出力調整手段と、
を有する架構の制振装置。
【請求項１２】
前記第２伸縮手段は、
加えられた電圧入力に対応して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させるアクチュエータ用の圧電素子と、
軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記圧電素子に取付け、他方を前記第１部材に取付けた第３固定部材と、
軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記圧電素子に取付け、他方を前記第２部材に取付けた第４固定部材と、 を有し、
前記圧力検出部は、前記圧電素子と一体に積層され、前記圧電素子の変位軸の方向に加えられた圧力を検出する圧力検出用の圧電素子であり、
前記第２伸縮手段、前記第１部材、及び前記第２部材で三角形を形成した請求項１１に記載の架構の制振装置。
【請求項１３】
前記第１部材は梁であり、
前記第２部材は柱であり、
前記圧力検出部は、前記柱の横方向及び縦方向の振動を圧力変化として検出する請求項１１又は請求項１２に記載の架構の制振装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の架構の制振装置を床部に備えたクリーンルーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架構の振動を抑制する架構の制振装置、及び架構の制振装置を床部に備えたクリーンルームに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の床部には、建物の外部から伝播される車両等の走行振動、建物内部で発生し伝播される人の歩行振動、機器の運転振動等に起因する微振動が生じる。
【０００３】
この微振動は、一般的な用途の建物では問題とはならないが、例えば半導体製造工場におけるクリーンルームでは、床部に設置された精密加工機器や検査装置類の稼動に支障が生じる場合がある。
このため、クリーンルームにおける精密加工機器や検査装置類の稼動を確保するため、床部（床構造体）の振動を抑制する技術が求められている。
【０００４】
床構造体の振動を抑制する技術として、アクティブ振動制御技術が知られている（特許文献１）。
図１０に示すように、特許文献１に記載の制振構造１４０は、建物１４２の嫌振機器１４６が設置された各階のトラス梁（床構造体）１４４に鉛直方向の制振装置（アクティブ・マス・ダンパ）１４７を設置し、更に最上部のトラス梁１４４には水平方向の制振装置１４８を設置している。これにより、制振装置１４７、１４８の制振作用でトラス梁１４４、１４５の振動を抑制できる。
【０００５】
しかし、制振構造１４０の制振作用は、制振装置１４７、１４８に設けられた質量（付加マス）を動かす力の反力を利用して、トラス梁１４４、１４５の振動を抑制するものである。通常、対象質量の１〜数％程度の付加マスを必要とするため、トラス梁１４４、１４５の重量が増える欠点がある。
【０００６】
そこで、付加マスを必要とせず、建物に直接、振動を抑制する制御力を作用させる技術が提案されている（特許文献２）。
【０００７】
図１１（Ａ）に示すように、特許文献２に記載の架構の制振装置１５０は、架構１５２の柱部材１５４の下端部１５４Ｄに圧電素子１５６を取付けている。即ち、図１１（Ｂ）の平面図、図１１（Ｃ）の下端部１５４Ｄの拡大図に示すように、下端部１５４Ｄの隅角部に複数の圧電素子１５６を取付けている。これにより、対向する位置に取付けられた圧電素子１５６を互いに逆方向に変形させ、柱部材１５４に曲げモーメントを与えて架構１５２の振動を低減させる。
【０００８】
しかし、この制振装置１５０は、付加マスは必要がないものの、必ず２個以上の圧電素子１５６が必要でありコスト高の要因となる。また、柱の下端部１５４Ｄに直接に圧電素子１５６を取付ける構成のため、既に建設されている建物に適用することは困難である。
【特許文献１】特開平１０−２１２８０号公報
【特許文献２】特開平１０−２２７１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事実に鑑み、架構の振動を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項1に記載の発明に係る架構の制振装置は、横方向に架け渡された第１部材と、前記第１部材の端部が接合される第２部材と、前記第１部材に取付けられ、前記第１部材の振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段が検出した振動波形を打ち消す制振波形を出力する制御手段と、前記制御手段から入力された前記制振波形に対応した電圧出力を生成する電圧出力手段と、前記第２部材を反力受けとして前記第１部材の仕口の近傍に取付けられ、前記電圧出力手段からの電圧出力に比例して伸縮する第１伸縮手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】
請求項1に記載の発明によれば、第１部材に取付けられた振動検出手段が第１部材の振動を検出し、制御手段が振動検出手段の検出した振動波形を打ち消す制振波形を出力し、電圧出力手段が制御手段から入力された制振波形に対応した電圧出力を生成する。そして、第２部材を反力受けとして第１部材の仕口の近傍に取付けられた第１伸縮手段が、電圧出力手段からの電圧出力に比例して伸縮する。
【００１２】
これにより、第１部材の振動を打ち消す制振波形に対応させて第１伸縮手段を伸縮できる。このとき、第１伸縮手段は、第１部材の仕口の近傍に取付けられており、第１部材の変位量が小さくても大きな力で変位させれば、第１部材と第２部材の接合部を支点とした大きなモーメントを発生させることができる。
【００１３】
この発生させた大きなモーメントを、第１部材の振動を打ち消す方向に作用させることにより、第１部材の振動を打ち消すことができる。
このとき、第１伸縮手段は、第２部材を反力受けとして第１部材に力を作用させるため、１ヶ所に取付ければ制御効果が発揮される。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の架構の制振装置において、前記第１伸縮手段は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させる伸縮部材と、軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記伸縮部材に取付け、他方を前記第１部材に取付けた第１固定部材と、軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記伸縮部材に取付け、他方を前記第２部材に取付けた第２固定部材と、を有し、前記第１伸縮手段、前記第１部材、及び前記第２部材で三角形を形成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、第１伸縮手段が、伸縮部材と、片方を伸縮部材に取付け他方を第１部材に取付けた第１固定部材と、片方を伸縮部材に取付け他方を第２部材に取付けた第２固定部材とを有し、第１伸縮手段、第１部材、及び第２部材で三角形を形成している。
これにより、第１部材と第２部材の仕口の剛性を高めることができる。
【００１６】
また、第１伸縮手段は、第１部材と第２部材の仕口の近傍に取付ければよく、既存の建物への適用が容易である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の架構の制振装置において、前記第２部材から前記第１部材と並行に延出された取付座を備え、前記第１伸縮手段は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させる伸縮部材であり、前記第１部材と前記取付座の間に、前記変位軸が前記第２部材と平行になるように、前記伸縮部材を取付けたことを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、取付座が第２部材から第１部材と並行に延出され、伸縮部材が、第１部材と取付け座の間に変位軸が第２部材と平行になるように取付けられている。
これにより、分力でなく、直接第１部材を縦方向へ変位させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の架構の制振装置において、前記伸縮部材は、加えられた電圧に比例して変位し変位軸の方向の長さを伸縮させる圧電素子、若しくは、コイルで発生される磁界に比例して変位し変位軸の方向の長さを伸縮させる超磁歪素子であることを特徴としている。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、伸縮部材が圧電素子、若しくは超磁歪素子とされている。これにより、架構の用途に応じて伸縮部材の使い分けが可能となり、伸縮部材の選択の幅が広がる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材の剛性より、前記第２部材の剛性を大きくしたことを特徴としている。
請求項５に記載の発明によれば、第２部材の剛性を第１部材の剛性より大きくしている。これにより、第１伸縮手段に大きな力を発生させても、剛性の大きい第２部材は変形させずに、剛性の小さい第１部材だけを変形させることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は大梁であり、前記第２部材は柱であり、前記振動検出手段が検出する振動は、前記大梁の縦方向の振動であることを特徴としている。
請求項６に記載の発明によれば、柱を反力受けとして、大梁との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、大梁の縦方向の振動が抑制できる。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は小梁であり、前記第２部材は大梁であり、前記振動検出手段が検出する振動は、前記小梁の縦方向の振動であることを特徴としている。
請求項７に記載の発明によれば、大梁を反力受けとして、小梁との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、小梁の縦方向の振動が抑制できる。
【００２４】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は根太であり、前記第２部材は小梁であり、前記振動検出手段が検出する振動は、前記根太の縦方向の振動であることを特徴としている。
請求項８に記載の発明によれば、小梁を反力受けとして、根太との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、根太の縦方向の振動が抑制できる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は小梁であり、前記第２部材は大梁であり、前記振動検出手段が検出する振動は、前記小梁の横方向の振動であることを特徴としている。
請求項９に記載の発明によれば、大梁を反力受けとして、小梁との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、小梁の横方向の振動が抑制できる。
【００２６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は根太であり、前記第２部材は小梁であり、前記振動検出手段が検出する振動は、前記根太の横方向の振動であることを特徴としている。
請求項１０に記載の発明によれば、小梁を反力受けとして、根太との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、根太の横方向の振動が抑制できる。
【００２７】
請求項１１に記載の架構の制振装置は、横方向に架け渡された第１部材と、前記第１部材に端部が接合される第２部材と、前記第１部材を反力受けとして前記第２部材の仕口の近傍に取付けられ、電圧入力に比例して伸縮する第２伸縮手段と、前記第２伸縮手段に取付けられ、前記第２部材の伸縮量の変化によって受ける圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力検出部が検出した圧力を減少させる電圧出力を生成し、前記第２伸縮手段へ出力する電圧出力調整手段と、を有することを特徴としている。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、圧力検出部が第２部材の変形に基づく圧力変化を検出し、電圧出力調整手段に出力する。電圧出力調整手段は、圧力検出部の圧力を減少させる電圧出力を生成し第２伸縮手段へ出力する。そして、第２伸縮手段が、第１部材を反力受けとして第２部材に力を作用させる。
【００２９】
これにより、圧力検出部と第２伸縮手段を一体化でき、第２部材の変形を第２伸縮手段の位置で検出し、第２伸縮手段を第２部材の変形を抑制する方向に伸縮できる。この結果、圧力検出部と第２伸縮手段の位置のズレがなくなり、制振精度が高くなる。また、圧力検出部を別途設置する手間が省ける。
【００３０】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の架構の制振装置において、前記第２伸縮手段は、加えられた電圧入力に対応して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させるアクチュエータ用の圧電素子と、軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記圧電素子に取付け、他方を前記第１部材に取付けた第３固定部材と、軸線を前記変位軸と一致させ、片方を前記圧電素子に取付け、他方を前記第２部材に取付けた第４固定部材と、 を有し、前記圧力検出部は、前記圧電素子と一体に積層され、前記圧電素子の変位軸の方向に加えられた圧力を検出する圧力検出用の圧電素子であり、前記第２伸縮手段、前記第１部材、及び前記第２部材で三角形を形成したことを特徴としている。
【００３１】
請求項１２に記載の発明によれば、第２伸縮手段が、加えられた電圧入力に対応して変位し変位軸の方向の長さを伸縮させるアクチュエータ用の圧電素子と、軸線を変位軸と一致させ、片方を圧電素子に取付け他方を第１部材に取付けた第３固定部材と、軸線を変位軸と一致させ、片方を圧電素子に取付け他方を第２部材に取付けた第４固定部材とを有している。また、第２伸縮手段、第１部材、及び第２部材で三角形を形成している。
【００３２】
このとき、圧力検出部は、圧電素子と一体として積層され、圧電素子の変位軸の方向に加えられた圧力変化を検出する圧力検出用の圧電素子である。これにより、圧力検出部と圧電素子を一体化できる。
【００３３】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１又は請求項１２に記載の架構の制振装置において、前記第１部材は梁であり、前記第２部材は柱であり、前記圧力検出部は、前記柱の横方向及び縦方向の振動を圧力変化として検出することを特徴としている。
【００３４】
請求項１３に記載の発明によれば、梁を反力受けとして、柱との仕口に架構の制振装置が設けられている。これにより、柱の横方向及び縦方向の振動が抑制できる。更に、柱の振動を抑制することで、柱で支持されている上階の梁の振動が抑制できる。
【００３５】
請求項１４に記載の発明は、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の架構の制振装置を床部に備えたクリーンルームであることを特徴としている。
【００３６】
請求項１４に記載の発明によれば、クリーンルームの床部に請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の架構の制振装置が備えられている。これにより、クリーンルームの床部の振動が抑制できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明は、上記構成としてあるので、架構の振動が低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る架構の制振装置１０は、大梁１２が柱１４の間に架け渡されている。大梁１２と柱１４はいずれもＨ型鋼とされ、大梁１２の端部は柱１４のフランジ１４Ｆに接合され、柱梁仕口２８が形成されている。
【００３９】
柱梁仕口２８の近傍には、柱１４を反力受けとして、大梁１２に加振力を作用させる作動部材（第１伸縮手段）３０が取り付けられている。
【００４０】
作動部材３０は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸Ｚ１の方向の長さを伸縮させる圧電素子１６と、軸線を圧電素子１６の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を大梁１２の下側のフランジ１２Ｆに取付けた梁側固定具１８と、同じく、軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を柱１４のフランジ１４Ｆに取付けた柱側固定具２０とを有している。
【００４１】
このとき、作動部材３０、大梁１２、及び柱１４で三角形が形成されている。なお、梁側固定具１８は、圧電素子１６の伸縮を大梁１２に伝播させるものであり、圧電素子１６の変位量（ストローク）は小さいが、大きな力を出せるという特性を生かすため、柱梁仕口２８の近傍、即ち、大梁１２に物理的に取付け作業が可能な、最小限の空間を開けて取り付けている。この空間は、例えば、梁側固定具１８の径ｄ１と同じ寸法とすればよい。
【００４２】
大梁１２には、振動センサ２２が取付けられている。振動センサ２２は、フランジ１２Ｆの梁側固定具１８が取り付けられた位置よりも大梁１２の中央側に取付けられ、大梁１２の上下方向の振動を検出する。
【００４３】
図２（Ａ）に示すように、振動センサ２２で検出された大梁１２の振動波形Ｆ１は、振幅ａ、周期Ｔの正弦波であり、コントローラ２４に出力される。図２（Ｂ）に示すように、コントローラ２４は、入力された振動波形Ｆ１から、大梁１２の上下方向の振動を打ち消す制振波形Ｆ２（振幅ａ、周期Ｔ、Ｆ１より位相が１８０度遅れた正弦波）を生成し、ドライバ２６に出力する。
【００４４】
ドライバ２６は、コントローラ２４から入力された波形Ｆ２の制振波形に対応した電圧出力を生成し、圧電素子１６に出力する。圧電素子１６は、波形Ｆ２の振幅ａに対応した伸縮量で伸縮し、柱１４を反力受けとして、大梁１２に加振力を作用させる。
【００４５】
この結果、図２（Ｃ）に示すように、大梁１２に加えられた波形Ｆ２の振幅ａに対応した加振力が、大梁１２の振動を打ち消し、大梁１２の振動を減衰させる（波形Ｆ３参照）。
【００４６】
このとき、作動部材３０は、大梁１２の仕口２８の近傍に取付けられており、圧電素子１６の変位量が小さくても、大きな力で変位させれば、大梁１２と柱１４の接合部２８を支点とした大きなモーメントを発生させることができる。
【００４７】
なお、作動部材３０は、柱１４を反力受けとして大梁１２を変位させるため、柱梁仕口２８に１ヶ所取付ければ制御効果を発揮する。
【００４８】
（第２の実施の形態）
図３に示すように、第２の実施の形態に係る架構の制振装置４０は、大梁１２が柱１４の間に架け渡されている。大梁１２と柱１４はいずれもＨ型鋼とされ、大梁１２の端部は柱１４のフランジ１４Ｆに接合され、柱梁仕口２８が形成されている。
【００４９】
柱１４のフランジ１４Ｆには、大梁１２の下側に、大梁１２と並行に延出された取付座３２が取付けられ、取付座３２は補強部材３２Ａで斜め下側から補強されている。
取付座３２の上面と大梁１２の下面の間には、作動部材３８が取付けられている。
【００５０】
作動部材３８は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸Ｚ１の方向の長さを伸縮させる圧電素子１６と、軸線を圧電素子１６の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を大梁１２のフランジ１２Ｆに取付けた梁側固定具３４と、軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を取付座３２に取付けた柱側固定具３６とを有している。なお、作動部材３８は変位軸Ｚ１が鉛直に取付けられている。
【００５１】
このとき、作動部材３８は、取付座３２を反力受けとして柱梁仕口２８の近傍に取付けられており、作動部材３８の変位量が小さくても大きな力で変位させれば、大梁１２と柱１４の接合部２８を支点とした大きなモーメントを発生させることができる。
【００５２】
具体的な柱１４と作動部材３８の間の距離は、大梁１２に作動部材３８の取付けが可能な物理的に最小限の距離でよい。この距離は、例えば、梁側固定具３４の径ｄ１と同じ寸法でよい。
【００５３】
これにより、作動部材３８で、大梁１２と柱１４の接合部２８を中心として大梁１２に大きなモーメント加え、大梁１２の振動を打ち消す方向に作用させ、大梁１２の振動を減衰させることができる。
なお、振動センサ２２、コントローラ２４、ドライバ２６の構成と作用は第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００５４】
また、本実施の形態では、梁側固定具３４と柱側固定具３６を使用して作動部材３８を固定した例で説明したが、梁側固定具３４と柱側固定具３６を省略し、直接圧電素子１６を大梁１２と取り付け座３２の間に取付けても良い。
【００５５】
（第３の実施の形態）
図４に示すように、第３の実施の形態に係る架構の制振装置４２は、根太４４が大梁１２の上面に架け渡されている。根太４４と大梁１２はいずれもＨ型鋼とされ、根太４４の端部は、大梁１２の上フランジ１２Ｆにボルト４６で接合されている。
【００５６】
また、隣り合う根太４４同士は、根太４４のウェブで固定金具６８を利用してボルト４７で接合されている。これにより、大梁１２と根太４４の接合面に梁根太仕口４８が形成されている。
【００５７】
梁根太仕口４８には、大梁１２のウェブ１２Ｗ及び下側フランジ１２Ｆを反力受けとして、根太４４を変位させる作動部材５４が、左右対称に取付けられている。
【００５８】
作動部材５４は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸Ｚ１の方向の長さを伸縮させる圧電素子１６と、軸線を圧電素子１６の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を根太４４のフランジ４４Ｆに取付けた根太側固定具５０と、軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を梁１２に取付けた梁側固定具５２とを有している。そして、作動部材５４、根太４４、及び大梁１２のウェブ１２Ｗで三角形が形成されている。
【００５９】
この結果、根太４４の振動を打ち消す制振波形に対応させて、伸縮装置５４を伸縮できる。このとき、伸縮装置５４は、根太４４の仕口４８の近傍に取付けられており、根太４４の変位量が小さくても大きな力で変位させれば、根太４４と梁１２の接合部を支点とした大きなモーメントを発生させることができる。
【００６０】
なお、振動センサ２２、コントローラ２４、ドライバ２６の構成と作用は第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００６１】
以上の、本実施の形態の説明は、大梁１２と小梁６４を用いて説明したが、大梁１２と小梁６４の間のみでなく、小梁６４と根太４４の間の小梁根太仕口に用いてもよい。
【００６２】
（第４の実施の形態）
図５に示すように、第４の実施の形態に係る架構の制振装置５６は、小梁６４が大梁１２の間に架け渡されている。大梁１２と小梁６４はいずれもＨ型鋼とされ、大梁１２のウェブ１２Ｗの側面に小梁６４が接合され、梁梁仕口７０が形成されている。
【００６３】
大梁１２と小梁６４の間には、大梁１２のウェブ１２Ｗを反力受けとして、小梁６４を変位させる作動部材７２が取付けられている。
【００６４】
作動部材７２は、加えられた電圧に比例して変位し、変位軸Ｚ１の方向の長さを伸縮させる圧電素子１６と、部材の軸線を圧電素子１６の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を小梁６４に取付けた小梁側固定具６０と、軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１６に取付け、他方を大梁１２に取付けた大梁固定具６２とを有している。このとき、作動部材７２、大梁１２、及び小梁６４で三角形を形成している。
【００６５】
小梁６４には、振動センサ６６が取付けられている。振動センサ６６は、小梁側固定具６０が取付けられた位置より中心側に取付けられ、小梁６４の横方向の振動を検出する。
なお、コントローラ２４、ドライバ２６は、処理する振動が縦方向と横方向の違いのみであり、基本的な構成と作用は第１の実施の形態と同じであり、説明は省略する。
【００６６】
このような構成とすることで、小梁６４の横方向の振動を打ち消す制振波形に対応させて作動部材７２を伸縮できる。このとき、作動部材７２は、梁梁仕口７０の近傍に取付けられており、圧電素子１６の変位量が小さくても、大きな力で変位させれば、小梁６４と大梁１２の接合部７０を支点とした大きなモーメントを発生させることができる。
【００６７】
以上の、本実施の形態の説明は、大梁１２と小梁６４を用いて説明したが、大梁１２と小梁６４の間のみでなく、小梁６４と根太４４の間の小梁根太仕口に用いてもよい。
【００６８】
（第５の実施の形態）
図６に示すように、第５の実施の形態に係る架構の制振装置７４は、第１の実施の形態に係る架構の制振装置１０の作動部材３０を、作動部材７６に変更したものである。
【００６９】
作動部材７６は、印加された電圧によりコイルで発生される磁界に比例して変位し、変位軸の方向の長さを伸縮させる超磁歪素子７８と、軸線を超磁歪素子７８の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を超磁歪素子７８に取付け、他方を大梁１２の下側のフランジ１２Ｆに取付けた梁側固定具８４と、同じく、部材の軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を超磁歪素子７８に取付け、他方を柱１４のフランジ１４Ｆに取付けた柱側固定具８６とを有している。
【００７０】
なお、振動センサ２２、コントローラ２４の構成と作用は第１の実施の形態と同じであるが、ドライバ８８は、入力された制振波形Ｆ２を、超磁歪素子７８の印加電圧と伸縮量の特性に対応させて電圧出力を出す設定としている。他は、第１の実施の形態と同じ構成であり説明は省略する。
【００７１】
超磁歪素子７８は、変位量（ストローク）は小さいが、大きな力を出せるという特性を持ち、ドライバ８８から入力された電圧に比例した磁界を発生させて制振波形に対応して伸縮し、柱１４を反力受けとして、梁側固定具８４を介して大梁１２に加振力を作用させる。
【００７２】
なお、本実施の形態は、第１の実施の形態を用いて説明したが、第２の実施の形態〜第４の実施の形態に適用し、圧電素子１６の代わりに超磁歪素子７８を使用してもよい。
【００７３】
（第６の実施の形態）
通常、圧電素子は、必要なストロークを確保するため、同じ形態、特性の素子を複数個積層して使用している。しかし、図７（Ａ）に示すように、圧電素子１００は、圧電素子１０２の積層部１０２Ｔと、絶縁層１０６と、絶縁層１０６を挟んで設けられた圧電素子１０４を一体に積層して成形されている。
【００７４】
これにより、圧電素子１０２の異なる２つの特性を、１つの圧電素子１００で実現できる。即ち、圧電素子１００における圧電素子１０２Ｔを、電圧をかけて伸縮させるアクチュエータとして利用し、圧電素子１０４を、圧力を受けて電圧差を発生させるセンサとして利用できる。
【００７５】
この構成とすることにより、圧力検出部と第２伸縮手段を一体化でき、圧力検出部と第２伸縮手段の位置のズレがなくなり、制振精度が高くなる。また、圧力検出部を別途設置する手間が省ける。
【００７６】
具体的には、図７（Ｂ）に示すように、第６の実施の形態に係る架構の制振装置１１０は、梁１１２と、柱１１４との柱梁仕口１２２の近傍に作動部材１２０を有している。そして、梁１１２、柱１１４、及び作動部材１２０で三角形を形成している。
【００７７】
作動部材１２０は、印加された電圧により変位軸Ｚ１の方向の長さを伸縮させる圧電素子１００と、軸線を圧電素子１００の変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１００に取付け、他方を梁１１２に取付けた梁側固定具１１６と、軸線を変位軸Ｚ１と一致させ、片方を圧電素子１００に取付け、他方を柱１１４に取付けた柱側固定具１１８とを有している。
【００７８】
なお、圧電素子１００には圧力センサ１０４が積層されており、検出結果をドライバ１２４に出力する。ドライバ１２４は、圧力センサ１０４が受けている圧力を減少させる方向の電圧出力を生成し圧電素子１０２Ｔに出力する。
【００７９】
これにより、圧電素子１０２Ｔが伸縮して、梁１１２に力を作用させる。
具体的には、図８（Ａ）に示すように、作動部材１２０を柱１１４の下部の両脇に取付ける。例えば、柱１１４が横方向に振動して柱１１４Ａの位置にある場合、作動部材１２０Ｒには引張力Ｐ１が作用し、作動部材１２０Ｌには圧縮力Ｐ２が作用する。この結果、作動部材１２０Ｒは引張力Ｐ１を減少させる方向に、作動部材１２０Ｌは圧縮力Ｐ２を減少させる方向に圧電素子１０２Ｔを伸縮させ、変形を抑制させる力を作用させる。
【００８０】
これにより、柱１１４の横方向の振動を抑制できる。
また、図８（Ｂ）に示すように、柱１１４が縦方向に振動し、柱１１４が持ち上げられた位置にある場合、作動部材１２０Ｒ、及び作動部材１２０Ｌにはいずれも引張力Ｐ１が作用する。この結果、作動部材１２０Ｒと作動部材１２０Ｌのいずれも、圧力センサ１０４が受けている圧力を減少させる方向（柱１１４を引き下げる方向）に圧電素子１０２Ｔを伸縮させ、振動を抑制させる力を作用させる。これにより、柱１１４の縦方向の振動を抑制できる。
【００８１】
（第７の実施の形態）
図９に示すように、第７の実施の形態に係る架構の制振装置８０は、クリーンルーム８３中に設けられた架構８２に、第１の実施の形態に係る架構の制振装置１０を取り付けている。
【００８２】
即ち、クリーンルームの架構８２の大梁９２が柱９４の間に架け渡されている。大梁９２と柱９４はいずれもＨ型鋼とされ、大梁９２の端部は柱９４のフランジ９４Ｆに接合され、柱梁仕口９６が形成されている。
【００８３】
柱梁仕口９６の近傍には、柱９４を反力受けとして、大梁９２に加振力を作用させる作動部材３０が取り付けられている。
他の構成は、第１の実施の形態と同じであり説明は省略する。
【００８４】
これにより、例えば、クリーンルーム８３の近くをトラック９０が走行したとき、地盤を伝播した振動がクリーンルームの架構８２に伝播しても、伝播された振動を大梁９２で検出し、作動部材３０で大梁９２に加振力を作用させて振動を低減させる。
なお、本実施の形態は、第１の実施の形態を用いて説明したが、第２の実施の形態〜第６の実施の形態のいずれを適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る架構の制振装置の制振波形を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態に係る架構の制振装置の作動例を示す図である。
【図９】本発明の第７の実施の形態に係る架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図１０】従来例の架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【図１１】従来例の架構の制振装置の基本構成を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  架構の制振装置
１２  大梁（第１部材）
１４  柱（第２部材）
１６  圧電素子（伸縮部材）
１８  梁側固定具（第１固定部材）
２０  柱側固定具（第２固定部材）
２２  振動センサ（振動検出手段）
２４  コントローラ（制御手段）
２６  ドライバ（電圧出力手段、電圧出力調整手段）
２８  柱梁仕口
３０  作動部材（第１伸縮手段）
３２  取付座
４４  根太
６４  小梁
７８  超磁歪素子（伸縮部材）  
８３  クリーンルーム
１００  圧電素子（第２伸縮手段）
１０４  圧力センサ（圧力検出部）
１１６  梁側固定具（第３固定部材）
１１８  柱側固定具（第４固定部材）
１２０  作動部材（第２伸縮手段）
１２４  ドライバ（電圧出力調整手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010101129.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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