(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象である構造物に対し上下運動可能にアーム部を介し保持した振動体と、該振動体のアーム部と前記構造物間に接続し、該振動体の上下方向の振動を吸収する振動吸収機構と；前記構造物に該振動吸収機構と並設され、前記振動体の上下運動方向沿いにエンドレスに配置され、同アーム部の上下運動する一端部を繋着し、回動可能に懸架した索体と；前記アームの前記一端部の上下運動による張力変動に対し、該索体に一定張力を賦与する定張力機構と；該索体を往復駆動する加振機構とを具備したことを特徴とする上下方向制振装置。
【請求項２】
前記振動体は、一端を制振対象構造物に対し上下回動可能に軸連結したアーム部の他端に固定支持したカンチレバー構造に構成し、前記定張力機構を、前記振動体の前記アーム部沿いに滑動可能に支持したガイドシーブを設けて前記索体をガイドし、該ガイドシーブに前記アームの長さ方向の押出し力を賦与するコイルばね手段を設けた構成としたことを特徴とする請求項１記載の上下方向制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、風や地震により橋梁や建物等上下方向の振動を生じる制振対象の構造物に付設し、振動体を駆動して構造物の上下方向の制振を行う制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水平方向の制振装置として図６に示すようなものが存在する。図６はその制振装置の側面図で、この制振装置は制振対象の構造物０１上の固定支持枠０２に振動体０３を索０４等で水平運動可能に保持し、振動体０３下端にはユニバーサルジョイント０５を取付け、このジョイント部を中心繋着点として前後または左右等の複数の垂直面内に、支持脚０６上の軸受０７に支持したシーブ０８、及び駆動モータ０９により往復回動するエンドレスの索体０１０を懸架し、索体０１０にはガイドローラ０１１及び吊りシーブ０１２を介して重錘０１３を支持させる方法で、一定の張力を与えて構成され、構造物０１の水平方向の振動に応じ駆動モータ０９により重錘０１３を同一方向へ同速度で加振することにより、構造物０３に発生した水平振動を相殺し、アクティブに構造物の振動を抑制するものである。
【０００３】
又、従来の上下方向の制振装置として図７に示すようなものが存在する。図７はその制振装置の側面図で、橋梁の主桁０２１間等の構造物に付設され、主桁０２１間に固着して設けた水平固定枠体０２２上に一端を水平軸０２３で回動可能に支持した可動枠体０２４を設け、同可動枠体０２４上に重錘０２５を固着してこれを振動体０２６とし、同可動枠体０２４と水平固定枠体０２２間に一定強さの上下方向のばね０２７及び油圧ダンパ０２８からなる振動吸収機構０２９を接続して構成され、構造物０２１に風等により上下方向の振動を生じたとき、それに応じて上下に振動する振動体０２６の振動エネルギーを振動吸収機構０２９により吸収することにより、構造物０２１の振動をパッシブに抑制するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図６の従来装置は、水平方向の制振には効果があるが、装置が大型化するのを避けられない。又、同じ機構を上下方向振動に適用するためには振動体の支持方法や、定張力機構の設け方等に困難がある。
【０００５】
他方、図７の従来装置は、風等により構造物０２１に発生する色々な異なった上下振動に対して、一定強さの振動吸収機構０２９で振動エネルギーを吸収する構造であり、構造物０２１に発生する全ての上下振動を一様に抑制できない。又、このような上下方向の制振装置においてアクティブな加振機構を付加した装置は未だ開発されていない。
【０００６】
本発明は、上述した状況に鑑み、上下方向制振装置において上下方向の振動を吸収する機構に加振機構による振動抑制を行う装置を付加させて制振効果を高め、コンパクトな装置を得ることを目的として提案されたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明は、上下動可能な振動体、振動体と構造物間に接続した振動吸収機構、振動体の上下運動方向にエンドレスで回動可能に懸架した索体、索体の定張力機構及び索体の加振機構とを備えた上下方向制振装置とし、更に、振動体をカンチレバー構造とし、定張力機構をガイドシーブとコイルばね手段とでなる構成も提供する。
【０００８】
即ち、本発明は、（１）制振対象である構造物に対し上下運動可能にアーム部を介して保持した振動体と、該振動体のアーム部と前記構造物間に接続し、該振動体の上下方向の振動を吸収する振動吸収機構と；前記構造物に該振動吸収機構と並設され、前記振動体の上下運動方向沿いにエンドレスに配置され、同アーム部の上下運動する一端部を繋着し、回動可能に縣架した索体と；前記アームの前記一端部の上下運動による張力変動に対し、該索体に一定張力を賦与する定張力機構と；該索体を往復駆動する加振機構とを具備したことを特徴とする上下方向制振装置を提供する。
【０００９】
（２）更に、前述の（１）の上下方向振装置において、前記振動体は、一端を制振対象構造物に対し上下回動可能に軸連結したアーム部の他端に固定支持したカンチレバー構造に構成し、前記定張力機構を、前記振動体の前記アーム部沿いに滑動可能に支持したガイドシーブを設けて前記索体をガイドし、該ガイドシーブに前記アームの長さ方向の押出し力を賦与するコイルばね手段を設けた構成としたことを特徴とする請求項１記載の上下方向制振装置も提供する。
【００１０】
【作用】
本発明はこのような手段により、その（１）の発明においては、風や地震等によって構造物に上下方向の振動を生じたとき、一方で構造物の揺れに応じて発生する振動体の上下揺れを振動吸収機構例えば、油圧ダンパー又はばね、等により吸収し、同時に他方で構造物の揺れに応じた速さで定張力を保持する索体を加振機構の自動制御で駆動し、この索体に連結する振動体を往復移動させ、この振動体の往復動により、この時生じる慣性力で構造物の上下の揺れを相殺し、抑制する。索体には定張力機構により常に一定の張力が賦与されており、振動体の振動に伴う索体長さの変化を吸収する。従って、振動吸収機構とこの加振機構と索体を駆動し、振動体を往復動させる制振効果を併用することにより橋梁や建物、等に適用して風や地震による上下方向の制振が広い範囲に亘って効果を発揮するものである。
【００１１】
更に、（２）の発明においては振動体はカンチレバー構造であって、定張力機構がガイドシーブとコイルばね手段とで構成したので、前述の（１）の作用、効果に加えて振動体の振動を振動吸収機構で確実に受け、振動を吸収することができ、又、索体の張力をばね力で確実に一定に保持することができるので加振機構による制振の制御が正確になされるものである。
【００１２】
【実施例】
以下、本説明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る上下方向制振装置の全体構成を示すブロック図である。図において、１は制振すべき構造物、２は構造物１に固定して設けた制振装置、３は構造物１に付設した速度計、４は速度計３が検出する構造物１の上下振動速度の信号３ａに応じ、制御信号４ａを出力し、制振装置２を自動制御する制御装置である。
【００１３】
図２は制振装置２の拡大した詳細な側面図、図３はそのＡ−Ａ矢視平面図である。両図において、６は下部を構造物１上に固定した制振装置２の剛性の枠体、７は同枠体６の片側に枠体６の上下の水平部材６ａ間に形成した開口部、８は一端を開口部７と反対の枠体６部に水平軸９で回動可能に支持して水平に開口部７内を通し、その他端部に振動体１０（重錘）を固定支持した振動体１０のアーム部である。このアーム部８は長さを調節して振動体１０と固着することにより、振動体１０の振動周期を調節できる。
【００１４】
１１は前記アーム部８の長さの中間部付近でアーム部８と枠体６の下部間に鉛直方向に並列に接続したばね１２と油圧ダンパー１３からなる振動吸収機構１１である。アーム部８は図３に示すように水平方向に一定の間隔を有する２列の部材からなり、その２列の部材の繋ぎ部材８ａ部に上記ばね１２と油圧ダンパー１３が接続されている。
【００１５】
１４は上記振動吸収機構１１と振動体１０との間でアーム部８との枠体６の上下間に介装した索体駆動式の加振機構である。この加振機構１４は、上下の枠体６の上下対称部に設けた一対の軸受１５に支持したガイドシーブ１６及び駆動シーブ１７と、アーム部８内に支持して設けた定張力機構１８と、同定張力機構１８に支持したガイドシーブ１９と、下部の駆動シーブ１７の駆動軸に接続したサーボモータ２０と、アーム部８間隔内の繋ぎ部材８ｂを繋着点として端部を繋着し、シーブ１６と１９及び１７周りにエンドレスに縣架した索体２１とで構成される。
【００１６】
又、図２中で、２２は枠体６の開口部７の水平部材６ａ上に固定し、アーム部８に接触可能に設けた防弦材である。
【００１７】
次に、図４は図２のＢ部を拡大して示す具体例、図５は図４のＣ−Ｃ矢視の平面図である。図４及び図５において、定張力機構１８は、アーム部８のき２列の部材内側に対向して設けた一対のガイドレール部２３と、同ガイドレール部２３に対し、フランジ部２４上の各対のローラ２５で係合しスライドするシーブ軸受け２６と、同シーブ軸受け２６の振動体１０側の端と対向するアーム部繋ぎ部材８ｃとの間に接続したコイルばね等の押力発生手段２７とで構成し、前記シーブ軸受け２６上に前記ガイドシーブ１９を装着支持している。
【００１８】
上記した装置中、振動吸収機構１１は、ばね１２又は油圧ダンパー１３の何れか一つだけで構成してもよく、又索体駆動式加振機構１４のサーボモータ２０は油圧アクチュエータに変えて索体２１を直接別の手段で駆動してもよい。
【００１９】
次に、作用について説明すると、このような制振装置２は、橋梁等の制振すべき構造物１上の複数個所に分散して配置される。分散配置された各制振装置２は構造物１の上下振動に応じて生じる振動体１０の上下揺れを、一方で振動吸収機構１１が受動的に吸収して揺れを抑制し、他方で同時に各制振装置２位置で生じる構造物１の上下振動速度の信号３ａが、速度計３を経て制御装置４へ入り、制御装置から制御信号４ａを出力し、制御装置４による制御下でサーボモータ２０を駆動し、索体２１を介して振動体１０を構造物１の振動に応じた速度で加振振動させ、それによって構造物１の上下振動を相殺し抑制する。
【００２０】
振動体１０の加振振動中、索体２１に発生する長さの変化は、定張力機構１８により吸収され、索体２１は一定張力を保持して作動する。
【００２１】
又、上述したように橋梁等の構造物１の広い範囲に制振装置２のユニットを偶数個対称に分散配置すると、一つの制振装置２の作動で発生する水平方向の力を相互にキャンセルし得る。
【００２２】
又、制振装置２の作動に際し、振動体１０が過度に揺れた時には、アーム部８が上下の防弦材２２に当たって緩衝し、その振動が吸収され、衝突による危険が防止される。
【００２３】
このような構成によると、振動体１０のための加振機構１４は振動吸収機構１１と並列配置になって、装置全体を著しくコンパクトに構成できる。
【００２４】
又、装置の大きさに対し相対的に大きい振動体１０を設け、且つ大きい上下方向の振れ幅を確保でき、制振効果の大きい単位制振装置を構成できる。又、構造物１の上下振動に対し、振動吸収機構１１によるパッシブな抑制作用と、索体駆動式加振機構１４によるアクティブな抑制作用を併用できるから、風、地震による構造物１の低速域から高速域までの広い範囲の上下振動に一様に大きい制振効果を発揮できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、具体的に説明したように、本発明によれば、上下動可能な振動体、振動体と構造物間に接続した振動吸収機構、振動体の上下運動方向にエンドレスで回動可能に縣架した索体、索体の定張力機構及び索体の加振機構とを備えた上下方向制振装置とし、更に、振動体をカンチレバー構造とし、定張力機構をガイドシーブとコイルばね手段とでなる構成も提供するので上下方向制振装置の制振効果を著しく高め、且つ構造物の低風速域から高風速域までの広い範囲の上下振動及び地震動に一様に大きい制振効果を発揮させる効果を奏した。又、アクティブな加振機構を備えた制振装置をコンパクトに構成することができ、利用し易くする効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る上下方向制振装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す制振装置の詳細な側面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図２におけるＢ部の拡大した側面図である。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ矢視図。
【図６】従来の水平方向制振装置の側面図である。
【図７】従来の上下制振装置の側面図である。
【符号の説明】
１            構造物
２            制振装置
３            速度計
４            制御装置
６            枠体
７            枠体の開口部
８            アーム部
９            水平軸
１０          振動体
１１          振動吸収機構
１２          ばね
１３          油圧ダンパー
１４          索体駆動式加振機構
１６，１９    ガイドシーブ
１７          駆動シーブ
１８          定張力機構
２０          サーボモータ
２１          索体
２２          防弦材
２３          ガイドレール
２５          ローラー
２６          シーブ軸受
２７          押力発生手段
【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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