(57)【要約】【課題】  リニアガイドのレールの取付面の加工が容易となる制振装置の提供を目的とする。【解決手段】  架台１と、架台１に設けられたレール２１上を往復動自在な可動マス３と、架台１に固定された複数の固定ラック４と可動マス３に固定された複数のマス側ラック５に挟まれて双方に噛み合う複数のピニオンギア６と、ピニオンギア６を駆動するモータ７を保持するモータベース８とを備え、モータベース８がレール２１上を走行することで、可動マス３とモータベース８が共通のレール２１を利用することを特徴とする。【選択図】  図５
2018145988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、
前記架台に設けられたレール上を往復動自在な可動マスと、
前記架台に固定されて前記可動マスの移動方向に沿う複数の固定ラックと、
前記可動マスに固定されて前記固定ラックにそれぞれ対向する複数のマス側ラックと、
前記固定ラックと前記マス側ラックに挟まれて双方に噛み合う複数のピニオンギアと、
前記ピニオンギアを駆動するモータと、
前記モータを保持するモータベースとを備え、
前記モータベースが前記レール上を走行する
ことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記架台は、前記可動マスの移動方向に向かって延びる一対のベース側脚部と、前記一対のベース側脚部の下端を接続するベース部とを備え、
前記レールと前記固定ラックが前記ベース側脚部の上端に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制振装置としては、架台と、前記架台上を往復動自在な可動マスと、可動マスを往復動させるアクチュエータとを備えており、前記アクチュエータが、前記架台に固定されて前記可動マスの移動方向に沿う固定ラックと、前記架台に固定されて前記固定ラックに対向するマス側ラックと、前記固定ラックと前記マス側ラックに挟まれて双方に歯合するピニオンギアと、前記架台および前記可動マスの双方に対して前記可動マスの移動方向へ往復動自在に設けたモータベースと、前記モータベースに搭載されて前記ピニオンギアを駆動するモータとを備えて構成されたものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、上記制振装置の架台は、長方形の底部と、この底部の短手方向の両端から立ち上がる壁状のレール脚とを備える。そして、上記可動マスは、上記架台のレール脚上にレールとベアリングからなる一対のリニアガイドを介して往復動自在に搭載されている。
【０００４】
また、上記モータベースは、架台の底部上にレールとベアリングからなる一対のリニアガイドを介して往復動自在に搭載されている。
【０００５】
このような制振装置にあっては、建築物の上層階に設置され、風や地震等によって建築物が振動する際に、アクチュエータで可動マスを加振し、風や地震等の外力と逆の方向に力を発生させて、建築物の振動を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−０４５３８１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、可動マスとモータベースを往復動自在に搭載するリニアガイドのレールは、それぞれ架台のレール脚とベース部に取り付けられているが、リニアガイドのレールが取り付けられるレール取付面については、レールを取り付ける前に、工作機械を使って研削加工する必要がある。特にレール脚に取り付けられた可動マス用のリニアガイドとベース部に取り付けられたモータベース用のリニアガイドのレール取付面が傾いていたり、平行でなかったりすると、制振装置の駆動時にピニオンギアが架台に対して上下に動いてしまうため、精密な加工精度が要求される。
【０００８】
しかしながら、従来の制振装置では、可動マスを往復動自在に搭載するリニアガイドのレールは架台のレール脚上に設けられているのに対し、モータベースを往復動自在に搭載するリニアガイドのレールは架台のベース部上に設けられている。そのため、レール脚に取り付けられた可動マス用のリニアガイドとベース部に取り付けられたモータベース用のリニアガイドとで、リニアガイドのレールが取り付けられるレール取付面の高さ位置が異なる。
【０００９】
したがって、一方のレール取付面を加工した後に、他方のレール取付面を加工しようとすると、工作機械の工具の高さを変えなければならず、当該レール取付面の加工精度が出しづらかった。
【００１０】
そこで、本発明では、リニアガイドのレールが取り付けられる取付面の加工が容易となる制振装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための手段は、架台に設けられたレール上を往復動自在な可動マスと、前記架台に固定された複数の固定ラックと前記可動マスに固定された複数のマス側ラックに挟まれて双方に噛み合う複数のピニオンギアと、前記ピニオンギアを駆動するモータを保持するモータベースとを備え、前記モータベースが前記レール上を走行することを特徴とする。
【００１２】
また、前記架台は、前記可動マスの移動方向に向かって延びる一対のベース側脚部と、前記一対のベース側脚部の下端を接続するベース部とを備え、前記レールと前記固定ラックが前記ベース側脚部の上端に取り付けられるようにしてもよい。この構成によると、可動マスの荷重が作用するレールを保持するために剛性が高めに設定されるベース側脚部に、固定ラックも取り付けられるため、ピニオンギアが固定ラック上を移動する際に作用する水平方向の力についても高い剛性を有するベース側脚部で受けられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の制振装置によれば、可動マス用のリニアガイドとモータベース用のリニアガイドのレールを共通にしたため、可動マス用のリニアガイドとモータベース用のリニアガイドのレールの取付面の両方を加工する必要がなくなり、架台の加工が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る制振装置の平面図である。
【図２】本実施の形態に係る制振装置の正面断面図である。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ断面を示す半裁断面図である。
【図４】本実施の形態に係る制振装置の側面図である。
【図５】本実施の形態に係るモータベースの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら本実施の形態について説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品を示す。
【００１６】
本実施の形態に係る制振装置は、図１に示すように、架台１と、架台１上を往復動自在な可動マス３と、可動マス３を往復動させるアクチュエータＡとを備えて構成されている。
【００１７】
次に、制振装置の構成を具体的に説明する。架台１は、Ｈ型鋼などの複数の形鋼を組み合わせて溶接して形成されており、図１、図２に示すように、長方形のベース部１０と、ベース部１０の長手方向の両端から立ち上がるストッパ保持部１１，１１と、ストッパ保持部１１，１１のそれぞれに取り付けられたストッパ１２を備える。また、架台１は、ベース部１０の短手方向の両端から立ち上がり、ストッパ保持部１１，１１に架け渡される壁状のベース側脚部１３，１３を備える。さらに、ベース側脚部１３，１３の上端には、架台１の長手方向に向かって延びる取付部２０がそれぞれ固定されている。なお、本例の架台１は、Ｈ型鋼などの複数の形鋼を組み合わせて溶接して形成されているが、架台１をどのように形成するかは、任意であって特に限定されない。
【００１８】
取付部２０は、図２に示すように、ベース側脚部１３，１３の上部に沿って延びる基部２０ａと、他方側の取付部２０と対向する側に設けられ基部２０ａの内側端から立ち上がる突出部２０ｂを備えて、断面Ｌ字状に形成されている。
【００１９】
また、基部２０ａの外側端には架台１の長手方向に沿うように外側凹部２０ｃが設けられている。そして、突出部２０ｂの内側端にも架台１の長手方向に沿うように内側凹部２０ｄが設けられている。
【００２０】
ストッパ１２は、本例においては、テレスコピック型の油圧バッファとされており、収縮時に自身の収縮を妨げる減衰力を発揮するようになっている。
【００２１】
可動マス３は、図２に示すように、リニアガイド２を介して架台１上に搭載されており、図１中左右方向へ往復動可能になっている。
【００２２】
本例の可動マス３は、平面視で四角形であって、可動マス３の移動方向に沿って設けられた一対のマス側脚部１４，１４が両端に設けられている。
【００２３】
マス側脚部１４は、可動マス３の移動方向に沿って設けられた凸部１５と、凸部１５の外側であって可動マス３の四隅の各角部に対応する位置から下方向に突出する突出部１６を備える。また、本例では凸部１５の内側端であって、架台１の内側凹部２０ｄと対向する位置には、マス側凹部１５ａが設けられている。
【００２４】
リニアガイド２は、図２に示すように、架台１のベース側脚部１３，１３の上端にそれぞれ固定されている取付部２０の外側凹部２０ｃに取り付けられたレール２１と、可動マス３の各突出部１６にブラケット１７を介して取り付けられてレール２１上を走行するベアリング２２とで構成されている。各リニアガイド２におけるレール２１は、互いに平行に架台１の長手方向に沿って設けられており、可動マス３は、リニアガイド２によってガイドされてレール２１に沿って架台１上を往復動できる。
【００２５】
また、本例では可動マス３が、ストロークエンドに到達するとストッパ１２に衝合するようになっている。そのため、本例の制振装置では、ストッパ１２によって可動マス３のこれ以上の移動が阻止されて、可動マス３のレール２１の範囲内での移動が許容されるとともに、可動マス３がレール２１から脱線しない。
【００２６】
なお、本例では、可動マス３が、平面視で四角形に形成されているが、形状は任意に決定されればよい。
【００２７】
アクチュエータＡは、架台１に固定されて可動マス３の移動方向に沿う固定ラック４と、可動マス３に固定されて固定ラック４に対向するマス側ラック５と、固定ラック４とマス側ラック５に挟まれて双方に噛み合うピニオンギア６と、ピニオンギア６を駆動するモータ７と、モータ７を保持するモータベース８とを備えて構成されている。
【００２８】
具体的には、本例の固定ラック４は、架台１に二つ設けられており、それぞれ歯を可動マス３側である上方に向けて、各取付部２０の内側凹部２０ｄに固定されている。他方、マス側ラック５は、可動マス３に二つ設けられており、それぞれ歯を架台１側である下方に向けて、可動マス３の凸部１５の内側端に設けられたマス側凹部１５ａに固定されている。
【００２９】
つまり、本例では、図２，図３に示すように、架台１の取付部２０に固定された固定ラック４と可動マス３の凸部１５，１５に固定されたマス側ラック５とが互いに歯を向け合いながら平行に配置されている。
【００３０】
そして、ピニオンギア６は、向かい合う固定ラック４とマス側ラック５との間のそれぞれに、歯合しつつ介装されており、固定ラック４とマス側ラック５に挟まれて双方に噛み合うようになっている。なお、固定ラック４、マス側ラック５およびピニオンギア６は、バックラッシが低減された構造を採用したものであると好ましい。
【００３１】
さらに、架台１と可動マス３との間の空間には、ピニオンギア６を駆動する二つのモータ７を保持するモータベース８が配置されている。このモータベース８は、架台１に対して一対のリニアガイド９を介して搭載されており、可動マス３の走行方向に沿って往復動自在とされている。
【００３２】
本例では、モータベース８は、矩形の枠体であって、図４に示すように、移動方向の幅（以下、縦幅という）が、可動マス３の移動方向に対して前後（図中左右）に配置されたリニアガイド２，２間の幅よりも短く形成されている。
【００３３】
また、モータベース８の進行方向に対して直交する方向の幅（以下、横幅という。）は、図３に示すように、少なくとも架台１に設けられたレール２１，２１間の距離よりも長くなるように形成されている。さらに、図３に示すように、モータベース８の下端のレール２１に対向する位置には、レール２１上を走行する二つのベアリング１９がブラケット１８を介して取り付けられている。
【００３４】
そして、本例のモータベース８は、可動マス３の移動方向に対して前後に配置されたリニアガイド２，２間のレール２１上にベアリング１９を介して搭載されている。
【００３５】
つまり、本例においては、リニアガイド９は、架台１のベース側脚部１３，１３に取付部２０を介して取り付けられたレール２１と、モータベース８の下端に取り付けられた二つのベアリング１９とで構成されている。
【００３６】
したがって、本例においては、可動マス３用のリニアガイド２とモータベース８用のリニアガイド９は、共通のレール２１を利用している。
【００３７】
なお、本例では、図３に示すように、モータベース８の横幅は、マス側脚部１４，１４の外側端同士の距離以下の長さに設定されている。これにより、本例の制振装置では、モータベース８が外側に飛び出さないため、制振装置の駆動中にモータベース８が人や物に当たる心配がなく安全になるとともに、制振装置をコンパクトにできる。
【００３８】
次に、モータベース８がモータ７を保持する構造について詳細に説明する。本例においては、モータ７は減速機３０を介してピニオンギア６に接続されており、モータ７が駆動すると、減速機３０の出力軸３１が回転駆動して、出力軸３１に連結されているピニオンギア６が駆動するようになっている。
【００３９】
モータベース８は、図５に示すように、図中左側と右側にそれぞれ設けられたモータベース８を貫通する開口部８ａ，８ａと、これらの開口部８ａ，８ａを外側開口８ｂと内側開口８ｃに区画するように架け渡されたモータブラケット８ｄ，８ｄを備える。また、これらのモータブラケット８ｄ，８ｄには、外側開口８ｂと内側開口８ｃを連通する連通孔８ｅが設けられている。
【００４０】
そして、減速機３０は、図５に示すように、出力軸３１が連通孔８ｅに挿通されるとともに、モータブラケット８ｄに強固に固定されている。
【００４１】
これにより、減速機３０と一体連結されているモータ７についても、減速機３０を介してモータブラケット８ｄに固定されるため、モータ７はモータベース８に保持される。
【００４２】
つまり、本例のアクチュエータＡにおいては、図５に示すように、ピニオンギア６は外側開口８ｂ内に収容され、モータ７と減速機３０は内側開口８ｃ内に収容されて、モータベース８に保持されている。
【００４３】
なお、本例においては、モータ７は、減速機３０を介してピニオンギア６に接続されているが、モータ７をピニオンギア６に直接接続するようにしてもよい。この場合には、モータ７はモータブラケット８ｄに直接固定されればよい。
【００４４】
また、本例のモータベース８は、モータ７を開口部８ａ，８ａ内に収容して、保持しているため、モータ７をモータベース８上に乗せて保持するよりも、高さ方向の大きさをコンパクトにでき、制振装置の高さ方向の幅をコンパクトにできる。ただし、モータベース８は、モータ７を保持していれば、構成は特に限定されない。
【００４５】
つづいて、本実施の形態に係る制振装置の動作について説明する。まず、モータ７を駆動して、ピニオンギア６を図４中右方向に回転させた場合、固定ラック４は架台１に固定されているため、ピニオンギア６が固定ラック４上を右方向に移動するとともに、モータベース８はレール２１上を右方向に移動する。
【００４６】
ここで、可動マス３は、架台１上にリニアガイド２を介して往復動自在に配置されているため、マス側ラック５と固定ラック４との間に挟まれたピニオンギア６が右方向に回転して固定ラック４上を右方向に移動すると、可動マス３についてもレール２１上を右方向に移動する。反対に、ピニオンギア６を図４中左方向へ移動させると、上記と同様に、可動マス３についても左方向に移動する。
【００４７】
したがって、本例の制振装置は、ピニオンギア６をモータ７で図４中左右方向へ移動させることで、可動マス３を図４中左右に移動させて加振できるため、風や地震等によって建築物が振動する際に、この可動マス３の振動によって建築物の振動を抑制できる。
【００４８】
さらに、本実施の形態に係るピニオンギア６、固定ラック４とマス側ラック５の機構の動作について詳細に説明する。まず、固定ラック４とマス側ラック５とが固定されておらず、ピニオンギア６の回転軸を固定して、つまり、モータベース８を固定してピニオンギア６をモータ７でその場で回転させる場合を考える。この場合、ピニオンギア６が図４中時計回りに回転すると、下方の固定ラック４は左側へ移動し、上方のマス側ラック５は右側へ移動するが、固定ラック４とマス側ラック５の移動距離は等しい。つまり、ピニオンギア６がその場で回転するとピニオンギア６を中心として固定ラック４とマス側ラック５の移動方向は反対となるが移動距離は等しくなる。
【００４９】
つづいて、固定ラック４を固定し、ピニオンギア６の回転軸での回転と左右方向への移動を可能とし、つまり、モータベース８が架台１に対して左右方向へ移動するのを可能とし、マス側ラック５も左右方向へ移動可能であるとする場合、要するに上述したアクチュエータＡと同様の構成である場合、ピニオンギア６を右方向へ移動させると、ピニオンギア６は固定ラック４が固定されているので時計回りに回転する。ピニオンギア６が回転すると固定ラック４とマス側ラック５の動きは左右反対で移動距離は等しくなるのであるが、固定ラック４が固定されているため固定ラック４が動かない代わりにモータベース８とマス側ラック５を保持している可動マス３が右方向へ移動する。
【００５０】
そして、ピニオンギア６が固定ラック４とマス側ラック５の相対移動の中心となるため、モータベース８が移動する分、マス側ラック５を保持した可動マス３はモータベース８の右方向への移動距離の２倍の距離だけ右側へ移動する。反対に、ピニオンギア６を図４中左方向へ移動させると、上記と同様に、可動マス３はモータベース８の移動距離の２倍の距離を左側へ移動する。
【００５１】
したがって、本例の制振装置では、ピニオンギア６をモータ７で図４中左右方向へ移動させることで、可動マス３をモータベース８の移動距離の２倍の距離を移動させることができる。
【００５２】
ここで、可動マス３の移動方向に対して前後（図４中左右）に配置されたベアリング２，２間の幅は、可動マス３がモータベース８の移動距離の２倍の距離を移動しても、可動マス３がモータベース８に干渉しない長さに設定されているため、モータベース８が可動マス３と同一のレール２１上を走行できる。
【００５３】
また、上述したように、本例の制振装置においては、可動マス３とモータベース８が、同一のレール２１上を走行するようになっている。この構成によると、架台１に可動マス３用とモータベース８用のレールをそれぞれ設ける必要がなくなるため、レールの数が削減され、制振装置の部品点数が減少する。
【００５４】
さらに、レールの数が削減された分、レールを取り付ける取付面の研削加工をする箇所が減少するため、制振装置の組立て効率が向上する。
【００５５】
その上、可動マス３とモータベース８とが共通のレール２１上を走行するので、従来あったレールの取付面の高さ位置が異なることによる加工精度の出しにくさは解消される。
【００５６】
また、本例のベース側脚部１３，１３は、架台１の荷重が作用するレール２１を保持しているため、ベース部１０よりも剛性が高めに設定されている。そのため、ベース側脚部１３に可動マス３とモータベース８が走行するレール２１が取り付けられている本例の制振装置では、レール２１をベース側脚部１３に固定する際にボルトで締め付けてもレールの取付面が撓みにくく、取付面の加工精度が狂いにくい。
【００５７】
また、本例の制振装置では、従来のように架台１のベース部１０上にレールを設ける必要がないため、ベース部１０は荷重を受けない。そのため、ベース部１０は、単に一対のベース側脚部１３，１３を繋ぐ梁材であればよく、剛性を高く設定する必要がない。
【００５８】
また、上記構成によれば、架台１のベース部１０にはレールを設けていないため、ベース部１０にモータベース用のレールを設けていた従来の制振装置に比べて、架台１と可動マス３の間の空間の高さ方向の幅を小さくできる。これにより制振装置をコンパクトにできるため、様々な建物に制振装置を設置できる。
【００５９】
さらに、架台１と可動マス３の空間の高さ方向の幅が小さくなることで、可動マス３の重心を低くできるため、可動マス３が往復動する際にレール２１に作用する負荷も小さくなる。
【００６０】
なお、本例では、モータベース８は、可動マス３の移動方向に対して前後（図４中左右）に配置されたリニアガイド２，２間のレール２１に搭載されて、リニアガイド２，２間のレール２１を走行しているが、移動方向に対して前後のリニアガイド２，２間の幅を短くしたり、モータベース８の移動方向の幅である縦幅を長くするなどして、モータベース８のベアリング１９，１９が可動マス３の移動方向に対して前後のリニアガイド２，２よりも外側のレール２１上を走行するようにしてもよい。
【００６１】
ただし、リニアガイド２を構成するレール２１とベアリング２２の間には、ベアリング２２がレール２１上を移動できるように、微小隙間がある。これにより、僅かではあるが、ベアリング２２の上下動が許容されている。そのため、可動マス３の移動方向に対して前後のリニアガイド２，２の内一方のベアリング２２のみが上動した場合には、可動マス３が傾くことがある。
【００６２】
本例のように、モータベース８のベアリング１９，１９を可動マス３の移動方向に対して前後のリニアガイド２，２間のレール２１に搭載する場合には、当該リニアガイド２，２間の間隔を広くできるため、一方のリニアガイド２のガタつきによる可動マス３の傾きを小さくできる。
【００６３】
また、モータベース８の縦幅を長くして、モータベース８のベアリング１９，１９に可動マス３の移動方向に対して前後のリニアガイド２，２間よりも外側のレール２１上を走行させる場合には、モータベース８の縦幅を、制振装置の駆動時に、モータベース８の移動距離の２倍の距離を移動する可動マス３が、モータベース８に干渉しない長さに設定する必要が生じる。ところが、本例のように、モータベース８のベアリング１９，１９を可動マス３の移動方向に対して前後のリニアガイド２，２間のレール２１に搭載すれば、制振装置の大型化を回避できる。
【００６４】
また、本例の制振装置においては、可動マス３の荷重を受けるために剛性が高く設定されているベース側脚部１３，１３の上端にレール２１と固定ラック４が取り付けられている。そのため、このようにベース側脚部１３，１３に固定ラック４も取り付けるようにすると、ピニオンギア６が固定ラック４上を移動する際に作用する水平方向の力を剛性が高めに設定されているベース側脚部１３，１３で受けられるため、剛性の高い部分に力が集中する。これにより、制振装置の耐久性が向上する。
【００６５】
なお、本例では、レール２１と固定ラック４は、取付部２０を介してベース側脚部１３に取り付けられており、当該取付部２０は、レール２１が取り付けられる基部２０ａと、基部２０ａの内側端から立ち上がり固定ラック４が取り付けられる突出部２０ｂを備えて断面Ｌ字状に形成されているが、取付部２０の形状はこれに限定されない。例えば、取付部２０をレール２１が取り付けられるレール取付部と、固定ラックが取り付けられるラック取付部の二つの部材に分けて、それぞれベース側脚部１３，１３に溶接固定してもよい。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱なく改造、変形及び変更ができるのは当然である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・架台、３・・・可動マス、４・・・固定ラック、５・・・マス側ラック、６・・・ピニオンギア、７・・・モータ、８・・・モータベース、１０・・・ベース部、１３・・・ベース側脚部、２１・・・レール
【図１】
2018145988.tif 000003
【図２】
2018145988.tif 000004
【図３】
2018145988.tif 000005
【図４】
2018145988.tif 000006
【図５】
2018145988.tif 000007