(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、
前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を備え、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、
を備え、
前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、前記第１の回転支持部及び前記錘部に回動可能に結合された第１のアーム部材、並びに前記第２の回転支持部及び前記錘部に回動可能に結合された第２のアーム部材を有するリンク機構と、を備え、
前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更することを特徴とする回転慣性制振装置。
【請求項２】
ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、
前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、
前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、前記第１の回転支持部、前記第２の回転支持部、及び前記錘部に接続された板ばねと、を備え、
前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更することを特徴とする回転慣性制振装置。
【請求項３】
ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、
前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、
前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、を備え、
前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更するように構成されており、
前記錘部と前記錘部保持手段とは一体として構成される蛇腹状に変形可能な筒体であることを特徴とする回転慣性制振装置。
【請求項４】
ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、
前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、
前記錘部保持手段は、前記ボールねじ軸と同一の軸線に対して放射状に配置されて一部に前記錘部を支持して該錘部を回転軌道半径方向に移動させるシリンダを備えることを特徴とする回転慣性制振装置。
【請求項５】
前記錘部保持手段を駆動して前記半径を変更する駆動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転慣性制振装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、手動により操作される手動機構であることを特徴とする請求項５に記載の回転慣性制振装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記回転質量部に発生する遠心力で動作するものであることを特徴とする請求項５に記載の回転慣性制振装置。
【請求項８】
前記他方の構成部材を回転運動可能に保持し、前記一方の構成部材を直線運動可能に保持すると共に、前記回転質量部を覆うケース部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の回転慣性制振装置。
【請求項９】
ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、
前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、
前記錘部保持手段を駆動して前記半径を変更する駆動手段と、を備え、
前記駆動手段は、外部からの制御により駆動されるアクチュエータであることを特徴とする回転慣性制振装置。
【請求項１０】
構造物の構造部材の間に請求項１乃至９の何れか一項に記載の回転慣性制振装置を備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置。
【請求項１１】
構造物の構造部材の間に配置された請求項９に記載の回転慣性制振装置と、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置。
【請求項１２】
前記構造部材に配置され、前記構造部材の振動の状態を検知するセンサーを備え、
前記制御手段が、前記センサーの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１１に記載の構造物の振動抑制装置。
【請求項１３】
前記センサーが、配置された回転慣性制振装置に対応して配置され、
前記制御手段が、各回転慣性制振装置に対応する前記センサーの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１２に記載の構造物の振動抑制装置。
【請求項１４】
前記制御手段が、外部からの地震情報に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１１に記載の構造物の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転慣性制振装置、及び構造物の振動抑制装置に係り、更に詳しくは、直線運動を回転運動に変換して錘部を円軌道運動させて回転慣性質量を発生する回転慣性制振装置、及びこれを用いた構造物の振動抑制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物や機器における振動の伝達を抑制する装置として、物体の慣性を利用した制振装置が提案されている。このような制振装置の小型化を図るため、直線運動をフライホイールの回転運動に変換する機構を備え、この回転するフライホイールの慣性モーメントを制振に利用するものがある（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
このような回転慣性制振装置にあっては、建築構造物の振動特性や、地震波の特性に合致させてフライホイールの慣性モーメントを変更することが望まれる。回転慣性制振装置の慣性モーメントを変更できれば、建築構造物の耐震性能を向上させることができる。
フライホイールの慣性モーメントを変更する技術が特許文献３に記載されている。特許文献３には、補助慣性質量体をエンジンに固定した固定軸にボールベアリングを介して回転自在に配置し、補助慣性質量体の主フライホイールと対向する面に凹部を設け、凹部内に遠心クラッチ機構の少なくとも一部を配設すると共に、凹部の回転軸側の外周面に、遠心クラッチ機構の補助慣性質量体の回転軸の周方向に設けた摩擦面から回転が伝達される回転伝達部を備えるものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５５７５２公報
【特許文献２】特開２０１２−７６３５公報
【特許文献３】特開２０１３−７４３２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献３に記載のものは、フライホイールの慣性モーメントを２段階に変更できるだけであり、連続的には変更できない。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で回転慣性質量を連続的に変更できる回転慣性制振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を備え、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、前記第１の回転支持部及び前記錘部に回動可能に結合された第１のアーム部材、並びに前記第２の回転支持部及び前記錘部に回動可能に結合された第２のアーム部材を有するリンク機構と、を備え、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更することを特徴とする回転慣性制振装置である。
【０００６】
同じく請求項２の発明は、ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、前記第１の回転支持部、前記第２の回転支持部、及び前記錘部に接続された板ばねと、を備え、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更することを特徴とする。
同じく請求項３の発明は、ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、前記錘部保持手段は、前記ボールねじ機構の前記他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部と、前記ボールねじ軸と同一の軸線回りに回転自在に、且つ前記第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部と、を備え、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部に接近したときに前記錘部を外径方向又は内径方向に移動させ、前記第２の回転支持部が前記第１の回転支持部から離間したときに前記錘部を内径方向又は外径方向に移動させることにより、前記錘部の円軌道運動の半径を変更するように構成されており、前記錘部と前記錘部保持手段とは一体として構成される蛇腹状に変形可能な筒体であることを特徴とする。
同じく請求項４の発明は、ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、を備え、前記錘部保持手段は、前記ボールねじ軸と同一の軸線に対して放射状に配置されて一部に前記錘部を支持して該錘部を回転軌道半径方向に移動させるシリンダを備えることを特徴とする。
【０００７】
同じく請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転慣性制振装置において、前記錘部保持手段を駆動して前記半径を変更する駆動手段を備えることを特徴とする。
同じく請求項６の発明は、請求項５に記載の回転慣性制振装置において、前記駆動手段は、手動により操作される手動機構であることを特徴とする。
同じく請求項７の発明は、請求項５に記載の回転慣性制振装置において、前記駆動手段は、前記回転質量部に発生する遠心力で動作するものであることを特徴とする。
同じく請求項８の発明は、請求項７に記載の回転慣性制振装置において、前記他方の構成部材を回転運動可能に保持し、前記一方の構成部材を直線運動可能に保持すると共に、前記回転質量部を覆うケース部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
同じく請求項９の発明は、ボールねじ軸及びボールナットを構成部材として有し、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構と、前記他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部、及び、前記円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で前記錘部を前記他方の構成部材に保持させる錘部保持手段を有し、前記錘部の前記円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部と、前記錘部保持手段を駆動して前記半径を変更する駆動手段と、を備え、前記駆動手段は、外部からの制御により駆動されるアクチュエータであることを特徴とする回転慣性制振装置である。
同じく請求項１０の発明は、構造物の構造部材の間に請求項１乃至９の何れか一項に記載の回転慣性制振装置を備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置である。
同じく請求項１１の発明は、構造物の構造部材の間に配置された請求項９に記載の回転慣性制振装置と、前記アクチュエータの動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする構造物の振動抑制装置である。
同じく請求項１２の発明は、請求項１１に記載の構造物の振動抑制装置において、前記構造部材に配置され、前記構造部材の振動の状態を検知するセンサーを備え、前記制御手段が、前記センサーの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする。
同じく請求項１３の発明は、請求項１２に記載の構造物の振動抑制装置において、前記センサーが、配置された回転慣性制振装置に対応して配置され、前記制御手段が、各回転慣性制振装置に対応する前記センサーの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする。
同じく請求項１４の発明は、請求項１１に記載の構造物の振動抑制装置において、前記制御手段が、外部からの地震情報に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡単な構成で回転慣性質量を連続的に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の基本的な構造及び動作を示す模式図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の原理を説明する模式図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の他の基本動作を示す模式図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の第１実施形態を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の第１実施形態の変形例を示す図である。
【図６】本発明に係る回転慣性制振装置の第２実施形態を示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の第３実施形態を示す図である。
【図８】本発明に係る回転慣性制振装置の第３実施形態において錘部の軌道半径が増加した状態を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転慣性制振装置の第４実施形態を示す図である。
【図１０】本発明に係る回転慣性制振装置の第５実施形態を示す図である。
【図１１】本発明に係る回転慣性制振装置の第６実施形態を示す図である。
【図１２】本発明に係る回転慣性制振装置の第７実施形態を示す図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の回転慣性制振装置に適用する錘部及び錘部保持手段の変形例を示す図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の回転慣性制振装置に適用する錘部及び錘部保持手段の変形例を示す図である。
【図１５】（ａ）、（ｂ）は、本発明の回転慣性制振装置に適用する回転質量部の変形例を示す図である。
【図１６】本発明に係る構造物の振動抑制装置の実施形態を示す模式図である。
【図１７】本発明に係る構造物の振動抑制装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図１８】本発明に係る構造物の振動抑制装置の更に他の実施形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態に係る回転慣性制振装置及び構造物の振動抑制装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下幾つかの実施形態について説明するが、本発明は各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及びその趣旨に逸脱することなく、数多くの改良、変更、変形、置換をなすこと及び応用例を想到することが当業者には可能である。
【００１２】
まず本発明に係る回転慣性制振装置の基本的な構造及び動作について説明する。図１は本発明に係る回転慣性制振装置の基本的な構造及び動作を示す模式図、図２は本発明に係る回転慣性制振装置の原理を説明する模式図である。以下で説明する回転慣性制振装置１００は、基本的な構成及び動作、原理を説明するために単純化している。
図１に示すように、回転慣性制振装置１００は、ボールねじ機構１１０と、錘部１２０及び錘部保持手段１３０からなる回転質量部１４０と、駆動手段１５０と、ケース部材１６０と、取付部１７０とから構成される。
ボールねじ機構１１０は、ボールねじ軸１１１及びボールナット１１２を構成部材として備え、一方の構成部材であるボールナット１１２の直線運動を他方の部材であるボールねじ軸１１１の回転運動に変換する。なお、ボールねじ軸１１１を直線運動させ、ボールナット１１２を回転駆動させて錘部１２０を回転軌道運動させる構成とすることもできる。
【００１３】
錘部１２０は、ボールねじ軸１１１の軸線Ｏを対称軸として２個配置され、ボールねじ軸１１１の回転により所定半径「Ｒ」で回転軌道運動する。なお、錘部１２０は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、３個以上設けてもよい。錘部保持手段１３０は、錘部１２０をボールねじ軸１１１に、回転半径が変更可能な状態で保持する。駆動手段１５０は、錘部保持手段１３０を変形させ、錘部１２０の回転軌道の半径を変更する。ケース部材１６０は、ボールねじ軸１１１を低摩擦状態で回転運動可能に保持し、ボールナット１１２を相対回転不能且つ直線運動可能に保持する。ケース部材１６０は、回転質量部１４０を覆う円筒状の部材である。取付部１７０は、ボールナット１１２に接続され、ボールナット１１２をケース部材１６０に対して直線運動可能に保持すると共に、回転慣性制振装置１００に他の構造部材を取付け可能に構成される。
ボールねじ機構１１０は、公知の機構であり、直線運動と回転運動とを相互に高い効率で変換する。このため、ボールねじ軸１１１を回転動可能にケース部材１６０に保持して、このボールねじ軸１１１にねじ込まれたボールナット１１２を直線運動させると、ボールナット１１２は回転運動する。ボールねじ軸１１１は、ケース部材１６０にボールベアリング等の軸受１８０を介して取付けられている。
【００１４】
錘部保持手段１３０は、ボールねじ軸１１１に取付けられた第１の回転支持部１３１と、第２の回転支持部１３２とを備える。また回転質量部１４０において、錘部１２０は、第１の回転支持部１３１と第２の回転支持部１３２との間で錘部１２０を支持する棒状の節部材であるアーム部材１３３、１３４によって第１の回転支持部１３１及び第２の回転支持部１３２に取付けられている。
アーム部材１３３は一端を錘部１２０に錘側ピン１３３ａにより、他端を第１の回転支持部１３１に回転支持部側ピン１３３ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。また、アーム部材１３４は、一端を錘部１２０に錘側ピン１３４ａにより、他端を第２の回転支持部１３２に回転支持部側ピン１３４ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。これにより、図１（ｂ）に示すように、第２の回転支持部１３２を第１の回転支持部１３１側に移動させることにより、錘部１２０を軸線Ｏから離間させることができ、回転軌道半径「Ｒ」を無段階に変更できる。錘部保持手段の構造は錘部の回転軌道半径を変更できるものであれば、種々変更できる。
【００１５】
駆動手段１５０は、駆動軸１５１を軸線Ｏに沿って移動される。駆動軸１５１と第２の回転支持部１３２との間には、第２の回転支持部１３２の回転を駆動軸１５１に伝達せず、軸方向に沿った力だけを伝達する伝達機構からなる接続部材１３５が配置される。駆動手段としては、油圧シリンダ、電動ねじ機構等のアクチュエータ、手動の駆動機構等とすることができる。
ケース部材１６０は、軸受１８０を介してボールねじ軸１１１を回転運動可能に保持し、ボールねじ軸１１１を直線運動可能に保持する。また、ケース部材１６０は、回転質量部１４０を覆っている。ケース部材１６０は、円筒状の本体の一端、即ち駆動手段１５０側の端部に構造部材が接続される接続部１６１を、軸受１８０側の端部にボールねじ機構１１０を保持する円筒形の保持部１６２を備える。保持部１６２は、構造部材と接続可能に構成された取付部１７０を相対回転不能な状態で、且つ軸線Ｏに沿って相対直線運動できる状態で保持する。
【００１６】
以上の構成を備える回転慣性制振装置１００において、取付部１７０から入力された直線運動は、ボールねじ機構１１０で回転運動に変換され、２つの錘部１２０を、軸線Ｏを中心とする半径「Ｒ」の円軌道で回転させ、回転慣性質量を発生させる。そして、本例では、駆動手段１５０を駆動して錘部保持手段１３０を変形させて錘部１２０の軌道半径「Ｒ」を変更する。
【００１７】
第１の回転支持部１３１と第２の回転支持部１３２とを最も引き離した状態（図１（ａ））から、駆動手段１５０を駆動して第２の回転支持部１３２を第１の回転支持部１３１に近接させる（図１（ｂ））。この動作により、アーム部材１３３、アーム部材１３４が開いて、錘部１２０の軌道半径は、図２（ａ）に示す「ｒ０」から、図２（ｂ）に示す「ｒ１」に変化する（ｒ０＜ｒ１）。このとき、駆動手段１５０が第２の回転支持部１３２の位置を連続的に変更するので、錘部１２０の軌道半径が連続的に変更され、回転慣性質量が連続的に変化する。回転慣性制振装置１００は、この動作により、錘部１２０による回転慣性質量を連続的に変更することができる。
【００１８】
ここで、回転慣性制振装置１００において、ボールねじ軸１１１のリード長(ねじ山のピッチ)を「Ｌ」、質量「ｍ」の錘部１２０の重心の軌道半径を「ｒ」とすると、微小時間「ｄｔ」の間にボールねじ軸１１１に軸線Ｏ方向の変位「ｄｘ」が入力されたとき、回転慣性力によりボールナット１１２に働く軸方向力（反力）「ＦＩ」は、次式で表すことができる。
【００１９】
0006498467.tif 000002
・・・（式１）
【００２０】
本式から、回転質量部１４０における錘部１２０の軌道半径「ｒ」をわずかに変更するだけで、大きく「ＦＩ」を変更できることがわかる。
このような回転慣性制振装置１００においては、接続部１６１と、取付部１７０との間には、図２（ｃ）に示すように、回転質量部１４０による回転慣性質量１００Ｍと、回転慣性制振装置１００自体の剛性による抵抗力回転慣性制振装置１００Ｒとが作用する。これらの成分により、接続部１６１に接続された構造部材と、取付部１７０に接続された構造部材との間の振動を抑制することができる。
【００２１】
以上の例は、錘部１２０の回転軌道半径が駆動手段１５０の動作によって増加するものである。本発明にあっては、駆動手段１５０の駆動により、錘部１２０の回転軌道半径「Ｒ」を減少させて回転慣性質量を変更することができる。図３は本発明に係る回転慣性制振装置の他の基本動作を示す模式図である。この回転慣性制振装置１００Ａでは、駆動手段１５０を駆動して第２の回転支持部１３２を第１の回転支持部１３１に近接させることにより、錘部１２０の軌道半径を「ｒ０」から「ｒ２」に減少させる（ｒ０＞ｒ２）。
【００２２】
なお、上述した回転慣性制振装置１００、回転慣性制振装置１００Ａのいずれの場合にあっても、駆動手段１５０を駆動させ、第２の回転支持部１３２を第１の回転支持部１３１に近接させるときには、錘部１２０の軌道半径が択一的に増加又は減少するように構成しておく。例えば、回転慣性制振装置１００にあっては、錘部１２０の軌道半径が減少方向に移動しないストッパを備えるようにするほか、初期位置（図１（ａ））において、アーム部材１３３、１３４を開き側に配置するように第２の回転支持部１３２の初期位置を設定しておく。また、回転慣性制振装置１００Ａにあっては、錘部１２０の軌道半径が増加方向に移動しないストッパを備えるようにするほか、初期位置（図１（ａ））において、アーム部材１３３、１３４を縮小側に配置するように第２の回転支持部１３２の初期位置を設定しておく。
【００２３】
以上の構成を備える回転慣性制振装置１００によれば、回転質量部１４０において錘部１２０の円軌道運動の半径「Ｒ」を連続的に変更して、回転慣性質量を連続的に変更することができ、回転慣性制振装置１００を、制振対象の振動特性に合致した回転慣性質量に設定できる。
【００２４】
＜第１実施形態＞
次に、本発明の第１実施形態に係る回転慣性制振装置について説明する。図４は本発明に係る回転慣性制振装置の第１実施形態を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は内部構造を示した斜視図である。第１実施形態に係る回転慣性制振装置２００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部２４０と、駆動機構としてアクチュエータである油圧シリンダ２５０、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部２４０は、錘部２２０及び錘部２２０を回転軌道半径可変に保持する錘部保持手段２３０からなる。回転慣性制振装置２００は、ケース部材２６０の接続部２６１と取付部２７０とに接続された２つの構造部材の間の制振を行う。
【００２５】
ボールねじ機構２１０は、ボールねじ軸２１１とボールナット２１２とからなり、ボールナット２１２の直線運動をボールねじ軸２１１の回転運動に変換する。錘部２２０は、錘部保持手段２３０によってボールねじ軸２１１の軸線Ｏを対称軸として、即ち軸線Ｏの周囲に等角度間隔で４個配置され、ボールねじ軸２１１の回転により所定半径で回転軌道運動する。なお、錘部２２０は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、４個に限らず、２個、３個、又は５個以上設けても良い。
【００２６】
ボールねじ機構２１０のボールねじ軸２１１は、ボールベアリング２８０を介してケース部材２６０に保持される。ボールナット２１２は、取付部２７０に取付けられており、取付部２７０は、キー２６３で回転不能とされて、ケース部材２６０の保持部２６２に直線運動可能に配置される。ボールベアリング２８０は、ナット２８１でケース部材２６０から抜けないように保持されている。
錘部保持手段２３０は、ボールねじ軸２１１に取付けられた第１の回転支持部２３１と、第２の回転支持部２３２と、アーム部材２３３、２３４とを備える。錘部２２０は、第１の回転支持部２３１と第２の回転支持部２３２と間で錘部２２０を支持する棒状の節部材であるアーム部材２３３、２３４によって第１の回転支持部２３１及び第２の回転支持部２３２に取付けられている。
【００２７】
アーム部材２３３は、一端を錘部２２０に錘側ピン２３３ａにより、他端を第１の回転支持部２３１に回転支持部側ピン２３３ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。また、アーム部材２３４は、一端を錘部２２０に錘側ピン２３４ａにより、他端を第２の回転支持部２３２に回転支持部側ピン２３４ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。これにより、錘部保持手段２３０は錘部２２０と共にリンク機構を形成する。
油圧シリンダ２５０は、ケース部材２６０の底部材２６４に設置されている。油圧シリンダ２５０において、ピストンロッド２５１はシリンダ２５３内のピストン２５２に接続され、ピストンロッド２５１は、軸線Ｏに沿って往復駆動される。ピストンロッド２５１と第２の回転支持部２３２との間には、第２の回転支持部２３２の回転が伝達されない接続部材として２つのスラストボールベアリング２３５が配置される。また、２つのスラストボールベアリング２３５の間には、ボールベアリング２３６が配置される。このボールベアリング２３６は、回転質量部２４０の回転が第２の回転支持部２３２に伝達されることなく、回転質量部２４０をより安定に保持されるため設けられる。なお、回転質量部２４０の回転をボールベアリング２８０だけで安定に保持することができればボールベアリング２３６を用いずともよい。ピストンロッド２５１と、スラストボールベアリング２３５からの連結軸２５６とは、ジョイント部材２５５で連結される。
【００２８】
本実施形態に係る回転慣性制振装置２００によれば、油圧シリンダ２５０を駆動することにより、第２の回転支持部２３２を第１の回転支持部２３１に近接、又は離間させることができる。これにより、錘部２２０の回転軌道半径を連続的に増加、又は減少させることができ、回転慣性制振装置２００の回転慣性質量を連続的に変更できる。このとき、油圧シリンダ２５０は、高速且つ正確に制御することができ、回転慣性制振装置２００の回転慣性質量を迅速且つ正確に変更できる。
【００２９】
＜第１実施形態の変形例＞
図５は本発明に係る回転慣性制振装置の第１実施形態の変形例を示す図である。本例に係る回転慣性制振装置２００Ａは、図４に示した回転慣性制振装置２００のスラストボールベアリング２３５に換えてボールジョイント２９０を配置している。ボールジョイント２９０は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転支持部側ケース２９１、油圧シリンダ側ケース２９２の間に、フランジ部２９３ａを備える回転支持部側連結軸２９３と、フランジ部２９４ａを備える油圧シリンダ側連結軸２９４を配置して構成している。
そして、回転支持部側ケース２９１とフランジ部２９３ａの間にボール列２９５を配置し、フランジ部２９３ａとフランジ部２９４ａとの間にボール列２９６を配置し、フランジ部２９４ａと油圧シリンダ側ケース２９２との間にボール列２９７を配置している。各ボール列２９５、２９６、２９７が接触する回転支持部側ケース２９１、油圧シリンダ側ケース２９２、フランジ部２９３ａ、及びフランジ部２９４ａの面にはＶ溝が形成されている。回転支持部側ケース２９１と油圧シリンダ側ケース２９２との間には、締め付け及び隙間調整用のシム部材２９８が配置され、回転支持部側ケース２９１と油圧シリンダ側ケース２９２とはボルト２９９で連結される。
本例では、第２の回転支持部２３２の回転は、ボールジョイント２９０によって良好に遮断され、ピストンロッド２５１に伝達されない。本例に係る回転慣性制振装置２００Ａによれば、ボールジョイント２９０の回転抵抗が少ないため、油圧シリンダ２５０側の抵抗を受けることなく、回転質量部２４０はボールナット２１２の直進運動により高い効率で回転して回転質量部２４０を回転させることができる。
【００３０】
＜第２実施形態＞
図６は本発明に係る回転慣性制振装置の第２実施形態を示す図である。本実施形態に係る回転慣性制振装置３００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部２４０と、駆動機構としてアクチュエータである電動ねじ機構３５０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部２４０は、錘部２２０と錘部保持手段２３０とからなる。
回転慣性制振装置３００において、ボールねじ機構２１０、錘部２２０、錘部保持手段２３０、回転質量部２４０、ケース部材２６０、取付部２７０の構成は、実施形態１で示したものと同一である。このため、図中に実施形態１の同一の符号を付する。
【００３１】
以下、電動ねじ機構３５０について説明する。電動ねじ機構３５０は、ねじ棒３５１と、モーター３５２と、ナット３５３と、筒状部材３５４と、キー３５５と、回転防止部材３５６と、キー３５７とを備えて構成される。ねじ棒３５１は、モーター３５２で正逆の両方向に回転駆動される。ナット３５３は、筒状部材３５４内においてキー３５５で回転が禁止された状態に配置される。また、ナット３５３には、ねじ棒３５１がねじ込まれる。筒状部材３５４は、第２の回転支持部２３２にスラストボールベアリング２３５を介して連結されている。このため、第２の回転支持部２３２の回転は、筒状部材３５４には伝達されない。また、筒状部材３５４は、キー３５７を介して回転防止部材３５６内に回転が禁止され、軸線Ｏ方向に移動可能に配置されている。更に、回転防止部材３５６は、ケース部材２６０の底部材２６４に固着されている。
このような、電動ねじ機構３５０において、モーター３５２を回転駆動すると、ナット３５３が軸線Ｏ方向に沿って移動する。このナット３５３に伴って筒状部材３５４が移動して、第２の回転支持部２３２を軸線Ｏ方向に移動させる。
【００３２】
本実施形態に係る回転慣性制振装置３００によれば、電動ねじ機構３５０を駆動することにより、第２の回転支持部２３２を第１の回転支持部２３１に近接、又は離間させることができる。これにより、錘部２２０の回転軌道半径を連続的に増加、又は減少させることができ、回転慣性制振装置３００の回転慣性質量を変化させることができる。このとき、電動ねじ機構３５０は、高速且つ正確に制御することができ、回転慣性制振装置３００の回転慣性質量を迅速且つ正確に変更できる。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図７は本発明に係る回転慣性制振装置の第３実施形態を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は内部構造を示した斜視図である。また、図８は本発明に係る回転慣性制振装置の第３実施形態において錘部の軌道半径が増加した状態を示す図である。本実施形態に係る回転慣性制振装置４００は、ボールねじ機構２１０と、錘部４２０及び錘部保持手段４３０からなる回転質量部４４０と、駆動機構としてアクチュエータである油圧シリンダ２５０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。
回転慣性制振装置４００において、ボールねじ機構２１０、油圧シリンダ２５０、ケース部材２６０及び取付部２７０の構成は実施形態１で示した回転慣性制振装置２００と同一である。このため、図中に実施形態１の同一の符号を付する。
【００３４】
以下回転質量部４４０について説明する。回転質量部４４０は、軸線Ｏに対称に配置された２つの錘部４２０と、これらの錘部４２０を回転軌道半径可変に保持する錘部保持手段４３０とから構成される。錘部保持手段４３０は、ボールねじ軸２１１に取付けられた第１の回転支持部４３１と、第２の回転支持部４３２とを備える。錘部４２０は、第１の回転支持部４３１と第２の回転支持部４３２と間で錘部４２０を支持する板ばね４３３、４３４によって第１の回転支持部４３１及び第２の回転支持部４３２に取付けられている。なお、錘部４２０は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、３個以上設けてもよい。
板ばね４３３は、一端を錘部４２０に六角穴付きねじ等である固定手段４３３ａで固定され、他端を第１の回転支持部４３１に固定手段４３３ｂで固定されている。また、板ばね４３４は、一端を錘部４２０に固定手段４３４ａで固定され、他端を第２の回転支持部４３２に固定手段４３４ｂで固定されている。また、板ばね４３３、４３４は、弾性的に変形する。
【００３５】
本実施形態に係る回転慣性制振装置４００によれば、油圧シリンダ２５０のピストンロッド２５１を押し出すと、図８に示すように、第２の回転支持部４３２を第１の回転支持部４３１に近接させることができる。このとき、板ばね４３３、４３４は、弾性変形して錘部４２０を外側に押し出す。このため、錘部４２０の回転軌道半径が増加する。この状態で、油圧シリンダ２５０がピストンロッド２５１を引けば、錘部４２０の軌道半径は図７に示す状態まで戻る。このようにして、回転慣性制振装置４００は、錘部４２０の回転軌道半径を連続的に増加、又は減少させることができ、回転慣性質量を変化させることができる。
本実施形態に係る回転慣性制振装置４００によれば、錘部保持手段４３０を板ばね４３３、４３４で構成しているので、構造を簡単なものとできる。更に、油圧シリンダ２５０により高速且つ正確に制御することができる。
【００３６】
＜第４実施形態＞
図９は本発明に係る回転慣性制振装置の第４実施形態を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は内部構造を示した斜視図である。本実施形態に係る回転慣性制振装置５００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部５４０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部５４０は、錘部５２０及び錘部保持手段５３０からなる。本実施形態では、錘部保持手段５３０として錘部５２０を回転軌道半径方向に移動させる油圧シリンダ５３１を配置している。この油圧シリンダ５３１は、駆動手段であるアクチュエータとしても動作するものであり、ピストンロッド５３３を出し入れすることにより錘部５２０の回転軌道半径を連続的に変更して、回転慣性制振装置５００の回転慣性質量を連続的に変更する。
回転慣性制振装置５００において、ボールねじ機構２１０、ケース部材２６０、取付部２７０の構成は、実施形態１で示したものと同一である。このため、図中に実施形態１の同一の符号を付する。
【００３７】
錘部保持手段５３０を構成する油圧シリンダ５３１は、ボールねじ軸２１１と共に回転する軸部材５９０に、軸線Ｏを対称軸として放射方向に２つ配置されている。軸部材５９０は、ケース部材２６０の底部材２６４に配置されたボールベアリング５８０によってケース部材２６０内に回転可能に配置される。油圧シリンダ５３１は、シリンダ５３２とピストンロッド５３３とを備えており、軸部材５９０内に配置された油圧経路から作動油が供給され、駆動される。なお、シリンダ５３２内には、コイルスプリング５３４が配置され、シリンダ５３２内に圧油が供給されないとき、ピストンロッド５３３はこのコイルスプリング５３４の押し付け力でシリンダ５３２内に押し込まれる。ピストンロッド５３３の先端には、錘部５２０が設置されている。なお、油圧シリンダ５３１は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、３個以上設けてもよい。
油圧シリンダ５３１に圧油が供給されると、ピストンロッド５３３がコイルスプリング５３４の押し付け力に抗してシリンダ５３２から飛び出し、錘部５２０の回転軌道半径が増加する。一方、シリンダ５３２から圧油が抜けるとピストンロッド５３３はコイルスプリング５３４の押し付け力によりシリンダ５３２内に押し込まれ、錘部５２０の回転軌道半径が増加する。
【００３８】
本実施形態に係る回転慣性制振装置５００によれば、油圧シリンダ５３１を駆動することにより、錘部５２０の回転軌道半径を連続的に増加、減少させることができる。また、油圧シリンダ５３１は、高速且つ正確に制御することができる。本実施形態によれば、回転質量部における連結箇所や接合箇所を少なくでき、簡単な構成とすることができる。
【００３９】
＜第５実施形態＞
図１０は本発明に係る回転慣性制振装置の第５実施形態を示す図である。本実施形態に係る回転慣性制振装置６００は、手動機構として手動ねじ機構６５０を備える。
回転慣性制振装置６００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部２４０と、手動ねじ機構６５０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部２４０は、錘部２２０及び錘部保持手段２３０とからなる。ボールねじ機構２１０、錘部２２０、錘部保持手段２３０、回転質量部２４０、ケース部材２６０及び取付部２７０の構成は、実施形態１で示したものと同一である。このため、図中に実施形態１の同一の符号を付する。
手動ねじ機構６５０は、ねじ棒６５１と、ナット６５３と、筒状部材６５４と、キー６５５と、回転防止部材６５６と、キー６５７とを備えて構成される。ねじ棒６５１には、工具によってねじ棒６５１を回転するための回転ヘッド６５２が配置される。ねじ棒６５１は、この回転ヘッド６５２を手動で正逆の両方向に回転することで駆動できる。ナット６５３には、ねじ棒６５１がねじ込まれる。またナット６５３は、筒状部材６５４内においてキー６５５によって回転が禁止された状態に配置される。
【００４０】
筒状部材６５４は、第２の回転支持部２３２にスラストボールベアリング２３５を介して連結されている。このため、第２の回転支持部２３２の回転は、筒状部材６５４には伝達されない。また、筒状部材６５４は、キー６５７を介して回転防止部材６５６内に回転が禁止され、且つ軸線Ｏ方向に移動可能に配置されている。更に、回転防止部材６５６は、ケース部材２６０の接続部２６１側の底部材２６４に固着されている。ケース部材２６０の底部材２６４には、取外し可能に板部材２６５が配置されている。回転ヘッド６５２を駆動するときには、板部材２６５を接続部２６１と共に取外し、回転ヘッド６５２を露出させる。
このような、手動ねじ機構６５０において、回転ヘッド６５２を回転すると、ねじ棒６５１が回転して、ナット６５３が軸線Ｏ方向に沿って移動する。このナット６５３の移動に伴って筒状部材６５４が移動して、第２の回転支持部２３２を軸線Ｏ方向に移動させる。
【００４１】
本実施形態に係る回転慣性制振装置６００によれば、手動ねじ機構６５０を駆動することにより、錘部２２０の回転軌道半径を連続的に増加、減少させることができる。また、本実施形態に係る回転慣性制振装置６００によれば、簡単な構成で且つ動力を必要とすることなく回転慣性質量を所望の値に変更することができる。
【００４２】
＜第６実施形態＞
図１１は本発明に係る回転慣性制振装置の第６実施形態を示す図である。本実施形態に係る回転慣性制振装置７００は、錘部７２０に作用する遠心力により錘部７２０の回転軌道半径を変更する。
回転慣性制振装置７００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部７４０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部７４０は、錘部７２０及び錘部保持手段７３０からなる。錘部７２０は、ボールねじ軸２１１の軸線Ｏを対称軸として、即ち軸線Ｏの周囲に等角度間隔で４個配置され、ボールねじ軸２１１の回転により所定半径で回転軌道運動する。なお、錘部７２０は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、４個に限らず、２個、３個、５個以上設けても良い。
【００４３】
ケース部材２６０の底部材２６４には、ボールベアリング７８０が配置され、回転軸７９０が軸線Ｏに沿って回転可能に配置されている。錘部保持手段７３０は、ボールねじ軸２１１に取付けられた第１の回転支持部７３１と、第２の回転支持部７３２とを備える。錘部７２０は、第１の回転支持部７３１と第２の回転支持部７３２と間で錘部７２０を支持する棒状の節部材であるアーム部材７３３、７３４によって第１の回転支持部７３１及び第２の回転支持部７３２に取付けられている。
アーム部材７３３は一端を錘部７２０に錘側ピン７３３ａにより、他端を第１の回転支持部７３１に回転支持部側ピン７３３ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。また、アーム部材７３４は、一端を錘部７２０に錘側ピン７３４ａにより、他端を第２の回転支持部７３２に回転支持部側ピン７３４ｂによりそれぞれ回動可能に保持されている。
【００４４】
本実施形態では、第２の回転支持部７３２は、回転軸７９０の第２の回転支持部７３２側の端部に軸線Ｏ方向にスライド可能に接続されている。即ち、第２の回転支持部７３２は、回転軸７９０にスライド自在に配置された連結部材７３５に取付けられている。以上の構成により、本実施形態において第２の回転支持部７３２は、軸線Ｏ方向に沿って移動できる。
【００４５】
本実施形態において第１の回転支持部７３１と第２の回転支持部７３２とは、コイルスプリング７５０で連結されている。このコイルスプリング７５０は、第１の回転支持部７３１と第２の回転支持部７３２とを離間させる方向に第２の回転支持部７３２を押す。このため、ボールねじ軸２１１の回転によって錘部７２０が回転すると、遠心力で錘部７２０が外側に向けて移動し、この錘部７２０の移動により第２の回転支持部７３２が第１の回転支持部７３１側に移動しようとする。そして、第２の回転支持部７３２は、第１の回転支持部７３１側への力とコイルスプリング７５０の付勢力とが釣り合う位置に保持される。第２の回転支持部７３２の位置は、錘部７２０の回転速度が高いほど第１の回転支持部７３１に近づく。
本実施形態に係る回転慣性制振装置７００によれば、入力される直線運動に応じて錘部の軌道半径を変更して回転慣性質量を変更することができる。
【００４６】
＜第７実施形態＞
図１２は本発明に係る回転慣性制振装置の第７実施形態を示すものである。本実施形態に係る回転慣性制振装置８００は錘部保持手段８３０として、錘部８２０を回転軌道半径方向に移動可能に配置するシリンダ部材８３１を備える。回転慣性制振装置８００は、ボールねじ機構２１０と、回転質量部８４０と、ケース部材２６０と、取付部２７０とを備える。回転質量部８４０は、錘部８２０及び錘部保持手段８３０からなる。回転慣性制振装置８００において、ボールねじ機構２１０、ケース部材２６０、取付部２７０は実施形態１で示したものと同一である。このため、図中に実施形態１の同一の符号を付する。
錘部８２０は、ボールねじ軸２１１の軸線Ｏを対称軸として２個配置され、ボールねじ軸２１１に連結された軸部材８９０の回転により所定半径で回転軌道運動する。軸部材８９０は底部材２６４に配置されたボールベアリング８８０によって回転可能に保持される。なお、錘部８２０は、軸線Ｏの周囲に等角度間隔で配置されれば、３個以上設けてもよい。
【００４７】
錘部保持手段８３０を構成するシリンダ部材８３１は、軸部材８９０に軸線Ｏを対称軸として放射方向に２つ配置されている。シリンダ部材８３１は、シリンダ８３２と、ロッド８３３と、圧縮コイルスプリング８３４と備えている。圧縮コイルスプリング８３４は、シリンダ８３２内に配置されロッド８３３を軸線Ｏ方向に押し付けている。
ボールねじ軸２１１の回転によって錘部８２０が回転すると、遠心力で錘部８２０が、圧縮コイルスプリング８３４に抗して外側に向け移動する。そして、錘部８２０は、錘部８２０に加わる遠心力と、圧縮コイルスプリング８３４の力とが釣り合う位置に保持される。この位置は、錘部８２０の回転速度が高いほど軸線Ｏから遠くなる。
【００４８】
本実施形態に係る回転慣性制振装置８００によれば、簡単な構成で入力される直線運動に応じて錘部の軌道半径を変更して回転慣性質量を変更することができる。
【００４９】
＜回転質量部の変形例＞
本発明において、錘部保持手段を構成する錘部と錘保持手段の構造は上述した形状に限らない。以下変形例について説明する。図１３、図１４は、本発明の回転慣性制振装置に適用する錘部及び錘部保持手段の変形例を示す図である。これらの例で示す回転錘部材は、錘部材と錘部保持手段を構成する部材とを兼ねる回転錘部材として構成される。これらの回転錘部材は、第１の回転支持部及び第２の回転支持部に適宜の手段で取付けられて回転質量部を構成する。例えば、図４に示した回転慣性制振装置２００において、回転錘部材は、第１の回転支持部２３１と第２の回転支持部２３２との間に配置され、錘部２２０とアーム部材２３３、２３４と同様の動作をなす。
【００５０】
図１３（Ａ）に示した回転錘部材９１０は、ピン９１１で２つの回転部材９１２、９１３を角度変更可能に連結したものである。回転部材９１２は、タブレット状の錘部９１２ａと棒状の延長部９１２ｂとからなる。同様に、回転部材９１３は、タブレット状の錘部９１３ａと棒状の延長部９１３ｂとからなる。ピン９１１は錘部９１２ａ、９１３ａで両回転部材９１２、９１３を連結する。この例に係る回転錘部材９１０によれば、ピン９１１を中心として回転部材９１２、９１３が挟む角度を変更して、錘部９１２ａ、９１３ａの回転軌道半径を変更できる。
【００５１】
図１３（Ｂ）に示した回転錘部材９２０は、ピン９２１、９２３、９２６と、錘部９２２、９２５と、延長部９２４、９２７とを組み合わせて構成したものである。錘部９２２、９２５は、所定の質量を有する厚板で形成され、両先端部においてピン９２１で互いに回動可能に連結される。また、錘部９２２には長穴部９２２ａが貫通形成され、この長穴部９２２ａにおいて、延長部９２４がピン９２３でスライド可能に連結される。同様に、錘部９２５には長穴部９２５ａが開設され、この長穴部９２５ａにおいて、延長部９２７がピン９２６でスライド可能に連結される。
この例に係る回転錘部材９２０によれば、各部材がピン９２１、９２３、９２６を中心として回転すると共に長穴部９２２ａ、９２５ａによって移動して錘部９２２、９２５と延長部９２４、９２７との取付け状態が変化して、錘部９２２、９２５の回転軌道半径を変更できる。
【００５２】
図１４（Ａ）に示す回転錘部材９３０は、ピン９３１で錘部９３２と、腕部９３３、９３４を回転可能に連結したものである。錘部９３２は、上面部９３２ａとこの上面部９３２ａの両側部から延設される板状部９３２ｂ、９３２ｃとから構成されている。板状部９３２ｂ、９３２ｃは、上面部９３２ａと交差（直交）する同方向に突出している。腕部９３３、９３４の上端部（一端部）が、互いに組み合わされて板状部９３２ｂ、９３２ｃの間に挿入され、腕部９３３、９３４と板状部９３２ｂ、９３２ｃはピン９３１により回動自在に構成される。この例に係る回転錘部材９３０によれば、ピン９３１を中心とする腕部９３３、９３４の角度を変更して、錘部９３２の回転軌道半径を変更することができる。
【００５３】
図１４（Ｂ）に示す回転錘部材９４０は、軸部９４１で２つの回転部材９４２、９４３を角度変更可能に連結したものである。この回転部材９４２、９４３は、錘部９４２ａ、９４３ａと、腕部９４２ｂ、９４３ｂ、取付け部９４２ｃ、９４３ｃとで構成されている。また、一方の回転部材９４２の錘部９４２ａには軸部９４１が一体に形成され、他方の回転錘部材の穴部に挿入されている。この例に係る回転錘部材９４０によれば、軸部９４１を中心として腕部９４２ｂ、９４３ｂの角度が変更して、錘部９４２ａ、９４３ａの回転軌道半径を変更することができる。
【００５４】
図１５は本発明の回転慣性制振装置に適用する回転質量部の変形例を示す図である。図１５に示した例は、回転慣性制振装置１１００の回転質量部１１４０として、蛇腹状に変形可能な筒体１１２０を配置したものである。この例では、錘部と錘部保持手段とが一体に形成される。筒体１１２０は、第１の回転支持部１１３１と第２の回転支持部１１３２との間に配置され、油圧シリンダ２５０の駆動により、軸線Ｏ方向に伸縮する。筒体１１２０が伸びた状態で筒体１１２０の平均半径が最も大きくなり、回転慣性質量が最大となる。一方、筒体１１２０が収縮した状態で筒体の平均半径が小さくなり回転慣性質量が最小となる。その他の構造は、第１実施形態に係る回転慣性制振装置２００と同一である。このため同一の部材には同一の符号を付する。本例に係る回転慣性制振装置１１００によれば、連結箇所や接合箇所を少なくでき、簡単な構成とすることができる。
【００５５】
上記各実施形態では、回転質量部として節部材をピン結合して構成したリンク機構、ばね板を用いた機構、シリンダを備える機構等について説明した。また、同様に駆動手段として油圧シリンダ、電動ねじ機構等のアクチュエータ、手動ねじ機構等について説明した。本発明は、上記各実施形態で示した回転質量部と駆動手段との組み合わせに限定されず、各種の機構を適宜組み合わせて実現できる。
【００５６】
＜構造物の振動抑制装置の実施形態＞
以下本発明に係る構造物の振動抑制構造の実施形態について説明する。図１６は本発明に係る構造物の振動抑制装置の実施形態を示す模式図である。本実施形態に係る構造物の振動抑制装置１４００では、上述した実施形態に係る回転慣性制振装置のうちの一つの回転慣性制振装置１４１０を使用して構造物の免震構造を実現する。振動抑制装置１４００は、構造物１５００と、構造物１５００と地盤Ｇとの間に配置した回転慣性制振装置１４１０と制動弾性装置１４２０（例えばオイルダンパー）と制動抵抗装置１４３０（例えば積層ゴム）とで構成される。
【００５７】
本実施形態に係る振動抑制装置１４００によれば、回転慣性制振装置の回転慣性質量を変更して、構造物の振動の特性に応じた最適なものとできる。
また、回転慣性制振装置１４１０を、構造物１５００に配置した加速度計等のセンサー１４５０が検知した加速度等の検出値に基づいて制御手段１５４０によって制御して回転慣性質量を変更することができる。この場合、回転慣性制振装置１４１０としては、実施形態１〜４のものを使用する。この例によれば、回転慣性制振装置１４１０を構造物１５００の振動特性に適した回転慣性質量に調整でき建築物を効果的に免震することができる。なお、センサーとしては、加速度計の他、変位計、速度計を使用することができ、これらのセンサーが検知する検出値から演算により求めた加速度に基づいて、回転慣性制振装置１４１０を制御してもよい。
【００５８】
図１７は本発明に係る構造物の振動抑制装置の他の実施形態を示す模式図である。本実施形態は建造物の制振装置を構成する。制振装置１６００は、上述した各実施形態に係る回転慣性制振装置のうちの一つの回転慣性制振装置１６１０を備え、構造物の剛性成分１６２０と共に制振を行う。この制動弾性装置１６２０を地盤Ｇと第１構造体Ｓ１、第１構造体Ｓ１、第２構造体Ｓ２、第３構造体Ｓ３のそれぞれの間に配置する。この例によれば、各構造体の間に配置した制振装置１６００を各構造体間の特性に最適な制振特性とするべく回転慣性制振装置１６１０の回転慣性質量を変更できる。
また、第１構造体Ｓ１、第２構造体Ｓ２、第３構造体Ｓ３に各回転慣性制振装置１６１０に対応するセンサーを配置し、各回転慣性制振装置１６１０をそれぞれセンサーの検出値に基づいて制御手段で制御することができる。このとき回転慣性制振装置１６１０として第１実施形態１〜第４実施形態のものを使用する。この例によれば、回転慣性制振装置１６１０を各構造体Ｓ１〜Ｓ３の振動特性に適した回転慣性質量に調整でき建築物を効果的に制振することができる。
【００５９】
図１８は本発明に係る構造物の振動抑制装置の更に他の実施形態を示す模式図である。実施形態に係る構造物の振動抑制装置は、構造物１７００の各階層の構造部材に構造部材の振動の状態を検知するセンサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０を備え、このセンサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０が検出した振動に基づいて各階層に配置した回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の回転慣性質量を制御手段１８８０で制御する。
この実施形態に係る構造物の制振装置は、地盤１７１１、構造部材１７１２、１７１３に回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の一端を接続し、回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の他端を、連結部材１７１５、１７１６、１７１７、１７１８、１７１９、１７２０を介して構造部材１７１２、１７１３、１７１４に接続している。また、地盤１７１１、構造部材１７１２、１７１３、１７１４にセンサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０を配置し、このセンサー１８４０の検出値に基づいて制御手段１８８０で回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０のアクチュエータを駆動制御するものである。
【００６０】
本例では、センサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０で検出した地盤１７１１及び構造部材１７１２、１７１３、１７１４の応答状態に基づいて、回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の回転慣性質量を変更して、建物全体としての制振を図ることができる。なお、回転慣性制振装置やセンサーをどのように建築物に配置するかは、適宜変更することができる。
なお、制御装置を外部の地震情報に基づいて回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０を制御することができる。このようにすれば、構造物を地震波が到来する以前から最適な減衰力を発揮するよう回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の回転慣性質量を変更することができ、初期振動に対しても効果的な減衰効果を得ることができる。
【００６１】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の回転慣性制振装置１００は、ボールねじ軸１１１及びボールナット１１２を構成部材として備え、一方の構成部材の直線運動を他方の構成部材の回転運動に変換するボールねじ機構１１０と、他方の構成部材の回転運動に伴って円軌道運動する錘部１２０、及び、円軌道運動の半径を連続的に変更可能な状態で錘部１２０を他方の構成部材に保持させる錘部保持手段１３０を備え、錘部１２０の円軌道運動により回転慣性質量を発生させる回転質量部１４０と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、回転質量部において錘部の円軌道運動の半径を連続的に変更して、回転慣性質量を連続的に変更することができる。即ち、回転質量部１４０における錘部保持手段１３０での錘部１２０の円軌道半径を連続的に変更して回転慣性制振装置１００における回転慣性質量を連続的に変更できる。これにより、回転慣性制振装置１００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６２】
＜第２態様＞
本態様の錘部保持手段１３０は、ボールねじ機構１１０の他方の構成部材に相対回転不能に取付けられた第１の回転支持部１３１と、ボールねじ軸１１１と同一の軸線Ｏ回りに回転自在に、且つ第１の回転支持部に対して接近又は離間可能に構成された第２の回転支持部１３２と、を備え、第２の回転支持部１３２が第１の回転支持部１３１に接近したときに錘部１２０を外径方向又は内径方向に移動させ、第２の回転支持部１３２が第１の回転支持部１３１から離間したときに錘部１２０を内径方向又は外径方向に移動させることにより、錘部１２０の円軌道運動の半径を変更することを特徴とする。
本態様によれば、錘部保持手段は、第２の回転支持部１３２を第１の回転支持部１３１に近接させることにより、回転質量部の錘部の円軌道運動の半径を内側又は外側に連続的に変更することができ、回転慣性質量を連続的に変更することができる。これにより、回転慣性制振装置１００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６３】
＜第３形態＞
本形態の回転慣性制振装置２００において、錘部保持手段２３０は、第１の回転支持部２３１、第２の回転支持部２３２、及び錘部保持手段２３０に回動可能に結合されたアーム部材２３３、２３４を有するリンク機構を備えることを特徴とする。
本形態によれば、錘部の軌道半径を簡単で確実に動作するリンク機構の動作により変更することができる。これにより、回転慣性制振装置２００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６４】
＜第４形態＞
本形態の回転慣性制振装置４００において、錘部保持手段４３０は、第１の回転支持部４３１、第２の回転支持部４３２、及び錘部４２０に接続された板ばね４３３、４３４を備えることを特徴とする。
本態様によれば、錘部４２０の軌道半径を単純な構造で確実に動作する板ばね４３３、４３４の変形により変更できる。これにより、回転慣性制振装置４００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６５】
＜第５形態＞
本形態の回転慣性制振装置１１００において、錘部と錘部保持手段とは一体として構成される筒体１１２０であることを特徴とする。
本形態によれば、連結箇所や接合箇所を少なくでき、簡単な構成とすることができる。これにより、回転慣性制振装置１１００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６６】
＜第６形態＞
本形態に係る回転慣性制振装置５００の錘部保持手段５３０は、錘部５２０を回転軌道半径方向に移動させる油圧シリンダ５３１を備えることを特徴とする。
本形態によれば、連結箇所や接合箇所を少なくでき、簡単な構成とすることができる。これにより、回転慣性制振装置５００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６７】
＜第７形態＞
本形態に係る回転慣性制振装置１００において、錘部保持手段１３０を駆動して半径を変更する駆動手段１５０を備えることを特徴とする。
本形態によれば、駆動手段１５０で錘部保持手段１３０を駆動して錘部保持手段１３０の軌道半径を変更して回転慣性質量を所望の値に変更することができる。これにより、回転慣性制振装置１００の回転慣性質量を振動条件や制振対象の特性に容易に適合するものとできる。
【００６８】
＜第８形態＞
本形態の回転慣性制振装置２００において、駆動手段は、外部からの制御により駆動される油圧シリンダ２５０であることを特徴とする。
本形態によれば、減衰すべき振動の特性に対応して錘部保持手段１３０を油圧シリンダ２５０で能動的に駆動して最適な回転慣性質量を発生できる。
【００６９】
＜第９形態＞
本形態の回転慣性制振装置６００において、駆動手段は、手動により操作される手動ねじ機構６５０であることを特徴とする。
本形態によれば、簡単な構成で且つ動力を必要とすることなく、錘部保持手段を駆動して錘部の軌道半径を変更して回転慣性質量を所望の値に変更することができる。
【００７０】
＜第１０形態＞
本形態の回転慣性制振装置７００において、駆動手段は、回転質量部７４０の錘部７２０に発生する遠心力で動作するものであることを特徴とする。
本形態によれば、簡単な構成で入力される直線運動に応じて発生する錘部７２０の遠心力で錘部７２０の軌道半径が変更され回転慣性質量を変更することができる。
【００７１】
＜第１１形態＞
本形態の回転慣性制振装置１００は、ボールねじ軸１１１を回転運動可能に保持し、ボールナット１１２を直線運動可能に保持すると共に、回転質量部１４０を覆うケース部材１６０を備えることを特徴とする。
本形態によれば、ケース部材１６０によりボールねじ軸１１１を回転可能、ボールナット１１２を直線運動可能に保持できる。また、ケース部材１６０で回転質量部１４０を覆うことができ、回転質量部１４０を露出状態にしない。
【００７２】
＜第１２形態＞
本形態の構造物の振動抑制装置は、構造物１７００の構造部材１７１２、１７１３、１７１４の間に回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０を備えることを特徴とする。
本形態によれば、回転慣性制振装置の回転慣性質量を変更する。これにより、回転慣性質量を構造物の振動の特性に応じた最適なものとできる。
【００７３】
＜第１３形態＞
本形態の構造物の振動抑制装置は、構造物の構造部材の間に配置された回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０と、アクチュエータの動作を制御する制御手段１８８０とを備えることを特徴とする。
本形態によれば、制御手段１８８０で制御されたアクチュエータにより回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０の回転慣性質量を変更する。これにより、回転慣性質量を構造物の振動の特性に応じた最適なものとできる。
【００７４】
＜第１４形態＞
本形態の構造物の振動抑制装置において、構造部材１７１２、１７１３、１７１４に配置され、構造部材の振動の状態を検知するセンサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０を備え、制御手段１８８０が、センサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０の検出値に基づいてアクチュエータを制御することを特徴とする。
本形態によれば、制御手段１８８０はセンサー１８４０、１８５０、１８６０、１８７０が検出した構造部材の振動を減衰させるのに最適な減衰力を発揮するよう回転慣性質量を変更する。これにより、構造物１７００の振動を効果的に減衰させることができる。
【００７５】
＜第１５形態＞
本実施形態の構造物の振動抑制装置は、センサーが、配置された回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０に対応して配置され、制御手段１８８０が、各回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０に対応するセンサー１８４０、１８５０、１８６０の検出値に基づいてアクチュエータを制御することを特徴とする。
本形態によれば、制御手段１８８０は、各回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０に対応したセンサー１８４０、１８５０、１８６０が検出した構造部材の振動を減衰させるのに最適な減衰力を発揮するよう回転慣性質量を変更する。これにより、構造物の振動を効果的に減衰させることができる。
【００７６】
＜第１６形態＞
本形態の構造物の振動抑制装置は、制御手段１８８０が、外部からの地震情報に基づいて回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０のアクチュエータを制御することを特徴とする。
本形態によれば、外部の地震情報に基づいて回転慣性制振装置１８１０、１８２０、１８３０を動作させることができ、構造物を地震波が到来する以前から最適な減衰力を発揮するよう回転慣性質量を変更することができる。これにより、初期振動に対しても効果的な減衰効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００：回転慣性制振装置、１１０：ボールねじ機構、１１１：ボールねじ軸、１１２：ボールナット、１２０：錘部、１３０：錘部保持手段、１３１：第１の回転支持部、１３２：第２の回転支持部：１３３、１３４：アーム部材、１４０：回転質量部、１５０：駆動手段、１６０：ケース部材、１７０：取付部
【図１】
0006498467.tif 000003
【図２】
0006498467.tif 000004
【図３】
0006498467.tif 000005
【図４】
0006498467.tif 000006
【図５】
0006498467.tif 000007
【図６】
0006498467.tif 000008
【図７】
0006498467.tif 000009
【図８】
0006498467.tif 000010
【図９】
0006498467.tif 000011
【図１０】
0006498467.tif 000012
【図１１】
0006498467.tif 000013
【図１２】
0006498467.tif 000014
【図１３】
0006498467.tif 000015
【図１４】
0006498467.tif 000016
【図１５】
0006498467.tif 000017
【図１６】
0006498467.tif 000018
【図１７】
0006498467.tif 000019
【図１８】
0006498467.tif 000020