(57)【要約】 【課題】  縦ノリする観衆や輪転機のように建造物や施設の共振周波数とは異なる周波数で周期的な振動を発生する振動源に対し、振動を低いコストで効果的に抑制する。【解決手段】  所定範囲の振動周波数で振動する振動源Ｂに近接して配置される制振装置１であって、振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、振動源Ｂの振動を検出する振動センサ８と、振動センサ８により検出された振動源Ｂの振動の位相を抽出する位相抽出手段２４と、振動センサ８により検出された振動源Ｂの振動の周波数を抽出する周波数抽出手段２４と、該振動系の振動が周波数抽出手段２４により抽出された周波数と同一周波数、かつ、位相抽出手段２４により抽出された位相とは逆位相となるように、加振機の周波数および位相を調節する制御手段２６とを備える制振装置１を提供する。【選択図】      図３
2005221054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、
前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、
前記振動源の振動を検出する振動センサと、
該振動センサにより検出された前記振動源の振動の位相を抽出する位相抽出手段と、
前記振動センサにより検出された前記振動源の振動の周波数を抽出する周波数抽出手段と、
該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備えることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、
前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、
前記振動源により生じる音響信号を検出する音響センサと、
該音響センサにより検出された前記振動源により生じる音響信号の位相を抽出する位相抽出手段と、
前記音響センサにより検出された前記振動源により生じる音響信号の周波数を抽出する周波数抽出手段と、
該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備えることを特徴とする制振装置。
【請求項３】
所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、
前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、
前記振動源における人や物の周期的な動きを検出する検出手段と、
該検出手段により検出された前記振動源における人や物の動きの位相を抽出する位相抽出手段と、
前記検出手段により検出された前記振動源における人や物の動きの周波数を抽出する周波数抽出手段と、
該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備えることを特徴とする制振装置。
【請求項４】
前記振動系に、減衰要素が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項５】
前記加振機が、駆動源として電動モータを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項６】
前記振動系が、該周波数抽出手段により抽出された周波数に同調可能な周波数同調手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項７】
前記振動系が、前記質量要素の振動方向を上下方向に規制するガイド機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制振装置。
【請求項８】
設置面上を移動可能な台車を備え、
該台車に、前記振動系を設置面に対して昇降可能なリフト機構を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステージの周囲に配置された観客席に観客を集めて、ステージ上で歌手や楽器の演奏を行うコンサートホールにおいては、観客席の観客がその場で立ち上がり、演奏に合わせてリズムを取り、体を上下に振動させる、いわゆる「縦ノリ」が行われる。
都市部に建設され、大型コンサートホールにも利用されるドーム球場においては、観客の「縦ノリ」による足踏み振動が、コンサートホールの周囲に伝播し、地震のような揺れを発生させることが社会問題化している。
【０００３】
また、エアロビクススタジオの入っている建物において大勢の人がエアロビクスを行うことにより生ずる振動や、印刷工場における輪転機や、プレス工場におけるプレス機械の作動により、周期的な力が建物や地盤に伝播して、周囲に振動を与えることも過密化する都市部においては問題である。
【０００４】
超高層ビルや長大橋、免震構造物などの固有周期が数秒になるような長周期構造物を加振して構造物の振動特性を確認する装置は、例えば、特許文献１に提案されている。この特許文献１の装置は、レール上に転がり支承によって直線移動自在に支持された可動重錘を、ボールねじとモータとによって左右に移動させる構造のものである。
【特許文献１】特許第３２３５８２０号公報（段落００１８〜００１９、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような構造の加振装置は水平振動については有効であるが、上下方向に加振することは困難である。特に、縦ノリ等の過大な振動力を制振するほどの加振力を発生させるには巨大な駆動源が必要であり、装置規模およびコスト面において現実的ではない。
【０００６】
また、特に、縦ノリ等の振動は、比較的低い２〜３Ｈｚ程度の振動であり、周期的な振動が建物の上下の共振周波数に合致することによって生じている例は少ない。したがって、例えば、積層ゴムによる通常の制振装置や、チューンドマスダンパのようなダンパ装置によっては、これらの振動を効果的に抑制することはできないという不都合がある。
【０００７】
また、例えば、コンサートホールの観客席下に、シートを敷いたり、厚めの芝生を敷き詰めたりすることも試みられているが、あまり効果はなく、逆に振動を増幅させてしまう場合もあるという問題があった。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、縦ノリする観衆や輪転機のように建造物や施設の共振周波数とは異なる周波数で周期的な振動を発生する振動源に対し、振動を低いコストで効果的に抑制することができる制振装置および制振方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、前記振動源の振動を検出する振動センサと、該振動センサにより検出された前記振動源の振動の位相を抽出する位相抽出手段と、前記振動センサにより検出された前記振動源の振動の周波数を抽出する周波数抽出手段と、該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備える制振装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、振動源に近接して制振装置を設置して、振動センサ、位相抽出手段および周波数抽出手段を作動させると、振動センサにより検出された振動源の振動から、位相抽出手段および周波数抽出手段により、その振動の位相および周波数が抽出される。そして、制御装置の作動によって加振機の周波数および位相が調節されて加振機が作動させられる。加振機は振動系に取り付けられているので、加振機の作動により、その振動が振動系に伝達されて、質量要素が上下方向に振動させられることになる。
【００１１】
振動源の振動周波数は、所定範囲に限られており、振動系の共振周波数はその振動周波数の略範囲内に設定されているので、加振機の周波数が振動系の共振周波数に近づくと、振動系は大きく振動し、加振機の振動周波数に一致した大きな加振力(慣性力)を発生する。加振機の振動は振動源の振動の周波数と同一で、かつ、振動源の振動と振動系の振動が逆の位相になるよう調節するので、振動系は強大な加振力を振動源の振動とは逆の位相で設置面に加えることになる。その結果、加振機により発生する比較的小さな加振力により振動系を大きく振動させることで、大きな加振力を発生することが可能となり、振動源の振動が制振され、周辺に振動が伝播することが防止されることになる。
【００１２】
また、本発明は、所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、前記振動源により生じる音響信号を検出する音響センサと、該音響センサにより検出された前記振動源により生じる音響信号の位相を抽出する位相抽出手段と、前記音響センサにより検出された前記振動源により生じる音響信号の周波数を抽出する周波数抽出手段と、該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備える制振装置を提供する。
【００１３】
この発明によれば、コンサートホールでの観客の「縦ノリ」の直接の引き金となる演奏のリズムなど明確な信号をベースに加振機の調節ができる。このため振動源の周波数の変化に対する加振機の追随性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明は、所定範囲の振動周波数で振動する振動源に近接して配置される制振装置であって、前記振動周波数の略範囲内に共振点を有する質量要素と弾性要素とを含む振動系と、該振動系を上下方向に加振する加振機とを備えるとともに、前記振動源における人や物の周期的な動きを検出する検出手段と、該検出手段により検出された前記振動源における人や物の動きの位相を抽出する位相抽出手段と、前記検出手段により検出された前記振動源における人や物の動きの周波数を抽出する周波数抽出手段と、該振動系の振動が該周波数抽出手段により抽出された周波数と同一周波数、かつ、前記位相抽出手段により抽出された位相とは逆位相となるように、前記加振機の周波数および位相を調節する制御手段とを備える制振装置を提供する。
【００１５】
この発明によれば、コンサートホールでの観客やエアロビックスをしている人の動きなどが直接分かるため、より明確な信号をベースに加振機の調節ができる。このため振動源の加振力に直接対抗する加振機の調節ができる。
【００１６】
さらに、上記発明においては、前記振動系に、減衰要素が備えられていることが好ましい。
この発明によれば、共振周波数における振動系の振幅のピークが減衰要素の作動によって鈍らせられる。これにより、共振周波数を中心としたある程度の幅を持った周波数帯域において振動系の振幅が急激に変動することを防止できる。このようにすることで、加振機による加振周波数を上記周波数帯域内のいずれの周波数に調整しても変動の少ない安定した加振力を得ることができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記加振機が、駆動源として電動モータを備えることが好ましい。この発明によれば、加振機の動力を比較的容易に入手することが可能となり、制振装置を可搬式とすることが可能となる。また、電動モータによれば、回転数の調整も容易であり、加振周波数を任意に調節することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記振動系が、該周波数抽出手段により抽出された周波数に同調可能な周波数同調手段を備えることが好ましい。この発明によれば、ある程度の幅を持った周波数帯域において振動源の振動周波数が変化した場合でも、前記振動系を常に共振させることが可能となり、常に大きな加振力の発生、確保が可能となる。
なお前記振動系の周波数同調手段としては、弾性要素にエアーばねを適用し、エアーの圧力をコンプレッサーで調節したり、アキュムレーターの容量を調節したりすることでばね定数を変化させ、前記振動系の周波数を抽出周波数に同調させるとしてよい。
【００１９】
また、上記発明においては、前記振動系が、前記質量要素の振動方向を上下方向に規制するガイド機構を備えることが好ましい。
この発明によれば、加振機により振動系が加振され、質量要素が上下方向に振動させられると、ガイド機構の作動により質量要素の上下方向以外の方向への移動が禁止され、振動源の振動を効率的に制振することが可能となる。
【００２０】
さらに、上記発明においては、設置面上を移動可能な台車を備え、該台車に、前記振動系を設置面に対して昇降可能なリフト機構を備えることが好ましい。
この発明によれば、台車を設置面上において移動させることにより、振動系を振動源に近傍に容易に移動することができる。そして、振動源の近傍において、リフト機構を作動させることにより、振動系を台車から下降させ、振動源近傍の設置面に設置することができる。また、振動源の制振が不要となったときにはリフト機構を作動させて振動系を台車上に引き上げ、台車の移動によって、振動源の近傍から撤去することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、振動源に近接して設置するとともに、加振機の作動により、振動源とは逆位相の振動を振動系の質量要素の上下振動によって振動源の周囲に作用させることができ、その結果、振動源の振動が周囲に伝播するのを効果的に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る制振装置について、図１〜図１２を参照して説明する。
本実施形態に係る制振装置１は、図１および図２に示されるように、設置面Ａ上に設置可能なベース２上に、上下方向に移動可能に設けられた振動錘（質量要素）３と、該振動錘３の下部に設けられ、振動錘３とベース２との間に配置される圧縮バネ（弾性要素）４と、該圧縮バネ４に並列に振動錘３とベース２との間に配置されるダンパ（減衰要素）５とからなる振動系６と、この振動系６を構成する振動錘３の上部に配置され、該振動錘３を上下方向に加振する加振機７と、振動源近傍に配置され、振動源から発せられる振動（以下、振動加速度を例に記述する。）を検出する加速度センサ８（図３参照）とを備えている。なお、振動錘３の上部に設置された加振機７等の重量物も振動系６の質量要素の一部を構成している。
【００２３】
ベース２には、図１に示す例では、上下方向に延びる８本の支柱９が、振動錘３を取り囲むように配置されている。振動錘３には、各支柱９の側面に接触して転がることにより振動錘３を上下方向に案内するガイドローラ１０が設けられている。また、振動錘３とベース２との間には、振動錘３に上下方向の変位のみを強制するとともにロッキング振動を防止するためのリンク機構１１が設けられている。
【００２４】
また、前記ベース２には、複数の車輪１２が設けられることにより、制振装置１自体を設置面Ａ上において移動可能にする台車１３が構成されている。各車輪１２には、これらの車輪１２をベース２に対して昇降させるリフト装置１４が備えられている。制振装置１を設置面Ａ上において移動させるときには、リフト装置１４を作動させることにより、ベース２に対して車輪１２を下降させるようになっている。これにより、車輪１２が設置面Ａを押圧してベース２を設置面Ａから浮上させるようになっている。そして、この状態で、車輪１２を回転させることにより、簡易に設置面Ａ上を任意の設置場所に移動させることができるようになっている。
また、制振装置１を設置面Ａ上に設置する場合には、リフト装置１４を作動させてベース２に対して車輪１２を上昇させることにより、ベース２が下降させられ、設置面Ａに設置されるようになっている。
【００２５】
圧縮バネ４は、振動錘３とベース２との間において、振動錘３および加振機７等の重量により圧縮されることにより、振動錘３および加振機７等を支持している。そして、振動錘３が上下方向に変位すると、その変位量に応じた力を振動錘３に加えるようになっている。
また、ダンパ５は、振動錘３とベース２との間に配置され、ベース２に対して上下方向に変位する振動錘３の速度に応じた減衰力を振動錘３に加えるようになっている。
【００２６】
前記加振機７は、例えば、図２に示されるように、モータ１５と、該モータ１５により回転させられるアーム１６と、アーム１６の先端に取り付けられた加振錘１７とを備えている。図中、符号１８は、アーム１６の回転面に対してモータ１５とは反対側に設けられ、モータ１５との重量バランスを図るために配置されたカウンタウェイトである。
【００２７】
前記アーム１６は、前記モータ１５の回転軸１５ａに平行に設けられた２本の水平な回転軸１９，２０にそれぞれ２本ずつ固定されている。これら２本の回転軸１９，２０は、モータ１５の回転軸１５ａにギヤ２１ａ〜２１ｄを介して連結されている。これにより、２本の回転軸１９，２０は、モータ１５が作動すると、逆方向に同一の回転数で回転させられるようになっている。また、各回転軸１９，２０に固定された２本のアーム１６は、回転軸１９，２０の周方向の同一位置から半径方向に延びるように設けられている。
【００２８】
一方の回転軸１９に取り付けられた２本のアーム１６は、他方の回転軸２０に取り付けられた他の２本のアーム１６と、その先端を常に同じ上下方向位置に配するように設定されている。これにより、加振機７は、各アーム１６の先端に取り付けられた加振錘１７からアーム１６に伝達される力の水平方向の分力を相殺され、上下方向の分力のみからなる加振力を発生するようになっている。
モータ１５により回転される回転軸１５ａ，２１ａ〜２１ｄ、アーム１６および加振錘１７等の可動部は、外部から接触することができないようにカバー２２によって覆われている。
【００２９】
また、加振機７には、該加振機７の動作を制御する制御装置２３（図３参照）が接続されている。制御装置２３には、前記加速度センサ８において検出された振動加速度信号Ｓ１が入力されるようになっている。
【００３０】
前記制御装置２３は、加速度センサ８により検出された振動加速度信号Ｓ１を入力されて、これを周波数分析し、振動加速度のピーク周波数Ｓ２および位相Ｓ３を抽出するＦＦＴ（高速フーリエ変換器：周波数抽出手段、位相抽出手段）２４と、該ＦＦＴ２４において抽出された振動加速度のピーク周波数Ｓ２と、振動加速度信号Ｓ１とを入力されて、該振動加速度信号Ｓ１からピーク周波数Ｓ２に対応する周波数を有する加速度信号を抽出し、これを平滑化することにより目標加振加速度信号Ｓ４を出力するノッチフィルタ２５と、該ノッチフィルタ２５から出力された目標加振加速度信号Ｓ４と前記ＦＦＴ２４により抽出された位相信号Ｓ３とに基づいて、加振機７の動作指令信号Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７を作成する指令手段２６と、該指令手段２６から出力された指令信号Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７に基づいて、加振機７を作動させるモータ駆動装置２７とを備えている。
【００３１】
前記ＦＦＴ２４は、振動加速度信号Ｓ１内に存在する複数のピーク周波数Ｓ２の内、制振すべき周波数帯域に存在するピーク周波数Ｓ２を抽出するようになっている。
前記ノッチフィルタ２５は、例えば、図３に示す例では、二次系のフィルタであり、その係数は適宜設定されている。
【００３２】
前記指令手段２６は、ノッチフィルタ２５により作成された、前記ピーク周波数Ｓ２の目標加振加速度信号Ｓ４が所定のしきい値を超えたか否かを判断し、超えた場合にモータ駆動装置２７に対し加振機７の作動指令信号Ｓ５を出力するようになっている。また、指令手段２６は、ノッチフィルタ２５から得られた目標加振加速度信号Ｓ４の周波数に基づいてモータ回転数指令信号Ｓ６を作成するようになっている。さらに、指令手段２６は、ノッチフィルタ２５から入力された目標加振加速度信号Ｓ４の位相と前記ＦＦＴ２４から得られた振動加速度Ｓ１の位相Ｓ３をベースに位相指令信号Ｓ７を作成するようになっている。そして、指令手段２６は、このようにして作成した作動指令信号Ｓ５、モータ回転数指令信号Ｓ６および位相指令信号Ｓ７を、モータ駆動装置２７に出力するようになっている。
【００３３】
前記モータ駆動装置２７は、例えば、ＰＬＣ（Programmable
Logic Controller）やインバータ装置であって、前記指令手段２６から入力された動作指令信号Ｓ５に基づいて起動され、同じく指令手段２６から得られたモータ回転数指令信号Ｓ６に従う回転数、および位相指令信号Ｓ７に従う回転角度を達成するようにモータ１５を作動させるようになっている。
モータ１５には、エンコーダ２８のような回転角度検出手段２８が備えられており、該回転角度検出手段２８により検出されたモータの回転角度信号Ｓ８を指令手段２６にフィードバックするようになっている。
【００３４】
このように構成された本実施形態に係る制振装置１の作用について、以下に説明する。
ここでは、大規模なコンサートのように、膨大な観衆が一斉に縦ノリすることにより生ずる振動を制振する場合について説明する。本実施形態に係る制振装置１により、コンサートホールＢ（振動源）における縦ノリ振動を制振するには、本実施形態に係る制振装置１を複数台用意し、図４に示されるようにコンサートホールＢの周囲に設置する例である。
【００３５】
縦ノリの場合、減衰させるべきピーク周波数は、約２Ｈｚ〜３Ｈｚであるから、振動錘３およびこれに搭載した加振機７等を含む振動体が２．５Ｈｚを中心周波数として、２〜３Ｈｚの周波数帯域において共振するように設定されている。例えば、振動体の重量１０．５ｔ、圧縮バネ４のバネ定数２６４tf/m）およびダンパ５の減衰定数０．０５に設定されている。振動錘３の最大振幅は４０ｍｍである。
【００３６】
本実施形態に係る制振装置１により、コンサートホールＢにおける縦ノリ振動を抑制するには、リフト機構１４を作動させることにより、ベース２に対して車輪１２を下降させ、ベース２を地上から浮上させる。そして、牽引車、原動機その他の任意の駆動装置（図示略）により、車輪１２を回転させることにより、制振装置１をコンサートホールＢの周囲の適当な場所まで移動させる。その後、設置位置に到達した段階で、リフト機構１４を作動させて、ベース２に対して車輪１２を上昇させることにより、設置面Ａ上に制振装置１のベース２を設置する。これにより、制振装置１により発生させた加振力が設置面Ａに伝達されるようになる。そして、制御装置２３および加振機７のモータ１５を電源に接続し、準備が完了する。
【００３７】
コンサートが始まり、観客による縦ノリの振動が発生し始めると、振動源であるコンサートホールＢの振動加速度Ｓ１が、加速度センサ８により検出される。制御装置２３の作動により、加速度センサ８によって検出された振動加速度Ｓ１は、ＦＦＴ２４によってそのピーク周波数Ｓ２と位相Ｓ３とが抽出され、ノッチフィルタ２５の作動によってピーク周波数Ｓ２を有する加速度信号成分が抽出されて、目標加振加速度信号Ｓ４が作成される。
【００３８】
制御装置２３内の指令手段２６は、ノッチフィルタ２５から目標加振加速度信号Ｓ４を受けると、該目標加振加速度信号Ｓ４が所定のしきい値を超えているか否かを判断し、超えていない場合には、モータ駆動装置２７への作動指令信号Ｓ５出力は行わない。ノッチフィルタ２５から受けた目標加振加速度信号Ｓ４が所定のしきい値を超えている場合には、指令手段２６は、ノッチフィルタ２５により算出された目標加振加速度信号Ｓ４と、振動加速度信号Ｓ１をベースにモータ駆動装置２７に指令する。
【００３９】
これにより、加振機７のモータ１５が作動され、加振機７が、加振錘１７を指令手段２６から指令されたモータ回転数Ｓ６に従って回転させ、上下方向の加振力を発生させる。加振機７により発生された加振力は、ベース２上に構築されている振動系６を目標加振加速度信号Ｓ４に対し逆位相になるよう振動させる。ここで振動系６は、共振周波数帯域内に配される周波数を有しているので、加振機７および振動錘３を含む振動体（質量要素）が、上下方向に大きくに振動して、大きな加振力が発生させられることになる。
【００４０】
例えば、加速度センサ８により検出された振動加速度信号Ｓ１が図５に示される波形を有している場合、この振動加速度信号Ｓ１をＦＦＴ２４により周波数分析すると、図６に示されるように、２つのピーク周波数Ｓ２を有する。本実施形態においては、減衰すべき周波数は、縦ノリ振動によるピーク周波数Ｓ２であるので、２〜３Ｈｚの周波数帯域内の約２．７Ｈｚが、減衰すべきピーク周波数Ｓ２として抽出される。
【００４１】
抽出された振動加速度信号Ｓ１のピーク周波数Ｓ２および位相Ｓ３は、図７および図８に示されるようになる。そして、抽出されたピーク周波数Ｓ２と、加速度センサ８により検出された振動源Ｂの振動加速度信号Ｓ１とがノッチフィルタ２５に入力され、振動加速度信号Ｓ１内の当該ピーク周波数Ｓ２に対応する加速度成分が図９に示されるように抽出される。ノッチフィルタ２５は、抽出された加速度成分を平滑化することにより、図１０に示される目標加振加速度信号Ｓ４を得る。
図１１は、加速度センサ８により検出された振動源Ｂの振動加速度信号Ｓ１と、ノッチフィルタ２５により作成された目標加振加速度信号Ｓ４とを重ね合わせた図である。
【００４２】
図１２は、振動源Ｂの振動加速度信号Ｓ１から、本実施形態に係る制振装置１により発生した加振加速度信号Ｓ４を減算した場合の加速度の周波数分布を示す。これによれば、目標とするピーク周波数Ｓ２の振動加速度が低減されており、振動源であるコンサートホールＢ等から周囲へ伝播する振動を大幅に低減することができることがわかる。
【００４３】
この場合において、本実施形態に係る制振装置１によれば、振動源Ｂの振動加速度Ｓ１を検出して、そのピーク周波数Ｓ２に一致する周波数で振動系６を共振させるようにモータ１５の回転数を自動調整するので、曲の切り替えにより振動源Ｂの縦ノリ振動の周波数が変化しても、これに追従して、変更後の周波数に一致する周波数で振動系６を加振し、振動を効果的に抑制することができる。特に、振動系６にダンパ５を付与することにより、共振周波数にある程度の幅を持たせているので、その共振周波数帯域の範囲内において周波数が変動しても、これを効果的に制振することができるという効果がある。
【００４４】
また、加振機７による加振力を、振動系６を共振させることによって増幅するので、加振機により発生する加振力は比較的小さくて済み、振動源Ｂの振動を抑制するために必要な動力を低く抑えることができる。したがって、制振装置１全体をコンパクトに構成し、大がかりな駆動源を必要としないので、安価に製造することができる。さらに、振動錘３は、ガイドローラ１０とリンク機構１１によって上下方向のみに振動するように規制されているので、加振機７の加振力を振動錘３の無駄な振動に消費することなく、振動錘３を効率的に上下方向に共振させて大きな加振力を発生させることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る制振装置１は、ベース２に車輪１２を備えているので、コンサート終了後のような非使用時には、車輪１２によって適当な収納場所まで移動しておくことができる。そして、必要に応じて必要な台数だけ設置することができるので、観客数に合わせて、あるいはコンサートの内容に合わせた制振を図ることができる。また、ベース２に車輪１２を設けた台車１３によって設置面Ａ上を移動可能にする他に、クレーン等により吊り上げ可能な吊り具を設けておいてもよい。
【００４６】
なお、本実施形態に係る制振装置１においては、ドーム球場のような大型コンサートホールＢにおける縦ノリ振動を抑制する場合について例を挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、周期的な加振力により振動する他の任意の振動源Ｂ、例えば、エアロビクススタジオ、プレス工場、印刷工場等の振動を抑制する場合に適用してもよい。
また、本実施形態に係る制振装置１の設置場所については、振動源であるコンサートホールＢ等の内部、あるいはコンサートホールＢの周囲に設置する場合の他、振動源Ｂが多数階の建造物である場合には、階下あるいは階上に設置することにしてもよい。
【００４７】
また、本実施形態に係る制振装置１においては、縦ノリを制振することに着目したので、中心周波数２．５Ｈｚ、共振周波数帯域２〜３Ｈｚとなるように振動系６を構成したが、これに限定されるものではなく、任意の周波数帯域において共振するように振動系６を構成してよい。
また、動力を電力とすることで、任意の設置位置に移動しても容易に動力を供給することができるが、これに限定されるものではなく、油圧等、他の任意の動力を採用してもよい。
【００４８】
さらに、振動源Ｂの近傍に加速度センサ８を配置することにより振動加速度Ｓ１を検出し、これに基づいて加振力を発生させることにしたが、これに代えて、コンサートの場合には、振動の源となるリズムを発生するドラム等の楽器の音響を検出し、あるいは、これら楽器の出力信号を採取することにより、加振力を発生させるために使用してもよい。またコンサートの場合には、演奏者の足踏みや、観客の体の上下動を直接検出し、加振力を発生させるために使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る制振装置を示す正面図である。
【図２】図１の制振装置を示す平面図である。
【図３】図１の制振装置の制御装置を説明するブロック図である。
【図４】図１の制振装置をコンサートホールの制振に使用する場合の設置例を示す平面図である。
【図５】図１の制振装置において加速度センサにより検出した振動加速度信号の一例を示すグラフである。
【図６】図５の振動加速度信号を周波数分析した結果を示すグラフである。
【図７】図６の周波数分析により抽出されたピーク周波数信号を示すグラフである。
【図８】図６の周波数分析により抽出された位相信号を示すグラフである。
【図９】図５の振動加速度信号から抽出したピーク周波数を有する振動加速度信号を示すグラフである。
【図１０】図９の振動加速度信号をノッチフィルタにより平滑化して得られた目標加振加速度信号を示すグラフである。
【図１１】図５の振動加速度信号に図１０の目標加振加速度信号を重ね合わせて示すグラフである。
【図１２】図１の制振装置による制振効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
Ａ  設置面
Ｂ  コンサートホール（振動源）
１  制振装置
３  振動錘（質量要素）
４  圧縮バネ（弾性要素）
５  ダンパ（粘性要素）
６  振動系
７  加振機（質量要素）
８  加速度センサ
１０  ガイドローラ（ガイド機構）
１１  リンク機構（ガイド装置）
１３  台車
１４  リフト機構
１５  モータ（電動モータ）
１８  カウンタウェイト（質量要素）
２４  ＦＦＴ（位相抽出手段、周波数抽出手段）
２６  指令手段（制御手段）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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