(57)【要約】【課題】本発明は設置スペースの小さくして小型化すると共にガイドシャフトの位置調整作業を簡略化することを課題とする。【解決手段】制振装置１０は、固定ベース２０と、固定ベース２０の上面２２を移動する移動体（錘）３０とを有する。移動体３０は、移動ベース３２と、Ｘ方向駆動用モータ３４及びＹ方向駆動用モータ３６と、各モータ３４，３６の回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構３８，４０と、駆動力伝達機構３８，４０を介して回転駆動されるＸ、Ｙ方向ナット機構４２，４４とを有する。各スライダ５０間には、Ｘ方向ガイドシャフト６０、Ｙ方向ガイドシャフト７０が横架されている。ナット機構４２，４４のナット部材９２は、各ガイドシャフト６０，７０に設けられたおねじ９８に螺合しており、モータ３４，３６の回転駆動力が動力伝達機構３８，４０を介して伝達されることにより移動体３０を各ガイドシャフト６０，７０の軸方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動させる。【選択図】図１
2007270956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体をＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に移動させて構造物の振動を制振する制振装置において、
前記移動体をＸ方向に移動可能にガイドするＸ方向ガイドシャフトと、
前記移動体をＹ方向に移動可能にガイドするＹ方向ガイドシャフトと、
前記移動体に搭載されたＸ方向駆動用アクチュエータと、
前記移動体に搭載されたＹ方向駆動用アクチュエータと、
前記構造物に対し、前記移動体をＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持する支持部材と、
前記Ｘ方向ガイドシャフトに設けられたＸ方向回転直動変換第１部材に係合され、前記移動体に設けられたＸ方向回転直動変換第２部材と、
前記Ｙ方向ガイドシャフトに設けられたＹ方向回転直動変換第1部材に係合され、前記移動体に設けられたＹ方向回転直動変換第２部材と、
前記Ｘ方向駆動用アクチュエータの回転駆動力を前記Ｘ方向回転直動変換第２部材に伝達するＸ方向伝達機構と、
前記Ｙ方向駆動用アクチュエータの回転駆動力を前記Ｙ方向回転直動変換第２部材に伝達するＹ方向伝達機構と、
前記Ｘ方向ガイドシャフトの端部をＹ方向に移動可能に支持するＹ方向支持機構と、
前記Ｙ方向ガイドシャフトの端部をＸ方向に移動可能に支持するＸ方向支持機構と、
を備えてなることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記支持部材は、移動体の下面側を水平方向に移動可能に支持するボールベアリングであることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
前記支持部材は、移動体の上面側を移動可能に支持し、且つ水平方向に回動可能に設けられたローディングアームであることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制振装置に係り、特に移動体をＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に移動させて構造物の振動を制振する制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビルや住宅等の構造物の振動を制振する制振装置では、構造物がどの方向に振動した場合でも制振できることが望まれている。このような要望に応じて錘をＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に移動させて構造物の振動を制振する制振装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された制振装置では、箱状に形成された錘の上部にＸ方向駆動用モータとＹ方向駆動用モータが搭載された構成であり、各モータに回転駆動されるＸ方向駆動用ボールネジ、Ｙ方向駆動用ボールネジと、錘の移動方向をガイドするＸ方向ガイドシャフトとＹ方向ガイドシャフトとが設けられている。そして、各ボールねじ及びガイドシャフトの端部は、夫々直交する方向に移動可能に設けられたナット部材を有する伝達部材に螺合または回転自在に支持される。
【特許文献１】特開２００１−２８０４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された制振装置では、各方向毎にボールネジとガイドシャフトとを平行に配さなければならないが、２本のシャフトを精密に平行に位置合わせすることが難しく、平行度にずれがあると、ボールネジまたはガイドシャフトに移動方向以外の応力が作用して錘の移動がスムーズに行えないおそれがある。
【０００５】
また、上記制振装置では、ボールネジ及びガイドシャフトが錘の移動方向に突出しているため、錘が各移動方向の終点位置まで移動した場合にはボールネジ及びガイドシャフトが設置スペースからはみだしてしまうので、設置スペースの省スペース化に対応することが難しかった。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【０００８】
本発明は、移動体をＸ方向及びＸ方向と直交するＹ方向に移動させて構造物の振動を制振する制振装置において、前記移動体をＸ方向に移動可能にガイドするＸ方向ガイドシャフトと、前記移動体をＹ方向に移動可能にガイドするＹ方向ガイドシャフトと、前記移動体に搭載されたＸ方向駆動用アクチュエータと、前記移動体に搭載されたＹ方向駆動用アクチュエータと、前記構造物に対し、前記移動体をＸ方向及びＹ方向に移動可能に支持する支持部材と、前記Ｘ方向ガイドシャフトに設けられたＸ方向回転直動変換第１部材に係合され、前記移動体に設けられたＸ方向回転直動変換第２部材と、前記Ｙ方向ガイドシャフトに設けられたＹ方向回転直動変換第1部材に係合され、前記移動体に設けられたＹ方向回転直動変換第２部材と、前記Ｘ方向駆動用アクチュエータの回転駆動力を前記Ｘ方向回転直動変換第２部材に伝達するＸ方向伝達機構と、前記Ｙ方向駆動用アクチュエータの回転駆動力を前記Ｙ方向回転直動変換第２部材に伝達するＹ方向伝達機構と、前記Ｘ方向ガイドシャフトの端部をＹ方向に移動可能に支持するＹ方向支持機構と、前記Ｙ方向ガイドシャフトの端部をＸ方向に移動可能に支持するＸ方向支持機構と、を備えており、上記課題を解決するものである。
【０００９】
前記支持部材は、移動体の下面側を水平方向に移動可能に支持するボールベアリングであることが望ましい。
【００１０】
前記支持部材は、移動体の上面側を移動可能に支持し、且つ水平方向に回動可能に設けられたローディングアームであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、移動体に設けられたＸ方向回転直動変換第２部材及びＹ方向回転直動変換第２部材に係合するＸ方向回転直動変換第１部材及びＹ方向回転直動変換第1部材を有するガイドシャフトにガイドされて移動体を移動させるため、従来のように２本のシャフトの平行度を位置合わせする必要がなく、且つシャフトが移動方向に移動しないため、設置スペースからシャフトがはみだすことも防止することが可能になり、装置の小型化および省スペース化を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明による制振装置の実施例１を示す平面図である。図２は図１に示す制振装置の正面断面図である。図３は図１に示す制振装置の側面図である。
【００１４】
図１乃至図３に示されるように、制振装置１０は、上方からみると正方形の固定ベース２０と、固定ベース２０の上面を移動する移動体（錘）３０とを有し、構造物の振動に応じて移動体３０をＸ方向及びＹ方向に移動させて振動を制振するアクティブ形の制振装置である。
【００１５】
移動体３０は、平板状に形成された移動ベース３２と、Ｘ方向駆動用モータ３４及びＹ方向駆動用モータ３６と、各モータ３４，３６の回転駆動力を伝達する駆動力伝達機構３８，４０と、駆動力伝達機構３８，４０を介して回転駆動されるＸ、Ｙ方向ナット機構４２，４４とを有する。従って、移動体３０は、移動ベース３２及び移動ベース３２に搭載されたモータ３４，３６、駆動力伝達機構３８，４０、ナット機構４２，４４の各重量を合計した総重量が錘として作用する。また、固定ベース２０の上面には、移動ベース３２の下面を点接触で移動可能に支持する複数のボールベアリング４６が所定間隔で配置されている。そのため、移動体３０は、モータ３４，３６の回転駆動力が駆動力伝達機構３８，４０を介してナット機構４２，４４に伝達されると、ボールベアリング４６上をＸ、Ｙ方向に移動して制振動作する。
【００１６】
また、固定ベース２０の四角枠２４の内壁面には、夫々Ｘ方向、Ｙ方向に延在するように４本のスライドレール５０が固定されている。そして、各スライドレール５０は、Ｘ，Ｙ方向の中心線に対して対称に配置されており、且つ、Ｘ方向、Ｙ方向で対向する各スライダ５０は、それぞれ同一高さ位置に設けられている。また、各スライドレール５０には、スライダ５２が摺動可能に嵌合している。
【００１７】
スライダ５２は、ボールベアリングなどにより低摩擦で摺動することができる。そして、Ｘ方向、Ｙ方向で対向する各スライダ５０間には、Ｘ方向ガイドシャフト６０、Ｙ方向ガイドシャフト７０が横架されている。すなわち、各ガイドシャフト６０，７０は、夫々両端にスライダ５２が設けられており、スライドレール５０とスライダ５２とからなる支持機構により延在方向と直交する方向に平行移動するように支持されている。また、ガイドシャフト６０，７０は、上から見ると移動ベース３２の中心で交差するように設けられているが、干渉しないように高さ方向にずらして設けられている。
【００１８】
各モータ３４，３６は、夫々ナット機構４２，４４の上部に搭載されており、駆動力伝達機構３８，４０の駆動プーリ８０、ベルト８２、従動プーリ８４を介してナット機構４２，４４を駆動する。ナット機構４２，４４は、図４に示されるように、夫々移動ベース３２に固定されたハウジング９０と、従動プーリ８４に結合されたナット部材９２（本発明の回転直動変換第２部材である）と、ハウジング９０の内壁に保持されてナット部材９２の外周を回転自在に支持するボールベアリング９４と、ベアリング押さえ９６とを有する。ナット部材９２は、各ガイドシャフト６０，７０に設けられたおねじ９８（本発明の回転直動変換第１部材である）に螺合しており、モータ３４，３６の回転駆動力が動力伝達機構３８，４０を介して伝達されることにより各ガイドシャフト６０，７０を軸方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動させようとする力を発生させる。
【００１９】
一方、各ガイドシャフト６０，７０は、スライダ５２が軸方向と直交するスライドレール５０の延在方向にのみ移動することができるので、相対的にナット機構４２，４４が搭載された移動ベース３２がガイドシャフト６０，７０にガイドされてガイドシャフト６０，７０の延在方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動する。
【００２０】
また、移動ベース３２上には、上方からみると正方形状のブラケット１００が起立している。ブラケット１００は、上記モータ３４，３６及び動力伝達機構３８，４０を支持すると共に、動力伝達機構３８，４０の取付側と１８０度逆側には、ガイドシャフト６０，７０を回転可能に軸承する軸受１１０が取り付けられている。軸受１１０は、カウンターウェイトの役割も果たしており、これにより移動体３０の重心の位置を移動ベース３２の中心としている。
【００２１】
このように、制振装置１０では、ガイドシャフト６０，７０が移動ベース３２の移動方向をガイドすると共に、ナット部材９２が螺合するおねじ９８を有するため、各方向に１本ずつのガイドシャフト６０，７０を設けるだけなので、従来のようにガイドシャフトとボールねじとを平行となるように位置調整するといった面倒な調整作業がなくなると共に、ガイドシャフト６０，７０を軸方向に移動させないため、設置スペースが小さくて済み、小型化が図られている。
【００２２】
モータ３４，３６は、制御回路（図示せず）からの制御信号によって駆動制御される。また、制御回路は、構造物の振動を検出するセンサ（図示せず）からの検出信号のレベルに応じて構造物の振動を制振するのに必要な制御量を演算し、その演算結果から得られた制御信号をモータ３４，３６に出力する。
【００２３】
ここで、上記のように構成された制振装置１０の制振動作について説明する。
制振装置１０において、移動体３０がＸａ方向に移動した場合、Ｘ方向駆動用モータ３４の駆動力により移動体３０がＸａ方向に移動するとともに、移動体３０を貫通するＹ方向ガイドシャフト７０の両端に結合されたスライダ５２もスライドレール５０に沿って同方向に移動する。従って、移動体３０がＸａ，Ｘｂ方向に移動する場合、制振動作を行う付加質量は、移動ベース３２及び移動ベース３２に搭載された各部材の各質量の合計値となる。そのため、制振動作は、移動ベース３２の質量だけでなくＸ方向に移動する各部材の合計質量であるので、移動体３０が小型化されても制振力を発生するための付加質量を駆動する駆動力は大きくなっているので、構造物に対する制振力は向上している。
【００２４】
また、制振装置１０において、移動体３０がＹａ方向に移動した場合、Ｙ方向駆動用モータ３６の駆動力により移動体３０がＹａ方向に移動するとともに、移動体３０を貫通するＸ方向ガイドシャフト６０の両端に結合されたスライダ５２もガイドレール５０に沿って同方向に移動する。従って、移動体３０がＹａ，Ｙｂ方向に移動する場合、制振動作を行う付加質量は、移動体３０及び移動体３０に搭載された各部材の各質量の合計値となる。そのため、制振動作は、移動体３０の質量だけでなくＸ方向に移動する各部材の合計質量であるので、移動体３０が小型化されても制振力を発生するための付加質量を駆動する駆動力は大きくなっているので、構造物に対する制振力は向上している。
【００２５】
また、制振装置１０では、Ｘ方向駆動用モータ３４及びＹ方向駆動用モータ３６が移動ベース３２に搭載されているので、小型化できるとともに、各モータ３４，３６を別個に設ける必要が無いので、省スペース化を促進することができる。
【００２６】
さらに、制振装置１０では、各モータ３４，３６に駆動されるナット機構４２，４４に螺合されたガイドシャフト６０，７０が常に移動体３０の中心と交差する位置、すなわち移動体３０の重心と交差する位置にあり、制振動作時に回転モーメントが移動体３０に作用しない構成となっている。よって、制振装置１０では、制振動作時、従来のように構造物に回転モーメントの反力が作用せず、安定的の構造物の振動を制振することができる。さらに、Ｘ方向とＹ方向の移動質量が同じであるため、加振力のゲインをＸ方向とＹ方向で別々に設定する等の必要が無く、制振動作時の制御調整が容易になる。
【実施例２】
【００２７】
図５は実施例２の平面図である。図６は図５に示す制振装置の正面断面図である。図７は図５に示す制振装置の側面図である。尚、図５乃至図７において、上記実施例１と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
図５乃至図７に示されるように、制振装置２００は、固定ベース２０の外側から移動体３０を吊下するローディング機構２１０が設けられている。このローディング機構２１０は、一対のローディングアーム２２０，２２２を有し、移動体３０の上面中央に起立する固定軸２３０を２本のローディングアーム２２０，２２２で水平方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動可能に支持している。
【００２９】
ローディングアーム２２０，２２２は、夫々同一構成であり、固定ベース２０の対角方向から移動体３０を支持するように構成されている。すなわち、ローディングアーム２２０，２２２は、固定ベース２０の角部外側に起立する支柱２４０と、支柱２４０の上端に設けられたベアリング２４２により水平方向に回動可能に支持された第１アーム２５０と、水平アーム２５０の先端に設けられたベアリング２５２により水平方向に回動可能に支持された第２アーム２６０とから構成されている。そして、移動体３０の中央に両側から延在する一対の第２アーム２６０の端部は、上記移動体３０の固定軸２３０にベアリング２６２により水平方向に回動可能に連結される。
【００３０】
従って、移動体３０は、ローディングアーム２２０，２２２に吊下された状態でＸ，Ｙ方向に移動可能であり、且つ移動ベース３２に下面が固定ベース２０から浮いた状態（非接触状態）に支持されている。また、ローディングアーム２２０，２２２は、第１アーム２５０と第２アーム２６０とが夫々水平方向に回動可能に連結されているので、移動体３０の移動方向に応じて各アームが回動することで移動体３０の姿勢を変えることなく平行移動させることが可能である。
【００３１】
上記構成とされた制振装置２００の制振動作は、前述した実施例１の制振装置１０と同様であり、その説明は省略する。
【００３２】
尚、上記実施例では、モータの回転をプーリとベルトからなる伝達機構を介してナット部材に伝達する構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、他の伝達機構を用いても良いのは、勿論である。
【００３３】
また、上記実施例では、ナット部材がガイドシャフトのおねじに螺合される構成を例示したが、回転運動を直線運動に変換するように構成された機構であれば、他の方式の機構を用いても良い。例えば、ラックアンドピニオン機構やボールねじ機構などがある。ラックアンドピニオン機構では、ラックが本発明の回転直動変換第１部材であり、ピニオンが回転直動変換第２部材である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による制振装置の実施例１を示す平面図である。
【図２】図１に示す制振装置の正面断面図である。
【図３】図１に示す制振装置の側面図である。
【図４】ナット機構の構成を示す縦断面図である。
【図５】実施例２の平面図である。
【図６】図５に示す制振装置の正面断面図である。
【図７】図５に示す制振装置の側面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０，２００  制振装置
２０  固定ベース
３０  移動体
３２  移動ベース
３４  Ｘ方向駆動用モータ
３６  Ｙ方向駆動用モータ
３８，４０  駆動力伝達機構
４２，４４  ナット機構
５０  スライドレール
５２  スライダ
６０  Ｘ方向ガイドシャフト
７０  Ｙ方向ガイドシャフト
８０  駆動プーリ
８２  ベルト
８４  従動プーリ
９０  ハウジング
９２  ナット部材
９４  ボールベアリング
９８  おねじ
１００  ブラケット
１１０  軸受
２１０  ローディング機構
２２０，２２２  ローディングアーム
２３０  固定軸
２４０  支柱
２５０  第１アーム
２６０  第２アーム
【図１】
2007270956.tif 000003
【図２】
2007270956.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007270956.tif 000006
【図５】
2007270956.tif 000007
【図６】
2007270956.tif 000008
【図７】
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