(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物平面に、３台の一方向制御用アクティブ制振装置を、それぞれの可動方向が上記構造物の剛心側に向かうように放射状に設置してなり、
かつ、２台の上記一方向制御用アクティブ制振装置は、各々上記構造物平面の隣接する２箇所の角隅部に、互いの上記可動方向を交差させるとともに、当該可動方向の交点が当該構造物の剛心と一致しないように設置され、
他の１台の上記一方向制御用アクティブ制振装置は、上記構造物平面の他の角隅部に、その可動方向が上記交点および上記剛心と一致しないように設置されていることを特徴とする制振構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数台の一方向制御用アクティブ制振装置によって、二方向以上の制振効果を付加された制振構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種の建物や塔状の構造物等において、地震や強風によって当該構造物に生じる水平方向の振動を抑制するために、これらの構造物に作用する振動を積極的に相殺するための制振装置を設置した各種の制振構造物が多く建設されつつある。
一般に、このような構造物における制振は、機能上パッシブ制振とアクティブ制振に大別されている。ここでパッシブ制振とは、ダンパ等の振動に対する大きな減衰効果を有する装置を構造物に組込むことによって、当該構造物に加わる振動を吸収して揺れを抑制するものであり、建築コストが安価であるという利点があるものの、揺れの低減化効果が小さいという欠点がある。
【０００３】
これに対して、アクティブ制振とは、揺れが大きい構造物の上部や屋上に錘を設置し、別途構造物に設置した検出器が振動を検知した際に、コンピュータ制御によって上記錘を駆動して、積極的に揺れを抑制する方向に制振力を発生させることによって、構造物全体に作用する揺れを低減化させるものである。
ところで、このようなアクティブ制振においては、構造物の水平面の任意の方向に対して制振効果を発揮させる必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来のこの種のアクティブ制振を用いた制振構造物においては、通常その上部構造あるいは屋上に、図７および図８に示すような二方向制御用アクティブ制振装置１を設置している。
この制振装置１は、構造物に固定されるとともに、上面にレール３が形成された基台２と、この基台２のレール３上に車輪４を介して移動自在に設けられるとともに、上面に上記レール３と直交する方向にレール５が形成された第一の錘部材６と、この第一の錘部材６のレール５上に車輪７を介して移動自在に設けられた第２の錘部材８とを有するもので、第一の錘部材６は、そのスプライン軸９が基台２に固定されたリニアモータ等の回転駆動装置１０に螺合されることによりレール３を往復駆動され、さらに第２の錘部材８は、そのスプライン軸１１が第一の錘部材６に固定された回転駆動装置１２に螺合されることによりレール５に沿って往復駆動されるようになっている。
【０００５】
上記構成からなる二方向制御用アクティブ制振装置１が設置された制振構造物においては、検出器によって検出された振動の大きさおよび方向に対応させて、第一および第二の錘部材６、８を移動させて両錘部材６、８の移動方向の合力（制振力）を上記振動の方向と逆方向に作用させることにより、構造物に加わる揺れを低減化させるものである。
このような制振構造物によれば、二方向制御用アクティブ制振装置１によって、外部から伝達する振動に対し、積極的に構造物における揺れを抑制することができるとともに、さらに振動の周期や強さに対応して、制振力を制御することができるため、強風や中小地震による揺れを効果的に低減させることができるという利点がある。
【０００６】
しかしながら、上記従来の制振構造物にあっては、二方向制御用アクティブ制振装置１の構造が複雑でコストが高いうえに、保守管理にも多くの手間を要するという問題点があった。
そこで、上記二方向制御用アクティブ制振装置１に代えて、構造が簡易で経済的であるとともに、保守管理も容易な一方向制御用アクティブ制振装置を設置することも考えられるが、このような制振装置を設置する場合には、上述したように構造物の水平面の任意の方向に対して制振効果を発揮させる必要上、２台以上の制振装置を設置する必要がある。ところが、上記一方向制御用アクティブ制振装置にあっては、構造上これらを積層状に設けることは不可能であり、また従来二方向制御用アクティブ制振装置が設けられていた箇所に並列的に設置することは、スペース的な制約から困難である。
【０００７】
本発明は、上記従来の制振構造物が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、構造が簡易で、かつ小型の一方向制御用アクティブ制振装置によって、構造物の水平面内のいかなる方向へ作用する振動に対しても制振効果を発揮させることができる制振構造物を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る制振構造物は、構造物平面に、３台の一方向制御用アクティブ制振装置を、それぞれの可動方向が上記構造物の剛心側に向かうように放射状に設置してなり、かつ、２台の上記一方向制御用アクティブ制振装置は、各々上記構造物平面の隣接する２箇所の角隅部に、互いの上記可動方向を交差させるとともに、当該可動方向の交点が当該構造物の剛心と一致しないように設置され、他の１台の上記一方向制御用アクティブ制振装置は、上記構造物平面の他の角隅部に、その可動方向が上記交点および上記剛心と一致しないように設置されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、３組の一方向制御用アクティブ制振装置を、それぞれの可動方向が上記構造物の剛心側に向かうように放射状に設置しているので、構造物に作用する振動に対して、これら一方向制御用アクティブ制振装置を適宜制御してその合力を上記振動の方向に対向させることにより、当該平面内のいかなる方向に作用する振動に対しても有効に制振効果を発揮させることが可能になる。
【００１２】
すなわち、強風や地震によって構造物に捩れモーメントが加わった際に、隣接する２箇所の角隅部に設置した一方向制御用アクティブ制振装置によって、剛心と異なる可動方向の交点に合力を作用させ、かつこの合力を、可動方向が上記一方向制御用アクティブ制振装置の交点および剛心と一致しないように設置した一方向制御用アクティブ制振装置からの制振力によって上記捩れモーメントと逆方向に作用させることによって、構造物への捩れも低減化させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１〜図４は、本発明に係る制振構造物の第１の実施形態を示すものである。図１に示すように、この制振構造物２０においては、その屋上（構造物平面）２１の隣接する２箇所の角隅部２２に、それぞれ一方向制御用アクティブ制振装置２３が設置されている。この一方向制御用アクティブ制振装置２３は、各々図２に示すように、構造物２０に固定される基台２４上に一方向に向けてレール２５が形成され、このレール２５に沿って錘部材２６が車輪２７を介して移動自在に設けられたもので、上記錘部材２６は、図示されない駆動制御装置によって、構造物２０に振動が作用したことを検知した検出信号に基づいて、コンピュータ制御によって適宜前後方向に駆動されるようになっている。
そして、上記一方向制御用アクティブ制振装置２３は、図３および図４に示すように、互いの可動方向Ｌ1 、Ｌ2 の交点が、構造物２０の剛心Ｇと一致するように設置されている。
【００１４】
次に、図３および図４に基づいて、以上の構成からなる制振構造物２０の作用について説明する。
先ず、図示されない検知器によって上記構造物２０に図中上方に向けた振動が作用したことが検出された場合には、図３に示すように、両方の一方向制御用アクティブ制振装置２３を、共に同一の速度で剛心Ｇ側に前進させるように駆動する。すると、これら一方向制御用アクティブ制振装置２３による制振力の合力Ｆ1 は、直接構造物２０の剛心Ｇにおいて上記振動方向の作用と相殺するように図中下方に向けて作用する。この結果、上記制振構造物２０に対する制振効果が発揮される。
【００１５】
また、上記構造物２０に図中左方に向けた振動が作用したことを検知した場合には、図４に示すように、左上方の角隅部２２の一方向制御用アクティブ制振装置２３を、同一速度で剛心Ｇ側に前進させるように駆動し、かつ右上方の角隅部２２の一方向制御用アクティブ制振装置２３を逆に剛心Ｇから後退する方向に駆動する。すると、これら一方向制御用アクティブ制振装置２３による制振力の合力Ｆ2 は、直接構造物２０の剛心Ｇにおいて上記振動方向の作用と相殺するように図中右方に向けて作用する。この結果、同様にして上記制振構造物２０に対する制振効果が発揮される。
【００１６】
したがって、上記制振構造物２０によれば、２箇所の異なる角隅部２２に設置した２基の一方向制御用アクティブ制振装置２３を適宜方向に、かつ適宜速度によって駆動制御することにより、制振構造物２０の水平面内のいかなる方向へ作用する振動に対しても、これを相殺する方向へ合力（制振力）を生じさせることができるため、効果的に制振機能を発揮することができる。
【００１７】
（実施の形態２）
図５は、本発明に係る制振構造物の第２の実施形態を示すものである。
図５に示すように、この制振構造物３０においては、先ずその屋上（構造物平面）３１の隣接する２箇所の角隅部３２に、それぞれ図２に示したものと同一構成の一方向制御用アクティブ制振装置３３が設置され、さらに他の角隅部３４にも同様の一方向制御用アクティブ制振装置３５が設置されている。
ここで、上記一方向制御用アクティブ制振装置３３は、互いの可動方向Ｌ1 、Ｌ2 の交点Ｃが、構造物２０の剛心Ｇから所定距離だけ離間した位置になるように設置されている。また、他の一方向制御用アクティブ制振装置３５は、その可動方向Ｌ3 が上記交点Ｃおよび剛心Ｇと一致しないように設置されている。
【００１８】
以上の構成からなる制振構造物３０においては、強風や地震によって当該構造物３０に捩れが加わった際に、この振動を検知した検出器からの信号により、２箇所の異なる角隅部３２に設置した一方向制御用アクティブ制振装置３３を共に前進させたり、あるいは一方を前進させると共に他方を後退させることによって、それぞれ剛心Ｇと異なる互いの可動方向Ｌ1 、Ｌ2 の交点Ｃに合力（制振力）Ｆ1 、Ｆ2 を作用させる。そして、これと並行して他の一方向制御用アクティブ制振装置３５を駆動することにより、上記合力Ｆ1 、Ｆ2 を剛心Ｇ廻りに振動によるモーメントＭと逆方向のモーメントとして作用させる。この結果、上記振動によって発生する構造物３０への捩れに対しても、制振効果を発揮させることができる。
【００１９】
なお、上述した実施の形態においては、いずれも一方向制御用アクティブ制振装置を２３、３３、３５を、屋上（構造物平面）２１、３１の互いに異なる角隅部２２、３２、３４に配設した場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、一の角隅部に充分な空間的余裕がある場合には、例えば図６に示す第２の実施形態の変形例のように、当該角隅部４１に、２組の一方向制御用アクティブ制振装置４２、４２を、互いの可動方向Ｌ1 、Ｌ2 の交点Ｃが、構造物４０の剛心Ｇから所定距離だけ離間した位置になるように設置し、さらに同じ角隅部４１に、他の一方向制御用アクティブ制振装置４３を、その可動方向Ｌ3 が上記交点Ｃおよび剛心Ｇと一致しないように設置しても同様の作用効果を得ることが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係る制振構造物によれば、構造物に作用する振動に対して、異なる角隅部に設置した３組の一方向制御用アクティブ制振装置を適宜制御してその合力を上記振動の方向に対向させることにより、当該平面内のいかなる方向に作用する振動に対しても有効に制振効果を発揮させることができるとともに、上記３組の一方向制御用アクティブ制振装置を、構造物の角隅部に設置しているので、隅部のスペースを有効に活用することができる。
【００２１】
すなわち、２箇所の異なる角隅部に設置した一方向制御用アクティブ制振装置によって、剛心と異なる可動方向の交点に合力を作用させ、かつこの合力を、他の一方向制御用アクティブ制振装置からの制振力によって上記捩れと逆方向に作用させることにより、構造物への捩れも低減化させることができるといった効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制振構造物の一実施形態を示す一方向制御用アクティブ制振装置の平面配置図である。
【図２】図１の一方向制御用アクティブ制振装置を示す斜視図である。
【図３】図１の制振装置の作用を示す平面図である。
【図４】図１の制振装置の他の作用を示す平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す平面配置図である。
【図６】本発明のその他の実施形態を示す平面図である。
【図７】従来の二方向制御用アクティブ制御装置を示す斜視図である。
【図８】図７の側面図である。
【符号の説明】
２０、３０、４０  制振構造物
２１、３１  屋上（構造物平面）
２２、３２、３４、４１  角隅部
２３、３３、３５、４２、４３  一方向制御用アクティブ制振装置
Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3  可動方向
Ｇ  剛心
Ｃ  交点
Ｆ1、Ｆ2  合力（制振力）
【図１】
0004000662.tif 000002
【図２】
0004000662.tif 000003
【図３】
0004000662.tif 000004
【図４】
0004000662.tif 000005
【図５】
0004000662.tif 000006
【図６】
0004000662.tif 000007
【図７】
0004000662.tif 000008
【図８】
0004000662.tif 000009