制振装置
【課題】ハイブリッド型制振装置において、停電時等に、弱い揺れにも対応してパッシブ制振できるようにする。
【解決手段】制振対象構造物上に設けたベース架台１２の上に、制振体１７を、リニアガイド機構を介して前後方向スライド可能に設ける。制振体１７とベース架台１２の間に、制振体１７の固有振動数を制振対象構造物の固有振動数に同期させるばねユニットを設ける。ベース架台１２上に前後方向にボールねじ機構１１を設け、そのナット部材１０を別のリニアガイド機構１４にガイドさせる。ナット部材１０の上側には嵌合穴１６を備えた嵌合部材１５を設ける。制振体１７に、ピン昇降駆動機構２０により昇降可能な嵌合ピン１９を設ける。平常時は嵌合ピン１９を嵌合穴１６に嵌合させて、ボールねじ機構１１により制振体１７を駆動させ、停電時等の異常時には、嵌合ピン１９を嵌合穴１６より離脱させることで、制振体１７によるパッシブ制振を行わせる。
【解決手段】制振対象構造物上に設けたベース架台１２の上に、制振体１７を、リニアガイド機構を介して前後方向スライド可能に設ける。制振体１７とベース架台１２の間に、制振体１７の固有振動数を制振対象構造物の固有振動数に同期させるばねユニットを設ける。ベース架台１２上に前後方向にボールねじ機構１１を設け、そのナット部材１０を別のリニアガイド機構１４にガイドさせる。ナット部材１０の上側には嵌合穴１６を備えた嵌合部材１５を設ける。制振体１７に、ピン昇降駆動機構２０により昇降可能な嵌合ピン１９を設ける。平常時は嵌合ピン１９を嵌合穴１６に嵌合させて、ボールねじ機構１１により制振体１７を駆動させ、停電時等の異常時には、嵌合ピン１９を嵌合穴１６より離脱させることで、制振体１７によるパッシブ制振を行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルや吊橋のタワー等の地上構造物やその他所要の制振対象構造物に設置して、該制振対象構造物の揺れに応じて可動マスを往復駆動することにより上記制振対象構造物の制振を行うようにしてある能動型の制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記各種地上構造物等が風荷重や地震により揺れを生じたときに、その振幅、振動を速やかに減衰させるための制振装置として従来提案されているものの一つに、マス・ダンパ形式の制振装置がある。
【０００３】
この種のマス・ダンパ形式の制振装置は、上記各種地上構造物等の制振対象構造物の上部に、所要質量の錘である制振体（可動マス）を、制振を望む方向に沿って往復移動可能に設けてなる構成として、該制振体を、制振対象構造物の揺れに応じて往復移動させることにより該制振対象構造物の制振を行うようにしてあるものであり、上記制振体の往復移動を、制振対象構造物との力学的バランスを利用して自然に行わせるようにしてある受動型（パッシブ方式）のものと、外部からの供給エネルギーを利用して上記制振体を往復駆動する能動型のものに大別されている。
【０００４】
更に、上記能動型の制振装置は、アクティブ方式とハイブリッド方式のものが知られており、このうち、ハイブリッド方式の制振装置は、上記受動型の制振装置と同様に、制振対象構造物の制振を望む方向に沿って往復移動可能な所要質量の制振体を備え、更に、該制振体を所要のアクチュエータにより往復駆動させるようにしたものである。
【０００５】
図６（イ）（ロ）は、上記ハイブリッド方式のアクティブ型制振装置の一例の概略を示すもので、制振対象構造物１の上にベース架台２を設け、該ベース架台２上に、左右一対のガイドレール３ａが、制振対象構造物１の揺れ方向となる前後方向に延びるように設置してある。更に、上記各ガイドレール３ａ上に、錘である制振体４が、ガイドブロック３ｂを介して前後方向移動自在に取り付けてあり、上記ガイドレール３ａとガイドブロック３ｂとからリニアガイド機構３が形成してある。
【０００６】
上記制振体４の所要個所と、該各個所に対応するベース架台２の所要個所との間には、ばね定数や伸縮ストロークを調整可能な固有振動数調整用のばね要素５が、略上下方向に配置して取り付けてある。
【０００７】
上記ベース架台２上の前後方向両端部の幅方向中央部には、駆動モータ６と、ロータリートルクダンパや回転式油圧ダンパや渦流ダンパ等の機械式ダンパ７が対向させて設置してあり、その間に、前後方向に延びるねじ軸８を配置して長手方向の両端部を軸受９を介して上記ベース架台２上に回転自在に支持させると共に、該ねじ軸８の上記各軸受９よりそれぞれ突出する各突出端部が、上記駆動モータ６の出力軸と機械式ダンパ７の入力軸にそれぞれ連結してある。
【０００８】
更に、上記ねじ軸８に螺合するナット部材１０を、上記制振体４に固定した構成として、上記駆動モータ６と、該駆動モータ６により回転駆動されるねじ軸８と、ねじ軸８の回転に伴って該ねじ軸８の長手方向に移動するナット部材１０からなるボールねじ機構１１が構成してある。
【０００９】
かかる構成としてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置によれば、上記ばね要素５により上記制振体４の固有振動数を制振対象構造物１の固有振動数に合わせるように調整した状態にて、上記制振対象構造物１に空気力等による揺れが発生して、図示しない揺れ検知センサにより検知されると、その信号に基づいて位相制御された変位信号が図示しない制御装置から上記駆動モータ６へ送られて、該駆動モータ６が正逆転駆動させられることにより、駆動モータ６に出力側に連結してあるねじ軸８に螺合させたナット部材１０と一体に制振体４が往復移動させられ、この制振体４の慣性力が上記制振対象構造物１に生じた揺れを打ち消すように作用することで、該制振対象構造物１の振動の振幅が抑制されると共に速やかに減衰されるようにしてある。
【００１０】
更に、この際、上記リニアガイド機構３によりガイドされて上記制振体４が往復移動するときに前後斜め方向に引き伸ばされる上記ばね要素５の復元力の水平分力が、上記制振体４に作用するようにしてあることで、該制振体４を上記制振対象構造物１の固有振動数に同調した反復運動を安定して行わせることができるようにしてあると共に、上記ばね要素５の復元力の水平分力を、上記反復移動する制振体４の中立位置への戻り力として利用することで、上記駆動モータ６の駆動力を低減できるようにしてある。
【００１１】
ところで、上記構成としてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置によれば、停電等により上記駆動モータ６電力供給が停止した場合には、アクティブな制振を行えなくなる。しかし、この場合は、上記駆動モータ６をフリーな状態とすることにより、制振対象構造物１に発生した揺れのエネルギーを、制振体４の水平方向の運動エネルギーに変換させ、該制振体４の運動エネルギーを、ナット部材１０を介して上記ねじ軸８の回転エネルギーに変換させ、該ねじ軸８の回転エネルギーを、上記機械式ダンパ７により消費させることで、パッシブ型の制振作用を発揮させることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【００１２】
又、制振体の駆動機構としてボールねじ機構を用いるようにしてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置にて、上記ボールねじ機構における駆動モータとねじ軸とをクラッチを介して連結してなる構成として、停電時には上記クラッチを切り離すことで、パッシブ型の制振作用を発揮させるようにすることも従来提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−３２２２０１号公報
【特許文献２】特開平７−３１７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、上記特許文献１に示されたハイブリッド方式のアクティブ型制振装置にて、駆動モータ６へ電力供給が行われなくなった場合に、該駆動モータ６をフリーな状態とすると、制振対象構造物１の揺れのエネルギーを、制振体４の水平方向の運動エネルギーに変換した後、ボールねじ機構１１にてナット部材１０を介してねじ軸８の回転エネルギーに変換させ、該ねじ軸８の回転エネルギーを機械式ダンパ７により消費させることで、上記制振対象構造物１に対してパッシブ型の制振作用を発揮させることができて有効であるが、上記ボールねじ機構１１におけるねじ軸８とナット部材１０による逆効率や、駆動モータ６の回転子等の駆動装置の効率が影響するため、パッシブ型の制振作用を発揮させる際に制振体４の動きの効率を更に高めることが望まれている。
【００１５】
又、上記特許文献２に示されたように、ボールねじ機構における駆動モータとねじ軸との間にクラッチを設けた構成として、停電時に上記クラッチを切り離すようにしても、パッシブ型の制振作用を発揮させる際に、上記ボールねじ機構におけるねじ軸とナット部材との間の逆効率の影響は残ることとなる。
【００１６】
したがって、従来、制振体を往復駆動するための駆動機構としてボールねじ機構を採用してなるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置では、停電時等に上記ボールねじ機構の駆動モータに電力供給が行われなくなるときに、該駆動モータをフリーな状態としたり、駆動モータとねじ軸をクラッチにより切り離すようにしたとしても、制振対象構造物の揺れがある程度大きくならないと制振体が動き出さないというのが実状である。
【００１７】
そのために、上記従来のハイブリッド方式のアクティブ型制振装置は、停電等によってボールねじ機構の駆動モータへ電力供給が行われないときには、制振対象構造物に生じる比較的小さな揺れには対応することが難しかった。
【００１８】
そこで、本発明は、ボールねじ機構を用いて制振体を往復動させるようにしてなるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置を更に発展させて、停電時、更には、不測の事態によって制振体の駆動系統に障害が発生した場合でも、制振対象構造物の小さな揺れに対して、その揺れのエネルギーにより制振体を円滑に単弦振動させてパッシブ方式の制振作用を十分に発揮することができる制振装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、制振対象構造物上に制振体をリニアガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のリニアガイド機構と平行な別のリニアガイド機構を設けると共に、該別のリニアガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のリニアガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成を有する制振装置とする。
【００２０】
又、上記構成において、平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の制振装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）制振対象構造物上に制振体をガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のガイド機構と平行な別のガイド機構を設けると共に、該別のガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成としてあるので、平常時は、嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させることで、制振体を上記ボールねじ機構によりアクティブ動作させて制振対象構造物の揺れを抑制すると共に速やかに減衰させることができる。又、停電時や不測の事態によって制振体の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になる異常時には、上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させることで、制振体をボールねじ機構より切り離すことができるため、該制振体を制振対象構造物の揺れに応じて往復移動させてパッシブ型の制振効果を発揮させることができる。
（２）しかも、上記のようにパッシブ型の制振効果を発揮させる際に、上記制振体が制振対象構造物の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構のねじ軸とナット部材の間の逆効率が作用する虞を解消できるため、制振対象構造物に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体の制振対象構造物の揺れに伴う動作を円滑に開始させることができて、パッシブ型の制振効果を得ることができる。
（３）平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした構成とすることにより、平常時のアクティブ制振と、異常時のパッシブ制振とを自動的に切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の制振装置の実施の一形態を示す概略側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】図２のＢ部を拡大して示す図である。
【図４】図１の制振装置の幅方向中央部での切断側面を示すもので、（イ）は嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態を、（ロ）は嵌合ピンをナット部材上の嵌合部材の嵌合穴より離脱させた状態をそれぞれ示す図である。
【図５】図１の制振装置における切替制御回路を示すもので、（イ）は全体構成を示す図、（ロ）はモータ用コントローラのシーケンス図である。
【図６】従来提案されているハイブリッド方式のアクティブ制振装置の一例の概略を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１乃至図５（イ）（ロ）は本発明の制振装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。なお、装置構成を説明する便宜上、制振対象構造物１の制振を望む揺れの方向を前後方向、それに直交する方向を左右方向と云うものとする。
【００２５】
すなわち、制振対象構造物１上に、矩形フレーム形状のベース架台１２を据付ける。上記ベース架台１２上における左右両側位置に、上記制振対象構造物１の揺れ方向となる前後方向に沿って延びる左右一対の制振体用のガイドレール１３ａを平行に設置する。上記ベース架台１２の幅方向中央部には、所要の長さ寸法を有する別のガイドレール１４ａを、上記各制振体用のガイドレール１３ａと平行に設置する。
【００２６】
更に、駆動モータ６と、該駆動モータ６の出力側に取り付けたねじ軸８と、該ねじ軸８に螺合したナット部材１０を具備してなるボールねじ機構１１を、上記ねじ軸８が上記ベース架台１２の幅方向中央部に設けたガイドレール１４ａの真上に平行に沿うように配置して、上記ベース架台１２上に設置すると共に、上記ナット部材１０を、上記ガイドレール１４ａにスライド自在に取り付けてあるガイドブロック（スライダ）１４ｂ上に載置して取り付ける。これにより、上記ベース架台１２の幅方向中央部のガイドレール１４ａとガイドブロック１４ｂから、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０用のガイド機構としてのリニアガイド機構１４を形成して、上記ねじ軸８の回転による上記ナット部材１０のねじ軸８の長手方向への移動を阻害することなく、該ナット部材１０が上記ねじ軸８の周りで上下方向に旋回しないようにして、該ナット部材１０を常に正立姿勢に保持できるようにしてある。
【００２７】
上記ナット部材１０の上側には、上面部に嵌合穴１６を備えた嵌合部材１５を取り付ける。
【００２８】
更に、上記ベース架台１２の左右両側位置に設けた各制振体１７用のガイドレール１３ａの上側に、下面の幅方向中央部に前後方向に延びる凹部（溝）を備えた形状として上記ボールねじ機構１１を跨ぐように配置した所要質量の制振体（可動マス）１７の幅方向両側部の底面を、それぞれガイドブロック（スライダ）１３ｂを介してスライド自在に取り付ける。
【００２９】
上記制振体１７の所要個所と、上記ベース架台１２の所要個所との間には、固有振動数調整用のばね要素としてのばねユニット１８を取り付けて、上記制振体１７を、上記ベース架台１２の左右両側位置のガイドレール１３ａと上記ガイドブロック１３ｂからなるガイド機構としての各制振体用リニアガイド機構１３を介して上記ベース架台１２上で、上記ばねユニット１８のバネ定数に応じて定まる所定の固有振動数で単弦振動（往復動）させることができるようにする。
【００３０】
更に、上記制振体１７の所要個所に、上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させるため嵌合ピン１９を上下方向スライド可能に設けると共に、該嵌合ピン１９を昇降させるためのピン昇降駆動機構２０を制振体１７上に設けた構成とする。これにより、上記制振体１７に取り付けてある上記嵌合ピン１９の真下に、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６を配置した状態で、上記ピン昇降駆動機構２０により上記嵌合ピン１９を下降させて上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より挿入して嵌合させた状態とすると、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６を運転して上記ねじ軸８を正逆転駆動することにより、該ねじ軸８に螺合させてある上記ナット部材１０と一緒に、上記嵌合部材１５と嵌合ピン１９を介して上記制振体１７を上記制振体用リニアガイド機構１３のガイドレール１３ａに沿って前後方向に往復動させることができるようにしてある。
【００３１】
一方、上記制振体１７に設けてあるピン昇降駆動機構２０により上記嵌合ピン１９を上昇させて、該嵌合ピン１９を上記嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させると、上記制振体１７を、上記ガイドレール１３ａ上で、上記ばねユニット１８のバネ定数によって定まる所定の固有振動数で単弦振動させることができるようにしてある。
【００３２】
更に、上記ベース架台１２上の所要個所と、上記制振体１７の底部所要個所との間に、該制振体１７の移動方向に沿って配置したダンパとしてのオイルダンパ２１を介装し、更に、停電時や後述する所定の条件のときに上記ピン昇降駆動機構２０を駆動して本発明の制振装置を、アクティブ動作している状態からパッシブ動作できるように切換えるための切替制御回路２２を備えて本発明の制振装置を構成する。
【００３３】
詳述すると、上記嵌合ピン１９は、上下方向に所要寸法延びるスライドロッド２３の下端部に一体に取り付けてあり、且つ、上記制振体１７の前後方向一端部（図４（イ）における右端部）における幅方向の中央部に、上記スライドロッド２３が、上下方向のリニアガイド機構２４を介して上下方向にスライド可能に取り付けてある。
【００３４】
上記スライドロッド２３の上端部には、図３に示すように、上下方向に所要寸法延びる円柱部材２５の下端部が一体に取り付けてあり、該円柱部材２５の外周に、皿ばね２６と、外周面の１８０度対向する左右位置に外向きに所要寸法突出する支持軸２８を一体に設けた環状部材２７を順に嵌めた状態で、該円柱部材２５の上端部に、該上端部のみに刻設した図示しないねじ部を介してロックナット２９を螺着して固定してある。これにより、上記円柱部材２５上端部に固定したロックナット２９により上記環状部材２７が該円柱部材２５の上方へ抜けないようにしてある。
【００３５】
上記嵌合ピン１９の昇降駆動機構２０は、図４（イ）に示すように、制振体１７の上面部における所要個所に、駆動モータとしてのステッピングモータ３１により伸縮駆動できるようにしたパワーシリンダ３０が、前後方向の一端側（図４（イ）では右側）へ向けて配置した状態で、ブラケット３２を介して上下に揺動可能に設置してある。
【００３６】
上記パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａの先端部には、上記制振体１７の上面部における前後方向一端寄り位置に立設したブラケット３３に長手方向両端部を回転自在に保持させた軸３４の中間部に上端側が一体に固定してある上下方向のレバー３５の下端部が、揺動可能に接続してある。且つ上記軸３４の長手方向両端寄り位置には、前後方向へ所要寸法延びて先端部となる前後方向一端部が上記スライドロッド２３の上方に配置されたレバー３６の基端部となる前後方向他端部が一体に固定してある。
【００３７】
更に、上記各前後方向レバー３６の前後方向一端部に、上記スライドロッド２３の上端部の円柱部材２５に取り付けてある上記環状部材２７の支持軸２８が、リンク３７を介してそれぞれ連結してある。これにより、図４（イ）に示すように、上記ステッピングモータ３１の運転により上記パワーシリンダを収縮作動させると、上記ブラケット３２に支持されている軸３４を支点として上下方向レバー３５及び前後方向レバー３６を、図４（イ）における時計回り方向に一体に回動させ、この回動に伴って該前後方向レバー３６の先端部となる前後方向の一端部を下降させて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７を押し下げることで、上記スライドロッド２３の下端部に取り付けてある嵌合ピン１９を、その下方に配置したボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させると共に、上記環状部材２７の押し下げにより、該環状部材２７と上記スライドロッド２３の上端面との間に介装してある上記皿ばね２６を上方より圧縮し、該圧縮された皿ばね２６の復元力により、上記スライドロッド２３と一体に嵌合ピン１９を下向きに付勢することで、上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より該嵌合ピン１９を嵌合させた状態で、がたつきが生じる虞を未然に防止できるようにしてある。
【００３８】
一方、図４（ロ）に示すように、上記ステッピングモータ３１の運転により上記パワーシリンダ３０を伸長作動させると、上記ブラケット３２に支持されている軸３４を支点として上下方向レバー３５及び前後方向レバー３６を図４（ロ）における反時計回り方向に一体に回動させ、この回動に伴って該前後方向レバー３６の先端部となる前後方向の一端部を上昇させて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７を引き上げ、この環状部材２７により上記円柱部材２５の上端部に取り付けてあるロックナット２９が係止されることで、上記円柱部材２５及びスライドロッド２３と一体に上記嵌合ピン１９を上方へ引き上げて、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６より、上記嵌合ピン１９を上方へ離脱させることができるようにしてある。
【００３９】
上記ブラケット３３には、上記上下方向レバー３５の図４（イ）における時計回り方向の回動量を制限するためのストッパ３８が設けてあり、該ストッパ３８により上記軸３４を中心とする上記上下方向レバー３５と一体の前後方向レバー３６の図４（イ）における時計回り方向の回動量を制限することで、上記スライドロッド２３より上記嵌合ピン１９を介して上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５に過剰な荷重がかかる虞を未然に防止できるようにしてある。
【００４０】
上記ばねユニット１８は、図１及び図２に示すように上記制振体１７の前後方向中間部における上部の左右両側位置に配置して取付部材３９を介して該制振体１７の上面所要個所に取り付けたブラケット４０と、上記ベース架台１２の前後方向中間部の左右両側に突設した固定軸４１との間、及び、上記ベース架台１２の前後方向両端部にそれぞれ設けた上記制振体１７を取り囲む門型の支持架構４２の上端部の左右両側に設けたブラケット４３と、上記制振体１７の左右両側面の前後両端部位置よりそれぞれ斜め下向きに前後方向に突出させて取り付けたアーム部材４４の下端部に設けたブラケット４５との間に、それぞれ上下方向に介装させてある。これにより、上記ベース架台１２上にて、上記制振体１７が対応するリニアガイド機構１３によりガイドされて該ベース架台１２の前後方向中間部の中立位置より前後方向に変位すると、上記各ばねユニット１８が前後斜め方向に引き伸ばされるようにしてあり、この各ばねユニット１８の復元力の水平分力により、上記制振体１７を上記中立位置へ戻すことができるようにしてある。更に、該各ばねユニット１８は、上記制振体１７が前後方向へ往復移動するときの固有振動数を、制振対象構造物１の固有振動数に同調させるための図示しない調整機構を備えているものとする。
【００４１】
上記切替制御回路２２は、たとえば、図５（イ）（ロ）に示す如く、所要の電源４６に、無停電電源装置（ＵＰＳ）４７を介して上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）のステッピングモータ３１のドライブユニット４８が接続してある。
【００４２】
更に、上記無停電電源装置４７には、ＡＣ／ＤＣ電源４９を介してＰＬＣ５０が接続してある。上記ＰＬＣ５０には、該ＰＬＣ５０自体の故障を検出するためのＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１が設けてある。
【００４３】
更に又、上記無停電電源装置４７には、上記ドライブユニット４８に設けてあるモータ回転指令用の接点４８ａへモータ回転指令信号ａを出力するためのモータ用コントローラ５２が、別のＡＣ／ＤＣ電源５１を介して接続してある。
【００４４】
又、図５（ロ）にシーケンス図を示す如く、本発明の制振装置の図示しないカバーに設けてあるアクセスドアの開閉を検出するためのドア開閉検出スイッチ５３と、上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）が伸長作動側のストロークエンドに達すると開操作されるようにしてある伸長作動側のリミットスイッチ５４と、リレーＣとを直列に接続し、且つ上記ドア開閉検出スイッチ５３のドア閉側の接点５３ｂに、上記ＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１によりＰＬＣ５０の故障が検出されない平常時は開で、ＰＬＣ５０の故障が検出されると閉となるｂ接点ｒｙ１、及び、上記ＰＬＣ５０により後述する所定のパッシブ切替条件が検出されない平常時は開で、パッシブ切替条件が検出されてその検出信号ｂが出力されると閉止される接点５５を並列に接続する一方、上記ドア開閉検出スイッチ５３のドア開側の接点５３ａに、本発明の制振装置をアクティブ動作状態からパッシブ動作に切換える場合に手動で閉操作するためのパッシブ切替用手動スイッチ５６を接続してなる構成を備えたパッシブ切替用の回路が、直流制御母線ＰとＮとの間に設けてある。
【００４５】
更に、上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）が収縮作動側のストロークエンドに達すると開操作されるようにしてある収縮作動側のリミットスイッチ５７と、本発明の制振装置をパッシブ動作状態からアクティブ動作に復帰させる場合に手動で閉操作するためのアクティブ復帰用手動スイッチ５８と、リレーＤとを直列に接続してなる構成のアクティブ復帰用の回路が、上記直流制御母線ＰとＮとの間に、上記パッシブ切替用の回路と並列に設けてある。
【００４６】
更に又、図５（イ）に示すように、上記モータ用コントローラ５２を、上記図５（ロ）に示したパッシブ切替用の回路に設けたリレーＣが励磁されると閉操作される接点ｃと、アクティブ復帰用の回路に設けたリレーＤが励磁されると閉操作される接点ｄをそれぞれ備えてなる構成として、上記接点ｃが閉操作されると、該モータ用コントローラ５２が、上記ドライブユニット４８のモータ回転指令用の接点４８ａへ、パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを伸長作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるためのモータ回転指令信号ａを出力し、一方、上記接点ｄが閉操作されると、上記ドライブユニット４８のモータ回転指令用の接点４８ａへ、パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるためのモータ回転指令信号ａを出力するようにしてある。
【００４７】
なお、上記ＰＬＣ５０によるパッシブ切替条件は、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１のドライブユニット４８から故障、異常の信号が出力されて上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、制振体１７の往復移動の振幅を制御するようにしてある図示しない制振演算器（ＤＳＰ）より出力される故障、異常の検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、本発明の制振装置を作動させるために制振対象構造物１に設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号と、上記ベース架台１２にリファレンスとするために設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号のレベルに一定以上の乖離が検出された場合、及び、上記ドライブユニット４８の主電源（ブレーカー）のオーバーロードあるいは漏電等の異常が検出されてその検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、上記無停電電源装置４７の上位で停電が生じたことが該無停電電源装置４７により検出され、その検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６の電源供給回路（図示せず）に停電が生じた場合としてある。
【００４８】
なお、図示しない制御盤に設けてあるドアインタロック解除の切替スイッチが入っているときには、自動的にパッシブに切り替わらないようにしてあるものとする。
【００４９】
図１及び図２における符号５９は、ベース架台１２より制振対象構造物１側へ高周波の振動の伝達をカットするための防振ゴムを備えた脚である。その他、図６（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００５０】
以上の構成としてある、本発明の制振装置を使用する場合は、予め、上記モータ用コントローラ５２からのモータ回転指令信号ａにより上記制振体１７上に設けてあるパワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動状態とさせて、上記嵌合ピン１９をスライドロッド２３と一緒に下降させて、ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させた状態としておく。又、図示しないカバーのアクセスドアを閉じることで、図５（ロ）のドア開閉検出スイッチ５３が、ドア閉側接点５３ｂに接続されるようにしておく。
【００５１】
この状態で、上記制振対象構造物１に揺れが発生して、図示しない揺れ検知センサにより検知されると、図６（イ）（ロ）に示した従来の制振装置と同様に、上記図示しない揺れ検知センサの信号に基づいて位相制御された変位信号が図示しない制御装置から上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６へ送られて、該駆動モータ６が正逆転駆動させられることにより、駆動モータ６の出力側に連結してあるねじ軸８に螺合させたナット部材１０と一緒に、該ナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合ピン１９を介して係止されている上記制振体１７が往復移動させられ、この往復移動する制振体１７の慣性力が上記制振対象構造物１に生じた揺れを打ち消すように作用することで、該制振対象構造物１の振動の振幅が抑制されると共に速やかに減衰されるようになる。よって、アクティブ動作による制振効果が発揮される。
【００５２】
この状態で、上記ＰＬＣ５０により前記した各種パッシブ切替条件、すなわち、ドライブユニット４８の故障、異常の信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、制振体１７の往復移動の振幅を制御する図示しない制振演算器（ＤＳＰ）の故障、異常の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、制振対象構造物１に設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号と、上記ベース架台１２にリファレンスとするために設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号のレベルの一定以上の乖離、及び、上記ドライブユニット４８の主電源（ブレーカー）のオーバーロードあるいは漏電等の異常の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、上記無停電電源装置４７の上位での停電の発生の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６の電源供給回路（図示せず）の停電のいずれかが発生すると、上記ＰＬＣ５０より出力されるパッシブ切替条件の検出信号に基づいて、上記接点５５が閉止される。
【００５３】
上記のようにして接点５５が閉止されると、該接点５５及び上記ドア閉側接点５３ｂに接続したドア開閉検出スイッチ５３と、上記したようにパワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動状態とさせてあることで閉状態となっている伸長作動側リミットスイッチ５４を介して制御母線Ｐ，ＮよりリレーＣへの通電が行われ、このリレーＣの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、該モータ用コントローラ５２から、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１用のドライブユニット４８の対応する接点４８ａへ、上記パワーシリンダ３０を伸長作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるようにモータ回転指令信号ａが発せられるようになる。
【００５４】
したがって、上記ドライブユニット４８による上記ステッピングモータ３１の運転が行われて上記パワーシリンダ３０が伸長作動させられるようになるため、図４（ロ）に示したように、上記上下方向レバー３５と軸３４と前後方向レバー３６が、上記軸３４を中心に旋回させられ、これにより、上記前後方向レバー３６の先端部となる前後方向一端部が引き上げられて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７が引き上げられることで、該環状部材２７に係止されるロックナット２９と一緒に、円柱部材２５、スライドロッド２３及び嵌合ピン１９が上昇させられて、該嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させられる。その後、上記パワーシリンダ３０が伸長側のストロークエンドに達して、伸長作動側リミットスイッチ５４が開作動すると、上記リレーＣが消磁されて、上記モータ用コントローラ５２に設けてある上記リレーＣの接点ｃが開操作されるため、該モータ用コントローラ５２より上記ドライブユニット４８へのモータ回転指令信号ａも停止されて上記ステッピングモータ３１によるパワーシリンダ３０の伸長作動が停止される。
【００５５】
上記のようにして嵌合ピン１９が上記嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱すると、上記制振体１７は、上記ボールねじ機構１１から完全に切り離される。よって、この状態で、制振対象構造物１に揺れが発生すると、その揺れのエネルギーが、上記ばねユニット１８によって制振対象構造物１の固有振動数と固有振動数が同期するように調整されている上記制振体１７の水平方向の運動エネルギーに変換され、該制振体１７の運動エネルギーが、上記制振体１７とベース架台１２との間に設けてあるオイルダンパ２１により消費されることで、エネルギーが減衰させられ、このエネルギーの減衰によるパッシブ型の制振作用が発揮されるようになる。この際、上記制振体１７が制振対象構造物１の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８とナット部材１０間の逆効率が作用することはないため、制振対象構造物１に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体１７の制振対象構造物１の揺れに伴う動作が円滑に開始されてパッシブ型の制振効果が発揮されるようになる。
【００５６】
又、本発明の制振装置にて、上記と同様に上記ボールねじ機構１１による上記制振体１７の往復移動を行わせることでアクティブ動作による制振効果が発揮できるようにしてある状態で、何等かの不測の事態により上記ＰＬＣ５０に故障が生じて、ＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１により故障の検出が行われた場合は、そのｂ接点ｒｙ１が閉じて、該ｂ接点ｒｙ１及び上記ドア閉側接点５３ｂに接続したドア開閉検出スイッチ５３及び上記伸長作動側リミットスイッチ５４を介して上記リレーＣへの通電が行われ、このリレーＣの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、上記ＰＬＣ５０の故障によっても、上記と同様に、制振体１７に設けてある嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させられることで、本発明の制振装置によるパッシブ型の制振効果が発揮されるようになる。
【００５７】
更に、本発明の制振装置の図示しないカバーのアクセスドアを開いた状態とすることで、図５（ロ）のドア開閉検出スイッチ５３が、ドア開側接点５３ａに接続されるようにした状態で、パッシブ切替用手動スイッチ５６を閉操作することによっても、上記リレーＣへの通電が行われて、このリレーＣの励磁により上記モータ用コントローラ５２における上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、上記と同様に、本発明の制振装置を、アクティブ動作させる状態から、パッシブ型の制振効果が発揮されるように切換えられる。
【００５８】
上記のようにして、制振体１７側に設けてある嵌合ピン１９を、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させることで、パッシブ型の制振効果を発揮させるようにしてある本発明の制振装置を、アクティブ動作に復帰させる場合は、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８を、たとえば、該ねじ軸８における駆動モータ６接続側とは反対側の端部に６角の面取りを設けておき、該面取り部にレンチをかけて手動で回す等の所要の手法により回転させて、上記ナット部材１０を移動させることで、該ナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６を、上記制振体１７側に設けてある嵌合ピン１９の真下に配置させ、この状態で、図５（ロ）におけるアクティブ復帰用手動スイッチ５８を閉操作する。これにより、該アクティブ復帰用手動スイッチ５８及び収縮作動側リミットスイッチ５７を介して制御母線Ｐ，ＮよりリレーＤへの通電が行われ、このリレーＤの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＤの接点ｄが閉操作されるようになるため、該モータ用コントローラ５２から、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１用のドライブユニット４８の対応する接点４８ａへ、上記パワーシリンダ３０を収縮作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるようにモータ回転指令信号ａが発せられるようになる。
【００５９】
したがって、上記ドライブユニット４８による上記ステッピングモータ３１の運転が行われて上記パワーシリンダ３０が収縮作動させられるようになることで、図４（イ）に示したように、上記上下方向レバー３５と軸３４と前後方向レバー３６が、上記軸３４を中心に旋回させられ、これにより、上記前後方向レバー３６の先端部となる前後方向一端部が下げられて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７が押し下げられることで、皿ばね２６を介してスライドロッド２３及び嵌合ピン１９が下方へ付勢されて、該嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させられるようになる。その後、上記パワーシリンダ３０が収縮側のストロークエンドに達して、収縮作動側リミットスイッチ５７が開作動すると、上記リレーＤが消磁されて、上記モータ用コントローラ５２に設けてある上記リレーＤの接点ｄが開操作されるため、該モータ用コントローラ５２より上記ドライブユニット４８へのモータ回転指令信号ａも停止されて上記ステッピングモータ３１によるパワーシリンダ３０の収縮作動が停止される。これにより、本発明の制振装置が、制振体１７をアクティブ動作させることが可能な初期状態に復帰されるようになる。
【００６０】
このように、本発明の制振装置によれば、平常時は制振体１７をアクティブ動作させて制振対象構造物１の揺れを抑制すると共に、速やかに減衰させることができ、又、停電時や不測の事態によって制振体１７の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になる場合は、制振体１７を自動的にボールねじ機構１１より切り離してパッシブ型の制振効果を発揮させることができる。
【００６１】
しかも、上記のようにパッシブ型の制振効果を発揮させる際、上記制振体１７が制振対象構造物１の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８とナット部材１０間の逆効率が作用する虞を解消できるため、制振対象構造物１に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体１７の制振対象構造物１の揺れに伴う動作を円滑に開始させることができて、パッシブ型の制振効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ピン昇降駆動機構２０は、制振体１７に上下方向に変位可能に設けてある嵌合ピン１９を、ステッピングモータ３１のような駆動モータの動力により昇降駆動して、該嵌合ピン１９を、ボールねじ機構１１のナット部材１０上に設けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させた状態と、該嵌合穴１６より離脱させた状態を切換えることができるようにしてあれば、図示した以外の形式のピン昇降駆動機構２０を設けるようにしてもよい。
【００６３】
嵌合ピン１９は、制振体１７に、ボールねじ機構１１のナット部材１０上に設けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させた状態から、該嵌合穴１６より離脱させた状態まで上下方向変位可能に取り付けてあれば、取付位置は適宜変更してもよい。
【００６４】
ばね要素は、ベース架台１２側の所要個所と制振体１７の所要個所との間に介装して、制振体用リニアガイド機構１３によりガイドされて往復移動する制振体１７の固有振動数を、制振対象構造物１の固有振動数に同期するように調整することができるようにしてあれば、図示したばねユニット１８以外のいかなる構成のばね要素を採用してもよく、又、制振体１７の重量や形状に応じて数や配置を適宜変更してもよい。
【００６５】
切替制御回路２２は、平常時は制振体１７をアクティブ動作させることができ、一方、、停電時や、不測の事態によって制振体１７の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になるようなＰＬＣ５０による所定のパッシブ切替条件に応じて、ピン昇降駆動機構２０を、嵌合ピン１９をボールねじ機構１１のナット１０部材に取り付けた嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させるように動作させることができるようにしてあれば、図５（イ）（ロ）に記載した以外の回路構成としてもよい。
【００６６】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 制振対象構造物
６ 駆動モータ
８ ねじ軸
１０ ナット部材
１１ ボールねじ機構
１３ リニアガイド機構（ガイド機構）
１４ リニアガイド機構（ガイド機構）
１５ 嵌合部材
１６ 嵌合穴
１７ 制振体
１８ ばねユニット（ばね要素）
１９ 嵌合ピン
２０ ピン昇降駆動機構
２２ 切替制御回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビルや吊橋のタワー等の地上構造物やその他所要の制振対象構造物に設置して、該制振対象構造物の揺れに応じて可動マスを往復駆動することにより上記制振対象構造物の制振を行うようにしてある能動型の制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記各種地上構造物等が風荷重や地震により揺れを生じたときに、その振幅、振動を速やかに減衰させるための制振装置として従来提案されているものの一つに、マス・ダンパ形式の制振装置がある。
【０００３】
この種のマス・ダンパ形式の制振装置は、上記各種地上構造物等の制振対象構造物の上部に、所要質量の錘である制振体（可動マス）を、制振を望む方向に沿って往復移動可能に設けてなる構成として、該制振体を、制振対象構造物の揺れに応じて往復移動させることにより該制振対象構造物の制振を行うようにしてあるものであり、上記制振体の往復移動を、制振対象構造物との力学的バランスを利用して自然に行わせるようにしてある受動型（パッシブ方式）のものと、外部からの供給エネルギーを利用して上記制振体を往復駆動する能動型のものに大別されている。
【０００４】
更に、上記能動型の制振装置は、アクティブ方式とハイブリッド方式のものが知られており、このうち、ハイブリッド方式の制振装置は、上記受動型の制振装置と同様に、制振対象構造物の制振を望む方向に沿って往復移動可能な所要質量の制振体を備え、更に、該制振体を所要のアクチュエータにより往復駆動させるようにしたものである。
【０００５】
図６（イ）（ロ）は、上記ハイブリッド方式のアクティブ型制振装置の一例の概略を示すもので、制振対象構造物１の上にベース架台２を設け、該ベース架台２上に、左右一対のガイドレール３ａが、制振対象構造物１の揺れ方向となる前後方向に延びるように設置してある。更に、上記各ガイドレール３ａ上に、錘である制振体４が、ガイドブロック３ｂを介して前後方向移動自在に取り付けてあり、上記ガイドレール３ａとガイドブロック３ｂとからリニアガイド機構３が形成してある。
【０００６】
上記制振体４の所要個所と、該各個所に対応するベース架台２の所要個所との間には、ばね定数や伸縮ストロークを調整可能な固有振動数調整用のばね要素５が、略上下方向に配置して取り付けてある。
【０００７】
上記ベース架台２上の前後方向両端部の幅方向中央部には、駆動モータ６と、ロータリートルクダンパや回転式油圧ダンパや渦流ダンパ等の機械式ダンパ７が対向させて設置してあり、その間に、前後方向に延びるねじ軸８を配置して長手方向の両端部を軸受９を介して上記ベース架台２上に回転自在に支持させると共に、該ねじ軸８の上記各軸受９よりそれぞれ突出する各突出端部が、上記駆動モータ６の出力軸と機械式ダンパ７の入力軸にそれぞれ連結してある。
【０００８】
更に、上記ねじ軸８に螺合するナット部材１０を、上記制振体４に固定した構成として、上記駆動モータ６と、該駆動モータ６により回転駆動されるねじ軸８と、ねじ軸８の回転に伴って該ねじ軸８の長手方向に移動するナット部材１０からなるボールねじ機構１１が構成してある。
【０００９】
かかる構成としてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置によれば、上記ばね要素５により上記制振体４の固有振動数を制振対象構造物１の固有振動数に合わせるように調整した状態にて、上記制振対象構造物１に空気力等による揺れが発生して、図示しない揺れ検知センサにより検知されると、その信号に基づいて位相制御された変位信号が図示しない制御装置から上記駆動モータ６へ送られて、該駆動モータ６が正逆転駆動させられることにより、駆動モータ６に出力側に連結してあるねじ軸８に螺合させたナット部材１０と一体に制振体４が往復移動させられ、この制振体４の慣性力が上記制振対象構造物１に生じた揺れを打ち消すように作用することで、該制振対象構造物１の振動の振幅が抑制されると共に速やかに減衰されるようにしてある。
【００１０】
更に、この際、上記リニアガイド機構３によりガイドされて上記制振体４が往復移動するときに前後斜め方向に引き伸ばされる上記ばね要素５の復元力の水平分力が、上記制振体４に作用するようにしてあることで、該制振体４を上記制振対象構造物１の固有振動数に同調した反復運動を安定して行わせることができるようにしてあると共に、上記ばね要素５の復元力の水平分力を、上記反復移動する制振体４の中立位置への戻り力として利用することで、上記駆動モータ６の駆動力を低減できるようにしてある。
【００１１】
ところで、上記構成としてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置によれば、停電等により上記駆動モータ６電力供給が停止した場合には、アクティブな制振を行えなくなる。しかし、この場合は、上記駆動モータ６をフリーな状態とすることにより、制振対象構造物１に発生した揺れのエネルギーを、制振体４の水平方向の運動エネルギーに変換させ、該制振体４の運動エネルギーを、ナット部材１０を介して上記ねじ軸８の回転エネルギーに変換させ、該ねじ軸８の回転エネルギーを、上記機械式ダンパ７により消費させることで、パッシブ型の制振作用を発揮させることができるようにしてある（たとえば、特許文献１参照）。
【００１２】
又、制振体の駆動機構としてボールねじ機構を用いるようにしてあるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置にて、上記ボールねじ機構における駆動モータとねじ軸とをクラッチを介して連結してなる構成として、停電時には上記クラッチを切り離すことで、パッシブ型の制振作用を発揮させるようにすることも従来提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−３２２２０１号公報
【特許文献２】特開平７−３１７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、上記特許文献１に示されたハイブリッド方式のアクティブ型制振装置にて、駆動モータ６へ電力供給が行われなくなった場合に、該駆動モータ６をフリーな状態とすると、制振対象構造物１の揺れのエネルギーを、制振体４の水平方向の運動エネルギーに変換した後、ボールねじ機構１１にてナット部材１０を介してねじ軸８の回転エネルギーに変換させ、該ねじ軸８の回転エネルギーを機械式ダンパ７により消費させることで、上記制振対象構造物１に対してパッシブ型の制振作用を発揮させることができて有効であるが、上記ボールねじ機構１１におけるねじ軸８とナット部材１０による逆効率や、駆動モータ６の回転子等の駆動装置の効率が影響するため、パッシブ型の制振作用を発揮させる際に制振体４の動きの効率を更に高めることが望まれている。
【００１５】
又、上記特許文献２に示されたように、ボールねじ機構における駆動モータとねじ軸との間にクラッチを設けた構成として、停電時に上記クラッチを切り離すようにしても、パッシブ型の制振作用を発揮させる際に、上記ボールねじ機構におけるねじ軸とナット部材との間の逆効率の影響は残ることとなる。
【００１６】
したがって、従来、制振体を往復駆動するための駆動機構としてボールねじ機構を採用してなるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置では、停電時等に上記ボールねじ機構の駆動モータに電力供給が行われなくなるときに、該駆動モータをフリーな状態としたり、駆動モータとねじ軸をクラッチにより切り離すようにしたとしても、制振対象構造物の揺れがある程度大きくならないと制振体が動き出さないというのが実状である。
【００１７】
そのために、上記従来のハイブリッド方式のアクティブ型制振装置は、停電等によってボールねじ機構の駆動モータへ電力供給が行われないときには、制振対象構造物に生じる比較的小さな揺れには対応することが難しかった。
【００１８】
そこで、本発明は、ボールねじ機構を用いて制振体を往復動させるようにしてなるハイブリッド方式のアクティブ型制振装置を更に発展させて、停電時、更には、不測の事態によって制振体の駆動系統に障害が発生した場合でも、制振対象構造物の小さな揺れに対して、その揺れのエネルギーにより制振体を円滑に単弦振動させてパッシブ方式の制振作用を十分に発揮することができる制振装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、制振対象構造物上に制振体をリニアガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のリニアガイド機構と平行な別のリニアガイド機構を設けると共に、該別のリニアガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のリニアガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成を有する制振装置とする。
【００２０】
又、上記構成において、平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした構成とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の制振装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）制振対象構造物上に制振体をガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のガイド機構と平行な別のガイド機構を設けると共に、該別のガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成としてあるので、平常時は、嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させることで、制振体を上記ボールねじ機構によりアクティブ動作させて制振対象構造物の揺れを抑制すると共に速やかに減衰させることができる。又、停電時や不測の事態によって制振体の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になる異常時には、上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させることで、制振体をボールねじ機構より切り離すことができるため、該制振体を制振対象構造物の揺れに応じて往復移動させてパッシブ型の制振効果を発揮させることができる。
（２）しかも、上記のようにパッシブ型の制振効果を発揮させる際に、上記制振体が制振対象構造物の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構のねじ軸とナット部材の間の逆効率が作用する虞を解消できるため、制振対象構造物に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体の制振対象構造物の揺れに伴う動作を円滑に開始させることができて、パッシブ型の制振効果を得ることができる。
（３）平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした構成とすることにより、平常時のアクティブ制振と、異常時のパッシブ制振とを自動的に切替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の制振装置の実施の一形態を示す概略側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図３】図２のＢ部を拡大して示す図である。
【図４】図１の制振装置の幅方向中央部での切断側面を示すもので、（イ）は嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態を、（ロ）は嵌合ピンをナット部材上の嵌合部材の嵌合穴より離脱させた状態をそれぞれ示す図である。
【図５】図１の制振装置における切替制御回路を示すもので、（イ）は全体構成を示す図、（ロ）はモータ用コントローラのシーケンス図である。
【図６】従来提案されているハイブリッド方式のアクティブ制振装置の一例の概略を示すもので、（イ）は一部切断概略側面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００２４】
図１乃至図５（イ）（ロ）は本発明の制振装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。なお、装置構成を説明する便宜上、制振対象構造物１の制振を望む揺れの方向を前後方向、それに直交する方向を左右方向と云うものとする。
【００２５】
すなわち、制振対象構造物１上に、矩形フレーム形状のベース架台１２を据付ける。上記ベース架台１２上における左右両側位置に、上記制振対象構造物１の揺れ方向となる前後方向に沿って延びる左右一対の制振体用のガイドレール１３ａを平行に設置する。上記ベース架台１２の幅方向中央部には、所要の長さ寸法を有する別のガイドレール１４ａを、上記各制振体用のガイドレール１３ａと平行に設置する。
【００２６】
更に、駆動モータ６と、該駆動モータ６の出力側に取り付けたねじ軸８と、該ねじ軸８に螺合したナット部材１０を具備してなるボールねじ機構１１を、上記ねじ軸８が上記ベース架台１２の幅方向中央部に設けたガイドレール１４ａの真上に平行に沿うように配置して、上記ベース架台１２上に設置すると共に、上記ナット部材１０を、上記ガイドレール１４ａにスライド自在に取り付けてあるガイドブロック（スライダ）１４ｂ上に載置して取り付ける。これにより、上記ベース架台１２の幅方向中央部のガイドレール１４ａとガイドブロック１４ｂから、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０用のガイド機構としてのリニアガイド機構１４を形成して、上記ねじ軸８の回転による上記ナット部材１０のねじ軸８の長手方向への移動を阻害することなく、該ナット部材１０が上記ねじ軸８の周りで上下方向に旋回しないようにして、該ナット部材１０を常に正立姿勢に保持できるようにしてある。
【００２７】
上記ナット部材１０の上側には、上面部に嵌合穴１６を備えた嵌合部材１５を取り付ける。
【００２８】
更に、上記ベース架台１２の左右両側位置に設けた各制振体１７用のガイドレール１３ａの上側に、下面の幅方向中央部に前後方向に延びる凹部（溝）を備えた形状として上記ボールねじ機構１１を跨ぐように配置した所要質量の制振体（可動マス）１７の幅方向両側部の底面を、それぞれガイドブロック（スライダ）１３ｂを介してスライド自在に取り付ける。
【００２９】
上記制振体１７の所要個所と、上記ベース架台１２の所要個所との間には、固有振動数調整用のばね要素としてのばねユニット１８を取り付けて、上記制振体１７を、上記ベース架台１２の左右両側位置のガイドレール１３ａと上記ガイドブロック１３ｂからなるガイド機構としての各制振体用リニアガイド機構１３を介して上記ベース架台１２上で、上記ばねユニット１８のバネ定数に応じて定まる所定の固有振動数で単弦振動（往復動）させることができるようにする。
【００３０】
更に、上記制振体１７の所要個所に、上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させるため嵌合ピン１９を上下方向スライド可能に設けると共に、該嵌合ピン１９を昇降させるためのピン昇降駆動機構２０を制振体１７上に設けた構成とする。これにより、上記制振体１７に取り付けてある上記嵌合ピン１９の真下に、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６を配置した状態で、上記ピン昇降駆動機構２０により上記嵌合ピン１９を下降させて上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より挿入して嵌合させた状態とすると、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６を運転して上記ねじ軸８を正逆転駆動することにより、該ねじ軸８に螺合させてある上記ナット部材１０と一緒に、上記嵌合部材１５と嵌合ピン１９を介して上記制振体１７を上記制振体用リニアガイド機構１３のガイドレール１３ａに沿って前後方向に往復動させることができるようにしてある。
【００３１】
一方、上記制振体１７に設けてあるピン昇降駆動機構２０により上記嵌合ピン１９を上昇させて、該嵌合ピン１９を上記嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させると、上記制振体１７を、上記ガイドレール１３ａ上で、上記ばねユニット１８のバネ定数によって定まる所定の固有振動数で単弦振動させることができるようにしてある。
【００３２】
更に、上記ベース架台１２上の所要個所と、上記制振体１７の底部所要個所との間に、該制振体１７の移動方向に沿って配置したダンパとしてのオイルダンパ２１を介装し、更に、停電時や後述する所定の条件のときに上記ピン昇降駆動機構２０を駆動して本発明の制振装置を、アクティブ動作している状態からパッシブ動作できるように切換えるための切替制御回路２２を備えて本発明の制振装置を構成する。
【００３３】
詳述すると、上記嵌合ピン１９は、上下方向に所要寸法延びるスライドロッド２３の下端部に一体に取り付けてあり、且つ、上記制振体１７の前後方向一端部（図４（イ）における右端部）における幅方向の中央部に、上記スライドロッド２３が、上下方向のリニアガイド機構２４を介して上下方向にスライド可能に取り付けてある。
【００３４】
上記スライドロッド２３の上端部には、図３に示すように、上下方向に所要寸法延びる円柱部材２５の下端部が一体に取り付けてあり、該円柱部材２５の外周に、皿ばね２６と、外周面の１８０度対向する左右位置に外向きに所要寸法突出する支持軸２８を一体に設けた環状部材２７を順に嵌めた状態で、該円柱部材２５の上端部に、該上端部のみに刻設した図示しないねじ部を介してロックナット２９を螺着して固定してある。これにより、上記円柱部材２５上端部に固定したロックナット２９により上記環状部材２７が該円柱部材２５の上方へ抜けないようにしてある。
【００３５】
上記嵌合ピン１９の昇降駆動機構２０は、図４（イ）に示すように、制振体１７の上面部における所要個所に、駆動モータとしてのステッピングモータ３１により伸縮駆動できるようにしたパワーシリンダ３０が、前後方向の一端側（図４（イ）では右側）へ向けて配置した状態で、ブラケット３２を介して上下に揺動可能に設置してある。
【００３６】
上記パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａの先端部には、上記制振体１７の上面部における前後方向一端寄り位置に立設したブラケット３３に長手方向両端部を回転自在に保持させた軸３４の中間部に上端側が一体に固定してある上下方向のレバー３５の下端部が、揺動可能に接続してある。且つ上記軸３４の長手方向両端寄り位置には、前後方向へ所要寸法延びて先端部となる前後方向一端部が上記スライドロッド２３の上方に配置されたレバー３６の基端部となる前後方向他端部が一体に固定してある。
【００３７】
更に、上記各前後方向レバー３６の前後方向一端部に、上記スライドロッド２３の上端部の円柱部材２５に取り付けてある上記環状部材２７の支持軸２８が、リンク３７を介してそれぞれ連結してある。これにより、図４（イ）に示すように、上記ステッピングモータ３１の運転により上記パワーシリンダを収縮作動させると、上記ブラケット３２に支持されている軸３４を支点として上下方向レバー３５及び前後方向レバー３６を、図４（イ）における時計回り方向に一体に回動させ、この回動に伴って該前後方向レバー３６の先端部となる前後方向の一端部を下降させて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７を押し下げることで、上記スライドロッド２３の下端部に取り付けてある嵌合ピン１９を、その下方に配置したボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させると共に、上記環状部材２７の押し下げにより、該環状部材２７と上記スライドロッド２３の上端面との間に介装してある上記皿ばね２６を上方より圧縮し、該圧縮された皿ばね２６の復元力により、上記スライドロッド２３と一体に嵌合ピン１９を下向きに付勢することで、上記嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より該嵌合ピン１９を嵌合させた状態で、がたつきが生じる虞を未然に防止できるようにしてある。
【００３８】
一方、図４（ロ）に示すように、上記ステッピングモータ３１の運転により上記パワーシリンダ３０を伸長作動させると、上記ブラケット３２に支持されている軸３４を支点として上下方向レバー３５及び前後方向レバー３６を図４（ロ）における反時計回り方向に一体に回動させ、この回動に伴って該前後方向レバー３６の先端部となる前後方向の一端部を上昇させて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７を引き上げ、この環状部材２７により上記円柱部材２５の上端部に取り付けてあるロックナット２９が係止されることで、上記円柱部材２５及びスライドロッド２３と一体に上記嵌合ピン１９を上方へ引き上げて、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０に取り付けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６より、上記嵌合ピン１９を上方へ離脱させることができるようにしてある。
【００３９】
上記ブラケット３３には、上記上下方向レバー３５の図４（イ）における時計回り方向の回動量を制限するためのストッパ３８が設けてあり、該ストッパ３８により上記軸３４を中心とする上記上下方向レバー３５と一体の前後方向レバー３６の図４（イ）における時計回り方向の回動量を制限することで、上記スライドロッド２３より上記嵌合ピン１９を介して上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５に過剰な荷重がかかる虞を未然に防止できるようにしてある。
【００４０】
上記ばねユニット１８は、図１及び図２に示すように上記制振体１７の前後方向中間部における上部の左右両側位置に配置して取付部材３９を介して該制振体１７の上面所要個所に取り付けたブラケット４０と、上記ベース架台１２の前後方向中間部の左右両側に突設した固定軸４１との間、及び、上記ベース架台１２の前後方向両端部にそれぞれ設けた上記制振体１７を取り囲む門型の支持架構４２の上端部の左右両側に設けたブラケット４３と、上記制振体１７の左右両側面の前後両端部位置よりそれぞれ斜め下向きに前後方向に突出させて取り付けたアーム部材４４の下端部に設けたブラケット４５との間に、それぞれ上下方向に介装させてある。これにより、上記ベース架台１２上にて、上記制振体１７が対応するリニアガイド機構１３によりガイドされて該ベース架台１２の前後方向中間部の中立位置より前後方向に変位すると、上記各ばねユニット１８が前後斜め方向に引き伸ばされるようにしてあり、この各ばねユニット１８の復元力の水平分力により、上記制振体１７を上記中立位置へ戻すことができるようにしてある。更に、該各ばねユニット１８は、上記制振体１７が前後方向へ往復移動するときの固有振動数を、制振対象構造物１の固有振動数に同調させるための図示しない調整機構を備えているものとする。
【００４１】
上記切替制御回路２２は、たとえば、図５（イ）（ロ）に示す如く、所要の電源４６に、無停電電源装置（ＵＰＳ）４７を介して上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）のステッピングモータ３１のドライブユニット４８が接続してある。
【００４２】
更に、上記無停電電源装置４７には、ＡＣ／ＤＣ電源４９を介してＰＬＣ５０が接続してある。上記ＰＬＣ５０には、該ＰＬＣ５０自体の故障を検出するためのＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１が設けてある。
【００４３】
更に又、上記無停電電源装置４７には、上記ドライブユニット４８に設けてあるモータ回転指令用の接点４８ａへモータ回転指令信号ａを出力するためのモータ用コントローラ５２が、別のＡＣ／ＤＣ電源５１を介して接続してある。
【００４４】
又、図５（ロ）にシーケンス図を示す如く、本発明の制振装置の図示しないカバーに設けてあるアクセスドアの開閉を検出するためのドア開閉検出スイッチ５３と、上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）が伸長作動側のストロークエンドに達すると開操作されるようにしてある伸長作動側のリミットスイッチ５４と、リレーＣとを直列に接続し、且つ上記ドア開閉検出スイッチ５３のドア閉側の接点５３ｂに、上記ＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１によりＰＬＣ５０の故障が検出されない平常時は開で、ＰＬＣ５０の故障が検出されると閉となるｂ接点ｒｙ１、及び、上記ＰＬＣ５０により後述する所定のパッシブ切替条件が検出されない平常時は開で、パッシブ切替条件が検出されてその検出信号ｂが出力されると閉止される接点５５を並列に接続する一方、上記ドア開閉検出スイッチ５３のドア開側の接点５３ａに、本発明の制振装置をアクティブ動作状態からパッシブ動作に切換える場合に手動で閉操作するためのパッシブ切替用手動スイッチ５６を接続してなる構成を備えたパッシブ切替用の回路が、直流制御母線ＰとＮとの間に設けてある。
【００４５】
更に、上記パワーシリンダ３０（図４（イ）参照）が収縮作動側のストロークエンドに達すると開操作されるようにしてある収縮作動側のリミットスイッチ５７と、本発明の制振装置をパッシブ動作状態からアクティブ動作に復帰させる場合に手動で閉操作するためのアクティブ復帰用手動スイッチ５８と、リレーＤとを直列に接続してなる構成のアクティブ復帰用の回路が、上記直流制御母線ＰとＮとの間に、上記パッシブ切替用の回路と並列に設けてある。
【００４６】
更に又、図５（イ）に示すように、上記モータ用コントローラ５２を、上記図５（ロ）に示したパッシブ切替用の回路に設けたリレーＣが励磁されると閉操作される接点ｃと、アクティブ復帰用の回路に設けたリレーＤが励磁されると閉操作される接点ｄをそれぞれ備えてなる構成として、上記接点ｃが閉操作されると、該モータ用コントローラ５２が、上記ドライブユニット４８のモータ回転指令用の接点４８ａへ、パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを伸長作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるためのモータ回転指令信号ａを出力し、一方、上記接点ｄが閉操作されると、上記ドライブユニット４８のモータ回転指令用の接点４８ａへ、パワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるためのモータ回転指令信号ａを出力するようにしてある。
【００４７】
なお、上記ＰＬＣ５０によるパッシブ切替条件は、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１のドライブユニット４８から故障、異常の信号が出力されて上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、制振体１７の往復移動の振幅を制御するようにしてある図示しない制振演算器（ＤＳＰ）より出力される故障、異常の検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、本発明の制振装置を作動させるために制振対象構造物１に設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号と、上記ベース架台１２にリファレンスとするために設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号のレベルに一定以上の乖離が検出された場合、及び、上記ドライブユニット４８の主電源（ブレーカー）のオーバーロードあるいは漏電等の異常が検出されてその検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、上記無停電電源装置４７の上位で停電が生じたことが該無停電電源装置４７により検出され、その検出信号が上記ＰＬＣ５０に入力された場合、及び、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６の電源供給回路（図示せず）に停電が生じた場合としてある。
【００４８】
なお、図示しない制御盤に設けてあるドアインタロック解除の切替スイッチが入っているときには、自動的にパッシブに切り替わらないようにしてあるものとする。
【００４９】
図１及び図２における符号５９は、ベース架台１２より制振対象構造物１側へ高周波の振動の伝達をカットするための防振ゴムを備えた脚である。その他、図６（イ）（ロ）に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００５０】
以上の構成としてある、本発明の制振装置を使用する場合は、予め、上記モータ用コントローラ５２からのモータ回転指令信号ａにより上記制振体１７上に設けてあるパワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動状態とさせて、上記嵌合ピン１９をスライドロッド２３と一緒に下降させて、ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させた状態としておく。又、図示しないカバーのアクセスドアを閉じることで、図５（ロ）のドア開閉検出スイッチ５３が、ドア閉側接点５３ｂに接続されるようにしておく。
【００５１】
この状態で、上記制振対象構造物１に揺れが発生して、図示しない揺れ検知センサにより検知されると、図６（イ）（ロ）に示した従来の制振装置と同様に、上記図示しない揺れ検知センサの信号に基づいて位相制御された変位信号が図示しない制御装置から上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６へ送られて、該駆動モータ６が正逆転駆動させられることにより、駆動モータ６の出力側に連結してあるねじ軸８に螺合させたナット部材１０と一緒に、該ナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合ピン１９を介して係止されている上記制振体１７が往復移動させられ、この往復移動する制振体１７の慣性力が上記制振対象構造物１に生じた揺れを打ち消すように作用することで、該制振対象構造物１の振動の振幅が抑制されると共に速やかに減衰されるようになる。よって、アクティブ動作による制振効果が発揮される。
【００５２】
この状態で、上記ＰＬＣ５０により前記した各種パッシブ切替条件、すなわち、ドライブユニット４８の故障、異常の信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、制振体１７の往復移動の振幅を制御する図示しない制振演算器（ＤＳＰ）の故障、異常の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、制振対象構造物１に設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号と、上記ベース架台１２にリファレンスとするために設けてある図示しない加速度センサによって検出されて上記ＰＬＣ５０に入力される加速度信号のレベルの一定以上の乖離、及び、上記ドライブユニット４８の主電源（ブレーカー）のオーバーロードあるいは漏電等の異常の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、上記無停電電源装置４７の上位での停電の発生の検出信号の上記ＰＬＣ５０への入力、及び、上記ボールねじ機構１１の駆動モータ６の電源供給回路（図示せず）の停電のいずれかが発生すると、上記ＰＬＣ５０より出力されるパッシブ切替条件の検出信号に基づいて、上記接点５５が閉止される。
【００５３】
上記のようにして接点５５が閉止されると、該接点５５及び上記ドア閉側接点５３ｂに接続したドア開閉検出スイッチ５３と、上記したようにパワーシリンダ３０の作動ロッド３０ａを収縮作動状態とさせてあることで閉状態となっている伸長作動側リミットスイッチ５４を介して制御母線Ｐ，ＮよりリレーＣへの通電が行われ、このリレーＣの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、該モータ用コントローラ５２から、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１用のドライブユニット４８の対応する接点４８ａへ、上記パワーシリンダ３０を伸長作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるようにモータ回転指令信号ａが発せられるようになる。
【００５４】
したがって、上記ドライブユニット４８による上記ステッピングモータ３１の運転が行われて上記パワーシリンダ３０が伸長作動させられるようになるため、図４（ロ）に示したように、上記上下方向レバー３５と軸３４と前後方向レバー３６が、上記軸３４を中心に旋回させられ、これにより、上記前後方向レバー３６の先端部となる前後方向一端部が引き上げられて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７が引き上げられることで、該環状部材２７に係止されるロックナット２９と一緒に、円柱部材２５、スライドロッド２３及び嵌合ピン１９が上昇させられて、該嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させられる。その後、上記パワーシリンダ３０が伸長側のストロークエンドに達して、伸長作動側リミットスイッチ５４が開作動すると、上記リレーＣが消磁されて、上記モータ用コントローラ５２に設けてある上記リレーＣの接点ｃが開操作されるため、該モータ用コントローラ５２より上記ドライブユニット４８へのモータ回転指令信号ａも停止されて上記ステッピングモータ３１によるパワーシリンダ３０の伸長作動が停止される。
【００５５】
上記のようにして嵌合ピン１９が上記嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱すると、上記制振体１７は、上記ボールねじ機構１１から完全に切り離される。よって、この状態で、制振対象構造物１に揺れが発生すると、その揺れのエネルギーが、上記ばねユニット１８によって制振対象構造物１の固有振動数と固有振動数が同期するように調整されている上記制振体１７の水平方向の運動エネルギーに変換され、該制振体１７の運動エネルギーが、上記制振体１７とベース架台１２との間に設けてあるオイルダンパ２１により消費されることで、エネルギーが減衰させられ、このエネルギーの減衰によるパッシブ型の制振作用が発揮されるようになる。この際、上記制振体１７が制振対象構造物１の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８とナット部材１０間の逆効率が作用することはないため、制振対象構造物１に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体１７の制振対象構造物１の揺れに伴う動作が円滑に開始されてパッシブ型の制振効果が発揮されるようになる。
【００５６】
又、本発明の制振装置にて、上記と同様に上記ボールねじ機構１１による上記制振体１７の往復移動を行わせることでアクティブ動作による制振効果が発揮できるようにしてある状態で、何等かの不測の事態により上記ＰＬＣ５０に故障が生じて、ＰＬＣ故障出力接点ＲＹ１により故障の検出が行われた場合は、そのｂ接点ｒｙ１が閉じて、該ｂ接点ｒｙ１及び上記ドア閉側接点５３ｂに接続したドア開閉検出スイッチ５３及び上記伸長作動側リミットスイッチ５４を介して上記リレーＣへの通電が行われ、このリレーＣの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、上記ＰＬＣ５０の故障によっても、上記と同様に、制振体１７に設けてある嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させられることで、本発明の制振装置によるパッシブ型の制振効果が発揮されるようになる。
【００５７】
更に、本発明の制振装置の図示しないカバーのアクセスドアを開いた状態とすることで、図５（ロ）のドア開閉検出スイッチ５３が、ドア開側接点５３ａに接続されるようにした状態で、パッシブ切替用手動スイッチ５６を閉操作することによっても、上記リレーＣへの通電が行われて、このリレーＣの励磁により上記モータ用コントローラ５２における上記リレーＣの接点ｃが閉操作されるようになるため、上記と同様に、本発明の制振装置を、アクティブ動作させる状態から、パッシブ型の制振効果が発揮されるように切換えられる。
【００５８】
上記のようにして、制振体１７側に設けてある嵌合ピン１９を、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させることで、パッシブ型の制振効果を発揮させるようにしてある本発明の制振装置を、アクティブ動作に復帰させる場合は、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８を、たとえば、該ねじ軸８における駆動モータ６接続側とは反対側の端部に６角の面取りを設けておき、該面取り部にレンチをかけて手動で回す等の所要の手法により回転させて、上記ナット部材１０を移動させることで、該ナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６を、上記制振体１７側に設けてある嵌合ピン１９の真下に配置させ、この状態で、図５（ロ）におけるアクティブ復帰用手動スイッチ５８を閉操作する。これにより、該アクティブ復帰用手動スイッチ５８及び収縮作動側リミットスイッチ５７を介して制御母線Ｐ，ＮよりリレーＤへの通電が行われ、このリレーＤの励磁により、上記モータ用コントローラ５２では上記リレーＤの接点ｄが閉操作されるようになるため、該モータ用コントローラ５２から、上記パワーシリンダ３０のステッピングモータ３１用のドライブユニット４８の対応する接点４８ａへ、上記パワーシリンダ３０を収縮作動させる方向へステッピングモータ３１を回転させるようにモータ回転指令信号ａが発せられるようになる。
【００５９】
したがって、上記ドライブユニット４８による上記ステッピングモータ３１の運転が行われて上記パワーシリンダ３０が収縮作動させられるようになることで、図４（イ）に示したように、上記上下方向レバー３５と軸３４と前後方向レバー３６が、上記軸３４を中心に旋回させられ、これにより、上記前後方向レバー３６の先端部となる前後方向一端部が下げられて、該前後方向レバー３６の前後方向一端部にリンク３７を介して支持軸２８が連結されている環状部材２７が押し下げられることで、皿ばね２６を介してスライドロッド２３及び嵌合ピン１９が下方へ付勢されて、該嵌合ピン１９が、上記ボールねじ機構１１のナット部材１０上の嵌合部材１５の嵌合穴１６に嵌合させられるようになる。その後、上記パワーシリンダ３０が収縮側のストロークエンドに達して、収縮作動側リミットスイッチ５７が開作動すると、上記リレーＤが消磁されて、上記モータ用コントローラ５２に設けてある上記リレーＤの接点ｄが開操作されるため、該モータ用コントローラ５２より上記ドライブユニット４８へのモータ回転指令信号ａも停止されて上記ステッピングモータ３１によるパワーシリンダ３０の収縮作動が停止される。これにより、本発明の制振装置が、制振体１７をアクティブ動作させることが可能な初期状態に復帰されるようになる。
【００６０】
このように、本発明の制振装置によれば、平常時は制振体１７をアクティブ動作させて制振対象構造物１の揺れを抑制すると共に、速やかに減衰させることができ、又、停電時や不測の事態によって制振体１７の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になる場合は、制振体１７を自動的にボールねじ機構１１より切り離してパッシブ型の制振効果を発揮させることができる。
【００６１】
しかも、上記のようにパッシブ型の制振効果を発揮させる際、上記制振体１７が制振対象構造物１の揺れに応じて動くときに、上記ボールねじ機構１１のねじ軸８とナット部材１０間の逆効率が作用する虞を解消できるため、制振対象構造物１に生じる揺れが弱い場合であっても、上記制振体１７の制振対象構造物１の揺れに伴う動作を円滑に開始させることができて、パッシブ型の制振効果を得ることができる。
【００６２】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ピン昇降駆動機構２０は、制振体１７に上下方向に変位可能に設けてある嵌合ピン１９を、ステッピングモータ３１のような駆動モータの動力により昇降駆動して、該嵌合ピン１９を、ボールねじ機構１１のナット部材１０上に設けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させた状態と、該嵌合穴１６より離脱させた状態を切換えることができるようにしてあれば、図示した以外の形式のピン昇降駆動機構２０を設けるようにしてもよい。
【００６３】
嵌合ピン１９は、制振体１７に、ボールねじ機構１１のナット部材１０上に設けてある嵌合部材１５の嵌合穴１６に上方より嵌合させた状態から、該嵌合穴１６より離脱させた状態まで上下方向変位可能に取り付けてあれば、取付位置は適宜変更してもよい。
【００６４】
ばね要素は、ベース架台１２側の所要個所と制振体１７の所要個所との間に介装して、制振体用リニアガイド機構１３によりガイドされて往復移動する制振体１７の固有振動数を、制振対象構造物１の固有振動数に同期するように調整することができるようにしてあれば、図示したばねユニット１８以外のいかなる構成のばね要素を採用してもよく、又、制振体１７の重量や形状に応じて数や配置を適宜変更してもよい。
【００６５】
切替制御回路２２は、平常時は制振体１７をアクティブ動作させることができ、一方、、停電時や、不測の事態によって制振体１７の駆動系統に何等かの障害が生じてアクティブ制御が不能になるようなＰＬＣ５０による所定のパッシブ切替条件に応じて、ピン昇降駆動機構２０を、嵌合ピン１９をボールねじ機構１１のナット１０部材に取り付けた嵌合部材１５の嵌合穴１６より離脱させるように動作させることができるようにしてあれば、図５（イ）（ロ）に記載した以外の回路構成としてもよい。
【００６６】
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 制振対象構造物
６ 駆動モータ
８ ねじ軸
１０ ナット部材
１１ ボールねじ機構
１３ リニアガイド機構（ガイド機構）
１４ リニアガイド機構（ガイド機構）
１５ 嵌合部材
１６ 嵌合穴
１７ 制振体
１８ ばねユニット（ばね要素）
１９ 嵌合ピン
２０ ピン昇降駆動機構
２２ 切替制御回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象構造物上に制振体をガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のガイド機構と平行な別のガイド機構を設けると共に、該別のガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした請求項１記載の制振装置。
【請求項１】
制振対象構造物上に制振体をガイド機構を介して水平方向に移動自在に設け、且つ上記制振体と上記制振対象構造物上の固定部との間に、上記制振体の固有振動数を調整するためのばね要素を取り付け、更に、上記制振対象構造物上に、上記制振体用のガイド機構と平行な別のガイド機構を設けると共に、該別のガイド機構上に沿って延びるねじ軸と、該ねじ軸を回転させるための駆動モータと、上記ねじ軸に螺合したナット部材からなるボールねじ機構を設けて、上記ナット部材を上記別のガイド機構に取り付け、且つ上記ナット部材上に、嵌合穴を備えた嵌合部材を、又、上記制振体の所要個所に、ピン昇降駆動機構により昇降可能な嵌合ピンをそれぞれ設けて、該ピン昇降駆動機構により昇降させられる上記嵌合ピンを上記ナット部材上の嵌合部材の嵌合穴に嵌合させた状態と、該嵌合穴より離脱させた状態を切換えることができるようにしてなる構成を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
平常時はピン昇降駆動機構により嵌合ピンをボールねじ機構のナット部材に設けてある嵌合部材の嵌合穴に嵌合させてアクティブ動作できるようにし、停電時、制振体の駆動系統に障害発生時の如き異常時は、上記ピン昇降装置により上記嵌合ピンを嵌合部材の嵌合穴より離脱させて制振体をパッシブ動作できるよう切替えるための切替制御回路を備えるようにした請求項１記載の制振装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３８５９２（Ｐ２０１１−３８５９２Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６４８５（Ｐ２００９−１８６４８５）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（５０９３３８９９４）株式会社ＩＨＩインフラシステム (104)
【Ｆターム（参考）】
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