【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制振装置に係り、特に付加質量を駆動して構造物の振動を制振するよう構成された制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばビル等の構造物においては、地震あるいは風圧等による振動を制振するための制振装置が設けられている。 この種の制振装置では、主にビルの質量に応じた所定の重量を有する付加質量を、ビルの振動状態に応じて変位させることによりビルの振動を制振するようになっている。

【０００３】また、従来の制振装置としては、例えば特開平２−３００４７８号に示されているように、構造物の振動に応じて付加質量を移動させて振動を制振するアクティブ動吸振器を使用したものがある。 この種の動吸振器では、付加重量をリニアベアリング等により摺動自在に支持するとともに、付加質量に螺合するボールネジ等の伝達機構をモータにより駆動し、付加質量が水平方向に往復動されるように構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような動吸振器を有する制振装置においては、ボールネジ等の伝達機構を介してモータの駆動力を付加質量に伝達する構成であるため、頻繁に付加質量を駆動させる場合にはボールネジの一部に摩耗が生じやすく、長期間連続して使用されるとボールネジが破損してしまうおそれがあった。

【０００５】さらに、従来の構成では、ボールネジ等の伝達機構を必要とする構成であるので、その分部品点数が多くなり、組み立て工数が増加して製造コストが高価になっていた。 また、従来の制振装置では、付加質量を一方向に駆動させる構成であり、例えば構造物の振動方向が変化する場合には、各方向毎の振動を制振できるように複数の動吸振器を設置する必要があり、構成が複雑になるばかりか施工に多くの手間を要すると共に、メンテナンスの手間も増大することになる。

【０００６】そこで、本発明は上記問題を解決した制振装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。 本発明は、構造物の振動に応じて付加質量を駆動する駆動部を有し、
該駆動部を駆動制御して該構造物を制振する制振装置において、前記駆動部は、前記付加質量を一方向に移動させる第１のリニアモータと、前記付加質量を前記一方向と異なる方向に移動させる第２のリニアモータと、よりなり、前記構造物の振動に応じて前記付加質量を直接駆動することを特徴とするものである。

【０００８】従って、本発明によれば、駆動部が構造物の振動に応じて付加質量を直接駆動する第１、第２のリニアモータよりなるため、駆動力を付加質量に伝達する機械的な伝達機構が不要になり、伝達機構が摩耗して制振動作できなくなるおそれがない。 また、構成の簡略化を図ることができると共に、メンテナンスが容易に行える。 さらに、第１のリニアモータと第２のリニアモータにより付加質量を平面的に動作させることが可能になり、一方向だけでなく水平方向のどの方向の振動でも制振することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面と共に本発明の一実施例について説明する。 図１は本発明の第１実施例の制振装置１がビル２の屋上に設置された状態を示す斜視図、図２は制振装置１の平面図である。

【００１０】制振装置１は、大略、構造物としてのビル２の屋上２ａに設置された動吸振器３が制御装置４からの制御信号により制振動作してビル２の水平方向の振動を制振する構成となっている。 この動吸振器３は、所定の重量を有する付加質量５と、付加質量５を支持する積層ゴム６（６ ₁ 〜６ ₄ ）と、付加質量５を直接駆動する駆動部７と、ビル２の屋上２ａに固定され駆動部７を保持するベース８（図１中、一点鎖線で示す）とよりなる。

【００１１】駆動部７は、付加質量５をＸ方向に押圧して駆動する第１のリニアモータ９と、付加質量５をＹ方向に押圧して駆動する第２、第３のリニアモータ１０，
１１とから構成されている。 各リニアモータ９〜１１
は、後述するようにボイスコイルモータよりなり、電磁力により付加質量５をＸ，Ｙ方向に直接駆動する。

【００１２】尚、本実施例では、Ｘ方向に１台のリニアモータ９を配し、Ｙ方向に２台のリニアモータ１０，１
１を配したが、これに限らず、Ｘ方向に２台のリニアモータを配設しても良いし、あるいはＸ，Ｙ方向の夫々に１台ずつあるいは２台以上のリニアモータを配設しても良いので、リニアモータの設置数及びその組み合わせはビル２の質量や構造に合わせて自由に設定することができる。

【００１３】動吸振器３は、付加質量５がリニアモータ９〜１１により直接駆動されるよう構成されているので、従来のようにボールネジ等の伝達機構が不要であり、構成の簡略化が図られており、組み立て作業が簡単になると共に製造コストが安価になっている。 また、動吸振器３では、積層ゴム６（６ ₁ 〜６ ₄ ）とリニアモータ９〜１１を点検すれば良いので、メンテナンスを容易に行える。

【００１４】また、ビル２の屋上の四隅には、地震あるいは風圧による振動状態の変位、速度、あるいは加速度により検出する振動状態検出センサ（以下単に「センサ」という）１２（１２ ₁ 〜１２ ₄ ）が設置されている。 各センサ１２ ₁ 〜１２ ₄は、夫々一方向の変位、速度、あるいは加速度を検出するものであり、例えばセンサ１２ ₁は北、センサ１２ ₂は西、センサ１２ ₃は南、
センサ１２ ₃は東といった具合にビル２の東西南北の振動を検出する。 そのため、制御装置４は、このセンサ１
２（１２ ₁ 〜１２ ₄ ）からの検出信号（各方向のベクトル）に基づいてビル２の振動方向及び加速度のベクトルを求め、ビル２の振動を制振する方向に付加質量５が駆動されるようにリニアモータ９〜１１を駆動制御する。

【００１５】図２に示すように、第１のリニアモータ９
は、付加質量５の右側面５ａとベース８の壁部８ａとの間に介在し、モータ本体９ａが壁部８ａに固定され、Ｘ
方向に駆動される駆動シャフト９ｂが付加質量５の右側面５ａに当接している。 また、第２、第３のリニアモータ１０，１１は、付加質量５の正面５ｂとベース８の壁部８ｂとの間に平行に配設され、モータ本体１０ａ，１
１ａが壁部８ｂに固定され、Ｙ方向に駆動される駆動シャフト１０ｂ，１１ｂが付加質量５の正面５ｂに当接している。

【００１６】また、付加質量５の右側面５ａ及び正面５
ｂには、駆動シャフト９ｂ，１０ｂ，１１ｂの先端が摺動可能に当接する摺動レール１３，１４が取り付けられている。 図３にリニアモータ１０の構成を拡大して示す。 尚、リニアモータ９〜１１は同一構成であるので、
他のリニアモータの説明は省略する。

【００１７】リニアモータ１０は、モータ本体１０ａ内に挿入された駆動シャフト１０ｂを軸方向に駆動させる構成である。 モータ本体１０ａは、筒状の鉄心１５と、
鉄心１５の内周に嵌合する筒状の永久磁石１６と、鉄心１５の中央部から軸方向に延在する直動軸受１７とからなる。

【００１８】また、駆動シャフト１０ｂは、永久磁石１
６と直動軸受１７との間に形成された筒状空間１８に挿入される筒状のコイル１９と、コイル１９に連結された筒状の軸２０と、軸２０の端部を垂直方向に貫通するピン２１により結合された摺動部材２２とからなる。 摺動部材２２は付加質量５の正面５ｂに取り付けられた摺動レール１４に当接しており、垂直なピン２１を中心として水平方向に揺動することができる。 従って、摺動部材２２は付加質量５の動きに応じて揺動しながら付加質量５を押圧することができる。

【００１９】コイル１９は電流が通電されると、永久磁石１６の磁力とのバランスにより直動軸受１７及び筒状空間１８に非接触で支持され、通電により生じた駆動力（フレミングの左手の法則で得られる磁界及び電流と直交する力）により軸方向（Ｙ方向）に駆動される。 そして、コイル１９に生じた力は、軸２０、ピン２１、摺動部材２２を介して付加質量５に伝達される。

【００２０】また、付加質量５は積層ゴム６（６ ₁ 〜６
₄ ）によりベース８上で弾力的に支持されているため、
水平方向のどの方向にも変位することができる。 従って、制振装置１はＸ方向あるいはＹ方向だけでなく水平方向のどの方向の振動でも制振することが可能である。

【００２１】図４は積層ゴム６（６ ₁ 〜６ ₄ ）を拡大して示す斜視図である。 積層ゴム６は、円盤状に形成された複数のゴム板２４（２４ ₁ 〜２４ _n ）と、円盤状に形成された複数の金属板２５（２５ ₁ 〜２５ _n-1 ）とが交互に積層されてなる。 積層ゴム６は、相当な重量を有する付加質量５を揺動自在に支持するため、粘弾性を有するゴム板２４（２４ ₁ 〜２４ _n ）だけでは支えきれず、
ゴム板２４間に鉄製の金属板２５が介在することにより強度が確保されている。

【００２２】また、積層ゴム６は、金属板２５の方がゴム板２４よりも大径となっており、さらにゴム板２４及び金属板２５の外周にはゴム製の被膜２６（図２中、一点鎖線で示す）が被覆されており、ゴム板２４及び金属板２５が密着した状態のまま一体的に結合されている。

【００２３】従って、積層ゴム６は、水平方向の振動が入力されると、あたかも１個の弾性体の如く弾性変形することができ、付加質量５を水平方向に揺動可能に支持している。 よって、動吸振器３は、リニアモータ９〜１
１が駆動されないときは、パッシブ動吸振器として機能することができ、リニアモータ９〜１１が駆動されることによりアクティブ動吸振器として機能することができる。

【００２４】図５は積層ゴム６（６ ₁ 〜６ ₄ ）に支持された付加質量５をパッシブ動吸振器として使用する場合のモデル化した模式図である。 付加質量５の質量をＭとし、ｎ層の積層ゴム６の各層の金属板２５の質量をｍ _r
とし、ゴム板２４のばね定数をＫ _r1 〜Ｋ _rnとしてモデル化する。 そして、一つの積層ゴム６において、各層の金属板２５の質量ｍ _rをゼロとして考えると、一の積層ゴム６ ₁のばね定数Ｋ _rAは、 １／Ｋ _rA ＝１／Ｋ _r1 ＋１／Ｋ _r2 ＋ … ＋１／Ｋ _rn … （１） により求まる。 また、他の積層ゴム６ ₂ 〜６ ₄のばね定数Ｋ _rB 〜Ｋ _rDも上式（１）と同様に求まる。 そして、４
個の積層ゴム６ ₁ 〜６ ₄が並列に付加質量５に接続された本実施例の構成のばね定数Ｋ _rは、次式により求まる。

【００２５】 Ｋ _r ＝Ｋ _rA ＋Ｋ _rB ＋Ｋ _rC ＋Ｋ _rD … （２） また、付加質量５の固有振動数ｆは次式（３）により求まる。 ｆ＝１／２π×√（Ｋ／Ｍ） … （３） 従って、付加質量５の固有振動数がビル２の水平方向の固有振動数と一致するように、付加質量６の質量と積層ゴム６全体のばね定数Ｋ _rとを設定することにより、ビル２の１次振動を抑制することができる。

【００２６】図６は制振装置１の制御系のブロック図である。 前述した各センサ１２（１２ ₁ 〜１２ ₄ ）からの各検出信号は、増幅器２８ ₁ 〜２８ ₄により増幅される。 制御装置４は、上記増幅器２８ ₁ 〜２８ ₄と、センサ１２により検出されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３０と、Ａ／Ｄ変換器３０から出力された振動状態検出信号に基づいてビル２の振動方向及び振幅、周期等の演算を行う演算装置３１と、各種データ及び制御プログラムを記憶する記憶装置３２と、演算装置３１から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器３３と、演算装置３１から出力された制御信号に応じて上記リニアモータ９〜１１を駆動制御するドライブ回路３４とを有する。

【００２７】各増幅器２８ ₁ 〜２８ ₄により増幅された信号は、Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換されて演算装置３１に出力される。 演算装置３１は、Ａ／Ｄ変換器３０から入力されたデジタル信号に基づいてリニアモータ９〜１１への制御量を演算する。

【００２８】さらに、演算装置３１の演算結果は、Ｄ／
Ａ変換器３２によりアナログ信号に変換されてドライブ回路３４に供給され、ドライブ回路３４は演算装置３１
で演算された制御量に応じた駆動信号としてのトルク指令電流をリニアモータ９〜１１のコイル１９に出力する。

【００２９】図７は動吸振器３をアクティブ動吸振器として駆動する場合に演算装置３１が実行する制御処理のフローチャートである。 ステップＳ１（以下「ステップ」を省略する）において、各センサ１２ ₁ 〜１２ ₄からの検出信号を監視しており、センサ１２ ₁ 〜１２ ₄の何れかから検出信号が出力されたときは、Ｓ２に進み、
センサ出力を読み込む。

【００３０】次のＳ３では、センサ１２ ₁ 〜１２ ₄により検出された検出信号に基づいてビル２の変位方向を求める。 尚、ビル２の変位方向としては、Ｘ方向、Ｙ
方向、Ｘ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向、
ある点を中心とする回転方向の力が作用してビル２が捩れるように変位する方向のいずれかを演算により求める。 続いて、Ｓ４でビル２の加速度を演算する。

【００３１】Ｓ５では、ビル２の変位方向がＸ方向であるか否かを判定しており、ビル２の変位方向がＸ方向であるときは、Ｓ６に進み、Ｘ方向のリニアモータ９の制御量を演算する。 その際、リニアモータ９の制御量は、
周知の最適レギュレータ理論に基づいて演算される。 すなわち、最適レギュレータ理論によれば、二次形式評価関数Ｊを最小にする状態フィードバックゲインベクトルＦをリカッチ方程式より求め、状態フィードバックゲインベクトルＦと、各センサ１２からのビル２の変位検出信号に基づいて、制御量ｕを求める。

【００３２】そして、リニアモータ９に制御量ｕを出力する（Ｓ７）。 これにより、リニアモータ９のコイル１
９に制御量ｕに応じた電流が通電され、コイル１９を有する駆動シャフト９ｂがＸ方向に駆動される。 付加質量５は積層ゴム６ ₁ 〜６ ₄により支持されているため、リニアモータ９がＸ方向に押圧すると共に同方向に揺動する。

【００３３】このように付加質量５は、リニアモータ９
により直接ビル２の変位方向に押圧され、その反力がベース８の壁部８ａを介してビル２に作用してビル２の振動が制振される。 尚、付加質量５がＸ方向に揺動する際、他のリニアモータ１０，１１の摺動部材２２は摺動レール１４を摺動する。

【００３４】また、上記Ｓ５において、ビル２の変位方向がＸ方向でないときは、Ｓ８に移行してビル２の変位方向がＹ方向であるか否かを判定する。 Ｓ８でビル２の変位方向がＹ方向であると判定されたときは、Ｓ９に進み、Ｙ方向のリニアモータ１０，１１の制御量を演算する。 その際、リニアモータ１０，１１の制御量は、前述したＳ６の場合と同様に周知の最適レギュレータ理論に基づいて演算される。

【００３５】そして、リニアモータ１０，１１に制御量ｕを出力する（Ｓ１０）。 これにより、リニアモータ１
０，１１のコイル１９に制御量ｕに応じた電流が通電され、コイル１９を有する駆動シャフト１０ｂ，１１ｂがＹ方向に駆動される。 付加質量５は積層ゴム６ ₁ 〜６ ₄
により支持されているため、リニアモータ１０，１１がＹ方向に押圧すると共に同方向に揺動する。

【００３６】このように付加質量５は、リニアモータ１
０，１１により直接ビル２の変位方向に押圧され、その反力がベース８の壁部８ａを介してビル２に作用してビル２の振動が制振される。 尚、付加質量５がＹ方向に揺動する際、他のリニアモータ９の摺動部材２２は摺動レール１３を摺動する。

【００３７】また、上記Ｓ８において、ビル２の変位方向がＹ方向でないときは、Ｓ１１に移行してビル２の変位方向がＸ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向であるか否かを判定する。 このＳ１１でビル２の変位方向がＸ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向であると判定されたときは、Ｓ１２に進み、Ｘ方向のリニアモータ９及びＹ方向のリニアモータ１０，１１の制御量を演算する。 その際、リニアモータ９〜１１の各制御量は、
前述したＳ６の場合と同様に周知の最適レギュレータ理論に基づいて演算される。

【００３８】そして、各リニアモータ９〜１１に制御量ｕを出力する（Ｓ１３）。 これにより、各リニアモータ９〜１１のコイル１９に制御量ｕに応じた電流が通電され、コイル１９を有する駆動シャフト９ｂがＸ方向に駆動されると同時に、コイル１９を有する駆動シャフト１
０，１１ｂがＹ方向に駆動される。 付加質量５は積層ゴム６ ₁ 〜６ ₄により支持されているため、リニアモータ９がＸ方向に押圧し、且つリニアモータ１０，１１がＹ
方向に押圧することによりビル２の変位方向（Ｘ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向）に揺動する。

【００３９】図８に示すように、付加質量５は、リニアモータ９〜１１により直接ビル２の変位方向に押圧され、例えばＡ方向に揺動する。 そして、その反力がベース８の壁部８ａ，８ｂを介してビル２に作用してビル２
の振動が制振される。 尚、付加質量５がＡ方向に揺動する際、リニアモータ９の摺動部材２２は摺動レール１３
を摺動し、他のリニアモータ１０，１１の摺動部材２２
は摺動レール１４を摺動する。

【００４０】また、上記Ｓ１１において、ビル２の変位方向がＸ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向でないときは、Ｓ１４に移行してビル２にある点を中心とする回転方向の力が作用してビル２が捩れるように変位したか否かを判定する。 このＳ１４でビル２の変位方向が捩れ方向であるときは、Ｓ１５に進み、Ｘ方向のリニアモータ９及びＹ方向のリニアモータ１０，１１の制御量を演算する。 その際、リニアモータ９〜１１の各制御量は、前述したＳ６の場合と同様に周知の最適レギュレータ理論に基づいて演算される。

【００４１】そして、各リニアモータ９〜１１に制御量ｕを出力する（Ｓ１６）。 これにより、各リニアモータ９〜１１のコイル１９に制御量ｕに応じた電流が通電され、コイル１９を有する駆動シャフト９ｂがＸ方向に駆動されると同時に、コイル１９を有する駆動シャフト１
０，１１ｂがＹ方向に駆動される。 付加質量５は積層ゴム６ ₁ 〜６ ₄により支持されているため、リニアモータ９がＸ方向に押圧し、且つリニアモータ１０，１１がＹ
方向に押圧することによりビル２の変位方向（Ｘ，Ｙ方向に対してある角度ずれた水平方向）に揺動する。

【００４２】図９に示すように、付加質量５は、リニアモータ９〜１１により直接ビル２の変位方向に押圧され、例えばＢ方向（時計方向）に回動するように駆動される。 この場合、リニアモータ１０と１１との駆動力が異なり、リニアモータ１０の方が大きな駆動力で付加質量５を押圧する。 そして、その反力がベース８の壁部８
ａ，８ｂを介してビル２に作用してビル２の振動が制振される。

【００４３】尚、付加質量５がＢ方向に回動する際、リニアモータ９の摺動部材２２はピン２１を中心に揺動しながら摺動レール１３を摺動し、他のリニアモータ１
０，１１の摺動部材２２もピン２１を中心に揺動しながら摺動レール１４を摺動する。 また、ビル２の捩れ方向が上記の場合と逆方向である場合、図１０に示すように、付加質量５は、リニアモータ９〜１１により直接ビル２の変位方向であるＣ方向（反時計方向）に回動するように駆動される。 この場合、リニアモータ１０よりリニアモータ１１の方が大きな駆動力で付加質量５を押圧すると共にＸ方向のリニアモータ９も付加質量５を押圧する。 そして、その反力がベース８の壁部８ａ，８ｂを介してビル２に作用してビル２の振動が制振される。

【００４４】このように、制振装置１は、Ｘ，Ｙ方向のリニアモータ９〜１１の駆動により付加質量５が水平方向のどの方向にも揺動することができ、１台でビル２のどの方向の振動も制振することができる。 そのため、従来装置のように、一方向しか制振できないものを複数台設置する必要がないので、設置スペースが小さくて済み、しかも構成の簡略化が図れる。 その結果、設置作業及び設置後のメンテナンスが容易に行える。

【００４５】尚、上記実施例では、ビル２の屋上２ａにセンサ１２を設置してビル２の振動方向及びその大きさを検出する構成としたが、高層ビルの場合には、各階によって変位量が異なり、一次振動モードだけでなく２次振動モードあるいは３次振動モードの振動となることもある。 そのような振動モードに対処するため、ビル２の各階あるいは振動の節となる階にセンサ１２を設置して動吸振器３を制振動作させるようにする。

【００４６】その場合、例えばビル２を図１１に示すようにモデル化して考える。 ビル２は質量ｍ _s1 〜ｍ
_sN-1と、ばね要素Ｋ _s1 〜Ｋ _sN-1と、減衰要素Ｃ _s1 〜Ｃ _sN
-1とより構成される数学モデルに置き換えられる。 また、動吸振器３は付加質量５が質量ｍ _aに置き換えられ、積層ゴム６がばね要素Ｋ _sN及び減衰要素Ｃ _sNに置き換えられる。

【００４７】また、リニアモータ９〜１１の制御力をｕ
の数学モデルに置き換える。 さらに、ビル２の各階の変位をｙ _s1 〜ｙ _sN-1 ，付加質量５の変位をｙ _a ，地面の変位をＺとする。 ビル２の各階の変位ｙ _s1 〜ｙ _sN-1と地面の変位Ｚとの差をとった相対変位を夫々ｘ _s1 〜ｘ _sN-1 ，
付加質量５の変位ｙ _aと地面の変位Ｚとの差をとった相対変位をｘ _sNとする。

【００４８】ここで、図１１の数学モデルに対して状態方程式をたてると次式のようになる。

【００４９】

【数１】

【００５０】但し、上記（４）式のＸ，Ａ，Ｂは以下のようにベクトルを表し、ｕは後述する制御量を表すベクトルである。

【００５１】

【数２】

【００５２】

【数３】

【００５３】この系に次式のような状態フィードバックが施されるならば、制御量ｕは、 ｕ＝−ＦＸ …（１１） と表される。 そして、次の閉ループ系の状態方程式が得られる。

【００５４】

【数４】

【００５５】ここに、Ｆは状態フィードバックゲインベクトル、ｕは制御量である。 このＦは最適レギュレータ理論を用いて次の手順で決定される。 まず、次式のような二次形式評価関数Ｊを定義する。

【００５６】

【数５】

【００５７】最適レギュレータ理論では、この二次形式評価関数Ｊを最小にする状態フィードバックゲインベクトルＦを決定する。 ここに、Ｑ，Ｒは重み行列と呼ばれ正定行列であり、Ｑを大きくすると応答性が向上し、Ｒ
を大きくすると制御量を小さくすることができる。

【００５８】上記状態フィードバックゲインベクトルＦ
を求めるには、次のリカッチ方程式 ＰＡ＋Ａ ^T Ｐ−ＰＢＲ ^-1 Ｂ ^T Ｐ＋Ｑ＝０ …（１４） の正定な解Ｐを求めれば、状態フィードバックゲインベクトルＦを次のように定めることによって評価関数Ｊを最小にすることができる。

【００５９】 Ｆ＝Ｒ ^-1 Ｂ ^T Ｐ …（１５） このときは、閉ループ系の漸次安定が保証されており、
安定化が図れる。 演算装置３１は、以上のような制御理論により算出された状態フィードバックゲインベクトルＦと、各センサ１２からのビル２の変位検出信号Ｘに基づいて、制御量ｕを求める。

【００６０】図１２に演算装置３１が実行するリニアモータ９〜１１の操作量ｕを算出するためのフローチャートを示す。 演算装置３１は、Ｓ２１において、制振装置１のシステムに異常がないかどうかをチェックする。 このＳ２１で異常がないときは、Ｓ２２に進みビル２の振動による各階及び付加質量５の相対変位などの状態量を前述したセンサ１２（１２ ₁ 〜１２n ）からの検出信号が入力される。

【００６１】そして、Ｓ２３では入力された状態量と前述した制御理論により算出した状態フィードバックゲインベクトルＦにより動吸振器３の制御量ｕを算出する。
続いてＳ２４に進み、算出された制御量ｕを動吸振器３
に出力する。 これにより、動吸振器３のリニアモータ９
〜１１は付加質量５を揺動させて制振動作を行う。

【００６２】尚、Ｓ２１において、システムの異常発生を示す異常信号が入力されたときは、Ｓ２５に進み制御量ｕを０としてＳ２４でｕ＝０を動吸振器３に出力する。 その場合、動吸振器３は制振動作をせず、停止する。 また、演算装置３１は、予め設定された所定時間間隔（例えば５msごと）で上記Ｓ２１〜Ｓ２５の処理を実行し、制御量ｕを出力する。

【００６３】従って、演算装置３１はビル２の各階の振動の大きさに応じたセンサ１２（１２ ₁ 〜１２n ）からの出力に基づいて制御量ｕを演算することができるため、動吸振器３は、例えば風圧による振動、地震発生時の振動、地震発生後の残留振動などのビル２の各階の振動状態の大きさに応じた制振動作を正確に行うことができ、ビル２の振動を短時間で収束させることができる。

【００６４】図１３に本発明の第２実施例を示す。 上記リニアモータ１０の駆動シャフト１０ｂの先端に装着された摺動部材２２は、断面がＣ字状に形成された摺動レール１４の溝１４ａに係合する鍔部２２ａを有する。 摺動部材２２の鍔部２２ａは、摺動レール１４の溝１４ａ
内に摺動自在に連結されている。 そのため、摺動部材２
２は付加質量５を一方向に押圧するだけでなく逆方向に引っ張る力を摺動レール１４に伝達すると共に、付加質量５がＹ方向に駆動されたときは摺動部材２２の鍔部２
２ａが相対的に摺動レール１４をＸ方向に摺動して駆動シャフト１０ｂに横方向の応力が作用しないように構成されている。

【００６５】また、リニアモータ１０は第１実施例の場合と同様にコイル１９に電流が通電されると付加質量５
を一方向に押圧し、コイル１９へ逆向きの電流が通電されると付加質量５を逆方向に引っ張ることができる。 従って、リニアモータ１０はコイル１９への通電方向を切り換えることにより付加質量５を往復駆動することができる。

【００６６】尚、図１３では図示していないが、前述した第１実施例の場合と同様に、ビル２の振動を制振する方向に付加質量５を駆動させる３個のリニアモータ９〜
１１が設けられている。 第１のリニアモータ９は、付加質量５の右側面５ａとベース８の壁部８ａとの間に介在し、モータ本体９ａが壁部８ａに固定され、Ｘ方向に駆動される駆動シャフト９ｂの端部に設けられた摺動部材２２の鍔部２２ａが付加質量５の右側面５ａに取り付けられた摺動レール１３に摺動自在に連結されている。 また、第３のリニアモータ１１は、付加質量５の正面５ｂ
とベース８の壁部８ｂとの間に第２のリニアモータ１０
と平行に配設され、モータ本体１１ａが壁部８ｂに固定され、Ｙ方向に駆動される駆動シャフト１１ｂの端部に設けられた摺動部材２２の鍔部２２ａが付加質量５の正面５ｂに取り付けられた摺動レール１４に摺動自在に連結されている。

【００６７】このように各リニアモータ９〜１１の端部に設けられた摺動部材２２の鍔部２２ａが摺動レール１
３，１４に摺動自在に連結されているため、付加質量５
が第１のリニアモータ９に駆動されてＸ方向に揺動する際には、摺動レール１４が他のリニアモータ１０，１１
の摺動部材２２の鍔部２２ａをＸ方向に摺動する。 また、付加質量５が第２，第３のリニアモータ１０，１１
に駆動されてＹ方向に揺動する際には、摺動レール１３
が他のリニアモータ９の摺動部材２２の鍔部２２ａをＹ
方向に摺動する。 そのため、付加質量５がＸ，Ｙ方向に揺動しても各リニアモータ９〜１１の端部に設けられた摺動部材２２の鍔部２２ａが相対的に摺動レール１３，
１４を摺動することにより各駆動シャフト９ｂ〜１１ｂ
に横方向の応力が作用しないようになっており、付加質量５のＸ，Ｙ方向への揺動に伴う各駆動シャフト９ｂ〜
１１ｂの破損が防止されている。

【００６８】また、付加質量５の底面には、複数のボールベアリング３５が取り付けられている。 従って、付加質量５は、複数のボールベアリング３５により移動可能に支持されており、リニアモータ９〜１１の駆動力によりベース８上を低摩擦で往復移動できる。

【００６９】このように第２実施例の構成では、リニアモータ９〜１１の押圧力だけでなく引っ張り力も駆動力として付加質量５に伝達することにより付加質量５を所定の水平方向に往復移動させることができるので、より制振効果が大きく、短時間でビル２の振動を制振することができる。

【００７０】尚、上記ボールベアリング３５の代わりに低摩擦板を取り付け、低摩擦板がベース８上を摺動する構成としても良いのは勿論である。 また、上記各実施例では、ビル２の制振を行う制振装置を一例として挙げたが、これに限らずビル以外の構造物（例えば橋梁、鉄塔、高架建築物、スタジアム等）にも適用できるのは勿論である。

【００７１】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、駆動部が構造物の振動に応じて付加質量を直接駆動する第１、第２のリニアモータよりなるため、駆動力を付加質量に伝達する機械的な伝達機構が不要になり、伝達機構が摩耗して制振動作できなくなるおそれがない。 そのため、装置の耐久性を高めることができると共に、制振動作の信頼性も高めることができる。 さらに、構成の簡略化を図ることができるので、組み立て工数が削減されて製造コストを安価にできると共に、設置後のメンテナンスが容易に行える。 また、第１のリニアモータと第２のリニアモータにより付加質量を平面的に動作させることが可能になり、一方向だけでなく水平方向のどの方向の振動でも制振することができる。 そのため、従来のように一方向しか制振できない装置を複数台設置するよりも、設置スペースが小さくて済み、しかもメンテナンス時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる制振装置の第１実施例の制振装置がビルの屋上に設置された状態を示す斜視図である。

【図２】動吸振器の平面図である。

【図３】リニアモータの構成をしめす縦断面図である。

【図４】積層ゴムの斜視図である。

【図５】パッシブ動吸振器をモデル化した模式図である。

【図６】制御装置のブロック図である。

【図７】制御装置が実行する制御処理のフローチャートである。

【図８】付加質量をＡ方向に揺動させた状態を示す平面図である。

【図９】付加質量をＢ方向に回動させた状態を示す平面図である。

【図１０】付加質量をＣ方向に回動させた状態を示す平面図である。

【図１１】ビル、動吸振器をモデル化した模式図である。

【図１２】動吸振器の制御処理を説明するためのフローチャートである。

【図１３】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 制振装置 ２ ビル ３ 動吸振器 ５ 付加質量 ６（６ ₁ 〜６ ₄ ） 積層ゴム ７ 駆動部 ８ ベース ９〜１１ リニアモータ １２（１２ ₁ 〜１２ ₄ ） 振動状態検出センサ １３，１４ 摺動レール １６ 永久磁石 １９ コイル ２２ 摺動部材 ３１ 演算装置 ３４ ドライブ回路 ３５ ボールベアリング