JPH03113143A - 構造物の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、建造物等の制振装置の改良に関する。

（従来の技術） 建造物等の振動を抑制する制振装置として、第３図に示
すように可動マス１をアーム３を介して構造物２から振
子状に吊り下げるとともに、この可動マス１の揺動を抑
制するアクチュエータまたはダンパ１０を構造物２と可
動マス１との間に介装した制振装置が知られている。

（発明の課題） このような制振装置により良好な制振効果を得るには、
制振対象となる構造物の固有振動の周期の近くに、可動
マス１の固有振動の周期を設定することが必要である。

可動マス１の振子の周期Ｔは、 Ｔ＝２πｆてＣ７ｉ ただし、ｇ：重力加速度 で表される。制振対象となる構造物の固有周期が長い場
合には、可動マス１の周期Ｔも長く設定する必要がある
が、この式から明らかなように、それには可動マス１の
吊り下げ長さｌを長くしなければならず、結果として制
振装置が大型化するという問題があった。

本発明は、以上の問題点を解決すべく、可動マスの吊り
下げ長さを変えずに振子の固有周期を調整可能にした制
振装置を提供することを目的とする。

（課題を達成するための手段） このために本発明は、構造物から吊り下げた可動マスの
揺動を抑制するアクチュエータまたはダンパを可動マス
と構造物の間に介装した構造物の制振装置において、下
端を構造物に回転自由に結合したアームを前記可動マス
に設けた軸受部に回転及び摺動自由に貫通させるととも
に、このアームの上端に所定の質量を持ったマスを結合
している。

（作用） 可動マスが揺動すると、アームは相対回転しつつ摺動し
、アーム上端に結合したマスがアーム下端を支点に倒立
振子として揺動する。このように、可動マスによる吊り
下げ式の振子に倒立式の振子を組み会わせることにより
、振子の固有周期は可動マスの吊り下げ長さのみならず
、倒立振子のマスの質量やアームの長さなど倒立振子側
の要素によっても変化する。したがって、これらの要素
を適切に設定することにより、可動マスの吊り下げ長さ
を長くせずに好ましい固有周期を得ることができる。

（実施例） 第１図及び第２図に本発明の実施例を示す。

第１図において、１は質量Ｍ１の可動マスであり、構造
物２から平行な２本のアーム３を介して揺動自由に吊り
下げられている。

可動マス１と構造物２との間にはこれらの水平方向の相
対変位を抑制するための図示されないアクチュエータま
たはダンパが水平方向に介装される。

また、可動マス１の中心には貫通孔４が上下方向に形成
され、貫通孔４の上端に保持されたユニバーサルジヨイ
ント５の内側をアーム６がベアリングを介して軸方向に
摺動自由に貫通する。アーム６の下端は構造物２に回転
自由に結合し、アーム６の上端には質量Ｍ２を備えたマ
ス７が結きする。

次に作用を説明する。

可動マス１が第２図に示すように揺動すると、アーム６
がユニバーサルジヨイント５を介して可動マス１と相対
回転しつつ軸方向に摺動し、可動マス１による吊り下げ
振子に対して、マス７は倒立振子としてこれと同位相で
揺動する。

この時に可動マス１に重力が及ぼすχ方向の力をＦｌと
すると、 Ｐ　Ｈ＝　　Ｍ　ｌ’　ｇ−Ｌａｌｌθ≠−Ｍ、・ｇ・
θ 術−Ｍｌ・ｇ・（χ／ｐ、）　　　　　・・・（１）た
だし、θ、（１とする。

また、マス７が可動マス１に及ぼすχ方向の力をＦ２と
すると、 Ｆ　　２＝　　（１：ｌ／　Ｎｚ）　　・　Ｍ　ｚ　　
・　Ｅｌ　　・　ｔａｎθ　２磐（ｌｓ／ｌｚ）・Ｍ２
・２・θ２ ″−１（ｆｉ／Ｎ２）　　・　Ｍ２　・　２・　くχ／
！２）＝　（ｊ！３＃２２）・Ｍ２・２・χ ＝　　（＊／　ｌｘ’）　　・　Ｍ　２　・　２　・　
χ　　　　　　　　　　・　　・　　・　く２）ただし
、θ２　＜　１　、ｋ−１３／　１２とする。

これらの合力Ｆは、（１）＋（２）によりＦ　＝　−（
（Ｍ　１　・　９／ｅ１）−くｋ　・　Ｍ　２　・　ｇ
／１２））　・　χ・　（３） （３）式から、等価ばね常数Ｋが得られる。すなわち、 Ｋ−（Ｍ、・ｙ／　１−）＜ｋ−Ｍ　２・ｙ／Ｎ２）　
　・・・（４）一方、Ｍ２の等価質量Ｍ２′は、 Ｍ　２　　＝　（ｌｙ”／１２’＞・Ｍ２＝に２・Ｍ２
であり、全体としての等価質量Ｍは、 Ｍ＝Ｍｌ＋Ｍ２　　＝ＶＢ＋ｋ”・Ｍ２となる。

したがって、この系の振動の固有周期Ｔは、■・２πＦ
丁７て ・２π　　１＋に２・Ｌ）／ｆ（Ｍ＋−ｇ／ｌ＋＞Ａｋ
−Ｍ２・ｇ／　１２））・（５） となる。

ここで、仮に吊り下げ大振子に関する値Ｍ、とｅが固定
されているとすると、（５）式はＴ＝２π　　、÷　　
　　・Ｍ２Ｃ２１！、Ｎ２２）・Ｍ２・ｇ）・（５）′ ただし、ＣＩ＋Ｃ２は定数 と書き替えられる。この（５）′式より、１３とＭ２を
大きく、１２を小さく設定すれば、固有周期Ｔが大きく
なることが明らかである。

したがって、アーム６の長さやマス７の質量の設定によ
り、可動マス１のアーム３の長さ１１を変えずに、固定
周期Ｔを構造物２の固定周期に合わせて任意に設定する
ことができ、固定周期Ｔの長い制振装置をコンパクトに
構成することができる。

（発明の効果） 以上のように、本発明は可動マスよる吊り下げ振子に倒
立振子を組み会わせたので、可動マスを吊り下げるアー
ムの長さを変えずに、倒立振子側の設定により制振装置
の固有周期を長く設定することができる。このため、長
い固有周期を必要とする制振装置をもコンパクトに構成
することができ、制振装置を小型化する上で大きな効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す制振装置の概略縦断面図
、第２図は制振装置の変位状態を説明する模式図である
。 また、第３図は従来例を示す制振装置の概略側面図であ
る。 １・・・可動マス、２・・・構造物、３，６・・・アー
ム、５・・・ユニバーサルジヨイント、７・・・マス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物から吊り下げた可動マスの揺動を抑制するアクチ
   ュエータまたはダンパを可動マスと構造物の間に介装し
   た構造物の制振装置において、下端を構造物に回転自由
   に結合したアームを前記可動マスに設けた軸受部に回転
   及び摺動自由に貫通させるとともに、このアームの上端
   に所定の質量を持ったマスを結合したことを特徴とする
   構造物の制振装置。