JPH04343982A - 動吸振装置 - Google Patents
動吸振装置Info
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- JPH04343982A JPH04343982A JP3146856A JP14685691A JPH04343982A JP H04343982 A JPH04343982 A JP H04343982A JP 3146856 A JP3146856 A JP 3146856A JP 14685691 A JP14685691 A JP 14685691A JP H04343982 A JPH04343982 A JP H04343982A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
- E04H9/023—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings and comprising rolling elements, e.g. balls, pins
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- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動吸振装置に関し、詳し
くは、建築物〔高層ビル、塔、橋など〕、産業機械など
に使用され、これら建築物や産業機械などの共振振動を
抑制する動吸振装置に関する。
くは、建築物〔高層ビル、塔、橋など〕、産業機械など
に使用され、これら建築物や産業機械などの共振振動を
抑制する動吸振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、建築物〔高層ビル、塔、橋な
ど〕や産業機械などでは、地震・風・交通振動・機械振
動などの振動から保護するため、建築物の上部位置や橋
、機械の振動腹部位置に、その固有振動数とほぼ同一の
固有振動数でその振動の位相が逆となる動吸振装置を設
置することにより、上述した各種の有害振動の減少を図
っている。
ど〕や産業機械などでは、地震・風・交通振動・機械振
動などの振動から保護するため、建築物の上部位置や橋
、機械の振動腹部位置に、その固有振動数とほぼ同一の
固有振動数でその振動の位相が逆となる動吸振装置を設
置することにより、上述した各種の有害振動の減少を図
っている。
【0003】この種の動吸振装置には、上記振動の鉛直
成分を減少させるものとその水平成分を減少させるもの
とがある。上記鉛直成分を減少させる動吸振装置として
は、通常、質量体、コイルばね及びオイルダンパー等で
構成されている。また、水平成分を減少させる動吸振装
置としては、図17や図18に示すものがある。
成分を減少させるものとその水平成分を減少させるもの
とがある。上記鉛直成分を減少させる動吸振装置として
は、通常、質量体、コイルばね及びオイルダンパー等で
構成されている。また、水平成分を減少させる動吸振装
置としては、図17や図18に示すものがある。
【0004】図17に示す動吸振装置は、高層ビル等の
建築物や産業機械などの所定位置に取り付けられ、第1
のレール(1)が敷設された第1のベース(2)と、そ
の第1のベース(2)上に載置され、第1のレール(1
)上を車輪〔図示せず〕で走行する第2のベース(3)
と、その第2のベース(3)上に載置され、第2のレー
ル(4)上を車輪(5)でもって走行する質量体(6)
と、第1のベース(2)と第2のベース(3)間、及び
第2のベース(3)と質量体(6)間に張設され、質量
体(6)を初期位置に復帰させる復元ばね(7)(8)
とで構成されている。この動吸振装置では、第1のベー
ス(2)に対して第2のベース(3)が第1のレール(
1)上を走行すると共に、第2のベース(3)に対して
質量体(6)が第2のレール(4)上を走行することに
より、上記質量体(6)が第2のベース(3)に対して
XY方向に、振動の固有振動数とほぼ同一の固有振動数
でもって逆位相で移動し、その振動の水平成分を減少さ
せている。
建築物や産業機械などの所定位置に取り付けられ、第1
のレール(1)が敷設された第1のベース(2)と、そ
の第1のベース(2)上に載置され、第1のレール(1
)上を車輪〔図示せず〕で走行する第2のベース(3)
と、その第2のベース(3)上に載置され、第2のレー
ル(4)上を車輪(5)でもって走行する質量体(6)
と、第1のベース(2)と第2のベース(3)間、及び
第2のベース(3)と質量体(6)間に張設され、質量
体(6)を初期位置に復帰させる復元ばね(7)(8)
とで構成されている。この動吸振装置では、第1のベー
ス(2)に対して第2のベース(3)が第1のレール(
1)上を走行すると共に、第2のベース(3)に対して
質量体(6)が第2のレール(4)上を走行することに
より、上記質量体(6)が第2のベース(3)に対して
XY方向に、振動の固有振動数とほぼ同一の固有振動数
でもって逆位相で移動し、その振動の水平成分を減少さ
せている。
【0005】図18に示す動吸振装置は、建築物や産業
機械の所定位置に取り付けられた積層ゴム支承などのゴ
ム体(10)と、このゴム体(10)上に取り付けられ
た質量体(11)とで構成されている。この動吸振装置
では、上記ゴム体(10)の剪断弾性を利用することに
より、上記質量体(11)が高層ビル等の建築物や産業
機械などに対してXY方向に、振動の固有振動数とほぼ
同一の固有振動数でもって逆位相で移動し、その振動の
水平成分を減少させている。
機械の所定位置に取り付けられた積層ゴム支承などのゴ
ム体(10)と、このゴム体(10)上に取り付けられ
た質量体(11)とで構成されている。この動吸振装置
では、上記ゴム体(10)の剪断弾性を利用することに
より、上記質量体(11)が高層ビル等の建築物や産業
機械などに対してXY方向に、振動の固有振動数とほぼ
同一の固有振動数でもって逆位相で移動し、その振動の
水平成分を減少させている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した二
つのタイプの動吸振装置では、以下のような問題があっ
た。
つのタイプの動吸振装置では、以下のような問題があっ
た。
【0007】まず、図17に示す動吸振装置では、その
作動時、質量体(6)の車輪(5)及び第2のベース(
3)の車輪〔図示せず〕と第1及び第2のレール(1)
(4)との間で大きな振動及びその振動による騒音が発
生したり、また、その振動で装置各部より別の振動騒音
が発生し易かった。更に、上記第1及び第2のレール(
1)(4)は、質量体(6)の振幅長さ(a)を見込ん
だ長さがそのまま必要とされるので装置自体が大型化す
るという問題があった。
作動時、質量体(6)の車輪(5)及び第2のベース(
3)の車輪〔図示せず〕と第1及び第2のレール(1)
(4)との間で大きな振動及びその振動による騒音が発
生したり、また、その振動で装置各部より別の振動騒音
が発生し易かった。更に、上記第1及び第2のレール(
1)(4)は、質量体(6)の振幅長さ(a)を見込ん
だ長さがそのまま必要とされるので装置自体が大型化す
るという問題があった。
【0008】次に、図18に示す動吸振装置では、ゴム
体(10)を組成するゴム材料の初期剛性が高く、小振
幅と大振幅での共振点が異なる。また、大きな振動が入
力される場合には、そのゴム体(10)の大変形を伴う
ため、ゴム体(10)のゴム総高さを高くして大きな剪
断変位に追従するようにしなければならないが、そのよ
うにゴム総高さを高くすると座屈し易いという問題があ
った。この座屈を防止するためには、ゴム体(10)の
断面積を大きくする必要があるが、そのように断面積を
大きくすると、ゴム体(10)での剪断剛性が増大して
装置自体の共振周波数が高くなり、結果的に全体的なバ
ランスをとることが困難であった。
体(10)を組成するゴム材料の初期剛性が高く、小振
幅と大振幅での共振点が異なる。また、大きな振動が入
力される場合には、そのゴム体(10)の大変形を伴う
ため、ゴム体(10)のゴム総高さを高くして大きな剪
断変位に追従するようにしなければならないが、そのよ
うにゴム総高さを高くすると座屈し易いという問題があ
った。この座屈を防止するためには、ゴム体(10)の
断面積を大きくする必要があるが、そのように断面積を
大きくすると、ゴム体(10)での剪断剛性が増大して
装置自体の共振周波数が高くなり、結果的に全体的なバ
ランスをとることが困難であった。
【0009】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、振動騒音を発
生させることなく、小型で、建築物や産業機械などの共
振振動を効率よく抑制し得る動吸振装置を提供すること
にある。
されたもので、その目的とするところは、振動騒音を発
生させることなく、小型で、建築物や産業機械などの共
振振動を効率よく抑制し得る動吸振装置を提供すること
にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明における上記目的
を達成するための技術的手段は、被制振構造体の所定位
置に取り付けられ、その上方に配置した質量体を振動の
固有振動数とほぼ同一の固有振動数で逆位相で移動させ
ることにより上記振動を減少させて被制振構造体の共振
振動を抑制する動吸振装置において、上記被制振構造体
と質量体との間に、その質量体を水平方向に揺動自在に
支持する円柱状コロを挟み込んで配置し、上記被制振構
造体と円柱状コロとの間、及び質量体と円柱状コロとの
間にエラストマーを介在させると共に、上記質量体を初
期位置に復帰させる復元ばねを具備したことである。
を達成するための技術的手段は、被制振構造体の所定位
置に取り付けられ、その上方に配置した質量体を振動の
固有振動数とほぼ同一の固有振動数で逆位相で移動させ
ることにより上記振動を減少させて被制振構造体の共振
振動を抑制する動吸振装置において、上記被制振構造体
と質量体との間に、その質量体を水平方向に揺動自在に
支持する円柱状コロを挟み込んで配置し、上記被制振構
造体と円柱状コロとの間、及び質量体と円柱状コロとの
間にエラストマーを介在させると共に、上記質量体を初
期位置に復帰させる復元ばねを具備したことである。
【0011】
【作用】本発明に係る動吸振装置では、被制振構造体上
にエラストマーを介して円柱状コロを配置し、その円柱
状コロの上にエラストマーを介して質量体を配置したこ
とにより、地震・風・交通振動・機械振動などの各種振
動の入力時、上記円柱状コロの転動により質量体が振動
の固有振動数とほぼ同一の固有振動数でもって逆位相で
移動することによって上記振動の水平成分を減少させる
。この時、円柱状コロの転動により発生する振動騒音は
エラストマーにより吸収される。また、円柱状コロを使
用したことにより質量体の移動量に対して円柱状コロの
転動量を半分に設定することができ、また、円柱状コロ
は車輪に比べて接触面積が大きいため小型で大荷重に耐
えれるので、装置自体の設計及びコンパクト化が図れる
。
にエラストマーを介して円柱状コロを配置し、その円柱
状コロの上にエラストマーを介して質量体を配置したこ
とにより、地震・風・交通振動・機械振動などの各種振
動の入力時、上記円柱状コロの転動により質量体が振動
の固有振動数とほぼ同一の固有振動数でもって逆位相で
移動することによって上記振動の水平成分を減少させる
。この時、円柱状コロの転動により発生する振動騒音は
エラストマーにより吸収される。また、円柱状コロを使
用したことにより質量体の移動量に対して円柱状コロの
転動量を半分に設定することができ、また、円柱状コロ
は車輪に比べて接触面積が大きいため小型で大荷重に耐
えれるので、装置自体の設計及びコンパクト化が図れる
。
【0012】
【実施例】本発明に係る動吸振装置の実施例を図1乃至
図16を参照しながら説明する。
図16を参照しながら説明する。
【0013】図1及び図2に示す実施例は後述の円柱状
コロを二段に積載した動吸振装置で、建築物の上部位置
や橋、機械の振動腹部位置に設置される。同図において
、(21)は建築物〔高層ビル、塔、橋など〕や産業機
械などの被制振構造体、(22)はその被制振構造体(
21)の上方に配置された質量体、(23)は上記質量
体(22)が載置固定された鋼板などの上部耐圧板で、
その下面にシート状のエラストマー(24)を貼着する
。(25)は被制振構造体(21)の上面に上部耐圧板
(23)と対向させて固着した鋼板などの下部耐圧板で
、その上面に上部耐圧板(23)と同様、シート状のエ
ラストマー(26)を貼着する。尚、上記エラストマー
(24)(26)の材質は、例えば、各種ゴム材料又は
プラスチック等である。 (27)…(28)…は上部耐圧板(23)と下部耐圧
板(25)との間に配設した複数の円柱状コロ〔以下上
部及び下部コロと称す〕で、この各上部コロ(27)…
と各下部コロ(28)…とは90°の角度をなして二段
に積載される。尚、上部及び下部コロ(27)…(28
)…の材質は質量体(22)の鉛直荷重に耐え得るもの
であればよく、例えば、金属、コンクリート、セラミッ
クス、硬質プラスチック、FRPなどである。(29)
は上部コロ(27)…と下部コロ(28)…との間に介
設した鋼板などの中間耐圧板で、その上下面にシート状
にエラストマー(30)(31)を貼着する。これによ
り、上記上部及び下部コロ(27)…(28)…は、上
部耐圧板(23)と中間耐圧板(29)、及び中間耐圧
板(29)と下部耐圧板(25)との各間にエラストマ
ー(24)(30)及び(31)(26)を介して挟圧
される。上記エラストマー(24)(30)及び(31
)(26)の上部及び下部コロ(27)…(28)…が
当接する面が上部及び下部コロ(27)…(28)…の
転がり面となる。(32)は上部耐圧板(23)と中間
耐圧板(29)との間に上部コロ(27)…の転動方向
〔X方向〕に沿って水平方向に張設された復元ばねで、
その弾性力により質量体(22)を上部コロ(27)…
の転動方向〔X方向〕で初期位置に復帰させる。(33
)は中間耐圧板(29)と下部耐圧板(25)との間に
下部コロ(28)…の転動方向〔Y方向〕に沿って水平
方向に張設された復元ばねで、その弾性力により上記質
量体(22)を下部コロ(28)…の転動方向〔Y方向
〕で初期位置に復帰させる。
コロを二段に積載した動吸振装置で、建築物の上部位置
や橋、機械の振動腹部位置に設置される。同図において
、(21)は建築物〔高層ビル、塔、橋など〕や産業機
械などの被制振構造体、(22)はその被制振構造体(
21)の上方に配置された質量体、(23)は上記質量
体(22)が載置固定された鋼板などの上部耐圧板で、
その下面にシート状のエラストマー(24)を貼着する
。(25)は被制振構造体(21)の上面に上部耐圧板
(23)と対向させて固着した鋼板などの下部耐圧板で
、その上面に上部耐圧板(23)と同様、シート状のエ
ラストマー(26)を貼着する。尚、上記エラストマー
(24)(26)の材質は、例えば、各種ゴム材料又は
プラスチック等である。 (27)…(28)…は上部耐圧板(23)と下部耐圧
板(25)との間に配設した複数の円柱状コロ〔以下上
部及び下部コロと称す〕で、この各上部コロ(27)…
と各下部コロ(28)…とは90°の角度をなして二段
に積載される。尚、上部及び下部コロ(27)…(28
)…の材質は質量体(22)の鉛直荷重に耐え得るもの
であればよく、例えば、金属、コンクリート、セラミッ
クス、硬質プラスチック、FRPなどである。(29)
は上部コロ(27)…と下部コロ(28)…との間に介
設した鋼板などの中間耐圧板で、その上下面にシート状
にエラストマー(30)(31)を貼着する。これによ
り、上記上部及び下部コロ(27)…(28)…は、上
部耐圧板(23)と中間耐圧板(29)、及び中間耐圧
板(29)と下部耐圧板(25)との各間にエラストマ
ー(24)(30)及び(31)(26)を介して挟圧
される。上記エラストマー(24)(30)及び(31
)(26)の上部及び下部コロ(27)…(28)…が
当接する面が上部及び下部コロ(27)…(28)…の
転がり面となる。(32)は上部耐圧板(23)と中間
耐圧板(29)との間に上部コロ(27)…の転動方向
〔X方向〕に沿って水平方向に張設された復元ばねで、
その弾性力により質量体(22)を上部コロ(27)…
の転動方向〔X方向〕で初期位置に復帰させる。(33
)は中間耐圧板(29)と下部耐圧板(25)との間に
下部コロ(28)…の転動方向〔Y方向〕に沿って水平
方向に張設された復元ばねで、その弾性力により上記質
量体(22)を下部コロ(28)…の転動方向〔Y方向
〕で初期位置に復帰させる。
【0014】上記動吸振装置では、地震・風・交通振動
・機械振動などの各種振動の発生時、上部耐圧板(23
)と中間耐圧板(29)間の上部コロ(27)…が復元
ばね(32)の弾性力に抗しながらエラストマー(24
)(30)上でX方向に沿って転動すると共に、中間耐
圧板(29)と下部耐圧板(25)間の下部コロ(28
)…が復元ばね(33)の弾性力に抗しながらエラスト
マー(31)(26)上でY方向に沿って転動する。こ
の上部及び下部コロ(27)…(28)…の転動により
、質量体(22)が振動の固有振動数とほぼ同一の固有
振動数でもって逆位相で移動することによって上記振動
の水平成分を減少させ、被制振構造体(21)を揺動さ
せることを抑制して停止状態に保持する。この時、上部
及び下部コロ(27)…(28)…の転動はそれらが当
接するエラストマー(24)(30)及び(31)(2
6)との接触抵抗により減衰し、最終的に、復元ばね(
32)(33)の弾性力により質量体(22)を初期位
置に復帰させる。また、上部及び下部コロ(27)…(
28)…の転動により発生する振動騒音は上記エラスト
マー(24)(30)及び(31)(26)の弾性変形
により吸収される。更に、図3に示すように上部及び下
部コロ(27)…(28)…を使用したことにより、質
量体(22)〔図では上部或いは中間耐圧板(23)(
29)〕の移動量(a)に対して上部及び下部コロ(2
7)…(28)…の転動量(b)が半分となるため、装
置自体のコンパクト化が実現できる。これは、高層ビル
等の建築物の最上階に設置されることが多い動吸振装置
にとって、その最上階にある他の各種設備〔昇降機設備
、消火設備など〕との関係上、その設置スペースの有効
利用ができる点で好適である。
・機械振動などの各種振動の発生時、上部耐圧板(23
)と中間耐圧板(29)間の上部コロ(27)…が復元
ばね(32)の弾性力に抗しながらエラストマー(24
)(30)上でX方向に沿って転動すると共に、中間耐
圧板(29)と下部耐圧板(25)間の下部コロ(28
)…が復元ばね(33)の弾性力に抗しながらエラスト
マー(31)(26)上でY方向に沿って転動する。こ
の上部及び下部コロ(27)…(28)…の転動により
、質量体(22)が振動の固有振動数とほぼ同一の固有
振動数でもって逆位相で移動することによって上記振動
の水平成分を減少させ、被制振構造体(21)を揺動さ
せることを抑制して停止状態に保持する。この時、上部
及び下部コロ(27)…(28)…の転動はそれらが当
接するエラストマー(24)(30)及び(31)(2
6)との接触抵抗により減衰し、最終的に、復元ばね(
32)(33)の弾性力により質量体(22)を初期位
置に復帰させる。また、上部及び下部コロ(27)…(
28)…の転動により発生する振動騒音は上記エラスト
マー(24)(30)及び(31)(26)の弾性変形
により吸収される。更に、図3に示すように上部及び下
部コロ(27)…(28)…を使用したことにより、質
量体(22)〔図では上部或いは中間耐圧板(23)(
29)〕の移動量(a)に対して上部及び下部コロ(2
7)…(28)…の転動量(b)が半分となるため、装
置自体のコンパクト化が実現できる。これは、高層ビル
等の建築物の最上階に設置されることが多い動吸振装置
にとって、その最上階にある他の各種設備〔昇降機設備
、消火設備など〕との関係上、その設置スペースの有効
利用ができる点で好適である。
【0015】ここで、本発明の円柱状コロを使用した本
発明の動吸振装置とゴムの剪断弾性を利用した図18に
示す従来の動吸振装置とを比較すると、両者の動吸振装
置を高層ビル等の建築物に適用した場合、従来の動吸振
装置では、質量体(11)を50トンとして4個のゴム
体(10)で支持したとすると、1個のゴム体(10)
の外径はほぼ18cmとなる。この場合、振動入力によ
る水平変位量が大きくなると座屈を起こす危険性が高ま
るので、通常、上記水平変位量はゴム体(10)の外径
の半分が目安となるため、この動吸振装置では水平変位
量がほぼ9cmとなり、建築物用の動吸振装置としては
不十分である。 これに対して、本発明の動吸振装置では、質量体(22
)の固有振動数を定めるばねの機能と質量体(22)を
支える機能が別であるため、上述のゴム体(10)とは
異なり、質量体(22)を支える部分、即ち、上部及び
下部コロ(27)…(28)…の部分の寸法を任意に定
めることができるので、上記水平変位量を30〜50c
mに設定することが困難なことではなく、必要であれば
より大きな水平変位量を設定することも可能である。ま
た、従来の動吸振装置では、図4の実線Aに示すように
ゴムの剪断剛性に変位依存性があり、初期剛性が高く、
中間では剛性が下がり、天然ゴム等の結晶性ゴムの場合
は終期に再び剛性が上がるという特性を有する。通常、
動吸振装置では中間変位での剛性に合わせて設計するた
め、上述のように変位依存性があると、微小変位では動
吸振装置としての所期の効果が得にくい。これに対して
、本発明の動吸振装置では、復元ばね(32)(33)
としてコイルスプリングを使用した場合の水平剛性特性
が、図4の点線Bに示すようにほぼ直線的なものとなる
ため、微小変位から大変位まで動吸振装置としての充分
な効果が得られる。また、必要であれば、復元ばね(3
2)(33)のばね剛性を被制振構造体(21)の剛性
の振幅依存性に合わせたばね剛性とすることで動吸振装
置を的確に作動させることができる。更に、従来の動吸
振装置では、ゴム体(10)を使用しているため、X方
向とY方向の共振周波数が機構上ほぼ同一であったが、
本発明の動吸振装置では、X方向の復元ばね(32)の
ばね剛性とY方向の復元ばね(33)のばね剛性とを変
えることによりX方向とY方向とで異なった共振周波数
を持つ動吸振装置とすることができる。また、後述する
ように円柱状コロを三段以上に積載した場合には、三方
向以上に異なった共振周波数を持つ動吸振装置とするこ
ともできる。
発明の動吸振装置とゴムの剪断弾性を利用した図18に
示す従来の動吸振装置とを比較すると、両者の動吸振装
置を高層ビル等の建築物に適用した場合、従来の動吸振
装置では、質量体(11)を50トンとして4個のゴム
体(10)で支持したとすると、1個のゴム体(10)
の外径はほぼ18cmとなる。この場合、振動入力によ
る水平変位量が大きくなると座屈を起こす危険性が高ま
るので、通常、上記水平変位量はゴム体(10)の外径
の半分が目安となるため、この動吸振装置では水平変位
量がほぼ9cmとなり、建築物用の動吸振装置としては
不十分である。 これに対して、本発明の動吸振装置では、質量体(22
)の固有振動数を定めるばねの機能と質量体(22)を
支える機能が別であるため、上述のゴム体(10)とは
異なり、質量体(22)を支える部分、即ち、上部及び
下部コロ(27)…(28)…の部分の寸法を任意に定
めることができるので、上記水平変位量を30〜50c
mに設定することが困難なことではなく、必要であれば
より大きな水平変位量を設定することも可能である。ま
た、従来の動吸振装置では、図4の実線Aに示すように
ゴムの剪断剛性に変位依存性があり、初期剛性が高く、
中間では剛性が下がり、天然ゴム等の結晶性ゴムの場合
は終期に再び剛性が上がるという特性を有する。通常、
動吸振装置では中間変位での剛性に合わせて設計するた
め、上述のように変位依存性があると、微小変位では動
吸振装置としての所期の効果が得にくい。これに対して
、本発明の動吸振装置では、復元ばね(32)(33)
としてコイルスプリングを使用した場合の水平剛性特性
が、図4の点線Bに示すようにほぼ直線的なものとなる
ため、微小変位から大変位まで動吸振装置としての充分
な効果が得られる。また、必要であれば、復元ばね(3
2)(33)のばね剛性を被制振構造体(21)の剛性
の振幅依存性に合わせたばね剛性とすることで動吸振装
置を的確に作動させることができる。更に、従来の動吸
振装置では、ゴム体(10)を使用しているため、X方
向とY方向の共振周波数が機構上ほぼ同一であったが、
本発明の動吸振装置では、X方向の復元ばね(32)の
ばね剛性とY方向の復元ばね(33)のばね剛性とを変
えることによりX方向とY方向とで異なった共振周波数
を持つ動吸振装置とすることができる。また、後述する
ように円柱状コロを三段以上に積載した場合には、三方
向以上に異なった共振周波数を持つ動吸振装置とするこ
ともできる。
【0016】図1及び図2に示す実施例では、上部コロ
(27)…と下部コロ(28)…との間に、上下面にシ
ート状のエラストマー(30)(31)を貼着した中間
耐圧板(29)を介設させた動吸振装置について説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図
5に示すように中間耐圧板を使用せず、上部コロ(27
)…と下部コロ(28)…間にシート状のエラストマー
(34)のみを介設するか、或いは逆にエラストマーを
貼着していない中間耐圧板のみを介設するようにしても
よく、更に、図6に示すようにエラストマーを使用せず
、下部コロ(28)…の上に上部コロ(27)…を直接
積載するようにしてもよい。尚、上記耐圧板にエラスト
マーを貼着しない場合や耐圧板を使用しない場合には、
上部及び下部コロ(27)…(28)…の表面にエラス
トマーを貼着すればよい。
(27)…と下部コロ(28)…との間に、上下面にシ
ート状のエラストマー(30)(31)を貼着した中間
耐圧板(29)を介設させた動吸振装置について説明し
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図
5に示すように中間耐圧板を使用せず、上部コロ(27
)…と下部コロ(28)…間にシート状のエラストマー
(34)のみを介設するか、或いは逆にエラストマーを
貼着していない中間耐圧板のみを介設するようにしても
よく、更に、図6に示すようにエラストマーを使用せず
、下部コロ(28)…の上に上部コロ(27)…を直接
積載するようにしてもよい。尚、上記耐圧板にエラスト
マーを貼着しない場合や耐圧板を使用しない場合には、
上部及び下部コロ(27)…(28)…の表面にエラス
トマーを貼着すればよい。
【0017】図1乃至図6に示す実施例では、上部コロ
(27)…と下部コロ(28)…とを90°の角度をな
して二段に積載した動吸振装置について説明したが、本
発明では円柱状コロを三段以上に積載してもよい。
(27)…と下部コロ(28)…とを90°の角度をな
して二段に積載した動吸振装置について説明したが、本
発明では円柱状コロを三段以上に積載してもよい。
【0018】以下、円柱状コロを三段に積載した実施例
を図7及び図8に示し説明する。尚、図1及び図2の動
吸振装置と同一又は相当部分には同一参照符号を付す。
を図7及び図8に示し説明する。尚、図1及び図2の動
吸振装置と同一又は相当部分には同一参照符号を付す。
【0019】この動吸振装置は、質量体(22)と被制
振構造体(21)との間に、円柱状コロ(27)…(3
5)…(28)…〔以下上部、中間、下部コロと称す〕
を三段に積載した状態で配設し、上部コロ(27)…と
中間コロ(35)…と下部コロ(28)…とのなす角度
を60°に設定する。また、上部コロ(27)…と質量
体(22)、及び下部コロ(28)…と被制振構造体(
21)との間に、シート状のエラストマー(24)(2
6)を貼着して上部及び下部コロ(27)…(28)…
の転がり面を形成した上部及び下部耐圧板(23)(2
5)を介設する。更に、上部コロ(27)…と中間コロ
(35)…、及び中間コロ(35)…と下部コロ(28
)…との間に、シート状のエラストマー(30a)(3
1a)(30b)(31b)を貼着して上部、中間及び
下部コロ(27)…(35)…(28)…の転がり面を
形成した第1、第2の中間耐圧板(29a)(29b)
を介設する。尚、上記質量体(22)を初期位置に復帰
させる復元ばねについては図示省略し、また、この動吸
振装置の動作についても、前述した図1及び図2に示す
動吸振装置と同様であるため重複説明は省略する。
振構造体(21)との間に、円柱状コロ(27)…(3
5)…(28)…〔以下上部、中間、下部コロと称す〕
を三段に積載した状態で配設し、上部コロ(27)…と
中間コロ(35)…と下部コロ(28)…とのなす角度
を60°に設定する。また、上部コロ(27)…と質量
体(22)、及び下部コロ(28)…と被制振構造体(
21)との間に、シート状のエラストマー(24)(2
6)を貼着して上部及び下部コロ(27)…(28)…
の転がり面を形成した上部及び下部耐圧板(23)(2
5)を介設する。更に、上部コロ(27)…と中間コロ
(35)…、及び中間コロ(35)…と下部コロ(28
)…との間に、シート状のエラストマー(30a)(3
1a)(30b)(31b)を貼着して上部、中間及び
下部コロ(27)…(35)…(28)…の転がり面を
形成した第1、第2の中間耐圧板(29a)(29b)
を介設する。尚、上記質量体(22)を初期位置に復帰
させる復元ばねについては図示省略し、また、この動吸
振装置の動作についても、前述した図1及び図2に示す
動吸振装置と同様であるため重複説明は省略する。
【0020】この実施例では、エラストマー(30a)
(31a)(30b)(31b)を貼着した第1、第2
の中間耐圧板(29a)(29b)を使用したが、これ
は必ずしも必要なものではなく、図5或いは図6の動吸
振装置と同様、中間耐圧板を使用せず、エラストマーの
みを介在させるか、又はエラストマーを貼着していない
中間耐圧板のみを介在させたり、或いは中間耐圧板のみ
ならず、エラストマーも使用せず、各コロ(27)…(
35)…(28)…を直接積載するようにしてもよい。 尚、上記耐圧板にエラストマーを貼着しない場合や耐圧
板を使用しない場合には、上部、中間及び下部コロ(2
7)…(35)…(28)…の表面にエラストマーを貼
着すればよい。
(31a)(30b)(31b)を貼着した第1、第2
の中間耐圧板(29a)(29b)を使用したが、これ
は必ずしも必要なものではなく、図5或いは図6の動吸
振装置と同様、中間耐圧板を使用せず、エラストマーの
みを介在させるか、又はエラストマーを貼着していない
中間耐圧板のみを介在させたり、或いは中間耐圧板のみ
ならず、エラストマーも使用せず、各コロ(27)…(
35)…(28)…を直接積載するようにしてもよい。 尚、上記耐圧板にエラストマーを貼着しない場合や耐圧
板を使用しない場合には、上部、中間及び下部コロ(2
7)…(35)…(28)…の表面にエラストマーを貼
着すればよい。
【0021】以上説明した各実施例でのエラストマーは
減衰性能の良好でないものを使用してもよい。しかしな
がら、上部、中間及び下部コロ〔以下単にコロと称す〕
(27)…(35)…(28)…が転がる際に、エラス
トマーの転がり面では局部的に上下動するため、変形に
伴いそのエネルギーを多く吸収する高減衰エラストマー
等の減衰性能の優れた材質を用いれば、動吸振装置とし
てより一層の性能向上が図れる。
減衰性能の良好でないものを使用してもよい。しかしな
がら、上部、中間及び下部コロ〔以下単にコロと称す〕
(27)…(35)…(28)…が転がる際に、エラス
トマーの転がり面では局部的に上下動するため、変形に
伴いそのエネルギーを多く吸収する高減衰エラストマー
等の減衰性能の優れた材質を用いれば、動吸振装置とし
てより一層の性能向上が図れる。
【0022】また、各実施例におけるコロ(27)…(
35)…(28)…を、各段ごとに図9に示すように連
結板(36)で回転自在に支持するようにすれば、コロ
(27)…(35)…(28)…での個々のコロの位置
関係が保持できて好適であり、更に、上記連結板(36
)をコロ(27)…(35)…(28)…の上下いずれ
かにある耐圧板にその転がり方向に沿って滑動自在に連
結すれば、長期間の使用に対してもコロ(27)…(3
5)…(28)…の位置関係を正確に維持できて耐久性
能の向上が図れて好ましい。
35)…(28)…を、各段ごとに図9に示すように連
結板(36)で回転自在に支持するようにすれば、コロ
(27)…(35)…(28)…での個々のコロの位置
関係が保持できて好適であり、更に、上記連結板(36
)をコロ(27)…(35)…(28)…の上下いずれ
かにある耐圧板にその転がり方向に沿って滑動自在に連
結すれば、長期間の使用に対してもコロ(27)…(3
5)…(28)…の位置関係を正確に維持できて耐久性
能の向上が図れて好ましい。
【0023】更に、上述したエラストマーは質量体(2
2)による鉛直荷重を長期間受けていると、その部分が
クリープを起こして凹みが発生する。この現象は振動入
力を受けた時のトリガの役目を果たすが、同時に大きな
振動入力を受けた時にコロ(27)…(35)…(28
)…が隣接するクリープによる凹みに落ち込み、上下振
動が発生することになる。そこで、これを防止するため
、図10に示すようにコロ(27)…(35)…(28
)…の配列ピッチa、b、c、d、eがすべて異なる〔
a≠b≠c≠d≠e〕ように設定すればよい。このよう
にすれば、すべてのコロ(27)…(35)…(28)
…がクリープによる凹みに同時に落ち込むことを未然に
回避できる。
2)による鉛直荷重を長期間受けていると、その部分が
クリープを起こして凹みが発生する。この現象は振動入
力を受けた時のトリガの役目を果たすが、同時に大きな
振動入力を受けた時にコロ(27)…(35)…(28
)…が隣接するクリープによる凹みに落ち込み、上下振
動が発生することになる。そこで、これを防止するため
、図10に示すようにコロ(27)…(35)…(28
)…の配列ピッチa、b、c、d、eがすべて異なる〔
a≠b≠c≠d≠e〕ように設定すればよい。このよう
にすれば、すべてのコロ(27)…(35)…(28)
…がクリープによる凹みに同時に落ち込むことを未然に
回避できる。
【0024】また、図11に示すようにコロ(27)…
(35)…(28)…の配列方向を転がり方向に対して
傾けることによっても凹みへの落ち込みによる上下振動
の発生を防止することが可能である。この時、転がり方
向に対して逆方向で同一角度だけ傾いた二本のコロ〔図
では(27a)(27b)で示す〕を一対とする必要が
あり、より好ましくは上述した二本のコロ(27a)(
27b)を二対〔図では(27a)(27b)と(27
c)(27d)で示す〕で1セットとすることにより、
良好な直進性並びに振動減衰性〔大きな抵抗反力〕が得
られる。即ち、図12に示すように転がり方向に対して
逆方向で同一角度αだけ傾いた二本のコロ(27a)(
27b)において、転がり方向に変位Dが作用したとす
ると、コロ(27a)(27b)にはその傾斜角αに対
応した変位Da、Dbがそれぞれ逆方向に発生するが、
上記コロ(27a)と(27b)は連結板(36)〔図
9参照〕で連結されているため、この変位Da、Dbだ
けコロ(27a)(27b)とエラストマーとの間で滑
りが発生しこれが減衰力として作用する。尚、上述した
傾斜角αは45°程度まで可能であるが、抵抗力が大き
過ぎる点、及び不安定である点から30°以下が好適で
ある。
(35)…(28)…の配列方向を転がり方向に対して
傾けることによっても凹みへの落ち込みによる上下振動
の発生を防止することが可能である。この時、転がり方
向に対して逆方向で同一角度だけ傾いた二本のコロ〔図
では(27a)(27b)で示す〕を一対とする必要が
あり、より好ましくは上述した二本のコロ(27a)(
27b)を二対〔図では(27a)(27b)と(27
c)(27d)で示す〕で1セットとすることにより、
良好な直進性並びに振動減衰性〔大きな抵抗反力〕が得
られる。即ち、図12に示すように転がり方向に対して
逆方向で同一角度αだけ傾いた二本のコロ(27a)(
27b)において、転がり方向に変位Dが作用したとす
ると、コロ(27a)(27b)にはその傾斜角αに対
応した変位Da、Dbがそれぞれ逆方向に発生するが、
上記コロ(27a)と(27b)は連結板(36)〔図
9参照〕で連結されているため、この変位Da、Dbだ
けコロ(27a)(27b)とエラストマーとの間で滑
りが発生しこれが減衰力として作用する。尚、上述した
傾斜角αは45°程度まで可能であるが、抵抗力が大き
過ぎる点、及び不安定である点から30°以下が好適で
ある。
【0025】上記動吸振装置では、振動入力時にコロ(
27)…(35)…(28)…の転動距離を規制するス
トッパや、上記コロ(27)…(35)…(28)…の
転がり面に異物が侵入するのを防止するカバーを設ける
ようにしてもよい。例えば、図13に示すストッパ構造
は、上部、第1及び第2の中間、並びに下部耐圧板〔以
下単に耐圧板と称す〕(23)(29a)(29b)(
25)においてコロ(27)…(35)…(28)…の
転動位置の両端にストッパ片(37)を突設した構造の
もので、このストッパ片(37)にコロ(27)…(3
5)…(28)…が当たることにより過大な振幅での作
動を防止する。ただ、このストッパ構造では、コロ(2
7)…(35)…(28)…がストッパ片(37)に衝
突する際の振動発生等のおそれがあるため、好ましくは
、図14及び図15に示すような構造のものがよい。図
14に示すストッパ構造は、上記耐圧板(23)(29
a)(29b)(25)においてコロ(27)…(35
)…(28)…の転動位置の両端近傍部位で厚みを大き
くしたエラストマー(38)を貼着したものである。ま
た、図15に示すストッパ構造は、上記耐圧板(23)
(29a)(29b)(25)においてコロ(27)…
(35)…(28)…の転動位置に両端近傍部位で高減
衰材料や低剛性材料などを使用して材質を異ならせたエ
ラストマー(39)を貼着したものである。これらのよ
うにすれば、コロ(27)…(35)…(28)…が耐
圧板(23)(29a)(29b)(25)の両端近傍
部位に達した時、図16に示すように設計最大振幅(m
)を越えると、エラストマー(38)(39)による抵
抗が高くなるので大きな減衰力を発揮して過大な振幅で
の作動を未然に防止することができる。尚、上記設計最
大振幅(m)は、図16に示す設定位置よりも小振幅域
でも大振幅域であってもよい。
27)…(35)…(28)…の転動距離を規制するス
トッパや、上記コロ(27)…(35)…(28)…の
転がり面に異物が侵入するのを防止するカバーを設ける
ようにしてもよい。例えば、図13に示すストッパ構造
は、上部、第1及び第2の中間、並びに下部耐圧板〔以
下単に耐圧板と称す〕(23)(29a)(29b)(
25)においてコロ(27)…(35)…(28)…の
転動位置の両端にストッパ片(37)を突設した構造の
もので、このストッパ片(37)にコロ(27)…(3
5)…(28)…が当たることにより過大な振幅での作
動を防止する。ただ、このストッパ構造では、コロ(2
7)…(35)…(28)…がストッパ片(37)に衝
突する際の振動発生等のおそれがあるため、好ましくは
、図14及び図15に示すような構造のものがよい。図
14に示すストッパ構造は、上記耐圧板(23)(29
a)(29b)(25)においてコロ(27)…(35
)…(28)…の転動位置の両端近傍部位で厚みを大き
くしたエラストマー(38)を貼着したものである。ま
た、図15に示すストッパ構造は、上記耐圧板(23)
(29a)(29b)(25)においてコロ(27)…
(35)…(28)…の転動位置に両端近傍部位で高減
衰材料や低剛性材料などを使用して材質を異ならせたエ
ラストマー(39)を貼着したものである。これらのよ
うにすれば、コロ(27)…(35)…(28)…が耐
圧板(23)(29a)(29b)(25)の両端近傍
部位に達した時、図16に示すように設計最大振幅(m
)を越えると、エラストマー(38)(39)による抵
抗が高くなるので大きな減衰力を発揮して過大な振幅で
の作動を未然に防止することができる。尚、上記設計最
大振幅(m)は、図16に示す設定位置よりも小振幅域
でも大振幅域であってもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る動吸振装置によれば、被制
振構造体上にエラストマーを介して円柱状コロを配置し
、その円柱状コロの上にエラストマーを介して質量体を
配置したことにより、各種振動の入力時、上記円柱状コ
ロの転動により振動の水平成分を減少させ、その時に発
生する振動騒音はエラストマーにより吸収される。また
、円柱状コロを使用したことにより質量体の移動量に対
して円柱状コロの転動量を小さく設定することができる
ので、装置自体の設計及びコンパクト化が図れる。この
ように、本発明では比較的小型で大きな水平変位量が得
られて振動騒音の少ない実用的価値大なる動吸振装置を
提供することができる。
振構造体上にエラストマーを介して円柱状コロを配置し
、その円柱状コロの上にエラストマーを介して質量体を
配置したことにより、各種振動の入力時、上記円柱状コ
ロの転動により振動の水平成分を減少させ、その時に発
生する振動騒音はエラストマーにより吸収される。また
、円柱状コロを使用したことにより質量体の移動量に対
して円柱状コロの転動量を小さく設定することができる
ので、装置自体の設計及びコンパクト化が図れる。この
ように、本発明では比較的小型で大きな水平変位量が得
られて振動騒音の少ない実用的価値大なる動吸振装置を
提供することができる。
【図1】円柱状コロを二段に積載した実施例を示す正面
図
図
【図2】図1の一部省略部分を含む平面図
【図3】質量
体の移動量と円柱状コロの転動量との関係を示す要部拡
大正面図
体の移動量と円柱状コロの転動量との関係を示す要部拡
大正面図
【図4】水平変位に対する水平剛性における変位依存性
の関係を示す特性図
の関係を示す特性図
【図5】図1の動吸振装置の変形例を示す正面図
【図6
】図1の動吸振装置の他の変形例を示す正面図
】図1の動吸振装置の他の変形例を示す正面図
【図7】
円柱状コロを三段に積載した実施例を示す正面図
円柱状コロを三段に積載した実施例を示す正面図
【図8】図7の一部省略部分を含む平面図
【図9】円柱
状コロを支持した連結板を示す正面図
状コロを支持した連結板を示す正面図
【図10】円柱状
コロの配列ピッチを異ならせた状態を示す平面図
コロの配列ピッチを異ならせた状態を示す平面図
【図11】円柱状コロの配列方向を傾けた状態を示す平
面図
面図
【図12】図11の一対の円柱状コロを示す拡大平面図
【図13】ストッパ構造の一例を示す正面図
【図14】
エラストマーの厚みを異ならせたストッパ構造を示す正
面図
エラストマーの厚みを異ならせたストッパ構造を示す正
面図
【図15】エラストマーの材質を異ならせたストッパ構
造を示す正面図
造を示す正面図
【図16】水平変位に対するエラストマーによる抵抗力
の関係を示す特性図
の関係を示す特性図
【図17】従来の動吸振装置の一例を示す斜視図
【図1
8】従来の動吸振装置の他の例を示す正面図
8】従来の動吸振装置の他の例を示す正面図
21 被制振構造体
22 質量体
24 エラストマー
26 エラストマー
27 円柱状コロ〔上部コロ〕28
円柱状コロ〔下部コロ〕30 エラスト
マー 31 エラストマー 32 復元ばね 33 復元ばね
円柱状コロ〔下部コロ〕30 エラスト
マー 31 エラストマー 32 復元ばね 33 復元ばね
Claims (1)
- 【請求項1】 被制振構造体の所定位置に取り付けら
れ、その上方に配置した質量体を振動の固有振動数とほ
ぼ同一の固有振動数で逆位相で移動させることにより上
記振動を減少させて被制振構造体の共振振動を抑制する
動吸振装置において、上記被制振構造体と質量体との間
に、その質量体を水平方向に揺動自在に支持する円柱状
コロを挟み込んで配置し、上記被制振構造体と円柱状コ
ロとの間、及び質量体と円柱状コロとの間にエラストマ
ーを介在させると共に、上記質量体を初期位置に復帰さ
せる復元ばねを具備したことを特徴とする動吸振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146856A JP3011487B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 動吸振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3146856A JP3011487B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 動吸振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04343982A true JPH04343982A (ja) | 1992-11-30 |
| JP3011487B2 JP3011487B2 (ja) | 2000-02-21 |
Family
ID=15417106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3146856A Expired - Lifetime JP3011487B2 (ja) | 1991-05-21 | 1991-05-21 | 動吸振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3011487B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05133139A (ja) * | 1991-11-12 | 1993-05-28 | Fujita Corp | 絶縁層を有する制振装置 |
| JPH11303934A (ja) * | 1998-04-22 | 1999-11-02 | Tokkyo Kiki Kk | 免震装置 |
| JP2002285514A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Okumura Corp | ローラー支承機構の設計方法とローラー免震装置 |
| CN104314194A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-01-28 | 朱蕾 | 一种建筑物缓冲结构及其应用 |
| JP2016003683A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 株式会社大林組 | 制振構造 |
| JP2016003682A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 株式会社大林組 | 制振構造 |
-
1991
- 1991-05-21 JP JP3146856A patent/JP3011487B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2016003683A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 株式会社大林組 | 制振構造 |
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