JPH06264960A - 振り子式制震装置 - Google Patents
振り子式制震装置Info
- Publication number
- JPH06264960A JPH06264960A JP5048098A JP4809893A JPH06264960A JP H06264960 A JPH06264960 A JP H06264960A JP 5048098 A JP5048098 A JP 5048098A JP 4809893 A JP4809893 A JP 4809893A JP H06264960 A JPH06264960 A JP H06264960A
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- JP
- Japan
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- weight
- pendulum
- arm
- vibration
- actuator
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 振り子式制震装置の高さを抑え、構造を簡素
化しながら振り子の周期を長期化する。 【構成】 構造物７に水平軸21回りに回転自在に支持さ
れる、並列するアーム２，２と、両アーム２，２に水平
軸21回りに回転自在に接続される連結リンク３と、連結
リンク３の中間部から懸垂する懸垂棒５の先端に接続さ
れる重り６とから構成され、アーム２，２と連結リンク
３からなるリンク装置を利用することにより簡素な構造
でありながら実際の装置の高さに対して大きい振り子長
さを確保し、振り子である重り６の周期を長期化するも
のである。
化しながら振り子の周期を長期化する。 【構成】 構造物７に水平軸21回りに回転自在に支持さ
れる、並列するアーム２，２と、両アーム２，２に水平
軸21回りに回転自在に接続される連結リンク３と、連結
リンク３の中間部から懸垂する懸垂棒５の先端に接続さ
れる重り６とから構成され、アーム２，２と連結リンク
３からなるリンク装置を利用することにより簡素な構造
でありながら実際の装置の高さに対して大きい振り子長
さを確保し、振り子である重り６の周期を長期化するも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は振り子を利用して強風
時や地震時の構造物の揺れを抑制する、振り子式制震装
置に関するものである。
時や地震時の構造物の揺れを抑制する、振り子式制震装
置に関するものである。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】振り子の
振動を利用した制震装置は振り子に構造物の固有周期と
同程度の周期を与えることにより構造物の振動時に振り
子が振動してエネルギーを吸収し、構造物の揺れを抑制
するものであるが、長周期化するには振り子長さを大き
くする必要があることから、単振り子では数層分の高さ
になる場合があり、設置が制限される。
振動を利用した制震装置は振り子に構造物の固有周期と
同程度の周期を与えることにより構造物の振動時に振り
子が振動してエネルギーを吸収し、構造物の揺れを抑制
するものであるが、長周期化するには振り子長さを大き
くする必要があることから、単振り子では数層分の高さ
になる場合があり、設置が制限される。
【０００３】この設置上の障害に対し、特定の曲率を持
つ振動体をローラ上に載せ、振動させることにより曲率
半径を振り子長さとする振り子として機能させる装置
や、振り子の外周にフレームを多重に配置し、振り子を
吊るロープをフレーム間に架設することにより振り子長
さを横方向に確保し、高さを抑える装置があるが、前者
ではローラとの摩擦を考慮しなければならず、後者では
振り子を吊るための部材数が増大し、細部の調整を要す
るため組立が複雑化する他、ノイズの発生がある等の問
題が指摘される。
つ振動体をローラ上に載せ、振動させることにより曲率
半径を振り子長さとする振り子として機能させる装置
や、振り子の外周にフレームを多重に配置し、振り子を
吊るロープをフレーム間に架設することにより振り子長
さを横方向に確保し、高さを抑える装置があるが、前者
ではローラとの摩擦を考慮しなければならず、後者では
振り子を吊るための部材数が増大し、細部の調整を要す
るため組立が複雑化する他、ノイズの発生がある等の問
題が指摘される。
【０００４】この発明は振り子式制震装置の設置上の問
題に着目してなされたもので、簡素な構造で、高さを抑
える制震装置を提案しようとするものである。
題に着目してなされたもので、簡素な構造で、高さを抑
える制震装置を提案しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では互いに回転自
在に連結され、門形に組み立てられたリンク装置を利用
することにより簡素な構造でありながら、実際の装置の
高さに対して大きい振り子長さを確保し、振り子の周期
を長期化する。
在に連結され、門形に組み立てられたリンク装置を利用
することにより簡素な構造でありながら、実際の装置の
高さに対して大きい振り子長さを確保し、振り子の周期
を長期化する。
【０００６】門形のリンク装置は構造物に水平軸回りに
回転自在に支持される、並列するアームと、両アームに
水平軸回りに回転自在に接続される連結リンクとからな
り、振り子である重りは連結リンクの中間部から懸垂す
る懸垂棒の先端に接続される。
回転自在に支持される、並列するアームと、両アームに
水平軸回りに回転自在に接続される連結リンクとからな
り、振り子である重りは連結リンクの中間部から懸垂す
る懸垂棒の先端に接続される。
【０００７】重りは構造物の振動時にアームが水平軸回
りに往復回転運動することに伴い、懸垂棒の、連結リン
クとの接続点の延長線上にある仮想の支点回りに振動
し、実質的な懸垂棒の長さより大きい振り子長さを持つ
ことにより単振り子の場合に必要とする高さより低い成
の装置によって重りの長周期化が実現される。
りに往復回転運動することに伴い、懸垂棒の、連結リン
クとの接続点の延長線上にある仮想の支点回りに振動
し、実質的な懸垂棒の長さより大きい振り子長さを持つ
ことにより単振り子の場合に必要とする高さより低い成
の装置によって重りの長周期化が実現される。
【０００８】重りの長周期化が３本のリンクによって可
能になることにより制震装置の構造が簡素化され、高い
組立精度や細かい調整を要せず、また各構成部材の連結
がピンであることにより部材間の力の損失やノイズの発
生が回避される。
能になることにより制震装置の構造が簡素化され、高い
組立精度や細かい調整を要せず、また各構成部材の連結
がピンであることにより部材間の力の損失やノイズの発
生が回避される。
【０００９】制震装置による構造物の振動抑制の効果
は、一方のアームに一端が構造物に接続したアクチュエ
ータを接続し、アームの往復運動を構造物の振動に応じ
て調整し、重りの、時刻毎の振幅や周期を調整しながら
構造物に制震力を与えることにより高められる。
は、一方のアームに一端が構造物に接続したアクチュエ
ータを接続し、アームの往復運動を構造物の振動に応じ
て調整し、重りの、時刻毎の振幅や周期を調整しながら
構造物に制震力を与えることにより高められる。
【００１０】またアクチュエータに代えて、またはアク
チュエータと共にアームに減衰機を接続することにより
揺れの発生と同時に構造物に減衰力が与えられ、制震の
効果が上がる。特に減衰機をアクチュエータと共に接続
することにより、振動が小さい場合にはアクチュエータ
を作動させ、大きい場合には減衰機を作動させる等、振
動の規模に応じた効率的な制震が行える。
チュエータと共にアームに減衰機を接続することにより
揺れの発生と同時に構造物に減衰力が与えられ、制震の
効果が上がる。特に減衰機をアクチュエータと共に接続
することにより、振動が小さい場合にはアクチュエータ
を作動させ、大きい場合には減衰機を作動させる等、振
動の規模に応じた効率的な制震が行える。
【００１１】重りの振動周期はまた、アーム，または懸
垂棒を重りの振動に伴って軸方向に伸縮させることによ
っても時々刻々と調整され、この場合にも重りに、応答
の低減に最適な周期が与えられることにより制震の効果
が高められる。
垂棒を重りの振動に伴って軸方向に伸縮させることによ
っても時々刻々と調整され、この場合にも重りに、応答
の低減に最適な周期が与えられることにより制震の効果
が高められる。
【００１２】
【実施例】以下本発明を一実施例を示す図面に基づいて
説明する。
説明する。
【００１３】この発明の制震装置１は図１に示すように
構造物７に水平軸21回りに回転自在に支持される、並列
するアーム２，２と、両アーム２，２に水平軸21回りに
回転自在に接続される連結リンク３と、連結リンク３の
中間部から懸垂する懸垂棒５の先端に接続される重り６
とから構成され、構造物７の振動によるアーム２，２の
回転運動に伴い、重り６が振動して構造物７の振動エネ
ルギーを消費し、揺れを抑制するものである。制震装置
１は構造物７に直接，または構造物７内等に組み立てら
れるフレームに設置される。構造物７内に直接設置され
る場合に、重り６が図示するようにアーム２の水平軸21
より下方に位置する場合には床に開口部が形成されるこ
とにより制震装置１は任意の階に設置される。
構造物７に水平軸21回りに回転自在に支持される、並列
するアーム２，２と、両アーム２，２に水平軸21回りに
回転自在に接続される連結リンク３と、連結リンク３の
中間部から懸垂する懸垂棒５の先端に接続される重り６
とから構成され、構造物７の振動によるアーム２，２の
回転運動に伴い、重り６が振動して構造物７の振動エネ
ルギーを消費し、揺れを抑制するものである。制震装置
１は構造物７に直接，または構造物７内等に組み立てら
れるフレームに設置される。構造物７内に直接設置され
る場合に、重り６が図示するようにアーム２の水平軸21
より下方に位置する場合には床に開口部が形成されるこ
とにより制震装置１は任意の階に設置される。
【００１４】アーム２，２は構造物７にピン接合され、
連結リンク３とも互いにピン接合されることにより門形
のリンク装置を構成し、両アーム２，２の水平軸21回り
の往復回転運動によって連結リンク３を揺動させ、重り
６に振動を生じさせる。
連結リンク３とも互いにピン接合されることにより門形
のリンク装置を構成し、両アーム２，２の水平軸21回り
の往復回転運動によって連結リンク３を揺動させ、重り
６に振動を生じさせる。
【００１５】懸垂棒５の一端は連結リンク３に固定さ
れ、連結リンク３と常に一定の角度を保ったまま振動す
る。
れ、連結リンク３と常に一定の角度を保ったまま振動す
る。
【００１６】重り６は懸垂棒５の、連結リンク３との接
続点の延長線上にある、軌跡の曲率中心である仮想の支
点回りに、その支点と懸垂棒５の先端までの距離を振り
子長さとする振り子として振動する。仮想の支点、すな
わち振り子長さは連結リンク３の揺動とともに変動し、
重り６の軌跡は鉛直に懸垂した位置付近で直線に近い曲
線を描く。図３は重り６が図２に示す、アーム２の水平
軸21より下方に位置する場合の重り６の中心の軌跡を示
している。
続点の延長線上にある、軌跡の曲率中心である仮想の支
点回りに、その支点と懸垂棒５の先端までの距離を振り
子長さとする振り子として振動する。仮想の支点、すな
わち振り子長さは連結リンク３の揺動とともに変動し、
重り６の軌跡は鉛直に懸垂した位置付近で直線に近い曲
線を描く。図３は重り６が図２に示す、アーム２の水平
軸21より下方に位置する場合の重り６の中心の軌跡を示
している。
【００１７】重り６の軌跡は懸垂棒５の長さの他、アー
ム２や連結リンク３の長さによって変わるため重り６の
固有周期はこれらの長さを変えることによって自由に調
整される。図４は図２に示すように重り６の中心とアー
ム２の水平軸21間の鉛直距離L1を変化させた場合の、重
り６の固有周期の差を示したものである。
ム２や連結リンク３の長さによって変わるため重り６の
固有周期はこれらの長さを変えることによって自由に調
整される。図４は図２に示すように重り６の中心とアー
ム２の水平軸21間の鉛直距離L1を変化させた場合の、重
り６の固有周期の差を示したものである。
【００１８】図１では一方のアーム２に、その往復運動
を調整することにより重り６の振動を調整するアクチュ
エータ４を接続した場合を示しているが、アクチュエー
タ４の接続によって本制震装置１は構造物７の振動吸収
に能動的に機能する。アクチュエータ４はアーム２に水
平軸21回りの回転を生じさせる方向に架設され、一端が
構造物７に、他端がアーム２に共に回転自在に接続され
る。
を調整することにより重り６の振動を調整するアクチュ
エータ４を接続した場合を示しているが、アクチュエー
タ４の接続によって本制震装置１は構造物７の振動吸収
に能動的に機能する。アクチュエータ４はアーム２に水
平軸21回りの回転を生じさせる方向に架設され、一端が
構造物７に、他端がアーム２に共に回転自在に接続され
る。
【００１９】アクチュエータ４は構造物７の振動と重り
６の振動に基づく、コンピュータの指令による構造物７
の振動低減に最適な往復運動をアーム２に生じさせ、重
り６の、時刻毎の振幅や周期を調整することにより構造
物７に制震力を与え、時々刻々と変化する振動を時刻毎
に抑制する。
６の振動に基づく、コンピュータの指令による構造物７
の振動低減に最適な往復運動をアーム２に生じさせ、重
り６の、時刻毎の振幅や周期を調整することにより構造
物７に制震力を与え、時々刻々と変化する振動を時刻毎
に抑制する。
【００２０】アクチュエータ４はまた、構造物７の揺れ
が小さく、重り６に振動が発生しない場合に、アーム２
を積極的に運動させることにより早期に構造物７の振動
を抑制する他、重り６の振動時にアーム２と連結リンク
３からなるリンク装置を安定させて支持する役目を持
つ。
が小さく、重り６に振動が発生しない場合に、アーム２
を積極的に運動させることにより早期に構造物７の振動
を抑制する他、重り６の振動時にアーム２と連結リンク
３からなるリンク装置を安定させて支持する役目を持
つ。
【００２１】アクチュエータ４の代わりに、またはアク
チュエータ４と共に減衰機８をアーム２に接続すること
により同様の機構で、構造物７に減衰力を与えることに
よる制震も行える。図５はアーム２にアクチュエータ４
と減衰機８を接続した場合を示すが、両者を同時に接続
することによりアクチュエータ４と減衰機８を選択的に
機能させることができ、構造物７の揺れが小さいときは
アクチュエータ４によって、大きいときは減衰機８によ
って制震し、揺れの程度に応じて効果的に制震すること
が可能である。この場合、アクチュエータ４と減衰機８
は両者に接続した揺れ検知装置９からの指令によって作
動する。減衰機８はアーム２の運動によって自動的に作
動するため動力は不要である。
チュエータ４と共に減衰機８をアーム２に接続すること
により同様の機構で、構造物７に減衰力を与えることに
よる制震も行える。図５はアーム２にアクチュエータ４
と減衰機８を接続した場合を示すが、両者を同時に接続
することによりアクチュエータ４と減衰機８を選択的に
機能させることができ、構造物７の揺れが小さいときは
アクチュエータ４によって、大きいときは減衰機８によ
って制震し、揺れの程度に応じて効果的に制震すること
が可能である。この場合、アクチュエータ４と減衰機８
は両者に接続した揺れ検知装置９からの指令によって作
動する。減衰機８はアーム２の運動によって自動的に作
動するため動力は不要である。
【００２２】重り６の時刻毎の振動周期はまた、図１に
示すようにアーム２や懸垂棒５を軸方向に伸縮自在に
し、重り６の振動と同時に伸縮させることによっても調
整され、この場合、アーム２や懸垂棒５は単独で、また
はアクチュエータ４と組み合わせられて作動し、制震の
効果を高める。
示すようにアーム２や懸垂棒５を軸方向に伸縮自在に
し、重り６の振動と同時に伸縮させることによっても調
整され、この場合、アーム２や懸垂棒５は単独で、また
はアクチュエータ４と組み合わせられて作動し、制震の
効果を高める。
【００２３】
【発明の効果】この発明は以上の通りであり、互いに回
転自在に連結され、門形に組み立てられた、アームと連
結リンクからなるリンク装置を利用して重りを振動させ
ることにより重りに、実質的に懸垂した距離より大きい
振り子長さを与えたものであるため、装置の高さを抑え
ながら振り子の周期を長期化することができる。
転自在に連結され、門形に組み立てられた、アームと連
結リンクからなるリンク装置を利用して重りを振動させ
ることにより重りに、実質的に懸垂した距離より大きい
振り子長さを与えたものであるため、装置の高さを抑え
ながら振り子の周期を長期化することができる。
【００２４】また一方のアームにアクチュエータを接続
してアームの往復運動を調整する、またはアームの長さ
や、連結リンクから重りまでの距離を変化させることに
より重りの、時刻毎の振幅や周期が調整されるため構造
物の振動抑制に最適な制震力を得ることができる。
してアームの往復運動を調整する、またはアームの長さ
や、連結リンクから重りまでの距離を変化させることに
より重りの、時刻毎の振幅や周期が調整されるため構造
物の振動抑制に最適な制震力を得ることができる。
【００２５】アクチュエータの代わりに減衰機を接続す
ることにより減衰力による制震も可能で、アクチュエー
タと共に接続した場合には揺れの程度に応じた効果的な
制震を行うことができる。
ることにより減衰力による制震も可能で、アクチュエー
タと共に接続した場合には揺れの程度に応じた効果的な
制震を行うことができる。
【００２６】加えてリンク装置と重りのみから構成され
るため構造が簡素であり、高い組立精度や細かい調整も
必要とせず、また構成部材の連結がピン接合であるため
部材間の力の損失やノイズの発生がない。
るため構造が簡素であり、高い組立精度や細かい調整も
必要とせず、また構成部材の連結がピン接合であるため
部材間の力の損失やノイズの発生がない。
【図１】制震装置の構成例を示した立面図である。
【図２】ｘ−ｙ座標上の重りの軌跡の一部を示した立面
図である。
図である。
【図３】図２に示す重りの軌跡を拡大して示したグラフ
である。
である。
【図４】連結リンクから重りまでの距離を変えた場合
の、装置の固有周期の変化を示したグラフである。
の、装置の固有周期の変化を示したグラフである。
【図５】アームにアクチュエータと共に減衰機を接続し
た制震装置を示した立面図である。
た制震装置を示した立面図である。
１……制震装置、２……アーム、21……水平軸、３……
連結リンク、４……アクチュエータ、５……懸垂棒、６
……重り、７……構造物、８……減衰機、９……揺れ検
知装置。
連結リンク、４……アクチュエータ、５……懸垂棒、６
……重り、７……構造物、８……減衰機、９……揺れ検
知装置。
Claims (4)
- 【請求項１】 構造物に水平軸回りに回転自在に支持さ
れる、並列するアームと、両アームに水平軸回りに回転
自在に接続される連結リンクと、連結リンクの中間部か
ら懸垂する懸垂棒の先端に接続される重りとから構成さ
れる振り子式制震装置。 - 【請求項２】 一方のアームには一端が構造物に接続
し、アームに水平軸回りの回転を生じさせるアクチュエ
ータが接続されていることを特徴とする請求項１記載の
振り子式制震装置。 - 【請求項３】 アームにはアクチュエータに代えて、ま
たはアクチュエータと共に減衰機が接続されていること
を特徴とする請求項２記載の振り子式制震装置。 - 【請求項４】 アーム，または懸垂棒は重りの振動に伴
って軸方向に伸縮することを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の振り子式制震装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048098A JP2674459B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 振り子式制震装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048098A JP2674459B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 振り子式制震装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264960A true JPH06264960A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2674459B2 JP2674459B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=12793847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5048098A Expired - Lifetime JP2674459B2 (ja) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | 振り子式制震装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674459B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999009278A1 (de) * | 1997-08-13 | 1999-02-25 | Plandesign International Llc | Erdbebensicherung durch schwingungsentkoppelte lagerung von gebäuden und objekten über virtuelle pendel mit langer periodendauer |
| JP2014177999A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 長周期制振装置 |
| WO2018099896A1 (de) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | Burkhard Dahl | Kompaktes räumliches ellipsoid-massenpendel |
| CN113529357A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-10-22 | 青岛胶南海尔洗衣机有限公司 | 一种洗衣机减震缓冲组件及洗衣机 |
Citations (5)
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| JPS63125241U (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-16 | ||
| JPH01275866A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-11-06 | Kajima Corp | 能動式制震装置 |
| JPH02292545A (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制振装置 |
| JPH04140371A (ja) * | 1990-10-01 | 1992-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 振り子式長周期制振装置 |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP5048098A patent/JP2674459B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EA002391B1 (ru) * | 1997-08-13 | 2002-04-25 | ПЛАНДИЗАЙН ИНТЕРНЕШЕНЭЛ ЭлЭлСи | Защита от землетрясений посредством виброустойчивой опорной поверхности зданий и объектов с помощью длиннопериодных виртуальных маятников |
| AU751206B2 (en) * | 1997-08-13 | 2002-08-08 | Plandesign International Llc | Earthquake protection consisting of vibration-isolated mounting of buildings and objects using virtual pendulums with long cycles |
| US6966154B1 (en) | 1997-08-13 | 2005-11-22 | Plandesign International Llc | Earthquake protection consisting of vibration-isolated mounting of buildings and objects using virtual pendulums with long cycles |
| CZ298103B6 (cs) * | 1997-08-13 | 2007-06-20 | Plandesign International Llc | Zpusob ochrany budov a objektu pred dynamickými silami ze zrychlení základové desky, napríklad pri zemetresení, a zarízení k provádení tohoto zpusobu |
| JP2014177999A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 長周期制振装置 |
| WO2018099896A1 (de) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | Burkhard Dahl | Kompaktes räumliches ellipsoid-massenpendel |
| US11255395B2 (en) | 2016-11-29 | 2022-02-22 | Burkhard Dahl | Compact spatial ellipsoidal mass pendulum |
| CN113529357A (zh) * | 2020-04-22 | 2021-10-22 | 青岛胶南海尔洗衣机有限公司 | 一种洗衣机减震缓冲组件及洗衣机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2674459B2 (ja) | 1997-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970617 |