JPH0738470U - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダンパーのシール抵抗による摩擦力を回避す
ることにより、制振装置を微小な揺れから作動させる。 【構成】 地震力や風圧を受けて建物８が揺れると重錘
２０が振動を開始する。このとき、ダンパー３０と同軸
に設けられた規制手段４０がダンパー３０の初期作動を
制止するので、制振装置１０は小さな揺れから作動を開
始する。このようにして、重錘２０の振動エネルギーは
ダンパー３０によってその一部を吸収され、建物８の揺
れが減衰される。他方、この制振装置１０は規制手段４
０の作用により、極微少レベルの揺れに対しては、ダン
パー３０を無作動の状態に保つことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はパッシブ型制振装置の構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術とその問題点】

建物の制振装置は、アクティブ型制振装置とパッシブ型制振装置に大別され、 後者のパッシブ型制振装置では、従来、振り子の原理を応用したＴＭＤ (Tuned Mass Dumper)が知られている。ＴＭＤは重錘、ばねおよびダンパー等を組み合わ せて構成され、従来のＴＭＤの代表例を図３に示す。同図（ａ）は重錘２０をロ ーラー２２で支持するタイプであり、同図（ｂ）は重錘２０を吊り材２４で吊っ て、振り子としたもである。（ｂ）のタイプであっても、図示したようにばね材 ２６が追加される場合もある。

【０００３】 上記ＴＭＤでは、制振装置内の重錘２０が建物の固有周期とほぼ同じ周期で振 動するように、ばね材２６のばね定数や吊り材２４の吊り長さを設定し、建物が 風や地震で揺れようとしたときに、重錘２０が建物の揺れに共振して大きく、し かも位相がずれて揺れることにより、建物の揺れを小さくするように作用するも のである。また、重錘２０の両側面に設けたダンパー３０により、重錘２０の振 動エネルギーを吸収し、建物の揺れが小さくなったときに、重錘２０の揺れで逆 に建物を揺らすことがないような工夫がなされている。

【０００４】 従って、上記制振装置が作動するためには、建物が揺れて重錘２０に慣性力が 作用することが必要であり、一方、この制振装置には、ローラー２２の転動部、 吊り材２４の回転軸受部、ダンパー３０のシール材などの滑りを生ずる部分に摩 擦が存在し、それらの摩擦力を上回るだけの慣性力が重錘２０に作用しなければ 、制振装置は作動しない。そこで、比較的小さな揺れから制振装置を作動させる ためには、これらの摩擦力を極力小さくすることが必要となる。

【０００５】

【考案の目的】

本考案は重錘２０に慣性力を初期段階において作用させるべく、上記摩擦力の うち、低減することが難しいダンパー３０のシール抵抗による摩擦力を回避する ことにより、微小な揺れから作動可能な制振装置を提供することを目的とするも のである。

【０００６】

【考案の構成】

本考案は、制振対象物の固有周期とほぼ同じ周期で振動する重錘と、該重錘の 振動エネルギーを減衰するためのダンパーを具えた制振装置において、前記ダン パーの初期作動を制止する規制手段を有することを特徴とするものである。

【０００７】 前記規制手段は、前記ダンパーを構成するピストンロッドの先端に形成した該 ロッドより大径のロッドヘッドと、該ロッドヘッドを被包する把持部とを有し、 該把持部により前記ピストンロッドを所定範囲内において摺動自在に支持してな るものが好ましい。

【０００８】 また、前記規制手段は、前記ダンパーを構成するピストンロッドと軸心を同じ くするスライドロッドと、該スライドロッドの先端に形成され大径化したロッド ヘッドを被包する把持部とを有し、該把持部により前記スライドロッドを所定範 囲内において摺動自在に支持してなるものが好ましい。

【０００９】

【作用】

地震力や風圧を受けて制振対象物が揺れると重錘が振動を開始する。このとき 、前記規制手段がダンパーの初期作動を制止するので、小さな揺れから制振装置 が作動する。特に、前記把持部により前記ピストンロッドまたはスライドロッド を摺動自在に支持する構成を採用すれば、その摺動抵抗はダンパーのシール抵抗 と比べて非常に小さいので、確実に作動することになる。而して、重錘の振動エ ネルギーはダンパーによってその一部を吸収され、制振対象物の揺れが減衰され る。

【００１０】 他方、この制振装置は前記規制手段の作用により、極微少レベルの揺れに対し ては、ダンパーを無作動の状態に保つことができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の好適な実施例を図面に基づいて説明する。 図１は制振装置１０の概要図であり、同装置１０は制振対象物である建物８の 屋上部などに設置される。この実施例では、制振装置１０は、フレーム１２を介 して建物８に取り付けられているが、フレーム１２を介在させることなしに、建 物８の構成部材である梁や床スラブに支持させることもできる。また、制振装置 １０は、地震力や風力を受けて揺れる建物８の最も揺れの大きい部分である屋上 や、最上階層内に設置することが望ましい。

【００１２】 制振装置１０は、比較的偏平なブロック状の重錘２０を有し、重錘２０はワイ ヤ、ロープ、チェーン、または棒状部材等からなる複数の吊り材２４を介してフ レーム１２の上部から吊り下げられている。重錘２０の重量は、建物８の重量の １％程度とすることが望ましく、建物８の重量が比較的大きいときには、複数台 の本装置１０を方向を揃えて配置すればよい。

【００１３】 重錘２０の各側部と、これに対向する前記フレーム１２の側部との間には、油 圧ダンパー３０、３０がそれぞれ配置され、この油圧ダンパー３０、３０は重錘 ２０の振動を減衰させる機能を担っている。従って、油圧ダンパー３０に代えて 、または、油圧ダンパー３０と共に、粘性ダンパー、空気ダンパーの他、油圧緩 衝器、ばね緩衝器などの減衰手段を使用してもよい。また、符号２６、２６は、 重錘２０の周期を調節するために油圧ダンパー３０と並列に配置されたコイルば ねである。

【００１４】 図２は上記油圧ダンパー３０の詳細図であり、同図（ａ）において左部は従来 の油圧ダンパーの機構と同様であり、シリンダー３２、ピストン３４、ピストン ロッド３６等から構成される。

【００１５】 図２の右部が本考案において付加された規制手段４０であり、該規制手段４０ は、ピストンロッド３６より大径のロッドヘッド４２と、ロッドヘッド４２が収 容される円筒形状の把持部４４とからなる。把持部４４はロッドヘッド４２を包 むような形で、これを保持し、把持部４４の軸心は、ピストンロッド３６の軸心 と一致している。

【００１６】 把持部４４のヘッド４６（図２（ａ）において把持部４４の左端部）の中央部 に穿設した通孔には、ピストンロッド３６が挿通し、同通孔の内周面に設けたリ ニアブッシュ等のベアリング４８により、ピストンロッド３６は摺動自在に支持 されている。一方、把持部４４のボトム５０（図２（ａ）において把持部４４の 右端部）はロッドヘッド４２との当接面を形成し、重錘２０の静止時（制振装置 の非作動時）におけるボトム５０またはヘッド４６の内壁面とロッドヘッド４２ との間隙長さにより油圧ダンパー３０の作動範囲を制御することができる。

【００１７】 この実施例では、ロッドヘッド４２側に一定の距離だけピストンロッド３６を 自由に摺動させるスライド機構により規制手段４０を構成したが、これに限らず 、油圧ダンパー３０の初期作動範囲を規制する遊びまたはガタのようなものとし てもよい。

【００１８】 なお、規制手段４０は、図２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、油圧ダンパー３０ のピストンロッド側、シリンダー側のいずれに設けてもよい。また、その際には 、ピストンロッド３６の代わりに、ピストンロッド３６と軸心を同じくするスラ イドロッド５２を設けて上記のようなスライド機構を構成してもよい。

【００１９】 次に、この制振装置の作用を説明する。 重錘２０の振動周期は建物８の固有振動周期と合致するように設定されている ので、地震力や風圧を受けて建物８が揺れると重錘２０が振動を開始する。 このとき、本考案の制振装置１０は、従来型のＴＭＤに比較して建物の小さな 揺れから装置を作動させることができる。

【００２０】 即ち、前記規制手段４０を構成するベアリング４８の摩擦は、油圧ダンパー３ ０のシール抵抗と比べて非常に小さいので、油圧ダンパー３０に軸方向の力が作 用すると、図２（ａ）においてシリンダー３２と把持部４４とが接近して、先ず ピストンロッド３６がヘッド４６の通孔を摺動しながら右進する。次いで、シリ ンダー３２と把持部４４とが更に接近して、ピストンロッド３６のロッドヘッド ４２と把持部４４のボトム５０が当接した時点で、油圧ダンパー３０が作動を開 始する。このようにして、重錘２０の振動エネルギー、即ち、建物８の振動エネ ルギーは油圧ダンパー３０によってその一部を吸収され、建物８の揺れが緩和さ れる。

【００２１】 他方、本考案の制振装置１０は、比較的頻繁に作用するレベルの揺れに対して 、油圧ダンパー３０を無作動の状態に保つことができる。前記したように油圧ダ ンパー３０の役割は重錘２０の振動エネルギーを吸収することであるが、極微小 な揺れであれば振動エネルギーも小さく、吊り材２４の軸受部など、ダンパー以 外の摩擦力により十分吸収されてしまうから、微小な揺れの時に油圧ダンパー３ ０が作動しなくても制振効果が確保される。 また、揺れが大きくなれば、前記したように油圧ダンパー３０が作動し、重錘 ２０の慣性力も大きくなるので、シール抵抗力は相対的に小さくなり、装置の作 動上問題とならなくなる。

【００２２】 なお、本考案は、前記図３（ａ）に示すような重錘２０をローラー２２、その 他、静圧軸受、磁気浮上装置等で支持することにより、平面上を水平に振動する タイプの制振装置にも適用することができる。

【００２３】

【考案の効果】

本考案の制振装置は、装置内の摩擦力のうち、低減することが比較的困難なダ ンパー部のシール抵抗による摩擦力を回避することにより、微小な揺れから制振 装置を作動することができる。従って、地震時や強風時に建物に入る振動エネル ギーを確実に吸収して、建物の揺れを小さくすることができ、建物の居住性を一 層改善することができる。

【００２４】 また、本考案の制振装置は、極微少レベルの揺れに対して、ダンパーを無作動 の状態に保つことができるので、ダンパーのシール材等の消耗が少なくなるとい う効果をも有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る制振装置の概要図である。

【図２】規制手段を有する油圧ダンパーの詳細図であ
る。

【図３】（ａ）、（ｂ）共、従来のＴＭＤの代表例を示
す概要図である。

【符号の説明】

１０ 制振装置 ２０ 重錘 ２４ 吊り材 ２６ ばね材（コイルばね） ３０ 油圧ダンパー ３２ シリンダー ３４ ピストン ３６ ピストンロッド ４０ 規制手段 ４２ ロッドヘッド ４４ 把持部 ４８ ベアリング ５２ スライドロッド

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制振対象物の固有周期とほぼ同じ周期で
   振動する重錘と、該重錘の振動エネルギーを減衰するた
   めのダンパーを具えた制振装置において、前記ダンパー
   の初期作動を制止する規制手段を有することを特徴とす
   る制振装置。
2. 【請求項２】 前記規制手段が前記ダンパーを構成する
   ピストンロッドの先端に形成した該ロッドより大径のロ
   ッドヘッドと、該ロッドヘッドを被包する把持部とを有
   し、該把持部により前記ピストンロッドを所定範囲内に
   おいて摺動自在に支持してなることを特徴とする請求項
   １記載の制振装置。
3. 【請求項３】 前記規制手段が、前記ダンパーを構成す
   るピストンロッドと軸心を同じくするスライドロッド
   と、該スライドロッドの先端に形成され大径化したロッ
   ドヘッドを被包する把持部とを有し、該把持部により前
   記スライドロッドを所定範囲内において摺動自在に支持
   してなることを特徴とする請求項１記載の制振装置。