JP2841487B2 - Structure damping device - Google Patents

Structure damping device

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JP2841487B2
JP2841487B2 JP1163632A JP16363289A JP2841487B2 JP 2841487 B2 JP2841487 B2 JP 2841487B2 JP 1163632 A JP1163632 A JP 1163632A JP 16363289 A JP16363289 A JP 16363289A JP 2841487 B2 JP2841487 B2 JP 2841487B2
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Japan
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weight
vibration
shaft
rack
speed reducer
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名右衛門 宇野
勝生 牟田口
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は吊り橋のタワー、超高層ビルディング、タワ
ー、鉄塔等の構造物の上部に取り付けてこれら構造物の
風荷重(空気力)による振動や、地震による振動振幅を
抑えて早期に振動を減衰させるために用いる構造物制振
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention is mounted on the upper part of a structure such as a suspension bridge tower, a super-high-rise building, a tower, a steel tower, or the like, and the vibration or wind load (air force) of these structures is reduced. The present invention relates to a structure damping device used to suppress vibration amplitude due to an earthquake and to attenuate vibration at an early stage.

[従来の技術] 従来、この種構造物制振装置としては、たとえば、第
6図に示す如く、構造物aの頂部に、内部を横方向に金
網bにより多数に仕切ってあるタンクcを設置し、該タ
ンクc内に水等の液体dを所要量入れた構成とし、構造
物aの揺れを、タンクc内の液体dが金網bを通過しな
がら左右へ移動することによるスロッシング現象により
制振するようにしたもの〔「ビルディングタワー」(19
88年12月発行)や、日本建築センター情報交流会新建築
構造技術セミナーにおける「制振、免震構造建築物の技
術開発について」と題するテキスト(昭和63年10月財団
法人日本建築センター発行)〕があり、あるいは、第7
図に示す如く、構造物aの頂部に、上下方向に多層に積
層してなる積層ゴムeを設置し、該積層ゴムeの上端に
錘りfを支持させた構成とし、構造物aの揺れを、積層
ゴムeを介して錘りfが振動することにより制振するよ
うにしたもの、が提案されている。
[Prior Art] Conventionally, as this kind of structure vibration damping device, for example, as shown in FIG. 6, a tank c having a large number of laterally partitioned insides by a wire mesh b is installed at the top of a structure a. A required amount of liquid d such as water is placed in the tank c, and the swing of the structure a is controlled by a sloshing phenomenon caused by the liquid d in the tank c moving right and left while passing through the wire mesh b. Shaking [“Building Tower” (19
Textbook entitled "Technological development of vibration control and seismic isolation structures" at the New Building Structural Technology Seminar at the Japan Building Center Information Exchange Meeting (issued in December 1988) (published by the Japan Building Center in October 1988) Or the seventh
As shown in the figure, a laminated rubber e, which is a multilayer laminated in the vertical direction, is installed on the top of the structure a, and the weight f is supported on the upper end of the laminated rubber e. Has been proposed in which vibration is damped by vibrating a weight f via a laminated rubber e.

[発明が解決しようとする課題] ところが、上記従来方式のうち、タンクc内の液体d
をスロッシングさせる第6図に示す例の場合、 (I)制振用の錘りとして液体dを使用しているため、
装置全体が大型化すること、 (II)タンクc内にて液体dが金網bを介して移動する
が、その減衰率を変化させるのが困難であること、 (III)構造物aの固有周期に装置自体の固有周期を同
調させることが困難であること、 (IV)応答性が悪いこと、 (V)大ストロークが不可能であること、 等の問題があり、一方、積層ゴムeと錘りfを組み合わ
せた第7図に示す例の場合、 (I)錘りfを積層ゴムeで支えているため、装置のマ
スをあまり大きくできないこと、 (II)減衰率は積層ゴムによって決まってしまうので、
減衰率を任意に変えることができないこと、 (III)構造物aの固有周期に装置自体の固有周期を同
調させることが難しいこと、 (IV)積層ゴムeが劣化するため、寿命が短いこと、 (V)大振幅がとれないこと、 等の問題がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, of the above conventional methods, the liquid d in the tank c
In the example shown in FIG. 6 in which sloshing is performed, (I) Since the liquid d is used as a vibration control weight,
(II) The liquid d moves through the wire mesh b in the tank c, but it is difficult to change the attenuation rate. (III) The natural period of the structure a It is difficult to tune the natural period of the device itself, (IV) the response is poor, and (V) a large stroke is not possible. In the case of the example shown in FIG. 7 in which the weight f is combined, (I) the weight f is supported by the laminated rubber e, so that the mass of the device cannot be increased so much. (II) The damping rate is determined by the laminated rubber. Because
(III) it is difficult to tune the natural period of the device itself to the natural period of the structure a, (IV) the life is short because the laminated rubber e is deteriorated, (V) Large amplitude cannot be obtained.

そこで、本発明は、上記従来方式のもつ諸問題点を解
決し、構造物に与えられる振動エネルギーを錘りの運動
エネルギーに変え、それを効率よく減衰することにより
構造物の振動を少なくしようとするものである。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the conventional system, and attempts to reduce the vibration of the structure by changing the vibration energy given to the structure to the kinetic energy of the weight and efficiently attenuating it. Is what you do.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するために、構造物の上部
に、単弦振動を行えるように上下面を円弧状に湾曲形成
した錘りを、支持ローラを介して揺動自在に配置すると
共に、該錘りの上面に、振動方向に延びる円弧状のラッ
クを直接設け、且つ該ラックと噛合するピニオンを有す
る位置固定の軸に減速機の入力軸部を連結し、該減速機
の出力軸部に減衰機を接続し、更に、上記軸上にフライ
ホイールを設けてなる構成とする。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a weight having upper and lower surfaces curved in an arc shape so as to perform single string vibration on a top of a structure. An arc-shaped rack extending in the vibration direction is directly provided on the upper surface of the weight, and the input shaft portion of the reduction gear is mounted on a fixed position shaft having a pinion that meshes with the rack. And a damper connected to the output shaft of the speed reducer, and a flywheel provided on the shaft.

又、構造物の上部に、単弦振動を行えるように上下面
を円弧状に湾曲形成した錘りを、支持ローラを介して揺
動自在に配置すると共に、該錘りの上面に、振動方向に
延びる円弧状のラックを直接設け、且つ該ラックと噛合
するピニオンを有する位置固定の軸に可変駆動式回転装
置を連結し、該可変駆動式回転装置に減衰機を接続し、
更に、上記軸上にフライホイールを設けてなる構成とし
てもよい。
In addition, a weight whose upper and lower surfaces are curved in an arc shape so as to be able to perform single string vibration is arranged on the upper part of the structure so as to be swingable via a support roller, and a vibration direction is provided on the upper surface of the weight. A variable drive type rotating device is connected to a fixed position shaft having a pinion that meshes with the rack, and a damper is connected to the variable drive type rotating device.
Further, a configuration in which a flywheel is provided on the shaft may be adopted.

[作用] 構造物に揺れが発生すると、その揺れエネルギーが錘
りの振動エネルギーに変換され、この振動エネルギーが
ラック、ピニオン、軸、減速機あるいは可変駆動式回転
装置を介し減衰機で間接的に消費され、構造物の揺れを
効果的に抑えることができる。又、万一錘りの単弦振動
と構造物の固有周期とにずれが発生しそうになっても、
軸上のフライホイールの作用により同調をとることがで
きる。
[Operation] When a vibration occurs in a structure, the vibration energy is converted into vibration energy of a weight, and the vibration energy is indirectly transmitted to a damper through a rack, a pinion, a shaft, a reduction gear, or a variable drive type rotating device. It is consumed and the vibration of the structure can be effectively suppressed. Also, even if a deviation between the single string vibration of the weight and the natural period of the structure is likely to occur,
Tuning can be achieved by the action of an on-axis flywheel.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図乃至第3図は本発明の一実施例を示すもので、
外力を受けて振動する構造物1の頂部にベース2を設
け、該ベーズ2上に、振子運動を行うように上下面を円
弧状に湾曲形成した制振体としての錘り3を、上記ベー
ス2上に設けた支持ローラ4を介し構造物1の揺れ方向
へ単弦振動するように配置して、重力を利用した復元力
によりばね系を構成すると共に、該錘り3の側部両端に
設けた突起5が錘り3を前後で挟む位置に設置した架台
6上の左右のバッファ7に当接する範囲で上記錘り3の
振動領域が規制されるようにし、又、上記錘り3の上面
に円弧状のラック8を振動方向に沿って直接設けると共
に、該ラック8の上方部にラック8と直交するように軸
9を配置して、該軸9を上記前後の架台6に軸受10を介
して回転自在に支持させ、且つ上記軸9の中間部に、上
記ラック8と噛合するようにピニオン11を取り付け、上
記錘り3の振動エネルギーをラック8、ピニオン11を介
して軸9に回転エネルギーとして伝えられるようにし、
更に、上記軸9の一端部を、別の架台12上に設置した減
速機13の入力軸部に連結し、且つ該減速機13の出力軸部
に、左右に張り出すレバー14を固設すると共に、該レバ
ー14の左右両端部と上記ベース2との間に、オイルダン
パー15を減衰機として介装設置し、上記減速機13に入力
される軸9の回転エネルギーを減速機13を介してオイル
ダンパー15により減衰させられるようにする。なお、16
は上記軸9の回転に慣性力を与えるためのフライホイー
ルである。
1 to 3 show an embodiment of the present invention.
A base 2 is provided on the top of a structure 1 that vibrates in response to an external force, and a weight 3 as a vibration damping body having upper and lower surfaces curved in an arc shape so as to perform a pendulum motion is provided on the base 2. 2 is arranged so as to oscillate in a single string in the swinging direction of the structure 1 via the support roller 4 provided on the upper surface 2, thereby forming a spring system by a restoring force using gravity, and at both ends of the side of the weight 3. The vibrating region of the weight 3 is restricted within a range in which the provided projections 5 abut on the left and right buffers 7 on the gantry 6 installed at a position sandwiching the weight 3 in front and rear. An arc-shaped rack 8 is directly provided on the upper surface along the vibration direction, and a shaft 9 is disposed above the rack 8 so as to be orthogonal to the rack 8. And rotatably supported via the shaft 9 and meshed with the rack 8 at an intermediate portion of the shaft 9. As the mounting pinion 11, the vibrational energy of the governor weight 3 rack 8, as transmitted as rotational energy to the shaft 9 via the pinion 11,
Further, one end of the shaft 9 is connected to an input shaft of a speed reducer 13 installed on another stand 12, and a lever 14 that protrudes left and right is fixed to an output shaft of the speed reducer 13. At the same time, an oil damper 15 is interposed between the left and right ends of the lever 14 and the base 2 as an attenuator, and the rotational energy of the shaft 9 input to the reducer 13 is transmitted through the reducer 13. The oil is damped by the oil damper 15. Note that 16
Is a flywheel for giving inertial force to the rotation of the shaft 9.

上記構成において、上記錘り3を第4図に示すよう
に、振子として考えた場合、その固有振動周期Tは重心
Gの振動半径Rで決まる。すなわち、 更に、錘り3の質量をm、水平方向変位量をxとしたと
き、垂直方向変位量yは、 として求めることができる。
In the above configuration, when the weight 3 is considered as a pendulum as shown in FIG. 4, its natural vibration period T is determined by the vibration radius R of the center of gravity G. That is, Further, assuming that the mass of the weight 3 is m and the horizontal displacement is x, the vertical displacement y is Can be obtained as

次に、本発明における制振制御の原理を第5図を参照
して説明する。第5図中、21はアクチュエータ22によっ
て加振される振動台、17は該振動台21上に移動自在に載
置した供試体(第1図の構造物1に相当)、18は錘り
(第1図の錘り3に相当)、19,20はブラケットであ
る。今、供試体17に作用する空気力(風荷重)をPと
し、供試体17の質量をM、供試体17の換算ばね定数を
K、供試体17の減衰係数(付加減衰定数:2Mhω)をC、
供試体17の水平方向の直線変位量(絶対座標)をXと
し、錘り18の質量をm、錘り18のばね定数をk、錘り18
の振動を制御する制御力をp、錘り18の水平方向の直線
変位量(供試体17に対する相対座標)をxとしたとき、
供試体17と錘り18の運動方程式は、 M+CX+KX+m(+m)=Pcosωt ……(1) (ω:固有振動数、t:時間) m+m+kx=p(t) ……(2) ここで、供試体17及び錘り18が単弦運動をしているも
のとすると、 X=Asinωt ……(3) (A:振幅) x=Bsin(ωt+α) ……(4) (B:振幅、α:ωtに対する位相差) このとき、ばね定数K及びkと供試体17、錘り18との
間には、 K=(M+m)ω2 ……(5) k=mω2 ……(6) の関係がある。したがって、(3)式及び(4)のうち
質量とばね定数を含む項は次の如く常に零となる。
Next, the principle of vibration suppression control according to the present invention will be described with reference to FIG. 5, reference numeral 21 denotes a vibrating table which is vibrated by an actuator 22, 17 denotes a test piece movably mounted on the vibrating table 21 (corresponding to the structure 1 in FIG. 1), and 18 denotes a weight ( The brackets 19 and 20 correspond to the weight 3 in FIG. 1). Now, let P be the aerodynamic force (wind load) acting on the specimen 17, M be the mass of the specimen 17, K be the converted spring constant of the specimen 17, and be the damping coefficient of the specimen 17 (additional damping constant: 2Mhω). C,
Let X be the amount of linear displacement (absolute coordinates) of the specimen 17 in the horizontal direction, m be the mass of the weight 18, k be the spring constant of the weight 18, and 18 be the weight.
Assuming that p is a control force for controlling the vibration of the weight and x is a horizontal linear displacement of the weight 18 (relative coordinates with respect to the specimen 17),
The equation of motion of the specimen 17 and the weight 18 is as follows: M + CX + KX + m (+ m) = Pcosωt (1) (ω: natural frequency, t: time) m + m + kx = p (t) (2) Assuming that the weight 17 and the weight 18 make a single-string motion, X = Asinωt (3) (A: amplitude) x = Bsin (ωt + α) (4) (B: amplitude, α: ωt At this time, there is a relationship between the spring constants K and k and the specimen 17 and the weight 18 as follows: K = (M + m) ω 2 (5) k = mω 2 (6) . Therefore, the terms including the mass and the spring constant in the equations (3) and (4) are always zero as follows.

(M+m)+KX=−(M+m)Aω2sinωt+(M+
m)Aω2sinωt=0 ……(7) m+kx=−mBω2sin(ωt+α)+mBω2sin(ωt+
α)=0 ……(8) (7)、(8)式を(1)、(2)式に代入すれば、 Pcosωt=CX+m =2MhAω2cosωt−mBω2sin(ωt+α)……(9) p(t)=m=−mAω2sinωt ……(10) ここで、(9)式は、右辺の第1項と第2項の位相が
同じときに、供試体17の減衰と錘り18の運動による力が
空気力Pと釣り合っていることを示している。すなわ
ち、錘り18の運動が供試体17の運動に対して90°遅れた
形(−90°)で動作したときに、供試体17の減衰と同じ
方向に力が働き振動を止めようとすることが判る。した
がって、α=−90°として(9)式を書き直すと、 Pcosωt=2MhAω2cosωt+mBω2cosωt =(2MhA+
mB)ω2cosωt ……(11) となる。又、錘り18の振幅Bは(11)式より、 m・B=(P/ω2)−2MhA ……(12) となる。
(M + m) + KX = − (M + m) Aω 2 sinωt + (M +
m) Aω 2 sinωt = 0 (7) m + kx = −mBω 2 sin (ωt + α) + mBω 2 sin (ωt +
α) = 0 ...... (8) (7), (8) Equation (1), (if substituted into 2), Pcosωt = CX + m = 2MhAω 2 cosωt-mBω 2 sin (ωt + α) ...... (9) p (t) = m = −mAω 2 sinωt (10) Here, when the phase of the first term and the second term on the right side are the same, the attenuation of the specimen 17 and the weight 18 It is shown that the force due to the movement is balanced with the aerodynamic force P. That is, when the movement of the weight 18 is operated in a form delayed by 90 ° (−90 °) with respect to the movement of the specimen 17, the force acts in the same direction as the attenuation of the specimen 17 to try to stop the vibration. You can see that. Thus, Rewriting equation (9) as α = -90 °, Pcosωt = 2MhAω 2 cosωt + mBω 2 cosωt = (2MhA +
mB) ω 2 cos ωt (11) From the equation (11), the amplitude B of the weight 18 is given by m · B = (P / ω 2 ) −2 MhA (12)

これらの式から明らかなことは、制振装置が能動形で
あっても受動形であっても成り立つので、(10)式の示
す力p(t)は、能動形の場合は制御する力、受動形の
場合は減衰する力と考えればよい。
It is clear from these equations that the vibration control device can be either an active type or a passive type. Therefore, the force p (t) shown by the expression (10) is the controlling force in the case of the active type, In the case of the passive type, it can be considered as a damping force.

上述した原理についての式を言葉に直すと、次の如く
である。
The following is an expression of the principle described above in words.

構造物の振動を抑えようとする制振装置の力は制振装
置の質量の動きによって得られる。
The force of the damping device for suppressing the vibration of the structure is obtained by the movement of the mass of the damping device.

制振装置には、構造物に入ってくる力と同じ大きさの
反対向きの力を制御力あるいは減衰力として与えること
によって安定した振動となる。
A stable vibration is obtained by giving a control force or a damping force to the vibration damping device in the opposite direction having the same magnitude as the force entering the structure.

したがって、構造物1の頂部に、上記の如く構成した
本発明の構造物制振装置が設置してある状態において、
空気力等により構造物1に揺れが発生すると、その揺れ
エネルギーは錘り3に伝達されるため、錘り3は構造物
1の揺れに対して90°遅れで単弦振動を開始する。この
とき、錘り3の上面に設けてあるラック8と錘り3の上
方に位置固定として配してある軸9上のピニオン11とが
噛合しているため、錘り3の振動エネルギーは上記ラッ
ク8、ピニオン11を介して軸9に回転エネルギーとして
与えられる。上記軸9に回転エネルギーが与えられる
と、該軸9の一端部に減速機13が連結してあるため、該
減速機13により軸9の回転が減速されることにより、更
に、この際、上記減速機13の出力軸部にオイルダンパー
15が設けてあるため、該オイルダンパー15が減速機13を
介して揺動作動させられ、上記軸9の回転エネルギーが
減衰させられる結果、構造物1の揺れが抑えられる。す
なわち、本発明においては、構造物1に入ってくる空気
力等のエネルギーを錘り3の運動エネルギーに変換し、
これをラック8、ピニオン11、軸9、減速機13を介して
オイルダンパー15により消費させる、という間接的なエ
ネルギー消費形式によって構造物1の揺れを速かに抑え
ることができる。
Therefore, in a state where the structure damping device of the present invention configured as described above is installed on the top of the structure 1,
When a vibration occurs in the structure 1 due to aerodynamic force or the like, the vibration energy is transmitted to the weight 3, and the weight 3 starts single-string vibration with a delay of 90 ° with respect to the vibration of the structure 1. At this time, since the rack 8 provided on the upper surface of the weight 3 and the pinion 11 on the shaft 9 fixedly disposed above the weight 3 are engaged, the vibration energy of the weight 3 is as described above. Rotational energy is given to the shaft 9 via the rack 8 and the pinion 11. When rotational energy is given to the shaft 9, the speed reducer 13 is connected to one end of the shaft 9, and the rotation of the shaft 9 is reduced by the speed reducer 13. Oil damper on output shaft of reducer 13
Since the oil damper 15 is provided, the oil damper 15 is oscillated via the speed reducer 13, and the rotational energy of the shaft 9 is attenuated. As a result, the swaying of the structure 1 is suppressed. That is, in the present invention, energy such as aerodynamic force entering the structure 1 is converted into kinetic energy of the weight 3,
The swing of the structure 1 can be quickly suppressed by an indirect energy consumption type in which the oil is consumed by the oil damper 15 via the rack 8, the pinion 11, the shaft 9, and the speed reducer 13.

上記において、構造物1への制振力は、錘り3の振動
ストローク、質量を選定することにより変更することが
できる。又、減衰率は、オイルダンパー15の圧力を調整
することによって変更できることは勿論であるが、減速
機13のギヤ比を変えることによっても任意に変更するこ
とができて、構造物1に対して最適な状態として与える
ことができる。しかも、減速機13は入力軸部からの入力
の作動量を、より少ない作動量として出力軸部へ出力さ
せることができることにより、錘り3のストロークが大
きい場合にも、小型のオイルダンパー15で対応すること
ができる。更に、錘り3は単弦振動するようにしてある
ため、構造物1の固有周期と容易に同調させることがで
きるが、万一、周期にずれが発生しそうになっても、軸
9上のフライホイール16の作用により同調をとることが
でき、更に、錘り3の上面に振動方向に延びる円弧状の
ラック8を直接設けて、ラック8に噛合させたピニオン
11を有する位置固定の軸9を、単弦振動する錘り3の上
側に配置するようにしてあることから、該錘り3の配設
位置を低くして装置全体の高さを低く抑えることができ
る。
In the above, the vibration damping force on the structure 1 can be changed by selecting the vibration stroke and the mass of the weight 3. The damping rate can be changed by adjusting the pressure of the oil damper 15, but can also be changed arbitrarily by changing the gear ratio of the speed reducer 13. It can be given as an optimal condition. In addition, the speed reducer 13 can output the operation amount of the input from the input shaft portion to the output shaft portion as a smaller operation amount, so that even when the weight 3 has a large stroke, the small oil damper 15 can be used. Can respond. Further, since the weight 3 is made to oscillate in a single string, it can be easily synchronized with the natural period of the structure 1. However, even if the period is likely to be shifted, the weight on the shaft 9 is not changed. Synchronization can be achieved by the action of the flywheel 16, and further, an arc-shaped rack 8 extending in the vibration direction is directly provided on the upper surface of the weight 3, and a pinion meshed with the rack 8.
Since the position-fixed shaft 9 having the position 11 is arranged above the weight 3 that vibrates in a single string, the arrangement position of the weight 3 is lowered to reduce the height of the entire apparatus. Can be.

なお、上記実施例では、錘り3の振動エネルギーを減
衰させるための減衰機としてオイルダンパー15を用いた
場合を示したが、オイルダンパー15に代えて、空気ダン
パーやばね式ダンパーや液圧式ダンパー、弾性体ダンパ
ー等を用いることができること、又、実施例では減衰機
を作動させるために減速機13を用いた場合を示したが、
減速機13に代えて、発電機や油圧モータ、水ポンプ等の
可変駆動式回転装置を用いることができ、発電機の場合
には、界磁電流を変えることにより、又、油圧モータや
水ポンプの場合には、吐出流量や吐出圧力を変えること
により、それぞれ減衰率を任意に変更することができる
こと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。
In the above embodiment, the case where the oil damper 15 is used as an attenuator for attenuating the vibration energy of the weight 3 is shown. However, instead of the oil damper 15, an air damper, a spring damper, or a hydraulic damper is used. Although it is possible to use an elastic damper or the like, and in the embodiment, the case where the speed reducer 13 is used to operate the damper has been described,
Instead of the speed reducer 13, a variable drive type rotating device such as a generator, a hydraulic motor, and a water pump can be used. In the case of the generator, by changing the field current, the hydraulic motor or the water pump can be used. In the case of, the attenuation rate can be arbitrarily changed by changing the discharge flow rate and the discharge pressure, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上述べた如く、本発明の構造物制振装置によれば、
構造物の上部に、単弦振動を行えるように上下面を円弧
状に湾曲形成した錘りを、支持ローラを介して揺動自在
に配置すると共に、該錘りの上面に、振動方向に延びる
円弧状のラックを直接設け、且つ該ラックと噛合するピ
ニオンを有する位置固定の軸に減速機の入力軸部を連結
し、該減速機の出力軸部に減衰機を接続し、更に、上記
軸上にフライホイールを設けてなる構成、あるいは、上
記減速機に代えて可変駆動式回転装置を用いるようにし
てなる構成としてあるので、次の如き優れた効果を発揮
する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the structure vibration damping device of the present invention,
On the upper part of the structure, a weight whose upper and lower surfaces are curved in an arc shape so as to be able to perform a single string vibration is arranged swingably via a support roller, and extends on the upper surface of the weight in the vibration direction. An arc-shaped rack is directly provided, and an input shaft portion of the speed reducer is connected to a fixed position shaft having a pinion that meshes with the rack, and an attenuator is connected to an output shaft portion of the speed reducer. Since the configuration is such that a flywheel is provided thereon, or a configuration in which a variable drive type rotating device is used in place of the speed reducer, the following excellent effects are exhibited.

(i)構造物の揺れエネルギーに錘りの運動エネルギー
に容易に変換でき、それを減衰機による最適な減衰力と
することができるので、構造物の揺れを速かに抑えるこ
とができる。
(I) Since the swing energy of the structure can be easily converted into the kinetic energy of the weight, and this can be used as the optimal damping force by the damper, the swing of the structure can be suppressed quickly.

(ii)減速機や可変駆動式回転装置の調整により減衰率
を任意に変更することができて、構造物に最適な状態と
して与えることができ、又、特に、減速機によって入力
軸部からの入力の作動量を、より少ない作動量として出
力軸部へ出力させることができることにより、錘りの振
動ストロークが大きい場合にも、小型の減衰機で対応す
ることができる。
(Ii) The damping rate can be arbitrarily changed by adjusting the speed reducer and the variable drive type rotating device, so that the structure can be given an optimal state. Since the input operation amount can be output to the output shaft as a smaller operation amount, even when the vibration stroke of the weight is large, it is possible to cope with a small damper.

(iii)錘りは単弦振動を利用しているので、動き易
く、又、構造物の固有周期と合わせることができ、万一
周期がずれそうになっても、軸上のフライホイールの作
用により周期調整を簡単に行うことができ、又、錘りの
上面にラックを直接設けて、該ラックに噛合させるピニ
オンを有する位置固定の軸を錘りの上側に配置するよう
にしてあることから、錘りの配設位置を低くして装置全
体の高さを低く抑えることができる。
(Iii) Since the weight uses single-string vibration, it is easy to move, and can be matched with the natural period of the structure. Even if the period is likely to shift, the action of the flywheel on the shaft This makes it possible to easily perform the cycle adjustment.In addition, since the rack is directly provided on the upper surface of the weight, and the fixed position shaft having the pinion that meshes with the rack is arranged above the weight. In addition, the position of the weights can be lowered to reduce the overall height of the device.

(iv)錘りのストローク、質量を選定することにより、
制振効果をより高めることができる。
(Iv) By selecting the stroke and mass of the weight,
The damping effect can be further enhanced.

(v)錘りには比重の高いもの(固体:鉛、液体:水銀
等)を使用できるためコンパクト化が可能であり、した
がって、装置全体の設置面積が小さくて済む。
(V) Since a weight having a high specific gravity (solid: lead, liquid: mercury, etc.) can be used for the weight, the weight can be made compact, and thus the installation area of the entire apparatus can be small.

(vi)構造が簡単であるため、メンテナンスが容易であ
る。
(Vi) Since the structure is simple, maintenance is easy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の構造物制振装置の一実施例の概要を示
す正面図、第2図は第1図の平面図、第3図は第1図の
側面図、第4図は振子の振動系を示す説明図、第5図は
本発明の原理をモデル化して示した図、第6図及び第7
図はいずれも従来装置の例を示す概略図である。 1……構造物、3……錘り、4……支持ローラ、8……
ラック、9……軸、11……ピニオン、13……減速機、15
……オイルダンパー(減衰機)、16……フライホイー
ル。
FIG. 1 is a front view showing an outline of an embodiment of a structure vibration damping device of the present invention, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, FIG. 3 is a side view of FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a model of the principle of the present invention, FIG. 6 and FIG.
The figures are schematic diagrams each showing an example of a conventional apparatus. 1 ... structure, 3 ... weight, 4 ... support roller, 8 ...
Rack, 9 ... Shaft, 11 ... Pinion, 13 ... Reducer, 15
…… oil damper (damper), 16 …… flywheel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−31736(JP,A) 特開 昭58−174740(JP,A) 特開 昭61−256036(JP,A) 特開 昭61−70243(JP,A) 特公 昭47−50072(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16F 15/02 E04H 9/02 E01D 1/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-31736 (JP, A) JP-A-58-174740 (JP, A) JP-A-61-256036 (JP, A) JP-A-61-256036 70243 (JP, A) JP 47-50072 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F16F 15/02 E04H 9/02 E01D 1/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】構造物の上部に、単弦振動を行えるように
上下面を円弧状に湾曲形成した錘りを、支持ローラを介
して揺動自在に配置すると共に、該錘りの上面に、振動
方向に延びる円弧状のラックを直接設け、且つ該ラック
と噛合するピニオンを有する位置固定の軸に減速機の入
力軸部を連結し、該減速機の出力軸部に減衰機を接続
し、更に、上記軸上にフライホイールを設けてなること
を特徴とする構造物制振装置。
1. A weight having upper and lower surfaces curved in an arc shape so as to perform single-string vibration is swingably arranged via a support roller on an upper portion of a structure, and is provided on an upper surface of the weight. An arc-shaped rack extending in the vibration direction is directly provided, and an input shaft of the speed reducer is connected to a fixed position shaft having a pinion that meshes with the rack, and an attenuator is connected to an output shaft of the speed reducer. A structure vibration damping device further comprising a flywheel provided on the shaft.
【請求項2】構造物の上部に、単弦振動を行えるように
上下面を円弧状に湾曲形成した錘りを、支持ローラを介
して揺動自在に配置すると共に、該錘りの上面に、振動
方向に延びる円弧状のラックを直接設け、且つ該ラック
と噛合するピニオンを有する位置固定の軸に可変駆動式
回転装置を連結し、該可変駆動式回転装置に減衰機を接
続し、更に、上記軸上にフライホイールを設けてなるこ
とを特徴とする構造物制振装置。
2. A weight having upper and lower surfaces curved in an arc shape so as to perform single-string vibration is swingably arranged via a supporting roller on an upper portion of the structure, and is provided on an upper surface of the weight. Directly providing an arc-shaped rack extending in the vibration direction, and connecting a variable drive type rotating device to a fixed position shaft having a pinion engaged with the rack, connecting an attenuator to the variable drive type rotating device, And a structure having a flywheel provided on the shaft.
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