JP2000018323A - 振り子式制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単であるにも拘わらず従来の場合に
比べてより効果的な制振作用を得ることができると共
に、制振（減衰）の程度を調整することが可能であり、
しかも重錘の吊り具に掛かる静的な力を小さく抑えるこ
とができ、安全性、信頼性の高い低コストの振り子式制
振装置を提供する。 【解決手段】 制振対象である構造物に取付けられた支
持台１に重錘３を吊り下げ、動吸振作用により前記構造
物を制振させるようにした振り子式制振装置において、
前記重錘３を流体９（容器８内の水等）の中に浸漬す
る。また、上述の開口部１０に金網１１等を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吊り下げられた重
錘（振り子）の動吸振作用により構造物を制振させるよ
うにした振り子式制振装置に関し、さらに詳しくは、振
り子と流体とを利用して構造物の制振を行なうようにし
た振り子式制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の振り子式制振装置を示すも
のであって、この装置は、制振対象である構造物に取付
けられた支持台１と、この支持台１に吊り下げられた吊
り具２と、この吊り具（ロープ、ロッド等）２の下端に
取付けられた重錘３と、吊り具２と固定部４との間にそ
れぞれ介在されたばね機構５及び減衰機構６とから構成
されている。かくして、吊り具２及び重錘３にて振り子
７が構成され、この振り子７とばね機構５及び減衰機構
６とによる制振作用で構造物の振動を吸収するようにし
ている。すなわち、振り子７の振動数を、制振対象であ
る構造物の振動数に一致させ、動吸振作用により構造物
を制振させるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来の振り子式制振装置にあっては、減衰の程度を
調整する減衰機構６が複雑かつ高価であるという問題点
がある。また、重錘３が空中に露出しているため、吊り
具２にかかる張力（垂下力）も大きくなるなど、吊り具
２の設計に充分な配慮が必要となる場合がある。

【０００４】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、構成が簡単であるにも拘
わらず従来の場合に比べてより効果的な制振作用を得る
ことができると共に、制振（減衰）の程度を調整するこ
とが可能であり、しかも重錘の吊り具にかかる静的な力
を小さく抑えることができ、安全性、信頼性の高い低コ
ストの振り子式制振装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、制振対象である構造物に取付けられ
た支持台に重錘を吊り下げ、動吸振作用により前記構造
物を制振させるようにした振り子式制振装置において、
前記重錘を流体の中に浸漬するようにしている。また、
本発明では、前記重錘に開口部を設け、前記流体が流通
し得る流体流通部材を前記重錘の開口部に配置するよう
にしている。また、本発明では、前記流体流通部材とし
て金網を用い、前記重錘の開口部に金網を設置すること
により前記重錘の開口部を塞ぐようにしている。また、
本発明では、前記重錘の開口部に連なる重錘部分をくり
抜いて得られる孔部に前記金網を充填するようにしたこ
とを特徴とする請求項１に記載の振り子式制振装置。ま
た、本発明では、前記流体流通部材として複数の抵抗板
を用い、前記重錘の開口部に連なる重錘部分をくり抜い
て得られる孔部内に前記複数の抵抗板を配設するように
している。また、本発明では、前記流体流通部材として
複数の細管を用い、前記重錘の開口部に連なる重錘部分
をくり抜いて得られる孔部内に前記複数の細管を配置す
るようにしている。また、本発明では、前記流体流通部
材が配置された前記重錘の開口部の開度を調整する開口
可変板を設けたようにしている。また、本発明では、前
記重錘に浮力材を取付けるようにしている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図１〜図８を参照して説明する。なお、図１〜図８にお
いて、図９と同一の部分には共通の符号を付して重複す
る説明を省略する。

【０００７】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の第１実施形
態に係る振り子式制振装置を示すものである。本装置の
場合には、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来より
用いられている振り子７の重錘３が容器８内に貯留され
た流体（例えば、水等）９の中に浸漬（没水）されてい
る。なお、本例では、重錘３は２本の吊り具２にて吊り
下げられている。そして、この重錘３には、その両側面
箇所に一対の開口部（孔部又は窪み部）１０がそれぞれ
設けられており（図１（Ｂ）参照）、それらの開口部１
０には金網１１が設置されて開口部１０が金網１１にて
塞がれた状態となされている。なお、この状態の下で
は、開口部１０が金網１１にて塞がれるものの、流体９
はこの金網１１の網目を通して自由に流通し得るように
なっており、金網１１の網目を介して流体９が開口部１
０の内部から外部へ或いはその外部から内部へ流通自在
の状態となされている。また、重錘３には、吊り具２に
過大な荷重が加わるのを回避するために、重錘３の両側
面の下部箇所に発泡スチロールや空洞部材等から成る浮
力材１２が取付けられている。

【０００８】かくして、本実施形態の振り子式制振装置
にあっては、従来の振り子式制振装置と同様に、振り子
７の振動数が制振対象である構造物の振動数に一致せし
められ、動吸振作用により構造物の制振が行われるよう
にな構造となされている。

【０００９】このような構成の第１実施形態の振り子式
制振装置の場合には、重錘３が流体９の中を振り子運動
する際に、重錘３及び金網１１は流体抵抗（振り子７の
重錘３の移動速度に比例する力）を受け、これにより減
衰作用が生じる。このときの減衰作用は、従来の振り子
式制振装置において機械的に取付けられた減衰機構６
（図９参照）と同じ作用を果たすこととなる。従って、
従来用いていたような機械式の減衰機構６が不要とな
り、従来の複雑な機械式に比べて構成が簡単な減衰機構
を提供できる。さらに、金網１１のメッシュ（網目）の
大きさ、枚数、重ね具合等に応じて、この減衰作用の程
度を任意に調整することが可能である。また、重錘３は
流体９の中に浸漬されて完全に没水されているため、重
錘３の振り子運動に伴う付加水質も制振に必要な質量に
加算されることになる。重錘３の質量が大きいほど制振
効果は大きくなるので、従来装置の振り子の場合よりも
さらに大きな制振効果を奏することができる。また、流
体９中に没している重錘３には浮力が働くので、吊り具
２にかかる静的な力の大きさは浮力の分だけ小さくなる
ため、安全性、信頼性の高い低コストの振り子式制振装
置を提供することができる。

【００１０】また、図２（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２
実施形態に係る振り子式制振装置を示すものであり、重
錘３の質量を大きくとるようにした場合を示している。
本装置の場合には、既述の第１実施形態の場合と同様
に、吊り具２にて吊り下げられた重錘３が流体９中に没
水されている。そして、図２（Ａ），（Ｂ）に示すよう
に、重錘３の開口部１０に連なる重錘部分をくり抜いて
得られる孔部（貫通孔）１３が設けられ、この孔部１３
の内部及び前記開口部１０に金網１１が充填されてい
る。これにより、重錘３の孔部１３中にも流体９が移動
（流通）できるように構成される一方、孔部１３内の金
網１１により流体９が孔部１３を介してスムーズに通り
抜けにくいように構成されている。

【００１１】このような構成の第２実施形態の振り子式
制振装置によれば、既述の第１実施形態の場合と同様
に、重錘３が流体９の中を振り子運動する際に、重錘３
及びこの重錘３の孔部１３中に充填された金網１１は流
体抵抗（振り子７の移動速度に比例する力）を受け、減
衰作用が生じる。このときの減衰作用は、従来の振り子
式制振装置において機械的に取付けられた減衰機構６
（図９参照）と同じ作用を果たすこととなるので、従来
用いていたような機械式の減衰機構６が不要となり、従
来の機械式のものに比べて構成が簡単な振り子式制振装
置を提供できる。また、本例の場合には、重錘３をくり
抜いて孔部１３を設けるようにしているが、そのくり抜
きは質量の大きな重錘３の一部分でありしかもその孔部
１３には金網１を充填しているので、この金網１１を含
む重錘３の全体としての質量を既述の第１実施形態に比
べてより大きく確保することが可能であり、このような
場合にも十分な制振作用を得ることができる。

【００１２】また、図３（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３
実施形態に係る振り子式制振装置を示すものであり、重
錘３の質量を大きくとるようにした場合を示している。
本実施形態の場合には、既述の第１及び第２実施形態の
場合と同様に、吊り具２にて吊り下げられた重錘３が流
体９中に侵漬（没水）されている。そして、図３
（Ａ），（Ｂ）に示すように、重錘３の開口部１０に連
なる重錘部分をくり抜いて得られる孔部（貫通孔）１３
が既述の第２実施形態の場合と同様に設けられ、この孔
部１３の内部に複数の抵抗板（邪魔板）１４が配置され
ている。さらに具体的に述べると、前記孔部１３の上面
１３ａ及び下面１３ｂにそれぞれ等間隔を隔てて取付け
られた複数の抵抗板１４が交互に対応配置されて隣接す
る抵抗板１４の一部分が互いにオーバラップした状態で
前記孔部１３内に整列配置されている。これにより、重
錘３の孔部１３中にも流体９が移動（流通）できるよう
に構成される一方、孔部１３内の抵抗板１４により流体
９が孔部１３を介してスムーズに通り抜けにくいように
構成されている。

【００１３】このような構成の第３実施形態の振り子式
制振装置によれば、既述の第１及び第２実施形態の場合
と同様に、重錘３が流体９の中を振り子運動する際に、
重錘３のくり抜かれた孔部１３中に充填された金網１１
が流体抵抗（振り子７の移動速度に比例する力）を受
け、減衰作用が生じる。このときの減衰作用は、従来の
振り子式制振装置において機械的に取付けられた減衰機
構６（図９参照）と同じ作用を果たすこととなるので、
従来用いていたような機械式の減衰機構６が不要とな
り、従来の機械式のものに比べて構成が簡単な振り子式
制振装置を提供できる。また、本例の場合には、重錘３
をくり抜いて孔部１３を設けるようにしているが、その
くり抜きは質量の大きな重錘３の一部分でありしかもそ
の孔部１３内には抵抗板１４を配置するようにしている
ので、この抵抗板１４を含む重錘３の全体としての質量
を既述の第１実施形態に比べてより大きく確保すること
が可能であり、このような場合にも十分な制振作用を得
ることができる。

【００１４】また、図４（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４
実施形態に係る振り子式制振装置を示すものである。本
装置の場合には、既述の第１〜第３実施形態の場合と同
様に、吊り具２にて吊り下げられた重錘３が流体９中に
侵浸（没水）されている。そして、図４（ａ），（ｂ）
に示すように、重錘３の開口部１０に連なる重錘部分を
くり抜いて得られる孔部（貫通孔）１３が既述の第２及
び第３実施形態の場合と同様に設けられ、この孔部１３
の内部に多数の細管１５が収容配置されている。さらに
具体的に述べると、孔部１３の内部には多数の細管１５
が孔部１３のくり抜き方向に沿って配置され、これらの
多数の細管１５の両端開口部１５ａ，１５ｂが前記孔部
１３両端開口部１０の付近に配置されている。これによ
り、流体９が多数の細管１５の管路（中空部）を通して
重錘３の孔部１３中に移動（流通）できるように構成さ
れる一方、細管１５の管路抵抗により流体９が孔部１３
内をスムーズに通り抜けにくいように構成されている。

【００１５】このような構成の第４実施形態の振り子式
制振装置によれば、既述の第１〜第３実施形態の場合と
同様に、重錘３が流体９の中を振り子運動する際に、重
錘３のくり抜かれた孔部１３中に配置された多数の細管
１５が流体抵抗（振り子７の移動速度に比例する力）を
受け、減衰作用が生じる。この減衰作用は、従来の振り
子式制振装置において機械的に取付けられた減衰機構６
（図９参照）と同じ作用を果たすこととなるので、従来
用いていたような機械式の減衰機構６が不要となり、従
来の機械式のものに比べて構成が簡単な振り子式制振装
置を提供できる。また、本例の場合には、重錘３をくり
抜いて孔部１３を設けるようにしているが、そのくり抜
きは重錘３の一部分でありしかもその孔部１３内には多
数の細管１５を配置するようにしているので、これらの
多数の細管１５を含む重錘３の全体としての質量を既述
の第１実施形態にに比べてより大きく確保することが可
能であり、このような場合にも十分な制振作用を得るこ
とができる。

【００１６】また、図５（Ａ），（Ｂ）は本発明の第５
実施形態に係る振り子式制振装置を示すものである。本
装置の場合には、既述の第１実施形態の場合と同様に、
吊り具２にて吊り下げられた重錘３が流体９中に侵漬
（没水）されている。そして、図５（Ａ），（Ｂ）に示
すように、重錘３には開口部１０が設けられており、こ
れらの開口部１０には開口の大きさ（開度若しくは開口
面積）を調節できる開口可変板１６が設置されている。
なお、その他の構成は、第１実施形態と同じである。

【００１７】このような構成の第５実施形態の振り子式
制振装置によれば、既述の第５実施形態の場合と同様
に、重錘１が流体５の中において振り子運動をする際
に、金網１１が流体抵抗（振り子７の重錘３の移動速度
に比例する力）を受け、減衰作用が生じる。この場合、
開口可変板１６を回転させて開口部１０の開度を調整す
ることにより流体抵抗の大きさを調節することができる
ので、減衰作用の程度を任意に調節することが可能であ
る。このときの減衰作用は、従来の振り子式制振装置に
おいて機械的に取付けられた減衰機構６（図９参照）と
同じ作用を果たすこととなるので、従来用いていたよう
な機械式の減衰機構６が不要となり、従来の機械式のも
のに比べて構成が簡単な振り子式制振装置を提供でき
る。

【００１８】また、図示を省略したが、上述の如き開口
可変板１６を第２〜第４実施形態においても配設するよ
うにしてもよい。すなわち、重錘３の孔部１３の両端開
口部分を覆うように開口可変板１６を配設し、この開口
可変板１６による開度調整と金網１１，抵抗板１４又は
細管１５による抵抗調整との２つの調整手段にて減衰
（制振）の程度を適宜に設定することが可能である。さ
らに、図２〜図４に示す第２〜第４実施形態においても
浮力材１２を重錘３に取付け、これにより、吊り具２に
かかる静的な力の軽減を図って吊り具２に過大な荷重が
加わるのを回避するようにしても良い。

【００１９】以上、本発明の実施形態につき述べたが、
本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、
本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可
能である。例えば、既述の第１〜第５実施形態は、何れ
も、２本の吊り具２にて１ブロックの重錘３を吊り下げ
て１方向の制振に対応するような型式のものであるが、
図６及び図７に示すような２方向の制振に対応し得るよ
うな型式のものについても本発明を適用することが可能
である。

【００２０】図６（Ａ），（Ｂ）は２方向に対応する振
り子式制振装置を互いに直交する２方向からみた図であ
り、図７（Ａ），（Ｂ）は振り子式制振装置に用いられ
ている２種類の重錘をそれぞれ示すものである。この場
合は、各一対の吊り具２，２’を介して支持台１，１’
に吊り下げられた重錘（重錘部材）３，３’を十字状に
組み合わせられて、流体９中に没水せしめられる。な
お、図７（Ａ）は２つの重錘３，３’を直交状態で中央
部を互いに一体に結合したものであり、図７（Ｂ）は２
つの重錘３，３’を直交状態で片方を他方の中央部に相
対移動可能に貫通させた状態で組合わせたものである。
また、重錘３，３’を方向別に吊り具２、２’の吊り下
げ長さを同じとし、或いは異なるように調節して、２方
向の構造物の振動数にそれぞれ一致せしめると共に、減
衰抵抗を既述の第１〜第５実施形態の場合と同様に金網
１１，抵抗板１４，細管１５，開口可変板１６等にて減
衰抵抗を調整可能としている。このような場合にも、既
述の第１〜第５実施形態の場合と同様の作用効果を得る
ことができると共に、２方向についての制振作用を発揮
させることができる。

【００２１】また、既述の第１〜第５実施形態の場合に
は、吊り具２を介して重錘３を支持台１，１’に直接的
に吊り下げるようにしているが、例えば図８に示すよう
な吊り下げ構造の場合にも本発明を適用可能である。な
お、図８の吊り下げ構造の場合は、水タンク等の容器８
内の流体９に浸漬される重錘３が、２本の吊り具２０ａ
を介して、容器８の周囲に設けられかつ幾重にも折り返
されたフレーム２１ａに多段式に吊り下げられている。
そして、上述のフレーム２１ａは、フレーム２１ｂから
垂下された４本の吊り具２０ｂにより吊り下げられてお
り、前記フレーム２１ｂは、支持台１から垂下された４
本の吊り具２０ｃにより吊り下げられている。このよう
な重錘３の吊り下げ構造の場合も、既述の第１〜第５実
施形態の場合と同様の作用効果を得ることができると共
に、２方向についての制振作用を発揮させることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上の如く、本発明は、振り子の重錘を
流体に浸漬（没水）せしめるようにしたものであるか
ら、次のような作用効果を得ることができる。 （１） 重錘を流体に浸漬させただけの簡単な構造によ
り減衰機構を提供できるので、メンテナンスがほとんど
必要がない。 （２） 重錘の接水質量（付加水質量）が制振に必要な
質量として加算できるので、より効果的なを発揮するこ
とができる。 （３） 重錘に作用する浮力により、吊り具が受ける強
度的負担（張力）が軽減されることにより、安全性、信
頼性の向上及び低コスト化が可能となる。また、重錘に
設けられた開口部或いはこの開口部に連なる孔部に、流
体が流通し得る金網、抵抗板、細管等の流体流通部材を
配置することにより、或いは前記開口部に開口可変板を
配設することにより、より一層大きな流体抵抗を受ける
こととなるので、制振作用の向上を図ることができる。
さらに、流体が金網、抵抗板、細管を流通する程度や、
開口可変板の開度の大きさの程度を調整することによ
り、減衰効果を任意に調節できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る振り子式制
振装置を示すものであって、図１（Ａ）は振り子式制振
装置の縦断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＰ−
Ｐ線断面図である。

【図２】図２は本発明の第２実施形態に係る振り子式制
振装置を示すものであって、図２（Ａ）は振り子式制振
装置の縦断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＱ−
Ｑ線断面図である。

【図３】図３は本発明の第３実施形態に係る振り子式制
振装置を示すものであって、図３（Ａ）は振り子式制振
装置の縦断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）におけるＲ−
Ｒ線断面図である。

【図４】図４は本発明の第４実施形態に係る振り子式制
振装置を示すものであって、図４（Ａ）は振り子式制振
装置の縦断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＳ−
Ｓ線断面図である。

【図５】図５は本発明の第５実施形態に係る振り子式制
振装置を示すものであって、図５（Ａ）は振り子式制振
装置の縦断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＴ−
Ｔ線断面図である。

【図６】図６は２方向対応の振り子式制振装置を示すも
のであって、図６（Ａ），（Ｂ）は振り子式制振装置を
互いに直交する２方向から見た縦断面図である。

【図７】図７は図６の振り子式制振装置に用いられる重
錘を示すものであって、図７（Ａ）は２つの重錘部材の
中央部を互いに交差させて結合して成る重錘を示す斜視
図、図７（Ｂ）は一方の重錘部材の中央部に他方の重錘
を交差状態で貫通配置して成る重錘を示す斜視図であ
る。

【図８】図８は幾重にも折り返されたフレームを介して
重錘を多段式に吊り下げるようにした振り子式制振装置
を示すものであって、図８（Ａ）は振り子式制振装置の
縦断面図、図８（Ｂ）は振り子式制振装置を部分的に切
り欠いて示す斜視図である。

【図９】従来の振り子式制振装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 支持台 ２ 吊り具 ３ 重錘 ７ 振り子 ８ 容器 ９ 流体 １０ 開口部 １１ 金網 １２ 浮力材 １３ 孔部（貫通材） １４ 抵抗板（邪魔板） １５ 細管 １６ 開口可変板 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 吊り具 ２１ａ，２１ｂ フレーム

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 制振対象である構造物に取付けられた支
   持台に重錘を吊り下げ、動吸振作用により前記構造物を
   制振させるようにした振り子式制振装置において、前記
   重錘を流体の中に浸漬したことを特徴とする振り子式制
   振装置。
2. 【請求項２】 前記重錘に開口部を設け、前記流体が流
   通し得る流体流通部材を前記重錘の開口部に配置したこ
   とを特徴とする請求項１に記載の振り子式制振装置。
3. 【請求項３】 前記流体流通部材として金網を用い、前
   記重錘の開口部に金網を設置することにより前記重錘の
   開口部を塞ぐようにしたことを特徴とする請求項２に記
   載の振り子式制振装置。
4. 【請求項４】 前記重錘の開口部に連なる重錘部分をく
   り抜いて得られる孔部に前記金網を充填するようにした
   ことを特徴とする請求項２に記載の振り子式制振装置。
5. 【請求項５】 前記流体流通部材として複数の抵抗板を
   用い、前記重錘の開口部に連なる重錘部分をくり抜いて
   得られる孔部内に前記複数の抵抗板を配設するようにし
   たことを特徴とする請求項２に記載の振り子式制振装
   置。
6. 【請求項６】 前記流体流通部材として複数の細管を用
   い、前記重錘の開口部に連なる重錘部分をくり抜いて得
   られる孔部内に前記複数の細管を配置するようにしたこ
   とを特徴とする請求項２に記載の振り子式制振装置。
7. 【請求項７】 前記流体流通部材が配置された前記重錘
   の開口部の開度を調整する開口可変板を設けたことを特
   徴とする請求項１乃至６項の何れか１項に記載の振り子
   式制振装置。
8. 【請求項８】 前記重錘に浮力材を取付けたことを特徴
   とする請求項１乃至７項の何れか１項に記載の振り子式
   制振装置。