JP2001254775A - 制振装置及びその調整方法 - Google Patents
制振装置及びその調整方法Info
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- JP2001254775A JP2001254775A JP2000071650A JP2000071650A JP2001254775A JP 2001254775 A JP2001254775 A JP 2001254775A JP 2000071650 A JP2000071650 A JP 2000071650A JP 2000071650 A JP2000071650 A JP 2000071650A JP 2001254775 A JP2001254775 A JP 2001254775A
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Abstract
小振動に対して制振作用が発揮出来、調整が容易な建物
の制振装置及びその調整方法を提供することを可能にす
ることを目的としている。 【解決手段】 重錘4がローラ5を介してフレーム1に
対して揺動可能に設けられ、一端が重錘4に固定された
コイルバネ3にロッド2が嵌挿され、該ロッド2のボル
ト部2aがフレーム1に形成されたネジ部1aに螺合さ
れ、該ロッド2の螺旋部2bがコイルバネ3に螺合する
ように係合して支持されている。ロッド2を回転するこ
とでコイルバネ3の有効長Lを調整して該コイルバネ3
の剛性を調整し、重錘4の固有振動数を連続的に調整出
来るように構成したことを特徴とする。
Description
において、例えば、建物の周囲を走行する車両や建物の
周囲で行われる建設工事による微小振動や住宅内の歩行
による微小振動或いは風による微小振動等の周波数が2
Hz〜5Hz程度の比較的周期の短い微小振動(以下、「交
通振動」という)に好適な建物の制振装置及びその調整
方法に関するものである。
るための制振装置としては、図8に示すように、建物の
屋上等に固定されるフレーム51にバネ52を介して重錘53
が揺動可能に取り付けられたものが提案されている。
振動数を調整する必要があるため、予め異なる重量を有
する複数の重錘53と、異なる剛性(バネ定数)を有する
複数のバネ52が用意され、重錘53を追加或いは除去して
重量を加減したり、バネ52を取り換えて該バネ52の剛性
を変化させたり取り付けるバネ52の本数を加減する等し
て重錘53の振動数を微調整し、建物の固有振動数に一致
させることで建物に作用する交通振動を抑制するもので
ある。
従来例では、重錘53やバネ52を個々に取り換えて調整し
なければならず、重錘53やバネ52の取り換え作業に時間
がかかるため調整に時間がかかる上、微調整が精確に出
来ないという問題があった。また、微調整を行うために
は剛性の弱いバネ52を多数用意しなければならず、調整
用に複数の重錘53やバネ52を建物の屋上まで運搬し、調
整後は余った重錘53やバネ52を持ち帰らなければなけれ
ばならないため作業性が悪いという問題がある。
を極めて多く用意する必要が有り、連続的な調整が不可
能であったために厳密には不精確な調整しか出来なかっ
た。
その目的とするところは、構造が簡単で交通振動のよう
な微小振動に対して制振作用が発揮出来、調整が容易な
制振装置及びその調整方法を提供せんとするものであ
る。
の本発明に係る制振装置は、建物に固定されるフレーム
と、前記フレームに弾性体を介して取り付けられた重錘
と、前記弾性体の剛性を調整する調整手段とを有するこ
とを特徴とする。
フレームに取り付けられたことで、周波数が2Hz〜5Hz
程度の比較的周期の短い交通振動等の微小振動に対して
制振作用を発揮することが出来、該弾性体の剛性を調整
手段により連続的に調整することで重錘の振動数を容易
に且つ精確に調整することが出来る。
手段が前記フレーム側または前記重錘側に設けられた把
持手段による前記バネの把持位置を連続的に動かすこと
によりバネの有効長を調整することでバネの剛性を精確
に調整することが出来、これにより重錘の振動数を容易
に且つ連続的に調整することが出来る。
記調整手段が前記フレーム側または前記重錘側に形成さ
れたネジ部に螺合されるボルト部と、前記コイルバネに
係合する係合部とを有するロッドが前記コイルバネに嵌
挿された状態で該フレーム側または重錘側に回転自在に
支持され、前記ロッドを回転することで前記ロッドが回
転軸方向に移動し、前記コイルバネの有効長を変化させ
て重錘の振動数を容易に且つ連続的に且つ精確に調整す
ることが出来る。
は、前述の制振装置を用いた調整方法であって、前記制
振装置が設置された建物に発生する振動の振動数を測定
するか、或いは前記建物の固有振動数を計算し、前記調
整手段により前記制振装置の振動数を前記建物の振動数
に一致させるように前記弾性体の剛性を連続的に調整す
ることを特徴とする。
振装置の振動数を建物の振動数に容易に且つ連続的に且
つ精確に一致させることが出来る。
びその調整方法の一実施形態を具体的に説明する。図1
は本発明に係る制振装置の第1実施形態の構成を示す正
面説明図、図2(a)はコイルバネとロッドが係合する
様子を示す斜視説明図、図2(b)はコイルバネとロッ
ドの分解説明図、図2(c)はフレームとロッドが係合
する様子を示す断面説明図である。
制振装置の第1実施形態の構成について説明する。図1
において、1は中低層住宅等の建物の屋上や天井或いは
上階等の建物の上部に固定して設置されるフレームであ
り、該フレーム1には円柱状或いは円筒状のロッド2の
一部に形成されたボルト部2aが螺合するネジ部1aが
形成されている。
させて剛性を調整する調整手段となるロッド2は、図2
(a)〜(c)に示すように、フレーム1のネジ部1a
にボルト部2aが螺合して回転自在に支持されており、
該ロッド2の端部には弾性体となるコイルバネ3の螺旋
条に応じた螺旋条を有する係合部となる螺旋部2bが形
成されている。
挿通され、該ロッド2の螺旋部2bがコイルバネ3に螺
合するように係合しており、ロッド2を所望の方向に回
転させることで、ロッド2のボルト部2aとフレーム1
のネジ部1aとの螺合と、ロッド2の螺旋部2bとコイ
ルバネ3との螺合が略同期してロッド2が図1の左右方
向に移動する。
る重錘4が固定されており、該重錘4の下部にはフレー
ム1上を円滑に転動するローラ5が配置されている。ロ
ーラ5が転動する領域には表面がバフ掛け等により研磨
された滑動性能を有するステンレス板等により構成され
た図示しない滑り板が設置されている。
して図1の左右方向に揺動可能に構成されており、更に
重錘4はコイルバネ3及びロッド2を介してフレーム1
に取り付けられている。
フレーム1に設けられた図示しない滑り板上を円滑に転
動することで重錘4が抵抗無く図1の左右方向に揺動可
能に構成した一例であるが、他の構成として、フレーム
1の図示しない天井部に取り付けられたワイヤーやチェ
ーン等から成る懸垂用吊具を用いて重錘4を吊り下げる
ことで重錘4が抵抗無く図1の左右方向に揺動可能に構
成しても良いし、ローラ5の代わりに重錘4の底部にボ
ールベアリング等を配置して重錘4が抵抗無く図1の左
右方向に揺動可能に構成しても良い。
質プラスチックや金属等により構成され、フレーム1に
設けられた図示しない滑り板に対して転がり摩擦係数が
極めて小さく耐摩耗性及び転動性に優れたものが採用さ
れ、微小振動である交通振動に対して効果的に制振作用
を発揮することが出来るようになっている。
る車両や建物の周囲で行われる建設工事による微小振動
や住宅内の歩行による微小振動或いは風による微小振動
等の周波数が2Hz〜5Hz程度の比較的周期の短い微小振
動(以下、「交通振動」という)に対して効果的に制振
作用を発揮することが出来る。
設定することで所定の剛性(バネ定数)を有して所定の
位置に所定の本数を用いて制振装置Aに取り付けられて
おり、重錘4と、フレーム1に取り付けられたロッド2
との間で該ロッド2に嵌挿された状態で水平に配置され
ている。
振動が作用した時、コイルバネ3の弾性力により重錘4
が図1の左右方向に所定の振動数で振動することで該重
錘4の慣性力により建物に作用する交通振動が抑制され
て減衰するようになっている。
振動数とを一致させることで建物に作用する交通振動を
最大限に抑制して振動を早期に減衰させることが出来
る。
きさ、高さ及び形状に対応して、ロッド2を所定の方向
に回転させて該ロッド2を図1の左右方向に移動させる
ことで実質的なコイルバネ3の有効長(図1に示す重錘
4の端面とロッド2の螺旋部2bの端部との離間距離)
Lを連続的に変化させることが出来、これにより、コイ
ルバネ3の剛性(バネ定数)を連続的に変化させて重錘
4の固有振動数を連続的に微調整することが出来る。
に応じて回転軸方向となる図1の左右方向に移動し、調
整時にコイルバネ3に伸張や収縮の力が変化しないよう
になっている。
向に移動させても該ロッド2のボルト部2aとフレーム
1のネジ部1aとの螺合と、ロッド2の螺旋部2bとコ
イルバネ3との螺合とが略同期してロッド2が図1の左
右方向に移動するため調整時のコイルバネ3には伸張や
収縮の力が変化しないように維持される。
数)をK、コイルバネ3の有効長をL、コイルバネ3の
単位長さ当たりのバネ剛性(バネ定数)をk1、重錘4
の固有振動数をF、重錘4の質量をMとすると以下の
,式が成立する。
は、そのバネ剛性(バネ定数)Kがコイルバネ3の有効
長Lに反比例するという性質を持っており、更に上記
式に示されるように、この性質を利用してコイルバネ3
の有効長Lを変化させることにより該コイルバネ3のバ
ネ剛性(バネ定数)Kを変化させることで重錘4の固有
振動数Fを変化させることが出来るものである。
ば、目的の建物の屋上に制振装置Aを設置した状態で、
制振装置Aの重錘4を図示しない固定手段によりフレー
ム1に対して固定し、該制振装置Aが設置された建物の
屋上で図示しない振動測定器を用いて実際の交通振動に
より建物に発生する振動の振動数Bを測定する。
数を現場で確認するために、図示しない固定手段を解除
して制振装置Aの重錘4を揺動可能状態にし、実際の交
通振動により建物に発生する振動により制振装置Aの重
錘4に発生する振動の振動数を図示しない振動測定器を
用いて測定する。
せてコイルバネ3の有効長Lを調整することで該コイル
バネ3のバネ剛性(バネ定数)Kを変化させ、重錘4の
固有振動数Fが建物の固有振動数Bに一致するように調
整する。
を調整する際には、予めロッド2の回転数(回転角
度)、或いはロッド2の回転軸方向(図1の左右方向)
の移動距離に対応する重錘4の固有振動数Fの変位が算
出されており、重錘4の固有振動数Fと、建物の固有振
動数Bとの振動数の差に応じてロッド2の回転数(回転
角度)、或いはロッド2の回転軸方向(図1の左右方
向)の移動距離を目安にして容易に且つ短時間で調整す
ることが出来、これにより、建物に作用する交通振動を
最大限に抑制して振動を早期に減衰させることが出来
る。
の建物の柱や梁等による骨組みの構造計算を行い、その
骨組みに取り付けられる外壁や、間仕切り壁等の2次部
材を考慮した建物の剛性と質量を考慮した建物の構造か
ら算出することが出来る。そして、上述のようにして算
出した建物の固有振動数Bと、予め工場等でロッド2が
所定の位置に設定された状態で測定された制振装置Aの
重錘4の固有振動数Fとを適宜利用して、相互の固有振
動数B,Fの差に応じてロッド2を回転させてコイルバ
ネ3の有効長Lを調整することで該コイルバネ3のバネ
剛性(バネ定数)Kを変化させ、重錘4の固有振動数F
が建物の固有振動数Bに一致するように調整することで
も良い。
い状態)または伸張或いは圧縮した状態の何れでも良い
が、ロッド2のボルト部2aやフレーム1のネジ部1a
の遊びを考慮するとコイルバネ3を伸張または圧縮した
状態でネジの遊びを規制した方が好ましい。
は、複数の制振装置Aをその方向を変えて建物に設置す
ることにより、目的の建物に作用する交通振動が複数の
異なる方向に発生する場合でも総合的に所望の制振特性
が自由に得られる。
を発揮する制振装置Aの一例について説明したが、重錘
4に対して前述のロッド2及びコイルバネ3を直交する
X−Y方向に夫々配置してX−Y方向に制振作用を発揮
する制振装置Aとして構成することも可能である。
重錘4やコイルバネ3を取り換えたり個数を増減する必
要がなく、連続的な調整が出来るので短時間で精確な調
整が出来る。また、家具の増減等により建物の固有振動
数Bが変化した場合でも制振装置Aの重錘4の固有振動
数Fを微調整するメンテナンスが容易に出来る。
装置の第2実施形態について説明する。図3は本発明に
係る制振装置の第2実施形態の構成を示す平面説明図、
図4は本発明に係る制振装置の第2実施形態の構成を示
す正面説明図、図5は本発明に係る制振装置の第2実施
形態の構成を示す側面説明図である。尚、前記第1実施
形態と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を
省略する。
に、建物に固定されるフレーム11に弾性体となるゴム部
材12を介して揺動フレーム13が揺動可能に支持されてお
り、揺動フレーム13の略中央部に設けられた開口部13a
からフレーム11の略中央部から起立した固定片11aが突
出している。
だ直線上の位置には一対の起立片13bが設けられてお
り、該起立片13bにはロッド2のボルト部2aが螺合さ
れるネジ部13cが形成されている。
ルバネ3の内部にロッド2が挿通され、該ロッド2の螺
旋部2bがコイルバネ3に螺合するように係合してお
り、ロッド2のボルト部2aが揺動フレーム13の起立片
13bのネジ部13cに螺合されて回転自在に支持されてい
る。
に挟んだ直線上の位置には一対の重錘4が載置して固定
されている。
ることで、ロッド2のボルト部2aと起立片13bのネジ
部13cとの螺合と、ロッド2の螺旋部2bとコイルバネ
3との螺合が略同期してロッド2が回転軸方向である図
3の上下方向に移動する。
通振動により振動すると、重錘4を載置した揺動フレー
ム13は弾性体であるゴム部材12を介して所定の振動数で
振動する。
装置Aが設置される建物の大きさ、高さ及び形状等によ
って決まる建物の固有振動数Bに対応して、ロッド2を
所定の方向に回転させて該ロッド2を図3の上下方向に
移動させることで実質的なコイルバネ3の有効長Lを変
化させ、これによりコイルバネ3の剛性(バネ定数)を
変化させて重錘4の固有振動数Fを微調整することが出
来る。
の固有振動数Bとを一致させることで建物に作用する交
通振動を最大限に抑制して振動を早期に減衰させること
が出来る。尚、図中、14は制振装置Aを覆うカバーであ
る。
振装置の第3実施形態について説明する。図6は本発明
に係る制振装置の第3実施形態の構成を示す平面説明
図、図7(a)は第3実施形態の板バネと把持手段との
構成を示す平面説明図、図7(b)は第3実施形態の板
バネと把持手段との構成を示す正面説明図である。尚、
前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号を付
して説明を省略する。
に、前記第2実施形態の揺動フレーム13上で固定片11a
を間に挟んだ直線上の位置には一対の対向して配置され
た起立片21が2組設けられている。起立片21には該起立
片21の長手方向に沿ってスリット21aが形成されてお
り、該スリット21aに沿って目盛り21bが形成されてい
る。
片11aを間に挟んだ直線上の位置には、一端部が固定片
11aに固定された弾性体となる板バネ22が設けられてお
り、該板バネ22には起立片21のスリット21aに対応する
図示しないスリットが形成されている。
示しないスリットにはネジ切り棒23が貫通されており、
各起立片21の両側は図示しないワッシャ等を介してロッ
クナット24が螺合締着されている。また、各板バネ22の
両側は補助板25を介してロックナット24が螺合締着され
て把持されている。
剛性を調整する調整手段は、把持手段となるロックナッ
ト24及びネジ切り棒23により板バネ22の把持位置を調整
することで板バネ22の有効長Lを調整するものであり、
前記各実施形態と同様に、制振装置Aが設置される建物
の大きさ、高さ及び形状等によって決まる建物の固有振
動数Bに対応して、ネジ切り棒23の固定位置を図7の左
右方向に移動させることで実質的な板バネ22の有効長L
を連続的に変化させ、これにより板バネ22の剛性(バネ
定数)を連続的に変化させて重錘4の固有振動数Fを連
続的に微調整することが出来る。
の固有振動数Fを調整する際には、先ず、全てのロック
ナット24を緩める。そして、予めネジ切り棒23の図7の
左右方向の移動距離に対応する重錘4の固有振動数Fの
変位が算出されており、重錘4の固有振動数Fと、建物
の固有振動数Bとの振動数の差に応じてネジ切り棒23の
固定位置を目盛り21bを目安にして容易に且つ短時間で
調整することが出来、固定位置の調整後、全てのロック
ナット24を螺合締着する。
の固有振動数Bとを一致させることで建物に作用する交
通振動を最大限に抑制して振動を早期に減衰させること
が出来る。他の構成は前記各実施形態と同様に構成さ
れ、同様の効果を得ることが出来る。
イルバネ3、板バネ22について説明したが、他の弾性体
としてゴム等を使用しても良く、この場合の弾性体の剛
性を調整する調整手段としては、ゴムの外周を所定の長
さ拘束するクリップ部材等を用いて構成することも出来
る。
整する調整手段を有する弾性体と、剛性を調整する調整
手段の無い弾性体とを適宜組み合わせて調整範囲を設定
し、短時間の調整作業で重錘4の固有振動数Fと建物の
固有振動数Bとを一致させるように構成することも出来
る。
するので、構造が簡単で交通振動のような微小振動に対
して制振作用が発揮出来、調整が容易な建物の制振装置
及びその調整方法を提供することが出来る。
り付けられたことで、周波数が2Hz〜5Hz程度の比較的
周期の短い交通振動等の微小振動に対して制振作用を発
揮することが出来、該弾性体の剛性を調整手段により連
続的に調整することで重錘の振動数を容易に且つ連続的
に且つ精確に調整することが出来る。
体を取り換えたり個数を増減する必要がなく、連続的な
調整が出来るので短時間で精確な調整が出来る。また、
家具の増減等により建物の固有振動数が変化した場合で
も重錘の固有振動数を調整するメンテナンスが容易に出
来る。
レーム側または重錘側に設けられた把持手段によるバネ
の把持位置を連続的に動かすことによりバネの有効長を
調整することでバネの剛性を精確に調整することが出
来、これにより重錘の振動数を容易に且つ連続的に且つ
精確に調整することが出来る。
段がフレーム側または重錘側に形成されたネジ部に螺合
されるボルト部と、コイルバネに係合する係合部とを有
するロッドが該コイルバネに嵌挿された状態で該フレー
ム側または重錘側に回転自在に支持され、ロッドを回転
することで該ロッドが回転軸方向に移動し、コイルバネ
の有効長を連続的に変化させて重錘の振動数を容易に且
つ連続的に且つ精確に調整することが出来る。その結
果、精度の良い調整が可能になった。
よれば、調整手段により制振装置の振動数を建物の振動
数に容易に且つ連続的に且つ精確に一致させることが出
来る。
えば、2.0Hz〜3.0Hz、2.8Hz〜3.8Hz、3.
6Hz〜4.6Hz、……用の制振装置を複数種類作ってお
けば、あとは建物の建築現場で調整することが出来、生
産も容易になるため、個々の住宅に出来るだけ合うもの
を別個に製作する必要がなく、製造コストが低減出来
る。
示す正面説明図である。
示す斜視説明図、(b)はコイルバネとロッドの分解説
明図、(c)はフレームとロッドが係合する様子を示す
断面説明図である。
示す平面説明図である。
示す正面説明図である。
示す側面説明図である。
示す平面説明図である。
構成を示す平面説明図、(b)は第3実施形態の板バネ
と把持手段との構成を示す正面説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 建物に固定されるフレームと、 前記フレームに弾性体を介して取り付けられた重錘と、 前記弾性体の剛性を調整する調整手段と、 を有することを特徴とする制振装置。
- 【請求項2】 前記弾性体はバネであり、 前記調整手段は、前記フレーム側または前記重錘側に設
けられた把持手段による前記バネの把持位置を調整する
ことで前記バネの有効長を調整することを特徴とする請
求項1に記載の制振装置。 - 【請求項3】 前記弾性体はコイルバネであり、 前記調整手段は、前記フレーム側または前記重錘側に形
成されたネジ部に螺合されるボルト部と、前記コイルバ
ネに係合する係合部とを有するロッドが前記コイルバネ
に嵌挿された状態で前記フレーム側または前記重錘側に
回転自在に支持され、 前記ロッドを回転することで前記ロッドが回転軸方向に
移動し、前記コイルバネの有効長を変化させることを特
徴とする請求項1に記載の制振装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の制
振装置を用いた調整方法であって、 前記制振装置が設置された建物に発生する振動の振動数
を測定するか、或いは前記建物の固有振動数を計算し、 前記調整手段により前記制振装置の振動数を前記建物の
振動数に一致させるように前記弾性体の剛性を連続的に
調整することを特徴とする制振装置の調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000071650A JP2001254775A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 制振装置及びその調整方法 |
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JP2000071650A JP2001254775A (ja) | 2000-03-15 | 2000-03-15 | 制振装置及びその調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2001254775A (ja) |
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