JP2003240047A - 衝撃ダンパ - Google Patents

衝撃ダンパ

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JP2003240047A
JP2003240047A JP2002041448A JP2002041448A JP2003240047A JP 2003240047 A JP2003240047 A JP 2003240047A JP 2002041448 A JP2002041448 A JP 2002041448A JP 2002041448 A JP2002041448 A JP 2002041448A JP 2003240047 A JP2003240047 A JP 2003240047A
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Japan
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weights
attached
pipe bodies
shock
damper
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JP2002041448A
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English (en)
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Yutaka Asami
豊 浅見
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物の振動振幅が大きくても錘の周期が変
化せず、構造物が過大に振動した場合の安全性が高く、
錘が予期せぬ方向に揺れることがないチューブ式の衝撃
ダンパを提供する。 【解決手段】 J字形に湾曲形成された一対の管体2、
3を中央プレート5を介してU字形に接続し、管体2、
3の上端にエンドプレート6、7を取り付ける。中央プ
レート5の両面に衝撃吸収材8、9を貼設し、各管体
2、3内にそれぞれ錘12、13を当該管体に沿って転
動自在に挿設する。構造物15に連動して衝撃ダンパが
振動すると、錘12、13が管体2、3内を移動して衝
撃吸収材8、9に当たり、構造物15の振動エネルギー
が吸収される。管体2、3の曲率を調整することで、構
造物15の振動振幅とは無関係に錘12、13の周期を
一定にできる。錘12、13の移動経路が管体2、3内
に限られ、錘12、13の移動範囲がエンドプレート
6、7によって制限される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、煙突やタワー、展
望塔などの構造物が地震や風によって振動するのを抑制
するためのチューブ式の衝撃ダンパに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来この種の構造物は振動振幅が大きい
ため、制振対象物(構造物)の振幅の数倍の動きをする
同調振子式制振装置やアクティブマスダンパなど機械式
の制振装置は不向きであることから、錘をロープで吊り
下げた振子式の衝撃ダンパが広く用いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この振子式の
衝撃ダンパでは、構造物の振動振幅が大きい場合、錘の
周期が変化してしまうばかりか、この振動振幅が大きく
なり過ぎると、錘の振幅が90°を越え、錘を吊り下げ
ているロープが緩んで危険な状態となり、さらに、錘が
予期せぬ方向に揺れると衝撃箇所が一定しないという不
都合があった。
【0004】本発明は、このような事情に鑑み、構造物
の振動振幅が大きくても錘の周期が変化せず、構造物が
過大に振動した場合の安全性が高く、錘が予期せぬ方向
に揺れることがない衝撃ダンパを提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】まず、請求項1に記載の
本発明は、構造物に付設される衝撃ダンパであって、J
字形に形成された管体を有し、この管体の下端に中央プ
レートを取り付け、この中央プレートの内面に衝撃吸収
材を貼設し、前記管体の上端にエンドプレートを取り付
け、前記管体内に錘を当該管体に沿って移動自在に挿設
して構成される。
【0006】また、請求項2に記載の本発明は、構造物
に付設される衝撃ダンパであって、J字形に形成された
一対の管体を中央プレートを介してU字形に接続し、こ
れら管体の上端にエンドプレートを取り付け、前記中央
プレートの両面に衝撃吸収材を貼設し、前記各管体内に
それぞれ錘を当該管体に沿って移動自在に挿設して構成
される。
【0007】これらの構成を採用することにより、構造
物に連動して衝撃ダンパが振動すると、錘が管体内を移
動して衝撃吸収材に当たるため、そのときに構造物の振
動エネルギーが吸収されるように作用する。また、管体
の曲率を調整することにより、構造物の振動振幅とは無
関係に錘の周期を一定とすることができる。さらに、錘
の移動経路が管体内に限られ、錘の移動範囲がエンドプ
レートによって制限されるように作用する。
【0008】また、請求項3に記載の本発明は、前記エ
ンドプレートの内面に防振板を貼設して構成される。か
かる構成により、錘が大きく移動してエンドプレートに
到達しようとしても、防振板に当たって動きが抑えられ
るように作用する。
【0009】さらに、請求項4に記載の本発明は、前記
管体として、複数本の管体ユニットを着脱自在に接続し
たものを採用して構成される。かかる構成により、管体
を管体ユニットに分解して容易に保守・点検することが
可能となるように作用する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明に係る衝撃ダンパの第
1の実施形態を示す図であって、(a)はその縦断面
図、(b)はその平面図、図2は本発明に係る衝撃ダン
パの制振効果を示すグラフであって、(a)は衝撃ダン
パが付設されていない構造物の応答を表すグラフ、
(b)は衝撃ダンパが付設された構造物の応答を表すグ
ラフである。
【0011】この衝撃ダンパ1においては、図1に示す
ように、J字形に湾曲形成された矩形断面の一対の管体
2、3が中央プレート5を介してU字形に接続されてお
り、各管体2、3は、所定の曲率(例えば、曲率半径R
2、R3が600mm)の円弧状に形成された曲管部2
a、3aと、この曲管部2a、3aに連設された直線状
の直管部2b、3bとから構成されている。そして、中
央プレート5の両面にはゴム製の衝撃吸収材8、9が貼
設されている。また、管体2、3の上端にはエンドプレ
ート6、7が取り付けられており、これらエンドプレー
ト6、7の内面にはゴム製の防振板10、11が貼設さ
れている。さらに、各管体2、3内にはそれぞれ円柱状
の錘12、13が当該管体2、3に沿って転動自在に挿
設されており、各錘12、13の左右両側面にはそれぞ
れポリテトラフルオロエチレン(商品名:テフロン(登
録商標))などのフッ素樹脂からなる低摩擦シート(図
示せず)が貼設されている。なお、管体2、3の直管部
2b、3bの長さL2、L3は、衝撃吸収材8、9の厚
さに錘12、13の半径を加えたものに一致しているた
め、錘12、13は通常、衝撃吸収材8、9に加力しな
いで軽く当接した状態で止まっている。
【0012】そして、このような構成を有する衝撃ダン
パ1を用いて、煙突やタワー、展望塔などの構造物15
に制振対策を施す際には、図1に示すように、この構造
物15の最大振動部位(構造物15が煙突の場合、その
頂部付近のメンテナンスデッキなど)に2台の衝撃ダン
パ1を互いに直交するように配置して、それぞれ支持部
材16、17を介して載置する(ただし、図1では片方
の衝撃ダンパ1しか図示していない)。ここで、この構
造物15が地震や風によって振動すると、それに連動し
て衝撃ダンパ1が振動するので、2個の錘12、13が
管体2、3内を転動して衝撃吸収材8、9に当たり、構
造物15の振動エネルギーが吸収されるため、構造物1
5の振動は抑制されることになる。
【0013】このとき、錘12、13の移動経路が管体
2、3内に限られ、錘12、13の移動範囲がエンドプ
レート6、7によって制限されるので、構造物15が過
大に振動しても安全性に優れ、錘12、13が予期せぬ
方向に揺れる不具合も生じない。しかも、エンドプレー
ト6、7の内面には防振板10、11があるので、錘1
2、13が大きく転動してエンドプレート6、7に到達
しようとしても、これらの防振板10、11に当たって
動きが抑えられる。また、管体2、3の曲率を調整すれ
ば、構造物15の振動振幅とは無関係に錘12、13の
周期を一定とすることもできる。
【0014】なお、錘12、13が管体2、3内を転動
するとき、錘12、13の左右両側面は管体2、3の内
周面に当接しうるが、錘12、13の左右両側面には低
摩擦シートが貼設されているので、錘12、13は応答
の遅れを生じることなく円滑に転動する。また、錘1
2、13は管体2、3の直管部2b、3bを通って衝撃
吸収材8、9に水平方向に当たり、上下方向の分力は含
まれないため、衝撃吸収材8、9が上下方向の分力を受
けて変形・劣化する恐れはない。さらに、各管体2、3
はそれぞれ支持部材16、17で支持されているので、
錘12、13が激しく転動しても管体2、3の形状は元
のまま保持される。
【0015】上述した効果を確認するため、この衝撃ダ
ンパ1を設置した構造物15と設置しない構造物15に
ついて、定常加振状態から自由振動状態に移行する加振
試験を実施した。なお、構造物15は固有周期1秒、減
衰定数0.5%とし、衝撃ダンパ1の錘12、13の質
量は構造物15の質量の1%とした。また、加振は構造
物15の固有振動数での正弦波加振とした。
【0016】この加振試験の結果をまとめて図2に示
す。図2から明らかなように、定常加振時の構造物15
の変位は、衝撃ダンパ1が付設されていない場合(図2
(a)参照)に比べて、衝撃ダンパ1が付設されている
場合(図2(b)参照)は約1/4に減少し、自由振動
時の構造物15の変位も衝撃ダンパ1の付設によって大
幅に減少した。
【0017】なお、上述の実施形態においては、2台の
衝撃ダンパ1を互いに直交させて配置する場合について
説明したが、衝撃ダンパ1の設置台数や配置方法(設置
方向)は他にも種々考えられる。例えば、3台の衝撃ダ
ンパ1で正三角形を形成するように配置したり、6台の
衝撃ダンパ1で正六角形を形成するように配置しても構
わない。或いはまた、4台ずつの衝撃ダンパ1がそれぞ
れ正方形を形成するように上下2層以上に配置すること
も可能である。
【0018】また、上述の実施形態では、管体2、3の
直管部2b、3bの長さL2、L3が衝撃吸収材8、9
の厚さに錘12、13の半径を加えたものに一致した衝
撃ダンパ1について説明したが、図3に示すように、管
体2、3の直管部2b、3bをこれより長くすることに
より、この直管部2b、3bで錘12、13が自由に動
くようにしてもよい。或いはまた、図4に示すように、
直管部2b、3bを省いて曲管部2a、3aのみからな
る管体2、3を使うことも可能である。
【0019】さらに、上述の実施形態では、一対の管体
2、3からなる衝撃ダンパ1について説明したが、図5
に示すように、片方の管体2のみから衝撃ダンパ1を構
成しても、同じ作用効果を得ることができる。
【0020】すなわち、この衝撃ダンパ1は、図5に示
すように、J字形に湾曲形成された矩形断面の管体2を
有しており、管体2の下端には中央プレート5が取り付
けられている。さらに、中央プレート5の内面にはゴム
製の衝撃吸収材8が貼設されている。他方、管体2の上
端にはエンドプレート6が取り付けられており、エンド
プレート6の内面にはゴム製の防振板10が貼設されて
いる。さらに、各管体2内には円柱状の錘12が当該管
体2に沿って転動自在に挿設されており、錘12の左右
両側面にはそれぞれポリテトラフルオロエチレン(商品
名:テフロン(登録商標))などのフッ素樹脂からなる
低摩擦シート(図示せず)が貼設されている。したがっ
て、この衝撃ダンパ1を支持部材16を介して構造物1
5上に載置すれば、一対の管体2、3からなる衝撃ダン
パ1と同様、構造物15の振動に連動して衝撃ダンパ1
が振動するので、錘12が管体2内を転動して衝撃吸収
材8に当たり、構造物15の振動エネルギーが吸収され
る結果、構造物15の振動は抑制されることになる。
【0021】また、上述の実施形態では、一体物の管体
2を採用した衝撃ダンパ1について説明したが、図5に
示すように、複数個(図5では2個)の管体ユニット2
1、22を接続して管体2を構成してもよい。この場
合、これらの管体ユニット21、22を着脱自在として
おけば、管体2を管体ユニット21、22に分解して容
易に保守・点検することが可能となり、衝撃ダンパ1の
メンテナンス性が向上する。管体3についても同様であ
る。
【0022】さらに、上述の実施形態では、円弧状に形
成された曲管部2a、3aを備えた管体2、3を用いた
衝撃ダンパ1について説明したが、この曲管部2a、3
aの形状としては円弧以外の曲線、例えば各種のサイク
ロイドを採用しても構わない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1、2に記
載の本発明によれば、構造物に連動して衝撃ダンパが振
動すると、錘が管体内を移動して衝撃吸収材に当たるた
め、そのときに構造物の振動エネルギーが吸収されると
ともに、管体の曲率を調整することにより、構造物の振
動振幅とは無関係に錘の周期を一定とすることができ、
さらに、錘の移動経路が管体内に限られ、錘の移動範囲
がエンドプレートによって制限されることから、構造物
の振動振幅が大きくても錘の周期が変化せず、構造物が
過大に振動した場合の安全性が高く、錘が予期せぬ方向
に揺れることがない衝撃ダンパを提供することができ
る。
【0024】また、請求項3に記載の本発明によれば、
錘が大きく移動してエンドプレートに到達しようとして
も、防振板に当たって動きが抑えられるので、上述した
作用効果が顕著なものとなる。
【0025】さらに、請求項4に記載の本発明によれ
ば、管体を管体ユニットに分解して容易に保守・点検す
ることが可能となるため、衝撃ダンパ1のメンテナンス
性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る衝撃ダンパの第1の実施形態を示
す図であって、(a)はその縦断面図、(b)はその平
面図である。
【図2】本発明に係る衝撃ダンパの制振効果を示すグラ
フであって、(a)は衝撃ダンパが付設されていない構
造物の応答を表すグラフ、(b)は衝撃ダンパが付設さ
れた構造物の応答を表すグラフである。
【図3】本発明に係る衝撃ダンパの第2の実施形態を示
す正面図である。
【図4】本発明に係る衝撃ダンパの第3の実施形態を示
す正面図である。
【図5】本発明に係る衝撃ダンパの第4の実施形態を示
す正面図である。
【符号の説明】
1……衝撃ダンパ 2、3……管体 5……中央プレート 6、7……エンドプレート 8、9……衝撃吸収材 10、11……防振板 12、13……錘 15……構造物

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物に付設される衝撃ダンパであっ
    て、 J字形に形成された管体を有し、 この管体の下端に中央プレートを取り付け、 この中央プレートの内面に衝撃吸収材を貼設し、 前記管体の上端にエンドプレートを取り付け、 前記管体内に錘を当該管体に沿って移動自在に挿設した
    ことを特徴とする衝撃ダンパ。
  2. 【請求項2】 構造物に付設される衝撃ダンパであっ
    て、 J字形に形成された一対の管体を中央プレートを介して
    U字形に接続し、 これら管体の上端にエンドプレートを取り付け、 前記中央プレートの両面に衝撃吸収材を貼設し、 前記各管体内にそれぞれ錘を当該管体に沿って移動自在
    に挿設したことを特徴とする衝撃ダンパ。
  3. 【請求項3】 前記エンドプレートの内面に防振板を貼
    設したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載
    の衝撃ダンパ。
  4. 【請求項4】 前記管体として、複数本の管体ユニット
    を着脱自在に接続したものを採用したことを特徴とする
    請求項1から請求項3までのいずれかに記載の衝撃ダン
    パ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010208316A (ja) * 2009-02-14 2010-09-24 Ricoh Co Ltd 画像形成装置
EP2767653A2 (en) 2013-02-14 2014-08-20 Hitachi-GE Nuclear Energy, Ltd. Higher-order vibration control device
WO2015172112A1 (en) * 2014-05-09 2015-11-12 Valmont Industries, Inc. Method and apparatus for damping vibration of poles
CN113236865A (zh) * 2021-05-28 2021-08-10 夏书俊 一种汽车内部管路自动固定夹

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