JP2005009682A

JP2005009682A - 振動制御装置

Info

Publication number: JP2005009682A
Application number: JP2004280439A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Ishimaru; 辰治石丸; Takahiro Shintani; 隆弘新谷; Masaharu Kubota; 雅春久保田
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】設計の自由度が大きい振動制御装置を得る。
【解決手段】アーム６０で構成された２等辺三角形が、回転支承６２を頂点とする鋭角三角形となって立ち上がり、移動方向を９０°変換して、抵抗シャフト５６がガイド溝５４に沿って大きく移動し、大きな減衰力を発揮する。このように、直動系のダンパーを使用せず、粘弾性体を利用して、抵抗シャフト５６に鉛直及び水平方向の３次元方向の減衰機能を持たせることで、振動制御装置の設計の自由度が大きくなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、構造物の振動を抑える振動制御装置に関する。

図７に示すように、通常用いられている直動式の油圧ダンパー９０を建物９２と建物９４の間に配置すると、ピストン９６のストロークは、シリンダー９８の長さによって決定される。例えば、建物９２と建物９４の間隔が３Ｌの場合、油圧ダンパー９０のストロークは、シリンダー９８の板厚、ピストン９６の厚み、及び油圧ダンパー９０の連結支承１００の大きさ等を一切無視しても、一方向にＬしか距離を稼げない。

このため、建物と建物の間隔が５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度しかない狭い設置箇所では、信頼性が高い直動式の油圧ダンパーを利用して、振動制御装置を構成することができず、新しいダンパーを開発する必要が生じている。

本発明は係る事実を考慮し、設計の自由度が大きい振動制御装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、外力によって相対変形する第１構造物と第２構造物との間に配置され、振動を抑えるようになっている。

第１構造物に設けられた収納部には粘弾性体が収納されており、この粘弾性体には、鉛直方向及び水平方向へ移動可能に抵抗体が挿入されている。

また、抵抗体にはアームの一端が連結され、このアームの他端は、第２構造物に回転可能に連結されている。このとき、アームは収納部に対して、第２構造物と収納部との相対移動量を増幅する角度を描いている。

この構成では、直動系のダンパーを使用せず、粘弾性体を利用して、抵抗体に鉛直及び水平方向の３次元方向の減衰力を与えることで、振動制御装置の設計の自由度を大きくしている。

本発明は上記構成としたので、設計の自由度が大きい振動制御装置を構成できる。

第１形態に係る振動制御装置を説明する。

図１及び図２に示すように、建物４６の周囲に柱４８が立設されており、柱４８にはＨ型鋼材の梁部材５０が、２層に渡って掛け渡されている。梁部材５０の上面には、所定の間隔で粘弾性体（例えば、シリコーン系、アクリル系、アスファルト系、及びゴム系がある）が充填されたケーシング５２が配設されている。

このケーシング５２の上壁には、長状のガイド溝５４が形成されている。このガイド溝５４には、上方向及びガイド溝５４に沿って移動可能に抵抗シャフト５６が挿入されている。なお、柱４８に替えて、隣接する建物の一部を利用することにより、建物相互の振動を抑制することもできる。

また、抵抗シャフト５６の上端は、回転ヒンジ５８を介してアーム６０が回動可能に連結されている。アーム６０の他端は、回転支承６２を介して建物４６と連結されている。このとき、隣合うアーム６０は、回転支承６２を頂点とする２等辺三角形を描いており、頂点の角度は、建物４６と抵抗シャフト５０の相対移動量を増幅し、移動方向を９０°変換して、抵抗シャフト５６へ伝達する角度に設定されている。また、抵抗シャフト５６は、ガイド溝５４の中央に位置しており、すなわち、中立の位置にある。

次に、第１形態に係る振動制御装置の作用を説明する。

図３に示すように、地震等によって、建物４６と梁部材５０が矢印Ｄ方向にに相対変位したとすると、図面の上側に位置する回転支承６２と抵抗シャフト５６の距離が大きくなる。

このため、アーム６０で構成された２等辺三角形が、回転支承６２を頂点とする鋭角三角形となって立ち上がり、移動方向を９０°変換して、抵抗シャフト５６がガイド溝５４に沿って大きく移動し、大きな減衰力を発揮する。

なお、このとき、図面の上側に位置する振動制御装置６４のアーム６０は鈍角三角形を描き、抵抗シャフト５６はそれ程大きく移動せず、増幅率は小さい。また、左右の振動制御装置６４では、アーム６０が三角形の形を保ちながら平行に移動し、移動量を増幅することなく、抵抗シャフト５６がガイド溝５４に沿って移動し、減衰力を発揮する。さらに、建物５６が梁部材５０に対して鉛直方向に相対変位する場合もあるが、このとき、抵抗シャフト５６が上下に移動し、減衰力を発揮する。また、図４に示すように、建物４６と梁部材５０が矢印Ｅ方向に相対変位したときは、上述した９０°方向が異なる動きをする。

このように、直動系のダンパーを使用せず、粘弾性体を利用して、抵抗シャフト５６に鉛直及び水平方向の３次元方向の減衰機能を持たせることで、振動制御装置の設計の自由度が大きくなる。

また、図５及び図６に示す振動制御装置６６では、梁部材５０の上面に固定されたハウジング６８に、粘弾性体が充填された収納部７０、７２が千鳥状に配置されている。この長状の収納部７０、７２には、それぞれ抵抗シャフト７４、７６が挿入され、鉛直方向及び収納部７０、７２に沿って（水平方向）移動可能とされている。

また、抵抗シャフト７４の上端には、回転ヒンジ７８を介してアーム８０が回動可能に連結されている。アーム８０の他端は、回転支承８２を介して建物４６を連結されている。また、抵抗シャフト７６の上端には、回転ヒンジ８４を介してアーム８０より長いアーム８６が回動可能に連結され、その他端は、回転支承８２を介して建物４６を連結されている。

この振動制御装置６６の基本的な機能は、振動制御装置６４と同じであるが、ここでは、アーム８６を長くすることによって、抵抗シャフト７６のストロークを大きくして、移動量の増幅倍率をさらに大きくなるようにしている。

このように、本発明では、アームが描く角度及び長さを調整することにより、振動制御要求に対応した機構とすることができる。

第１形態に係る振動制御装置を建物に取付けた状態を立面で説明する説明図である。第１形態に係る振動制御装置を建物に取付けた状態を平面で説明する説明図である。第１形態に係る振動制御装置の作動状態を示した説明図である。第１形態に係る振動制御装置の作動状態を示した説明図である。変形例に係る振動制御装置を建物に取付けた状態を立面で説明する説明図である。変形例に係る振動制御装置を建物に取付けた状態を平面で説明する説明図である。従来の振動制御用ダンパー装置の取付状態を示した説明図である。

符号の説明

４６建物（第２構造物）
５０建物（第１構造物）
５２ケーシング（収納部）
５６抵抗シャフト（抵抗体）
６０アーム
Ｍ粘弾性体

Claims

外力によって相対移動する第１構造物と第２構造物との間に配置され、振動を抑える振動制御装置において、
前記第１構造物に設けられた収納部と、前記収納部に収納された粘弾性体と、前記粘弾性体へ挿入され鉛直方向及び水平方向へ移動可能な抵抗体と、一端が前記抵抗体に連結され、他端が前記第１構造物と前記第２構造物との相対移動量を増幅する角度で、第２構造物に回転可能に連結されたアームと、を有することを特徴とする振動制御装置。