JP2020012560A - 構造物用制振装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形に構成し、２軸方向の広い振動数範囲をカバーでき、戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を提供する。【解決手段】本発明の構造物用制振装置は、ベースプレート２と、ベースプレートの上方に配置する振動マス１１とを有し、振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置１であって、振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の板バネ４２を含む複数の第２の板バネ機構部４１と、ベースプレートと振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパー８１とを有するものである。【選択図】図２
Description
本発明は、構造物用制振装置に関し、詳しくは、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形の簡略構造で、例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置に関するものである。
従来、戸建住宅等の中低層構造物に対して設置される制振装置は、制振装置マスとしては鉄製、コンクリート製のものが多く、また、制振装置マスの荷重支持手段としては、積層ゴム、摩擦係数の小さいガイドレールタイプ、振り子タイプ等が多用されている。
更に、従来における減衰装置として粘性系の積層ゴム等が多く採用されている。
このような制振装置として一番重要な点は、振動の入力レベルの関係から、摩擦が小さいことである。
また、振動数の調整が容易なこと、メンテナンスに手間がかからないこと、更にコンパクトで安価なこと等も重要である。
特許文献１には、分割された平面視長方形状のマス体が、長辺部間にスペースをおくように並列状態に配置され、これら分割マス体が、それらの上面側に横架状態となるように分割マス体の長手方向に間隔をおいて設置された上方突出状態の取付け部によって一体化された第１制振用マスと、第２制振用マスと、復元機構としての第１板バネと、復元機構としての第２板バネとが備えられ、前記第１制振用マスの各分割マス体の長手方向の両端面部のそれぞれに、板面を分割マス体の長手方向と直交する方向に向けた前記第１板バネの下端部が固着状態に取り付けられると共に、各第１板バネの上端部が制振対象物の側に固着状態に取り付けられることで、第１制振用マスは、第１板バネに吊られた状態にされると共に、該吊り状態において、第１バネを撓み振動させながら分割マス体の長手方向に振動動作を行うことができるようになされており、前記第２制振用マスの両端面部のそれぞれに、板面の向きを前記第１板バネの板面の向きと同じにした前記第２板バネの下端部が固着状態に取り付けられると共に、各第２板バネの上端部が、第１制振用マスの前記各取付け部に固着状態に取り付けられることで、第２制振用マスは、第２板バネに吊られて、第１制振用マスの分割マス体間に、高さ寸法範囲を第１制振用マスの分割マス体の高さ寸法範囲と上下方向に重ならせるように配置されると共に、該配置状態において、第２バネを撓み振動させながら第１制振用マスの分割マス体の長手方向に振動動作を行うことができるように構成した多重直列型チューンドマスダンパーが開示されている。
しかし、特許文献１の多重直列型チューンドマスダンパーの場合、複数の板バネを利用した構成ではあるものの、倒立振り子構造でないことは勿論、１軸方向のみの制振を行うものであり、複数の板バネを利用した１基構成の基に２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の制振を実現するものではない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされてものであり、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形に構成し、２軸方向の広い振動数範囲をカバーできると同時に、振動数の調整は種々の簡略な手段を採用でき、非常にコンパクトな構造で、かつ、メンテナンスが容易で製造コストも低廉な例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を提供するものである。
本発明は、四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置されるとともに、その両端部を前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両Ｘ方向板バネブラケットと、前記両Ｘ方向板バネブラケットの垂下した下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記ベースプレートの両Ｘ方向辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットとの間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、を有することを最も主要な特徴とする。
請求項１記載の発明によれば、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形の構成の基に、２軸方向の広い振動数範囲をカバーできると同時に、非常にコンパクトな構造で、かつ、メンテナンスが容易で製造コストも低廉であり、例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を実現し提供することができる。
請求項２、３記載の発明によれば、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形の構成の基に、２軸方向の広い振動数範囲をカバーできると同時に、非常にコンパクトな構造で、かつ、メンテナンスが容易で製造コストも低廉であり、更に、Ｘ方向、Ｙ方向の複数の予引張横コイルバネにより振動マスのＸ方向、Ｙ方向の振動数を個別に、かつ、簡略に調整することも可能であり、例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を実現し提供することができる。
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明における前記各バネ端受け具は、予引張横コイルバネの一端を挿通し掛け止める孔付きボルトを備えることから、請求項３記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、予引張横コイルバネの設置の便宜を図ることができる構造物用制振装置を実現し提供することができる。
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明の効果を奏するとともに、ベースプレートは、ストッパー機構部を備えるとともに、このストッパー機構部の一部に前記振動マスの振動減衰用の高減衰ゴムを備えることから、振動マスの過振動を防止し、また、振動マスの振動減衰効果を高めることができる構造物用制振装置を実現し提供することができる。
請求項６、７記載の発明によれば、請求項２、３記載の発明と同様、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形の構成の基に、２軸方向の広い振動数範囲をカバーできると同時に、非常にコンパクトな構造で、かつ、メンテナンスが容易で製造コストも低廉であり、更に、予圧縮縦コイルバネにより振動マスのＸ方向、Ｙ方向の振動数を個別に、かつ、簡略に調整することも可能であり、例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を実現し提供することができる。
請求項８記載の発明によれば、請求項６、７記載の発明と同様な効果を奏し、かつ、振動マスの過振動を防止することができる構造物用制振装置を実現し提供することができる。
本発明は、板バネを使用し２軸制振可能な倒立振り子形に構成し、２軸方向の広い振動数範囲をカバーできると同時に、振動数の調整は種々の簡略な手段を採用でき、非常にコンパクトな構造で、かつ、メンテナンスが容易で製造コストも低廉な例えば戸建て住宅等の構造物に適用して好適な構造物用制振装置を実現し提供するという目的を、四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置されるとともに、その両端部を前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両Ｘ方向板バネブラケットと、前記両Ｘ方向板バネブラケットの垂下した下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記ベースプレートの両Ｘ方向辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットとの間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、 前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、前記振動マスの下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケットの内側位置において前記振動マスに連結された状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケットと、前記ベースプレートのＸ方向、Ｙ方向の各辺近傍位置に立設した複数の固定バネ支持材と、前記補助バネブラケットのＸ方向、Ｙ方向の各側片部との間に掛け渡した可動範囲の変位量分を予め引張って振動応答特性が線形範囲内となるようにしたＸ方向、Ｙ方向の複数の予引張横コイルバネと、前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、を有する構成により実現した。
以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る構造物用制振装置について詳細に説明する。
本実施例に係る構造物用制振装置１は、図１乃至図３に示すように、平面視四角形状のベースプレート２と、前記ベースプレート２の上方に配置する上マス１２、下マス１３の重合構造で平面視四角形状からなる制振用の振動マス１１と、を有し、前記振動マス１１を倒立板バネ振り子構造に構成し、例えば戸建て住宅のような比較的軽重量の構造物の制振を行う用途に使用するものである。
なお、本実施例においては、説明の便宜上前記構造物用制振装置１に関してＸ方向、Ｙ方向を図１に示すように定義して以下の説明を行う。
本実施例に係る構造物用制振装置１は、前記ベースプレート２のＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マス１１における上マス１２のＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置される横架片２２と、この横架片２２の両端部から前記ベースプレート２に非接触となる近傍位置まで垂下した両垂下片２３とを具備する両Ｘ方向板バネブラケット２１と、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１の各垂下片２３の下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具２４と、前記ベースプレート２のＸ方向両辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケット２１の横架片２２との間に各々板バネ取り付け金具２５を用いて両端固定で複数箇所配置される板バネ３２を具備し、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１を前記ベースプレート２上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数個（例えば４個又は２連４組合計８個）構成の第１の板バネ機構部３１と、前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具２４と、前記振動マス１１における上マス１２のＹ方向端面との間に板バネ取り付け金具２５を用いて両端固定で複数箇所配置される前記板バネ３２と同様な板バネ４２を具備し、Ｘ方向振動復元用の複数個（例えば４個又は２連４組合計８個）構成の第２の板バネ機構部４１と、前記振動マス１１の下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１の内側位置において前記振動マス１１に連結され連動する状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケット５１と、前記ベースプレート２のＸ方向、Ｙ方向の各辺近傍位置に立設したボルト６２、ナット６３を用いた複数（図１においては前記ベースプレート２のＸ方向に合計８個、Ｙ方向に合計８個）の固定バネ支持材６１と、前記固定バネ支持材６１と、前記補助バネブラケット５１のＸ方向、Ｙ方向の各側片部５２、５３に各々水平配置に設けた孔５４付きのボルト５５、ナット５６を具備する複数（図１においては前記Ｘ方向の両側片部５２に４個ずつ合計８個、前記Ｙ方向の両側片部５３に４個ずつ合計８個）のバネ端受け具５７とに、水平配置に掛け渡した可動範囲の変位量分を予め引張って振動応答特性が線形範囲内となるようにしたＸ方向、Ｙ方向の振動微調整用の複数（図１においてはＸ方向に合計８個、Ｙ方向に合計８個）の予引張横コイルバネ７１と、前記ベースプレート２と前記振動マス１１との間に配置した複数（例えば２個）の制振ダンパー８１とを有している。
前記バネ端受け具５７のボルト５５に設けた孔５４は、前記予引張横コイルバネ７１の一端側の掛け止めの便宜を図るためのものである。
本実施例の構造物用制振装置１は、更に、前記振動マス１１の過振動を防止するストッパー機構部９１と、このストッパー機構部の一部に設けた前記振動マス１１の振動減衰用の高減衰ゴム９２と、前記上マス１２の上面に着脱可能に螺着した運搬、設置用で不必要時には取り外されるＩボルト９３と、を備えている。
前記予引張横コイルバネ７１は、バネ端受け具５７側の一端を、前記ボルト５５の孔５４に挿通し掛け止めるように円弧状に曲げ形成し、他端も前記固定バネ支持材６１のボルト６２の外周に掛け止めるように円弧状に曲げ形成している。
前記板バネ３２、４２の材質としては、バネ鋼は勿論、ＳＫ材やＳＵＳ材等も採用可能である。
前記ストッパー機構部９１は、大地震時等においてその振動エネルギを吸収する作用を発揮する。
前記高減衰ゴム９２は、積層ゴムタイプと違い劣化しないので、構造物用制振装置１の屋外設置も可能となる。
次に、本実施例の構造物用制振装置１の制振動作について、Ｘ方向加振時とＹ方向加振時とに場合を分け、かつ、図４乃至図９をも参照して説明する。
（Ｘ方向加振時）
本実施例の構造物用制振装置１において、この構造物用制振装置１が設置された床（構造物の一部）がＸ方向に振動し、この振動が振動マス１１に伝達され振動マス１１による制振が実行される場合について以下に説明する。
本実施例の構造物用制振装置１において、この構造物用制振装置１が設置された床（構造物の一部）がＸ方向に振動し、この振動が振動マス１１に伝達され振動マス１１による制振が実行される場合について以下に説明する。
前記ベースプレート２は床のＸ方向の振動に連動してＸ方向に振動する。
前記ベースプレート２のＸ方向の振動は、前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２、両Ｘ方向板バネブラケット２１、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２を経て前記振動マス１１に伝達される。
これにより、この振動マス１１がＸ方向に振動し、同時に前記補助バネブラケット５１もＸ方向に振動する。
このとき、前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２の幅方向のバネ剛性が大きいことから、前記板バネ３２はＸ方向にはほとんど弾性変形することはなく、また、前記板バネ３２にはＹ方向の振動成分もほとんど伝達されないことから、前記ベースプレート２のＸ方向の振動は前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２、両Ｘ方向板バネブラケット２１を経て前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２の下部に伝達される。
他方、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２の上部には重量が大きい前記振動マス１１が連結されているので、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２はＸ方向の弾性変形と復元とを繰り返し、この結果、前記振動マス１１は図５に示すようなＸ方向の振動を行うことになり、前記振動マス１１によるＸ方向の制振が実行される。
このような振動マス１１によるＸ方向の制振が実行される時、前記振動マス１１に対するＹ方向の振動成分はほとんどなく振動マス１１のＹ方向振動は図４に示すように僅少となる。
また、前記振動マス１１によるＸ方向の制振が実行される時、Ｘ方向に配列された各予引張横コイルバネ７１は、線形範囲内の振動応答特性の基に伸縮変位する。
（Ｙ方向加振時）
本実施例の構造物用制振装置１において、この構造物用制振装置１が設置された床（構造物の一部）がＹ方向に振動し、この振動が振動マス１１に伝達され振動マス１１による制振が実行される場合について以下に説明する。
本実施例の構造物用制振装置１において、この構造物用制振装置１が設置された床（構造物の一部）がＹ方向に振動し、この振動が振動マス１１に伝達され振動マス１１による制振が実行される場合について以下に説明する。
前記ベースプレート２は床のＹ方向の振動に連動してＹ方向に振動する。
前記ベースプレート２のＹ方向の振動は、前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２、両Ｘ方向板バネブラケット２１、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２を経て前記振動マス１１に伝達される。
しかし、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１は剛体であり、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２の幅方向（Ｙ方向）の剛性は大きいことから、前記板バネ４２はＹ方向にはほとんど弾性変形することはなく、また、前記板バネ４２にはＸ方向の振動成分もほとんど伝達されることはなく、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１、前記各第２の板バネ機構部４１の板バネ４２、前記振動マス１１、更には前記補助バネブラケット５１が一体的な状態となる。
この結果、前記ベースプレート２のＹ方向の振動に伴って、前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２がＹ方向に弾性変形、復元を繰り返しつつ前記振動マス１１を含む各要素を支持し、かつ、Ｙ方向に制振振動する状態となる。
すなわち、前記振動マス１１は、Ｙ方向加振時においては、前記各第１の板バネ機構部３１の板バネ３２のＹ方向への弾性変形、復元動作の基にＹ方向の制振動作を行うものである。
また、前記振動マス１１によるＹ方向の制振が実行される時、Ｙ方向に配列された各予引張横コイルバネ７１は、線形範囲内の振動応答特性の基に伸縮変位する。
図６はＹ方向加振時における前記振動マス１１のＹ方向振動特性を、また、図７はＹ方向加振時における前記振動マス１１の前記Ｙ方向振動特性より僅少なＸ方向振動特性を示すものである。
ところで、通常の構造物は平面形状として長方形のものが多くあり、この場合、水平２軸（Ｘ方向，Ｙ方向）の振動数は多くの場合異なる。
ところで、通常の構造物は平面形状として長方形のものが多くあり、この場合、水平２軸（Ｘ方向，Ｙ方向）の振動数は多くの場合異なる。
しかしながら、従来の制振装置（ＴＭＤ）は振動数を決定するバネ定数は独立していなく、互いに干渉してしまい振動数の調整が複雑であると共に困難となる。
本実施例においては、振動数の微調整用として可動範囲の変位量分を予め引張して振動応答特性が線形範囲内となるように設定したＸ方向配列の予引張コイルバネ７１、Ｙ方向配列の予引張コイルバネ７１をベースプレート２上に設けているので、水平２軸（Ｘ方向，Ｙ方向）の振動数の調整を個別に実行することが可能であるという大きな利点がある。
図８は本実施例に係る構造物用制振装置１において床から振動マス１１へのＹ方向振動伝達の共振振動周波数設定例を示し、また、図９は本実施例に係る構造物用制振装置１において床から振動マス１１へのＸ方向振動伝達の共振振動周波数設定例を示すものである。
すなわち、Ｙ方向振動伝達時の共振振動周波数として約３．０５Ｈｚ、Ｘ方向振動伝達時の共振振動周波数として１．３Ｈｚと、独立して設定できることを意味している。
以上説明したように、本実施例の構造物用制振装置１によれば、主な装置要素は振動マス２、板バネ３２、４２、制振ダンパー８１のみであり部品点数が少なく、非常にコンパクトな構造であり、メンテナンスも簡略容易で製造コストも低廉とすることができる。
また、前記板バネ３２、４２を倒立振り子形として利用するものであり、そのため低振動数から高振動数までの制振に適用可能となるとともに、前記板バネ３２、４２は、摩擦が小さく、パネ材の内部摩擦のみで弾性変形するので、制振効果が大きいという利点がある。
また、振動マス１１の荷重支持は板バネ３２、４２を倒立振り子形に使用し、広い振動数範囲をカバーできると同時に、水平２軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の制振に関して、水平２軸方向について振動マス１１を同じ振動数に設定することは勿論勿論可能であるが、水平２軸方向について別々に独立した振動数も設定することも可能である。
すなわち、構造物の設計値と竣工時の違いのため生じる振動マス１１の振動数の調整は、主に、その荷重を支持する板バネ３２、４２の厚さ、幅、長さで細かい振動数まで調整可能であり、必要によっては、前記Ｘ方向配列の予引張コイルバネ７１、Ｙ方向配列の予引張コイルバネ７１の異なる振動応答特性を有するものへの取り替え等により簡略容易に実現することができる。
これにより、振動マス１１の水平２軸方向の制振動作を互いに干渉しなくて（連成しないで）稼働することが可能であり、従って、ヨーイングも生じない利点がある。
更には、前記板バネ３２、４２に関しては、通常の振り子形では両端都の支持方法が複雑になり、長さによる振動数の調整が回難となるが、本実施例では両端固定構造なので固定位置は簡単に移動できることからこの点からも振動数の調整は簡単である。
（変形例）
次に、図１０乃至図１２を参照して本実施例の変形例に係る構造物用制振装置１Ａについて説明する。
次に、図１０乃至図１２を参照して本実施例の変形例に係る構造物用制振装置１Ａについて説明する。
なお、変形例に係る構造物用制振装置１Ａにおいて、既述した実施例に係る構造物用制振装置１の場合と同一の要素については同一の符号を付し、その詳細説明は省略する。
図１０乃至図１２に示す変形例に係る構造物用制振装置１Ａは、基本的構成は実施例に係る構造物用制振装置１の場合と略同様であるが、ベースプレート２の中央部に開口部２ａを設けるとともに、前記振動マス１１の下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケット２１の内側位置において前記両Ｘ方向板バネブラケット２１に略四角枠状の補助バネブラケット１００を水平配置で連結したこと、前記ベースプレート２と前記補助バネブラット１００間にＸ方向配列で可動範囲の変位量分を予め圧縮して横剛性を利用した振動応答特性を発揮させる複数（例えば合計８個）の予圧縮縦コイルバネ１１１を配置したこと、前記補助バネブラケット１００と前記振動マス１１間にＹ方向配列で可動範囲の変位量分を予め圧縮して横剛性を利用した振動応答特性を発揮させる複数（例えば合計８個）の予圧縮縦コイルバネ１２１を配置したこと、が特徴であり、残余の構成は既述した実施例の場合と同様である。
変形例に係る構造物用制振装置１Ａにおいても既述した実施例の構造物用制振装置１の場合と同様にして、Ｘ方向加振時においては、前記第２の板バネ機構部４１の板バネ４２のＸ方向の弾性変形、復元作用に伴って振動マス１１によるＸ方向の制振動作が実行され、また、Ｙ方向加振時においては、前記第１の板バネ機構部３１の板バネ３２のＹ方向の弾性変形、復元作用に伴って振動マス１１によるＹ方向の制振動作が実行される。
この場合に、変形例に係る構造物用制振装置１Ａにおいて、Ｘ方向加振時においては、前記補助バネブラケット１００が前記Ｘ方向板バネブラケット２１、前記第１の板バネ機構部３１、ベースプレートと一体的になっているので、前記補助バネブラケット１００は前記振動マス１１のＸ方向の振動とは異なる振動数でＸ方向に変位する。
これにより、前記補助バネブラケット１００に配置したＹ方向配列の前記予圧縮縦コイルバネ１２１が横剛性を利用した振動応答特性をもってＸ方向に揺動変位する。
他方、変形例に係る構造物用制振装置１Ａにおいて、Ｙ方向加振時においては、前記第１の板バネ機構部３１の板バネ３２のＹ方向の弾性変形、復元作用に伴って振動マス１１によるＹ方向の制振動作が実行される際に、前記振動マス１１、第２板バネ機構部４１、前記補助バネブラケット１００が一体的となってベースプレート２上でＹ方向に振動するので、前記補助バネブラケット１００はベースプレート２のＹ方向の振動とは異なる振動数でＹ方向に変位する。
これにより、前記補助バネブラケット１００に配置したＸ方向配列の前記予圧縮縦コイルバネ１１１が横剛性を利用した振動応答特性をもってＹ方向に揺動変位する。
以上説明した変形例の構造物用制振装置１Ａによれば、前記予引張横コイルバネ７１に替えて前記予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１を採用した点を除いて実施例の構造物用制振装置１の場合と同様な効果を奏する。
前記予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１は、自由長より５〜１０ｍｍ程度短い有効距離を有するように予圧縮した状態で垂直配置に複数個設置される構成としており、この予圧縮縦コイルバネの横剛性を利用し、かつ、線形範囲で使用するものである。
前記予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１は、各々バネ定数を極めて小さく設定しているので片手で予圧縮が可能であり簡略容易に上述した箇所に設置可能である。
更に、振動数調整用に使用する前記予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１は、いずれも横剛性を利用するものであり、これらの予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１を異なる横剛性を有する予圧縮縦コイルバネに取り替えることにより、前記振動マス１１の水平２軸方向の制振動作を互いに干渉を生じこることなく個別に調整できる。
上述した実施例、変形例の構造物用制振装置１、１Ａにおいて、対象構造物の振動数調整範囲によっては、予引張横コイルバネ７１、予圧縮縦コイルバネ１１１、１２１の双方を併用することも可能である。
いずれの場合も複数個使用することで、Ｘ軸、Ｙ軸とも独立して細かい振動数範囲まで調整が可能となる。
また、上述した実施例、変形例の構造物用制振装置１、１Ａにおいて、前記ベースプレート２を例えば構造物の天井面に取り付ける等して上下逆配置とすることもでき、板バネ両端固定構造で２軸方向独立タイプとして、かつ、振動マス１１の吊り下げ構造の振り子タイプとしても適用可能である。
更に、前記構造物用制振装置１、１Ａを各々複数基使用した態様とすれば、各々マルチタイプの制振振動数とすることも可能であり、地震時等における個々の構造物の振動数に適合させることがより簡略になる。
本発明の構造物用制振装置は、主に戸建て住宅の制振用として利用する場合の他、例えば精密機械、精密電子機器、比較的小規模の構造物等の制振用として広範に適用可能である。
１ 構造物用制振装置
１Ａ 構造物用制振装置
２ ベースプレート
２ａ 開口部
１１ 振動マス
１２ 上マス
１３ 下マス
２１ Ｘ方向板バネブラケット
２２ 横架片
２３ 垂下片
２４ 板バネ下部固定金具
２５ 板バネ取り付け金具
３１ 第１の板バネ機構部
３２ 板バネ
４１ 第２の板バネ機構部
４２ 板バネ
５１ 補助バネブラケット
５２ 側片部
５３ 側片部
５４ 孔
５５ ボルト
５６ ナット
５７ バネ端受け具
６１ 固定バネ支持材
６２ ボルト
６３ ナット
７１ 予引張横コイルバネ
８１ 制振ダンパー
９１ ストッパー機構部
９２ 高減衰ゴム
９３ Ｉボルト
１００ 補助バネブラケット
１１１ 予圧縮縦コイルバネ
１２１ 予圧縮縦コイルバネ
１Ａ 構造物用制振装置
２ ベースプレート
２ａ 開口部
１１ 振動マス
１２ 上マス
１３ 下マス
２１ Ｘ方向板バネブラケット
２２ 横架片
２３ 垂下片
２４ 板バネ下部固定金具
２５ 板バネ取り付け金具
３１ 第１の板バネ機構部
３２ 板バネ
４１ 第２の板バネ機構部
４２ 板バネ
５１ 補助バネブラケット
５２ 側片部
５３ 側片部
５４ 孔
５５ ボルト
５６ ナット
５７ バネ端受け具
６１ 固定バネ支持材
６２ ボルト
６３ ナット
７１ 予引張横コイルバネ
８１ 制振ダンパー
９１ ストッパー機構部
９２ 高減衰ゴム
９３ Ｉボルト
１００ 補助バネブラケット
１１１ 予圧縮縦コイルバネ
１２１ 予圧縮縦コイルバネ
Claims (8)
- 四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置されるとともに、その両端部を前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両Ｘ方向板バネブラケットと、
前記両Ｘ方向板バネブラケットの垂下した下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、
前記ベースプレートの両Ｘ方向辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットとの間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、
前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、
前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、
を有することを特徴とする構造物用制振装置。 - 四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置されるとともに、その両端部を前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両Ｘ方向板バネブラケットと、
前記両Ｘ方向板バネブラケットの垂下した下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、
前記ベースプレートの両Ｘ方向辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットとの間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、
前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、
前記振動マスの下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケットの内側位置において前記振動マスに連結された状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケットと、
前記ベースプレートのＸ方向、Ｙ方向の各辺近傍位置に立設した複数の固定バネ支持材と、前記補助バネブラケットのＸ方向、Ｙ方向の各側片部との間に掛け渡した可動範囲の変位量分を予め引張って振動応答特性が線形範囲内となるようにしたＸ方向、Ｙ方向の複数の予引張横コイルバネと、
前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、
を有することを特徴とする構造物用制振装置。 - 四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置される横架片と、この横架片の両端部から前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両垂下片とを具備する両Ｘ方向板バネブラケットと、
前記両Ｘ方向板バネブラケットの各垂下片の下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットの横架片との間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、
前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、
前記振動マスの下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケットの内側位置において前記振動マスに連結された状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケットと、
前記ベースプレートのＸ方向、Ｙ方向の各辺近傍位置に立設した複数の固定バネ支持材と、前記補助バネブラケットのＸ方向、Ｙ方向の各側片部に設けた複数のバネ端受け具との間に掛け渡した可動範囲の変位量分を予め引張って振動応答特性が線形範囲内となるようにしたＸ方向、Ｙ方向の複数の予引張横コイルバネと、
前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、
を有することを特徴とする構造物用制振装置。 - 前記各バネ端受け具は、予引張横コイルバネの一端を挿通し掛け止める孔付きボルトを備えることを特徴とする請求項３記載の構造物用制振装置。
- 前記ベースプレートは、前記振動マスの過振動を防止するストッパー機構部を備えるとともに、このストッパー機構部の一部に前記振動マスの振動減衰用の高減衰ゴムを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構造物用制振装置。
- 四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置されるとともに、その両端部を前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両Ｘ方向板バネブラケットと、
前記両Ｘ方向板バネブラケットの垂下した下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、
前記ベースプレートの両Ｘ方向辺部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットとの間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、
前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、
前記振動マスの下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケットの内側位置において前記両Ｘ方向板バネブラケットに連結された状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケットと、
前記ベースプレートと前記補助バネブラケット間、及び、前記補助バネブラケットと前記振動マス間に各々配置する可動範囲の変位量分を予め圧縮して横剛性を利用した振動応答特性を発揮させる複数の予圧縮縦コイルバネと、
前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、
を有することを特徴とする軽量構造物用制振装置。 - 四角形状のベースプレートと、前記ベースプレートの上方に配置する四角形状の振動マスと、を有し、前記振動マスを倒立板バネ振り子構造とした構造物用制振装置であって、
前記ベースプレートのＸ方向両辺部近傍位置の上方で、かつ、前記振動マスのＸ方向両辺部の下側位置に沿うようにＸ方向に配置される横架片と、この横架片の両端部から前記ベースプレートに非接触となる近傍位置まで垂下した両垂下片とを具備する両Ｘ方向板バネブラケットと、
前記両Ｘ方向板バネブラケットの各垂下片の下端部から各々Ｘ方向に突出したＹ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、
前記ベースプレートのＸ方向両隅部側と前記両Ｘ方向板バネブラケットの横架片との間に両端固定で配置され前記両Ｘ方向板バネブラケットを前記ベースプレート上で非接触状態に支持するＹ方向振動復元用の複数の第１の板バネ機構部と、
前記Ｙ方向に配列される複数の板バネ下部固定金具と、前記振動マスのＹ方向端面との間に両端固定で配置されるＸ方向振動復元用の複数の第２の板バネ機構部と、
前記振動マスの下方で、かつ、前記両Ｘ方向板バネブラケットの内側位置において前記両Ｘ方向板バネブラケットに連結された状態で配置した略四角枠状の補助バネブラケットと、
前記ベースプレートと前記補助バネブラット間にＸ方向配列で、前記補助バネブラケットと前記振動マス間にＹ方向配列で各々配置する可動範囲の変位量分を予め圧縮して横剛性を利用した振動応答特性を発揮させる複数の予圧縮縦コイルバネと、
前記ベースプレートと前記振動マスとの間に配置した複数の制振ダンパーと、
を有することを特徴とする軽量構造物用制振装置。 - 前記ベースプレートは、前記振動マスの過振動を防止するストッパー機構部を備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の構造物用制振装置。
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|---|---|---|---|---|
| CN112283288A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-01-29 | 电子科技大学中山学院 | 一种新能源汽车电驱装置 |
| CN114251398A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 湖北久之洋信息科技有限公司 | 一种组合弹片的多自由度减振机构 |
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| CN114251398A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 湖北久之洋信息科技有限公司 | 一种组合弹片的多自由度减振机构 |
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