JP2022100767A - Vibration control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、柱梁架構に利用可能な制振システムで、特に、柱梁架構の構面内に設けられたブレース装置と、前記柱梁架構の変形に伴う前記ブレース装置の変形に対して減衰力を付与するダンパとが備えられている制振システムに関する。 The present invention is a vibration damping system that can be used for a column-beam frame, and in particular, a brace device provided in the structure of the column-beam frame and damping against deformation of the brace device due to deformation of the column-beam frame. Regarding a vibration control system equipped with a damper that gives power.
特許文献1には、柱梁架構の構面内に設けられたブレース装置(ブレース21)と、柱梁架構の変形に伴うブレース装置の変形に対して減衰力を付与するダンパ(制震ダンパー22)とが備えられている制振システムが示されている。この特許文献1の制振システムでは、ブレース装置が、複数のリンク体(ブレース材21A~D)によって四角形状に形成されていると共に、柱梁架構とダンパとの間に介在している。
このような制振システムは、柱梁架構が地震等によって変形した場合に、この変形に追従してトグル機構が変形することで柱梁架構の変形をダンパに伝達させ、そのダンパによって振動エネルギーを吸収させることで、振動を減衰させることができるようになっている。
また、トグル機構を四角形状に形成することで、柱梁架構が振動によって変形することで一対の柱や一対の梁が相対的に変位した場合に、これらの変位に追従してトグル機構を変形させることができながら、このトグル機構の変形によって、柱梁架構の変形量を増大させた状態でダンパに伝達させることができるようになっている。
In such a vibration damping system, when the column-beam structure is deformed by an earthquake or the like, the toggle mechanism is deformed following this deformation to transmit the deformation of the column-beam structure to the damper, and the damper transfers vibration energy. By absorbing it, the vibration can be dampened.
In addition, by forming the toggle mechanism in a quadrangular shape, when a pair of columns or a pair of beams are relatively displaced due to deformation of the column-beam structure due to vibration, the toggle mechanism is deformed following these displacements. However, due to the deformation of this toggle mechanism, it is possible to transmit the deformation to the damper in a state where the amount of deformation of the column-beam structure is increased.
このような制振システムにおいて、振動に対する減衰力を高くすることが望まれているが、ダンパを大型化することによって減衰力を大きくすることができるものの、このようにダンパを大型化した場合には設置スペースやコスト等の問題が生じる。 In such a vibration damping system, it is desired to increase the damping force against vibration. Although the damping force can be increased by increasing the size of the damper, when the damper is increased in size in this way, the damping force is increased. Causes problems such as installation space and cost.
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、ダンパの大型化を回避しながら減衰力を高めることができる制振システムを提供する点にある。 In view of this situation, a main object of the present invention is to provide a vibration damping system capable of increasing the damping force while avoiding an increase in the size of the damper.
本発明の第1特徴構成は、柱梁架構の構面内に設けられたブレース装置と、前記柱梁架構の変形に伴う前記ブレース装置の変形に対して減衰力を付与するダンパとが備えられている制振システムであって、
前記ブレース装置は、複数の第1リンク体によって四角形状に形成される第1トグル機構と、前記第1トグル機構と前記ダンパとの間に介在する第2トグル機構とを備えている点にある。
The first characteristic configuration of the present invention is provided with a brace device provided in the structure of the column-beam frame and a damper that applies a damping force to the deformation of the brace device due to the deformation of the column-beam frame. It ’s a vibration control system.
The brace device is provided with a first toggle mechanism formed in a square shape by a plurality of first link bodies, and a second toggle mechanism interposed between the first toggle mechanism and the damper. ..
本構成によれば、第1トグル機構が四角形状に形成されているため、振動によって柱梁架構が変形した場合に、その変形に追従して第1トグル機構を変形させることができると共に、この第1トグル機構の変形によって、柱梁架構に作用した力を増大させた状態でダンパに伝達させることができるので、振動に対する減衰力を高めることができる。
さらに、第1トグル機構に加えて、第1トグル機構とダンパとの間に介在された第2トグル機構でも柱梁架構の変形量を増大させてダンパに伝達させることができるため、振動に対する減衰力を更に高めることができる。
このように、ダンパの大型化を回避しながら減衰力を更に高めることができる。
According to this configuration, since the first toggle mechanism is formed in a quadrangular shape, when the column-beam structure is deformed by vibration, the first toggle mechanism can be deformed according to the deformation, and the first toggle mechanism can be deformed. Due to the deformation of the first toggle mechanism, the force acting on the column-beam structure can be transmitted to the damper in an increased state, so that the damping force against vibration can be increased.
Further, in addition to the first toggle mechanism, the second toggle mechanism interposed between the first toggle mechanism and the damper can also increase the amount of deformation of the column-beam frame and transmit it to the damper, so that it is damped against vibration. The power can be further increased.
In this way, the damping force can be further increased while avoiding the increase in size of the damper.
本発明の第2特徴構成は、前記第2トグル機構は、複数の第2リンク体によって四角形状に形成され、
前記ダンパは、前記第2リンク体同士を連結した対角方向で離れた二箇所のリンク連結部分に連結されている点にある。
In the second characteristic configuration of the present invention, the second toggle mechanism is formed in a square shape by a plurality of second link bodies.
The damper is at a point where the second link bodies are connected to two diagonally separated link connecting portions connecting the second link bodies.
本構成によれば、第2トグル機構が四角形状に形成されているため、振動によって柱梁架構が変形した場合に、その変形に追従して第2トグル機構を変形させることができる。また、ダンパをリンク連結部分に連結することで、四角形状の第2トグル機構の変形に応じて効率よくダンパを伸縮させることができる。 According to this configuration, since the second toggle mechanism is formed in a square shape, when the column-beam frame is deformed by vibration, the second toggle mechanism can be deformed following the deformation. Further, by connecting the damper to the link connecting portion, the damper can be efficiently expanded and contracted according to the deformation of the square-shaped second toggle mechanism.
本発明の第3特徴構成は、前記ブレース装置と前記ダンパとがユニット化されている点にある。 The third characteristic configuration of the present invention is that the brace device and the damper are unitized.
本構成によれば、ブレース装置とダンパとがユニット化されているため、これらブレース装置とダンパとを柱梁架構に対して設置し易くなる。 According to this configuration, since the brace device and the damper are unitized, it becomes easy to install these brace devices and the damper on the column-beam frame.
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に示す制振システムは、柱梁架構3の構面11内に設けられた鉄骨製等のブレース装置1と、鉄骨造や鉄筋コンクリート造等の建物の柱梁架構3の変形に伴うブレース装置1の変形に対して減衰力を付与するダンパ2とが備えられている制振システムである説明を加えると、図1に示すように、柱梁架構3は、左側柱5と右側柱6との一対の柱7と、上側梁8と下側梁9との一対の梁10とで構成されており、これらにより囲まれる矩形状の構面11に位置する状態で、これらブレース装置1及びダンパ2が柱梁架構3に設置されている。また、ブレース装置1とダンパ2とは、製作工場等にて予めユニット化されており、ユニット化された状態で搬入されて、ブレース装置1とダンパ2とが柱梁架構3の構面11に設置されている。なお、一対の柱7が並ぶ方向を左右方向Xとし、一対の梁10が並ぶ方向を上下方向Yとしている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The vibration damping system shown in FIG. 1 is a
ブレース装置1は、柱梁架構3の構面11内における対角方向に離れた二箇所に連結された第1トグル機構13と、第1トグル機構13に連結された第2トグル機構14とを備えている。第1トグル機構13は、柱梁架構3及び第2トグル機構14に連結されており、柱梁架構3と第2トグル機構14との間に介在している。第2トグル機構14は、第1トグル機構13及びダンパ2に連結されており、第1トグル機構13とダンパ2との間に介在している。第2トグル機構14は、第1トグル機構13を介して柱梁架構3の構面11内における対角方向に離れた二箇所に連結されている。ダンパ2は、第1トグル機構13と第2トグル機構14とを介して柱梁架構3の構面11内の対角方向に離れた二箇所に連結されている。
The
〔第1トグル機構〕
図1に示すように、第1トグル機構13は、複数の第1リンク体15によって四角形状に形成されている。説明を加えると、第1トグル機構13は、第1左リンク体15Aと第1右リンク体15Bと第1上リンク体15Cと第1下リンク体15Dとの4本の直線状の第1リンク体15を備えており、これら4本の第1リンク体15によって四角形状に形成されている。
[1st toggle mechanism]
As shown in FIG. 1, the
第1左リンク体15Aと第1右リンク体15Bとは四角形の対辺を構成するように平行に配置されており、これら第1左リンク体15Aと第1右リンク体15Bとは同じ長さに構成されている。また、第1上リンク体15Cと第1下リンク体15Dとは四角形の対辺を構成するように平行に配置されており、これら第1上リンク体15Cと第1下リンク体15Dとは同じ長さに構成されている。そして、第1左リンク体15A及び第1右リンク体15Bは、第1上リンク体15C及び第1下リンク体15Dより長く、第1トグル機構13は、これら4本の第1リンク体15を互いにボルト・ナット等の連結手段で枢支連結することによって、平行四辺形状に形成されている。4本の第1リンク体15は、柱梁架構3の構面11に直交する軸心周りで回転自在に枢支連結されている。
The first
そして、第1トグル機構13は、その一方の対頂点の部分が柱梁架構3の構面11内の対角方向で離れた二箇所にガゼットプレートや前記連結手段で連結されている。本実施形態では、第1左リンク体15Aと第1下リンク体15Dとが連結される第1トグル機構13の頂点部分を第1連結部分17とし、第1右リンク体15Bと第1上リンク体15Cとが連結される四角形の頂点部分を第2連結部分18としている。また、左側柱5と下側梁9とが接合される柱梁架構3の左下の柱梁仕口部分を第1被連結部分19とし、右側柱6と上側梁8とが接合される柱梁架構3の右上の柱梁仕口部を第2被連結部分20としている。そして、第1トグル機構13の第1連結部分17が、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19に前記軸心周りで回転自在に枢支連結され、第1トグル機構13の第2連結部分18が、柱梁架構3の右上の第2被連結部分20に前記軸心周りで回転自在に枢支連結されている。このように、第1トグル機構13の対頂点の部分が、柱梁架構3の対頂点の部分に枢支連結されている。そのため、第1トグル機構13は、図2や図3に示すように柱梁架構3が変形した場合に、それに追従して変形可能に構成されている。
The
〔第2トグル機構〕
図1に示すように、第2トグル機構14は、複数の第2リンク体16によって四角形状に形成されている。説明を加えると、第2トグル機構14は、第2左リンク体16Aと第2右リンク体16Bと第2上リンク体16Cと第2下リンク体16Dとの4本の直線状の第2リンク体16を備えており、これら4本の第2リンク体16によって四角形状に形成されている。
[Second toggle mechanism]
As shown in FIG. 1, the
第2左リンク体16Aと第2右リンク体16Bとは四角形の対辺を構成するように平行に配置されており、これら第2左リンク体16Aと第2右リンク体16Bとは同じ長さに構成されている。また、第2上リンク体16Cと第2下リンク体16Dとは四角形の対辺を構成するように平行に配置されており、これら第2上リンク体16Cと第2下リンク体16Dとは同じ長さに構成されている。そして、第2左リンク体16A及び第2右リンク体16Bは、第2上リンク体16C及び第2下リンク体16Dより長く、第2トグル機構14は、これら4本の第2リンク体16を前記連結手段で互いに前記軸心周りで回転自在に枢支連結することによって、平行四辺形状に形成されている。
The second
そして、第2トグル機構14は、その一方の対頂点の部分が第1トグル機構13に連結されている。本実施形態では、第2左リンク体16Aと第2上リンク体16Cとが連結される第2トグル機構14の四角形の左上の頂点部分を第3連結部分21とし、第2右リンク体16Bと第2下リンク体16Dとが連結される四角形の右下の頂点部分を第4連結部分22としている。また、第1左リンク体15Aと第1上リンク体15Cとが連結される第1トグル機構13の四角形の左上の頂点部分を第3被連結部分23とし、第1右リンク体15Bと第1上リンク体15Cとが連結される四角形の右下の頂点部分を第4被連結部分24としている。そして、第2トグル機構14の第3連結部分21が、第1トグル機構13の第3被連結部分23に前記軸心周りで回転自在に枢支連結され、第2トグル機構14の第4連結部分22が、第1トグル機構13の第4被連結部分24に前記軸心周りで回転自在に枢支連結されている。このように、第2トグル機構14の対頂点の部分が、第1トグル機構13の対頂点の部分であって柱梁架構3に連結されていない対頂点の部分に枢支連結されている。そのため、第2トグル機構14は、図2や図3に示すように第1トグル機構13が変形した場合に、それに追従して変形可能に構成されている。
Then, in the
〔ダンパ〕
ダンパ2として、オイルダンパが用いられている。ダンパ2は、シリンダ部25とこのシリンダ部25に対して出退するロッド部26とを備えており、これらシリンダ部25とロッド部26とが第2トグル機構14に連結されている。本実施形態では、ロッド部26の先端部を第5連結部分27とし、シリンダ部25におけるロッド部26が突出している側とは反対側の端部を第6連結部分28としている。また、第2左リンク体16Aと第2下リンク体16Dとが連結される第2トグル機構14の四角形の左下の頂点部分を第5被連結部分29とし、第2右リンク体16Bと第2上リンク体16Cとが連結される四角形の右上の頂点部分を第6被連結部分30としている。そして、ダンパ2の第5連結部分27が、第2トグル機構14の第5被連結部分29に前記軸心周りで回転自在に枢支連結され、ダンパ2の第6連結部分28が、第2トグル機構14の第6被連結部分30に前記軸心周りで回転自在に枢支連結されている。このように、ダンパ2は、第2リンク体16同士を連結したリンク連結部分に連結されている。説明を加えると、ダンパ2のシリンダ部25及びロッド部26が、第2トグル機構14の対頂点の部分であって第1トグル機構13に連結されていない対頂点の部分に枢支連結されている。そのため、ダンパ2は、図2や図3に示すように第2トグル機構14が変形した場合に、それに追従して姿勢変化や伸縮が可能となっている。
〔damper〕
An oil damper is used as the
尚、本実施形態では、ダンパ2のロッド部26に、ロッド部26を延在させるロッド用延在部材31が備えられており、このロッド用延在部材31の先端部を第5連結部分27としている。また、ダンパ2のシリンダ部25に、シリンダ部25を延在させる本体用延在部材32が備えられており、この本体用延在部材32の先端部を第6連結部分28としている。
In the present embodiment, the
地震等により柱梁架構3が振動し、図1に示す柱梁架構3が通常の状態から、図2や図3に示すように変形した場合、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに接近離間移動するように変形し、この柱梁架構3の変形に応じて第1トグル機構13及び第2トグル機構14が変形することで、柱梁架構3の変形量を第1トグル機構13及び第2トグル機構14によって増大させた状態でダンパ2に伝達することができるようになっている。
When the beam-
説明を加えると、図2に示すように、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに離間移動するに伴って、第1トグル機構13が変形する。また、図3に示すように、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに接近移動するに伴って、第1トグル機構13が変形する。ここで、4本の第1リンク体15は、枢支連結する一対の第1リンク体15によって形成される角度が、図1に示す状態から図2や図3に示すように柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに移動した場合に、第1トグル機構13における左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに移動する距離が、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに移動する距離より大きくなる角度に設定されている。
To add an explanation, as shown in FIG. 2, as the first connected
そのため、図1に示す柱梁架構3が通常の状態から、図2や図3に示すように変形した場合、第1トグル機構13における左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに移動する距離が、柱梁架構3の左下の第1被連結部分19と右上の第2被連結部分20とが互いに移動する距離が大きくなり、柱梁架構3の変形量を第1トグル機構13によって増大させた状態で第2トグル機構14に伝達される。
Therefore, when the column-
そして、図2に示すように、第1トグル機構13の左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに接近移動するに伴って、第2トグル機構14が変形する。また、図3に示すように、第1トグル機構13の左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに離間移動するに伴って、第2トグル機構14が変形する。ここで、4本の第2リンク体16は、枢支連結する一対の第2リンク体16によって形成される角度が、図1に示す状態から図2や図3に示すように第1トグル機構13の左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに移動した場合に、第2トグル機構13における左下の第5被連結部分29と右上の第6被連結部分30とが互いに移動する距離が、第1トグル機構13の左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに移動する距離より大きくなる角度に設定されている。
Then, as shown in FIG. 2, the
そのため、図1に示す柱梁架構3が通常の状態から、図2や図3に示すように変形した場合、第2トグル機構13における左下の第5被連結部分29と右上の第6被連結部分30とが互いに移動する距離が、第1トグル機構13の左上の第3被連結部分23と右下の第4被連結部分24とが互いに移動する距離より大きくなり、第1トグル機構13の変形量を第2トグル機構14によって増大させた状態でダンパ2に伝達される。
Therefore, when the column-
このように、振動によって柱梁架構3が変形した場合に、その柱梁架構の変形量を、第1トグル機構13と第2トグル機構14との双方で増大させた状態でダンパ2に伝達することができ、ダンパ2による振動に対する減衰力を高めることができる。
In this way, when the column-
〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another Embodiment]
Other embodiments of the present invention will be described. It should be noted that the configurations of the respective embodiments described below are not limited to being applied independently, but can also be applied in combination with the configurations of other embodiments.
(1)上記した実施形態では、第1トグル機構13を、柱梁架構3における柱7と梁10との連結箇所に連結する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、第1連結部分17を上側梁8の中間部に連結し、第2連結部分18を下側梁9に連結する等、柱梁架構3における第1トグル機構13を連結する箇所は適宜変更してもよい。
(1) In the above-described embodiment, the configuration in which the
(2)上記した実施形態では、第2トグル機構14を、第1トグル機構13における第1リンク体15同士を連結したリンク連結部分に連結する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、第3連結部分21を第1上リンク体15Cの中間部に連結し、第4連結部分22を第1下リンク体15Dの中間部に連結する等、第1トグル機構13における第2トグル機構14を連結する位置は適宜変更してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the configuration in which the
(3)上記した実施形態では、ダンパ2を、第2トグル機構14における第2リンク体16同士を連結したリンク連結部分に連結する構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、第5連結部分27を第2左リンク体16Aの中間部に連結し、第6連結部分28を第2右リンク体16Bの中間部に連結する等、第2トグル機構14におけるダンパ2を連結する位置は適宜変更してもよい。
(3) In the above-described embodiment, the configuration in which the
(4)上記した実施形態では、第2トグル機構14を4本の第2リンク体16によって四角形状に形成する構成を例として説明したが、第2トグル機構14を構成する第2リンク体16の本数や第2リンク体16によって形成される形状は適宜変更してもよい。
(4) In the above-described embodiment, the configuration in which the
(5)上記した実施形態では、ブレース装置1とダンパ2とをユニット化させる構成を例として説明した。しかし、このような構成に限定されない。例えば、ブレース装置1とダンパ2とを別々に柱梁架構3に連結するようにして、ブレース装置1とダンパ2とをユニット化させる構成としなくてもよい。
(5) In the above-described embodiment, a configuration in which the
(6)上記実施形態では、ダンパ2としてオイルダンパを用いる例を説明したが、ダンパ2として粘弾性ダンパ等のオイルダンパ以外のダンパを用いてもよい。
(6) In the above embodiment, an example in which an oil damper is used as the
1 ブレース装置
2 ダンパ
3 柱梁架構
13 第1トグル機構
14 第2トグル機構
15 第1リンク体
16 第2リンク体
29 第5被連結部分(リンク連結部分)
30 第6被連結部分(リンク連結部分)
1
30 6th connected part (link connecting part)
Claims (3)
前記ブレース装置は、複数の第1リンク体によって四角形状に形成される第1トグル機構と、前記第1トグル機構と前記ダンパとの間に介在する第2トグル機構とを備えている制振システム。 It is a vibration damping system provided with a brace device provided in the structure of the column-beam frame and a damper that applies a damping force to the deformation of the brace device due to the deformation of the column-beam frame.
The brace device is a vibration damping system including a first toggle mechanism formed in a square shape by a plurality of first link bodies, and a second toggle mechanism interposed between the first toggle mechanism and the damper. ..
前記ダンパは、前記第2リンク体同士を連結した対向方向で離れた二箇所のリンク連結部分に連結されている請求項1に記載の制振システム。 The second toggle mechanism is formed in a square shape by a plurality of second link bodies, and is formed in a square shape.
The vibration damping system according to claim 1, wherein the damper is connected to two link connecting portions which are connected to each other and are separated from each other in the opposite direction.
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