JP2926150B2 - Vibration energy absorbing device in vibration suppression device - Google Patents

Vibration energy absorbing device in vibration suppression device

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JP2926150B2 JP30304390A JP30304390A JP2926150B2 JP 2926150 B2 JP2926150 B2 JP 2926150B2 JP 30304390 A JP30304390 A JP 30304390A JP 30304390 A JP30304390 A JP 30304390A JP 2926150 B2 JP2926150 B2 JP 2926150B2
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【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、たとえば、高層ビルの振動を抑制し減衰さ
せるための制振装置において用いて好適な振動エネルギ
ー吸収装置に関する。
The present invention relates to a vibration energy absorbing device suitable for use in, for example, a vibration damping device for suppressing and attenuating vibration of a high-rise building.

「従来の技術およびその課題」 高層ビル等の構造物に適用する制振装置として、その
構造物にワイヤー等の引っ張り部材の両端をを固定する
とともに、その引っ張り部材の途中にエネルギー吸収装
置を設けた構成のものが提案されている。これは、構造
物が振動した際に生じる変位を引っ張り材を介してエネ
ルギー吸収装置に伝達し、そのエネルギー吸収装置によ
って振動エネルギーを吸収して振動を抑制し減衰させる
ようにしたものである。
"Conventional technology and its problems" As a vibration damping device applied to a structure such as a high-rise building, both ends of a pull member such as a wire are fixed to the structure, and an energy absorbing device is provided in the middle of the pull member. The proposed configuration has been proposed. In this method, a displacement generated when a structure vibrates is transmitted to an energy absorbing device via a tension member, and the energy absorbing device absorbs vibration energy to suppress and attenuate vibration.

ところで、そのような制振装置における振動エネルギ
ー吸収装置としては、油圧ダンパーが一般的に採用され
ていたが、油圧ダンパーは高層ビル等の制振を行う場合
のような極めて大きな減衰力を必要とする場合には効率
が良いものではないので、通常は多数の油圧ダンパーを
用いる必要があり、したがって設備費や保守の点で不利
であるばかりでなく、作動時のストローク分を含む十分
な設置スペースを確保する必要があるのでスペース効率
が良くないものであった。
By the way, as a vibration energy absorbing device in such a vibration damping device, a hydraulic damper has been generally adopted, but the hydraulic damper requires an extremely large damping force as in the case of damping a high-rise building or the like. In this case, it is not efficient, so it is usually necessary to use a large number of hydraulic dampers, which is not only disadvantageous in terms of equipment costs and maintenance, but also has a sufficient installation space including the stroke during operation. The space efficiency was not good because it was necessary to secure

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、減衰効率やスペース効率に優れる振
動エネルギー吸収装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vibration energy absorbing device having excellent damping efficiency and space efficiency.

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、請求項1の発明は、ワイヤ
ーを介して伝達される構造物の振動エネルギーを吸収し
てその振動を減衰させるための振動エネルギー吸収装置
であって、軸線を共通として相対回転自在に対向配置さ
れた対の円板の一方を前記構造物に対して固定するとと
もに、他方の円板に設けた軸体に対して前記ワイヤーを
スリップ不能に巻回することによって、構造物の振動時
の変位量が前記ワイヤーを介して前記他方の円板の回転
量に変換されるように構成され、かつ、前記対の円板の
外周部相互間にそれらの相対回転により変形して振動エ
ネルギーを吸収する減衰材料を介在させてなり、前記ワ
イヤーが巻回される軸体の径寸法は前記円板の回転中心
から前記減衰材料の設置位置までの距離に比して小さく
設定され、前記減衰材料は前記対の円板の外周部相互間
に等間隔で多数設けられた円柱状の鉛プラグであること
を特徴とするものである。
Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention of claim 1 is a vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted via a wire and attenuating the vibration. And fixing one of a pair of disks arranged opposite to each other so as to be relatively rotatable with a common axis line to the structure, and preventing the wire from slipping with respect to a shaft provided on the other disk. Is wound so that the amount of displacement of the structure during vibration is converted into the amount of rotation of the other disk via the wire, and between the outer peripheral portions of the pair of disks. A damping material that is deformed by their relative rotation and absorbs vibration energy is interposed, and the diameter of the shaft around which the wire is wound is from the rotation center of the disk to the installation position of the damping material. Ratio to distance The damping material is a large number of columnar lead plugs provided at equal intervals between the outer peripheral portions of the pair of disks.

また、請求項2の発明は、同じくワイヤーを介して伝
達される構造物の振動エネルギーを吸収してその振動を
減衰させるための振動エネルギー吸収装置であって、軸
線を共通として相対回転自在に対向配置された対の円板
の一方を前記構造物に対して固定するとともに、他方の
円板に設けた軸体に対して前記ワイヤーをスリップ不能
に巻回することによって、構造物の振動時の変位量が前
記ワイヤーを介して前記他方の円板の回転量に変換され
るように構成され、かつ、前記対の円板の外周部相互間
にそれらの相対回転により変形して振動エネルギーを吸
収する減衰材料を介在させてなり、前記ワイヤーが巻回
される軸体の径寸法は前記円板の回転中心から前記減衰
材料の設置位置までの距離に比して小さく設定され、前
記減衰材料はいずれか一方の円板に設けた環状の収容部
内に充填された粘性流体であり、いずれか他方の円板に
設けたリング板を該粘性流体中に没せしめてなることを
特徴とするものである。
A second aspect of the present invention is a vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted through a wire and attenuating the vibration, wherein the vibration energy absorbing device has a common axis and is rotatably opposed to each other. By fixing one of the arranged pair of discs to the structure and winding the wire around a shaft provided on the other disc in a non-slip manner, the vibration of the structure during vibration is reduced. The amount of displacement is configured to be converted to the amount of rotation of the other disk via the wire, and the outer peripheral portions of the pair of disks are deformed by their relative rotation to absorb vibration energy. The diameter of the shaft body around which the wire is wound is set to be smaller than the distance from the rotation center of the disk to the installation position of the damping material, and the damping material is Either An annular viscous fluid filled in the housing portion of which is provided on one of the discs, is characterized in that comprising occupies Bosse any of the other disc to provided the ring plate in the viscous fluid.

また、請求項3の発明は、同じくワイヤーを介して伝
達される構造物の振動エネルギーを吸収してその振動を
減衰させるための振動エネルギー吸収装置であって、粘
性流体を保有する中空角箱状の容器を前記構造物に対し
て固定的に設けるとともに、その容器の蓋に相当する板
体を容器に対して水平横方向に変位自在に装着してこの
板体に前記ワイヤーを固定することにより、構造物の振
動時の変位量がワイヤーを介して板体の容器に対する変
位量に変換されるように構成され、かつ、前記板体の下
面にはこの板体の変位方向を向く複数の制動板が前記粘
性流体中に没するように垂設され、しかも、それら制動
板には粘性流体の通過を許容する小孔が形成されてなる
ことを特徴とするものである。
A third aspect of the present invention is a vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted through a wire and attenuating the vibration, wherein the vibration energy absorbing device has a hollow rectangular box shape holding a viscous fluid. A container is fixedly provided with respect to the structure, and a plate corresponding to a lid of the container is mounted so as to be displaceable in a horizontal and horizontal direction with respect to the container, and the wire is fixed to the plate. The amount of displacement during vibration of the structure is configured to be converted into the amount of displacement of the plate body with respect to the container via a wire, and a plurality of brakes facing the displacement direction of the plate body are provided on the lower surface of the plate body. The plate is vertically provided so as to be immersed in the viscous fluid, and small holes are formed in the brake plates to allow passage of the viscous fluid.

「作用」 請求項1の発明においては、構造物の振動による変位
がワイヤーによりエネルギー吸収装置に伝達されて円板
の回転運動により変換され、その円板の回転運動が減衰
材料の変形抵抗力によって制動され、それによって振動
エネルギーが吸収される。
[Operation] In the invention of claim 1, the displacement due to the vibration of the structure is transmitted to the energy absorbing device by the wire and converted by the rotational motion of the disc, and the rotational motion of the disc is changed by the deformation resistance of the damping material. It is damped, whereby the vibration energy is absorbed.

また、ワイヤーが巻回される軸体の径寸法が回転中心
から減衰材料の設置位置までの距離より小さくされてい
ることから、円板の外周部において生じる減衰材料の減
衰力が「てこ」の原理により増幅されて構造物に伝達さ
れることになり、優れた減衰効率が得られる。
Also, since the diameter of the shaft around which the wire is wound is smaller than the distance from the center of rotation to the installation position of the damping material, the damping force of the damping material generated at the outer peripheral portion of the disk is a leverage. Amplified by the principle and transmitted to the structure, excellent attenuation efficiency is obtained.

また、減衰材料として鉛プラグが用いられ、その鉛プ
ラグの剪断抵抗力により振動エネルギーが吸収される。
Further, a lead plug is used as the damping material, and vibration energy is absorbed by the shear resistance of the lead plug.

請求項2の発明においては、減衰材料として粘性流体
が用いられ、その粘性流体の粘性抵抗力により振動エネ
ルギーが吸収される。
In the invention of claim 2, a viscous fluid is used as the damping material, and vibration energy is absorbed by viscous resistance of the viscous fluid.

請求項3の発明においては、構造物の振動による変位
が容器に対する板体の水平横方向への変位に変換され、
その板体に取り付けられている制動板が容器中の粘性流
体の抵抗力を受けつつ変位することにより、その粘性抵
抗力により振動エネルギーが吸収される。
According to the third aspect of the present invention, the displacement due to the vibration of the structure is converted into a horizontal displacement of the plate body with respect to the container,
When the brake plate attached to the plate body is displaced while receiving the resistance force of the viscous fluid in the container, vibration energy is absorbed by the viscous resistance force.

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下で説明する各実施例の装置は、いずれも、第1図
に概略的に示すような高層ビルの制振装置における振動
エネルギー吸収装置として用いられるものである。その
制振装置は、ワイヤー1を交差させた状態で滑車2に巻
回して張設し、そのワイヤー1の両端を構造物3の最上
階付近に固定するとともに、地階においてワイヤー1の
途中に振動エネルギー吸収装置Aを設けた構成のもので
あって、地震時あるいは風により構造物3が振動した際
の変位をワイヤー1を介してエネルギー吸収装置Aに伝
達することにより、その装置Aによって振動エネルギー
を吸収して振動を抑制し、減衰させるようにされたもの
である。
Each of the devices of the embodiments described below is used as a vibration energy absorbing device in a vibration damping device for a high-rise building as schematically shown in FIG. The vibration damping device is wound around a pulley 2 in a state where the wires 1 are crossed and stretched to fix both ends of the wires 1 near the top floor of the structure 3 and to vibrate in the middle of the wires 1 in the basement. An energy absorbing device A is provided, and a displacement when the structure 3 is vibrated due to an earthquake or wind is transmitted to the energy absorbing device A via the wire 1 so that the vibration energy is transmitted by the device A. Is absorbed to suppress vibration and attenuate.

上記のような制振装置において用いる振動エネルギー
吸収装置Aの具体的な実施例を以下に説明する。
A specific embodiment of the vibration energy absorbing device A used in the above-described vibration damping device will be described below.

まず、第1実施例を第2図ないし第5図に示す。この
第1実施例の装置A1は、対の円板10,11がそれらの軸線
を共通として相対回転自在に組み合わせられ、かつ、双
方の円板10,11の外周部相互間に減衰材料としての複数
の鉛プラグ12が等間隔で取り付けられた構成とされてい
る。
First, a first embodiment is shown in FIGS. Device A 1 of the first embodiment, the circular plates 10 and 11 of the pair are combined relatively rotatably to their axes as a common, and, as a damping material between the outer periphery mutual both discs 10 and 11 A plurality of lead plugs 12 are attached at equal intervals.

上記構成の装置A1は、下側の円板11が構造物3に対し
て固定され、上側の円板10の軸体13に上記ワイヤー1が
スリップすることのないように巻回されて用いられるも
のであり、これによって、この装置A1では、構造物3の
変位に伴ってワイヤー1が一方に引っ張られると、上側
の円板10が下側の円板11に対して回転することになり、
それによって第4図に示すように鉛プラグ12に剪断変形
が生じ、それら鉛プラグ12の履歴吸収エネルギーによっ
て構造物3の振動エネルギーが吸収されることになる。
Device A 1 of the above structure, the circular plate 11 of the lower side is fixed to the structure 3, with the wire 1 to the shaft 13 of the upper disc 10 is wound so as not to slip using is intended to be, thereby, in the device a 1, the wire 1 with the displacement of the structure 3 is pulled in one direction, that the upper side of the disc 10 is rotated relative to the disc 11 of the lower Become
As a result, as shown in FIG. 4, shear deformation occurs in the lead plugs 12, and the hysteresis energy of the lead plugs 12 causes the vibration energy of the structure 3 to be absorbed.

そして、この装置A1においては、上側の円板10の軸体
13に対してワイヤー1をスリップ不能に巻回しているこ
とから、この装置A1の減衰力Fdがてこの原理により増幅
されて構造物3に伝達されるものであり、その結果、減
衰材料としての鉛プラグ12の使用量を節約できる、とい
う利点がある。
Then, in the device A 1, the axis of the upper disc 10
Since it is turning slip incapable winding wire 1 against 13, which is transmitted is amplified to the structure 3 by the principle of the damping force Fd Gateko of the device A 1, as a result, a damping material There is an advantage that the use amount of the lead plug 12 can be saved.

そのことについて第5図を参照して説明すると、上記
の装置A1は、作動時においては円板10,11の中心軸線が
てこの支点となり、鉛プラグ12の取付位置の中心が減衰
力Fdの加わる力点となり、その減衰力Fdがワイヤー1に
伝達される作用点がワイヤー1の巻き付け位置となり、
したがって、支点から力点までの距離Rd、支点から作用
点までの距離Rwとすると、ワイヤー1に伝達される力Fw
と減衰力Fdとの間には、てこの釣り合いにより、 Fw/Fd=Rd/Rw Fw=Fd(Rd/Rw)=aFd (aはアーム比、a=Rd/Rw) との関係がある。すなわち、この装置A1からワイヤー1
を介して構造物3に伝達される力Fwは、この装置A1の実
際の減衰力Fdのa倍に増幅されたものとなり、たとえ
ば、アーム比a=2である場合には減衰力が2倍に増幅
されることになる。
Referring to Figure 5 for that matter, the above apparatus A 1 is the central axis of the circular plates 10 and 11 becomes the leverage points in operation, the center of the mounting position of the lead plug 12 damping force Fd The point of action where the damping force Fd is transmitted to the wire 1 is the winding position of the wire 1,
Therefore, assuming that the distance Rd from the fulcrum to the force point and the distance Rw from the fulcrum to the point of action, the force Fw transmitted to the wire 1 is
The relationship between Fw / Fd = Rd / Rw Fw = Fd (Rd / Rw) = aFd (a is the arm ratio, a = Rd / Rw) is obtained between the leverage and the damping force Fd. That is, from this device A 1 to wire 1
Force Fw to be transmitted to the structure 3 via a becomes to have been amplified in a multiple of the actual damping force Fd of the device A 1, for example, damping force in the case of arm ratio a = 2 has 2 It will be amplified twice.

この場合、てこの原理により力点における変位量δd
は作用点における変位量δwのa倍となる。つまり、 δd/δw=Rd/Rw=a の関係がある。したがって、この装置A1の見掛けの減衰
係数はCeは、次式に示すように実際の減衰係数Cのa2
となる。
In this case, the displacement amount δd at the point of force is given by the principle of leverage.
Is a times the displacement δw at the point of action. That is, there is a relation of δd / δw = Rd / Rw = a. Therefore, the damping coefficient of the apparent the apparatus A 1 is Ce becomes a 2 times the actual damping coefficient C as shown in the following equation.

Ce=Fw/δw=a2Fd/δd=a2C そして、この種の装置のエネルギー吸収能力は減衰材
料すなわち鉛プラグ12の使用量に比例するので、上記の
装置A1においてはアーム比aの自乗に反比例して鉛プラ
グ12の使用量を節約できることになり、したがって、装
置コストの削減や小型化を十分に図ることができるもの
である。
Ce = Fw / δw = a 2 Fd / δd = a 2 C Then, since the energy absorption capability of such a device is proportional to the amount of damping material or lead plug 12, the arm ratio In the above apparatus A 1 a Therefore, the amount of use of the lead plug 12 can be saved in inverse proportion to the square of, so that the cost of the device and the size of the device can be sufficiently reduced.

なお、以上の説明で明らかであろうが、てこの原理に
よる減衰力の増幅はアーム比aを大きくするほど、つま
り、上記のRd寸法が大きくRw寸法が小さいほど顕著とな
るが、Rd寸法をあまり大きくすることはこの装置全体が
大きくなるので、設置スペースとの兼合いにより設定す
る必要がある。また、Rw寸法をあまり小さくすると軸体
13に対するワイヤー1の巻回やスリップ防止が困難とな
るので、たとえば、軸体13に歯車(スプロケット)を取
り付けるとともにワイヤー1の途中にチェーンを取り付
けておき、それら歯車とチェーンとを噛合させるように
しても良い。
As will be apparent from the above description, the amplification of the damping force based on the principle of leverage becomes more remarkable as the arm ratio a is increased, that is, as the Rd size is larger and the Rw size is smaller, If it is too large, the entire device becomes large, so it is necessary to set it in consideration of the installation space. Also, if the Rw dimension is too small, the shaft
For example, it is difficult to prevent the wire 1 from being wound around and prevent slipping. Therefore, for example, a gear (sprocket) is attached to the shaft 13 and a chain is attached in the middle of the wire 1 so that the gears and the chain are meshed. May be.

また、この装置A1は、円板10の回転運動を利用してエ
ネルギーの吸収を行うものであるから、作動時において
は円板10が回転するのみであり、このため、従来一般の
油圧ダンパーを用いる場合のように作動時のストローク
を考慮してその分のスペースを確保しておく必要はな
く、したがって、装置自体の小形化を実現できることと
あいまってその点でもスペース効率を改善することがで
きるものである。このことは、上記の装置A1ではてこの
原理により力点での変位量δdが大きくなることを考慮
すると、従来の油圧ダンパー等を用いる場合に比して極
めて有利となる。
Also, the device A 1, since performs a absorption of energy by utilizing the rotational movement of the disc 10, only the disc 10 is rotated at the time of operation, Thus, conventionally hydraulic damper It is not necessary to secure a space for the stroke during operation as in the case of using the device.Therefore, it is possible to improve the space efficiency in this respect, in combination with the fact that the device itself can be downsized. You can do it. This is, considering that the displacement amount δd in Hate force point by this principle in the above apparatus A 1 is increased, an extremely advantageous as compared with the case of using a conventional hydraulic damper or the like.

以上で第1実施例の振動エネルギー吸収装置A1につい
て説明したが、次に、第6図および第7図を参照して第
2実施例を説明する。この第2実施例の装置A2は、第1
実施例における鉛プラグ12に代えて、粘性流体(たとえ
ばブタン系の高分子材料等)の粘性抵抗を減衰力として
利用するようにしたものである。すなわち、この第2実
施例の装置A2では、構造物3に対して固定される下側の
円板11の外周部上面に2つのリング板20,21が間隔をお
いて取り付けられていて、それらリング板20,21により
形成された環状の収容部に粘性流体22を保有するように
され、かつ、上側の円板10の外周部下面には同様のリン
グ板23が取り付けられていてこのリング板23の下部が上
記収容部内の粘性流体22中に没するようにされている。
The vibration energy absorbing device A1 of the first embodiment has been described above. Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The device A 2 of the second embodiment includes a first
Instead of the lead plug 12 in the embodiment, the viscous resistance of a viscous fluid (for example, a butane-based polymer material or the like) is used as the damping force. That is, in the device A 2 of the second embodiment, two ring plates 20 and 21 are mounted on the upper surface of the outer peripheral portion of the lower disk 11 fixed to the structure 3 at intervals. A ring plate 23 is attached to the lower surface of the upper circular plate 10 so as to hold the viscous fluid 22 in the annular storage portion formed by the ring plates 20 and 21. The lower portion of the plate 23 is immersed in the viscous fluid 22 in the storage section.

この第2実施例の装置A2においては、第1実施例の装
置A1と同様に、構造物3の変位に伴ってワイヤー1が一
方に引っ張られると上側の円板10が下側の円板11に対し
て回転することになるが、その際には粘性流体22に剪断
抵抗力が発生し、その剪断抵抗力により振動エネルギー
が吸収されることになる。また、この第2実施例におい
ても、第1実施例の場合と同様に、減衰力すなわち粘性
流体22の剪断抵抗力がてこの原理により増幅されて構造
物3に伝達されることになる。
In this apparatus A 2 of the second embodiment, as in the device A 1 of the first embodiment, the circle when the wire 1 is pulled to one the upper disc 10 of the lower side with the displacement of the structure 3 Rotation with respect to the plate 11 causes a shearing resistance to be generated in the viscous fluid 22 at that time, and vibration energy is absorbed by the shearing resistance. Also in the second embodiment, the damping force, that is, the shear resistance of the viscous fluid 22 is amplified by the leverage principle and transmitted to the structure 3 as in the first embodiment.

なお、減衰力の大きさは、粘性流体22の粘性の程度や
その量、各リング板20,23,21間の隙間の寸法等を調節す
ることにより適宜設定することができる。また、この第
2実施例の装置A2では、作動ストロークは理論上無制限
である。
Note that the magnitude of the damping force can be appropriately set by adjusting the degree and amount of the viscosity of the viscous fluid 22, the size of the gap between the ring plates 20, 23, and the like. Also, the device A 2 of the second embodiment, the operating stroke is unlimited theoretically.

次に、第8図ないし第10図を参照して第3実施例を説
明する。この第3実施例の装置A3は、第2実施例の場合
と同様の粘性流体22を収納する円筒状の容器30に対し
て、その容器30の蓋となる円板31を相対回転自在に装着
し、かつ、容器30の底面と円板31の下面の双方に取り付
けたそれぞれ複数(図示例のものでは各4つ)のリング
板32,33を、所定の間隔をおいて交互にかつ相対回転自
在に嵌合させた構成とされている。すなわち、この第3
実施例の装置A3では、円板31が第1実施例や第2実施例
における円板10に相当し、かつ、容器30の底面30aが第
1実施例や第2実施例における円板11に相当するもので
あり、それらの間に減衰材料としての粘性流体22が介在
するようにされたものである。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. The device A 3 of the third embodiment is configured such that a disk 31 serving as a lid of the container 30 is rotatable relative to a cylindrical container 30 containing the same viscous fluid 22 as in the second embodiment. A plurality of (four in the illustrated example) ring plates 32 and 33 attached to both the bottom surface of the container 30 and the lower surface of the disk 31 are alternately and relatively spaced at predetermined intervals. It is configured to be rotatably fitted. That is, this third
In the device A 3 embodiment, the disc 31 is equivalent to the disc 10 in the first embodiment and the second embodiment, and a circular bottom surface 30a of the container 30 in the first embodiment and the second embodiment plate 11 And a viscous fluid 22 as a damping material is interposed between them.

この第3実施例においても、円板31の軸体34に対して
スリップ不能に巻回されたワイヤー1が構造物3の変位
に応じて引っ張られることにより円板31が容器30に対し
て回転し、その際に生じる粘性流体22の剪断抵抗力によ
り振動エネルギーが吸収される。また、この場合もてこ
の原理により減衰力が増幅されることは第1実施例、第
2実施例の場合と同様であるし、リング板32,33の枚数
やそれらの相互間隔の調節により減衰力を調節できるこ
とは第2実施例の場合と同様である。
Also in the third embodiment, the wire 31 wound non-slip with respect to the shaft 34 of the disc 31 is pulled in accordance with the displacement of the structure 3 so that the disc 31 rotates with respect to the container 30. However, the vibration energy is absorbed by the shear resistance of the viscous fluid 22 generated at that time. Also in this case, the damping force is amplified by the principle of leverage as in the first and second embodiments, and the damping force is adjusted by adjusting the number of ring plates 32 and 33 and their mutual interval. The ability to adjust the force is the same as in the second embodiment.

なお、円板31を容器30に対して相対回転させるため
に、第9図に示すように上記軸体34を中空軸として、そ
の内側に、容器30内の中心位置に設けた軸体35の上端部
を挿通させてそれらの間にベアリング36を取り付けてお
くことが好ましい。また、第10図に示すように、円板31
の外周縁部と容器30との間には、粘性流体22の漏出防止
のためのシール材37を介装することが好ましい。
In order to relatively rotate the disk 31 with respect to the container 30, the shaft 34 is formed as a hollow shaft as shown in FIG. It is preferable to insert the bearing 36 between the upper ends so as to be inserted therebetween. Further, as shown in FIG.
Preferably, a seal member 37 for preventing leakage of the viscous fluid 22 is interposed between the outer peripheral edge of the container 30 and the container 30.

さらに、第11図ないし第14図を参照して第4実施例を
説明する。
Further, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 to 14.

この第4実施例の装置A4は、粘性流体22を保有する角
箱状の容器40に、その容器40の蓋に相当する矩形の板体
41を水平横方向に変位可能な状態で装着し、その板体41
の上面にワイヤー1が固定されたものとなっていて、構
造物3の振動によりワイヤー1が引っ張られた際には板
体41が容器40に対して横方向に変位するようになってい
る。板体41の下面には複数枚(図示例のものでは5枚)
の制動板42が板体41の変位方向を向くようにして取り付
けられていて、板体41が容器40に装着されることによっ
てそれら制動板42は容器40内の粘性流体22中に没するよ
うにされている。それら制動板42には、第13図に示すよ
うに複数の小孔43が形成されている。これらの小孔43の
形成位置はランダムに設定されていて、隣り合う制動板
42に形成されている小孔43どうしは一直線上に並ばない
ようにされている。これによって、粘性流体22がそれら
小孔43を通過する際の摩擦抵抗が十分に高められるよう
になっている。
Device A 4 of the fourth embodiment, the corner box-shaped container 40 carrying the viscous fluid 22, rectangular plate member corresponding to the lid of the container 40
41 is mounted so that it can be displaced horizontally and horizontally, and its plate 41
When the wire 1 is pulled by the vibration of the structure 3, the plate 41 is displaced in the lateral direction with respect to the container 40. Multiple sheets (5 sheets in the example shown) on the lower surface of the plate body 41
Are mounted so that they are oriented in the direction of displacement of the plate 41, and when the plate 41 is mounted on the container 40, the brake plates 42 are immersed in the viscous fluid 22 in the container 40. Has been. A plurality of small holes 43 are formed in the braking plates 42 as shown in FIG. The formation positions of these small holes 43 are randomly set, and the adjacent brake plates
The small holes 43 formed in 42 are not arranged in a straight line. Thereby, the frictional resistance when the viscous fluid 22 passes through the small holes 43 is sufficiently increased.

なお、第11図〜第14図において符号44は板体41を容器
40に対して運動方向にのみ変位可能に取り付けるための
アングル状の固定部材、45は板体41を変位させるための
ベアリング、46は板体41と容器40との間に介装されたシ
ール材、47は粘性流体22の注入管、48は粘性流体22の排
出管である。
In FIGS. 11 to 14, reference numeral 44 denotes a plate
An angle-shaped fixing member to be attached so as to be displaceable only in the movement direction with respect to 40, 45 is a bearing for displacing the plate 41, 46 is a sealing material interposed between the plate 41 and the container 40 And 47, an injection pipe for the viscous fluid 22; and 48, an exhaust pipe for the viscous fluid 22.

この第4実施例の装置A4では、構造物3の振動に伴っ
てワイヤー1が引っ張られると板体41が容器40に対して
変位し、板体41とともに制動板42が粘性流体22中におい
て横方向に変位するが、それに伴って、粘性流体22は流
れを生じて各制動板42間を流動し、さらに、制動板42に
形成されている小孔43を通過する。そして、粘性流体22
が制動板42間を流れる際に発生する粘性抵抗力および小
孔43を通過する際に生じる摩擦抵抗力さらには造渦抵抗
力等により、振動エネルギーが吸収されることになる。
In the device A 4 of the fourth embodiment, when the wire 1 is pulled with the vibration of the structure 3, the plate 41 is displaced with respect to the container 40, and the braking plate 42 is moved together with the plate 41 in the viscous fluid 22. Although displaced in the lateral direction, the viscous fluid 22 generates a flow and flows between the respective brake plates 42, and further passes through small holes 43 formed in the brake plates 42. And the viscous fluid 22
Vibration energy is absorbed by viscous resistance generated when the fluid flows between the brake plates 42, frictional resistance generated when passing through the small holes 43, and eddy resistance.

この第4実施例の装置A4においては、複数の制動板42
のそれぞれにより減衰力が発揮されるので、従来の油圧
ダンパー等に比して格段に大きな減衰力を得ることがで
きるものであり、また、スペース効率に優れるものであ
る。そして、容器40としては、建築物の躯体たとえば最
下階の床下のデッドスペース等を有効利用したコンクリ
ート造のものとすることができ、そのようにすれば低コ
ストであるとともに施工も容易であり、高層ビル等の建
築物の制振装置におけるエネルギー吸収装置として用い
て特に好適である。
In the device A 4 of the fourth embodiment, a plurality of brake plates 42
Since a damping force is exerted by each of the above, a significantly larger damping force can be obtained as compared with a conventional hydraulic damper or the like, and the space efficiency is excellent. And, as the container 40, it is possible to use a concrete structure which makes effective use of a building body of a building, for example, a dead space under the floor of the lowest floor, etc., so that the cost is low and the construction is easy. It is particularly suitable for use as an energy absorbing device in a vibration damping device for buildings such as high-rise buildings.

なお、この第4実施例の装置A4においては、容器40内
の粘性流体22の粘性やその量のみならず、制動板42の枚
数や面積、小孔43の数や大きさ、等を適宜設定すること
によっても減衰力を自由に設定することができることは
いうまでもない。
In the device A 4 of the fourth embodiment, not only the viscosity and the amount of the viscous fluid 22 in the container 40, the number and area of the braking plate 42, the number and size of the small hole 43, or the like as appropriate Needless to say, the damping force can be freely set by setting.

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、請求項1の発明は、構
造物の振動による変位をワイヤーにより円板の回転運動
により変換し、その円板の回転運動を減衰材料によって
制動することによって振動エネルギーを吸収するように
構成したので、作動時においては円板が回転するのみで
あり、したがって、従来一般の油圧ダンパーを用いる場
合のように作動時のストローク分のスペースを確保して
おく必要はなく、このため、スペース効率を改善するこ
とができる、という利点がある。
[Effect of the Invention] As described in detail above, the invention of claim 1 converts the displacement due to the vibration of the structure by the rotational motion of the disk by the wire, and the rotational motion of the disk is damped by the damping material. In this case, the disk is rotated only at the time of operation, so that a space for the stroke at the time of operation is secured as in the case of using a conventional hydraulic damper. Therefore, there is an advantage that space efficiency can be improved.

また、ワイヤーが巻回される軸体の径寸法を回転中心
から減衰材料の設置位置までの距離より小さくすること
により、減衰力がてこの原理により増幅されて構造物に
伝達されることになり、優れた減衰効率が得られる、と
いう効果を奏する。
Also, by making the diameter of the shaft around which the wire is wound smaller than the distance from the center of rotation to the installation position of the damping material, the damping force is amplified by the principle of leverage and transmitted to the structure. This has the effect of obtaining excellent attenuation efficiency.

さらに、減衰材料として鉛プラグを用いるので、その
鉛プラグの履歴吸収エネルギーにより構造物の振動エネ
ルギーが効率的に吸収される。
Further, since the lead plug is used as the damping material, the vibration energy of the structure is efficiently absorbed by the hysteresis energy of the lead plug.

また、請求項2の発明は、減衰材料として粘性流体を
用いるので、作動時のストロークを理論上無制限にでき
るという利点がある。
Further, since the invention of claim 2 uses a viscous fluid as the damping material, there is an advantage that the stroke during operation can be theoretically unlimited.

また、請求項3の発明は、構造物の振動による変位を
容器に対する板体の変位に変換し、その板体に取り付け
た制動板が容器中の粘性流体の抵抗力を受けつつ変位す
るように構成したので、粘性流体の粘性抵抗力により振
動エネルギーが吸収されるとともに、複数の制動板のそ
れぞれにより減衰力が発揮され、このため、従来の油圧
ダンパー等に比して格段に大きな減衰力を得ることがで
きるとともにスペース効率に優れるという効果を奏し、
しかも、容器として建築物の躯体を有効利用したコンク
リート造のものとすることができるので、高層ビル等の
建築物の制振装置におけるエネルギー吸収装置として用
いて特に好適である。
The invention according to claim 3 converts the displacement due to the vibration of the structure into the displacement of the plate with respect to the container, so that the brake plate attached to the plate is displaced while receiving the resistance force of the viscous fluid in the container. The vibration energy is absorbed by the viscous resistance force of the viscous fluid, and the damping force is exerted by each of the plurality of brake plates, so that the damping force is significantly larger than that of the conventional hydraulic damper. It has the effect of being able to obtain and being excellent in space efficiency,
In addition, since the container can be made of a concrete structure in which the frame of the building is effectively used, the container is particularly suitable for use as an energy absorbing device in a vibration damping device for a building such as a high-rise building.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の装置が適用される制振装置の概略構成
を示す図である。 第2図ないし第5図は本発明の第1実施例を示すもの
で、第2図は平面図、第3図は側断面図、第4図は要部
拡大図、第5図はその作用を説明するための説明図であ
る。 第6図および第7図は本発明の第2実施例を示すもの
で、第6図は平面図、第7図は側断面図である。 第8図ないし第10図は本発明の第3実施例を示すもの
で、第8図は側断面図、第9図および第10図はそれぞれ
要部拡大断面図である。 第11図ないし第14図は本発明の第4実施例を示すもの
で、第11図は組み立て状態を表す分解斜視図、第12図は
側面図、第13図は横断面図、第14図は要部拡大図であ
る。 A,A1〜A4……振動エネルギー吸収装置、 1……ワイヤー、3……構造物、 10,11……円板,12……鉛プラグ(減衰材料)、 13……軸体、 22……粘性流体(減衰材料)、 23……リング板、 30a……容器底面(円板)、31……円板、 33……リング板、 34……軸体、 40……容器、41……板体、42……制動板、 43……小孔。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a vibration damping device to which the device of the present invention is applied. 2 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view, FIG. 3 is a side sectional view, FIG. 4 is an enlarged view of a main part, and FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the method. 6 and 7 show a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view and FIG. 7 is a side sectional view. 8 to 10 show a third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a side sectional view, and FIGS. 9 and 10 are enlarged sectional views of a main part, respectively. 11 to 14 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 is an exploded perspective view showing an assembled state, FIG. 12 is a side view, FIG. 13 is a cross sectional view, and FIG. Is an enlarged view of a main part. A, A 1 to A 4 …… Vibration energy absorber, 1 …… Wire, 3 …… Structure, 10,11… Disc, 12 …… Lead plug (damping material), 13 …… Shaft, 22 …… Viscous fluid (damping material), 23… Ring plate, 30a …… Bottom container (disc), 31… Disc, 33… Ring plate, 34… Shaft, 40… Container, 41… … Plate, 42 …… brake plate, 43 …… small hole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 透 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 清川 哲志 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 川瀬 博 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 佐藤 俊明 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (72)発明者 ▲高▼橋 郁夫 東京都中央区京橋2丁目16番1号 清水 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−49076(JP,A) 特開 昭49−71746(JP,A) 特開 昭62−197574(JP,A) 特開 昭62−148776(JP,A) 特開 昭59−205035(JP,A) 実開 昭59−205035(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04H 9/02 - 9/02 301 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Toru Ishii 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Satoshi Kiyokawa 2-161 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Kawase, 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Corporation (72) Inventor Toshiaki Sato, 2-16-1, Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Corporation ( 72) Inventor ▲ Taka ▼ Ikuo Hashi 2-16-1 Kyobashi, Chuo-ku, Tokyo Shimizu Construction Co., Ltd. (56) References JP-A-61-49076 (JP, A) JP-A-49-71746 (JP, A) JP-A-62-197574 (JP, A) JP-A-62-148776 (JP, A) JP-A-59-205035 (JP, A) Japanese Utility Model sho 59-205035 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) E04H 9/02 -9/02 301

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ワイヤーを介して伝達される構造物の振動
エネルギーを吸収してその振動を減衰させるための振動
エネルギー吸収装置であって、 軸線を共通として相対回転自在に対向配置された対の円
板の一方を前記構造物に対して固定するとともに、他方
の円板に設けた軸体に対して前記ワイヤーをスリップ不
能に巻回することによって、構造物の振動時の変位量が
前記ワイヤーを介して前記他方の円板の回転量に変換さ
れるように構成され、 かつ、前記対の円板の外周部相互間にそれらの相対回転
により変形して振動エネルギーを吸収する減衰材料を介
在させてなり、 前記ワイヤーが巻回される軸体の径寸法は前記円板の回
転中心から前記減衰材料の設置位置までの距離に比して
小さく設定され、 前記減衰材料は前記対の円板の外周部相互間に等間隔で
多数設けられた円柱状の鉛プラグであることを特徴とす
る制振装置における振動エネルギー吸収装置。
1. A vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted through a wire and attenuating the vibration, comprising: By fixing one of the discs to the structure and winding the wire around a shaft provided on the other disc in a non-slip manner, the displacement of the structure during vibration can be reduced by the wire. And a damping material interposed between the outer peripheral portions of the pair of discs to absorb vibration energy by being deformed by their relative rotation between the outer peripheral portions of the pair of discs The diameter of the shaft around which the wire is wound is set to be smaller than the distance from the center of rotation of the disc to the installation position of the damping material, and the damping material is the pair of discs Peripheral phase of A vibration energy absorbing device in a vibration damping device, comprising a large number of cylindrical lead plugs provided at equal intervals between each other.
【請求項2】ワイヤーを介して伝達される構造物の振動
エネルギーを吸収してその振動を減衰させるための振動
エネルギー吸収装置であって、 軸線を共通として相対回転自在に対向配置された対の円
板の一方を前記構造物に対して固定するとともに、他方
の円板に設けた軸体に対して前記ワイヤーをスリップ不
能に巻回することによって、構造物の振動時の変位量が
前記ワイヤーを介して前記他方の円板の回転量に変換さ
れるように構成され、 かつ、前記対の円板の外周部相互間にそれらの相対回転
により変形して振動エネルギーを吸収する減衰材料を介
在させてなり、 前記ワイヤーが巻回される軸体の径寸法は前記円板の回
転中心から前記減衰材料の設置位置までの距離に比して
小さく設定され、 前記減衰材料はいずれか一方の円板に設けた環状の収容
部内に充填された粘性流体であり、いずれか他方の円板
に設けたリング板を該粘性流体中に没せしめてなること
を特徴とする制振装置における振動エネルギー吸収装
置。
2. A vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted through a wire and attenuating the vibration, comprising: By fixing one of the discs to the structure and winding the wire around a shaft provided on the other disc in a non-slip manner, the displacement of the structure during vibration can be reduced by the wire. And a damping material interposed between the outer peripheral portions of the pair of discs to absorb vibration energy by being deformed by their relative rotation between the outer peripheral portions of the pair of discs The diameter of the shaft around which the wire is wound is set to be smaller than the distance from the rotation center of the disk to the installation position of the damping material, and the damping material is one of the circles. Set on a board A vibrating energy absorbing device in a vibration damping device, characterized in that a viscous fluid filled in a ring-shaped receiving portion is formed by immersing a ring plate provided on one of the other disks in the viscous fluid.
【請求項3】ワイヤーを介して伝達される構造物の振動
エネルギーを吸収してその振動を減衰させるための振動
エネルギー吸収装置であって、 粘性流体を保有する中空角箱状の容器を前記構造物に対
して固定的に設けるとともに、その容器の蓋に相当する
板体を容器に対して水平横方向に変位自在に装着してこ
の板体に前記ワイヤーを固定することにより、構造物の
振動時の変位量がワイヤーを介して板体の容器に対する
変位量に変換されるように構成され、 かつ、前記板体の下面にはこの板体の変位方向を向く複
数の制動板が前記粘性流体中に没するように垂設され、
しかも、それら制動板には粘性流体の通過を許容する小
孔が形成されてなることを特徴とする制振装置における
振動エネルギー吸収装置。
3. A vibration energy absorbing device for absorbing vibration energy of a structure transmitted through a wire and attenuating the vibration, wherein said hollow rectangular box-shaped container holding a viscous fluid is provided in said structure. In addition to providing a plate fixedly to an object, and mounting a plate corresponding to the lid of the container so as to be displaceable in a horizontal and horizontal direction with respect to the container and fixing the wire to the plate, vibration of the structure is achieved. The amount of displacement at the time is converted into the amount of displacement of the plate with respect to the container via a wire, and a plurality of brake plates facing the displacement direction of the plate are provided on the lower surface of the plate with the viscous fluid. It is suspended so that it sinks inside,
In addition, a small hole is formed in each of the brake plates to allow the passage of a viscous fluid.
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