JP2939067B2 - Structure damping device - Google Patents

Structure damping device

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JP2939067B2
JP2939067B2 JP27323392A JP27323392A JP2939067B2 JP 2939067 B2 JP2939067 B2 JP 2939067B2 JP 27323392 A JP27323392 A JP 27323392A JP 27323392 A JP27323392 A JP 27323392A JP 2939067 B2 JP2939067 B2 JP 2939067B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、地震や風圧等による構
造物の揺れを制振できる構造物の制振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for a structure capable of suppressing the vibration of the structure caused by an earthquake, wind pressure or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】構造設計の分野では、構造物の柱や梁等
の基礎構造を強固にして地震等の衝撃力に耐えることが
できる耐震構造に対し、構造物の揺れ自体を制振する制
振装置が提案されている。
2. Description of the Related Art In the field of structural design, in contrast to an earthquake-resistant structure capable of withstanding the impact force of an earthquake or the like by strengthening the foundation structure such as columns and beams of the structure, the vibration control of the structure itself is controlled. A vibration device has been proposed.

【0003】この制振装置は、通常、構造物の任意の階
に設けられた差動梃子の先端へ回転自在に錘を取付け、
地震等の揺れによる錘の運動を梃子比によって増幅し、
大きな慣性力を発生させる。この慣性力によって、地震
等の揺れによって生じる構造物の水平方向への相対変形
を相殺し、構造物の揺れを制振する。
[0003] In this vibration damping device, usually, a weight is rotatably attached to the tip of a differential lever provided on an arbitrary floor of a structure,
Amplify the movement of the weight due to the shaking such as an earthquake by leverage ratio,
Generates a large inertial force. The inertial force cancels out the relative deformation of the structure in the horizontal direction caused by the shaking such as an earthquake, and suppresses the shaking of the structure.

【0004】しかしながら、振動エネルギーを吸収する
補助質量機構と長期荷重を負担する支持装置が独立して
いない制振装置では、上部構造物に地震等の揺れによる
捩じれ変形が生じやすく、この上部構造物の捩じれ振動
によって、下部に設置された補助質量機構が破壊される
おそれがあった。このため、従来の制振装置は、このよ
うな破壊を防ぐ必要が生じ、機構が複雑で設置スペース
が大きくなるという不都合を生じていた。
However, in a vibration damping device in which an auxiliary mass mechanism that absorbs vibration energy and a support device that bears a long-term load are not independent, torsional deformation due to shaking due to an earthquake or the like is likely to occur in the upper structure. There is a possibility that the auxiliary mass mechanism installed at the lower part may be destroyed by the torsional vibration of. For this reason, in the conventional vibration damping device, it is necessary to prevent such destruction, and there has been an inconvenience that the mechanism is complicated and the installation space is large.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、上部構造物の捩じれ振動によって、補助質量機構
が破壊されることのない構造物の制振装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide a vibration damping device for a structure in which an auxiliary mass mechanism is not destroyed by torsional vibration of an upper structure. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の構造物
の制振装置は、地震動等により発生する振動エネルギー
を吸収する補助質量機構と上部構造物の長期荷重を負担
する支持機構が独立している構造物の制振装置であっ
て、上部構造物に接しその構造物を支持する枠フレーム
と、前記枠フレームの下部に位置し前記上部構造物の長
期荷重を負担すると共に構造物の固有周期をより長くす
る構造を有する支持部と、前記枠フレームと前記補助質
量機構を接続すると共に水平方向の振動のみを補助質量
機構に伝達する構造を有する接続部と、を備えたことを
特徴としている。
In the vibration damping device for a structure according to the first aspect, an auxiliary mass mechanism for absorbing vibration energy generated by seismic motion and the like and a support mechanism for bearing a long-term load on the upper structure are independent. A frame frame that contacts the upper structure and supports the structure, and a frame damper that is located below the frame frame and bears a long-term load on the upper structure. A supporting portion having a structure for making the natural period longer, and a connecting portion having a structure for connecting the frame frame and the auxiliary mass mechanism and transmitting only horizontal vibration to the auxiliary mass mechanism. And

【0007】請求項2に記載の構造物の制振装置は、前
記接続部が、前記枠フレームに生じた水平方向の振動を
前記補助質量機構に伝達する軸部材と、前記軸部材を回
動自在に軸支する球面部材と、鉛直方向に移動可能に前
記球面部材を挾持する軸受け部材と、前記補助質量機構
に設置され前記軸受け部材を収納する箱部材と、前記軸
部材を枠フレームに固着するプレート部材と、を有する
ことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the vibration damping device for a structure, the connecting portion transmits a horizontal vibration generated in the frame to the auxiliary mass mechanism, and rotates the shaft member. A spherical member that freely supports the bearing, a bearing member that holds the spherical member movably in the vertical direction, a box member that is installed on the auxiliary mass mechanism and that stores the bearing member, and the shaft member is fixed to a frame. And a plate member to be formed.

【0008】[0008]

【作用】請求項1に記載の構造物の制振装置によれば、
枠フレームを介して上部構造物の長期荷重が支持部と補
助質量機構に伝達される。一方、地震動等による振動が
発生すると、補助質量機構により振動エネルギーが吸収
されるが、上部構造物に発生した捩じれ振動は、水平方
向の振動のみを補助質量機構に伝達する構造を有する接
続部から構造物の固有周期をより長くする構造を有する
支持部に伝わって逸散し、補助質量機構には伝わらな
い。そのため、補助質量機構が捩じれ振動により破壊さ
れることがないので、補助質量機構の構造計画を容易に
行うことができる。
According to the structure vibration damping device of the first aspect,
The long-term load of the upper structure is transmitted to the support and the auxiliary mass mechanism via the frame. On the other hand, when vibration due to seismic motion or the like occurs, the vibration energy is absorbed by the auxiliary mass mechanism, but the torsional vibration generated in the upper structure is transmitted from the connection part that has a structure that transmits only horizontal vibration to the auxiliary mass mechanism. It is transmitted to the supporting portion having the structure that makes the natural period of the structure longer, and is not transmitted to the auxiliary mass mechanism. Therefore, since the auxiliary mass mechanism is not destroyed by torsional vibration, the structural planning of the auxiliary mass mechanism can be easily performed.

【0009】請求項2に記載の構造物の制振装置によれ
ば、軸部材が枠フレームに生じた水平方向の振動を補助
質量機構に伝達し、球面部材がその軸部材を回動自在に
軸支する。その球面部材は軸受け部材により、鉛直方向
に移動可能に挾持される。その軸受け部材は、補助質量
機構に設置された箱部材に収納される。さらに、軸部材
は、プレート部材によって、枠フレームに固着される。
このような構造の接続部により、水平方向の振動のみを
補助質量機構に伝達し、上部構造物に発生した捩じれ振
動を補助質量機構に伝達しない。
According to the vibration damping device for a structure according to the second aspect, the shaft member transmits the horizontal vibration generated in the frame to the auxiliary mass mechanism, and the spherical member rotatably moves the shaft member. To pivot. The spherical member is held by a bearing member so as to be movable in the vertical direction. The bearing member is housed in a box member installed in the auxiliary mass mechanism. Further, the shaft member is fixed to the frame by the plate member.
With the connecting portion having such a structure, only the horizontal vibration is transmitted to the auxiliary mass mechanism, and the torsional vibration generated in the upper structure is not transmitted to the auxiliary mass mechanism.

【0010】[0010]

【実施例】図1及び図2には、本実施例に係る構造物の
制振装置が示されている。
1 and 2 show a vibration damping device for a structure according to this embodiment.

【0011】制振装置Pは、任意の階に設けられた収容
空間10に設置されている。この収容空間10は、構造
物を構成する床部12と天井部14との間に形成されて
いる。
The vibration damping device P is installed in an accommodation space 10 provided on an arbitrary floor. The accommodation space 10 is formed between a floor 12 and a ceiling 14 that constitute a structure.

【0012】図3に示されるように、制振装置Pの下部
には、矩形状の下フレーム16が配設されている。下フ
レーム16の四隅からは、円柱18が立設され、所定の
間隔を置いて矩形状の上フレーム20を支持している。
As shown in FIG. 3, a rectangular lower frame 16 is provided below the vibration damping device P. Columns 18 are erected from four corners of the lower frame 16 and support a rectangular upper frame 20 at a predetermined interval.

【0013】図4に示されるように、円柱18は、下フ
レーム16から立設される下筒体22と、上フレーム2
0から吊下される上筒体24に分割構成されている。下
筒体22の上面には、円板26が溶接されている。この
円板26には、円柱状の積層ゴム28の一端に溶着され
た円形のフランジ30がボルト32で固定されている。
この積層ゴム28は鉄板とゴムシートが交互にサンドイ
ッチ状に積み重ねられており、ゴムに加わる歪みをなる
べく均一にするため、鉄板とゴムシートは精度よく水平
面内にかつ平行に配置されており、水平方向の剛性に比
較して鉛直方向の剛性は非常に大きくなっている。他端
のフランジ34は、上筒体24の下面に溶接された大径
の円板36へボルト38で固定されている。これによっ
て、上フレーム20と下フレーム16は、相対的に水平
移動可能とされ、また相対的な捩じりにも対応可能とな
っている。なお、積層ゴム28は、筒状のストッパー4
0で覆われ、このストッパー40はボルト42で円板3
6の外周部に固定されている。このストッパー40の下
端部が下筒体22と接触することによって、上フレーム
20と下フレーム16との相対変位量が一定の範囲に規
制されている。
As shown in FIG. 4, a column 18 is composed of a lower cylinder 22 erected from the lower frame 16 and an upper frame 2.
It is divided into an upper cylindrical body 24 suspended from zero. A disk 26 is welded to the upper surface of the lower cylinder 22. A circular flange 30 welded to one end of a columnar laminated rubber 28 is fixed to the disk 26 with bolts 32.
In the laminated rubber 28, an iron plate and a rubber sheet are alternately stacked in a sandwich shape, and in order to make the distortion applied to the rubber as uniform as possible, the iron plate and the rubber sheet are accurately arranged in a horizontal plane and parallel to each other. The rigidity in the vertical direction is much greater than the rigidity in the direction. The flange 34 at the other end is fixed to a large-diameter disk 36 welded to the lower surface of the upper cylindrical body 24 with bolts 38. As a result, the upper frame 20 and the lower frame 16 can relatively move horizontally, and can also cope with relative torsion. The laminated rubber 28 has a cylindrical stopper 4.
The stopper 40 is bolted to the disc 3
6 is fixed to the outer peripheral portion. When the lower end of the stopper 40 comes into contact with the lower cylinder 22, the relative displacement between the upper frame 20 and the lower frame 16 is restricted to a certain range.

【0014】図5に示されるように、下フレーム16
は、縦材44及び横材46で格子状に補強されている。
中央部に配置される横材46の上面には、下フレーム1
6を横断するように、断面H形状の一対の横架設材48
が並行に配設されている。これらの横架設材48の上面
には、アングル材50を介して一対の横ガイドレール5
2が各々設けられている。
As shown in FIG. 5, the lower frame 16
Are reinforced in a lattice shape by vertical members 44 and horizontal members 46.
The lower frame 1 is provided on the upper surface of the cross member 46 disposed at the center.
6 so as to cross a pair of horizontal bridge members 48 having an H-shaped cross section.
Are arranged in parallel. A pair of horizontal guide rails 5 are provided on the upper surfaces of these horizontal mounting members 48 via angle members 50.
2 are provided.

【0015】一方、下フレーム16の中央部に配置され
る縦材44の上面にも、横架設材48と直交して外方へ
向かって一対の縦架設材54が並行に配設されている。
これらの縦架設材54の上面には、各々アングル材50
を介して一対の縦ガイドレール56が設けられている。
すなわち、縦ガイドレール56は中間部が横ガイドレー
ル52に分断されるような恰好で敷設されている。
On the other hand, on the upper surface of the vertical member 44 arranged at the center of the lower frame 16, a pair of vertical members 54 are arranged in parallel to the horizontal member 48 outward. .
On each of the upper surfaces of these vertical mounting members 54, an angle member 50 is provided.
A pair of vertical guide rails 56 is provided through the intermediary.
That is, the vertical guide rail 56 is laid in such a manner that the intermediate portion is divided into the horizontal guide rails 52.

【0016】図1及び図2に示されるように、縦ガイド
レール56には、長方状の剛体58の幅方向へ延設され
たガイド溝60が嵌め込まれ、また、横ガイドレール5
2には、長方状の剛体62の幅方向へ延設されたガイド
溝64が嵌め込まれている。これによって、剛体58は
X軸方向へ、また剛体62はY軸方向へスライド可能と
されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a guide groove 60 extending in the width direction of a rectangular rigid body 58 is fitted into the vertical guide rail 56, and the horizontal guide rail 5
2, a guide groove 64 extending in the width direction of the rectangular rigid body 62 is fitted. This allows the rigid body 58 to slide in the X-axis direction and the rigid body 62 to slide in the Y-axis direction.

【0017】また、図6に示されるように、剛体58及
び剛体62の対向する側面には、長手方向へガイドレー
ル66、68が各々固定されている。この剛体58及び
剛体62に囲まれるように、平面視にて略十字形の下部
補助質量体70が配置されている。この下部補助質量体
70の四方に突出した側面には、ガイド溝72、74が
設けられ、ガイドレール66、68に嵌め込まれてい
る。これによって、下部補助質量体70は、剛体58に
対してY軸方向へ、剛体62に対してX軸方向へスライ
ド可能に支持されている。また、この下部補助質量体7
0はX軸方向へは剛体58と共に、Y軸方向へは剛体6
2と共に移動する。なお、下部補助質量体70と剛体5
8、62の接合は、相対変位が小さい場合には、ゴムな
どの弾性体を使用しても構わない。
As shown in FIG. 6, guide rails 66 and 68 are fixed to the side surfaces of the rigid body 58 and the rigid body 62 in the longitudinal direction, respectively. A substantially cross-shaped lower auxiliary mass 70 is arranged in a plan view so as to be surrounded by the rigid bodies 58 and the rigid bodies 62. Guide grooves 72 and 74 are provided on four side surfaces of the lower auxiliary mass body 70 projecting in four directions, and are fitted into the guide rails 66 and 68. Thus, the lower auxiliary mass body 70 is slidably supported in the Y-axis direction with respect to the rigid body 58 and slidable in the X-axis direction with respect to the rigid body 62. Also, the lower auxiliary mass body 7
0 indicates a rigid body 58 in the X-axis direction and a rigid body 6 in the Y-axis direction.
Move with 2 The lower auxiliary mass 70 and the rigid body 5
When the relative displacement is small, an elastic body such as rubber may be used for the joining of 8, 62.

【0018】下部補助質量体70の上面には、8個の円
孔76が所定の間隔で穿設されている。これらの円孔7
6には、円柱状の軸体78が挿入されている。これらの
軸体78の軸心部には、図示しない調芯コロ軸受が配設
され、シャフト80の一端が軸支されている。シャフト
80の他端は、長手方向がY軸方向へ配設されたアーム
82の端部に穿設された軸孔84へ軸通されている。こ
こで、下部補助質量体70の上方には、同一形状の上部
補助質量体86が配設され、連結ブロック88を介在さ
せて下部補助質量体70と一体に連結されている。この
上部補助質量体86の下面にも、下部補助質量体70の
円孔76が穿設されている位置に対応させて、円孔90
が設けられ軸体78が挿入されている(図9に図示)。
この軸体78には、シャフト80の端部が図示しない円
筒軸受を介して軸支されている。これによって、アーム
82は、シャフト80を中心にして回動可能に下部補助
質量体70及び上部補助質量体86とに枢軸される。
On the upper surface of the lower auxiliary mass body 70, eight circular holes 76 are formed at predetermined intervals. These circular holes 7
A cylindrical shaft 78 is inserted into 6. A centering roller bearing (not shown) is provided at the shaft center of these shafts 78, and one end of a shaft 80 is supported by the shaft. The other end of the shaft 80 passes through a shaft hole 84 formed in an end of an arm 82 whose longitudinal direction is arranged in the Y-axis direction. Here, an upper auxiliary mass body 86 having the same shape is provided above the lower auxiliary mass body 70, and is integrally connected to the lower auxiliary mass body 70 via a connection block 88. The lower surface of the upper auxiliary mass body 86 is also provided with a circular hole 90 corresponding to the position where the circular hole 76 of the lower auxiliary mass body 70 is formed.
And a shaft 78 is inserted (shown in FIG. 9).
The end of a shaft 80 is supported on the shaft 78 via a cylindrical bearing (not shown). Thus, the arm 82 is pivotally connected to the lower auxiliary mass 70 and the upper auxiliary mass 86 so as to be rotatable about the shaft 80.

【0019】アーム82は、所定の間隔を置いた2枚の
重合プレートから構成され、この間に配置された図示し
ない補強板で補強されている。アーム82の他端部に
は、2個の軸孔92、94が穿設されており、これらの
軸孔92、94は軸孔84と平行でかつアーム82の長
手軸線上に配置されている。先端部に位置する軸孔92
には、ロッドピン96及びナット98が装着され、この
ロッドピン96に取付けられた図示しない球面ジョイン
トを介してリンク材100の一端が回動自在に連結され
ている。一方、このリンク材100の他端には、図示し
ない球面軸受が設けられており、ジョイントピン102
のジャーナルが回動自在に軸通されている。また、ジョ
イントピン102の脚部は、ナット98でリンク材10
0から離れないように係止されている。ジョイントピン
102の頭部はねじ切られ、剛体58の長手方向の端部
に設けられたねじ孔104に螺合されている。
The arm 82 is composed of two superposed plates spaced at a predetermined interval, and is reinforced by a reinforcing plate (not shown) disposed therebetween. Two shaft holes 92 and 94 are formed in the other end of the arm 82, and these shaft holes 92 and 94 are arranged in parallel with the shaft hole 84 and on the longitudinal axis of the arm 82. . Shaft hole 92 located at the tip
, A rod pin 96 and a nut 98 are mounted, and one end of a link member 100 is rotatably connected via a spherical joint (not shown) attached to the rod pin 96. On the other hand, a spherical bearing (not shown) is provided at the other end of the link member 100, and a joint pin 102 is provided.
Journals are rotatably passed through the journal. Further, the leg of the joint pin 102 is connected to the link member 10 with a nut 98.
It is locked so as not to leave from zero. The head of the joint pin 102 is threaded and screwed into a screw hole 104 provided at the longitudinal end of the rigid body 58.

【0020】さらに、リンク材100と平行に配設され
かつリンク材100よりも短いリンク材106の一端
は、リンク材100と同様に、アーム82の軸孔94に
回動自在に連結されている。ここで、剛体58、62の
上方には、剛体112及び剛体114が配設されてお
り、上部補助質量体86を、ガイドレール108、11
0とガイド溝111を介して、剛体58、62と下部補
助質量体70との場合と同様にX軸Y軸方向へスライド
可能に、かつガイドレール108、110の長手方向と
直交方向には剛体112、114を上部補助質量体86
と共に移動可能に支持している。この剛体114へ、リ
ンク材106の他端が、リンク材100と同様に、回動
自在に連結されている。なお、ガイドレール108、1
10とガイド溝111は、上述のガイドレール66、6
8及びガイド溝72、74に該当する。従って、このア
ーム82及びリンク材100、106によって構成され
る梃子機構は、床部12及び天井部14がX軸方向に相
対移動するとアーム82がこれを増幅して軸体78の移
動量として補助質量体70、86へ伝える。
Further, one end of a link member 106 disposed parallel to the link member 100 and shorter than the link member 100 is rotatably connected to the shaft hole 94 of the arm 82 in the same manner as the link member 100. . Here, a rigid body 112 and a rigid body 114 are disposed above the rigid bodies 58 and 62, and the upper auxiliary mass body 86 is connected to the guide rails 108 and 11.
0 and the guide grooves 111, the rigid bodies 58, 62 and the lower auxiliary mass body 70 are slidable in the X-axis and Y-axis directions in the same manner as in the case of the lower auxiliary mass bodies 70, and are rigid bodies in 112 and 114 are connected to the upper auxiliary mass 86
It is movably supported with it. The other end of the link member 106 is rotatably connected to the rigid body 114 similarly to the link member 100. The guide rails 108, 1
10 and the guide groove 111 are formed by the guide rails 66 and 6 described above.
8 and the guide grooves 72 and 74. Therefore, the lever mechanism constituted by the arm 82 and the link members 100 and 106 assists the arm 82 to amplify the relative movement of the floor 12 and the ceiling 14 in the X-axis direction and to assist the movement of the shaft 78 as an amount of movement. Inform masses 70 and 86.

【0021】以上、Y軸方向へ配置された4本のアーム
82と、2個の剛体62、補助質量体70、及び4本の
リンク材100、106によって4組の梃子機構が構成
されているが、さらにこれと同様構造であるが直角に4
組の梃子機構が配置され、アーム116がX軸方向へ向
けられており、直交方向の入力に対して同様機能を果た
すようになっている。
As described above, the four arms 82 arranged in the Y-axis direction, the two rigid bodies 62, the auxiliary mass body 70, and the four link members 100 and 106 constitute four sets of lever mechanisms. Has the same structure,
A set of lever mechanisms are arranged, with the arm 116 oriented in the X-axis direction, to perform a similar function for orthogonal inputs.

【0022】上方に配置された剛体112、114の上
面には、剛体58、62のガイド溝60、64と同様
に、ガイド溝118、が設けられている。このガイド溝
118の上に縦ガイドレール120と横ガイドレール1
22が嵌め込まれていて、その上に十字形状に組付けら
れたフレーム124がX軸Y軸方向へスライド可能に設
置されている。図7に示されるように、このフレーム1
24の上に、上フレーム20が配設されている。
Guide grooves 118 are provided on the upper surfaces of the rigid bodies 112 and 114 disposed above, similarly to the guide grooves 60 and 64 of the rigid bodies 58 and 62. The vertical guide rail 120 and the horizontal guide rail 1 are placed on the guide groove 118.
22 is fitted, and a frame 124 assembled in a cross shape is mounted on the frame so as to be slidable in the X-axis and Y-axis directions. As shown in FIG.
The upper frame 20 is disposed on the top 24.

【0023】図7に示されるように、フレーム124
は、断面H形状の縦材44及び横材46で全体として十
字形状に組付けられており、中央の矩形体126は、縦
材44及び横材46で格子状に補強されているが、矩形
体126以外の矩形体128は、ブレース130で補強
されている。この矩形体126、128の四隅は、ガゼ
ットプレート132で補強されている。
As shown in FIG.
Is assembled in a cross shape as a whole by a vertical member 44 and a horizontal member 46 having an H-shaped cross section, and a central rectangular body 126 is reinforced in a lattice shape by the vertical member 44 and the horizontal member 46. A rectangular body 128 other than the body 126 is reinforced by braces 130. Four corners of the rectangular bodies 126 and 128 are reinforced by gusset plates 132.

【0024】また、上フレーム20は、断面H形状の縦
材44及び横材46で格子状に補強されている。中央の
矩形体134は、さらに、縦材44及び横材46で格子
状に補強されており、また、上フレーム20の四隅も、
縦材44及び横材46で補強されている。
The upper frame 20 is reinforced in a lattice shape by vertical members 44 and horizontal members 46 having an H-shaped cross section. The central rectangular body 134 is further reinforced in a lattice shape by the vertical members 44 and the horizontal members 46, and the four corners of the upper frame 20 are also
It is reinforced by vertical members 44 and horizontal members 46.

【0025】図8に示すように、フレーム124の矩形
体126の中央に軸受け箱136をカラー138を介し
てボルト140で固着する。この軸受け箱136の内側
にフランジブッシュ142をボルト144で固着する。
次に、ベアリングケース146にベアリング押上148
をボルト150を介して固着する。このベアリングケー
ス146の中にブッシュ球面凹部151が嵌め込まれた
状態の球面ジョイント152が設けられている。この球
面ジョイント152の中にシャフト154が螺合固着さ
れて上フレーム20とフレーム124を軸支し、上フレ
ーム20とフレーム124の間は、上部構造物に発生す
るシャフト154の軸心回りの捩じれ振動を伝達せず
に、水平方向の荷重のみ伝達できるように接合されてい
る。このシャフト154の頭部154Aは、円筒状のヘ
ッドキャップ156と螺合しており、また、このヘッド
キャップ156の上面は、カバープレート158へ連結
されている。このカバープレート158は、上フレーム
20に溶着されたカラー160にボルト162で接合さ
れている。
As shown in FIG. 8, a bearing box 136 is fixed to the center of the rectangular body 126 of the frame 124 with a bolt 140 via a collar 138. A flange bush 142 is fixed to the inside of the bearing box 136 with bolts 144.
Next, a bearing push-up 148 is placed in the bearing case 146.
Is fixed via a bolt 150. A spherical joint 152 in which a bushing spherical concave portion 151 is fitted is provided in the bearing case 146. A shaft 154 is screwed and fixed in the spherical joint 152 to support the upper frame 20 and the frame 124. Between the upper frame 20 and the frame 124, a twist around the axis of the shaft 154 generated in the upper structure is generated. They are joined so that only horizontal load can be transmitted without transmitting vibration. The head 154A of the shaft 154 is screwed with a cylindrical head cap 156, and the upper surface of the head cap 156 is connected to the cover plate 158. The cover plate 158 is joined to the collar 160 welded to the upper frame 20 with bolts 162.

【0026】なお、図9及び図10に示されるように、
剛体58、62の底部には、補助部材166を固着し、
この補助部材166へネジ軸部材164を螺合配置する
ことができる。このネジ軸部材164は図示しない振動
センサの情報に基づき作動される駆動装置と接続され、
回転時に補助部材166を介して剛体58、62をネジ
軸方向へ移動させ、積極的に振動吸収作用をなすように
してもよい。また、下フレーム16の各辺の中心にスト
ッパー168が設けられており、剛体58、62と下フ
レーム16との相対変位量が一定の範囲に規制されてい
る。
As shown in FIGS. 9 and 10,
An auxiliary member 166 is fixed to the bottom of the rigid bodies 58 and 62,
The screw shaft member 164 can be screwed to the auxiliary member 166. The screw shaft member 164 is connected to a driving device that is operated based on information from a vibration sensor (not shown).
At the time of rotation, the rigid bodies 58 and 62 may be moved in the screw axis direction via the auxiliary member 166 to positively perform the vibration absorbing action. Further, a stopper 168 is provided at the center of each side of the lower frame 16, and the relative displacement between the rigid bodies 58 and 62 and the lower frame 16 is restricted to a certain range.

【0027】次に、本実施例に係る制振装置Pの作用を
説明する。地震等の振動は水平面内でX軸及びY軸双方
の成分を有した振動となって作用するが、まず、この振
動のうち、Y軸方向の振動に対する制振装置Pの作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the vibration damping device P according to this embodiment will be described. The vibration such as an earthquake acts as a vibration having both the X-axis and the Y-axis components in the horizontal plane. First, the operation of the vibration damping device P for the vibration in the Y-axis direction will be described.

【0028】Y軸方向の振動により、図2及び図10に
示されるように、矢印A方向に床部12が変位しても、
横ガイドレール52、122はY軸方向に配設されてい
るので、このガイドレール52、122に嵌め込まれた
ガイド溝60、118を備えた剛体62、114は、フ
レーム16、20に対し抵抗なく相対的に変位すること
ができる。一方、縦ガイドレール56、120に嵌め込
まれたガイド溝60、118がX軸方向に配設されてい
るので、剛体58とフレーム16、及び剛体112とフ
レーム20は相対移動しない。しかしながら、剛体58
は剛体112に対し矢印A方向へ相対移動することにな
り、剛体58へ支持されたジョイントピン102(図1
1のA点)はそのままで、剛体112へ支持されたジョ
イントピン102(図11のB点)は矢印A方向へ相対
移動する。この相対移動は、アーム116上の長さL1
とL2の梃子比から、増幅されて差動梃子力として連結
ブロック88によって一体となっている補助質量体7
0、86及び剛体62、114に伝達される。なぜなら
ば、この剛体62と補助質量体70は、ガイドレール6
8とガイド溝74によって接合されており、矢印Aの方
向の振動に対し一体となって駆動される。同様に、剛体
114と補助質量体86もガイドレール110とガイド
溝111により一体化されており、さらに補助質量体7
0、86も軸体78とシャフト80を介して連結されて
おり、矢印Aの方向の振動に対し、剛体62、114及
び補助質量体70、86は、一体となって運動するから
である。そのため、矢印Aの方向に生じた床部12の変
位量は、剛体62、114及び補助質量体70、86へ
差動梃子力によって増幅されて大きな変位量として伝わ
り、構造物の動きに同調する剛体62、114及び補助
質量体70、86の振り子としての運動が、付加質量と
して構造物に加わるため見かけ上の質量を増加させ、結
果として構造物の固有周期を伸ばすと共に、地震入力低
減効果を生み、構造物の地震時の応答を低減させること
ができる。
As shown in FIGS. 2 and 10, even if the floor 12 is displaced in the direction of arrow A due to the vibration in the Y-axis direction,
Since the lateral guide rails 52, 122 are arranged in the Y-axis direction, the rigid bodies 62, 114 having the guide grooves 60, 118 fitted in the guide rails 52, 122 have no resistance to the frames 16, 20. Can be relatively displaced. On the other hand, since the guide grooves 60 and 118 fitted in the vertical guide rails 56 and 120 are provided in the X-axis direction, the rigid body 58 and the frame 16 and the rigid body 112 and the frame 20 do not relatively move. However, the rigid body 58
Move relative to the rigid body 112 in the direction of arrow A, and the joint pin 102 (FIG.
The joint pin 102 (point B in FIG. 11) supported by the rigid body 112 moves relatively in the direction of arrow A while keeping the point A (point 1) as it is. This relative movement corresponds to the length L1 on the arm 116.
And the auxiliary mass body 7 amplified by the connecting block 88 as a differential lever force from the lever ratio of L2.
0, 86 and the rigid bodies 62, 114. This is because the rigid body 62 and the auxiliary mass body 70 are
8 and a guide groove 74, and are integrally driven by the vibration in the direction of arrow A. Similarly, the rigid body 114 and the auxiliary mass body 86 are also integrated by the guide rail 110 and the guide groove 111, and the auxiliary mass body 7
This is because the rigid bodies 62 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 move integrally with respect to the vibration in the direction of arrow A, because the rigid bodies 62 and 114 are also connected to the shaft 78 and the shaft 80 via the shaft 80. Therefore, the displacement amount of the floor 12 generated in the direction of the arrow A is amplified by the differential lever force to the rigid bodies 62 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 and transmitted as a large displacement amount, and is synchronized with the movement of the structure. The motion of the rigid bodies 62, 114 and the auxiliary mass bodies 70, 86 as pendulums adds to the structure as an additional mass, thereby increasing the apparent mass, thereby increasing the natural period of the structure and reducing the effect of seismic input. Thus, the response of the structure during an earthquake can be reduced.

【0029】一方、X軸方向の振動の場合には、逆に剛
体62、114が剛体58、112及び補助質量体7
0、86へ差動梃子力を伝達する。
On the other hand, in the case of vibration in the X-axis direction, the rigid bodies 62 and 114
The differential lever force is transmitted to 0 and 86.

【0030】ただ、現実の地震等による振動は、X軸Y
軸の水平二方向の変位が合算されたものであるから、補
助質量体70、86及び剛体58、62、112、11
4の振動も水平二方向が合算されたものとなり、補助質
量体70、86及び剛体58、62、112、114は
X軸方向及びY軸方向へ同時に移動する。また、剛体5
8、62、112、114は、振り子の錘としての役割
と、差動梃子力伝達部材としての役割を同時に担うこと
になる。
However, the vibration caused by an actual earthquake or the like is in the X-axis Y
Since the displacements of the shafts in the two horizontal directions are summed up, the auxiliary mass bodies 70, 86 and the rigid bodies 58, 62, 112, 11
Vibration 4 is also the sum of the two horizontal directions, and the auxiliary mass bodies 70, 86 and the rigid bodies 58, 62, 112, 114 move simultaneously in the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, rigid body 5
8, 62, 112 and 114 simultaneously play the role of the weight of the pendulum and the role of the differential lever force transmitting member.

【0031】このように制振装置Pは、構造物の動きに
同調する振り子としての振動系と差動梃子の機能を有す
るアーム82、116及びリンク材100、106を水
平方向に平行に配置すると共に、剛体58、62、11
2、114に差動梃子力伝達部材としての役割と、振り
子の錘としての役割を同時に担わせ、部材数の低減を図
ったので、制振装置Pの収容空間を狭くすることができ
る。
As described above, in the vibration damping device P, the arms 82 and 116 and the link members 100 and 106 having the function of a differential lever and a vibration system as a pendulum synchronized with the movement of the structure are arranged in parallel in the horizontal direction. With the rigid bodies 58, 62, 11
2, 114 simultaneously serve as a differential lever force transmitting member and as a pendulum weight, and the number of members is reduced, so that the accommodation space of the vibration damping device P can be narrowed.

【0032】さらに、構造物上部、下部及び質量体に変
位量を感知するセンサを設置して、駆動手段によって、
構造物上部及び下部の変位量に応じてネジ軸部材164
を作動させて、直接質量体の変位量を制御しながら運動
させれば、アクティブな制振機構を構成することができ
る。
Further, sensors for detecting the amount of displacement are installed on the upper and lower parts of the structure and the mass body, and the driving means means
Screw shaft member 164 according to the amount of displacement of the upper and lower parts of the structure
Is activated to move the mass body while controlling the displacement amount of the mass body, an active vibration damping mechanism can be constituted.

【0033】次に、地震等による振動のうちの垂直軸回
りの捩じれに対する制振装置Pの作用について説明す
る。図8に示されるように、上フレーム20とフレーム
124の間は、球面ジョイント152を介して水平方向
の直線的な荷重のみ伝達できるように接合されているの
で、フレーム124より下の部材には、水平方向に生じ
た振動のみ伝達され、上フレーム20に生じる垂直軸回
りの捩じれ振動は伝わらないようになっている。従っ
て、上部構造物の振動によって生じ、上フレーム20に
伝達された捩じれ振動は、フレーム124より下の補助
質量機構には伝達されず、上フレーム20を介してその
四隅に配置されている4本の円柱18に伝達される。こ
の円柱18内に設けられた積層ゴム28は、水平剛性が
小さくされており、また、ゴムには荷重を取り除くとも
との形状に戻る性質があるので、上部構造物の固有周期
をより長くし、構造物の加速度応答を減少することがで
きる。
Next, the operation of the vibration damping device P for torsion around the vertical axis in vibrations caused by an earthquake or the like will be described. As shown in FIG. 8, the upper frame 20 and the frame 124 are joined via the spherical joint 152 so as to transmit only a linear load in the horizontal direction. Only the vibration generated in the horizontal direction is transmitted, and the torsional vibration around the vertical axis generated in the upper frame 20 is not transmitted. Accordingly, the torsional vibration generated by the vibration of the upper structure and transmitted to the upper frame 20 is not transmitted to the auxiliary mass mechanism below the frame 124, but is transmitted to the four corners arranged at the four corners via the upper frame 20. Is transmitted to the column 18. The laminated rubber 28 provided in the cylinder 18 has a small horizontal rigidity, and the rubber has a property of removing the load and returning to the original shape, so that the natural period of the upper structure is made longer. In addition, the acceleration response of the structure can be reduced.

【0034】また、上部構造物の自重は、上フレーム2
0から4本の円柱18に伝達され、これらの円柱18が
上部構造物の自重を支えるので、フレーム124より下
の補助質量機構には鉛直方向に大きな荷重を負担する必
要がない。
The weight of the upper structure is equal to that of the upper frame 2.
Since it is transmitted to zero to four cylinders 18 and these cylinders 18 support the weight of the upper structure, it is not necessary to apply a large load vertically to the auxiliary mass mechanism below the frame 124.

【0035】このように、制振装置Pは、上フレーム2
0及び円柱18からなる支持機構と、剛体58、62、
112、114及び補助質量体70、86からなる補助
質量機構とが独立して構成されているので、捩じれ振動
が原因となるアーム82、116及びリンク材100、
106等の破壊を防ぐと共に、補助質量機構の構成の単
純化を図ることができる。
As described above, the vibration damping device P includes the upper frame 2
0 and a support mechanism consisting of a cylinder 18, rigid bodies 58, 62,
Since the auxiliary mass mechanism including the auxiliary mass bodies 112 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 is configured independently, the arms 82 and 116 and the link members 100 and
In addition to preventing destruction of the auxiliary mass mechanism 106 and the like, the configuration of the auxiliary mass mechanism can be simplified.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る構造
物の制振装置は、水平方向の直線的な荷重のみを補助質
量機構に伝達する構造を有する接続部によって上部構造
物と補助質量機構を接続する構成にしたので、地震等に
よる振動のうち垂直軸回りの捩じれ振動のために、補助
質量機構が破壊されることがなく、補助質量機構の構造
計画を容易に行うことができる。
As described above, the structure vibration damping device according to the present invention has a structure in which only the horizontal linear load is transmitted to the auxiliary mass mechanism, and the connection between the upper structure and the auxiliary mass. Since the mechanism is connected, the auxiliary mass mechanism is not destroyed by the torsional vibration around the vertical axis among the vibrations due to the earthquake or the like, and the structural planning of the auxiliary mass mechanism can be easily performed.

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

【図1】本実施例に係る制振装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a vibration damping device according to the present embodiment.

【図2】本実施例に係る制振装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the vibration damping device according to the embodiment.

【図3】本実施例に係る制振装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the vibration damping device according to the embodiment.

【図4】本実施例に係る制振装置の円柱の一部断面図で
ある。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a cylinder of the vibration damping device according to the embodiment.

【図5】本実施例に係る制振装置の下部を示す斜視図で
ある。
FIG. 5 is a perspective view illustrating a lower portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図6】本実施例に係る制振装置の中心部を示す斜視図
である。
FIG. 6 is a perspective view illustrating a central portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図7】本実施例に係る制振装置の上部を示す斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view illustrating an upper portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図8】本実施例に係る制振装置の球面ジョイント部の
断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a spherical joint part of the vibration damping device according to the embodiment.

【図9】図2の9−9線断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG. 2;

【図10】図1の10−10線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG. 1;

【図11】図1の11−11線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18 円柱 20 上フレーム 28 積層ゴム 136 軸受け箱 146 ベアリングケース 148 ベアリング押上 151 ブッシュ球面凹部 152 球面ジョイント 154 シャフト 156 ヘッドキャップ 158 カバープレート 18 Cylinder 20 Upper frame 28 Laminated rubber 136 Bearing box 146 Bearing case 148 Bearing push-up 151 Bushing spherical recess 152 Spherical joint 154 Shaft 156 Head cap 158 Cover plate

フロントページの続き (72)発明者 石丸 辰治 埼玉県草加市花栗4−11−17 (72)発明者 新谷 隆弘 千葉県船橋市前原東5−8−16 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E04H 9/02 Continued on the front page (72) Inventor Tatsuharu Ishimaru 4-11-17 Hanaguri, Soka City, Saitama Prefecture (72) Inventor Takahiro Shintani 5-8-16 Maehara Higashi, Funabashi City, Chiba Prefecture (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E04H 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 地震動等により発生する振動エネルギー
を吸収する補助質量機構と上部構造物の長期荷重を負担
する支持機構が独立している構造物の制振装置であっ
て、上部構造物に接しその構造物を支持する枠フレーム
と、前記枠フレームの下部に位置し前記上部構造物の長
期荷重を負担すると共に構造物の固有周期をより長くす
る構造を有する支持部と、前記枠フレームと前記補助質
量機構を接続すると共に水平方向の振動のみを補助質量
機構に伝達する構造を有する接続部と、を備えたことを
特徴とする構造物の制振装置。
1. A vibration damping device for a structure in which an auxiliary mass mechanism that absorbs vibration energy generated by a seismic motion or the like and a support mechanism that bears a long-term load on the upper structure are independent. A frame frame supporting the structure, a support portion having a structure located below the frame frame to bear the long-term load of the upper structure and to make the natural period of the structure longer, and the frame frame; A vibration damping device for a structure, comprising: a connecting portion having a structure for connecting an auxiliary mass mechanism and transmitting only horizontal vibrations to the auxiliary mass mechanism.
【請求項2】 前記接続部が、前記枠フレームに生じた
水平方向の振動を前記補助質量機構に伝達する軸部材
と、前記軸部材を回動自在に軸支する球面部材と、鉛直
方向に移動可能に前記球面部材を挾持する軸受け部材
と、前記補助質量機構に設置され前記軸受け部材を収納
する箱部材と、前記軸部材を枠フレームに固着するプレ
ート部材と、を有することを特徴とする請求項1に記載
の構造物の制振装置。
2. A shaft member for transmitting a horizontal vibration generated in the frame frame to the auxiliary mass mechanism, a spherical member for rotatably supporting the shaft member, and a vertical direction. A bearing member for movably holding the spherical member, a box member installed on the auxiliary mass mechanism for storing the bearing member, and a plate member for fixing the shaft member to a frame. The structure vibration damping device according to claim 1.
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