JP3168551B2 - 可変減衰制振装置 - Google Patents

可変減衰制振装置

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JP3168551B2
JP3168551B2 JP00213793A JP213793A JP3168551B2 JP 3168551 B2 JP3168551 B2 JP 3168551B2 JP 00213793 A JP00213793 A JP 00213793A JP 213793 A JP213793 A JP 213793A JP 3168551 B2 JP3168551 B2 JP 3168551B2
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二己穂 石川
和夫 田村
和彦 前林
義弘 来田
章二 林
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  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、構造物の制振を行うと
ともに、その減衰特性を変更可能な可変減衰制振装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、支柱および梁を有する構造物は、
その設計時において、入力地震波の波形特性からスペク
トルの下限を狙う断面調整等の煩雑な調整を行ってい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、設計時において、入力地震波の波形特性からス
ペクトルの下限を狙う断面調整等の煩雑な調整を行うの
では、諸々の条件等を考慮する必要が有り、非常に困難
な点が多いという問題があった。
【0004】本発明の目的は、構造物の、設計時におけ
る入力地震波の波形特性からスペクトルの下限を狙う断
面調整等の煩雑な調整を不要とし、構造物の変形を効果
的に減少させることができる可変減衰制振装置を提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可変減衰制振装置は、支柱および梁を有す
る構造物に設けられ、梁と隣り合う支柱との交差位置に
両端部が固定されたワイヤと、該ワイヤが固定された梁
に対し上下に位置を異ならせた梁に支持されたダンパと
を有し、前記ダンパは、前記梁に固定されるとともに内
周側に電極が設けられたケーシングと、前記ワイヤが巻
き付けられるとともに前記ケーシングに回転自在に支持
され該ケーシング内に位置する部分の外周側に電極が設
けられた回転部材とを有し、前記ケーシングと前記回転
部材とで画成される空間に、印加する電圧により粘度が
制御される電気粘性流体を封入してなることを特徴とし
ている。
【0006】
【作用】本発明の可変減衰制振装置によれば、地震等、
構造物の水平変形時に、梁同士が相対移動することによ
り、梁と隣り合う支柱との交差位置に両端部が固定され
たワイヤが、これが巻き付けられたダンパに対して移動
することになり、これにより、ダンパのワイヤが巻かれ
た回転部材が回転することになる。ここで、回転部材を
支持するケーシング内には電気粘性流体が封入されてい
るため、この電気粘性流体の粘度に応じた回転抵抗が回
転部材にかかることになる。よって、ケーシング内周側
に設けられた電極と回転部材の外周側に設けられた電極
との間に印加する電圧すなわち電気粘性流体に印加する
電圧を変えることにより、回転部材の回転抵抗すなわち
ダンパの減衰力が変化することになるため、構造物の変
形に応じた減衰力を発生させて該変形を効率的に減少さ
せることができる。したがって、設計時における入力地
震波の波形特性からスペクトルの下限を狙う断面調整等
の煩雑な調整が不要となる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例による可変減衰制振装置を
図1〜図4を参照して以下に説明する。図1中符号1
a,1bは構造物の一部の支柱を、符号2a,2bは構
造物の一部の梁をそれぞれ示しており、高張力ワイヤ3
が、図1における下側の梁2aと左側支柱1aとの交差
接続位置および下側の梁2aと右側支柱1bとの交差接
続位置に各端部をそれぞれ固定されて設けられている。
【0008】そして、上側の梁2bの、両支柱1a,1
b接続位置間の中央下面側には、ワイヤ3の中央部が所
定の張力をもって巻き付けられるダンパ4が支持されて
いる。なお、このように構成することにより、ワイヤ3
はブレース材として構造物内に配置されることになる。
【0009】ダンパ4は、図2および図3に示すよう
に、上側の梁2bの下面側に固定設置される、垂直下方
に延在する略板状の一対の設置部材5,5と、該設置部
材5,5のそれぞれの内側に固定される同軸同径の一対
の円筒部6,6とを有するケーシング7を具備してお
り、このケーシング7の両設置部材5,5には、円筒部
6と同軸に支持孔8,8がそれぞれ形成されている。加
えて、各円筒部6,6の内周面には、外部から通電可能
な電極9,9がそれぞれ全周に固着されている。
【0010】ケーシング7には、各設置部材5,5の支
持孔8,8に嵌合固定される支持軸部材10が設けられ
ており、該支持軸部材10には、回転部材11が回転可
能に嵌合されている。この回転部材11は、ケーシング
7の各円筒部6,6内に位置する主軸部12,12と、
主軸部12,12間に一体に形成され両端側が円筒部6
とほぼ同径なしかつ中央部に環状に凹んだ凹部13が形
成されたプーリ部14とを有しており、このプーリ部1
4にワイヤ3が巻き付けられている。また、各主軸部1
2,12の外周面には、外部から通電可能な電極15,
15が対応する電極9に対向するよう全周に固着されて
おり、各電極15,15と対応する電極9との間には環
状をなす一定の空間がそれぞれ形成されている。
【0011】そして、ケーシング7の電極9と回転部材
11の電極15との空間には、印加する電圧(すなわち
電界強度)を変更することにより粘度が変更制御できる
電気粘性流体16が封入されている。なお、ダンパ4に
は、図示は略すが、支持孔8,8あるいは円筒部6,6
とプーリ部14との隙間等を介してダンパ4の外部に電
気粘性流体16が漏れるのを防止するシール構造が採用
されている。また、各対応する電極9,15は介在する
電気粘性流体16を介する以外では通電せぬよう所定の
絶縁処理が施されている。
【0012】以上のような構成の本実施例の可変減衰制
振装置によれば、図4に示すように、地震等、構造物の
水平変形時に、梁2a,2b同士の相対移動により梁2
aと隣り合う支柱1a,1bとの交差位置に両端部が固
定されたワイヤ3が、これが巻き付けられたダンパ4に
対して移動することになり、これにより、ダンパ4のワ
イヤ3が巻かれた回転部材11が回転することになる。
ここで、回転部材11を支持するケーシング7内には電
気粘性流体16が封入されているため、この電気粘性流
体16の粘度に応じた回転抵抗が回転部材11にかかる
ことになる。よって、ケーシング7の円筒部6の内周側
に設けられた電極9と、各電極9に対応して回転部材1
1の主軸部12の外周側に設けられた電極15との間に
印加する電圧すなわち電気粘性流体16に印加する電圧
を変えることにより、回転部材11の回転抵抗すなわち
ダンパ4の減衰力が変化することになる。
【0013】そして、図示は略すが、例えば支柱1a,
1bあるいは梁2a,2bの振動状態を検出するセンサ
と、このセンサからの情報により最適な減衰定数を割り
出して対応する電極9,15間に印加する電圧を制御す
る制御装置とを設けることにより、構造物の振動状態に
応じて、可変減衰制振装置の減衰定数を制御することに
なるため、構造物の変形に応じた減衰力(例えば変形が
大きい場合大きな減衰力、変形が小さい場合小さな減衰
力)を発生させて該変形を効率的に減少させることがで
きる。また、構造物の共振応答時にダンパ4の減衰力を
大きくして該構造物の応答を減ずるように、電気粘性流
体16への電圧印加のON・OFFという簡単な制御と
することも可能である。
【0014】したがって、設計時における入力地震波の
波形特性からスペクトルの下限を狙う断面調整等の煩雑
な調整が不要となった上で、構造物の変形を効率的に減
少させることができる。すなわち、構造物の剛性を大き
く変化させることなく減衰力が得られしかもダンパ4の
減衰定数を与えるだけで構造物の応答性等の定性・定量
的な性能把握が可能となるのである。なお、この場合、
電気粘性流体16は電界強度を変化させることによりそ
の等価粘度が瞬時に変化するため応答遅れ等を生じるこ
とがない。
【0015】また、電気粘性流体16への印加電圧を制
御することで変形が大きい場合にこれに応じて減衰力を
大きくすることができる可変減衰なので、トータルとし
て躯体数量が低減できる。
【0016】さらに、構造物の変形発生時にのみ電気粘
性流体16へ電圧を印加すればよいので、消費電力は少
なくて済むことになる。
【0017】なお、ケーシング7および回転部材11を
導電材料で形成した場合には、それぞれに電極を固着す
る必要はなく、ケーシング7および回転部材11に直接
電圧を印加すればよく(この場合ケーシング7および回
転部材11が電極となる)、この場合も、ケーシング7
および回転部材11が電気粘性流体16を介する以外で
は通電せぬよう所定の絶縁処理が施されることになる。
【0018】また、電気粘性流体の抵抗力を大きくする
場合等には、回転部材の主軸部を導電材料からなる複数
の円板状のプレートとし、かつケーシングの円筒部の内
側にも導電材料からなる複数の円板状のプレートを回転
部材のプレートと交互になるよう配置固定したり、ある
いは、回転部材の主軸部として導電材料からなる複数の
径の異なる円筒状のプレートを軸線方向に沿って同心状
に固定し、かつケーシングの設置部材にも導電材料から
なる複数の径の異なる円筒状のプレートを軸線方向に沿
って回転部材のプレートと交互になるよう配置固定した
りすることも可能である。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の可変減衰
制振装置によれば、ダンパのワイヤが巻かれた回転部材
を支持するケーシング内には電気粘性流体が封入されて
いるため、この電気粘性流体の粘度に応じた回転抵抗が
回転部材にかかることになる。よって、ケーシング内周
側に設けられた電極と回転部材の外周側に設けられた電
極との間に印加する電圧すなわち電気粘性流体に印加す
る電圧を変えることにより、回転部材の回転抵抗すなわ
ちダンパの減衰力が変化することになるため、構造物の
変形に応じた減衰力を発生させて該変形を減少させるこ
とができる。したがって、設計時における入力地震波の
波形特性からスペクトルの下限を狙う断面調整等の煩雑
な調整を不要とし、構造物の変形を効率的に減少させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による可変減衰制振装置が設
けられた構造物の一部を概略的に示す正面図である。
【図2】本発明の一実施例による可変減衰制振装置を概
略的に示す正断面図である。
【図3】本発明の一実施例による可変減衰制振装置を概
略的に示す側断面図である。
【図4】本発明の一実施例による可変減衰制振装置が設
けられた構造物の一部の変形状態を概略的に示す正面図
である。
【符号の説明】
1a,1b 支柱 2a,2b 梁 3 ワイヤ 4 ダンパ 7 ケーシング 9,15 電極 11 回転部材 16 電気粘性流体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前林 和彦 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 来田 義弘 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 林 章二 東京都港区芝浦一丁目2番3号 清水建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−30829(JP,A) 特開 平4−238972(JP,A) 特開 平4−176975(JP,A) 特開 平4−337135(JP,A) 特開 昭49−71746(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04H 9/02 F16F 9/12 F16F 9/53 F16F 15/02 - 15/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支柱および梁を有する構造物に設けら
    れ、 梁と隣り合う支柱との交差位置に両端部が固定されたワ
    イヤと、 該ワイヤが固定された梁に対し上下に位置を異ならせた
    梁に支持されたダンパとを有し、 前記ダンパは、 前記梁に固定されるとともに内周側に電極が設けられた
    ケーシングと、 前記ワイヤが巻き付けられるとともに前記ケーシングに
    回転自在に支持され該ケーシング内に位置する部分の外
    周側に電極が設けられた回転部材とを有し、 前記ケーシングと前記回転部材とで画成される空間に、
    印加する電圧により粘度が制御される電気粘性流体を封
    入してなることを特徴とする可変減衰制振装置。
JP00213793A 1993-01-08 1993-01-08 可変減衰制振装置 Expired - Fee Related JP3168551B2 (ja)

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KR100975082B1 (ko) * 2008-02-29 2010-08-11 성균관대학교산학협력단 구조물용 감쇠장치
CN111101336B (zh) * 2018-10-29 2023-08-25 青岛海尔智能技术研发有限公司 一种用于清洗设备的减震装置及洗衣机

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