JP3422788B2 - 自己同調型制振装置 - Google Patents
自己同調型制振装置Info
- Publication number
- JP3422788B2 JP3422788B2 JP2002135578A JP2002135578A JP3422788B2 JP 3422788 B2 JP3422788 B2 JP 3422788B2 JP 2002135578 A JP2002135578 A JP 2002135578A JP 2002135578 A JP2002135578 A JP 2002135578A JP 3422788 B2 JP3422788 B2 JP 3422788B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- ball
- case
- vibration damping
- sphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風や地震によるビ
ル、塔などの構造物の振動、ポンプや脈動などによる配
管の振動、あるいはモータなどによる機器の振動を抑制
させる装置に関する。 【０００２】本発明は、制振対象物の振動に同調した球
の動きにより対象物の振動が抑制されるものであり、風
などの定常的な外力に対しては球の円運動により対象構
造物の振動が抑制され、地震などの入力の大きい過渡的
な外力に対しては球と球ケースの衝突的な運動により対
象構造物の振動が抑制されるものであり、橋梁、煙突、
タワー、クレーンや配管などの一般の構造物に対しても
利用することが出来る。 【０００３】 【従来の技術】従来の技術を図９〜図１４に示す。 【０００４】図９は、従来のビル用制振装置（対策１）
を示す図。 【０００５】図１０は、従来のビル用制振装置（対策
２）を示す図。 【０００６】図１１は、従来の配管用制振装置（対策
３）を示す図。 【０００７】図１２は、従来の配管用制振装置（対策
４）を示す図。 【０００８】図１３は、従来の配管用制振装置（対策
５）を示す図。 【０００９】図１４は、従来の柱状構造物用制振装置
（対策６）を示す図である。 【００１０】ビル、橋梁、塔など長大な構造物は、柔軟
で振動し易い構造となっており、風外力を受けて振動が
励起される。 【００１１】その振動が大きい揚合には破壊などに至
り、大きな問題となることがある。 【００１２】その振動対策としては、次のようなものが
ある。 【００１３】（対策１）ビルを例にとると、図９に示す
ように、ビル１の頂部あるいは頂部近くのビル内部に、
マス１０、ばね１３、オイルダンパ−１２から構成さ
れ、振動数をビル１の振動数に同調させた制振装置（動
吸振器と呼ばれる）を取り付け、振動を低減させる対策
が挙げられる。 【００１４】（対策２）また、図１０に示すように、マ
ス１０をアクチュエータ１４により、振動を低減させる
ように作動させる能動対策方式が採用されている。 【００１５】（対策３）また、ポンプの運転や脈動など
により振動する配管などでは、従来、振動が大きい揚合
には、配管８の制振対策として図１１に示すように母管
６からサポート１５を設置したり、 （対策４）図１２に示すように、固定台１７を設けてオ
イルダンパ−１２を設置するなどの対策を行っている。 【００１６】（対策５）また、配管についてもビルと同
様、図１３に示すように、対象配管の振動数に等しい振
動数を持つ１自由度系の振動体を取り付け、共振させて
配管振動を低減させる動吸振器として、マス１０と平板
ばね１８から構成される装置も適用されている。 【００１７】（対策６）さらに、柱状構造物用制振装置
として、図１４に示すように、コイルばね１３に吊り下
げられたマス１０、およびマス１０に設けられた溝２０
に挿入された球５からなる制振装置も開発されている。 【００１８】これは、微小振動時には球５が柱状構造物
１９と衝突し、大入力時にはマス１０と柱状構造物１９
と衝突して、振動エネルギーが衝突エネルギーに変換さ
れることにより、振動が低減されるものである。 【００１９】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 【００２０】（１）ビル用対策（対策１） 所定の振動抑制効果を得るためには、振動数が調整され
た巨大なマス、ばね、オイルダンパーから構成される制
振装置が必要となり、最適に振動数を調整する手間、コ
ストなどの問題が多い。 【００２１】特にばね、オイルダンパーのコストが多大
である。 【００２２】（２）ビル用対策（対策２） 大きなマスをアクチュエータで作動させる必要が有り、
多大なエネルギーが必要となり、コスト面からも問題で
ある。 【００２３】（３）配管用対策（対策３） サポート１５を設置するためには、サポート１５を支持
するサポート取り付けバンド１６が必要であり、複数の
配管が入り組んでいるような場所では、設置自体が困難
である。 【００２４】（４）配管用対策（対策４） 制振用のオイルダンパ−１２はコストが高く、また設置
するためには固定台１７が必要となるなど、現場では容
易に設置することは難しい。 【００２５】また、高温配管については、高温によりダ
ンパー特性が変化するため、設置が困難である。 【００２６】（５）配管用対策（対策５） ビル用の制振対策（対策１）同様、振動数を対象配管８
の振動数に同調させる必要があり、予め配管８の振動数
を測定し、動吸振器を設計、製作、調整する必要があ
る。 【００２７】（６）柱状構造物用対策（対策６） 衝撃型の制振装置であるため、同じ質量比（制振装置マ
ス／対象構造物重量）では、動吸振器タイプ（対策１、
５）に比較し、制振効果が劣る。 【００２８】また、球５やマス１０の衝突面での磨耗、
衝撃音の発生が問題となる。 【００２９】本発明は、これらの問題を解決することが
できる装置を提供することを目的とする。 【００３０】 【課題を解決するための手段】本発明に係る自己同調型
制振装置は、球と、球を挿入する楕円型挿入殻を有し底
面が楕円形の断面で滑らかになっている球ケースとを有
し、制振対象物に取り付けることにより、制振対象物の
振動に同調した前記球の円運動で、入力が小さい場合に
は前記球が前記球ケースの底面で回転し、入力が大きい
場合には前記球が前記球ケースの側面で回転するよう
に、回転半径を変化させることにより、制振対象物の振
動を抑制することを特徴とする。 【００３１】 【００３２】すなわち、本発明は、従来の制振対策の問
題点を解決するため、 （１）球と、球を挿入する楕円型挿入殻を有し底面が楕
円形で滑らかになっているケースとで構成され、 （２）ビル、塔などの構造物、配管や機器に取り付け、 （３）制振対象物（ビル、塔、配管、機器など）の振動
に同調し、球の円運動により制振対象物の振動を抑制す
る装置である。 【００３３】（４）制振対象物に設置するだけで固定板
等の治具は必要とせず、既設のビルや配管、機器などに
対しても容易に適用できる装置である。 【００３４】（５）また、球が制振対象物の振動に同調
して動く円運動を利用した制振機構であるため、動吸振
器のように振動数を調整する必要は無く、（６）さらに
構成要素が球とケースであり、配管、機器などで生じる
高温の温度条件下においても使用可能な装置である。 【００３５】風などの定常外力に対しては、対象物（ビ
ル、塔、配管、機器など）の振動に同調して、球の円運
動により対象構造物の振動を抑制し、地震などの入力の
大きな過渡的な外力に対しては、球と球ケースの衝突的
な振動により対象構造物の振動を抑制する装置である。 【００３６】風、ポンプ振動など定常的な外力に対して
は、球が対象物の振動に同調して動く円運動を利用した
制振であり、動吸振器のように振動数を調整する必要が
無く、微少振動レベルからスムーズな制振効果が得られ
る。 【００３７】したがって、次のように作用する。 【００３８】（１）図１〜図６（制振対象をビルとした
揚合）、図７〜図８（制振対象を配管とした揚合）に示
すように、球５は楕円型の挿入殻を有する球ケース３に
挿入され、球ケース３は制振対象となるビル１や配管８
に設置される。 【００３９】ビル１が振動すると、球５は球ケース３の
楕円型挿入殻や球型挿入殻の中で円運動を起こす。 【００４０】（２）入力が大きい揚合（対象構造物の振
動レベルが大きい場合）には、図４に示すように、球５
は球ケース３の側面で円運動を起こす。 【００４１】図４（Ａ）は球ケース３の中での球５の円
運動を示し、図４（Ｂ）は制振対象物（ビル）の応答を
示す。図４（Ｂ）において、（１）は本発明装置を取付
けない場合の制振対象物（ビル）の応答であり、（２）
は本発明装置を取付けた場合の制振対象物（ビル）の応
答である。 【００４２】図４（Ｃ）は球ケース３の中での球５の振
幅を示す。 【００４３】（３）入力が小さい揚合（対象構造物の振
動レベルが小さい揚合）には、図５に示すように、球５
は球ケース３の底面で円運動を起こす。 【００４４】図５（Ａ）は球ケース３の中での球５の円
運動を示し、図５（Ｂ）は制振対象物（ビル）の応答を
示す。図５（Ｂ）において、（１）は本発明装置を取付
けない場合の制振対象物（ビル）の応答であり、（２）
は本発明装置を取付けた場合の制振対象物（ビル）の応
答である。 【００４５】図５（Ｃ）は球ケース３の中での球５の振
幅を示す。 【００４６】（４）図中ｒは、円運動の半径であり、ｒ
が大きい程、球５による制振効果は大きい。 【００４７】（５）図６に入力と半径ｒの関係を示す。
球５の回転により発生する遠心力ＦRと自重ＦGは次式で
釣り合う。 【００４８】ＦR・ｓｉｎθ＝ＦG・ＣＯＳθ
（１）図６（Ａ）に示すように、入力が大きい揚合に
は、遠心力ＦRが大きくなり、自重ＦGに釣り合う力が大
きくなり、球５は球ケース３の側面で回転することがで
きる。 【００４９】図６（Ｂ）に示すように、入力が小さい揚
合には、遠心力ＦRが小さくなり、自重ＦGに釣り合う力
が小さくなり、球５は球ケース３の底面で回転すること
となるが、底面を楕円形になだらかなにすることによ
り、回転半径ｒを大きくすることができ、ｒに比例する
制振力を大きくすることができる。 【００５０】球５は、図４、図５に示すように、制振対
象物（ビルなど）に対して、位相が約９０度で回転し、
対象物に対して減衰力として作用し、対象物の振動は低
減される。 【００５１】（６）本発明装置は、球５の挿入された球
ケース３を対象物（ビル、配管機器など）に取り付ける
だけであり、振動数の調整は必要無く、振動数の変化す
る対象物（架設中の塔など）に対しても振動数の調整不
要で用いることができる。 【００５２】（７）また、球ケース３と球５は鉄などの
金属で製作した場合には、高温に対しても問題は無く、
配管や機器などの高温条件下においても本制振装置の適
用が可能である。 【００５３】本発明装置は、振動数調整を必要とせず、
架設中の主塔など振動数の変化する構造物に対しても適
用することが出来る。 【００５４】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
８および図１５〜図２０に示す。 【００５５】（第１の実施の形態）第１の実施の形態
（制振対象をビルとした場合）を図１〜図６に示す。 【００５６】図１は、第１の実施の形態に係る制振装置
の設置図。 【００５７】図２は、第１の実施の形態の係る制振装置
の概要図。 【００５８】図３は、図２のＡ−Ａ断面図。 【００５９】図４は、本発明の制振装置の球の動きと制
振効果説明図（入力が大きい場合）。図５は、本発明の
制振装置の球の動きと制振効果説明図（入力が小さい場
合）。 【００６０】図６は、入力と円運動半径ｒとの関係を示
す図である。 【００６１】本発明に係る制振装置の球５は、楕円型の
挿入殻を有する球ケース３に挿入され、球ケース３は、
制振対象となるビル１の頂部あるいは頂部付近の内部に
設置される。 【００６２】球５が挿入される球ケース３は、挿入しや
すいように分割されており、分割された球ケース３は、
ボルト４で接合されている。 【００６３】ビル１が振動すると、球５は球ケース３の
楕円型挿入殻の中で滑らかに円運動を起こす。 【００６４】球ケース３の底面は、楕円形で滑らかにな
っており、小さい入力（対象構造物の振動レベルが小さ
い揚合）でも回転半径ｒを大きくとることができ、大き
な制振力を得ることができる。 【００６５】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
（制振対象を配管とした場合）を図７〜図８に示す。 【００６６】図７は、第２の実施の形態に係る制振装置
の設置図（本発明による自己同調型制振装置の配管への
適用例を示す図）。 【００６７】図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。 【００６８】１個あるいは複数個の球５は、球型の挿入
殻を有する同じく１個あるいは複数個の球ケース３に挿
入され、球ケース３は制振対象となる配管８に取り付け
られる。 【００６９】球５が挿入される球ケース３は、球５の挿
入と取付とを考慮して分割されており、分割された球ケ
ース３は、ボルト４で接合される。 【００７０】配管８が振動すると、球５は球ケース３の
球型挿入殻の中で円運動を起こす。制御対象が配管８の
場合には、入力として大きな加速度が得られるため（問
題となる場合は配管８の振動レベルが大きい揚合が多
い）、球ケース３の球５の挿入殻は底面も球形の球型を
用いている。 【００７１】なお、球ケース３の内部表面に、ウレタ
ン、ゴム、プラスチック、金属などの材料を選定して貼
り付けることにより、対象構造物と球５との振動位相を
調整することができる。 【００７２】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態（制振対象をビルとした場合）を図１、および、
図１５〜図２０に示す。 【００７３】図１は、本発明による自己同調型制振装置
の設置図。 【００７４】図１５は、第３の実施の形態にに係る自己
同調型制振装置の概略図。 【００７５】図１６は、図１５のＡ−Ａ断面図。 【００７６】図１７は、球の動きと制振効果説明図（風
荷重の揚合）。 【００７７】図１８は、球の動きと制振効果説明図（地
震荷重の場合、球ケース可動）。 【００７８】図１９は、球の動きと制振効果説明図（地
震荷重の場合、球ケース固定）。 【００７９】図２０は、作用加速度と球ケースの転がり
条件の関係を示す図である。 【００８０】図１６〜図２０に示すように、球３５は球
ケース３６に挿入され、球ケース３６は球ケース受３７
上の装置ケース３３内に設置される。 【００８１】装置ケース３３の内側には、球ケース３６
用の衝突緩衝材としてクッション３４が設置されてい
る。 【００８２】風などの比較的入力レベルの小さい外力に
対しては、球３５は球ケース３６内で回転運動し、対象
構造物の振動を抑制する。 【００８３】また、地震などの比較的大きな入力に対し
ては、球３５は球ケース３６とともに球ケース受３７か
ら転がり出て、装置ケース３３内で衝突振動を起こして
対象構造物の振動を抑制する。 【００８４】 【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 【００８５】（請求項１の発明の効果） （１）図４、図５に示すように、本発明装置により、風
外乱によるビル、塔などの構造物の振動や、ポンプある
いは脈動などによる配管や機器の振動を低減させること
ができる。球ケースの底面が楕円形で滑らかになってい
るため、小さい入力（対象構造物の振動レベルが小さい
揚合）でも回転半径ｒを大きくとることができ、大きな
制振力を得ることができる。 【００８６】（２）制振装置は対象構造物に設置するだ
けであり、容易に既設のビル、塔、配管、機器などに対
しても適用可能である。 【００８７】（３）球と球ケースで構成されるコンパク
トで小規模であるため、ばねやダンパーなど不要であ
り、低コストである。 【００８８】（４）アクチュエータなどの電源を必要と
するものを構成部品に含まないため、供給エネルギーを
必要としない。 【００８９】（５）本発明装置では、球が球ケース内を
回転するだけであり、メンテナンス・フリーである。 【００９０】（６）本発明装置はコンパクトで小規模で
あるため、低コストである。 【００９１】（７）サポートやバンド等が不要であり、
設置スペースの少ない場所に対しても容易に設置可能で
ある。 【００９２】（８）金属からなる球と球ケースで構成し
た場合には、高温条件下においても使用可能であり、高
温条件下で用いられる配管や機器にも適用できる。 【００９３】（９）制振装置の振動数調整が不必要であ
り、振動数が変化する架設中の塔などの構造物に対して
も適用可能である。 【００９４】（１０）球ケースの形状に楕円形状を用い
ることにより、振動レベルの小さい微少振動レベルでも
大きな制振効果を得ることができる。 【００９５】（１１）衝撃面が無いため磨耗の問題が発
生しない。
ル、塔などの構造物の振動、ポンプや脈動などによる配
管の振動、あるいはモータなどによる機器の振動を抑制
させる装置に関する。 【０００２】本発明は、制振対象物の振動に同調した球
の動きにより対象物の振動が抑制されるものであり、風
などの定常的な外力に対しては球の円運動により対象構
造物の振動が抑制され、地震などの入力の大きい過渡的
な外力に対しては球と球ケースの衝突的な運動により対
象構造物の振動が抑制されるものであり、橋梁、煙突、
タワー、クレーンや配管などの一般の構造物に対しても
利用することが出来る。 【０００３】 【従来の技術】従来の技術を図９〜図１４に示す。 【０００４】図９は、従来のビル用制振装置（対策１）
を示す図。 【０００５】図１０は、従来のビル用制振装置（対策
２）を示す図。 【０００６】図１１は、従来の配管用制振装置（対策
３）を示す図。 【０００７】図１２は、従来の配管用制振装置（対策
４）を示す図。 【０００８】図１３は、従来の配管用制振装置（対策
５）を示す図。 【０００９】図１４は、従来の柱状構造物用制振装置
（対策６）を示す図である。 【００１０】ビル、橋梁、塔など長大な構造物は、柔軟
で振動し易い構造となっており、風外力を受けて振動が
励起される。 【００１１】その振動が大きい揚合には破壊などに至
り、大きな問題となることがある。 【００１２】その振動対策としては、次のようなものが
ある。 【００１３】（対策１）ビルを例にとると、図９に示す
ように、ビル１の頂部あるいは頂部近くのビル内部に、
マス１０、ばね１３、オイルダンパ−１２から構成さ
れ、振動数をビル１の振動数に同調させた制振装置（動
吸振器と呼ばれる）を取り付け、振動を低減させる対策
が挙げられる。 【００１４】（対策２）また、図１０に示すように、マ
ス１０をアクチュエータ１４により、振動を低減させる
ように作動させる能動対策方式が採用されている。 【００１５】（対策３）また、ポンプの運転や脈動など
により振動する配管などでは、従来、振動が大きい揚合
には、配管８の制振対策として図１１に示すように母管
６からサポート１５を設置したり、 （対策４）図１２に示すように、固定台１７を設けてオ
イルダンパ−１２を設置するなどの対策を行っている。 【００１６】（対策５）また、配管についてもビルと同
様、図１３に示すように、対象配管の振動数に等しい振
動数を持つ１自由度系の振動体を取り付け、共振させて
配管振動を低減させる動吸振器として、マス１０と平板
ばね１８から構成される装置も適用されている。 【００１７】（対策６）さらに、柱状構造物用制振装置
として、図１４に示すように、コイルばね１３に吊り下
げられたマス１０、およびマス１０に設けられた溝２０
に挿入された球５からなる制振装置も開発されている。 【００１８】これは、微小振動時には球５が柱状構造物
１９と衝突し、大入力時にはマス１０と柱状構造物１９
と衝突して、振動エネルギーが衝突エネルギーに変換さ
れることにより、振動が低減されるものである。 【００１９】 【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 【００２０】（１）ビル用対策（対策１） 所定の振動抑制効果を得るためには、振動数が調整され
た巨大なマス、ばね、オイルダンパーから構成される制
振装置が必要となり、最適に振動数を調整する手間、コ
ストなどの問題が多い。 【００２１】特にばね、オイルダンパーのコストが多大
である。 【００２２】（２）ビル用対策（対策２） 大きなマスをアクチュエータで作動させる必要が有り、
多大なエネルギーが必要となり、コスト面からも問題で
ある。 【００２３】（３）配管用対策（対策３） サポート１５を設置するためには、サポート１５を支持
するサポート取り付けバンド１６が必要であり、複数の
配管が入り組んでいるような場所では、設置自体が困難
である。 【００２４】（４）配管用対策（対策４） 制振用のオイルダンパ−１２はコストが高く、また設置
するためには固定台１７が必要となるなど、現場では容
易に設置することは難しい。 【００２５】また、高温配管については、高温によりダ
ンパー特性が変化するため、設置が困難である。 【００２６】（５）配管用対策（対策５） ビル用の制振対策（対策１）同様、振動数を対象配管８
の振動数に同調させる必要があり、予め配管８の振動数
を測定し、動吸振器を設計、製作、調整する必要があ
る。 【００２７】（６）柱状構造物用対策（対策６） 衝撃型の制振装置であるため、同じ質量比（制振装置マ
ス／対象構造物重量）では、動吸振器タイプ（対策１、
５）に比較し、制振効果が劣る。 【００２８】また、球５やマス１０の衝突面での磨耗、
衝撃音の発生が問題となる。 【００２９】本発明は、これらの問題を解決することが
できる装置を提供することを目的とする。 【００３０】 【課題を解決するための手段】本発明に係る自己同調型
制振装置は、球と、球を挿入する楕円型挿入殻を有し底
面が楕円形の断面で滑らかになっている球ケースとを有
し、制振対象物に取り付けることにより、制振対象物の
振動に同調した前記球の円運動で、入力が小さい場合に
は前記球が前記球ケースの底面で回転し、入力が大きい
場合には前記球が前記球ケースの側面で回転するよう
に、回転半径を変化させることにより、制振対象物の振
動を抑制することを特徴とする。 【００３１】 【００３２】すなわち、本発明は、従来の制振対策の問
題点を解決するため、 （１）球と、球を挿入する楕円型挿入殻を有し底面が楕
円形で滑らかになっているケースとで構成され、 （２）ビル、塔などの構造物、配管や機器に取り付け、 （３）制振対象物（ビル、塔、配管、機器など）の振動
に同調し、球の円運動により制振対象物の振動を抑制す
る装置である。 【００３３】（４）制振対象物に設置するだけで固定板
等の治具は必要とせず、既設のビルや配管、機器などに
対しても容易に適用できる装置である。 【００３４】（５）また、球が制振対象物の振動に同調
して動く円運動を利用した制振機構であるため、動吸振
器のように振動数を調整する必要は無く、（６）さらに
構成要素が球とケースであり、配管、機器などで生じる
高温の温度条件下においても使用可能な装置である。 【００３５】風などの定常外力に対しては、対象物（ビ
ル、塔、配管、機器など）の振動に同調して、球の円運
動により対象構造物の振動を抑制し、地震などの入力の
大きな過渡的な外力に対しては、球と球ケースの衝突的
な振動により対象構造物の振動を抑制する装置である。 【００３６】風、ポンプ振動など定常的な外力に対して
は、球が対象物の振動に同調して動く円運動を利用した
制振であり、動吸振器のように振動数を調整する必要が
無く、微少振動レベルからスムーズな制振効果が得られ
る。 【００３７】したがって、次のように作用する。 【００３８】（１）図１〜図６（制振対象をビルとした
揚合）、図７〜図８（制振対象を配管とした揚合）に示
すように、球５は楕円型の挿入殻を有する球ケース３に
挿入され、球ケース３は制振対象となるビル１や配管８
に設置される。 【００３９】ビル１が振動すると、球５は球ケース３の
楕円型挿入殻や球型挿入殻の中で円運動を起こす。 【００４０】（２）入力が大きい揚合（対象構造物の振
動レベルが大きい場合）には、図４に示すように、球５
は球ケース３の側面で円運動を起こす。 【００４１】図４（Ａ）は球ケース３の中での球５の円
運動を示し、図４（Ｂ）は制振対象物（ビル）の応答を
示す。図４（Ｂ）において、（１）は本発明装置を取付
けない場合の制振対象物（ビル）の応答であり、（２）
は本発明装置を取付けた場合の制振対象物（ビル）の応
答である。 【００４２】図４（Ｃ）は球ケース３の中での球５の振
幅を示す。 【００４３】（３）入力が小さい揚合（対象構造物の振
動レベルが小さい揚合）には、図５に示すように、球５
は球ケース３の底面で円運動を起こす。 【００４４】図５（Ａ）は球ケース３の中での球５の円
運動を示し、図５（Ｂ）は制振対象物（ビル）の応答を
示す。図５（Ｂ）において、（１）は本発明装置を取付
けない場合の制振対象物（ビル）の応答であり、（２）
は本発明装置を取付けた場合の制振対象物（ビル）の応
答である。 【００４５】図５（Ｃ）は球ケース３の中での球５の振
幅を示す。 【００４６】（４）図中ｒは、円運動の半径であり、ｒ
が大きい程、球５による制振効果は大きい。 【００４７】（５）図６に入力と半径ｒの関係を示す。
球５の回転により発生する遠心力ＦRと自重ＦGは次式で
釣り合う。 【００４８】ＦR・ｓｉｎθ＝ＦG・ＣＯＳθ
（１）図６（Ａ）に示すように、入力が大きい揚合に
は、遠心力ＦRが大きくなり、自重ＦGに釣り合う力が大
きくなり、球５は球ケース３の側面で回転することがで
きる。 【００４９】図６（Ｂ）に示すように、入力が小さい揚
合には、遠心力ＦRが小さくなり、自重ＦGに釣り合う力
が小さくなり、球５は球ケース３の底面で回転すること
となるが、底面を楕円形になだらかなにすることによ
り、回転半径ｒを大きくすることができ、ｒに比例する
制振力を大きくすることができる。 【００５０】球５は、図４、図５に示すように、制振対
象物（ビルなど）に対して、位相が約９０度で回転し、
対象物に対して減衰力として作用し、対象物の振動は低
減される。 【００５１】（６）本発明装置は、球５の挿入された球
ケース３を対象物（ビル、配管機器など）に取り付ける
だけであり、振動数の調整は必要無く、振動数の変化す
る対象物（架設中の塔など）に対しても振動数の調整不
要で用いることができる。 【００５２】（７）また、球ケース３と球５は鉄などの
金属で製作した場合には、高温に対しても問題は無く、
配管や機器などの高温条件下においても本制振装置の適
用が可能である。 【００５３】本発明装置は、振動数調整を必要とせず、
架設中の主塔など振動数の変化する構造物に対しても適
用することが出来る。 【００５４】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
８および図１５〜図２０に示す。 【００５５】（第１の実施の形態）第１の実施の形態
（制振対象をビルとした場合）を図１〜図６に示す。 【００５６】図１は、第１の実施の形態に係る制振装置
の設置図。 【００５７】図２は、第１の実施の形態の係る制振装置
の概要図。 【００５８】図３は、図２のＡ−Ａ断面図。 【００５９】図４は、本発明の制振装置の球の動きと制
振効果説明図（入力が大きい場合）。図５は、本発明の
制振装置の球の動きと制振効果説明図（入力が小さい場
合）。 【００６０】図６は、入力と円運動半径ｒとの関係を示
す図である。 【００６１】本発明に係る制振装置の球５は、楕円型の
挿入殻を有する球ケース３に挿入され、球ケース３は、
制振対象となるビル１の頂部あるいは頂部付近の内部に
設置される。 【００６２】球５が挿入される球ケース３は、挿入しや
すいように分割されており、分割された球ケース３は、
ボルト４で接合されている。 【００６３】ビル１が振動すると、球５は球ケース３の
楕円型挿入殻の中で滑らかに円運動を起こす。 【００６４】球ケース３の底面は、楕円形で滑らかにな
っており、小さい入力（対象構造物の振動レベルが小さ
い揚合）でも回転半径ｒを大きくとることができ、大き
な制振力を得ることができる。 【００６５】（第２の実施の形態）第２の実施の形態
（制振対象を配管とした場合）を図７〜図８に示す。 【００６６】図７は、第２の実施の形態に係る制振装置
の設置図（本発明による自己同調型制振装置の配管への
適用例を示す図）。 【００６７】図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。 【００６８】１個あるいは複数個の球５は、球型の挿入
殻を有する同じく１個あるいは複数個の球ケース３に挿
入され、球ケース３は制振対象となる配管８に取り付け
られる。 【００６９】球５が挿入される球ケース３は、球５の挿
入と取付とを考慮して分割されており、分割された球ケ
ース３は、ボルト４で接合される。 【００７０】配管８が振動すると、球５は球ケース３の
球型挿入殻の中で円運動を起こす。制御対象が配管８の
場合には、入力として大きな加速度が得られるため（問
題となる場合は配管８の振動レベルが大きい揚合が多
い）、球ケース３の球５の挿入殻は底面も球形の球型を
用いている。 【００７１】なお、球ケース３の内部表面に、ウレタ
ン、ゴム、プラスチック、金属などの材料を選定して貼
り付けることにより、対象構造物と球５との振動位相を
調整することができる。 【００７２】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態（制振対象をビルとした場合）を図１、および、
図１５〜図２０に示す。 【００７３】図１は、本発明による自己同調型制振装置
の設置図。 【００７４】図１５は、第３の実施の形態にに係る自己
同調型制振装置の概略図。 【００７５】図１６は、図１５のＡ−Ａ断面図。 【００７６】図１７は、球の動きと制振効果説明図（風
荷重の揚合）。 【００７７】図１８は、球の動きと制振効果説明図（地
震荷重の場合、球ケース可動）。 【００７８】図１９は、球の動きと制振効果説明図（地
震荷重の場合、球ケース固定）。 【００７９】図２０は、作用加速度と球ケースの転がり
条件の関係を示す図である。 【００８０】図１６〜図２０に示すように、球３５は球
ケース３６に挿入され、球ケース３６は球ケース受３７
上の装置ケース３３内に設置される。 【００８１】装置ケース３３の内側には、球ケース３６
用の衝突緩衝材としてクッション３４が設置されてい
る。 【００８２】風などの比較的入力レベルの小さい外力に
対しては、球３５は球ケース３６内で回転運動し、対象
構造物の振動を抑制する。 【００８３】また、地震などの比較的大きな入力に対し
ては、球３５は球ケース３６とともに球ケース受３７か
ら転がり出て、装置ケース３３内で衝突振動を起こして
対象構造物の振動を抑制する。 【００８４】 【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 【００８５】（請求項１の発明の効果） （１）図４、図５に示すように、本発明装置により、風
外乱によるビル、塔などの構造物の振動や、ポンプある
いは脈動などによる配管や機器の振動を低減させること
ができる。球ケースの底面が楕円形で滑らかになってい
るため、小さい入力（対象構造物の振動レベルが小さい
揚合）でも回転半径ｒを大きくとることができ、大きな
制振力を得ることができる。 【００８６】（２）制振装置は対象構造物に設置するだ
けであり、容易に既設のビル、塔、配管、機器などに対
しても適用可能である。 【００８７】（３）球と球ケースで構成されるコンパク
トで小規模であるため、ばねやダンパーなど不要であ
り、低コストである。 【００８８】（４）アクチュエータなどの電源を必要と
するものを構成部品に含まないため、供給エネルギーを
必要としない。 【００８９】（５）本発明装置では、球が球ケース内を
回転するだけであり、メンテナンス・フリーである。 【００９０】（６）本発明装置はコンパクトで小規模で
あるため、低コストである。 【００９１】（７）サポートやバンド等が不要であり、
設置スペースの少ない場所に対しても容易に設置可能で
ある。 【００９２】（８）金属からなる球と球ケースで構成し
た場合には、高温条件下においても使用可能であり、高
温条件下で用いられる配管や機器にも適用できる。 【００９３】（９）制振装置の振動数調整が不必要であ
り、振動数が変化する架設中の塔などの構造物に対して
も適用可能である。 【００９４】（１０）球ケースの形状に楕円形状を用い
ることにより、振動レベルの小さい微少振動レベルでも
大きな制振効果を得ることができる。 【００９５】（１１）衝撃面が無いため磨耗の問題が発
生しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の設
置図（ビルへの適用例）。 【図２】第１の実施の形態の係る制振装置の概要図。 【図３】図２のＡ−Ａ断面図。 【図４】本発明に係る制振装置の球の動きと制振効果説
明図（入力が大きい場合）。 【図５】本発明に係る制振装置の球の動きと制振効果説
明図（入力が小さい場合）。 【図６】入力と円運動半径ｒとの関係を示す図。 【図７】本発明の第２の実施の形態に係る制振装置の設
置図（配管への適用例）。 【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。 【図９】従来のビル用制振装置（対策１）を示す図。 【図１０】従来のビル用制振装置（対策２）を示す図。 【図１１】従来の配管用制振装置（対策３）を示す図。 【図１２】従来の配管用制振装置（対策４）を示す図。 【図１３】従来の配管用制振装置（対策５）を示す図。 【図１４】従来の柱状構造物用制振装置（対策６）を示
す図。 【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る制振装置の
設置図（ビルへの適用例）。 【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図。 【図１７】球の動きと制振効果説明図（風荷重の揚
合）。 【図１８】球の動きと制振効果説明図（地震荷重の場
合、球ケース可動）。 【図１９】球の動きと制振効果説明図（地震荷重の場
合、球ケース固定）。 【図２０】作用加速度と球ケースの転がり条件の関係を
示す図。 【符号の説明】 １…ビル ２…自己同調型制振装置 ３…球ケース ４…ボルト ５…球 ６…母管 ７…バルブ ８…配管 ９…ボルト穴 １０…マス １１…設置用架台 １２…オイルダンパー １３…ばね １４…アクチュエータ １５…サポート １６…バンド １７…固定台 １８…平板ばね １９…柱状構造物 ２０…溝 ２１…支持具 ３３…装置ケース ３４…クッション ３５…球 ３６…球ケース ３７…球ケース受 ３８…支点
置図（ビルへの適用例）。 【図２】第１の実施の形態の係る制振装置の概要図。 【図３】図２のＡ−Ａ断面図。 【図４】本発明に係る制振装置の球の動きと制振効果説
明図（入力が大きい場合）。 【図５】本発明に係る制振装置の球の動きと制振効果説
明図（入力が小さい場合）。 【図６】入力と円運動半径ｒとの関係を示す図。 【図７】本発明の第２の実施の形態に係る制振装置の設
置図（配管への適用例）。 【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。 【図９】従来のビル用制振装置（対策１）を示す図。 【図１０】従来のビル用制振装置（対策２）を示す図。 【図１１】従来の配管用制振装置（対策３）を示す図。 【図１２】従来の配管用制振装置（対策４）を示す図。 【図１３】従来の配管用制振装置（対策５）を示す図。 【図１４】従来の柱状構造物用制振装置（対策６）を示
す図。 【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る制振装置の
設置図（ビルへの適用例）。 【図１６】図１５のＡ−Ａ断面図。 【図１７】球の動きと制振効果説明図（風荷重の揚
合）。 【図１８】球の動きと制振効果説明図（地震荷重の場
合、球ケース可動）。 【図１９】球の動きと制振効果説明図（地震荷重の場
合、球ケース固定）。 【図２０】作用加速度と球ケースの転がり条件の関係を
示す図。 【符号の説明】 １…ビル ２…自己同調型制振装置 ３…球ケース ４…ボルト ５…球 ６…母管 ７…バルブ ８…配管 ９…ボルト穴 １０…マス １１…設置用架台 １２…オイルダンパー １３…ばね １４…アクチュエータ １５…サポート １６…バンド １７…固定台 １８…平板ばね １９…柱状構造物 ２０…溝 ２１…支持具 ３３…装置ケース ３４…クッション ３５…球 ３６…球ケース ３７…球ケース受 ３８…支点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16F 15/02 - 15/08
E04H 9/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】球と、球を挿入する楕円型挿入殻を有し底
面が楕円形の断面で滑らかになっている球ケースとを有
し、 制振対象物に取り付けることにより、制振対象物の振動
に同調した前記球の円運動で、入力が小さい場合には前
記球が前記球ケースの底面で回転し、入力が大きい場合
には前記球が前記球ケースの側面で回転するように、回
転半径を変化させることにより、制振対象物の振動を抑
制することを特徴とする自己同調型制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002135578A JP3422788B2 (ja) | 1996-10-22 | 2002-05-10 | 自己同調型制振装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-279452 | 1996-10-22 | ||
| JP27945296 | 1996-10-22 | ||
| JP2002135578A JP3422788B2 (ja) | 1996-10-22 | 2002-05-10 | 自己同調型制振装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24293197A Division JP3337402B2 (ja) | 1996-10-22 | 1997-09-08 | 自己同調型制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014036A JP2003014036A (ja) | 2003-01-15 |
| JP3422788B2 true JP3422788B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26553338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002135578A Expired - Lifetime JP3422788B2 (ja) | 1996-10-22 | 2002-05-10 | 自己同調型制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422788B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007255549A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Tokai Rubber Ind Ltd | 内燃機関用制振装置 |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135578A patent/JP3422788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003014036A (ja) | 2003-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3337402B2 (ja) | 自己同調型制振装置 | |
| JP5062561B2 (ja) | 振動低減機構およびその諸元設定方法 | |
| JP4831847B1 (ja) | 制振装置、風力発電装置及び制振方法 | |
| WO1998044275A1 (en) | Active dual reaction mass absorber for vibration control | |
| JP2000055117A (ja) | 免振装置 | |
| JP3944228B2 (ja) | 振動遮断装置 | |
| JPH09329182A (ja) | 制振装置 | |
| JP3422788B2 (ja) | 自己同調型制振装置 | |
| JP5413681B2 (ja) | ３次元免震システム | |
| JP2001349094A (ja) | 同調振り子式制振装置 | |
| JP2000186743A (ja) | 据付機器用防振架台 | |
| JP5252173B2 (ja) | 防振機構 | |
| JP4572707B2 (ja) | 制振装置 | |
| JP2005333744A (ja) | 構造物用防振架台 | |
| JP2000136651A (ja) | 構造物の連結制振装置 | |
| JP2000266116A (ja) | 揺動ベアリング式免震装置 | |
| KR20130012786A (ko) | 금속판스프링을 이용한 동조질량감쇠기 및 이를 이용한 방진베이스 | |
| JPH11294528A (ja) | 制振装置 | |
| JP2011069149A (ja) | 免震システム | |
| JPH10212840A (ja) | 鉄骨架構の制振構造 | |
| JPH06280936A (ja) | ケーブル制振装置 | |
| JPH0346126Y2 (ja) | ||
| JP2022187395A (ja) | 建物 | |
| JP2024084970A (ja) | 制振装置 | |
| JP3326226B2 (ja) | 二重床振動抑制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030318 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100425 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140425 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |