JP3732274B2 - Vibration control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震や風力等による構造物の揺れを抑制する制振装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から水平面内で変位可能な制振マスを構造物の上部に配置して、構造物の揺れを能動的あるいは受動的に抑制する制振装置が知られており、例えば、図10に示すような装置が知られている。
【0003】
これは、直方体の制振マス3を構造物1の最上部に設置したフレーム2で揺動自由に垂下したもので、制振マス3の4隅近傍とフレーム2の間には4本の吊りロッド4が介装され、吊りロッド4の両端に設けたユニバーサルジョイント93、93によって、制振マス3は水平面内で揺動自由に支持されている。なお、水平面内は、図中紙面の貫通方向及び左右方向となる。
【0004】
そして、フレーム2には、図中紙面の貫通方向及び左右方向へそれぞれ制振マス3を駆動するサーボアクチュエータ90X、90Yがほぼ直交するように配設され、これらサーボアクチュエータ90X、90Yはロッド側を制振マス3に設けたクレビス92を介して連結される一方、基端側をフレーム2に設けたトラニオン91によって揺動自由に支持される。
【0005】
サーボアクチュエータ90X、90Yは、図示しない加速度センサの検出値に基づいて制振マス3の変位量を演算するコントローラからの指令に応じて駆動され、サーボアクチュエータ90X、90Yの合力により、構造物1に加わる振動を抑制する方向へ制振マス3を駆動し、構造物1の揺れを減衰する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、構造物の平面形が細長い長方形等の場合には、短辺方向に揺れが集中して長辺方向の揺れは微小なものになる場合があり、特に、風圧による揺れは短辺方向に発生する一方、長辺方向にはほとんど発生しない場合がある。
【0007】
しかしながら、上記従来の制御装置では、構造物によって揺れの方向がほぼ一定であるにもかかわらず、揺れが問題になる方向だけではなく、揺れが微小な方向にも制振マス3は駆動されるため、ほとんど制振の必要がない方向の加速度に基づいて、サーボアクチュエータが制振マス3を駆動し、装置全体が複雑になって高価になるという問題があり、さらに、上記従来例では、制振マス3が水平面内で任意の方向へ変位可能であり、制振マス3の変位方向を想定するのが難しく、制振マス3の過大な変位を阻止するためのストッパを配置するのが難しいという問題があった。
【0008】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、揺れが特定の方向に集中する構造物の制振を確実に行いながらも製造コストの低減を可能にするとともに、制振マスの過大な変位を確実かつ容易に規制することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、構造物に対して制振マスを相対変位可能に支持する支持手段を備えて構造物の振動を減衰させる制振装置において、前記制振マスを水平面の一方向へのみ移動しうるように制振マスの変位を規制する案内手段と、前記制振マスの変位が所定値を超えたときに、制振マスの変位を阻止する変位阻止手段とを備え、前記変位阻止手段は、構造物に固定されたガイドと、移動用ローラにより前記ガイド上を移動自在なピンと、前記制振マスに固設されるとともに前記ピンを鉛直方向に変位自在に収装したピンホルダと、前記制振マスが変位許容範囲を超えて揺動したときに前記ピンが落下して貫入する間隙を前記ガイドの端面との間に形成するストッパプレートとを備える。
【0010】
また、第2の発明は、前記第1の発明において、前記案内手段は、制振マスまたは構造物側の一方に設けた一対のレールと、他方に設けたローラとから構成され、前記レールは構造物の一方向に沿って平行して配設されるとともに、前記ローラとこれらレールとの間に所定の間隙を形成する。
【0011】
また、第3の発明は、前記第2の発明において、前記レールは、ローラとの間隙を変更可能な間隙調整手段を備える。
【0012】
また、第4の発明は、前記第1の発明において、前記制振マスは、構造物との間に相対変位を減衰する減衰手段を設ける。
【0013】
また、第5の発明は、前記第1の発明において、前記制振マスは、構造物との間に構造物へ加わる振動に応じて制振マスを駆動するサーボアクチュエータを備える。
【0014】
また、第6の発明は、前記第1の発明において、前記支持手段は、制振マスを揺動自由に垂下する吊りロッドで構成され、この吊りロッドが、全長を変更可能な調整手段を備える。
【0015】
また、第7の発明は、構造物に固定され前記制振マスの移動方向に延びるブラケットを備えるとともに、前記ピンホルダに設けられたフレーム部がこのブラケットを挟み込むことにより、前記ピンホルダの移動が案内される。
【0016】
また、第8の発明は、前記ピンを前記ピンホルダ内の所定の位置に係脱自在に係止する係止手段を備えた。
【0017】
また、第9の発明は、前記支持手段が破損した場合に前記制振マスが構造物側へ落下しないように支持する落下阻止部材を、前記制振マスと構造物側との間に介装した。
【0018】
【作用】
したがって第1の発明では、例えば、細長い平面形を備えた構造物の短辺方向にのみ制振マスの変位を許容して、長辺方向への変位を規制するように制振装置を設置すると、細長い平面形の構造物の振動は短辺方向に集中するため、制振マスの変位方向を1軸としても確実に構造物の振動を抑制でき、また、構造物の短辺方向に過大な振動が加わって、制振マスが所定値を超えて変位しようとすると、変位阻止手段が制振マスの変位を阻止するため、制振マスの過大な変位による制振装置または構造物の損傷を防止できる。
制振マスが変位許容範囲を超えて揺動したときには、制振マスに固設されたピンホルダ内に収装されたピンはガイドの端部から落下して、ガイドの端面とストッパプレート間の間隙内に貫入するので、制振マスの許容範囲を超えた揺動は確実に規制され、制振マスおよび構造物の破損は確実に回避できる。また、ピンをガイドの端面とストッパプレート間の間隙から上方に持ち上げれば制振マスの固定は解けるので、制振マスの中立位置への復帰は容易に行うことができる。
【0019】
また第2の発明では、構造物に振動が加わると、レールとローラはその揺動方向にのみ相対変位し、この揺動方向と交差する方向への制振マスの変位を規制し、すなわち、一方向にのみ制振マスを変位させる。
【0020】
また第3の発明では、一対のレールには、ローラとの間隙を変更可能な間隙調整手段が設けられ、制振装置を設置する際の寸法誤差を、設置後に容易に修正でき、制振マスの揺動方向の抵抗増大を防いで、円滑な制振動作を行うことができる。
【0021】
また第4の発明では、制振マスと構造物との間には、相対変位を減衰する減衰手段が設けられ、構造物の振動に応じて制振マスが受動的に振動することで、構造物の振動を抑制しながら、減衰手段によって制振マスと構造物の相対変位を減衰して、構造物の振動の収束に応じて制振マスの変位を停止させることができる。
【0022】
また第5の発明では、制振マスと構造物との間には、構造物に加わる振動に応じて制振マスを駆動するサーボアクチュエータが介装されるため、構造物の振動に応じて制振マスが能動的に振動することで、構造物の振動を抑制することができる。
【0023】
また第6の発明では、制振マスを垂下する吊りロッドの全長を変更可能な調整手段を設けたため、制振マスの固有振動周期を構造物の固有振動周期に容易に同調させることができ、一つの制振装置を幅広い構造物に適用することが可能となって、制振装置の汎用性を拡大することが可能となる。
【0024】
また第7の発明では、ピンホルダのフレーム部がブラケットを挟み込んでいるので、ピンホルダはこのブラケットに沿った軌道に案内され、ピンホルダ内に収装されたピンもガイド上の所定の軌道を確実に移動するとともに、制振マスが変位許容範囲を超えて揺動したときには、ピンはガイドの端面とストッパプレート間の間隙内に確実に貫入する。
【0025】
また第8の発明では、ガイドの端面とストッパプレート間の間隙に貫入したピンを再び持ち上げて、係止手段によりピンをピンホルダ内の所定の位置に係止しておけば、ピンはガイドの上に乗った状態に容易に復帰させることができる。
【0026】
また第9の発明では、支持手段が破損した場合には、落下阻止部材が制振マスと構造物側の間にあって、制振マスが構造物側へ落下しないように支持するので、制振マスが構造物側に落下して致命的なダメージを受けることを防止できる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1〜図9に本発明の一実施形態を示す。
【0028】
図1、図2において、制振マス3は、前記従来例と同様に構造物1の最上部等に立設されたフレーム2に垂下されるもので、例えば直方体等で形成され、この構造物1は、例えば、前記したように長辺と短辺からなる平面形で構成され、短辺方向に揺れが集中するものであり、図1において、Y軸が長辺方向、X軸が短辺方向である。
【0029】
制振マス3を支持した架台5の四隅近傍とフレーム2の間には4本の吊りロッド4が介装され、支持手段としての吊りロッド4の両端に設けたローラーベアリング6、6を介して制振マス3は水平面内で所定の方向へ揺動自由に支持されている。なお、水平面は、図1のX−Y平面であり、制振マス3は短辺方向、すなわち、図中X軸方向へ揺動可能に垂下される。以下、図1、図2のX軸方向を揺動方向とする。
【0030】
吊りロッド4は制振マス3の揺動方向と平行な側面側に配設されており、図2に示すように、吊りロッド4はターンバックルにて構成されて、任意の全長に調整することができるものであり、この吊りロッド4の全長を変更することで、フレーム2から垂下する制振マス3の固有周期を変更して、構造物1の固有周期に同調させるものである。
【0031】
このため、フレーム2から下方へ突設された支持部材12と、架台5から上方へ突設された支持部材13には、ボルト穴12A、13Aが鉛直方向(図2のZ軸方向)に所定の間隔で複数形成され、吊りロッド4の両端に設けたローラーベアリング6、6が、吊りロッド4の全長に応じたボルト穴12A、13Aを介して締結される。
【0032】
一方、フレーム2から垂下された制振マス3と対向する構造物1側には台座1Aが固設され、この台座1Aと制振マス3を支持した架台5との間には、減衰手段としてのダンパ8、多数のスプリング7と、案内手段としてのレール11と変位阻止手段としてのストッパ20がそれぞれ揺動方向に沿って所定の位置に配設される。
【0033】
まず、ダンパ8は台座1A側に設けたブラケット14と、架台5の下面に突設したブラケット15の間に介装され、ダンパ8の伸縮動作に応じて減衰力を発生する。
【0034】
多数のスプリング7は、制振マス3を所定の中立位置へ向けて付勢すべく、基端を台座1Aに、他端を架台5に連結し、相互に対向する一対のスプリング7、7を複数配置し、制振マス3の動揺周期の微調整を行い、かつ中立位置へ向けて付勢するものである。
【0035】
台座1Aの所定の位置には図3〜図5に示すように、一対のレール支持部材10、10が所定の間隔で対向配置され、これらレール支持部材10、10の間にはレール11、11を介して架台5に軸支されたローラ9が介装され、制振マス3のY軸方向への変位を規制して、X軸方向へ案内する案内手段を構成する。なお、ローラ9が本発明のローラに相当し、レール11が本発明のレールに相当する。
【0036】
レール支持部材10にはローラ9と当接するレール11が固設されており、ローラ9は対向配置されたレール11、11のうちの一方と当接して回転し、制振マス3を揺動方向へ案内する。
【0037】
レール支持部材10に配設されるレール11は、ローラ9との間隙を調整するため、レール11側に設けたボルト16をレール支持部材10の貫通孔(図示せず)へ挿通させ、レール支持部材10を挟持する一対のナット17、17によって固定される。これら間隙調整手段としてのナット17、17の締結位置を変更することで、レール11とローラ9との間に微小な間隙を形成する。
【0038】
さらに、図6〜図9に示すように、台座1A及び架台5の所定の位置には、制振マス3の過大な揺動を阻止する変位阻止手段としてのストッパ20が配設される。
【0039】
台座1Aには、Y軸方向に沿ってストッパプレート25を固設した一対のブラケット24、24が揺動方向に所定の間隔で固設される。そして、所定の間隔で対向したストッパプレート25、25の間には、架台5から下方に向けて突設され、柱状のピン23を鉛直方向へ変位自在に収装したピンホルダ21が配設される。
【0040】
ピンホルダ21は、図6、図7に示すように、筒部21Aと、この筒部21AからY軸方向の左右両方向に向かって平行に延び出す一対のフレーム部21B、21Bから構成される。
【0041】
この筒部21A内には、ピン23が摺動自由に、かつ筒部21Aの下端から突出可能に支持される。
【0042】
また、一対のフレーム部21B、21Bは、ブラケット24、24を両側から挟み込むようになっており、ピンホルダ21は、フレーム部21B、21Bにおいてブラケット24、24に案内されて、正確な軌道上を案内されるようになっている。
【0043】
なお、図6に示すように、このピンホルダ21のフレーム部21B、21Bとブラケット24、24は連結ボルト41で、また、図8に示すように、ピンホルダ21の筒部21Aとピン23は連結ボルト42で、それぞれ固定可能となっており、これらのボルト41、42を用いた固定によって、ストッパ20の所定の位置への設置が容易に行い得るようになっている。
【0044】
一方、制振マス3の中立位置において、ピン23と対向する台座1Aには、ブラケット24、24の間の所定の位置にガイド22が固設される。このガイド22は略方形の平面形で形成され、上面でピンホルダ21に支持されたピン23に設けられた移動用ローラ43と摺接するとともに、ストッパプレート25、25との間に所定の間隙を形成する端面22A、22Aを形成している。
【0045】
この間隙は、制振マス3の変位が所定の許容値を超えたときに、ガイド22の上面を移動用ローラ43を介して移動していたピン23が貫入可能な値に設定され、制振マス3が許容値を超えて変位しようとすると、図6に示すように、ガイド22とストッパプレート25との間にピン23’が貫入して架台5を係止することで、制振マス3の過大な変位を阻止する。
【0046】
なお、ストッパプレート25とこれが固設されるブラケット24の間には、クッション44が介装され、ピン23がストッパプレート25に衝突したときの衝撃を緩和するようになっている。
【0047】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【0048】
構造物1の平面形が細長い形状、例えば、上記したように短辺と長辺からなる長方形である場合には、地震や風による構造物1の揺れは短辺方向に集中する。構造物1が短辺方向、すなわち、図1のX軸方向へ揺れると、制振マス3もX軸方向へ揺動し、この制振マス3の揺動の反力に応じて構造物1の揺れが減衰される。そして、制振マス3の揺動はダンパ8によって減衰され、構造物1の揺れの収束に応じて制振マス3も所定の中立位置で停止する。なお、制振マス3の固有振動周期はターンバックルで構成された吊りロッド4の全長を、制振対象である構造物1の固有振動周期に同調するよう予め設定されている。また、スプリング7は、同調周期の微調整に用いる。ターンバックル固定穴13Aのピッチが段階的になっているので、ターンバックル長さの調整だけでは周期を連続的に調整できないからである。
【0049】
構造物1にはY軸方向(長辺方向)にも微小な揺れが発生するが、前記したように、短辺方向に比して非常に小さいため、特別な制振動作を必要とせず、制振マス3の短辺方向への制振動作によって、構造物1の揺れを減衰することができる。
【0050】
制振マス3には、短辺方向のみならず長辺方向にも揺れが加わるが、制振マス3はローラ9が一対のレール支持部材10に案内されており、長辺方向への揺れに応じてローラ9が対向するレール11、11のうちの一方と当接することで制振マス3のY軸方向への変位を規制しながら、X軸方向への揺動のみを許容する。
【0051】
ここで、構造物1の短辺方向に、所定の許容値を超える揺れが加わった場合、図6に示すように、ストッパ20が作動して制振マス3の過大な変位を阻止し、装置の損傷を防止する。
【0052】
すなわち、制振マス3の揺動が許容値未満の場合には、ピンホルダ21に収装されたピン23はガイド22の上面を移動用ローラ43を介して移動するだけであるが、制振マス3が許容値を超えて揺動しようとすると、ガイド22とストッパプレート25の間隙にピン23が貫入するため、ピン23は変位を規制されて係止される。このため、ピン23を収装したピンホルダ21が架台5を介して制振マス3の過大な変位を阻止し、このような過大な振動入力に対しては制振マス3を固定して、装置の損傷を確実に防止する。なお、ピン23が間隙に貫入するときにストッパプレート25に加わる衝撃は、ストッパプレート25とブラケット24の間に介装されたクッション44により緩和される。
【0053】
また、ガイド22とストッパプレート25との間に貫入したピン23を、再びピンホルダ21側に持ち上げれば、制振マス3の固定は容易に解けるので、ピン23がガイド22の上面に来る位置まで、制振マス3を容易に移動させることができ、このように中立位置に復帰した制振マス3は、再び制振動作を行うことができる。このとき、ピン23を筒部21A内に持ち上げた状態で連結ボルト42による固定を行えば、制振マス3を移動して、再びピン23をガイド22上に乗せる作業は容易に行い得る。
【0054】
こうして、制振マス3の揺動方向を1軸方向としたため、装置の構成を簡易にしながら細長い平面形を備えた構造物1の制振動作を確実に行うことができ、細長い構造物1に適した制振装置を安価にて提供でき、また、制振マス3の揺動方向を1軸とすることで、過大な変位を阻止するストッパ20を容易に配置することができ、製造コストの増大を抑制するとともに、過大な振動入力による制振装置または構造物1の損傷を確実に防止することが可能となる。
【0055】
さらに、制振マス3を垂下する吊りロッド4を伸縮自在のターンバックルにて構成したため、制振マス3の固有振動周期を構造物1の固有振動周期に容易に同調させることができ、一つの制振装置を幅広い構造物に適用することが可能となって、制振装置の汎用性を拡大することが可能となる。
【0056】
また、制振マス3のY軸方向への変位を規制する案内手段として、一対のレール11,11と選択的に当接するローラ9を設けたため、制振マス3の揺動方向を規制しながらも揺動方向への摩擦力等の抵抗を抑制することができ、制振マス3を円滑に揺動させて構造物1の制振動作を確実に行うことが可能となるのであり、さらに、ローラ9とレール支持部材10の間にはY軸方向の間隙を調整可能なレール11を介装したため、制振装置の設置誤差を許容することができ、制振動作を高精度で行うことが可能となる。
【0057】
なお、上記実施形態において、平面形が細長い形状の構造物を制振対象としたが、これに限定されることはなく、一方向からの揺れの影響を強く受ける構造物の場合、その揺れの方向にのみ制振マスが揺動できるようにすればよい。
【0058】
また、制振マス3側にローラを設ける一方、構造物1側にレールを設けたが、逆に制振マス3にレールを、構造物1側にローラを配置してもよい。
【0059】
【発明の効果】
以上のように第1の発明によれば、例えば、細長い平面形を備えた構造物の短辺方向にのみ制振マスの変位を許容して、長辺方向への変位を規制するように設置すると、細長い平面形の構造物の振動は短辺方向に集中するため、制振マスの変位方向を1方向としても確実に構造物の振動を確実に抑制でき、制振マスの変位方向を水平面の1方向としたため、装置の構成を簡易にして細長い構造物に適した制振装置を安価にて提供でき、また、制振マスの変位方向を1方向とすることで、過大な変位を阻止する変位阻止手段を容易に配置することができ、製造コストの増大を抑制するとともに、過大な振動入力による制振装置または構造物の損傷を確実に防止することが可能となる。
制振マスが変位許容範囲を超えて揺動したときには、制振マスに固設されたピンホルダ内に収装されたピンはガイドの端部から落下して、ガイドの端面とストッパプレート間の間隙内に貫入するので、制振マスの許容範囲を超えた揺動は確実に規制され、制振マスおよび構造物の破損は確実に回避できる。また、ピンをガイドの端面とストッパプレート間の間隙から上方に持ち上げれば制振マスの固定は解けるので、制振マスの中立位置への復帰は容易に行うことができる。
【0060】
また第2の発明によれば、構造物に加わる振動成分がレールとローラの摺接方向と一致するときに限り、ローラはこのレールに沿って回転しながら構造物の一方向へ制振マスを案内することができ、摩擦力等の抵抗を抑制しつつ、制振マスを円滑に揺動させて構造物の制振動作を確実に行うことが可能となる。
【0061】
また第3の発明によれば、一対のレールには、ローラとの間隙を変更可能な間隙調整手段が設けられ、制振装置を設置する際の寸法誤差を、設置後に容易に修正でき、構造物の短辺方向への制振マスの抵抗増大を防いで、円滑かつ高精度な制振動作を行うことができる。
【0062】
また第4の発明によれば、制振マスと構造物との間には、相対変位を減衰する減衰手段が設けられ、構造物の振動に応じて制振マスが受動的に振動することで、構造物の振動を抑制しながら、減衰手段によって制振マスと構造物の相対変位を減衰して、構造物の振動の収束に応じて制振マスの変位を停止させることができる。
【0063】
また第5の発明によれば、制振マスと構造物との間には、構造物に加わる振動に応じて制振マスを駆動するサーボアクチュエータが介装されるため、構造物の振動に応じて制振マスが能動的に振動することで、構造物の振動を抑制することができる。
【0064】
また第6の発明によれば、制振マスを揺動自由に垂下する吊りロッドの全長を変更可能にしたため、制振マスの固有振動周期を構造物の固有振動周期に容易に同調させることができ、一つの制振装置を幅広い構造物に適用することが可能となって、制振装置の汎用性を拡大することが可能となる。
【0065】
また第7の発明によれば、ピンホルダのフレーム部がブラケットを挟み込んでいるので、ピンホルダはこのブラケットに沿った軌道に案内され、ピンホルダ内に収装されたピンもガイド上の所定の軌道を確実に移動するとともに、制振マスが変位許容範囲を超えて揺動したときには、ピンはガイドの端面とストッパプレート間の間隙内に確実に貫入する。
【0066】
また第8の発明によれば、ガイドの端面とストッパプレート間の間隙に貫入したピンを再び持ち上げて、係止手段によりピンをピンホルダ内の所定の位置に係止しておけば、ピンはガイドの上に乗った状態に容易に復帰させることができる。
【0067】
また第9の発明によれば、支持手段が破損した場合には、落下阻止部材が制振マスと構造物側の間にあって、制振マスが構造物側へ落下しないように支持するので、制振マスが構造物側に落下して致命的なダメージを受けることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す制振装置の正面図。
【図2】同じく平面図。
【図3】ガイドローラ及びガイドレールの要部を示す平面図。
【図4】同じく、図3のD−D矢視図。
【図5】同じく、図3のE矢視半断面図。
【図6】ストッパの要部を示す正面図。
【図7】同じく、図6のA−A矢視図である。
【図8】同じく、図7のB−B矢視断面図。
【図9】同じく、図7のC−C矢視図である。
【図10】従来例を示す制振装置の正面図。
【符号の説明】
1 構造物
3 制振マス
4 吊りロッド
7 スプリング
8 ダンパ
9 ローラ
10 レール支持部材
11 レール
16 ボルト
17 ナット
20 ストッパ
21 ピンホルダ
22 ガイド
23 ピン
24 ブラケット
25 ストッパプレート
41 連結ボルト
42 連結ボルト
43 移動用ローラ
44 クッション[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a vibration damping device that suppresses shaking of a structure due to an earthquake or wind power.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a vibration damping device in which a vibration damping mass that can be displaced in a horizontal plane is arranged on an upper part of a structure to actively or passively suppress the vibration of the structure. For example, as shown in FIG. Devices are known.
[0003]
In this structure, a rectangular
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the planar shape of the structure is an elongated rectangle or the like, the shaking concentrates in the short side direction and the shaking in the long side direction may be very small. On the other hand, it may occur little in the long side direction.
[0007]
However, in the above-described conventional control device, the
[0008]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and enables to reduce the manufacturing cost while reliably suppressing the vibration of the structure in which the vibration is concentrated in a specific direction, and the excessive vibration suppression mass. The purpose is to reliably and easily regulate the displacement.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
1st invention is provided with the support means which supports a damping mass with respect to a structure so that relative displacement is possible, and it damps the vibration of a structure, The said damping mass is moved only to one direction of a horizontal surface And a guide means for restricting the displacement of the damping mass, and a displacement preventing means for preventing the displacement of the damping mass when the displacement of the damping mass exceeds a predetermined value. A guide fixed to a structure, a pin movable on the guide by a moving roller, a pin holder fixed to the damping mass and mounted so that the pin can be displaced in a vertical direction, And a stopper plate that forms a gap between the guide and the end face of the guide when the damping mass swings beyond the allowable displacement range.
[0010]
According to a second invention, in the first invention, the guide means includes a pair of rails provided on one side of the damping mass or the structure side, and a roller provided on the other side. While being arranged in parallel along one direction of the structure, a predetermined gap is formed between the roller and the rails.
[0011]
In a third aspect based on the second aspect, the rail includes a gap adjusting means capable of changing a gap between the rail and the roller.
[0012]
In a fourth aspect based on the first aspect, the damping mass is provided with an attenuating means for attenuating relative displacement with the structure.
[0013]
According to a fifth invention, in the first invention, the damping mass includes a servo actuator that drives the damping mass according to vibration applied to the structure between the damping mass and the structure.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention based on the first aspect, the support means is composed of a suspension rod that freely oscillates the damping mass, and the suspension rod includes adjustment means that can change the overall length. .
[ 0015 ]
The seventh invention includes a bracket that is fixed to a structure and extends in the moving direction of the damping mass, and a frame portion provided on the pin holder sandwiches the bracket to guide the movement of the pin holder. The
[ 0016 ]
Further, the eighth invention is provided with locking means for detachably locking the pin at a predetermined position in the pin holder.
[ 0017 ]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a fall prevention member for supporting the damping mass so that the damping mass does not fall to the structure side when the support means is damaged, between the damping mass and the structure side. did.
[ 0018 ]
[Action]
Therefore, in the first invention, for example, when the damping device is installed so as to allow the displacement of the damping mass only in the short side direction of the structure having an elongated planar shape and to regulate the displacement in the long side direction. Since the vibration of the long and narrow planar structure is concentrated in the short side direction, the vibration of the structure can be reliably suppressed even if the displacement direction of the damping mass is set as one axis, and the vibration is excessive in the short side direction of the structure. When vibration is applied and the damping mass attempts to displace beyond the specified value, the displacement prevention means prevents the damping mass from being displaced, so damage to the damping device or structure due to excessive displacement of the damping mass. Can be prevented.
When the damping mass swings beyond the allowable displacement range, the pin housed in the pin holder fixed to the damping mass falls from the end of the guide, and the gap between the end surface of the guide and the stopper plate Since it penetrates into the inside, the oscillation exceeding the allowable range of the damping mass is surely restricted, and damage to the damping mass and the structure can be surely avoided. Further, if the pin is lifted upward from the gap between the end face of the guide and the stopper plate, the damping mass can be fixed, so that the damping mass can be easily returned to the neutral position.
[ 0019 ]
In the second invention, when vibration is applied to the structure, the rail and the roller are relatively displaced only in the swinging direction, and the displacement of the damping mass in the direction intersecting the swinging direction is restricted, that is, Displace the damping mass only in one direction.
[ 0020 ]
In the third invention, the pair of rails is provided with a gap adjusting means capable of changing a gap between the rollers, and a dimensional error when installing the vibration damping device can be easily corrected after the installation. Thus, a smooth vibration control operation can be performed by preventing an increase in resistance in the swing direction.
[ 0021 ]
In the fourth invention, a damping means for attenuating relative displacement is provided between the damping mass and the structure, and the damping mass passively vibrates according to the vibration of the structure. While suppressing the vibration of the object, the relative displacement between the damping mass and the structure can be attenuated by the damping means, and the displacement of the damping mass can be stopped according to the convergence of the vibration of the structure.
[ 0022 ]
In the fifth invention, a servo actuator that drives the damping mass according to the vibration applied to the structure is interposed between the damping mass and the structure. The vibration of the structure can be suppressed by the vibration mass actively vibrating.
[0023]
Moreover, in the sixth invention, since the adjusting means capable of changing the overall length of the suspension rod that hangs the damping mass is provided, the natural vibration period of the damping mass can be easily synchronized with the natural vibration period of the structure, One damping device can be applied to a wide range of structures, and the versatility of the damping device can be expanded.
[ 0024 ]
In the seventh aspect of the invention, since the frame of the pin holder sandwiches the bracket, the pin holder is guided by a track along the bracket, and the pin accommodated in the pin holder also reliably moves on a predetermined track on the guide. At the same time, when the vibration control mass swings beyond the allowable displacement range, the pin surely penetrates into the gap between the end face of the guide and the stopper plate.
[ 0025 ]
According to the eighth aspect of the invention, if the pin penetrating into the gap between the end face of the guide and the stopper plate is lifted again and the pin is locked at a predetermined position in the pin holder by the locking means, the pin is positioned above the guide. It is possible to easily return to the state of riding.
[ 0026 ]
In the ninth invention, when the support means is damaged, the fall prevention member is located between the damping mass and the structure side so that the damping mass does not fall to the structure side. Can be prevented from falling to the structure side and receiving fatal damage.
[ 0027 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 9 show an embodiment of the present invention.
[ 0028 ]
In FIG. 1 and FIG. 2, the damping
[ 0029 ]
Four
[ 0030 ]
The
[ 0031 ]
Therefore,
[ 0032 ]
On the other hand, a pedestal 1A is fixed on the structure 1 side facing the damping
[ 0033 ]
First, the
[ 0034 ]
In order to urge the damping
[ 0035 ]
As shown in FIGS. 3 to 5, a pair of
[ 0036 ]
A rail 11 that abuts on the
[ 0037 ]
The rail 11 disposed on the
[ 0038 ]
Further, as shown in FIGS. 6 to 9,
[ 0039 ]
On the base 1A, a pair of
[ 0040 ]
As shown in FIGS. 6 and 7, the
[ 0041 ]
In this
[ 0042 ]
Further, the pair of
[ 0043 ]
As shown in FIG. 6, the
[ 0044 ]
On the other hand, a
[ 0045 ]
This gap is set to a value that allows the
[ 0046 ]
A
[ 0047 ]
It is comprised as mentioned above, Next, an effect | action is demonstrated.
[ 0048 ]
When the planar shape of the structure 1 is an elongated shape, for example, a rectangle having short sides and long sides as described above, shaking of the structure 1 due to an earthquake or wind concentrates in the short side direction. When the structure 1 swings in the short side direction, that is, in the X-axis direction in FIG. 1, the damping
[ 0049 ]
Although the structure 1 also has minute vibrations in the Y-axis direction (long side direction), as described above, since it is very small compared to the short side direction, no special vibration control operation is required. The vibration of the structure 1 can be attenuated by the vibration control operation of the
[ 0050 ]
Although vibration is applied to the damping
[ 0051 ]
Here, when a vibration exceeding a predetermined allowable value is applied in the short side direction of the structure 1, as shown in FIG. 6, the
[ 0052 ]
That is, when the oscillation of the damping
[ 0053 ]
Further, if the
[ 0054 ]
Thus, since the swinging direction of the damping
[ 0055 ]
Furthermore, since the
[ 0056 ]
Further, as the guide means for restricting the displacement of the damping
[ 0057 ]
In the above-described embodiment, the structure having an elongated planar shape is the object to be controlled. However, the present invention is not limited to this, and in the case of a structure that is strongly affected by the vibration from one direction, the vibration It is only necessary to allow the damping mass to swing only in the direction.
[ 0058 ]
In addition, while a roller is provided on the
[ 0059 ]
【The invention's effect】
As described above, according to the first invention, for example, the displacement of the damping mass is allowed only in the short side direction of the structure having an elongated flat shape, and the displacement in the long side direction is restricted. Then, since the vibration of the elongated planar structure is concentrated in the short side direction, even if the displacement direction of the damping mass is set to one direction, the vibration of the structure can be reliably suppressed, and the displacement direction of the damping mass is set to the horizontal plane. Therefore, it is possible to provide a vibration control device suitable for elongated structures at a low cost by simplifying the structure of the device, and preventing the excessive displacement by setting the displacement direction of the vibration control mass to one direction. Therefore, it is possible to easily dispose the displacement prevention means, and to suppress an increase in manufacturing cost and to reliably prevent damage to the vibration damping device or the structure due to excessive vibration input.
When the damping mass swings beyond the allowable displacement range, the pin housed in the pin holder fixed to the damping mass falls from the end of the guide, and the gap between the end surface of the guide and the stopper plate Since it penetrates into the inside, the oscillation exceeding the allowable range of the damping mass is surely restricted, and damage to the damping mass and the structure can be surely avoided. Further, if the pin is lifted upward from the gap between the end face of the guide and the stopper plate, the damping mass can be fixed, so that the damping mass can be easily returned to the neutral position.
[ 0060 ]
According to the second aspect of the invention, only when the vibration component applied to the structure coincides with the sliding contact direction of the rail and the roller, the roller rotates along the rail while the damping mass is applied in one direction of the structure. It is possible to guide, and it is possible to perform the vibration control operation of the structure reliably by smoothly swinging the vibration control mass while suppressing the resistance such as frictional force.
[ 0061 ]
According to the third invention, the pair of rails is provided with a gap adjusting means capable of changing a gap between the rollers, and a dimensional error when installing the vibration damping device can be easily corrected after installation. The resistance of the damping mass in the short side direction of the object is prevented from increasing, and a smooth and highly accurate damping operation can be performed.
[ 0062 ]
According to the fourth invention, the damping means for attenuating relative displacement is provided between the damping mass and the structure, and the damping mass passively vibrates according to the vibration of the structure. While the vibration of the structure is suppressed, the relative displacement between the damping mass and the structure can be attenuated by the damping means, and the displacement of the damping mass can be stopped according to the convergence of the vibration of the structure.
[ 0063 ]
According to the fifth invention, a servo actuator that drives the damping mass according to the vibration applied to the structure is interposed between the damping mass and the structure. Thus, the vibration of the structure can be suppressed by actively vibrating the damping mass.
[ 0064 ]
According to the sixth aspect of the invention, since the total length of the suspension rod that freely oscillates the damping mass can be changed, the natural vibration period of the damping mass can be easily synchronized with the natural vibration period of the structure. In addition, one damping device can be applied to a wide range of structures, and the versatility of the damping device can be expanded.
[ 0065 ]
According to the seventh aspect of the invention, since the frame of the pin holder sandwiches the bracket, the pin holder is guided along a track along the bracket, and the pin housed in the pin holder also ensures a predetermined track on the guide. When the vibration control mass swings beyond the allowable displacement range, the pin surely penetrates into the gap between the end face of the guide and the stopper plate.
[ 0066 ]
According to the eighth invention, if the pin penetrating into the gap between the end face of the guide and the stopper plate is lifted again and the pin is locked at a predetermined position in the pin holder by the locking means, the pin is guided by It is possible to easily return to the state of riding on.
[ 0067 ]
According to the ninth invention, when the support means is damaged, the fall prevention member is located between the damping mass and the structure side so that the damping mass does not fall to the structure side. The shaking mass can be prevented from falling to the structure side and receiving fatal damage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a vibration damping device showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is also a plan view.
FIG. 3 is a plan view showing the main parts of a guide roller and a guide rail.
4 is a view taken along the line DD in FIG.
5 is a half sectional view taken along arrow E in FIG.
FIG. 6 is a front view showing the main part of the stopper.
7 is a view taken along the line AA in FIG.
8 is a cross-sectional view taken along arrow BB in FIG.
FIG. 9 is a view taken along the line CC in FIG.
FIG. 10 is a front view of a vibration damping device showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
1
4 1 Connecting
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