JP4043760B2

JP4043760B2 - 振動防止装置

Info

Publication number: JP4043760B2
Application number: JP2001339673A
Authority: JP
Inventors: 勝彦大迫; 雅義濱口; 篤林; 和博古賀
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP2003139191A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、鉄道の高架橋下スペースに構築される建物の室内に設けられる天井材の振動を防止するための振動防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道・道路等の高架橋下スペースに建築物を構築する場合には、列車や車の走行に伴い、建築物に及ぼされる騒音振動を低減することが不可欠である。高架橋下においては、建築物に伝播した振動によって室内の内装材等が空気を加振する固体伝播音と呼ばれる騒音が発生しやすい。従来において前記固体伝播音対策を行う場合には、建物に振動が伝播しないように地盤と基礎との縁を切ったり、室内の内装材全体を改修したりする必要があったため、多くの手間と施工コストを要していた。
【０００３】
ところで、建築物には、地震や風等によって作用する振動を制御するために、いわゆる制振構造が利用されている。この制震構造は大きく、外部から力を加えることなく構造物の振動を抑えるパッシブ制震と外部から供給するエネルギーを利用して振動を低減するアクティブ制震との２種類に分けられる。
【０００４】
このうち、パッシブ制震は、建築物の固有周期に同調した固有周期を備えるＴＭＤ（ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ）を建築物に備えることによって、建築物の振動を抑えるものである。図５（ａ）、図５（ｂ）は、建築物を質点Ａ、ＴＭＤを質点Ｂにモデル化して、ＴＭＤが建築物に及ぼす影響を示す図である。図５（ａ）は、建築物（質点Ａ）にＴＭＤが付加されていないモデル、および、このモデルに正弦波形状の外力を与えた場合の速度応答値を示す図である。これに対して図５（ｂ）は、建築物（質点Ａ）にＴＭＤ（質点Ｂ）が付加されたモデル、および、このモデルに正弦波形状の外力を与えた場合の速度応答値を示す図である。図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ＴＭＤが付加されることによって、建築物の速度応答値が小さく抑えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記したようなパッシブ制震の原理を利用することにより、従来に比して容易かつ安価に天井材の振動を抑えることが可能となる振動防止装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、天井材４の振動を防止する振動防止装置１であって、前記天井材３に設置される設置部（部、２ｄ）と、この設置部（部材２ｄ）から所定間隔離間して配置された錘３（錘部材３ａ）と、この錘３（錘部材３ａ）と前記設置部（部材２ｄ）との間に設けられて該錘３（錘部材３ａ）を振動可能に支持する弾性体（コイルばね２、１２、高減衰ジェル２ｆ、ゴム２ｇ）と、を備え、
前記錘３は、前記弾性体によって下方から支持された板部材２ｅの下方に板状の錘部材３ａを、その枚数を調整することにより重さを可変に吊り下げることによって構成されており、
前記錘３の上下方向の長さは、前記設置部２ｄの上下方向の長さより短いことを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、外部から天井材に振動が作用すると、この振動が前記設置部から前記弾性体を経由して前記錘に伝わり、この錘を振動させる。そして、この錘の振動が、前記弾性体を経由して前記設置部から前記天井材へ伝わる。ここで、天井材の振動の固有周期に、振動防止装置の固有周期を同調させておくことによって、前記錘から前記天井材へ伝わる振動が、前記外部から天井材に作用する振動の逆位相で伝わり、これにより、天井材の振動が小さく抑えられる。ところで、前記振動防止装置は、弾性体と錘とによって簡易に構成され、しかも、天井の施工後においても容易に天井材に設置可能である。したがって、従来のように、建物躯体あるいは内装全体に振動防止対策を施す場合に比して、容易かつ安価に天井材の振動を小さく抑えることが可能である。
【０００８】
前記振動防止装置は、いわゆるパッシブ制震の原理を利用しており、該振動防止装置はＴＭＤ（ＴｕｎｅｄＭａｓｓＤａｍｐｅｒ）に相当する。
【０００９】
天井材の振動の固有周期は、天井材の材質、天井材を支持する支持機構等によって様々に異なる。
【００１０】
振動防止装置の固有周期は、この振動防止装置の備える剛性と質量との比率によって決まる。したがって、剛性や質量を調整することによって、天井材の振動の固有周期に同調させればよい。
【００１１】
また、前記錘は、その重さを可変に設けられている。請求項１の振動防止装置は、前記したように質量を変化させることによって、天井材の固有振動数と振動防止装置の固有振動数とを概ね一致させることによって、天井材の振動を低減させようとするものである。ところで、振動防止装置の固有周期は、この振動防止装置の剛性と質量との比率によって変化する。したがって、前記錘の重さを変化させることによって、振動防止装置装置の固有周期を調整することができる。したがって、現場によって様々に異なる天井材の振動の固有周期に、振動防止装置の固有周期を容易に同調させて、天井材の振動を確実に抑えることが可能である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、請求項１または２記載の振動防止装において、前記弾性体は、コイルばね２からなることを特徴としている。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、前記弾性体はコイルばねからなる。すなわち、前記弾性体を容易かつ安価に構成することが可能である。
【００１４】
なお、コイルばねは、例えば図１、図２に示すように、軸が鉛直となるように配されている。
【００１５】
請求項３記載の発明は、例えば図４に示すように、請求項１または２記載の振動防止装置において、前記弾性体は、ゴム２ｇからなることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、前記弾性体はゴムからなる。すなわち、前記弾性体を容易かつ安価に構成することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して、本発明である振動防止装置の実施の形態例について詳細に説明する。
【００１８】
図１において、符号１は、振動防止装置を示す。振動防止装置１は、鉄道の高架橋下のスペースに構築される建物の躯体６から、丸鋼等の吊材５によって吊り下げられた天井材４の上面の野縁４ａに、図示しないボルト等によって固定されている。なお、吊材５は、例えば、高架橋から直接吊り下げられていてもよい。
【００１９】
振動防止装置１は、図２にも示すように、コイルばね２と錘３等によって構成され、コイルばね２の下端部に接続される部材２ｄ（設置部）が、天井材４の上面にボルト等によって固定され、該コイルばね２の上端部に接続される板部材２ｅが、この板部材２ｅに吊り下げられる錘３を支持するようにして配されている。この振動防止装置１には、その固有周期が天井材４の振動の固有周期に同調するように、所定の重さの錘３と、所定の剛性のコイルばね２とが備えられている。なお、天井材４の振動の固有周期は、天井材４、躯体６、吊材５等の形状、材質等によって決まる。なお、天井材４に設置される振動防止装置１の個数は、実験あるいはコンピュータ解析等によって、最適に設定される。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、比較的大きな立方体状の部材２ｄ（設置部）が天井材の上面に、ボルト等によって固定されており、この部材２ｄの上端部にはコイルばね２の下端部が接続され、コイルばね２の上端部には板部材２ｅがボルト等によって固定されている。この板部材２ｆは、前記部材２ｄから上方に延設される軸部材２ｃに沿って上下方向に移動可能である。前記板部材２ｅの下方には、板状の錘部材３ａが吊り下げられている。そして、図２（ｂ）に示すように、この錘部材３ａの枚数を調整することにより、錘３の重さを変化させることが可能となっている。
【００２１】
図３（ａ）、図３（ｂ）では、コイルばね２の代わりに、高減衰ジェル２ｆが用いられている。その他の構成は図２（ａ）、図２（ｂ）に示すものと同様である。
【００２２】
図４（ａ）、図４（ｂ）では、コイルばね２や高減衰ジェル２ｆの代わりに、ゴム２ｇが用いられている。その他の構成は図２（ａ）、図２（ｂ）に示すものと同様である。
【００２３】
以上、本実施の形態によれば、以下に示すような効果が得られる。
【００２４】
（１）外部から天井材４に振動が作用すると、この振動が、部材２ｄから、コイルばね２、高減衰ジェル２ｆ、ゴム２ｇを経由して錘３（錘部材３ａ）に伝わり、この錘３（錘部材３ａ）を振動させる。そして、この錘３（錘部材３ａ）の振動が、前記コイルばね２、高減衰ジェル２ｆ、ゴム２ｇを経由して、２ｄから前記天井材４へ伝わる。ここで、天井材４の振動の固有周期に、振動防止装置１の固有周期を同調させておくことによって、前記錘３（錘部材３ａ）から前記天井材４へ伝わる振動が、前記外部から天井材４に作用する振動の逆位相で伝わり、これにより、天井材４の振動が小さく抑えられる。ところで、前記振動防止装置１は、コイルばね２、高減衰ジェル２ｆ、ゴム２ｇと錘３（錘部材３ａ）とによって簡易に構成され、しかも、天井の施工後においても容易に天井材４に設置可能である。したがって、従来のように、建物躯体あるいは内装全体内装全体に振動防止対策を施す場合に比して、容易かつ安価に天井材４の振動を小さく抑えることが可能である。
【００２５】
（２）前記錘３は、錘部材３ａの枚数を調整することによって重さを変化させることができる。振動防止装置装置１の固有周期は、振動防止装置１の備える剛性と質量との比率によって変化するため、前記錘３の重さを変化させることによって、振動防止装置装置１の固有周期を調整することができる。したがって、現場によって様々に異なる天井材４の振動の固有周期に、振動防止装置１の固有周期を容易に同調させて、天井材４の振動を確実に抑えることが可能である。
【００２６】
なお、前記振動防止装置１の設置される建物は、特に鉄道の高架橋下のスペースに構築される建物に限定されるものではなく、鉄道の近傍に位置する建物も該当する可能性があることは勿論である。また、例えば、自動車道路や長期にわたって施工機械が駆動する工事現場、等の近傍に構築される建物内に設置されてもよいことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、天井材の振動の固有周期に、振動防止装置の固有周期を同調させておくことによって、前記錘から前記天井材へ伝わる振動が、前記外部から天井材に作用する振動の逆位相で伝わり、これにより、天井材の振動が小さく抑えられる。ところで、前記振動防止装置は、弾性体と錘とによって簡易に構成され、しかも、天井の施工後においても容易に天井材に設置可能である。したがって、従来のように、内装全体に振動防止対策を施す場合に比して、容易かつ安価に天井材の振動を小さく抑えることが可能である。
【００２８】
また、前記錘は、その重さを可変に設けられている。振動防止装置装置の周期は、振動防止装置の備える剛性と質量との比率によって変化するため、前記錘の重さを変化させることによって、振動防止装置装置の固有周期を調整することができる。したがって、現場によって様々に異なる天井材の振動の固有周期に、振動防止装置の固有周期を容易に同調させて、天井材の振動を確実に抑えることが可能である。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、前記弾性体を容易かつ安価に構成することが可能である。
【００３０】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られることは勿論のこと、前記弾性体を容易かつ安価に構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る振動防止装置が天井材に設置されている図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明に係る振動防止装置の実施の形態例を示す図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明に係る振動防止装置の実施の形態例を示す図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明に係る振動防止装置の実施の形態例を示す図である。
【図５】本発明に係る振動防止装置の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
１振動防止装置
２コイルばね（弾性体）
２ｄ部材（設置部）
２ｆ高減衰ジェル（弾性体）
２ｇゴム（弾性体）
３錘
３ａ錘部材
４天井材

Claims

天井材の振動を防止する振動防止装置であって、前記天井材に設置される設置部と、この設置部から所定間隔離間して配置された錘と、この錘と前記設置部との間に設けられて該錘を振動可能に支持する弾性体と、を備え、
前記錘は、前記弾性体によって下方から支持された板部材の下方に板状の錘部材を、その枚数を調整することにより重さを可変に吊り下げることによって構成されており、
前記錘の上下方向の長さは、前記設置部の上下方向の長さより短いことを特徴とする振動防止装置。
請求項１記載の振動防止装置であって、前記弾性体は、コイルばねからなることを特徴とする振動防止装置。
請求項１記載の振動防止装置であって、前記弾性体は、ゴムからなることを特徴とする振動防止装置。