JP4097769B2 - Vibration damping structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物や各種構造物などの制振に用いられる振動減衰構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
建物や構造物の制振に用いられるダンパーとして、従来より、種々のダンパーが提供されている。例えばオイルダンパーは、図6(イ)に示すように、シリンダー51内にオリフィス52付きのピストン53が備えられ、内部のオイル54がオリフィス52を流れるときのピストン53を挟む両室の圧力差による力でもって振動を減衰させるものである。そして、このオイルダンパー50は、例えば、図6(ロ)に示すように、水平に向けられ、シリンダー51を建物の梁55側に、ピストンロッド56をコンクリート製の壁57側に固着し、建物の地震等による振動を減衰させるのに用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば上記のようなオイルダンパー50では、振動の振幅に応じた減衰力が働くため、振幅の大きい振動に対しては大きな減衰力をもってその振動を減衰させようとするが、振幅の小さい振動に対しては減衰力が小さく、そのため、振幅の小さい振動に対し、減衰の効果があまりないとされる場合がある。
【0004】
本発明は、上記のような従来の問題点に鑑み、振幅の小さい振動に対してもその振動を大きな減衰力にて効果的に減衰することができる振動減衰構造を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、振動体が振動増幅機構を介してダンパーに連結されてなることを特徴とする振動減衰構造によって解決される。
【0006】
即ち、振動体の振動の振幅が小さい場合でも、この振幅は振動増幅機構によって増幅され、その増幅された振幅の振動がダンパーに伝えられ、ダンパーは、その振動を大きな減衰力をもって減衰させる。従って、振幅の小さい振動に対してその振動を効果的に減衰することができる。
【0007】
上記振動減衰構造において、ダンパーが、シリンダーの両端のそれぞれからピストンロッドを突出させた両ストロークオイルダンパーからなり、
振動増幅機構は、この両ストロークダンパーのピストンロッドのそれぞれに直接に又は間接的に枢結させたテコレバーからなり、
各テコレバーは、ダンパー枢着部とは長手方向に位置を異にして振動体の側に直接に又は間接的に枢結されると共に、長手方向においてダンパー枢結部よりも振動体枢結部に近い位置をテコ支点として枢支され、
振動体の振動がテコレバーにて増幅されてダンパーのピストンロッドに伝えられるものとなされているのが好ましい。
【0008】
あるいはまた、ダンパーが、シリンダーの両端のそれぞれからピストンロッドを突出させた両ストロークオイルダンパーからなり、
振動増幅機構は、両ストロークダンパーを挟む両側に配設された対の回転車装置を備え、各回転車装置は径を大小異にする複数の回転車を同芯一体的に組み合わせて構成されており、
振動体と各回転車装置の径小回転車、及び、ダンパーの各ピストンロッドと各回転車装置の径大回転車がそれぞれ屈曲性を有する線材にて連結されて、振動体の振動が径小回転車から径大回転車へと増幅されてダンパーのピストンロッドに伝えられるものとなされているのが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0010】
図1ないし図3に第1実施形態を示す。図1及び図2に示す振動減衰構造1は、建物の梁2とその下位のコンクリート製の壁3との間に設置され、オイルダンパー4と振動増幅機構5とを備える。
【0011】
オイルダンパー4は、図1(ハ)に示すように、シリンダー7内のオリフィス9付きピストン8の両端のそれぞれにピストンロッド10,10が連接され、各ロッド10,10がシリンダー7の各端部から外方に突出された構造の、いわゆる両ストロークダンパーによるものである。11は、シリンダー7内には収容されたオイルである。
【0012】
このオイルダンパー4は、図1(イ)(ロ)及び図2に示すように、水平に向けられ、コンクリート製の壁3の上面に固着状態に設置されている。
【0013】
そして、振動増幅機構5は、両ストロークダンパー4の各ピストンロッド10,10に一端を枢結させたテコレバー12,12によって構成されている。各テコレバー12,12は、ピストンロッド10,10と直交するように上方に向けられ、その長さ方向の中央位置よりも上寄りの位置をテコ支点13,13とし、ピストンロッド10と直交する水平方向を回転軸線としてコンクリート壁上面に固着設置のスタンド14,14に枢支保持されている。
【0014】
そして、梁2の下面部には振動伝達バー15が取付けブロック16を介してダンパー4と平行に固着されており、この伝達バー15の各端部が各テコレバー12,12の上端に枢結されて、テコレバー12,12の上端が間接的に梁2に枢結されている。
【0015】
なお、ピストンロッド10とテコレバー12、テコレバー12と振動伝達バー15は、水平方向に遊びを有さず、上下方向において若干の遊びを有するように枢結されているのが、テコレバー12による増幅機構を採用する上で好ましい。
【0016】
上記の振動減衰構造では、図3(イ)(ロ)に示すように、地震等により、梁2が、比較的小さな振幅で、ダンパー軸線方向に水平に、コンクリート壁3に対し相対的に振動すると、両テコレバー12,12は、テコ支点13,13を軸として、その上端が振動の振幅と同じ振幅で振れる一方、下端は、テコ増幅作用により、上端の振れよりも大きな振幅にて振れる。この増幅された振れがダンパー4のピストンロッド10に作用する。その結果、上記のような比較的小さな振幅の振動であっても、コンクリート壁3に対する梁2の相対的な振動が、大きな減衰力をもって減衰されていく。
【0017】
本実施形態の振動減衰構造では、振動の振幅をテコレバー12にて増幅させる構造とされており、動力不要の簡素な構造にて効果的に振動を減衰させることができる。
【0018】
しかも、両ストロークオイルダンパー4を用い、ピストンロッド10,10のそれぞれにテコレバー12,12を枢結して構成されているものであるから、振動時の振動力が各テコレバー12,12と各ピストンロッド10,10に分散して作用し、これら構成部材への力学的負荷を軽減しえて、強度的信頼性の高い振動減衰構造となし得ると共に、構造的な対称性を実現し得て振動を力学的に安定良く減衰することができる。
【0019】
なお、ダンパー4の各ピストンロッド10,10は、テコレバー12に対し、直接に枢結されていてもよいし、他の部材を介して間接的に枢結されていてもよい。また、上記実施形態では、テコレバー12の上端は、振動伝達バー15及び取付けブロック16を介して間接的に振動体である梁2に枢結されているが、他の構成態様にて間接的に振動体に枢結されていてもよいし、直接に振動体に枢結されていてもよい。また、テコレバー12,12は、上端をテコ支点とし、下端をダンパー枢着部とし、中間部を振動体枢着部として備えられていてもよい。要は、テコレバー12,12は、振動体の振動の振幅がテコレバーによりダンパー4に増幅して伝えられる形式の組込み構造とされていればよい。
【0020】
図4及び図5に第2実施形態を示す。上記実施形態とは、両ストロークダンパー4を用いる点などは同様であるが、振動増幅機構の構造を異にする。即ち、本実施形態の振動減衰構造では、一対の回転車装置21,21が、コンクリート製の壁3の上面に固着状態に設置された両ストロークダンパー4をその軸線方向において挟んで、同じくコンクリート製の壁3の上面に固着状態に設置されている。各回転車装置21は、径を大小異にする2つの回転車22,23を同芯一体的に組み合わせて構成されたもので、回転軸線をダンパー4の軸線方向と直交する方向に水平に向けて配備されている。
【0021】
そして、両回転車装置21,21の径小回転車22,22に、屈曲性を有する第1の線材、例えばワイヤー24が、回転車の回転軸を挟む一方の側においてかけ渡され、所定の角度範囲径小回転車22,22の外周部を周回して両端が径小回転車22,22に連結されている。そして、回転車装置21,21間において、梁2から中間連結片26が突出され、この中間連結片26が第1ワイヤー24に固着されている。
【0022】
また、径大回転車23,23には、同じく屈曲性を有する第2の線材、例えばワイヤー25,25が、回転車の回転軸を挟むもう一方の側においてダンパー4を介在させてかけ渡され、所定の角度範囲径大回転車23,23の外周部を周回して両端が径大回転車23,23に連結されている。一方の第2ワイヤー25は、ダンパー4の一方のピストンロッド10に連結され、もう一方の第2ワイヤー25はもう一方のピストンロッド10に連結されている。
【0023】
上記の振動減衰構造では、図5(イ)(ロ)に示すように、地震等により、梁2が、比較的小さな振幅で、ダンパー軸線方向に水平に、コンクリート壁3に対し相対的に振動すると、第1ワイヤー24は、その振動の振幅と同じ振幅で往復動を行い、径小回転車22,22を往復回転させ、その回転角度範囲と同じ回転角度範囲で、径大回転車23,23が往復回転される。これにより、第2ワイヤー25,25が、梁2の振幅よりも大きな振幅にて復動を行い、それがダンパー4のピストンロッド10,10に作用する。その結果、上記のような比較的小さな振幅の振動であっても、コンクリート壁3に対する梁2の相対的な振動が、大きな減衰力をもって減衰されていく。
【0024】
本実施形態の振動減衰構造では、径を大小異にする回転車22,23を同軸一体的に組み合わせて構成された回転車装置21,21と、屈曲性を有する線材とを用いて振動増幅機構を構成したものであるから、動力不要の簡素な構造にて効果的に振動を減衰させることができる。
【0025】
しかも、本実施形態では、各線材24,25及び各ピストンロッド10,10に、引張り牽引力のみが作用し、圧縮力は作用しない構造であるから、これら部材24,25,10,10について座屈の問題を考慮する必要がなく、構造、強度面等での有利性を発揮することができる。
【0026】
以上に本発明の実施形態を図面に基づいて説明したが、なお、本発明はこれらに限定されるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。即ち、請求項1の発明でいうところの振動増幅機構については、その具体的構造に制限はなく、振動体の振動を増幅してダンパーに伝えることのできる構造のものであれば、いずれの構造によるものであってもよい。ダンパーの取り付けられる側、及び振動体は、コンクリート壁3や梁2に限定されるものではなく、各種構造部分であってよい。また、本発明における「振動体」の語は、相対的な意味において解釈されるべきものである。即ち、例えば、第1構造部分に固定したダンパーを振動増幅機構を介して第2構造部分に連結した構造において、振動源が第2構造部分である場合に第2構造体が本発明にいうところの振動体であることはいうまでもなく、更に、振動源が第1構造部分であっても、第2構造体は第1構造体に対し相対的に振動しているとみることができ、この場合の第2構造体も本発明にいうところの振動体である。また、第1及び第2の構造部分の両方が振動しているような場合も、第2構造体は第1構造体に対し相対的に振動しているとみることができ、この場合の第2構造体も本発明にいうところの振動体である。また、請求項1の発明における「ダンパー」の語は、両ストロークオイルダンパーの他、ピストンロッドが一本の片ストロークオイルダンパーであってもよい。また、オイルダンパーに限らず、高粘性ダンパーなどの他の速度依存型の粘性型ダンパーや、その他、履歴型ダンパーなどであってもよい。要は、比較的小さな振動を増幅させて作用させることにより、大きな減衰力でその振動を減衰させることのできるものであれば、いずれのダンパーであってもよい。
【0027】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明の振動減衰構造は、振動体が振動増幅機構を介してダンパーに連結されたものであるから、振幅の小さい振動に対してその振動を効果的に減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態にかかる振動減衰構造を示すもので、図(イ)は正面図、図(ロ)は側面図、図(ハ)はダンパーの縦断面図である。
【図2】同振動減衰構造の斜視図である。
【図3】図(イ)(ロ)はそれぞれ、同振動減衰構造の振動時の作動状態を示す側面図である。
【図4】第2実施形態にかかる振動減衰構造を示す正面図である。
【図5】図(イ)(ロ)はそれぞれ、同振動減衰構造の振動時の作動状態を示す側面図である。
【図6】従来例を示すもので、図(イ)はダンパーの縦断面図、図(ロ)は適用例を示す正面図である。
【符号の説明】
1…振動減衰構造
2…梁(振動体)
4…ダンパー
5…振動増幅機構
10…ピストンロッド
12…テコレバー
21…回転車装置
22…径小回転車
23…径大回転車
24…第1ワイヤー(屈曲性を有する線材)
25…第2ワイヤー(屈曲性を有する線材)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping structure used for damping a building or various structures.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, various dampers have been provided as dampers used for vibration control of buildings and structures. For example, as shown in FIG. 6A, the oil damper is provided with a
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the
[0004]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a vibration damping structure that can effectively attenuate a vibration with a large damping force even with respect to a vibration with a small amplitude. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is solved by a vibration damping structure in which a vibrating body is connected to a damper via a vibration amplification mechanism.
[0006]
That is, even when the vibration amplitude of the vibrating body is small, this amplitude is amplified by the vibration amplification mechanism, the vibration of the amplified amplitude is transmitted to the damper, and the damper attenuates the vibration with a large damping force. Therefore, the vibration can be effectively damped with respect to the vibration having a small amplitude.
[0007]
In the above vibration damping structure, the damper is composed of a double stroke oil damper in which a piston rod protrudes from each end of the cylinder.
The vibration amplification mechanism consists of a lever that is pivoted directly or indirectly to each of the piston rods of this two-stroke damper,
Each lever is pivoted directly or indirectly on the side of the vibrating body at a different position in the longitudinal direction from that of the damper pivoting portion, and in the longitudinal direction, the lever is connected to the vibrating body pivoting portion rather than the damper pivoting portion. It is pivoted with a close position as a lever,
It is preferable that the vibration of the vibrating body is amplified by the lever and transmitted to the piston rod of the damper.
[0008]
Alternatively, the damper consists of a double stroke oil damper with a piston rod protruding from each end of the cylinder,
The vibration amplifying mechanism includes a pair of rotating vehicle devices disposed on both sides sandwiching both stroke dampers, and each rotating vehicle device is configured by concentrically combining a plurality of rotating vehicles having different diameters. And
The vibrating body and the small-diameter rotating wheel of each rotating wheel device, and each piston rod of the damper and the large-diameter rotating wheel of each rotating wheel device are connected by a flexible wire, respectively, and the vibration of the vibrating body rotates by small diameter It is preferable that the vehicle is amplified from a vehicle to a large-diameter rotating vehicle and transmitted to the piston rod of the damper.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
1 to 3 show a first embodiment. A
[0011]
As shown in FIG. 1 (c), the
[0012]
As shown in FIGS. 1A and 1B and 2, the
[0013]
The vibration amplifying
[0014]
A
[0015]
The
[0016]
In the above vibration damping structure, as shown in FIGS. 3A and 3B, the
[0017]
In the vibration damping structure of the present embodiment, the vibration amplitude is amplified by the
[0018]
Moreover, since the lever levers 12 and 12 are pivotally connected to the
[0019]
The
[0020]
4 and 5 show a second embodiment. This embodiment is similar to the above embodiment in that both
[0021]
Then, a first wire rod having flexibility, for example, a
[0022]
In addition, a second wire rod having the same flexibility, for example,
[0023]
In the above vibration damping structure, as shown in FIGS. 5A and 5B, the
[0024]
In the vibration damping structure of the present embodiment, a vibration amplifying mechanism using
[0025]
In addition, in the present embodiment, the
[0026]
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is, the specific structure of the vibration amplifying mechanism referred to in the invention of
[0027]
【The invention's effect】
Depending on the above, the vibration damping structure of the present invention is such that the vibration body is connected to the damper via the vibration amplification mechanism, so that the vibration can be effectively attenuated with respect to the vibration having a small amplitude. .
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a vibration damping structure according to a first embodiment, in which FIG. 1A is a front view, FIG. 1B is a side view, and FIG. 1C is a longitudinal sectional view of a damper.
FIG. 2 is a perspective view of the vibration damping structure.
FIGS. 3A and 3B are side views showing an operating state during vibration of the vibration damping structure, respectively.
FIG. 4 is a front view showing a vibration damping structure according to a second embodiment.
FIGS. 5A and 5B are side views showing an operating state during vibration of the vibration damping structure, respectively.
FIG. 6 shows a conventional example, in which FIG. (A) is a longitudinal sectional view of a damper, and FIG. (B) is a front view showing an application example.
[Explanation of symbols]
1 ...
4 ...
25 ... 2nd wire (flexible wire)
Claims (2)
前記ダンパーが、シリンダーの両端のそれぞれからピストンロッドを突出させた両ストロークオイルダンパーからなり、
前記振動増幅機構は、この両ストロークダンパーのピストンロッドのそれぞれに直接に又は間接的に枢結させたテコレバーからなり、
各テコレバーは、ダンパー枢着部とは長手方向に位置を異にして振動体の側に直接に又は間接的に枢結されると共に、長手方向においてダンパー枢結部よりも振動体枢結部に近い位置をテコ支点として枢支され、
振動体の振動がテコレバーにて増幅されてダンパーのピストンロッドに伝えられるものとなされていることを特徴とする振動減衰構造。A vibration damping structure in which a vibrating body is connected to a damper via a vibration amplification mechanism ,
The damper consists of a double stroke oil damper with piston rods protruding from each end of the cylinder,
The vibration amplifying mechanism comprises a lever that is pivoted directly or indirectly to each of the piston rods of the both stroke dampers,
Each lever is pivoted directly or indirectly on the side of the vibrating body at a different position in the longitudinal direction from that of the damper pivoting portion, and in the longitudinal direction, the lever is connected to the vibrating body pivoting portion rather than the damper pivoting portion. It is pivoted with a close position as a lever,
A vibration damping structure characterized in that vibration of a vibrating body is amplified by a lever and transmitted to a piston rod of a damper.
前記ダンパーが、シリンダーの両端のそれぞれからピストンロッドを突出させた両ストロークオイルダンパーからなり、
前記振動増幅機構は、両ストロークダンパーを挟む両側に配設された対の回転車装置を備え、各回転車装置は径を大小異にする複数の回転車を同芯一体的に組み合わせて構成されており、
振動体と各回転車装置の径小回転車、及び、ダンパーの各ピストンロッドと各回転車装置の径大回転車がそれぞれ屈曲性を有する線材にて連結されて、振動体の振動が径小回転車から径大回転車へと増幅されてダンパーのピストンロッドに伝えられるものとなされていることを特徴とする振動減衰構造。 A vibration damping structure in which a vibrating body is connected to a damper via a vibration amplification mechanism,
The damper consists of a double stroke oil damper with piston rods protruding from each end of the cylinder,
The vibration amplification mechanism includes a pair of rotating wheel devices disposed on both sides sandwiching both stroke dampers, and each rotating wheel device is configured by concentrically combining a plurality of rotating wheels having different diameters. And
The vibrating body and the small-diameter rotating wheel of each rotating wheel device, and each piston rod of the damper and the large-diameter rotating wheel of each rotating wheel device are connected by a flexible wire, respectively, and the vibration of the vibrating body rotates by small diameter A vibration damping structure characterized in that it is amplified from a car to a large rotating car and transmitted to a piston rod of a damper.
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