JP5044843B2 - Dynamic vibration absorber using locking - Google Patents
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Description
本発明は、強風、地震、車両通過、機械振動等により構造物に生起する振動を抑制するための動吸振器に関し、より詳しくはロッキングを利用した動吸振器に関する。 The present invention relates to a dynamic vibration absorber for suppressing vibrations that occur in a structure due to strong winds, earthquakes, vehicle passages, mechanical vibrations, and the like, and more particularly to a dynamic vibration absorber that uses rocking.
高層ビル等の構造物において、地震等により発生する振動を抑制するために用いられる動吸振器としては、いわゆる振り子式の動吸振器がよく知られている。
振り子式の動吸振器においては、振り子の振動周期を構造物に同調させ、構造物の振動を振り子の振動を介して減衰器へと伝えることにより、振動の減衰作用が発揮される。
A so-called pendulum type dynamic vibration absorber is well known as a dynamic vibration absorber used for suppressing vibrations generated by an earthquake or the like in a structure such as a high-rise building.
In the pendulum type dynamic vibration absorber, the vibration period of the pendulum is synchronized with the structure, and the vibration of the structure is transmitted to the attenuator via the vibration of the pendulum, thereby exhibiting a vibration damping action.
このような振り子式の動減衰器では、固有振動数fnは近似的に
で表される。(g:重力加速度、L:振り子の長さ)
In such a pendulum dynamic attenuator, the natural frequency f n is approximately
It is represented by (G: gravitational acceleration, L: pendulum length)
そのため、高層ビルのような低い固有振動数を実現するためには、振り子の長さを非常に長くする必要があり、動吸振器が大型化してしまうという問題がある。 Therefore, in order to realize a low natural frequency like a high-rise building, it is necessary to make the length of the pendulum very long, and there is a problem that the dynamic vibration absorber becomes large.
かかる問題点に鑑みて、振り子の長さを短くするための機構的な工夫は種々試みられているものの(例えば、下記特許文献1参照)、固有振動数が振り子の長さに依存する構造には変わりないため、著しい小型化を達成することは困難であった。また、付加的機構を設けることから、構造が複雑になるという問題を生じていた。
In view of such problems, various mechanical devices for reducing the length of the pendulum have been tried (for example, see
また、一般的に、動吸振器には以下のような問題も存在している。
先ず、エネルギーを消散させるためのダンパーが必要であるため、装置を構成する部品点数が多くなり、装置が大型化或いは複雑化してしまう。
更に、新規の構造物に対して設置することはできても、既存の構造物に対して設置することは困難な場合が多い。
In general, the following problems also exist in the dynamic vibration absorber.
First, since a damper for dissipating energy is necessary, the number of parts constituting the device increases, and the device becomes large or complicated.
Furthermore, although it can be installed on a new structure, it is often difficult to install on an existing structure.
本発明は、上記したような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、小型で且つ簡単な構造で、固有振動数を広い範囲で容易に調整することが可能であり、ダンパーを使用せずとも減衰性能を有することができ、既存の構造物に対しても容易に設置することができるロッキングを利用した動吸振器を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of easily adjusting the natural frequency in a wide range with a small and simple structure. It is possible to provide a dynamic vibration absorber using a rocking mechanism that can have a damping performance without using a rocking member and can be easily installed on an existing structure.
請求項1に係る発明は、多角形状の底面を有し、重心位置が、前記多角形に外接する円弧の曲率半径中心よりも下方にあることを特徴とするロッキングを利用した動吸振器に関する。
The invention according to
請求項2に係る発明は、前記底面の下方に、該底面の角部が設置面に衝突した時に生じる衝突エネルギーを吸収する吸収材が配設されていることを特徴とする請求項1記載のロッキングを利用した動吸振器に関する。
The invention according to
請求項3に係る発明は、動吸振器の外方に、前記底面と設置面との間に滑りが生じて動吸振器が移動した時に、該動吸振器を受け止める受止部材が固定されており、該受止部材の表面には動吸振器の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収材が配設されていることを特徴とする請求項1又は2記載のロッキングを利用した動吸振器に関する。
According to a third aspect of the present invention, a receiving member for receiving the dynamic vibration absorber is fixed to the outside of the dynamic vibration absorber when slippage occurs between the bottom surface and the installation surface and the dynamic vibration absorber moves. 3. The dynamic vibration absorber using locking according to
請求項1に係る発明によれば、外接円を有する多角形状の底面を有することにより、底面がロッキング振動をした時に、多角形の角部が設置面に衝突して瞬間的に大きい衝突エネルギーが発生し、このエネルギーが波動として外部へ散逸することで振動エネルギーを減少させることができる。そのため、一般的な減衰器を用いることなく、振動を抑制することが可能となる。
また、重心位置が外接円の円弧の曲率半径中心よりも下方にあることにより、曲率半径と重心位置との関係を変更するだけで固有振動数を大きく変化させることができる。従って、小型で且つ簡単な構造で、固有振動数を広い範囲で容易に調整することが可能な動吸振器を得ることができる。特に、重心位置を曲率半径中心に近づけることにより、いくらでも固有振動数を低くすることができるため、振り子式動吸振器と同様に重力を復元力としているにも拘らず、全体を小型化して低い固有振動数を実現することが可能となる。
更に、ダンパーを使用せずとも減衰性能を有することができるため、装置を小型化・単純化することが可能となる。
また、振動を抑えたいものの上に置くだけでも性能を発揮することができるため、既存の構造物に対しても容易に設置することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the polygonal bottom surface having a circumscribed circle has a rocking vibration when the bottom surface rocks, the polygonal corners collide with the installation surface and momentarily large collision energy is generated. This energy is generated and dissipated to the outside as a wave, so that vibration energy can be reduced. Therefore, vibration can be suppressed without using a general attenuator.
In addition, since the center of gravity position is below the center of curvature radius of the arc of the circumscribed circle, the natural frequency can be greatly changed simply by changing the relationship between the curvature radius and the center of gravity position. Therefore, it is possible to obtain a dynamic vibration absorber that can easily adjust the natural frequency in a wide range with a small and simple structure. In particular, since the natural frequency can be lowered as much as possible by bringing the center of gravity position closer to the center of curvature radius, the overall size is reduced and reduced in spite of the fact that gravity is used as a restoring force in the same manner as the pendulum dynamic vibration absorber. It becomes possible to realize the natural frequency.
Further, since the damping performance can be obtained without using a damper, the apparatus can be downsized and simplified.
Moreover, since performance can be demonstrated only by putting on what wants to suppress a vibration, it can also install easily with respect to the existing structure.
請求項2に係る発明によれば、底面の下方に、該底面の角部が設置面に衝突した時に生じる衝突エネルギーを吸収する吸収材が配設されていることにより、衝突時に発生する騒音を低減することができる。 According to the second aspect of the present invention, the absorber that absorbs the collision energy generated when the corner portion of the bottom surface collides with the installation surface is disposed below the bottom surface, so that the noise generated at the time of the collision is reduced. Can be reduced.
請求項3に係る発明によれば、動吸振器の外方に、底面と設置面との間に滑りが生じて動吸振器が移動した時に、該動吸振器を受け止める受止部材が固設されており、該受止部材の表面には動吸振器の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収材が配設されていることにより、地震等の大きな振動で動吸振器が滑り移動した時に、これを受止部材で受け止めて生じた衝撃エネルギーを衝撃吸収材により消散させることができる。つまり、衝撃吸収材にインパクトダンパーの役割を持たせて、振動を効果的に減衰させることが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, the receiving member for receiving the dynamic vibration absorber is fixed to the outside of the dynamic vibration absorber when the dynamic vibration absorber moves when slippage occurs between the bottom surface and the installation surface. The surface of the receiving member is provided with a shock absorber that absorbs the shock when the dynamic vibration absorber collides, so that when the dynamic vibration absorber slides due to a large vibration such as an earthquake, The impact energy generated by receiving this with the receiving member can be dissipated by the impact absorbing material. That is, it is possible to effectively attenuate the vibration by giving the impact absorbing member the role of an impact damper.
以下、本発明に係るロッキングを利用した動吸振器(以下、単に動吸振器と称する)の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明に係る動吸振器の第一実施形態を示す概略図である。
第一実施形態の動吸振器(1)は多角形状の底面(2)を有しており、その重心位置(G)が前記多角形に外接する円弧(A)の曲率半径中心(O)よりも下方にあるように構成されている。図中、(R)は底面(2)の外接円の曲率半径である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a dynamic vibration absorber (hereinafter simply referred to as a dynamic vibration absorber) using locking according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a dynamic vibration absorber according to the present invention.
The dynamic vibration absorber (1) of the first embodiment has a polygonal bottom surface (2), and its center of gravity (G) is from the center of curvature radius (O) of the arc (A) circumscribing the polygon. Is also configured to be below. In the figure, (R) is the radius of curvature of the circumscribed circle of the bottom surface (2).
本発明(開示した全ての実施形態を含む)においては、円弧(A)の曲率半径(R)は一定であってもよいし一定でなくてもよい。曲率半径が一定でない場合とは、後述するように、大きな振動に対応できるように予め接地部分の曲率半径を他の部分よりも大きくしておく場合である。本明細書及び添付図面では本発明の代表例として曲率半径が一定である場合を例示して説明する。 In the present invention (including all disclosed embodiments), the radius of curvature (R) of the arc (A) may or may not be constant. The case where the radius of curvature is not constant is a case where the radius of curvature of the ground contact portion is set larger than that of other portions in advance so as to cope with a large vibration, as will be described later. In this specification and the accompanying drawings, a case where the radius of curvature is constant will be described as an example of the present invention.
底面(2)は、円弧(A)が下に凸となる方向を向くように、地面等の設置面(3)上に設置されている。そして、振動を受けることによって、曲率半径中心(O)を回転中心として、設置面(3)上において右端部と左端部が交互に上昇と下降を繰り返すロッキング振動をする。 The bottom surface (2) is installed on the installation surface (3) such as the ground so that the arc (A) is directed downward. Then, by receiving the vibration, the rocking vibration in which the right end and the left end alternately rise and fall alternately on the installation surface (3) with the center of curvature radius (O) as the rotation center.
起き上がりこぼしのように、一定の曲率半径をもつ円弧状の底面を有し、重心位置が円弧の曲率半径中心よりも下方にある構造をもつ物体においては、慣性モーメントの影響を無視すれば、その固有振動数fnは、振幅があまり大きくなければ、近似的に次式で表現される。(r:中心Oから重心Gまでの距離)
For an object that has an arc-shaped bottom surface with a constant radius of curvature, such as rising up, and whose center of gravity is located below the center of curvature radius of the arc, ignoring the effect of the moment of inertia If the amplitude is not so large, the natural frequency f n is approximately expressed by the following equation. (R: distance from center O to center of gravity G)
尚、振幅が大きくなれば、曲率半径(R)が一定の場合には固有振動数が若干低下する。本発明では、振幅が大きくなった場合に対応できるように、予め設置面と接地する部分の曲率半径を他の部分よりも僅かに大きくしておくことにより、固有振動数の低下を防止することも可能である。 As the amplitude increases, the natural frequency slightly decreases when the radius of curvature (R) is constant. In the present invention, in order to cope with the case where the amplitude becomes large, the curvature radius of the portion that comes in contact with the installation surface is made slightly larger than the other portions in advance to prevent the natural frequency from decreasing. Is also possible.
上式より、固有振動数は、曲率半径Rだけでなく、距離rによっても大きく変化する。
すなわち、rが0に近づけば固有振動数も0に近づき、rがRに近づけば固有振動数は高くなる。
よって、rとRの関係を調整するだけで、固有振動数を大きく変化させることができる。特に、rを短くする(重心位置Gを曲率半径中心Oに近づける)ことにより、いくらでも固有振動数を低くすることができるため、振り子式動吸振器と同様に重力を復元力としているにも拘らず、全体を小型化して低い固有振動数を実現することが可能となる。
From the above equation, the natural frequency varies greatly depending not only on the radius of curvature R but also on the distance r.
That is, when r approaches 0, the natural frequency approaches 0, and when r approaches R, the natural frequency increases.
Therefore, the natural frequency can be changed greatly only by adjusting the relationship between r and R. In particular, by shortening r (making the center of gravity position G closer to the radius of curvature center O), the natural frequency can be lowered as much as possible, so that gravity is used as a restoring force in the same manner as a pendulum dynamic vibration absorber. Therefore, it is possible to realize a low natural frequency by downsizing the whole.
但し、一定の曲率半径をもつ円弧状の底面を有し、重心位置が円弧の曲率半径中心よりも下方にある構造だけでは、振動を減衰させる要素がないため、動吸振器として利用するには不十分である。
そこで、第一実施形態に係る動吸振器では、振動を減衰させる要素を付加するために、底面を一定の曲率半径をもつ円弧に沿う多角形状としている。
However, there is no element that attenuates vibration in the structure that has an arc-shaped bottom surface with a certain radius of curvature and the center of gravity is below the center of the radius of curvature of the arc. It is insufficient.
Therefore, in the dynamic vibration absorber according to the first embodiment, the bottom surface has a polygonal shape along an arc having a certain radius of curvature in order to add an element for damping vibration.
図1に示すような多角形状の底面(2)をもつ物体がロッキング振動をすると、多角形の角部が設置面(3)に衝突することによって瞬間的に大きい衝突エネルギーが発生し、発生した衝突エネルギーは波動として外部へ散逸する。
そのため、ロッキング振動が持続するに伴って、振動エネルギーは衝撃エネルギーに変換されて散逸することにより減少し、一般的な減衰器を用いることなく振動を減衰させることが可能となる。
When an object having a polygonal bottom surface (2) as shown in FIG. 1 performs rocking vibration, a large collision energy is generated instantaneously due to collision of the polygonal corners with the installation surface (3). The collision energy is dissipated outside as waves.
Therefore, as the rocking vibration continues, the vibration energy is reduced by being converted into impact energy and dissipated, and the vibration can be attenuated without using a general attenuator.
以下、上述したような衝撃エネルギーの散逸による振動減衰の原理について説明する。
底面が平らな剛体がロッキング振動する場合(図2参照)は、主に底面の幅と重心の高さの関係で、次式(1)のように表される。
Hereinafter, the principle of vibration damping by the dissipation of impact energy as described above will be described.
When a rigid body having a flat bottom surface rocks and vibrates (see FIG. 2), it is expressed by the following equation (1) mainly based on the relationship between the width of the bottom surface and the height of the center of gravity.
この場合、自由振動における減衰が決まり、相対的に幅(又はβ)が広いほど減衰が大きくなるため、幅によって減衰の調整が可能である。
しかし、底面が平らな場合の自由振動の振動数は振幅によって大きく変化し、一般的な動吸振器として用いるには適していない。
In this case, the attenuation in free vibration is determined, and the larger the width (or β), the larger the attenuation. Therefore, the attenuation can be adjusted by the width.
However, the frequency of free vibration when the bottom surface is flat varies greatly depending on the amplitude, and is not suitable for use as a general dynamic vibration absorber.
そこで、本発明の第一実施形態では、図1に示すように、一定の曲率半径(R)をもつ円弧(A)に沿う多角形状の底面(2)を採用した。(但し、円弧(A)の曲率半径(R)は、一定でなくてもよいことは上述した通りである。)ここで、多角形の1つの内角(α)は、90°<α<180°の範囲に設定される。各内角の大きさは、等しいことが好ましいが、異なっていてもよい。
このような多角形状の底面とすることにより、底面が平らな場合に比べて固有振動数の振幅依存性は小さくなる。また、底面が円弧である場合と異なって減衰も確保することができる。
さらに、上式(1)より、多角形の一辺の長さを小さくする(内角(α)を大きくする)ほど減衰が小さくなるため、これにより減衰の大きさを調整することができる。尚、減衰の大きさは、上式(1)を繰り返して用いることにより計算することができる。
従って、第一実施形態の動吸振器は、ばねや減衰器を用いなくても、置くだけで動吸振器としての機能を発揮することができる。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, a polygonal bottom surface (2) along an arc (A) having a constant radius of curvature (R) is employed. (However, as described above, the radius of curvature (R) of the arc (A) may not be constant.) Here, one interior angle (α) of the polygon is 90 ° <α <180. Set in the range of °. The sizes of the inner angles are preferably equal, but may be different.
By using such a polygonal bottom surface, the amplitude dependence of the natural frequency is reduced as compared with the case where the bottom surface is flat. Further, unlike the case where the bottom surface is an arc, attenuation can be secured.
Furthermore, from the above equation (1), the attenuation becomes smaller as the length of one side of the polygon is reduced (inner angle (α) is increased), so that the magnitude of the attenuation can be adjusted. The magnitude of attenuation can be calculated by repeatedly using the above equation (1).
Therefore, the dynamic vibration absorber of the first embodiment can exhibit a function as a dynamic vibration absorber by simply placing it without using a spring or an attenuator.
図3は、第一実施形態の動吸振器の変形例を示す図である。
この変形例では、底面(2)の下方に、該底面の角部が設置面(3)に衝突した時に生じる衝突エネルギーを吸収する吸収材(4)が配設されている。
吸収材(4)は、粘弾性体等の弾性と減衰性を有するシート状部材からなり、底面(2)と設置面(3)との間に敷設されている。
粘弾性体としては、例えば、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、スチレン系等の樹脂の発泡体あるいはゲル状材等の材料が用いられる。
FIG. 3 is a view showing a modification of the dynamic vibration absorber according to the first embodiment.
In this modification, an absorbing material (4) that absorbs collision energy generated when a corner portion of the bottom surface collides with the installation surface (3) is disposed below the bottom surface (2).
The absorbent material (4) is made of a sheet-like member having elasticity and damping properties such as a viscoelastic body, and is laid between the bottom surface (2) and the installation surface (3).
As the viscoelastic body, for example, a material such as an acrylic, urethane, silicone, or styrene resin foam or a gel material is used.
このように、底面の下方に、該底面の角部が設置面に衝突した時に生じる衝突エネルギーを吸収する吸収材を配設することにより、角部が設置面に衝突した時に発生する騒音を低減することができる。 In this way, the noise generated when the corner collides with the installation surface is reduced by disposing the absorber that absorbs the collision energy generated when the corner of the bottom collides with the installation surface. can do.
尚、変形例のように吸収材(4)を底面(2)と設置面(3)との間に敷設した場合、吸収材(4)を敷設しない場合と減衰が同じとはならないため、吸収材のばね・減衰特性を用いた数値解析(マルチボディ解析)を行って設計することが好ましい。 Note that when the absorbent material (4) is laid between the bottom surface (2) and the installation surface (3) as in the modification, the attenuation is not the same as when the absorbent material (4) is not laid. It is preferable to design by performing numerical analysis (multibody analysis) using the spring and damping characteristics of the material.
以上説明したように、第一実施形態の動吸振器は、ロッキングによる衝突を利用してエネルギーを逸散することができるため、従来の動吸振器のようなダンパーを用いることなく減衰性能を発揮することが可能となる。
但し、衝突音がうるさい等の問題が発生するため、吸収材を付加して衝撃を緩和する代わりに材料で減衰させる方法(図3)を採用することもできる。
As described above, since the dynamic vibration absorber of the first embodiment can dissipate energy by utilizing collision caused by rocking, it exhibits damping performance without using a damper like a conventional dynamic vibration absorber. It becomes possible to do.
However, since problems such as noisy collision noise occur, a method of damping with a material (FIG. 3) can be employed instead of adding an absorbing material to mitigate the impact.
図4は本発明に係る動吸振器の参考例として示す第二実施形態を示す概略図である。
第二実施形態の動吸振器(1)は、一定の曲率半径(R)をもつ円弧状の底面(2)を有しており、その重心位置(G)が円弧(A)の曲率半径中心(O)よりも下方にあるように構成されている。但し、第二実施形態においても、円弧(A)の曲率半径(R)は必ずしも一定でなくともよいことは上述した通りである。
つまり、第一実施形態では底面が多角形状であるが、第二実施形態では底面が円弧状となっている。但し、図4では後述する減衰器の図示は省略されている。
FIG. 4 is a schematic view showing a second embodiment shown as a reference example of the dynamic vibration absorber according to the present invention.
The dynamic vibration absorber (1) of the second embodiment has an arc-shaped bottom surface (2) having a constant radius of curvature (R), and its center of gravity (G) is the center of curvature radius of the arc (A). It is comprised so that it may exist below (O). However, also in the second embodiment, as described above, the radius of curvature (R) of the arc (A) is not necessarily constant.
That is, in the first embodiment, the bottom surface has a polygonal shape, but in the second embodiment, the bottom surface has an arc shape. However, the attenuator described later is omitted in FIG.
底面(2)は、円弧(A)が下に凸となる方向を向くように、地面等の設置面(3)上に設置されている。そして、振動を受けることによって、曲率半径中心(O)を回転中心として、設置面(3)上において右端部と左端部が交互に上昇と下降を繰り返すロッキング振動をする。 The bottom surface (2) is installed on the installation surface (3) such as the ground so that the arc (A) is directed downward. Then, by receiving the vibration, the rocking vibration in which the right end and the left end alternately rise and fall alternately on the installation surface (3) with the center of curvature radius (O) as the rotation center.
上述した如く、起き上がりこぼしのように、一定の曲率半径をもつ円弧状の底面を有し、重心位置が円弧の曲率半径中心よりも下方にある構造をもつ物体においては、慣性モーメントの影響を無視すれば、その固有振動数fnは、振幅があまり大きくなければ、近似的に次式で表現される。(r:中心Oから重心Gまでの距離)
As described above, the influence of the moment of inertia is ignored for an object that has an arc-shaped bottom surface with a certain radius of curvature, such as rising up, and whose center of gravity is located below the center of curvature radius of the arc. In this case, the natural frequency f n is approximately expressed by the following expression if the amplitude is not so large. (R: distance from center O to center of gravity G)
尚、この第二実施形態においても、振幅が大きくなった時に設置面と接地する部分の曲率半径を微増させることにより、固有振動数の低下を防止することが可能である。 In the second embodiment as well, it is possible to prevent the natural frequency from decreasing by slightly increasing the radius of curvature of the portion that contacts the installation surface when the amplitude increases.
上式より、固有振動数は、曲率半径Rだけでなく、距離rによっても大きく変化し、rが0に近づけば固有振動数も0に近づき、rがRに近づけば固有振動数は高くなる。
よって、第二実施形態の動吸振器においても、rとRの関係を調整するだけで、固有振動数を大きく変化させることができる。特に、rを短くする(重心位置Gを曲率半径中心Oに近づける)ことにより、いくらでも固有振動数を低くすることができるため、振り子式動吸振器と同様に重力を復元力としているにも拘らず、全体を小型化して低い固有振動数を実現することが可能となる。
From the above equation, the natural frequency varies greatly not only with the radius of curvature R but also with the distance r. When r approaches 0, the natural frequency approaches 0, and when r approaches R, the natural frequency increases. .
Therefore, also in the dynamic vibration absorber of the second embodiment, the natural frequency can be greatly changed only by adjusting the relationship between r and R. In particular, by shortening r (making the center of gravity position G closer to the radius of curvature center O), the natural frequency can be lowered as much as possible, so that gravity is used as a restoring force in the same manner as a pendulum dynamic vibration absorber. Therefore, it is possible to realize a low natural frequency by downsizing the whole.
但し、上述した如く、一定の曲率半径をもつ円弧状の底面を有し、重心位置が円弧の曲率半径中心よりも下方にある構造だけでは、振動を減衰させる要素がないため、動吸振器として利用するには不十分である。
そこで、第二実施形態に係る動吸振器では、振動を減衰させる要素を付加するために、底面(2)のロッキング振動を減衰させる減衰機構を設けている。
減衰機構を付加することによって、構造物の振動を底面のロッキング振動を介して減衰機構へと伝達して、減衰作用を発揮することができる。
However, as described above, a structure having an arc-shaped bottom surface having a constant radius of curvature and having a center of gravity located below the center of the radius of curvature of the arc has no element to attenuate vibrations. It is insufficient for use.
Therefore, in the dynamic vibration absorber according to the second embodiment, in order to add an element for damping the vibration, a damping mechanism for damping the rocking vibration of the bottom surface (2) is provided.
By adding the damping mechanism, the vibration of the structure can be transmitted to the damping mechanism via the rocking vibration of the bottom surface, and the damping action can be exhibited.
図5に示した例は、減衰機構が、底面(2)と設置面(3)との間に配設された減衰器(5)からなるものである。尚、この図では動吸振器の底面(2)のみを図示しており、底面より上の部分は図4と同様であるため省略している。
図示例において、減衰器(5)は、底面(2)の両端部において該底面と設置面(3)との間に夫々配設された2つの袋体(51)と、これら2つの袋体(51)を連通連結する管(52)とから構成されている。
In the example shown in FIG. 5, the damping mechanism includes an attenuator (5) disposed between the bottom surface (2) and the installation surface (3). In this figure, only the bottom surface (2) of the dynamic vibration absorber is shown, and the portion above the bottom surface is omitted because it is the same as FIG.
In the illustrated example, the attenuator (5) includes two bag bodies (51) disposed between the bottom surface and the installation surface (3) at both ends of the bottom surface (2), and these two bag bodies. (51) and the pipe | tube (52) which connects and connects.
2つの袋体(51)の内部には水や油等の液体が封入されており、液体は管(52)を通って2つの袋体の間で流動できるようになっている。具体的には、底面(2)が右に傾いた時には、右の袋体(51)が底面(2)に踏まれて当該袋体内部の液体は管(52)を通って左の袋体(51)へと移動する。逆に、底面(2)が左に傾いた時には、左の袋体(51)が底面(2)に踏まれて当該袋体内部の液体は管(52)を通って右の袋体(51)へと移動する。
従って、底面(2)がロッキング振動した時、左右の袋体(51)は交互に底面(2)により踏まれて、内部の液体は左右の袋体に交互に移動する。これにより、底面のロッキング振動のエネルギーは、2つの袋体間の流体の流動により消費され、振動を減衰させることができる。
また、図示例では、管(52)の内部にオリフィス(53)を設けて流体抵抗を大きくすることにより減衰効果を高めている。
Liquids such as water and oil are sealed inside the two bags (51), and the liquid can flow between the two bags through the pipe (52). Specifically, when the bottom surface (2) is tilted to the right, the right bag body (51) is stepped on the bottom surface (2), and the liquid inside the bag body passes through the pipe (52) and the left bag body. Move to (51). Conversely, when the bottom surface (2) is tilted to the left, the left bag body (51) is stepped on the bottom surface (2), and the liquid inside the bag body passes through the pipe (52) and the right bag body (51). ).
Therefore, when the bottom surface (2) rocks and vibrates, the left and right bags (51) are stepped on by the bottom surface (2) alternately, and the liquid inside moves alternately to the left and right bags. Thereby, the energy of the rocking vibration of the bottom surface is consumed by the fluid flow between the two bags, and the vibration can be attenuated.
In the illustrated example, the damping effect is enhanced by providing an orifice (53) inside the pipe (52) to increase the fluid resistance.
図6に示した例は、減衰器(5)が、底面(2)と設置面(3)との間に配設されたダンピング材料からなるものである。尚、この図でも動吸振器の底面(2)のみを図示しており、底面より上の部分は図4と同様であるため省略している。
ダンピング材料は設置面(3)上に敷設された一定の厚みを有するシート状部材からなり、該ダンピング材料の上面に底面(2)が載設されている。ダンピング材料としては、フッ素ゴムやシリコンゴム等の高ダンピング能を備えた材料が用いられる。
このようなダンピング材料を減衰器(5)として使用することにより、底面(2)のロッキング振動のエネルギーをダンピング材料により吸収することができるため、簡易な構成で振動を効果的に減衰させることができる。
In the example shown in FIG. 6, the attenuator (5) is made of a damping material disposed between the bottom surface (2) and the installation surface (3). In this figure, only the bottom surface (2) of the dynamic vibration absorber is shown, and the portion above the bottom surface is omitted because it is the same as FIG.
The damping material is a sheet-like member having a certain thickness laid on the installation surface (3), and the bottom surface (2) is placed on the upper surface of the damping material. As the damping material, a material having a high damping capability such as fluorine rubber or silicon rubber is used.
By using such a damping material as the attenuator (5), the energy of the rocking vibration of the bottom surface (2) can be absorbed by the damping material, so that the vibration can be effectively damped with a simple configuration. it can.
図7に示した例は、減衰機構が、内部空間(6)に移動可能に収容された多数の粒体(7)からなるものである。
すなわち、この例では、動吸振器の底面(2)に沿った内部に空間(6)が設けられており、この内部空間(6)に多数の粒体(7)が収容されている。
粒体(7)の形状については特に限定されないが、底面(2)のロッキング振動に伴って内部空間(6)内を円滑に移動することができる球形とすることが好ましい。また、粒体(7)の数や大きさは、粒体(7)が移動できる空間を確保するために、粒体(7)により内部空間(6)が埋まらない範囲に設定される。
内部空間(6)は、ロッキング振動に伴って粒体(7)が大きく移動するように、図示例の如く底面(2)に沿う方向に延びる空間として形成することが好ましいが、特に限定されるものではなく、動吸振器の他の位置に形成してもよい。
このような減衰機構を設けることによって、底面(2)のロッキング振動に伴う多数の粒体(7)の移動により、振動を減衰させることができる。
In the example shown in FIG. 7, the damping mechanism is composed of a large number of particles (7) accommodated movably in the internal space (6).
That is, in this example, a space (6) is provided in the interior along the bottom surface (2) of the dynamic vibration absorber, and a large number of particles (7) are accommodated in the internal space (6).
The shape of the granule (7) is not particularly limited, but it is preferably a spherical shape that can smoothly move in the internal space (6) with the rocking vibration of the bottom surface (2). Further, the number and size of the granules (7) are set in a range in which the internal space (6) is not filled with the granules (7) in order to secure a space in which the granules (7) can move.
The internal space (6) is preferably formed as a space extending in the direction along the bottom surface (2) as shown in the example so that the granule (7) moves greatly with rocking vibration, but is particularly limited. It may be formed in another position instead of the dynamic vibration absorber.
By providing such a damping mechanism, the vibration can be attenuated by the movement of a large number of particles (7) accompanying the rocking vibration of the bottom surface (2).
第二実施形態の動吸振器では、底面を円弧状とすることにより、衝突音の問題を解消することができる。但し、衝突によるエネルギー消散が殆ど期待できなくなるため、ロッキングが固有振動数を自由に調整可能であるという特徴を活用して、減衰は別途設定する手段(図5乃至図7)を用いる方法を採用することができる。 In the dynamic vibration absorber of the second embodiment, the problem of collision noise can be solved by making the bottom surface arc-shaped. However, since energy dissipation due to collision can hardly be expected, a method using a means for setting damping separately (FIGS. 5 to 7) utilizing the feature that rocking can freely adjust the natural frequency is adopted. can do.
図8は、本発明に係る動吸振器の更に別の実施形態を示す図である。
この実施形態では、動吸振器(1)の外方に、底面(2)と設置面(3)との間に滑りが生じて動吸振器が移動した時に、該動吸振器を受け止める受止部材(8)が固設されている。
受止部材(8)は、動吸振器(1)から若干離れた位置において該動吸振器の周囲全体又は一部を囲うように設置面(3)に対して立設固定されている壁状の部材である。
受止部材(8)の表面(動吸振器に向く面)には、動吸振器の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収材(81)が配設されている。
衝撃吸収材(81)は、粘弾性体等の弾性と減衰性を有する材料からなり、例えば、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、スチレン系等の樹脂の発泡体あるいはゲル状材等の材料が用いられる。
FIG. 8 is a view showing still another embodiment of the dynamic vibration absorber according to the present invention.
In this embodiment, when the dynamic vibration absorber moves when slippage occurs between the bottom surface (2) and the installation surface (3) outside the dynamic vibration absorber (1), the dynamic vibration absorber is received. A member (8) is fixed.
The receiving member (8) is a wall-like shape that is fixed upright with respect to the installation surface (3) so as to surround the whole or part of the periphery of the dynamic vibration absorber at a position slightly away from the dynamic vibration absorber (1). It is a member.
On the surface of the receiving member (8) (the surface facing the dynamic vibration absorber), an impact absorbing material (81) that absorbs an impact when the dynamic vibration absorber collides is disposed.
The shock absorber (81) is made of a material having elasticity and damping properties such as a viscoelastic body. For example, a material such as an acrylic, urethane, silicone, styrene resin foam or gel material is used. Used.
図8に示す実施形態によれば、地震等の非常に大きな外力を受けて動吸振器(1)の底面(2)と設置面(3)との間に滑りを生じた場合、動吸振器(1)が受止部材(8)に衝突して受け止められ、このとき発生する衝撃エネルギーは、受止部材(8)表面の衝撃吸収材(81)により消散される。つまり、衝撃吸収材(81)はインパクトダンパーの役割を果たすこととなり、振動を効果的に減衰させることが可能となる。
この実施形態は、底面(2)が円弧状である第二実施形態に対して好適に適用できるが、底面(2)が多角形状である第一実施形態に対しても適用することができる。
According to the embodiment shown in FIG. 8, when a slip is generated between the bottom surface (2) and the installation surface (3) of the dynamic vibration absorber (1) under a very large external force such as an earthquake, the dynamic vibration absorber (1) collides with the receiving member (8) and is received, and the impact energy generated at this time is dissipated by the impact absorbing material (81) on the surface of the receiving member (8). That is, the shock absorbing material (81) plays the role of an impact damper and can effectively attenuate the vibration.
This embodiment can be suitably applied to the second embodiment in which the bottom surface (2) has an arc shape, but can also be applied to the first embodiment in which the bottom surface (2) has a polygonal shape.
以上、本発明に係る動吸振器について図面を参照しながら説明したが、図は本発明の構成を模式的に示したものであり、底面(2)以外の形状については、本発明が適用される構造物の種類に応じて適宜任意の形状に設計することができる。 The dynamic vibration absorber according to the present invention has been described above with reference to the drawings. However, the drawings schematically show the configuration of the present invention, and the present invention is applied to shapes other than the bottom surface (2). It can be designed to have any shape as appropriate according to the type of structure.
本発明は、強風、地震、車両通過、機械振動等により建物や橋梁、機械等の構造物に生起する振動を抑制するための動吸振器として利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a dynamic vibration absorber for suppressing vibrations that occur in structures such as buildings, bridges, and machines due to strong winds, earthquakes, vehicle passing, mechanical vibrations, and the like.
1 動吸振器
2 底面
3 設置面
4 吸収材
5 減衰器
51 袋体
52 管
53 オリフィス
6 内部空間
7 粒体
8 受止部材
81 衝撃吸収材
A 円弧
G 重心位置
O 曲率半径中心
R 曲率半径
DESCRIPTION OF
Claims (3)
重心位置が、前記多角形に外接する円弧の曲率半径中心よりも下方にある
ことを特徴とするロッキングを利用した動吸振器。 Having a polygonal bottom,
A dynamic vibration absorber using rocking characterized in that a center of gravity is located below a center of curvature radius of an arc circumscribing the polygon.
該受止部材の表面には動吸振器の衝突時の衝撃を吸収する衝撃吸収材が配設されていることを特徴とする請求項1又は2記載のロッキングを利用した動吸振器。 A receiving member for receiving the dynamic vibration absorber is fixed to the outside of the dynamic vibration absorber when the dynamic vibration absorber moves due to slippage between the bottom surface and the installation surface.
3. The dynamic vibration absorber using rocking according to claim 1 or 2, wherein a shock absorbing material for absorbing an impact at the time of collision of the dynamic vibration absorber is disposed on a surface of the receiving member.
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