JP5314201B1 - 振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物の振動を適切に抑制できるとともに、装置全体の小型化及び製造コストの削減を図ることができる振動抑制装置を提供する。
【解決手段】振動抑制装置では、第１支持部材２は、その一端部が、一対の梁の一方である第１梁ＢＤにおける、一対の柱の一方ＰＬとの接合部と一対の柱ＰＬ、ＰＲの間の中心との間の所定の第１部位Ｒ１に連結され、第１部位Ｒ１から一対の梁の他方である第２梁ＢＵに向かって斜めに延びている。第２支持部材３は、その一端部が、第１梁ＢＤにおける、一対の柱の他方ＰＲとの接合部と一対の柱の間の中心との間の所定の第２部位Ｒ２に連結され、第２部位Ｒ２から第２梁ＢＵに向かって斜めに延びるとともに、他端部が、第１支持部材２の他端部に連結されている。回転マス２３、３３を有するマスダンパ４、５は、その一端部が第２梁に連結されるとともに、他端部が第１及び第２支持部材２、３の他端部に連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、互いに平行に鉛直に延びる一対の柱と、互いに平行に水平に延びる上下一対の梁とを互いに接合した井桁状のラーメン構造を有する構造物の振動を抑制するための振動抑制装置に関する。

従来、この種の振動抑制装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この振動抑制装置は、左右一対の柱と上下一対の梁を互いに接合した井桁状のラーメン構造を有する構造物に設けられており、柱材で構成された第１支持部材及び第２支持部材と、回転マスを有するマスダンパと、オイルダンパを備えている。第１及び第２支持部材は、逆Ｖ字型のブレースを構成している。具体的には、第１支持部材は、その一端部が左側の柱と下側の梁との接合部（以下「第１接合部」という）に固定され、右方に向かって斜め上方に延びており、第２支持部材は、その一端部が右側の柱と下側の梁との接合部（以下「第２接合部」という）に固定され、左方に向かって斜め上方に延びており、第１及び第２支持部材の他端部は、連結部材を介して互いに連結されている。

また、マスダンパ及びオイルダンパは、連結部材を中心として互いに対称に設けられている。具体的には、マスダンパの一端部は連結部材に、他端部は取付具を介して上側の梁の左端部に、それぞれ取り付けられている。また、オイルダンパの一端部は連結部材に、他端部は取付具を介して上側の梁の右端部に、それぞれ取り付けられている。このように、マスダンパ、第１及び第２支持部材は、一対の梁に対して直列に設けられている。以上の構成の従来の振動抑制装置では、構造物の振動に伴い、上下一対の梁の間の相対変位が第１及び第２支持部材を介して、マスダンパ及びオイルダンパに伝達される。これにより、マスダンパの慣性質量効果とオイルダンパの減衰効果が得られることによって、構造物の振動が抑制される。

特開２０１２−１２２２２８号公報（図２など）

図９（ａ）及び（ｂ）は、一対の柱、一対の梁及び従来の振動抑制装置を、構造物の振動時以外の通常時及び振動時について、それぞれモデル化して示している（オイルダンパは省略）。上述したように、従来の振動抑制装置では、第１及び第２支持部材が固定された第１及び第２接合部は、柱と梁を接合した部分であるため、その剛性が比較的高い。このため、図９（ｂ）に示すように（通常時を二点鎖線で図示）、構造物の振動時、第１及び第２支持部材を介してマスダンパに伝達される変位が、上下の梁の間の相対変位δとほぼ同じになり、比較的小さいので、マスダンパ、第１及び第２支持部材から成る付加振動系による構造物の振動の吸収効果が十分に得られず、ひいては、構造物の振動を適切に抑制することができなくなってしまう。

また、回転マスを有するマスダンパ及び支持部材を直列に連結した付加振動系を用いて構造物の振動を適切に抑制するには、この付加振動系の固有振動数が構造物の固有振動数に同調するように、回転マスの質量及び支持部材の剛性（ばね定数）を設定するのが好ましい。従来の振動抑制装置では、第１及び第２支持部材が上述した剛性の高い第１及び第２接合部にそれぞれ固定されているので、構造物の振動時、第１及び第２支持部材は、マスダンパの反力に対して変形（変位）しにくくなり、第１及び第２支持部材の実質的な剛性が高くなる。

この場合、これらの第１及び第２支持部材を含む付加振動系の固有振動数が「sqrt（ｋ／ｍ）／２π」（ここで、ｋは第１及び第２付加振動系の剛性（ばね定数）、ｍは回転マスによる等価質量）で表される。以上から、従来の振動抑制装置では、構造物の振動を適切に抑制すべく、付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調させるには、第１及び第２支持部材の高い剛性に見合うように、回転マスの質量が比較的大きな大型のマスダンパを用いなければならず、ひいては、装置全体の大型化及びコストの増大を招いてしまう。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、構造物の振動を適切に抑制できるとともに、装置全体の小型化及び製造コストの削減を図ることができる振動抑制装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、互いに平行に鉛直に延びる一対の柱と、互いに平行に水平に延びる上下一対の梁とを互いに接合した井桁状のラーメン構造を有する構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、柱材で構成され、一端部が、一対の梁の一方である第１梁における、一対の柱の一方との接合部と一対の柱の間の中心との間の所定の第１部位に連結され、第１部位から一対の梁の他方である第２梁に向かって斜めに延びる第１支持部材と、柱材で構成され、一端部が、第１梁における、一対の柱の他方との接合部と一対の柱の間の中心との間の所定の第２部位に連結され、第２部位から第２梁に向かって斜めに延びるとともに、他端部が、第１支持部材の他端部に連結された第２支持部材と、回転可能な回転マスを有し、一端部が第２梁に連結され、他端部が第１及び第２支持部材の他端部に連結されており、構造物の振動に伴って第１及び第２支持部材を介して伝達された一対の梁の間の相対変位を、回転マスの回転運動に変換するマスダンパと、を備え、第１及び第２支持部材の一端部は、第１及び第２部位に固定されずにそれぞれ当接しており、鋼線で構成され、プレテンションが付与されるとともに、一端部が第１支持部材に連結され、他端部が第１梁に連結された第１ケーブルと、鋼線で構成され、プレテンションが付与されるとともに、一端部が第２支持部材に連結され、他端部が第１梁に連結された第２ケーブルと、をさらに備え、第１支持部材及び第１梁の少なくとも一方には、第１ピンが取り付けられ、第２支持部材及び第１梁の少なくとも一方には、第２ピンが取り付けられており、第１及び第２ケーブルは、その途中で第１及び第２ピンにそれぞれ巻き掛けられていることを特徴とする。

この構成によれば、柱材から成る第１支持部材は、その一端部が、一対の梁の一方である第１梁における、一対の柱の一方との接合部と一対の柱の間の中心との間の所定の第１部位に連結されており、第１部位から一対の梁の他方である第２梁に向かって、斜めに延びている。また、柱材から成る第２支持部材は、その一端部が、第１梁における、一対の柱の他方との接合部と一対の柱の間の中心との間の所定の第２部位に連結され、第２部位から第２梁に向かって斜めに延びており、他端部が、第１支持部材の他端部に連結されている。さらに、回転マスを有するマスダンパの一端部が第２梁に連結され、他端部が、第１及び第２支持部材の他端部に連結されている。

以上の構成の振動抑制装置では、構造物が振動するのに伴い、一対の梁の間に相対変位が生じると、この相対変位が、第１及び第２支持部材を介してマスダンパに伝達され、それにより、マスダンパの回転マスが回転し、マスダンパ、第１及び第２支持部材から成る付加振動系が振動する。したがって、付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調（共振）させることによって、構造物の振動エネルギが付加振動系で吸収され、ひいては、構造物の振動が抑制される。

また、図１０（ａ）及び（ｂ）は、第１及び第２支持部材の一端部を下側の梁の第１及び第２部位にそれぞれ連結した場合における一対の柱、一対の梁及び振動抑制装置の一例を、構造物の振動時以外の通常時及び振動時について、それぞれモデル化して示している。一対の柱及び一対の梁はラーメン構造を構成しているので、構造物の振動時、図１０（ｂ）に示すように（通常時を二点鎖線で図示）、一対の柱が梁の長さ方向の一方の側に曲げ変形すると、それに伴い、一対の梁は、ほぼサイン波状に曲げ変形し、一対の梁の各々のうちの長さ方向の一方の側の部分が上方に凸に、他方の側の部分が下方に凸に、曲げ変形する。図示しないが、これとは逆に、一対の柱が梁の長さ方向の他方の側に曲げ変形すると、一対の梁は、この場合にもほぼサイン波状に曲げ変形し、一対の梁の各々のうちの長さ方向の他方の側の部分が上方に凸に、一方の側の部分が下方に凸に、曲げ変形する。

本発明によれば、前述した構成から明らかなように、また図１０に示すように、第１及び第２支持部材がほぼ逆Ｖ字状に設けられていることと、第１及び第２支持部材が、前述した従来の場合と異なり、第１梁における、一対の柱との２つの接合部の間の第１及び第２部位にそれぞれ連結されていることから、構造物の振動時、図１０（ｂ）に示すように、互いに連結された第１及び第２支持部材の他端部は、下側の梁に対する、マスダンパが連結された上側の梁の変位Δの方向と反対方向に変位する。これにより、構造物の振動時、マスダンパには、一対の梁の間の相対変位Δと第１及び第２支持部材の変位を足し合わせたより大きな変位が伝達されるので、マスダンパ、第１及び第２支持部材から成る付加振動系による構造物の振動の吸収効果が十分に得られ、ひいては、構造物の振動を適切に抑制することができる。

また、前述した従来の場合と異なり、第１及び第２支持部材が、柱と梁の接合部ではなく、第１梁における一対の柱との２つの接合部の間の第１及び第２部位にそれぞれ連結されているので、構造物の振動時、従来の場合と比較して、第１及び第２支持部材は、マスダンパの反力に対して変形（変位）しやすくなり、第１及び第２支持部材の実質的な剛性が低くなる。このため、回転マスの質量が比較的小さな小型のマスダンパを用いることが可能になり、それにより、装置全体の小型化及び製造コストの削減を図ることができる。

なお、これまで、第１及び第２支持部材の一端部を下側の梁の第１及び第２部位にそれぞれ連結するとともに、マスダンパを上側の梁に連結した場合における振動抑制装置の作用・効果について説明したが、これとは上下を逆に、すなわち、第１及び第２支持部材の一端部を上側の梁の第１及び第２部位にそれぞれ連結するとともに、マスダンパを下側の梁に連結した場合にも、これらの作用・効果を同様に得ることができる。また、図１０はあくまで一例であり、振動抑制装置は、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で、いわゆる当業者が想到し得る種々の構成を採用できることは、もちろんである。例えば、マスダンパの位置や数は、任意であり、また、第１及び第２支持部材は、必ずしも互いに連結された両者の他端部を中心として、互いに対称に設けられていなくてもよい。

なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「接合」は、ボルトや溶接などによって複数の部材を互いに接続することをいう。
また、前述した構成によれば、第１支持部材の一端部が、第１梁の第１部位に固定されずに当接しており、プレテンションが付与された第１ケーブルの一端部及び他端部が、第１支持部材及び第１梁にそれぞれ連結されている。この第１ケーブルによって、第１支持部材の一端部は、第１部位に当接した状態に保持されており、すなわち、第１支持部材の一端部は、第１ケーブルを介して、第１部位に連結されている。同様に、第２支持部材の一端部が、第１梁の第２部位に固定されずに当接しており、プレテンションが付与された第２ケーブルの一端部及び他端部が、第２支持部材及び第１梁にそれぞれ連結されている。この第２ケーブルによって、第２支持部材の一端部は、第２部位に当接した状態に保持されており、すなわち、第２支持部材の一端部は、第２ケーブルを介して、第２部位に連結されている。
以上の構成により、第１及び第２支持部材、並びに第１及び第２ケーブルの剛性（ばね定数）は、マスダンパの反力に対して、バイリニアな特性を有する。以下、この点について説明する。
図１１は、第１及び第２支持部材の一端部を下側の梁に連結するとともに、両支持部材を互いの他端部を中心として互いに対称に配置した場合における、マスダンパの反力Ｐと、マスダンパが連結された第１及び第２支持部材の他端部の変位（マスダンパに入力される変位）ｘとの関係の一例を、モデル化して示している。図１１に示すように、この例では、マスダンパの反力Ｐにより作用する軸力Ｎが、第１支持部材に対しては第１ケーブルのプレテンションと反対方向に、第２支持部材に対しては第２ケーブルのプレテンションと同方向に、それぞれ作用する。また、同図の（ａ）は軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンションよりも小さい場合について、同図の（ｂ）は軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上である場合について、それぞれ示している。
まず、釣合いの条件より、マスダンパの反力Ｐと軸力Ｎの間には、次式（１）が成立する。ここで、θは、第１及び第２支持部材が第１梁とそれぞれなす角度である。
Ｎ＝Ｐ／２ｃｏｓθ ……（１）
また、第１及び第２支持部材の長さをそれぞれＬｐとし、第１及び第２支持部材のヤング係数をＥｐとし、第１及び第２支持部材の断面積をそれぞれＡｐとすると、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以下のとき（図１１（ａ））には、変位ｘは、上記式（１）と仮想仕事法より、次式（２）で表される。なお、変位ｘの発生に伴い、第１支持部材が第１梁となす角度θと、第２支持部材が第１梁となす角度θは、厳密には互いに異なる値になるが、両者の差が非常に小さいので、この式（２）では、互いに同じであるとみなしている。
ｘ＝｛（Ｐ／２ｃｏｓθ）（１／２ｃｏｓθ）Ｌｐ・２｝／（Ｅｐ・Ａｐ）
＝Ｐ・Ｌｐ／（２ｃｏｓ ² θ・Ｅｐ・Ａｐ） ……（２）
この式（２）から、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンションよりも小さいとき（図１１（ａ））には、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ１は、次式（３）で表される。
ｋ１＝Ｐ／ｘ＝１／｛Ｌｐ／（２ｃｏｓ ² θ・Ｅｐ・Ａｐ）｝ ……（３）
また、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上のとき（図１１（ｂ））には、それにより第１支持部材が第１梁から離れるため、変位ｘは、上記式（１）と仮想仕事法より、次式（４）で表される。なお、上記式（２）と同様、変位ｘの発生に伴い、第１支持部材が第１梁となす角度θと、第２支持部材が第１梁となす角度θは、厳密には互いに異なる値になるが、両者の差が非常に小さいので、この式（４）では、互いに同じであるとみなしている。
ｘ＝｛Ｐ・Ｌｐ／（２ｃｏｓ ² θ・Ｅｐ・Ａｐ）｝
＋｛Ｐ・Ｌｃ／（４ｃｏｓ ² θ・Ｅｃ・Ａｃ）｝ ……（４）
ここで、Ｌｃは第１ケーブルの長さであり、Ｅｃは第１ケーブルのヤング係数、Ａｃは第１ケーブルの断面積である。
この式（４）から、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上であるとき（図１１（ｂ））には、第１ケーブル、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ２は、次式（５）で表される。
ｋ２＝Ｐ／ｘ＝１／｛［Ｌｐ／（２ｃｏｓ ² θ・Ｅｐ・Ａｐ）］
＋［Ｌｃ／（４ｃｏｓ ² θ・Ｅｃ・Ａｃ）］｝ ……（５）
これらの式（３）と式（５）の比較から明らかなように、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上であるときの第１ケーブル、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ２は、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンションよりも小さいときの第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ１よりも小さくなる。このことは、マスダンパの反力Ｐが図１１の場合と反対方向に作用することによって、軸力Ｎが第１支持部材に対して第１ケーブルのプレテンションと同方向に、第２支持部材に対して第２ケーブルのプレテンションと反対方向に、それぞれ作用する場合にも、同様に当てはまる。すなわち、軸力Ｎが第２ケーブルのプレテンション以上であるときの第２ケーブル、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ４は、軸力Ｎが第２ケーブルのプレテンションよりも小さいときの第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ３よりも小さくなる。
以上から、変位ｘとマスダンパの反力Ｐとの関係として、図１２に示すようなバイリニアな関係を得ることができ、第１及び第２支持部材の剛性並びに第１及び第２ケーブルの剛性は、マスダンパの反力Ｐに対して、バイリニアな特性を有する。これにより、例えば、マスダンパ、第１及び第２支持部材から成る付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数に同調させて構造物の振動を抑制する場合に、変位ｘが大きくなるのに伴ってマスダンパの反力Ｐが構造物の振動に同調して過大にならないうちに、より小さな剛性（＝ｋ２又はｋ４）を得ることが可能になり、それにより、付加振動系の固有振動数を構造物の固有振動数と異ならせることができるので、マスダンパの反力Ｐを抑制できる。したがって、構造物、マスダンパ、第１及び第２支持部材に過大な応力が発生するのを防止することができる。
さらに、前述した構成によれば、第１ケーブルが、その途中で、第１支持部材及び第１梁の少なくとも一方に設けられた第１ピンに巻き掛けられており、第２ケーブルが、その途中で、第２支持部材及び第１梁の少なくとも一方に設けられた第２ピンに巻き掛けられている。これにより、第１及び第２ケーブルの長さを大きくすることによって、前記式（５）から明らかなように、軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上である場合における第１ケーブル、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ２と、軸力Ｎが第２ケーブルのプレテンション以上である場合における第２ケーブル、第１及び第２支持部材の全体のばね定数ｋ４を、より小さくすることができる。
したがって、前述した効果、すなわち、構造物、マスダンパ、第１及び第２支持部材に過大な応力が発生するのを防止できるという効果を、確実に得ることができる。また、第１及び第２ケーブルを第１及び第２ピンにそれぞれ巻き掛けるので、巻き掛けない場合と比較して、両者をコンパクトに配置することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の振動抑制装置において、第１部位は、一方の柱から他方の柱側に向かって、一対の柱の間の長さの１／４の位置に設定されており、第２部位は、他方の柱から一方の柱側に向かって、一対の柱の間の長さの１／４の位置に設定されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明の説明において図１０を参照して述べたように、構造物の振動時、一対の柱が梁の長さ方向の一方の側又は他方の側に曲げ変形すると、一対の梁は、ほぼサイン波状に曲げ変形する。この場合、一対の柱の各々の軸線同士の間の長さをＬとすると、一対の梁の各々のうちの、一対の柱の各々の軸線からほぼＬ／４の長さの位置の部分が、上方又は下方に凸に最も大きく曲げ変形する。

この構成によれば、第１部位、すなわち第１梁の第１支持部材との連結部分が、一方の柱から他方の柱側に向かって、一対の柱の間の長さ（Ｌ）の１／４の位置に設定されている。また、第２部位、すなわち第１梁の第２支持部材との連結部分が、他方の柱から一方の柱側に向かって、一対の柱の間の長さ（Ｌ）の１／４の位置に設定されている。以上により、構造物の振動時、第１梁の曲げ変形を利用した第１及び第２支持部材の他端部の変位を、最も大きくすることができるので、マスダンパに伝達される変位をより増大でき、ひいては、構造物の振動をより適切に抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の振動抑制装置において、第１梁と第２梁の間には、第１及び第２梁と平行に水平に延びるとともに、一対の柱に接合された第３梁が設けられていることを特徴とする。

構造物の振動時、上下一対の梁の間の相対変位は、基本的には、両者が上下方向に離れるほど、より大きくなる。上述した構成によれば、第３梁が、第１梁と第２梁の間に設けられており、その分、第１梁と第２梁が上下方向により大きく離れているので、マスダンパに伝達される変位を増大させることができ、ひいては、構造物の振動をより適切に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の振動抑制装置において、第３梁は、互いに連結され、水平方向に対向する一対の梁材を有しており、第１及び第２支持部材は、一対の梁材の間を上下方向に貫通していることを特徴とする。

この構成によれば、第３梁の一対の梁材が、互いに連結され、水平方向に対向しており、これら一対の梁材の間を、第１及び第２支持部材が貫通している。これにより、構造物の振動時、第３梁に対して、第１及び第２支持部材を支障なく変位させることができるので、両支持部材を介して、マスダンパに変位を適切に伝達でき、ひいては、請求項３による効果を適切に得ることができる。

また、マスダンパは、回転マスの回転慣性効果を利用して構造物の振動を抑制するため、回転マスの回転に伴い、マスダンパの反力や反力トルクが発生し、第１及び第２支持部材に伝達されることによって、第１及び第２支持部材が弱軸方向に座屈したり、大きくねじられたりするおそれがある。上述したように、第１及び第２支持部材が、水平方向に互いに対向する一対の梁材の間を貫通しているので、この反力や反力トルクによる第１及び第２支持部材の弱軸方向の座屈やねじれを、これらの一対の梁材によって防止することができる。したがって、第１及び第２支持部材を介してマスダンパに伝達される構造物の変位を、マスダンパの反力や反力トルクの影響を受けることなく、回転マスの回転運動に良好に変換でき、それにより、構造物の振動の抑制を適切に行うことができる。また、上述した第１及び第２支持部材の弱軸方向の座屈やねじれの防止効果を、既存の第３梁を利用して得ることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の振動抑制装置において、第１支持部材及び一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方と、第２支持部材及び一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方には、滑性を有する表面材が貼り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１支持部材及び一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方と、第２支持部材及び一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方に、滑性を有する表面材が貼り付けられているので、構造物の振動時、第１及び第２支持部材が梁材に当接するような場合でも、両支持部材を滑らかに変位させることができ、それにより、マスダンパに変位を適切に伝達することができる。

本発明の第１実施形態による振動抑制装置を、これを適用した構造物の一部とともに示す正面図である。 案内機構などを拡大して示す側面図である。 第１マスダンパの断面図である。 図１のIV−IV線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態による振動抑制装置及び下側梁の一部を拡大して示す正面図である。 図５のVI−VI線に沿う断面図である。 第２実施形態の変形例及び下側梁の一部を拡大して示す正面図である。 図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。 従来の振動抑制装置を、一対の柱及び一対の梁とともに、（ａ）構造物が振動していない通常時について、（ｂ）構造物の振動時について、それぞれモデル化して示す図である。 本発明による振動抑制装置を、一対の柱及び一対の梁とともに、（ａ）構造物が振動していない通常時について、（ｂ）構造物の振動時について、それぞれモデル化して示す図である。 本発明の振動抑制装置におけるマスダンパの反力と第１及び第２支持部材との関係を、（ａ）マスダンパの反力による軸力が第１ケーブルのプレテンションよりも小さい場合について、（ｂ）軸力Ｎが第１ケーブルのプレテンション以上である場合について、それぞれモデル化して示す図である。 マスダンパの反力と第１及び第２支持部材の他端部の変位との関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１に示す構造物Ｓは、互いに平行に鉛直に延びる左右の柱ＰＬ、ＰＲと、互いに平行に左右方向に水平に延びる複数の梁ＢＵ、ＢＭ１、ＢＭ２、ＢＤ（図１には４つのみ図示）とを互いに接合した井桁状のラーメン構造を有する高層建築物であり、地盤（図示せず）に立設されている。以下、図１に示す４つの梁ＢＵ、ＢＭ１、ＢＭ２、ＢＤを、上側から順に、「上側梁ＢＵ」「第１中間梁ＢＭ１」「第２中間梁ＢＭ２」及び「下側梁ＢＤ」という。

左右の柱ＰＬ、ＰＲ、上側及び下側の梁ＢＵ、ＢＤはいずれも、Ｈ型鋼で構成されている。なお、左右の柱ＰＬ、ＰＲ、上側及び下側の梁ＢＵ、ＢＤは、角型鋼管などで構成されていてもよい。また、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２の構成は、上側及び下側の梁ＢＵ、ＢＤの構成と異なっており、その詳細な説明については後述する。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による振動抑制装置は、第１支持部材２、第２支持部材３、第１マスダンパ４及び第２マスダンパ５を備えている。第１支持部材２は、Ｈ型鋼から成る柱材で構成され、その下端部２ａが、下側梁ＢＤの後述する第１部位Ｒ１に接合され、連結されている。また、第１支持部材２は、第１部位Ｒ１から上側梁ＢＵに向かって斜めに延びており、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２を上下方向に貫通している。

第２支持部材３は、第１支持部材２と同様にＨ型鋼から成る柱材で構成され、その下端部３ａが、下側梁ＢＤの後述する第２部位Ｒ２に接合され、連結されている。また、第２支持部材３は、第２部位Ｒ２から上側梁ＢＵに向かって斜めに延びており、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２を上下方向に貫通している。また、第１及び第２支持部材２、３は、その上端部が第１連結部材６を介して互いに連結されており、第１連結部材６から延びる鉛直線を中心として、左右方向に互いに対称に逆Ｖ字状に配置されている。なお、第１及び第２支持部材２、３を、他の柱材、例えば角型鋼管などで構成してもよい。

上記の第１部位Ｒ１の位置は、左柱ＰＬの軸線ＡＬから当該第１部位Ｒ１の中心までの長さが、左右の柱ＰＬ、ＰＲの各々の軸線ＡＬ、ＡＲの間の長さ（以下「左右柱間長さ」という）Ｌのほぼ１／４（＝Ｌ／４）になるように、設定されている。第１支持部材２の下端部２ａの中心は、第１部位Ｒ１の中心に一致している。また、第２部位Ｒ２の位置は、右柱ＰＲの軸線ＡＲから当該第２部位Ｒ２の中心までの長さが左右柱間長さＬのほぼ１／４（＝Ｌ／４）になるように、設定されている。第２支持部材３の下端部３ａの中心は、第２部位Ｒ２の中心に一致している。

また、前述した第１連結部材６の上面には、第２連結部材７が取り付けられており、第２連結部材７と上側梁ＢＵの間には、案内機構１１が設けられている。この案内機構１１は、構造物Ｓの振動時、第１及び第２支持部材２、３が上側梁ＢＵに対して左右方向に移動するのを案内するためのものであり、図１及び図２に示すように、上側梁ＢＵの下面に一体に設けられた一対の基部１２、１２と、各基部１２の下面に一体に設けられた一対の第１案内突起１３、１３と、第２連結部材７の上面に一体に設けられた第２案内突起１４を有している。

一対の基部１２、１２は、上側梁ＢＵの長さ方向の中央の部位に、互いに所定の間隔を存した状態で配置されており、一対の第１案内突起１３、１３は、前後方向（図１の奥行き方向）に所定の間隔を存した状態で配置されている。第２案内突起１４は、左右方向に、第２連結部材７の全体にわたって延びており、一対の第１案内突起１３、１３の間に配置されている。

第１及び第２マスダンパ４、５は、本発明の発明者が提案した特願２０１２−１５８９２１号に開示されたものと同様に構成されているので、以下、これらの第１及び第２マスダンパ４、５について簡単に説明する。図３に示すように、第１マスダンパ４は、内筒２１、ボールねじ２２、第１回転マス２３、及び制限機構２４を有している。内筒２１は、円筒状の鋼材で構成されている。内筒２１の一端部は開口しており、他端部は、自在継ぎ手を介して第１フランジ２５に取り付けられている。

また、ボールねじ２２は、ねじ軸２２ａと、ねじ軸２２ａに多数のボール２２ｂを介して螺合するナット２２ｃを有している。ねじ軸２２ａの一端部は、上述した内筒２１の開口に収容されており、ねじ軸２２ａの他端部は、自在継ぎ手を介して第２フランジ２６に取り付けられている。また、ナット２２ｃは、軸受け２７を介して、内筒２１に回転自在に支持されている。

第１回転マス２３は、比重の大きな材料、例えば鉄で構成され、円筒状に形成されている。また、第１回転マス２３は、内筒２１及びボールねじ２２を覆っており、軸受け２８を介して、内筒２１に回転自在に支持されている。第１回転マス２３と内筒２１の間には、一対のリング状のシール材２９、２９が設けられている。これらのシール材２９、２９、第１回転マス２３及び内筒２１によって形成された空間には、シリコンオイルで構成された粘性体３０が充填されている。

以上のように構成された第１マスダンパ４では、内筒２１及びねじ軸２２ａの間に相対変位が発生すると、この相対変位がボールねじ２２で回転運動に変換された状態で、制限機構２４を介して第１回転マス２３に伝達されることによって、第１回転マス２３が回転する。以下、このように内筒２１及びねじ軸２２ａの間の相対変位を第１回転マス２３の回転運動に変換する第１マスダンパ４の動作を、「第１マスダンパ４の回転変換動作」という。

前記制限機構２４は、この第１マスダンパ４の回転変換動作を制限するものであり、リング状の回転滑り材２４ａと、複数のねじ２４ｂ及びばね２４ｃ（２つのみ図示）で構成されている。回転滑り材２４ａは、第１回転マス２３とボールねじ２２のナット２２ｃとの間に配置されている。この回転滑り材２４ａが配置された第１回転マス２３の部分には、複数のばね収容孔２３ａが形成されている。これらのばね収容孔２３ａは、周方向に等間隔に配置されており、径方向に貫通している。各ばね収容孔２３ａには、ねじ２４ｂがねじ込まれるとともに、ねじ２４ｂと回転滑り材２４ａの間に、ばね２４ｃが収容されている。

以上の構成により、ねじ２４ｂを強く締め付けると、回転滑り材２４ａがばね２４ｃの付勢力でナット２２ｃに強く押し付けられることによって、第１回転マス２３は、回転滑り材２４ａを介してナット２２ｃに一体に連結された状態になる。

また、この状態からねじ２４ｂを緩めると、その締付度合が低くなり、第１マスダンパ４の軸線方向に作用する荷重（以下「軸荷重」という）が、ねじ２４ｂの締付度合に応じて定まる制限荷重に達するまでは、第１回転マス２３がナット２２ｃと一体に回転する。一方、第１マスダンパ４の軸荷重が制限荷重に達すると、回転滑り材２４ａとナット２２ｃ又は第１回転マス２３との間に滑りが発生することによって、第１マスダンパ４の回転変換動作が制限される。この状態では、回転滑り材２４ａとナット２２ｃ又は第１回転マス２３との間に発生する摩擦抵抗によって、第１マスダンパ４の回転変換動作の制限により低下した第１回転マス２３の回転慣性力が補われる。

第１マスダンパ４の第１フランジ２５は、上側梁ＢＵの左端部に一体に設けられた取付具８に取り付けられており、それにより、第１マスダンパ４は、上側梁ＢＵに連結されている。また、第２フランジ２６は、第２連結部材７の左側面に取り付けられており、これにより、第１マスダンパ４は、第１及び第２支持部材２、３に連結されている。第１マスダンパ４は、第１及び第２フランジ２５、２６の自在継ぎ手により、前後方向に延びる軸線を中心とした取付具８及び第２連結部材７に対する回動のみが許容されている。

第２マスダンパ５は、第１マスダンパ４と同様、内筒３１、ねじ軸３２ａ、第２回転マス３３、第１及び第２フランジ３５、３６を有しており、その構成は第１マスダンパ４とまったく同じであるので、その詳細な説明を省略する。第２マスダンパ５の第１フランジ３５は、上側梁ＢＵの右端部に一体に設けられた取付具９に取り付けられており、これにより、第２マスダンパ５は、上側梁ＢＵに連結されている。また、第２フランジ３６は、第２連結部材７の右側面に取り付けられており、これにより、第２マスダンパ５は、第１及び第２支持部材２、３に連結されている。以上により、第１及び第２マスダンパ４、５は、第２連結部材７を中心として、互いに対称に設けられている。第２マスダンパ５は、第１及び第２フランジ３５、３６の自在継ぎ手により、前後方向に延びる軸線を中心とした取付具９及び第２連結部材７に対する回動のみが許容されている。

また、第１及び第２支持部材２、３の剛性（ばね定数）、並びに第１及び第２回転マス２３、３３の質量は、第１及び第２支持部材２、３並びに第１及び第２マスダンパ４、５から成る付加振動系の固有振動数が構造物Ｓの一次固有振動数に同調するように、設定されている。この一次固有振動数は、構造物Ｓの振動モードが一次モードのときの固有振動数のことである。

なお、第１及び第２支持部材２、３の剛性、並びに第１及び第２回転マス２３、３３の質量を、付加振動系の固有振動数が構造物Ｓの２次以上のｎ次固有振動数（ｎ＝２、３、……）に同調するように、設定してもよい。あるいは、様々な地震動入力（過渡応答）や設計諸元変動に対して制振効果を低下させないため、第１及び第２支持部材２、３の剛性を、定点理論に基づく任意モードの最適同調条件解の約１．２倍に設定してもよい。ここで、定点理論に基づく任意モードの最適同調条件解とは、第１及び第２支持部材２、３並びに第１及び第２マスダンパ４、５から成る付加振動系の固有振動数を、構造物Ｓの任意の振動モードの固有振動数に最適に同調させるための解を示す。

次に、前記第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２の構成について説明する。第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２は、互いに同様に構成されているので、両者を代表して、第１中間梁ＢＭ１について説明する。

図１及び図４に示すように、第１中間梁ＢＭ１は、前後方向に互いに対向する一対の梁材４１、４１と、両者４１、４１を互いに連結する上下一対の連結板４２、４２で構成されている。各梁材４１は、鋼材で構成され、その左端部が左柱ＰＬに、右端部が右柱ＰＲに、それぞれ接合されており、左右方向に水平に延びている。第１及び第２支持部材２、３は、一対の梁材４１、４１の間を上下方向に貫通しており、一対の梁材４１、４１と、第１及び第２支持部材２、３との間には、若干の間隔が空いている。

また、各連結板４２は、鋼板で構成されており、構造物Ｓの振動時を含めて、第１及び第２支持部材２、３に干渉しないような位置に配置されている（図１参照）。また、一対の梁材４１、４１の第１及び第２支持部材２、３と対向する面の各々には、滑性を有する材料、例えばフッ素樹脂で構成された表面材４３が貼り付けられている。

以上のように、第１実施形態によれば、柱材から成る第１支持部材２は、その下端部２ａが、下側梁ＢＤの所定の第１部位Ｒ１に接合され、連結されており、第１部位Ｒ１から上側梁ＢＵに向かって斜めに延びている。また、柱材から成る第２支持部材３は、その下端部３ａが、下側梁ＢＤの所定の第２部位Ｒ２に接合され、連結されており、第２部位Ｒ２から上側梁ＢＵに向かって斜めに延びている。さらに、第１及び第２支持部材２、３の上端部は、第１連結部材６を介して互いに連結されており、両者２、３の上端部には、第１及び第２マスダンパ４、５の一端部が、第１及び第２連結部材６、７を介して連結されている。

さらに、第１部位Ｒ１は、左柱ＰＬから右柱ＰＲに向かって、左右柱間長さＬ（左右の柱ＰＬ、ＰＲの各々の軸線ＡＬ、ＡＲの間の長さ）のほぼ１／４（＝Ｌ／４）の位置に設定されている。また、第２部位Ｒ２は、右柱ＰＲから左柱ＰＬに向かって、左右柱間長さＬのほぼ１／４（＝Ｌ／４）の位置に設定されている。

以上により、構造物Ｓの振動時、前述した図１０を用いて説明したように、第１及び第２マスダンパ４、５には、上側及び下側の梁ＢＵ、ＢＤの間の相対変位と第１及び第２支持部材２、３の変位を足し合わせたより大きな変位が伝達されるので、第１及び第２支持部材２、３並びに第１及び第２マスダンパ４、５から成る付加振動系による構造物Ｓの振動の吸収効果が十分に得られ、ひいては、構造物Ｓの振動を適切に抑制することができる。この場合、下側梁ＢＤの曲げ変形を利用した第１及び第２支持部材２、３の上端部の変位を、最も大きくすることができるので、第１及び第２マスダンパ４、５に伝達される変位をより増大でき、ひいては、構造物Ｓの振動をより適切に抑制することができる。

また、第１及び第２支持部材２、３が、下側梁ＢＤにおける左右の柱ＰＬ、ＰＲとの２つの接合部の間の第１及び第２部位Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ連結されているので、構造物Ｓの振動時、前述した従来の場合と比較して、第１及び第２支持部材２、３は、第１及び第２マスダンパ４、５の反力に対して変形（変位）しやすくなり、第１及び第２支持部材２、３の実質的な剛性が低くなる。このため、第１及び第２マスダンパ４、５として、回転マスの質量が比較的小さな小型のマスダンパを用いることが可能になり、それにより、装置全体の小型化及び製造コストの削減を図ることができる。

さらに、上側梁ＢＵと下側梁ＢＤの間に、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２が設けられており、その分、上側梁ＢＵと下側梁ＢＤが上下方向により大きく離れているので、第１及び第２マスダンパ４、５に伝達される変位を増大させることができ、ひいては、構造物Ｓの振動をより適切に抑制することができる。

また、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２の一対の梁材４１、４１が、互いに連結され、前後方向に対向しており、両梁材４１、４１の間を、第１及び第２支持部材２、３が上下方向に貫通している。これにより、構造物Ｓの振動時、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２に対して、第１及び第２支持部材２、３を支障なく変位させることができるので、両支持部材２、３を介して、第１及び第２マスダンパ４、５に変位を適切に伝達でき、ひいては、上述した効果を適切に得ることができる。

同じ理由により、第１及び第２マスダンパ４、５の反力や反力トルクによる第１及び第２支持部材２、３の弱軸方向の座屈やねじれを、一対の梁材４１、４１によって防止することができる。したがって、第１及び第２支持部材２、３を介して第１及び第２マスダンパ４、５に伝達される構造物Ｓの変位を、両マスダンパ４、５の反力や反力トルクの影響を受けることなく、第１及び第２回転マス２３、３３の回転運動に良好に変換でき、それにより、構造物Ｓの振動の抑制を適切に行うことができる。また、上述した第１及び第２支持部材２、３の弱軸方向の座屈やねじれの防止効果を、既存の第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２を利用して得ることができる。

さらに、第１及び第２マスダンパ４、５が、第１及び第２支持部材２、３の上端部を中心として、互いに対称に設けられているので、両マスダンパ４、５の反力トルクを、互いに打ち消し合うように作用させることができる。これにより、上述した一対の梁材４１、４１による弱軸方向の座屈やねじれの防止効果と相俟って、第１及び第２マスダンパ４、５の反力トルクによる第１及び第２支持部材２、３のねじれを確実に防止することができる。

また、一対の梁材４１、４１の第１及び第２支持部材２、３と対向する面の各々には、滑性を有する材料で構成された表面材４３が貼り付けられているので、構造物Ｓの振動時、第１及び第２支持部材２、３が梁材４１、４１に当接するような場合でも、両支持部材２、３を滑らかに変位させることができ、それにより、第１及び第２マスダンパ４、５に変位を適切に伝達することができる。

次に、図５及び図６を参照しながら、本発明の第２実施形態による振動抑制装置について説明する。第１実施形態に対する第２実施形態の主な相違点は、第１及び第２支持部材２、３の下端部２ａ、３ａが、下側梁ＢＤの第１及び第２部位Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ固定されておらず、一対の第１ケーブル５１、５１及び第２ケーブル（図示せず）をそれぞれ介して、第１及び第２部位Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ連結されていることである。図５及び図６では、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

図５及び図６に示すように、一対の第１ケーブル５１、５１は、第１支持部材２を中心として、前後方向に対称に設けられている。各第１ケーブル５１は、鋼線で構成され、その一端部が、第１取付板５２を介して第１支持部材２の下部に連結され、他端部が、第２取付板５３を介して下側梁ＢＤの第１部位Ｒ１に連結されており、第１支持部材２の長さ方向に延びている。また、第１ケーブル５１には、所定のプレテンションが付与されている。

上記の第１取付板５２は、鋼板で構成され、第１支持部材２の一対のフランジ２ｂ、２ｂ及びウェブ２ｃから成る３点で支持されており、その主面が第１支持部材２の長さ方向に直交するように配置されている。また、第１取付板５２の側面は、フランジ２ｂ、２ｂの側面と面一になっている。さらに、第１取付板５２には、第１支持部材２の長さ方向に貫通する取付孔５２ａが形成されている。第１ケーブル５１の一端部は、取付孔５２ａに下方から挿入され、取付孔５２ａよりも上方に突出しており、この一端部には、ねじが切られ、ナット５４が螺合するとともに固定されている。ナット５４は、上述した第１ケーブル５１のプレテンションによって、第１取付板５２の上面に接触した状態に保持されている。

また、上記の第２取付板５３は、第１取付板５２と同様に鋼板で構成され、一対の支持板５５、５５及び下側梁ＢＤのウェブＷＥから成る３点で支持されており、その主面が第１支持部材２の長さ方向に直交するように配置されている。これらの支持板５５、５５の各々は、鋼板で構成され、下側梁ＢＤの上下のフランジＦＬ、ＦＬ及びウェブＷＥから成る３点で支持されており、その主面が下側梁ＢＤの長さ方向に直交するように配置されている。また、第２取付板５３及び支持板５５、５５は、下側梁ＢＤのフランジＦＬ、ＦＬ及びウェブＷＥで画成された空間に収容されている。

さらに、第１支持部材２の下端部２ａ、下側梁ＢＤの上側のフランジＦＬ、及び第２取付板５３にはそれぞれ、第１支持部材２の長さ方向に貫通する案内孔２ｄ、案内孔ＡＰ、及び取付孔５３ａが形成されている。これらの案内孔２ｄ、案内孔ＡＰ及び取付孔５３ａは、前述した第１取付板５２の取付孔５２ａと同一直線上に配置されており、下側梁ＢＤの案内孔ＡＰの中心は、その第１部位Ｒ１の中心と一致している。なお、図５には、第１支持部材２を中心として、前側の案内孔２ｄ、案内孔ＡＰ及び取付孔５３ａを図示しているが、後ろ側にも同様に案内孔２ｄ、案内孔ＡＰ及び取付孔５３ａが設けられていることは、もちろんである。

第１ケーブル５１は、上方から、第１支持部材２の案内孔２ｄ、下側梁ＢＤの案内孔ＡＰ及び第２取付板５３の取付孔５３ａの順に挿入され、その他端部が取付孔５３ａよりも下方に突出しており、この他端部には、ねじが切られ、ナット５６が螺合するとともに固定されている。ナット５６は、前述した第１ケーブル５１のプレテンションによって、第２取付板５３の下面に接触した状態に保持されている。

第１支持部材２の下端部２ａは、下側梁ＢＤの第１部位Ｒ１に固定されずに、当接しており、プレテンションが付与された第１ケーブル５１によって、第１部位Ｒ１に当接した状態に保持されている。以上により、第１支持部材２の下端部２ａは、一対の第１ケーブル５１、５１を介して、第１部位Ｒ１に連結されている。

また、第１ケーブル５１は、その途中で、第１ピン５７に巻き掛けられている。第１ピン５７は、第１支持部材２のウェブ２ｃに取り付けられ、第１取付板５２と第１支持部材２の下端部２ａの間に配置されており、前後方向（図５の奥行き方向）に若干延びている。また、第１支持部材２のフランジ２ｂ、２ｂの第１ピン５７に対応する部位には、鋼板で構成された支持板５８が取り付けられており、支持板５８は、その主面が前後方向に直交するように配置されている。第１ピン５７は、支持板５８に形成された孔（図示せず）に挿入されている。以上の構成により、第１ピン５７は、第１支持部材２のウェブ２ｃ及び支持板５８から成る２点で支持されている。

図示しないが、一対の第２ケーブルは、第１ケーブル５１と同様、鋼線で構成されており、第２支持部材３を中心として前後方向に対称に設けられている。また、各第２ケーブルは、その一端部及び他端部が、第２支持部材３及び下側梁ＢＤにそれぞれ連結されるとともに、その途中で、第２支持部材３に取り付けられた第２ピン（図示せず）に、巻き掛けられている。第２ケーブルを連結するための構成は、第１ケーブル５１のそれと同様であるので、その詳細な説明については省略する。

また、第２支持部材３の下端部３ａは、下側梁ＢＤの第２部位Ｒ２に固定されずに当接しており、プレテンションが付与された第２ケーブルによって、第２部位Ｒ２に当接した状態に保持されている。以上により、第２支持部材３の下端部３ａは、一対の第２ケーブルを介して、第２部位Ｒ２に連結されている。

以上のように、第２実施形態によれば、第１支持部材２の下端部２ａが、下側梁ＢＤの第１部位Ｒ１に固定されずに当接しており、プレテンションが付与された第１ケーブル５１の一端部及び他端部が、第１支持部材２及び下側梁ＢＤにそれぞれ連結されている。第１支持部材２の下端部２ａは、この第１ケーブル５１によって第１部位Ｒ１に当接した状態に保持されており、すなわち、第１支持部材２の下端部２ａは、第１ケーブル５１を介して、第１部位Ｒ１に連結されている。同様に、第２支持部材３の下端部３ａが、下側梁ＢＤの第２部位Ｒ２に固定されずに当接しており、プレテンションが付与された第２ケーブルの一端部及び他端部が、第２支持部材３及び下側梁ＢＤにそれぞれ連結されている。第２支持部材３の下端部３ａは、この第２ケーブルによって第２部位Ｒ２に当接した状態に保持されており、すなわち、第２支持部材３の下端部３ａは、第２ケーブルを介して、第２部位Ｒ２に連結されている。

以上により、前述した図１１及び図１２を用いて説明したように、第１及び第２支持部材２、３並びに第１及び第２ケーブル５１の剛性（ばね定数）は、第１及び第２マスダンパ４、５の反力に対して、バイリニアな特性を有する。したがって、第１及び第２支持部材２、３の変位の増大に伴って第１及び第２マスダンパ４、５の反力が過大にならないうちに、第１及び第２支持部材２、３などの剛性としてより小さな剛性を得ることができ、それにより、第１及び第２マスダンパ４、５などから成る付加振動系の固有振動数を構造物Ｓの一次固有振動数と異ならせることができるので、第１及び第２マスダンパ４、５の反力を抑制でき、ひいては、構造物Ｓ、第１及び第２支持部材２、３並びに第１及び第２マスダンパ４、５に過大な応力が発生するのを防止することができる。

また、第１ケーブル５１が、その途中で、第１支持部材２に設けられた第１ピン５７に巻き掛けられており、第２ケーブルが、その途中で、第２支持部材３に取り付けられた第２ピンに巻き掛けられている。これにより、第１及び第２ケーブル５１の長さを大きくすることによって、前記式（５）から明らかなように、軸力Ｎが第１ケーブル５１のプレテンション以上である場合における第１ケーブル５１、第１及び第２支持部材２、３の全体のばね定数（ｋ２）と、軸力Ｎが第２ケーブルのプレテンション以上である場合における第２ケーブル、第１及び第２支持部材２、３の全体のばね定数（ｋ４）を、より小さくすることができる。したがって、上述した効果、すなわち、構造物Ｓなどに過大な応力が発生するのを防止できるという効果を、確実に得ることができる。また、第１及び第２ケーブル５１を第１及び第２ピン５７にそれぞれ巻き掛けるので、巻き掛けない場合と比較して、両者５１をコンパクトに配置することができる。

さらに、第１ケーブル５１の上部、第１取付板５２、ナット５４及び第１ピン５７が、第１支持部材２のフランジ２ｂ、２ｂとウェブ２ｃによって形成された空間に設けられており、第１ケーブル５１の下部、第２取付板５３支持板５５、５５及びナット５６が、下側梁ＢＤのフランジＦＬ、ＦＬとウェブＷＥで形成された空間に設けられているので、第１ケーブル５１などの各部品を第１支持部材２及び下側梁ＢＤから大きくはみ出させることなく、装置全体をコンパクト化することができる。この効果は、第２ケーブルなどの各部品についても、同様に得ることができる。

次に、図７及び図８を参照しながら、第２実施形態の変形例について説明する。図７及び図８に示すように、この変形例では、第１ケーブル５１を巻き掛けるための第１ピン５７が設けられておらず、また、図示しないが、第２ケーブルを巻き掛けるための第２ピンも設けられていない。さらに、ナット５４と第１取付板５２の間には、すなわち、第１ケーブル５１と第１支持部材２との連結部分には、第１皿ばね６１が設けられている。第１皿ばね６１は、８つのばね座金６１ａを交互に異なる向きで重ねた、いわゆる直列８段タイプのものである。以上の構成は、第２ケーブルについても同様であり、第２ケーブルの一端部と第２支持部材３との連結部分には、第２皿ばね（図示せず）が設けられている。

以上のように、この変形例によれば、第１皿ばね６１が、第１ケーブル５１と第１支持部材２との連結部分に設けられているので、第１支持部材２の下端部２ａは、第１皿ばね６１が第１ケーブル５１のプレテンションに応じて変形することにより、下側梁ＢＤの第１部位に当接した状態に保持されている。同様に、第２皿ばねが、第２ケーブルと第２支持部材との連結部分に設けられているので、第２支持部材３の下端部３ａは、第２皿ばねが第２ケーブルのプレテンションに応じて変形することにより、下側梁ＢＤの第２部位に当接した状態に保持されている。

以上から、第１皿ばね６１の剛性（ばね定数）を適切に設定することによって、軸力Ｎ（図１１参照）が第１ケーブル５１のプレテンション以上であるときの第１ケーブル５１、第１皿ばね６１、第１及び第２支持部材２、３の全体のばね定数をより小さくすることができるとともに、軸力Ｎが第２ケーブルのプレテンション以上であるときの第２ケーブル、第２皿ばね、第１及び第２支持部材２、３の全体のばね定数をより小さくすることができる。したがって、第２実施形態と同様、構造物Ｓ、第１及び第２支持部材２、３、並びに第１及び第２マスダンパ４、５に過大な応力が発生するのを防止できるという効果を、確実に得ることができる。

なお、第１ケーブル５１の一端部及び他端部の少なくとも一方を、ナット５４、５６を用いずに、溶接などで第１及び第２取付板５２、５３にそれぞれ取り付けてもよい（変形例については、第１ケーブル５１の他端部のみ）。また、第１ケーブル５１を、第１支持部材２の長さ方向に延びるように設けているが、鉛直に延びるように設けてもよい。さらに、第１ケーブル５１の一端部を、第１支持部材２の下部に連結しているが、第１支持部材２の任意の部位に連結してもよい。また、第１ケーブル５１の他端部を、下側梁ＢＤの第１部位Ｒ１に連結しているが、下側梁ＢＤの任意の部位に連結してもよい。以上のことは、第２ケーブルについても同様に当てはまる。

なお、本発明は、説明した実施形態（第１及び第２実施形態並びに変形例を含む）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１部位Ｒ１を、左柱ＰＬから右柱ＰＲ側に向かって、左右柱間長さＬ（左右の柱ＰＬ、ＰＲの各々の軸線ＡＬ、ＡＲ同士の間の左右方向の長さ）の１／４の位置に設定しているが、下側梁ＢＤにおける、左柱ＰＬとの接合部と左右の柱ＰＬ、ＰＲの間の中心との間の他の適当な位置に設定してもよい。同様に、第２部位Ｒ２を、右柱ＰＲから左柱ＰＬ側に向かって、左右柱間長さＬの１／４の位置に設定しているが、下側梁ＢＤにおける、右柱ＰＲとの接合部と左右の柱ＰＬ、ＰＲの間の中心との間の他の適当な位置に設定してもよい。この場合、左柱ＰＬから第１部位までの長さと、右柱ＰＲから第２部位までの長さを、互いに同じ大きさに設定してもよく、あるいは、互いに異なる大きさに設定してもよい。

また、実施形態では、第１及び第２支持部材２、３の下端部２ａ、３ａを、下側梁ＢＤの第１及び第２部位Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ連結するとともに、第１及び第２マスダンパ４、５を上側梁ＢＵに連結しているが、これとは上下を逆に、すなわち、第１及び第２支持部材の上端部を、上側梁の第１及び第２部位にそれぞれ連結するとともに、第１及び第２マスダンパを下側梁に連結してもよい。さらに、実施形態では、第１及び第２支持部材２、３を、その上端部を中心として、互いに対称になるように設けているが、互いに対称にならないように設けてもよい。

また、実施形態では、第１及び第２マスダンパ４、５を、第１及び第２支持部材２、３の上端部を中心として、互いに対称になるように配置しているが、第１及び第２支持部材２、３の上端部の左方又は右方に、前後方向に互いに重なるように配置してもよい。さらに、実施形態では、本発明におけるマスダンパとして、第１及び第２マスダンパ４、５から成る２つのマスダンパを用いているが、マスダンパの数は、１つでも、３つ以上でもよい。また、実施形態では、第１及び第２マスダンパ４、５に、粘性体３０が設けられているが、この粘性体３０を省略してもよい。

さらに、実施形態では、表面材４３を、一対の梁材４１、４１の第１及び第２支持部材２、３と対向する面の各々に貼り付けているが、これに代えて、又はこれとともに、第１及び第２支持部材２、３の一対の梁材４１、４１と対向する面の各々に貼り付けてもよい。また、実施形態では、第１中間梁ＢＭ１を、一対の梁材４１、４１と一対の連結板４２、４２で構成しているが、第１中間梁ＢＭ１の左右の端部を、単一のＨ型鋼や角型鋼管で構成するとともに、それ以外の部分を、一対の梁材４１、４１と一対の連結板４２、４２で構成してもよい。この場合にも、各連結板４２は、第１及び第２支持部材２、３と干渉しない位置に配置されることは、もちろんである。この第１中間梁ＢＭ１のバリエーションは、第２中間梁ＢＭ２についても、同様に当てはまる。さらに、実施形態では、本発明における第３梁の数は、第１及び第２中間梁ＢＭ１、ＢＭ２の２つであるが、１つでも、３つ以上でもよく、あるいは、両者ＢＭ１、ＢＭ２を省略してもよい。

また、実施形態では、第１及び第２ピン５７を、第１及び第２支持部材２、３にそれぞれ取り付けているが、これに代えて、又はこれとともに、下側梁ＢＤに取り付けてもよい。あるいは、第１及び第２ピン５７を省略してもよい。さらに、実施形態では、第１皿ばね６１を、第１ケーブル５１の一端部と第１支持部材２との連結部分に設けているが、これに代えて、又はこれとともに、第１ケーブル５１の他端部と下側梁ＢＤとの連結部分に設けてもよい。このことは、第２皿ばねについても同様に当てはまる。あるいは、第１及び第２皿ばね６１を省略してもよい。また、実施形態では、本発明における第１及び第２弾性体として、第１及び第２皿ばね６１をそれぞれ用いているが、他の弾性体、例えば、コイルばねなどの他のばねや、ゴムなどを用いてもよい。

さらに、実施形態は、左右一対の柱ＰＬ、ＰＲに対して、本発明による振動抑制装置を適用した例であるが、本発明はこれに限らず、前後一対の柱に対しても適用可能である。また、これまでに述べたバリエーションを適宜、組み合わせてもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

Ｓ 構造物
ＰＬ 左柱（一対の柱の一方）
ＰＲ 右柱（一対の柱の他方）
ＢＵ 上側梁（第２梁）
ＢＤ 下側梁（第１梁）
Ｒ１ 第１部位
Ｒ２ 第２部位
２ 第１支持部材
２ａ 下端部（第１支持部材の一端部）
３ 第２支持部材
３ａ 下端部（第２支持部材の一端部）
４ 第１マスダンパ（マスダンパ）
５ 第２マスダンパ（マスダンパ）
２３ 第１回転マス（回転マス）
３３ 第２回転マス（回転マス）
ＢＭ１ 第１中間梁（第３梁）
ＢＭ２ 第２中間梁（第３梁）
４１ 梁材
４３ 表面材
５１ 第１ケーブル
５７ 第１ピン
６１ 第１皿ばね（第１弾性体）

Claims (5)

1. 互いに平行に鉛直に延びる一対の柱と、互いに平行に水平に延びる上下一対の梁とを互いに接合した井桁状のラーメン構造を有する構造物の振動を抑制するための振動抑制装置であって、
   柱材で構成され、一端部が、前記一対の梁の一方である第１梁における、前記一対の柱の一方との接合部と前記一対の柱の間の中心との間の所定の第１部位に連結され、当該第１部位から前記一対の梁の他方である第２梁に向かって斜めに延びる第１支持部材と、
   柱材で構成され、一端部が、前記第１梁における、前記一対の柱の他方との接合部と前記一対の柱の間の中心との間の所定の第２部位に連結され、当該第２部位から前記第２梁に向かって斜めに延びるとともに、他端部が、前記第１支持部材の他端部に連結された第２支持部材と、
   回転可能な回転マスを有し、一端部が前記第２梁に連結され、他端部が前記第１及び第２支持部材の他端部に連結されており、前記構造物の振動に伴って前記第１及び第２支持部材を介して伝達された前記一対の梁の間の相対変位を、前記回転マスの回転運動に変換するマスダンパと、を備え、
   前記第１及び第２支持部材の前記一端部は、前記第１及び第２部位に固定されずにそれぞれ当接しており、
   鋼線で構成され、プレテンションが付与されるとともに、一端部が前記第１支持部材に連結され、他端部が前記第１梁に連結された第１ケーブルと、
   鋼線で構成され、プレテンションが付与されるとともに、一端部が前記第２支持部材に連結され、他端部が前記第１梁に連結された第２ケーブルと、をさらに備え、
   前記第１支持部材及び前記第１梁の少なくとも一方には、第１ピンが取り付けられ、前記第２支持部材及び前記第１梁の少なくとも一方には、第２ピンが取り付けられており、
   前記第１及び第２ケーブルは、その途中で前記第１及び第２ピンにそれぞれ巻き掛けられていることを特徴とする振動抑制装置。
2. 前記第１部位は、前記一方の柱から前記他方の柱側に向かって、前記一対の柱の間の長さの１／４の位置に設定されており、
   前記第２部位は、前記他方の柱から前記一方の柱側に向かって、前記一対の柱の間の長さの１／４の位置に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の振動抑制装置。
3. 前記第１梁と前記第２梁の間には、当該第１及び第２梁と平行に水平に延びるとともに、前記一対の柱に接合された第３梁が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の振動抑制装置。
4. 前記第３梁は、互いに連結され、水平方向に対向する一対の梁材を有しており、
   前記第１及び第２支持部材は、前記一対の梁材の間を上下方向に貫通していることを特徴とする、請求項３に記載の振動抑制装置。
5. 前記第１支持部材及び前記一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方と、前記第２支持部材及び前記一対の梁材の互いに対向する面の少なくとも一方には、滑性を有する表面材が貼り付けられていることを特徴とする、請求項４に記載の振動抑制装置。

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