JP5423182B2 - Vibration control system - Google Patents

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Description

本発明は、制振対象物の振動を制御する制振装置及び制振方法に関する。   The present invention relates to a vibration damping device and a vibration damping method for controlling vibration of a vibration damping object.

従来より、制振対象物の振動を制御する制振システムであって、前記制振対象物に固定された上部構造部と、前記上部構造部から吊られた質量体と、前記質量体の前記制振対象物に対する相対移動を減速させるダンパーと、を備えることを特徴とする制振システムが知られている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, a vibration suppression system for controlling vibration of a vibration suppression object, an upper structure portion fixed to the vibration suppression object, a mass body suspended from the upper structure portion, and the mass body There is known a vibration suppression system including a damper that decelerates relative movement with respect to a vibration suppression target (for example, Patent Document 1).

特開平6−58012号公報JP-A-6-58012

ところで、制振対象物の振動を制振させるためには、質量体の振子運動の周期が、制振対象物の固有周期に同調するように設計する必要がある。ここで、制振対象物の固有周期が長い場合には、質量体の吊長さは長くする必要がある。しかし、質量体の吊長さが長いと、制振システムのためのスペースを確保することが困難な場合があるとの課題がある。   By the way, in order to control the vibration of the object to be controlled, it is necessary to design the period of the pendulum motion of the mass body to be synchronized with the natural period of the object to be controlled. Here, when the natural period of the vibration control object is long, the suspended length of the mass body needs to be increased. However, if the suspended length of the mass body is long, there is a problem that it may be difficult to secure a space for the vibration damping system.

本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、制振システムの振子運動の周期を所定の周期としつつ、質量体の吊長さが短い制振システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a vibration damping system in which the suspension length of the mass body is short while the period of the pendulum motion of the vibration damping system is set to a predetermined period. .

かかる目的を達成するために第1の発明は、制振対象物の振動を制御する制振システムであって、前記制振対象物に固定された上部構造部と、前記上部構造部から吊られた第1質量体と、前記制振対象物に固定された下部構造部と、前記下部構造部に対して回動可能に連結する支持部材と、前記支持部材に支持され、前記下部構造部の上方に位置する、前記第1質量体よりも軽い第2質量体と、前記第1質量体と前記第2質量体とを鉛直方向に相対移動可能に連結する連結部と、前記第1質量体又は前記第2質量体の前記制振対象物に対する相対移動の速度を減速させるダンパーと、を備え、前記第1質量体と前記第2質量体の少なくとも一方の質量は、調整可能であり、前記第1質量体又は前記第2質量体の振子運動を加振する加振装置を備え、剛性を有し、前記上部構造部から前記第1質量体を吊る吊部材を備え、少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第1質量体が振動運動する際の前記吊部材の移動距離が前記第1質量体の移動距離よりも小さい、前記吊部材の一部分に連結し、前記一方の端部において前記第1質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記上部構造部又は前記下部構造部と連結し、前記連結部が前記第2質量体に連結する箇所は、前記連結部が前記第1質量体に連結する箇所よりも高い位置にあり、前記連結部は、上下方向に延びる棒状の部材であり、前記連結部の上端部は、前記第2質量体の下面に固定され、前記連結部の下端部は、前記第1質量体が有する連結孔に嵌合し、前記第1質量体及び前記第2質量体が振子運動するときに、前記下端部が前記連結孔内を上下にスライドすることを特徴とする制振システムである。
第1の発明によれば、制振システムが対応できる周期を所定の周期としつつ、質量体の吊長さを短くすることができる。また、制振システムの高さをより短くすることができる。
In order to achieve such an object, a first invention is a vibration control system for controlling vibration of a vibration control object, wherein the upper structure part is fixed to the vibration control object, and is suspended from the upper structure part. A first mass body, a lower structure portion fixed to the object to be damped, a support member rotatably connected to the lower structure portion, and supported by the support member, A second mass that is lighter than the first mass, and a connecting portion that connects the first mass and the second mass so as to be relatively movable in the vertical direction; and the first mass Or a damper that decelerates the speed of relative movement of the second mass body relative to the damping object, and the mass of at least one of the first mass body and the second mass body is adjustable, A vibration device that vibrates the pendulum motion of the first mass body or the second mass body. A suspension member that has rigidity and suspends the first mass body from the upper structure portion, and one end portion of at least one of the dampers is the suspension member when the first mass body vibrates. The movement distance of the damper is smaller than the movement distance of the first mass body, is connected to a part of the suspension member, and the other end portion of the damper connected to the first mass body at the one end portion is the upper portion. The part connected to the structure part or the lower structure part, and the place where the connection part is connected to the second mass body is at a position higher than the place where the connection part is connected to the first mass body, and the connection part is The upper end portion of the connecting portion is fixed to the lower surface of the second mass body, and the lower end portion of the connecting portion is fitted into the connecting hole of the first mass body. When the first mass body and the second mass body move pendulum, To a damping system for the lower end and said slide to Rukoto the connecting bore vertically.
According to 1st invention, the suspension length of a mass body can be shortened, making the period which a damping system can respond into a predetermined period. Moreover, the height of the vibration control system can be further shortened.

の発明は、第1の発明に記載の制振システムであって、少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第2質量体が振動運動する際の前記支持部材の移動距離が前記第2質量体の移動距離よりも小さい、前記支持部材の一部分に連結し、前記一方の端部において前記第2質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記上部構造部又は前記下部構造部と連結することを特徴とする制振システムである。
の発明によれば、制振システムにおいて振幅の小さい個所にダンパーを設けるので、可動範囲の短いダンパーを用いることができる。
A second invention is the vibration damping system according to the first invention, wherein one end of at least one of the dampers has a moving distance of the support member when the second mass body vibrates. The other end of the damper connected to a part of the support member that is smaller than the moving distance of the second mass and connected to the second mass at the one end is the upper structure part or the The vibration control system is characterized in that it is connected to the lower structure.
According to the second aspect of the invention, the damper is provided at a portion having a small amplitude in the vibration damping system, so that a damper having a short movable range can be used.

の発明は、第1〜の発明に記載の制振システムであって、少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第1質量体に連結し、前記一方の端部において前記第1質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記第2質量体に連結することを特徴とする制振システムである。
の発明によれば、制振システムにおいて振幅の小さい個所にダンパーを設けるので、可動範囲の短いダンパーを用いることができる。
A third invention is the vibration damping system according to the first or second invention, wherein one end portion of at least one of the dampers is connected to the first mass body, and the one end portion includes the The other end portion of the damper connected to the first mass body is connected to the second mass body.
According to the third aspect of the present invention, the damper is provided at a portion having a small amplitude in the vibration damping system, so that a damper having a short movable range can be used.

の発明は、第1〜の発明の何れかに記載の制振システムであって、前記第1質量体の吊り長さは、前記第2質量体の倒立長さに等しいことを特徴とする制振システムである。
の発明によれば、第1質量体及び第2質量体の振幅を大きくとることができ、もって大きな制振性能を得ることができる。
A fourth invention is the vibration damping system according to any one of the first to third inventions, wherein a suspended length of the first mass body is equal to an inverted length of the second mass body. It is a vibration suppression system.
According to the fourth invention, the amplitude of the first mass body and the second mass body can be increased, and thus a large damping performance can be obtained.

の発明は、第の発明に記載の制振システムであって、前記第1質量体及び前記第2質量体の振子運動の周期T[s]は、前記第1質量体の吊り長さ及び前記第2質量体の倒立長さL[m]と、前記第1質量体m[kg]と、前記第2質量体m[kg]と、前記第1質量体及び前記第2質量体の鉛直方向に対する振り角度θと、重力加速度G[m/s]と、を用いて、下式により算定することを特徴とする制振システムである。
A fifth invention is the vibration damping system according to the fourth invention, wherein the period T [s] of the pendulum motion of the first mass body and the second mass body is a suspension length of the first mass body. And the inverted length L [m] of the second mass body, the first mass body m 1 [kg], the second mass body m 2 [kg], the first mass body and the second mass body. The vibration control system is characterized in that it is calculated by the following equation using the swing angle θ of the mass body with respect to the vertical direction and the gravitational acceleration G [m / s 2 ].

の発明は、第1〜の発明の何れかに記載の制振システムであって、前記第1質量体の吊り長さは、前記第2質量体の倒立長さよりも長いことを特徴とする制振システムである。
の発明によれば、制振システムが対応できる周期を所定の周期としつつ、制振システム全体の長さを短くすることができる。
A sixth invention is the vibration damping system according to any one of the first to third inventions, wherein a suspended length of the first mass body is longer than an inverted length of the second mass body. It is a vibration suppression system.
According to the sixth aspect of the invention, the length of the entire vibration damping system can be shortened while the period that the vibration damping system can handle is set to a predetermined period.

本願発明によれば、制振システムの振子運動の周期を所定の周期としつつ、質量体の吊長さ短くすることができる。また、制振システムの高さをより短くすることができる。 According to the present invention, while the period of the pendulum movement of the damping system to a predetermined period, it is possible to shorten the Tsucho of mass. Moreover, the height of the vibration control system can be further shortened.

第1の実施形態の制振システム1の構成を側面から模式的に示す図である。It is a figure showing typically composition of vibration damping system 1 of a 1st embodiment from the side. 制振システム1の構成を上面から模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the damping system 1 typically from the upper surface. 制振対象物が外力を受けて振動することにより、制振システム1が振動している状態を側面から模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the state where the vibration suppression system 1 is vibrating because the vibration suppression object receives external force and vibrates from the side. 制振システム1の振動周期T[s]について説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the vibration period T [s] of the damping system.

===第1実施形態===
図1は、第1の実施形態の制振システム1の構成を側面から模式的に示す図であり、図2は、制振システム1の構成を上面から模式的に示す図である。図1及び図2に示すように、制振システム1は、上部構造部10、第1質量体12、吊部材14、下部構造部20、第2質量体22、支持部材24、連結部30、複数のダンパー40を備える。
=== First Embodiment ===
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of the vibration damping system 1 of the first embodiment from the side, and FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the vibration damping system 1 from the top surface. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the vibration damping system 1 includes an upper structure portion 10, a first mass body 12, a suspension member 14, a lower structure portion 20, a second mass body 22, a support member 24, a connecting portion 30, A plurality of dampers 40 are provided.

上部構造部10は、後述する第1質量体の荷重を負担可能な強度を有する構造物であって、制振対象である制振対象物(不図示)に固定される。   The upper structure portion 10 is a structure having a strength capable of bearing a load of a first mass body to be described later, and is fixed to a vibration suppression object (not shown) that is a vibration suppression object.

第1質量体12は、質量を有する質量体である。第1質量体12の一部は着脱可能な錘であり、第1質量体12の質量は錘の一部を取付け又は取外すことにより調整することができる。   The first mass body 12 is a mass body having a mass. A part of the first mass body 12 is a removable weight, and the mass of the first mass body 12 can be adjusted by attaching or removing a part of the weight.

吊部材14は、上部構造部10から第1質量体12を吊る棒材である。吊部材14は、上部構造部10に連結する箇所の近傍と第1質量体12に連結する箇所の近傍とにおいてそれぞれジョイント部材14aを有し、これにより第1質量体12の振子運動を可能とする。   The suspension member 14 is a bar that suspends the first mass body 12 from the upper structure portion 10. The suspension member 14 has joint members 14a in the vicinity of the portion connected to the upper structure portion 10 and in the vicinity of the portion connected to the first mass body 12, thereby enabling the pendulum movement of the first mass body 12. To do.

下部構造部20は、後述する第2質量体の荷重を負担可能な強度を有する構造物であって、制振対象である制振対象物(不図示)に固定される。   The lower structure portion 20 is a structure having a strength capable of bearing a load of a second mass body to be described later, and is fixed to a vibration suppression target (not shown) that is a vibration control target.

第2質量体22は、第1質量体12よりも軽い質量を有する質量体である。第2質量体22の一部は着脱可能な錘であり、第2質量体22の質量は錘の一部を取付け又は取外すことにより調整することができる。   The second mass body 22 is a mass body having a lighter mass than the first mass body 12. A part of the second mass body 22 is a detachable weight, and the mass of the second mass body 22 can be adjusted by attaching or removing a part of the weight.

支持部材24は、第2質量体22が下部構造部20の上方に位置するように、第2質量体22を支持する棒材である。支持部材24は、下部構造部20に連結する箇所の近傍と第2質量体22に連結する箇所の近傍とにおいてそれぞれジョイント部材24aを有し、これにより第2質量体22の振子運動を可能とする。   The support member 24 is a bar that supports the second mass body 22 so that the second mass body 22 is positioned above the lower structure portion 20. The support member 24 has joint members 24 a in the vicinity of the portion connected to the lower structure portion 20 and in the vicinity of the portion connected to the second mass body 22, thereby enabling the pendulum movement of the second mass body 22. To do.

連結部30は、第1質量体12と第2質量体22とを鉛直方向に相対移動可能に連結する。具体的には、図1に示すように、連結部30は上下方向に延びる棒状の部材である。連結部30の上端部は、第2質量体22の下面に固定され、下端部は、第1質量体12が有する連結孔12aに嵌合する。第1質量体12及び第2質量体22が振子運動するときには、連結部30の下端部が連結孔12a内を上下にスライドすることにより、第1質量体12と第2質量体22とが鉛直方向に相対移動可能となる。   The connecting part 30 connects the first mass body 12 and the second mass body 22 so as to be relatively movable in the vertical direction. Specifically, as shown in FIG. 1, the connecting portion 30 is a rod-shaped member extending in the vertical direction. The upper end portion of the connecting portion 30 is fixed to the lower surface of the second mass body 22, and the lower end portion is fitted into the connecting hole 12 a included in the first mass body 12. When the first mass body 12 and the second mass body 22 perform a pendulum motion, the first mass body 12 and the second mass body 22 are vertically moved by sliding the lower end portion of the coupling portion 30 up and down in the coupling hole 12a. Relative movement is possible in the direction.

ダンパー40は、シリンダーとピストンロッドを備える。ダンパー40aのシリンダーは、上部構造部10に固定される。ダンパー40aのピストンロッドの端部は、吊部材14の上部構造部10に近い一部分に連結される。ダンパー40aの吊部材14への連結部分には、吊部材14の振子運動面において回動可能なジョイントを備え、ダンパー40aと吊部材14とはこのジョイントを介して連結する。   The damper 40 includes a cylinder and a piston rod. The cylinder of the damper 40 a is fixed to the upper structure portion 10. The end of the piston rod of the damper 40a is connected to a part of the suspension member 14 near the upper structure 10. The connecting portion of the damper 40a to the suspension member 14 includes a joint that can rotate on the pendulum motion surface of the suspension member 14, and the damper 40a and the suspension member 14 are connected via this joint.

また、ダンパー40bのシリンダーは、下部構造部20に固定される。ダンパー40bのピストンロッドの端部は、支持部材24の下部構造部20に近い一部分に連結される。ダンパー40bの支持部材24への連結部分には、支持部材24の振子運動面において回動可能なジョイントを備え、ダンパー40bと支持部材24とはこのジョイントを介して連結する。   Further, the cylinder of the damper 40 b is fixed to the lower structure portion 20. The end of the piston rod of the damper 40b is connected to a part of the support member 24 near the lower structure 20. The connection portion of the damper 40b to the support member 24 includes a joint that can rotate on the pendulum motion surface of the support member 24, and the damper 40b and the support member 24 are connected via this joint.

また、ダンパー40cのシリンダーは、第2質量体22の上面に固定される。ダンパー40cのピストンロッドの端部は、連結部30の水平方向に突出した部分31を介して、第1質量体12の下面に連結する。   Further, the cylinder of the damper 40 c is fixed to the upper surface of the second mass body 22. The end of the piston rod of the damper 40 c is connected to the lower surface of the first mass body 12 via a portion 31 protruding in the horizontal direction of the connecting portion 30.

次に、制振対象物が外力を受けて振動するときの制振システム1の動作について説明する。   Next, the operation of the vibration suppression system 1 when the vibration suppression object receives an external force and vibrates will be described.

図3は、制振対象物が外力を受けて振動することにより、制振システム1が振動(振子運動)している状態を側面から模式的に示す図である。同図に示すように、第1質量体12及び第2質量体22が振子運動することにより左右方向に移動すると、吊部材14及び支持部材24が傾き、また連結部30において第1質量体12及び第2質量体22が相互にスライドする。吊部材14に連結するダンパー40aは吊部材14を介して第1質量体12の振動を減衰させ、支持部材24に連結するダンパー40bは支持部材24を介して第2質量体22の振動を減衰させる。   FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which the vibration suppression system 1 vibrates (pendulum motion) from the side when the vibration suppression object receives an external force and vibrates. As shown in the figure, when the first mass body 12 and the second mass body 22 move in the left-right direction by pendulum movement, the suspension member 14 and the support member 24 are inclined, and the first mass body 12 is connected to the connecting portion 30. And the 2nd mass body 22 slides mutually. The damper 40 a connected to the suspension member 14 attenuates the vibration of the first mass body 12 via the suspension member 14, and the damper 40 b connected to the support member 24 attenuates the vibration of the second mass body 22 via the support member 24. Let

図4は、制振システム1の振動周期T[s]について説明するための概念図である。ここで、吊部材14及び支持部材24の長さL[m]と第1質量体12の質量m[kg]と第2質量体22の質量m[kg](m<m)とし、これらと制振システム1の振動周期T[s]との関係を説明する。なお、説明を簡略化するため、吊部材14及び支持部材24の質量はないものとする。 FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the vibration period T [s] of the vibration damping system 1. Here, hanging member 14 and the length L of the support member 24 [m] and the mass m 1 of the first mass body 12 [kg] mass m 2 [kg] of the second mass 22 (m 2 <m 1) The relationship between these and the vibration period T [s] of the vibration suppression system 1 will be described. In order to simplify the explanation, it is assumed that the suspension member 14 and the support member 24 have no mass.

同図において、第1質量体12の質点に作用する水平外力Fは、第1質量体12及び第2質量体22の質点を一体としたときに相互の系に上下スライド機構を介して作用する水平力Fとすると、下式1により求められる。
また、同様にして、第2質量体22の質点に作用する水平外力Fは、下式2により求められる。
さて、第1質量体12及び第2質量体22の質点は、水平方向に一体として動くので、これらを一体とした系に作用する復元力Fは、下式3により求められる。
In the figure, the horizontal external force F 1 acting on the mass point of the first mass body 12 acts on the mutual system via the vertical slide mechanism when the mass points of the first mass body 12 and the second mass body 22 are integrated. When the horizontal force F s that is obtained by the following equation 1.
Similarly, the horizontal external force F 2 acting on the mass point of the second mass body 22 is obtained by the following equation 2.
Now, since the mass points of the first mass body 12 and the second mass body 22 move integrally in the horizontal direction, the restoring force F acting on the system in which these masses are integrated is obtained by the following equation 3.

式1と式2は、第1質量体12の質点と第2質量体22の質点とを個別に見た時のそれらの質点に作用する復元力F、Fであり、式3はそれらを一体として見た時の復元力Fを表す。これら3つの系は全て同じ動きであるので、それらの慣性力に対する復元力の比率が同じである必要がある。この条件は、下式4で表される。
ここで、水平力Fは、式4を式1及び式2に代入すると、下式5で表される。
Equations 1 and 2 are restoring forces F 1 and F 2 acting on the mass points of the first mass body 12 and the mass point of the second mass body 22 when viewed individually. Represents the restoring force F when viewed as a unit. Since these three systems all have the same movement, the ratio of the restoring force to the inertial force needs to be the same. This condition is expressed by the following formula 4.
Here, the horizontal force F s is expressed by the following Expression 5 when Expression 4 is substituted into Expression 1 and Expression 2.

次に、図4に示される第1質量体12の質点の水平方向の変位xとすると、変位xと吊部材14の長さLとの関係は、下式6で表される。
第1質量体12の質点が周期Tで振動する場合、その加速度aは、下式7で表される。
これに、第1質量体12及び第2質量体22の質量を乗じて得られる慣性力は、式3の復元力と釣合う条件より、周期Tは、振れ角θとすると、下式8で求められる。
なお、第1質量体12又は第2質量体22の質点の水平変位xが大きいと、周期Tの値は大きく変動するが、振れ角θが30度以下となるような範囲の水平変位xであれば、その周期変動が少なく、実用的に問題とはならない。
Next, assuming that the mass point x of the first mass body 12 shown in FIG. 4 is the horizontal displacement x, the relationship between the displacement x and the length L of the suspension member 14 is expressed by the following formula 6.
When the mass point of the first mass body 12 vibrates with the period T, the acceleration a is expressed by the following expression 7.
The inertial force obtained by multiplying the mass of the first mass body 12 and the second mass body 22 by this is balanced with the restoring force of Equation 3, and the period T is expressed as Desired.
When the horizontal displacement x of the mass point of the first mass body 12 or the second mass body 22 is large, the value of the period T greatly fluctuates, but the horizontal displacement x is in a range where the deflection angle θ is 30 degrees or less. If there is, the fluctuation in the period is small, and there is no practical problem.

以上、第1実施形態の制振システム1によれば、振子運動の周期を所定の周期としつつ、質量体の吊長さが短くすることができる。   As described above, according to the vibration damping system 1 of the first embodiment, the suspended length of the mass body can be shortened while setting the period of the pendulum motion to a predetermined period.

一般的に、吊振子の周期Tは、吊長さL[m]とすると、下式9で表わされる。
Generally, the period of the suspended pendulum The T g, when Tsucho of L g [m], is represented by the following formula 9.

すなわち、吊振子の周期Tは吊長さLのみに依存する。したがって、吊振子の周期Tを長くするためには、吊長さLを長くする必要があった。例えば、高層マンションの固有周期は5〜10秒の長い周期となるが、このような長い周期となるような吊振子の吊長さは10m以上となる。そうすると、マンションの1つの階(通常3m程度)ではとても納まらない。 That is, the period T g of the hanging pendulum depends only on Tsucho of L g. Therefore, in order to lengthen the period T g of the hanging pendulum, it is necessary to increase the Tsucho of L g. For example, the natural period of a high-rise apartment is a long period of 5 to 10 seconds, but the hanging length of such a hanging pendulum is 10 m or more. Then, it does not fit very much on the first floor of the apartment (usually around 3m).

しかし、制振システム1によれば、式8に示すように、周期Tは、吊部材14の長さL、第1質量体12の質量m、第2質量体22の質量mの関数であり、第1質量体12の質量に対する第2質量体22の質量を、第1質量体12の質量以上とならない範囲で大きくすれば、吊部材14の長さLが所定の値であっても制振システム1の周期を長くすることができる。すなわち、制振システム1の高さを設計の都合上、所定の長さ(例えば3m程度)に収める必要があるとすると、第1質量体12の質量m及び第2質量体22の質量mの比率を調整することにより、制振システム1を取付ける構造物の固有周期に合わせることができる。 However, according to the damping system 1, as shown in Equation 8, the period T is the length of the hanging member 14 L, the mass m 1 of the first mass body 12, a function of the mass m 2 of the second mass 22 If the mass of the second mass body 22 relative to the mass of the first mass body 12 is increased within a range not exceeding the mass of the first mass body 12, the length L of the suspension member 14 is a predetermined value. Also, the period of the vibration suppression system 1 can be lengthened. That is, assuming that the height of the vibration damping system 1 needs to be within a predetermined length (for example, about 3 m) for the sake of design, the mass m 1 of the first mass body 12 and the mass m of the second mass body 22 By adjusting the ratio of 2 , it is possible to match the natural period of the structure to which the vibration damping system 1 is mounted.

例えば、式8によれば、制振対象物である高層マンションの固有周期が8秒であるとすると、制振システム1の周期もこれにあわせて8秒としなければならない。ここで、質量mと質量mの比率を8:7、吊部材14の長さLを1[m]にすれば、制振システム1の周期を約8秒とすることができる。この場合、支持部材24の長さも1[m]であり、吊部材14と支持部材24との長さの合計は約2[m]となり、制振システム1を1つの階に収納することができる。一方で、式9のような一般的な振子で周期を8秒とするには、振子の腕の長さが約16[m]である必要があり、これを収納できるようなスペースを確保することは困難である。 For example, according to Equation 8, if the natural period of a high-rise apartment that is a vibration control object is 8 seconds, the period of the vibration suppression system 1 must also be set to 8 seconds. Here, if the ratio of the mass m 1 to the mass m 2 is 8: 7 and the length L of the suspension member 14 is 1 [m], the period of the vibration damping system 1 can be about 8 seconds. In this case, the length of the support member 24 is also 1 [m], and the total length of the suspension member 14 and the support member 24 is about 2 [m], and the vibration damping system 1 can be stored on one floor. it can. On the other hand, in order to set the period to 8 seconds with a general pendulum as shown in Equation 9, the arm length of the pendulum needs to be about 16 [m], and a space for storing this is secured. It is difficult.

なお、図1に示すように、第1質量体12と第2質量体22とは上下方向に離れた位置に位置し、上下方向に延びた連結部30を介して連結するので、制振システム1の高さは吊部材14と支持部材24との長さの合計よりも短くすることができる。すなわち、制振システム1の高さは、概ね吊部材14と支持部材24の長さの合計から、連結部30が第1質量体12と連結する箇所と連結部30が第2質量体22と連結する箇所との間の距離を差し引いたものとすることができる。   As shown in FIG. 1, the first mass body 12 and the second mass body 22 are located at positions that are separated in the vertical direction, and are connected via a connecting portion 30 that extends in the vertical direction. The height of 1 can be made shorter than the total length of the suspension member 14 and the support member 24. That is, the height of the vibration damping system 1 is approximately the sum of the lengths of the suspension member 14 and the support member 24, so that the connection portion 30 is connected to the first mass body 12 and the connection portion 30 is the second mass body 22. The distance between the connecting points can be subtracted.

また、制振システム1によれば、制振システム1を据え付ける工事現場において、第1質量体12と第2質量体22の少なくとも一方の質量を加減して、質量mに対する質量mの比率を変えることにより、制振システム1の周期Tを簡易に調整することができる。 Further, according to the vibration suppression system 1, at the construction site where the vibration suppression system 1 is installed, the mass of at least one of the first mass body 12 and the second mass body 22 is adjusted, and the ratio of the mass m 2 to the mass m 1 By changing, the period T of the vibration damping system 1 can be easily adjusted.

また、制振システム1によれば、吊部材14や支持部材24等の振幅の小さい個所にダンパーを設けるので、可動範囲の短いダンパーを用いることができる。一般に、ダンパーのコストは、ダンパーのストローク長さが長ければ長いほど高くなる。制振システム1では、ストロークの短いダンパーを利用することができるので、コストを低く抑えることができる。   Moreover, according to the vibration suppression system 1, since the damper is provided at a portion with a small amplitude such as the suspension member 14 and the support member 24, a damper having a short movable range can be used. Generally, the cost of the damper increases as the stroke length of the damper increases. In the vibration suppression system 1, a damper having a short stroke can be used, so that the cost can be kept low.

また、制振システム1によれば、吊部材14の長さと支持部材24の長さを等しくすることで、第1質量体12及び第2質量体22の振幅を大きくとることができ、もって大きな制振性能を得ることができる。すなわち、吊部材14及び支持部材24の振れ角が30度を上回ると、制振システム1の周期が大きく変動する。そこで、吊部材14及び支持部材24の合計の長さが所定であるとすれば、吊部材14及び支持部材24の長さが等しければ、吊部材14及び支持部材24の振れ角が30度以内としつつ、水平変位xを最大限とすることができ、大きな制振性能を得ることができる。   In addition, according to the vibration damping system 1, by making the length of the suspension member 14 equal to the length of the support member 24, the amplitude of the first mass body 12 and the second mass body 22 can be increased, and thus the larger Vibration control performance can be obtained. That is, when the deflection angle of the suspension member 14 and the support member 24 exceeds 30 degrees, the period of the vibration suppression system 1 varies greatly. Therefore, if the total length of the suspension member 14 and the support member 24 is predetermined, the deflection angle of the suspension member 14 and the support member 24 is within 30 degrees if the lengths of the suspension member 14 and the support member 24 are equal. However, the horizontal displacement x can be maximized, and a large vibration control performance can be obtained.

===第2実施形態===
第1実施形態においては、吊部材と支持部材の長さが等しいとしたが、第2実施形態の制振システムにおいては、支持部材Lの長さは、吊部材Lの長さよりも短い。その他の構成は、第1実施形態と同じである。
=== Second Embodiment ===
In the first embodiment, the lengths of the suspension member and the support member are equal, but in the vibration damping system of the second embodiment, the length of the support member L s is shorter than the length of the suspension member L h. . Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第2実施形態の制振システムでは、第1質量体12及び第2質量体22の質量並びに吊部材14の長さを一定としつつ、支持部材24の長さ吊部材14の長さよりも短くすると、第1質量体12及び第2質量体22の質点の水平変位xはそれぞれ等しいので、支持部材24の振り角は大きくなる。そうすると、第2質量体22の質点に作用する水平外力Fは、式2によって求められる通り大きくなる。水平外力Fが大きくなると、第1質量体12の質点の復元力を減殺することになるので、制振システム1の周期を長くすることができる。 In the vibration damping system of the second embodiment, when the mass of the first mass body 12 and the second mass body 22 and the length of the suspension member 14 are constant, the length of the support member 24 is shorter than the length of the suspension member 14. Since the horizontal displacements x of the mass points of the first mass body 12 and the second mass body 22 are equal, the swing angle of the support member 24 is increased. Then, the horizontal external force F 2 that acts on the mass point of the second mass body 22 increases as determined by Equation 2. When the horizontal force F 2 increases, it means that counteracting resiliency mass of the first mass body 12, it is possible to lengthen the period of damping system 1.

以上、第2実施形態の制振システムによれば、支持部材24の長さを吊部材14の長さよりも短くすることによって、制振システムが対応できる周期を所定の周期としつつ、制振システム全体の長さを短くすることができる。   As described above, according to the vibration damping system of the second embodiment, the length of the support member 24 is made shorter than the length of the suspension member 14, so that the period that can be supported by the vibration damping system is set to a predetermined period. The overall length can be shortened.

また、このような制振システムによれば、制振システム1の周期を一定とした場合、支持部材24の長さを短くしつつ、第2質量体の重量を小さくすることができ、したがって制振システム1全体の重量を小さくすることができる。   Further, according to such a vibration suppression system, when the period of the vibration suppression system 1 is constant, the weight of the second mass body can be reduced while the length of the support member 24 is shortened, and thus the vibration suppression system 1 is controlled. The entire weight of the vibration system 1 can be reduced.

===第3実施形態===
第1実施形態及び第2実施形態の制振システムは、パッシブ方式であるが、第2実施形態の制振システムは、更に加振装置を第1質量体12に連結して備えるハイブリッド方式である。
=== Third Embodiment ===
The vibration suppression system of the first embodiment and the second embodiment is a passive system, but the vibration suppression system of the second embodiment is a hybrid system that further includes an excitation device connected to the first mass body 12. .

ここで、パッシブ方式とは、制振対象物に対して積極的な働きかけを行わないものであり、振子等のパッシブ制振手段を備え、その振子の振動によって制振対象物の振動を吸収するものである。これに対して、アクティブ方式は、制振対象物に付加質量体を置き、これを制振対象物の振動状態に応じて変位させて制振するものである。さらに、ハイブリッド方式は、パッシブ方式とアクティブ方式を併用したものである。   Here, the passive system does not actively act on the object to be controlled, and includes passive vibration control means such as a pendulum and absorbs the vibration of the object to be controlled by the vibration of the pendulum. Is. On the other hand, in the active method, an additional mass body is placed on the object to be controlled, and the object is controlled by displacing it according to the vibration state of the object to be controlled. Furthermore, the hybrid method is a combination of the passive method and the active method.

制振システム1によれば、加振装置を備えることで、第1質量体及び第2質量体の質量を一定にしつつ、制振性能を向上させることができる。   According to the vibration suppression system 1, the vibration control performance can be improved while the masses of the first mass body and the second mass body are kept constant by providing the vibration control device.

===その他の実施の形態===
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
=== Other Embodiments ===
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, The deformation | transformation as shown below is possible in the range which does not deviate from the summary.

1 制振システム
10 上部構造部
12 第1質量体
14 吊部材
14a ジョイント部材
20 下部構造部
22 第2質量体
24 支持部材
24a ジョイント部材
30 連結部
40 ダンパー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Damping system 10 Upper structure part 12 1st mass body 14 Hanging member 14a Joint member 20 Lower structure part 22 2nd mass body 24 Support member 24a Joint member 30 Connection part 40 Damper

Claims (6)

制振対象物の振動を制御する制振システムであって、
前記制振対象物に固定された上部構造部と、
前記上部構造部から吊られた第1質量体と、
前記制振対象物に固定された下部構造部と、
前記下部構造部に対して回動可能に連結する支持部材と、
前記支持部材に支持され、前記下部構造部の上方に位置する、前記第1質量体よりも軽い第2質量体と、
前記第1質量体と前記第2質量体とを鉛直方向に相対移動可能に連結する連結部と、
前記第1質量体又は前記第2質量体の前記制振対象物に対する相対移動の速度を減速させるダンパーと、
を備え
前記第1質量体と前記第2質量体の少なくとも一方の質量は、調整可能であり、
前記第1質量体又は前記第2質量体の振子運動を加振する加振装置を備え、
剛性を有し、前記上部構造部から前記第1質量体を吊る吊部材を備え、
少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第1質量体が振動運動する際の前記吊部材の移動距離が前記第1質量体の移動距離よりも小さい、前記吊部材の一部分に連結し、
前記一方の端部において前記第1質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記上部構造部又は前記下部構造部と連結し、
前記連結部が前記第2質量体に連結する箇所は、前記連結部が前記第1質量体に連結する箇所よりも高い位置にあり、
前記連結部は、上下方向に延びる棒状の部材であり、
前記連結部の上端部は、前記第2質量体の下面に固定され、前記連結部の下端部は、前記第1質量体が有する連結孔に嵌合し、
前記第1質量体及び前記第2質量体が振子運動するときに、前記下端部が前記連結孔内を上下にスライドすることを特徴とする制振システム。
A vibration control system for controlling vibration of a vibration control object,
An upper structure fixed to the vibration control object;
A first mass suspended from the upper structure,
A lower structure fixed to the vibration control object;
A support member rotatably connected to the lower structure part;
A second mass body lighter than the first mass body, supported by the support member and positioned above the lower structure portion;
A connecting portion that connects the first mass body and the second mass body in a vertically movable manner; and
A damper that decelerates the speed of relative movement of the first mass body or the second mass body relative to the object to be controlled;
Equipped with a,
The mass of at least one of the first mass body and the second mass body is adjustable,
An excitation device for exciting the pendulum motion of the first mass body or the second mass body;
A suspension member having rigidity and suspending the first mass body from the upper structure portion;
One end of at least one of the dampers is connected to a part of the suspension member in which the movement distance of the suspension member when the first mass body oscillates is smaller than the movement distance of the first mass body. ,
The other end of the damper connected to the first mass body at the one end is connected to the upper structure part or the lower structure part,
The location where the connecting portion is connected to the second mass body is higher than the location where the connecting portion is connected to the first mass body,
The connecting portion is a rod-like member extending in the vertical direction,
An upper end portion of the connection portion is fixed to a lower surface of the second mass body, and a lower end portion of the connection portion is fitted into a connection hole of the first mass body,
Wherein when the first mass and said second mass body is pendulum motion, damping system in which the lower end and said slide to Rukoto the connecting bore vertically.
請求項1に記載の制振システムであって、
少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第2質量体が振動運動する際の前記支持部材の移動距離が前記第2質量体の移動距離よりも小さい、前記支持部材の一部分に連結し、
前記一方の端部において前記第2質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記上部構造部又は前記下部構造部と連結する
ことを特徴とする制振システム。
The vibration damping system according to claim 1,
One end of at least one of the dampers is connected to a part of the support member where the movement distance of the support member when the second mass body oscillates is smaller than the movement distance of the second mass body. ,
The other end portion of the damper connected to the second mass body at the one end portion is connected to the upper structure portion or the lower structure portion.
請求項1又は2に記載の制振システムであって、
少なくとも1つの前記ダンパーの一方の端部は、前記第1質量体に連結し、
前記一方の端部において前記第1質量体に連結した前記ダンパーの他方の端部は、前記第2質量体に連結する
ことを特徴とする制振システム。
The vibration damping system according to claim 1 or 2,
One end of at least one of the dampers is coupled to the first mass body;
The other end portion of the damper connected to the first mass body at the one end portion is connected to the second mass body.
請求項1〜3の何れかに記載の制振システムであって、
前記第1質量体の吊り長さは、前記第2質量体の倒立長さに等しいことを特徴とする制振システム。
The vibration damping system according to any one of claims 1 to 3,
The vibration damping system according to claim 1, wherein a suspended length of the first mass body is equal to an inverted length of the second mass body.
請求項4に記載の制振システムであって、
前記第1質量体及び前記第2質量体の振子運動の周期T[s]は、前記第1質量体の吊り長さ及び前記第2質量体の倒立長さL[m]と、前記第1質量体m[kg]と、前記第2質量体m[kg]と、前記第1質量体及び前記第2質量体の鉛直方向に対する振り角度θと、重力加速度G[m/s]と、を用いて、下式により算定することを特徴とする制振システム。
The vibration control system according to claim 4,
The period T [s] of the pendulum motion of the first mass body and the second mass body includes a suspension length of the first mass body and an inverted length L [m] of the second mass body, and the first mass body. Mass body m 1 [kg], the second mass body m 2 [kg], the swing angle θ of the first mass body and the second mass body with respect to the vertical direction, and the gravitational acceleration G [m / s 2 ] And a vibration control system characterized by calculating by the following formula.
請求項1〜3の何れかに記載の制振システムであって、
前記第1質量体の吊り長さは、前記第2質量体の倒立長さよりも長いことを特徴とする制振システム。
The vibration damping system according to any one of claims 1 to 3,
The vibration damping system according to claim 1, wherein a suspended length of the first mass body is longer than an inverted length of the second mass body.
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