JP5552094B2 - 振動抑制装置 - Google Patents

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Description

本発明は、地震時などに、天井からワイヤなどで吊られた昇降式の吊物の揺動を減衰させるための振動抑制装置に関する。
従来のこのような分野の技術として、特開2001−12541号公報がある。この公報に記載された振動抑制装置において、吊り具(吊材)により吊り下げられた吊物(例えばシャンデリアなどの照明機器)の上端側には箱体が設けられ、この箱体の内部空間には、往復移動する錘が入れられている。このような振動抑制装置では、地震時に吊物が水平方向に揺動することに伴って箱体内で錘が往復移動し、錘が壁面と衝突することによって、吊物の揺動を減衰させている。
特開2001−12541号公報
近年の構造物の大型化及び高層化に伴ってビルなどの構造物自体の振動の影響が大きくなっており、吊物及び吊材で構成される揺動系と建物などの構体系との間で共振が発生する場合には、吊物の揺れの成長を速やかに抑制することが求められている。特に、大型施設の室内で高い位置から大きな吊物(例えば大型のシャンデリア)を吊り下げた場合は、吊物が水平方向に大きく揺れることによって、吊物の下にいる人に恐怖感を与えてしまう可能性があるので、吊物の水平方向の揺動を確実に抑える必要がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、吊物と天井との連結/離脱を可能にし、吊物の水平方向の揺動を確実に抑制することのできる振動抑制装置を提供することを目的とする。
本発明は、天井側から吊られた昇降式の吊物の揺動を減衰させるための振動抑制装置において、
吊物が支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部と、
天井側に設けられる連結部と吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、吊物支持部の上昇時に連結され、吊物支持部の降下時に連結が解除される連結/離脱手段と、
被連結部と吊物支持部との間を水平方向で連結する減衰手段と、を備えたことを特徴とする。
この振動抑制装置においては、昇降式の吊物の制振を可能にするために連結/離脱手段が設けられ、この連結/離脱手段は、天井側に設けられる連結部と吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、吊物支持部の上昇時に連結され、吊物支持部の降下時に連結が解除される。さらに、吊物側には、被連結部と吊物支持部との間を水平方向で連結する減衰手段が配置されている。そして、地震などで吊物が揺れた場合、吊物側の揺動系に属する吊物支持部と天井側の構体系に属する被連結部との間に介装された減衰手段によって、エネルギを効率良く吸収させ、吊物の揺れを確実に抑えることが可能になる。また、減衰手段を吊物支持部側に配置させることができるので、吊物を降ろした状態で減衰手段のメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業が容易になる。
また、連結部と被連結部とを鉛直軸線に対して調芯させるように、被連結部を水平方向に移動させる調芯手段を更に備えると好適である。
このような構成を採用すると、吊物の上昇時に、連結/離脱手段の連結部と被連結部とを確実に連結させることができ、しかも、この調芯手段を、吊物支持部側に配置させることができるので、吊物を降ろした状態で調芯手段のメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業が容易になる。
また、調芯手段は、被連結部を互いに引き合う第1及び第2の引張りばねであると好適である。
このような構成を採用すると、機械的な調芯を可能にし、ばねを利用するので調芯手段の製作が容易になる。
また、調芯手段は、回転自在な玉と、玉が接触する球座面が玉の曲率より大きい玉受け部と、からなると好適である。
このような構成を採用すると、機械的な調芯を可能にし、調芯手段の省スペース化を可能にする。
本発明は、天井側から吊られた昇降式の吊物の揺動を減衰させるための振動抑制装置において、
吊物が支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部と、
天井側に設けられる連結部と吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、吊物支持部の上昇時に連結され、吊物支持部の降下時に連結が解除される連結/離脱手段と、
連結部と天井との間を水平方向で連結する減衰手段と、を備えたことを特徴とする。
この振動抑制装置においては、昇降式の吊物の制振を可能にするために連結/離脱手段が設けられ、この連結/離脱手段は、天井側に設けられる連結部と吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、吊物支持部の上昇時に連結され、吊物支持部の降下時に連結が解除される。さらに、天井側には、連結部と天井との間を水平方向で連結する減衰手段が配置されている。そして、地震などで吊物が揺れた場合、減衰手段によって、エネルギを効率良く吸収させ、吊物の揺れを確実に抑えることが可能になる。また、減衰手段を天井側に配置させることができるので、重量のある大型の減衰手段の設置を可能にする。
また、連結部と被連結部とを鉛直軸線に対して調芯させるように、連結部を水平方向に移動させる調芯手段を更に備えると好適である。
このような構成を採用すると、吊物の上昇時に、連結/離脱手段の連結部と被連結部とを確実に連結させることができ、しかも、この調芯手段を、天井側に配置させることができるので、重量のある大型の調芯手段の設置を可能にする。
また、調芯手段は、連結部を互いに引き合う第1及び第2の引張りばねであると好適である。
このような構成を採用すると、機械的な調芯を可能にし、ばねを利用するので調芯手段の製作が容易になる。
また、調芯手段は、回転自在な玉と、玉が接触する球座面が玉の曲率より大きい玉受け部と、からなると好適である。
このような構成を採用すると、機械的な調芯を可能にし、調芯手段の省スペース化を可能にする。
また、連結部と被連結部とが嵌合により連結されると好適である。
このような構成を採用すると、連結部と被連結部とを機械的に連結/離脱させることができる。
また、連結部は上下方向に延在するピンであり、被連結部はピン受け部であると好適である。
このような構成を採用すると、連結/離脱手段の構成を簡素化させることができる。
本発明によれば、吊物と天井との連結/離脱を可能にし、吊物の水平方向の揺動を確実に抑制することができる。
本発明に係る振動抑制装置の第1の実施形態を示す平面図である。 図1に示された振動抑制装置の機能が概略的に示された断面図である。 天井に吊物がセットされた状態を示す断面図である。 地震などで吊物が揺れた状態を示す平面図である。 地震などで吊物が揺れた状態を示す断面図である。 本発明に係る振動抑制装置の第2の実施形態を示す平面図である。 図6に示された振動抑制装置の機能が概略的に示された断面図である。 天井に吊物がセットされた状態を示す断面図である。 地震などで吊物が揺れた状態を示す平面図である。 地震などで吊物が揺れた状態を示す断面図である。 連結/離脱手段の第1の変形例を示す断面図である。 連結/離脱手段の第2の変形例を示す断面図である。 連結/離脱手段の第3の変形例を示す断面図である。 揺動支持手段の第1の変形例を示す断面図である。 揺動支持手段の第2の変形例を示す断面図である。 調芯手段の第1の変形例を示す断面図である。 調芯手段の第2の変形例を示す断面図である。 減衰手段の第1の変形例を示す断面図である。 減衰手段の第2の変形例を示す平面図である。 連結/離脱検知手段を示す断面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る振動抑制装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
[第1の実施形態]
ホテルのロビーや宴会場等の天井に吊されている大型の照明機器(例えばシャンデリア)には、昇降装置が備わっており、メンテナンス時には昇降装置によって大型の照明機器をフロアまで降ろして掃除や機器の点検が行われる。
図1及び図2に示されるように、シャンデリアなどの大型の吊物Mの上部には円板状の取付板1が設けられており、この取付板1は、ボルトによって円板状の吊物支持部2に固定され、吊物Mは、吊物支持部2から垂下するように支持されている。また、昇降式の吊物Mを達成させるために、吊物支持部2は、取付金具3aを介してワイヤ3により天井4側から吊されており、吊物Mは、図示しないウインチによってワイヤ3を巻き取ったり繰り出したりすることで昇降させられる。そして、吊物Mが支持されている吊物支持部2は、天井4に形成された開口4a内に嵌り込むようにセットされる。
このような吊物Mにあっては、大型施設の室内で高い位置から大型のシャンデリアとして吊り下げられているので、このような吊物Mが地震時に水平方向に大きく揺れることによって、吊物Mの下にいる人に恐怖感を与えてしまう可能性があり、吊物Mの水平方向の揺動を迅速且つ確実に抑える必要がある。そこで、昇降式の振動抑制装置10が発案された。
吊物Mの揺動を減衰させるための振動抑制装置10は、吊物Mが支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部2と、天井4側に設けられる連結部11と吊物支持部2側に設けられる被連結部12とからなると共に、吊物支持部2の上昇時に連結され、吊物支持部2の降下時に連結が解除される連結/離脱手段13と、被連結部12と吊物支持部2との間を水平方向で連結する減衰手段14と、連結部11と被連結部12とを鉛直軸線Lに対して調芯させるように、被連結部12を水平方向に移動させる調芯手段15とを備えている。
天井4側に設けられる連結部11は、ヘッド部11aを有するピンであり、ピン11は、天井4側の天井下地フレーム17間に掛け渡された上板18に、スリーブ19を介して取付けられている。
吊物支持部2側に設けられる被連結部12は、ピン11の先端のガイド用円錐部11bを収容する差込み孔12aをもったピン受け部であり、このピン受け部12の頂部は、水平方向に延在する揺動プレート20に固定されている。揺動プレート20は、中央に矩形の開口部20aが形成された正方形をなし、揺動プレート20の対向する二辺には、ピン受け部12を固定するための突片20bが設けられ、この突片20bには、差込み孔12aの上方に位置してピン11の挿入を可能にする貫通孔20cが形成されている。
この揺動プレート20の下方には吊物支持部2が配置され、この吊物支持部2は、吊物Mの取付金具3aをボルト止めするためのドーナツ状のリング部2aと、リング部2aにコーナが固定された矩形のベースフレーム2bとからなる。
揺動プレート20は、揺動支持手段21によって水平方向への安定した移動が可能であり、この揺動支持手段21は、回転自在な玉22aと、玉22aが収容された台座22bとからなり、揺動プレート20は、4個の揺動支持手段21によって支えられている。台座22bは、ベースフレーム2bの各辺の略中央の上面に固定され、玉22aは、矩形の揺動プレート20の各コーナから突出する突片20dを下から支持している。
水平方向へ移動可能な揺動プレート20は、エアーダンパー又はオイルダンパーからなる減衰手段14によって支持されている。減衰手段14は、揺動プレート20の周囲に均等に4個配置され、各減衰手段14は、直線的に配列されて互いに押し合う第1及び第2のダンパー14A,14Bからなり、各ダンパー14A,14Bの一端は、ピン受け部12が固定された揺動プレート20の突片20dに軸部23aを介して連結され、ダンパー14A,14Bの他端は、ベースフレーム2bに軸部23bを介して連結されている。
更に、水平方向へ移動可能な揺動プレート20は、引張りばねからなる調芯手段15によって支持されている。ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とを鉛直軸線Lに対して調芯させるための調芯手段15は、揺動プレート20の周囲で均等に4個配置されている。各調芯手段15は、直線的に配列されて互いに引き合う第1及び第2の引張りばね15A,15Bからなり、各引張りばね15A,15Bの一端は、ピン受け部12が固定された揺動プレート20の突片20dに固定され、引張りばね15A,15Bの他端は、ベースフレーム2bに固定されている。
調芯手段15を採用すると、吊物Mの上昇時に、ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とが鉛直軸線Lに対して常に調芯させられているので、ピン11とピン受け部12の差込み孔12aとを確実に連結させることができる(図3参照)。しかも、この調芯手段15は、吊物支持部2側に配置させることができるので、吊物Mを降ろした状態で調芯手段15のメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業が容易になる。また、各調芯手段15は、直線的に配列されて互いに引き合う第1及び第2の引張りばね15A,15Bからなるので、機械的な調芯を可能にし、ばねを利用するので調芯手段15の製作が容易になる。
前述したような振動抑制装置10にあっては、地震などで吊物Mが揺れた場合、吊物M側の揺動系と天井4側の構体系との間に介装された減衰手段14によって、エネルギを効率良く吸収させ、吊物Mの揺れを確実に抑えることが可能になる。また、減衰手段14を吊物支持部2側に配置させることができるので、吊物Mを床に降ろした状態で減衰手段14のメンテナンスを行うことができ、メンテナンス作業が容易になる。
吊物Mを減衰させるにあたって、図4及び図5に示されるように、第1及び第2のダンパー14A,14Bのロッド14a,14bのうちの一方が伸び、他方が縮むような運動をすることで、吊物Mの揺動が減衰させられる。また、ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とを鉛直軸線Lに対して調芯させるにあたっては、第1及び第2の引張りばね15A,15Bのうちの一方が伸び、他方が縮むような運動をすることで、ピン11とピン受け部12との調芯が図られる。
[第2の実施形態]
次に、本発明に係る振動抑制装置の第2の実施形態について説明するが、第1の実施形態と同一又は同等な構成部分については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
吊物Mの揺動を減衰させるための振動抑制装置30は、吊物Mが支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部2と、天井4側に設けられる連結部11と吊物支持部2側に設けられる被連結部12とからなると共に、吊物支持部2の上昇時に連結され、吊物支持部2の降下時に連結が解除される連結/離脱手段13と、連結部11と天井4との間を水平方向で連結する減衰手段14と、連結部11と被連結部12とを鉛直軸線Lに対して調芯させるように、連結部11を水平方向に移動させる調芯手段15とを備えている。
吊物Mの取付金具3aをボルト止めするため吊物支持部2は、ドーナツ状をなし、吊物支持部2側に設けられる被連結部12は、ピン11の先端の円錐部11bを収容する差込み孔12aを有するピン受け部であり、リング状の吊物支持部2から内方に向けて突出する突片31に固定されている。ピン受け部12は、水平方向で対向して配置されている。
天井4側の天井下地フレーム17間を架け渡すようにして、上フレーム32が天井下地フレーム17に固定されている。この矩形の上フレーム32を囲むようにして矩形の揺動プレート33が配置され、ピン11は、スリーブ19を介して揺動プレート33から突出する突片34に取り付けられている。ピン11は、ピン受け部12の上方に位置して水平方向で対向して配置されている。
揺動プレート33は、揺動支持手段21によって水平方向への安定した移動が可能であり、この揺動支持手段21は、回転自在な玉22aと、玉22aが収容された台座22bとからなり、揺動プレート33は、4個の揺動支持手段21によって支えられている。台座22bは、天井下地フレーム17間に架け渡すようにして天井下地フレーム17から垂下させられた垂下部材35に固定され、玉22aは、矩形の揺動プレート33の各コーナを下から支持している。
水平方向へ移動可能な揺動プレート33は、エアーダンパー又はオイルダンパーからなる減衰手段14によって支持されている。減衰手段14は、揺動プレート33の周囲に均等に4個配置され、各減衰手段14は、直線的に配列されて互いに押し合う第1及び第2のダンパー14A,14Bからなり、各ダンパー14A,14Bの一端は、揺動プレート33に軸部23bを介して連結され、ダンパー14A,14Bの他端は、上フレーム32に軸部23aを介して連結されている。
更に、水平方向へ移動可能な揺動プレート33は、引張りばねからなる調芯手段15によって支持されている。ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とを鉛直軸線Lに対して調芯させるための調芯手段15は、揺動プレート33の周囲で均等に4個配置されている。各調芯手段15は、直線的に配列されて互いに引き合う第1及び第2の引張りばね15A,15Bからなり、各引張りばね15A,15Bの一端は、揺動プレート33に固定され、引張りばね15A,15Bの他端は、上フレーム32に固定されている。
調芯手段15を採用すると、吊物Mの上昇時に、ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とが鉛直軸線Lに対して常に調芯させられているので、ピン11とピン受け部12の差込み孔12aとを確実に連結させることができる(図8参照)。また、各調芯手段15は、直線的に配列されて互いに引き合う第1及び第2の引張りばね15A,15Bからなるので、機械的な調芯を可能にし、ばねを利用するので調芯手段15の製作が容易になる。
前述したような振動抑制装置30にあっては、地震などで吊物Mが揺れた場合、吊物M側の揺動系と天井4側の構体系との間に介装された減衰手段14によって、エネルギを効率良く吸収させ、吊物Mの揺れを確実に抑えることが可能になる。また、減衰手段14を天井4側に配置させることができるので、重量のある大型の減衰手段14の設置を可能にする。
吊物Mを減衰させるにあたって、図9及び図10に示されるように、第1及び第2のダンパー14A,14Bのロッド14a,14bのうちの一方が伸び、他方が縮むような運動をすることで、吊物Mの揺動が減衰させられる。また、ピン11の中心とピン受け部12の差込み孔12aの中心とを鉛直軸線Lに対して調芯させるにあたっては、第1及び第2の引張りばね15A,15Bのうちの一方が伸び、他方が縮むような運動をすることで、ピン11とピン受け部12との調芯が図られる。
本発明は、前述した実施形態に限定されないことは言うまでもない。
図11に示されるように、第1の変形例としての連結/離脱手段13Aは、天井4側に設けられる連結部としてのピン11と、吊物支持部2側に設けられる被連結部12としてのピン受け部12とからなる。ヘッド部11aを有するピン11は、上板18に固定されたスリーブ19に対して摺動自在であり、ピン受け部12は、ピン11の先端の円錐部11bを収容する差込み孔12aを有する。ピン11を上下方向に移動自在にすることで、万一、吊物Mの上昇時にピン11の下端がピン受け12の頂部に当たったとしても、ピン11を上に逃がすことができるので、ピン11やピン受け部12の破損を適切に防止することができると共に、水平方向に隙間無く連結することができる。
図12に示されるように、第2の変形例に係る連結/離脱手段13Bは、天井4側に設けられる連結部としての円錐状のカップ部40と、吊物支持部2側に設けられる被連結部としての突状部41とからなる。カップ部40を円錐状にすることで、カップ部40は、突状部41が挿入される際のガイドとして機能すると共に、水平方向に隙間無く連結することができる。なお、カップ部40は、上下方向に移動自在であってもよい。
図13に示されるように、第3の変形例に係る連結/離脱手段13Cは、天井4側に設けられる連結部としてのクランプアーム部42と、吊物支持部2側に設けられる被連結部としての突状部43とからなる。クランプアーム部42は、ヘッド部44aを有するピン44の下端で軸部46を中心に開閉可能であり、ねじりバネ(不図示)若しくは重量バランスによって、常時、開状態に維持されている。また、ピン44は、上板18に固定されたスリーブ47に対して上下方向に摺動自在であり、ピン44の下端に形成されたフランジ44bとスリーブ47との間に配置された圧縮バネ48によって、吊物Mの上昇時におけるクランプアーム部42と突状部43との連結時の衝撃を和らげることができると共に、ピン44を下方に押し付けることでクランプアーム部42が開かないように保持する機能をもつ。
図14に示されるように、第4の変形例に係る揺動支持手段21Aとして、揺動プレート33を天井4から吊すワイヤであってもよい。
図15に示されるように、第5の変形例に係る揺動支持手段21Bは、回動自在な関節部50aをもったアーム部50であってもよい。アーム部50の一端は、上フレーム32に回動自在に軸支され、アーム部50の他端は、揺動プレート33に回動自在に軸支されている。
図16に示されるように、第6の変形例に係る調芯手段15Cは、ピン44の頂部を天井4から吊るための2本のワイヤ51a,51bであってもよい。2本のワイヤ51a,51bはピン44の頂部で合致させられた三角形状に張られている。連結時にあっては、ピン44が持ち上げられることで揺動プレート33は水平方向に移動可能となり、離脱時にあっては、ピン44が降下することで揺動プレート33は調芯状態になって2本のワイヤ51a,51bの中央に位置することになる。
図17に示されるように、第7の変形例に係る調芯手段15Dは、回転自在な玉22aと玉22aが収容された台座22bとからなる揺動支持手段21と、揺動プレート33の下面側に形成された球座面52と、からなる。揺動プレート33は、球座面52の中心に玉22aが常に位置するように水平方向に移動自在であり、この機能により、揺動プレート33を常に調芯位置にもってくることができる。
図18に示されるように、第8の変形例に係る減衰手段14Cは、第1及び第2のダンパー14A,14Bに代えて、揺動プレート33に設けられた摩擦部であってもよい。
図19に示されるように、第9の変形例に係る減衰手段14Dは、第1及び第2のダンパー14A,14Bに代えて、ダンパー機能の関節部53aをもったアーム53であってもよい。
図20に示されるように、連結部と被連結部との連結/離脱を検知するための連結/離脱検知手段60を備えていてもよい。この連結/離脱検知手段60は、吊物Mの上部の円板状の取付板1と天井4との隙間Sから覗き込みが可能なインジケータである。このインジケータ60は、天井4側で固定されると共に、クランプアーム部42の閉鎖により、ワイヤ61によって引っ張られる検知棒60aを有している。この検知棒60aは、連結部としてのクランプアーム部42と被連結部としての突状部43とが離脱状態のとき、隙間Sから見え、クランプアーム部42と突状部43とが連結状態のとき、隙間Sから見えなくなる。このようにして、目視により、連結部と被連結部との連結/離脱を検知することができる。なお、連結/離脱検知手段は、リミットスイッチなどの利用も可能である。
10,30…振動抑制装置、2…吊物支持部、4…天井、11…ピン(連結部)、12…ピン受け部(被連結部)、13,13A〜13C…連結/離脱手段、14,14A〜14D…減衰手段、15,15A〜15D…調芯手段、22a…玉、40,42…連結部、41,43…被連結部、52…球座面、M…吊物、L…鉛直軸線。

Claims (10)

  1. 天井側から吊られた昇降式の吊物の揺動を減衰させるための振動抑制装置において、
    前記吊物が支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部と、
    前記天井側に設けられる連結部と前記吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、前記吊物支持部の上昇時に連結され、前記吊物支持部の降下時に連結が解除される連結/離脱手段と、
    前記被連結部と前記吊物支持部との間を水平方向で連結する減衰手段と、を備えたことを特徴とする振動抑制装置。
  2. 前記連結部と前記被連結部とを鉛直軸線に対して調芯させるように、前記被連結部を水平方向に移動させる調芯手段を更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の振動抑制装置。
  3. 前記調芯手段は、前記被連結部を互いに引き合う第1及び第2の引張りばねであることを特徴とする請求項2に記載の振動抑制装置。
  4. 前記調芯手段は、回転自在な玉と、前記玉が接触する球座面が前記玉の曲率より大きい玉受け部と、からなることを特徴とする請求項2に記載の振動抑制装置。
  5. 天井側から吊られた昇降式の吊物の揺動を減衰させるための振動抑制装置において、
    前記吊物が支持されると共に、昇降が可能な吊物支持部と、
    前記天井側に設けられる連結部と前記吊物支持部側に設けられる被連結部とからなると共に、前記吊物支持部の上昇時に連結され、前記吊物支持部の降下時に連結が解除される連結/離脱手段と、
    前記連結部と前記天井との間を水平方向で連結する減衰手段と、を備えたことを特徴とする振動抑制装置。
  6. 前記連結部と前記被連結部とを鉛直軸線に対して調芯させるように、前記連結部を水平方向に移動させる調芯手段を更に備えたことを特徴とする請求項5に記載の振動抑制装置。
  7. 前記調芯手段は、前記連結部を互いに引き合う第1及び第2の引張りばねであることを特徴とする請求項6に記載の振動抑制装置。
  8. 前記調芯手段は、回転自在な玉と、前記玉が接触する球座面が前記玉の曲率より大きい玉受け部と、からなることを特徴とする請求項6に記載の振動抑制装置。
  9. 前記連結部と前記被連結部とが嵌合により連結されることを特徴とする請求項1又は5に記載の振動抑制装置。
  10. 前記連結部は上下方向に延在するピンであり、前記被連結部はピン受け部であることを特徴とする請求項9に記載の振動抑制装置。
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