JP5713962B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、ストッパ機構を備える制振装置に関する。

例えば風揺れ用の制振装置では、地震のような定常範囲外の外乱に対して通常、装置の健全性を確保するためにストッパ機構を備えている。
例えば、特許文献１は、摩擦力を利用したストッパ機構を採用しており、振動体の動きが過大となった場合に、摩擦力を増加させて振動体の動きを止める。そして、その際の減衰エネルギを吸収エネルギとして活用し、振動エネルギを吸収する。
また、特許文献２は、機械的に変位を制止するストッパ機構を採用したものであり、若干のエネルギ吸収を伴いつつ、最終的に振動体の動きを止めるために、溝に突起が係合される構成を備えている。

特開２０００−１７９６１７号公報 特開平１１−３０３９２７号公報

特許文献１に開示される摩擦系のストッパ機構は、振動体に作用する慣性力が、設定された摩擦力を超えなければ動作しない。また、一旦は設定された摩擦力を超える慣性力が作用したとしても、その後に作用する慣性力が設定された摩擦力より小さければ、反対方向の当該慣性力が生じたとしても振動体は振動できずに制振装置、あるいは免震機構としての役割を果たせなくなる。このように、引用文献１のストッパ機構によると、振動体に作用する慣性力によっては、外部から操作を加えない限り、振動体が原点復帰をすることができない。ここでいう原点復帰とは、ストッパ機構により動きが止められた振動体が、それ以前の状態に復帰（又は復元）することをいう。
また、特許文献２においても、溝に突起が係合されてしまうと、ストッパ機構に外部から操作を加えないと、振動体は原点復帰をすることができない。ストッパ機能が働いた後は、振動体は単なるマス（質量体）となってしまうので、制振装置の安全性は確保されるものの、それを取り付けた構造体の健全性は確保されないことになる。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ストッパ機構が一旦機能した後でも、振動体が継続して振動することができる制振装置を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の制振装置は、設置される構造体の振動に応じて振動して動作することで構造体の振動を減衰する振動体と、所定範囲を超える振動体の動作を制止するストッパ機構と、を備える。ストッパ機構は、構造体に架設され、所定の間隔を隔てて配置される一対の支持体と、一対の支持体のそれぞれに固定される高減衰ゴムからなり、自己復帰性能及び減衰性能を備える一対の弾性減衰体と、一対の弾性減衰体に接合され、一対の弾性減衰体に対して振動体の振動を伝達する振動伝達体と、を備えることを特徴とする。
本発明による制振装置は、ストッパ機構が、自己復帰性能および減衰性能を備えるので、ストッパ機構が一旦機能した後でも、振動体が継続して振動することができる。

本発明の制振装置は、振動体が、直線上を往復運動するものに限らず、円弧上を往復運動する、振り子型、また、逆振り子型の制振装置に適用することができる。

本発明において、振動体の異なる任意の向きへの振動に対応して、複数のストッパ機構を、振動体の周囲を取り囲んで配置することができる。いかなる向きに振動体が振動（変位）したとしても、ストッパ機構により振動体の過大な変位を漏れなく制止することができる。
複数のストッパ機構を設ける別の形態として、本発明は、振動体の振動を、水平方向、または、鉛直方向に並列に配置される、複数のストッパ機構で受け止めることができる。後述する実施形態から明らかなように、この形態は振動体が傾いてストッパ機構に衝突する場合に有効な形態である。

本発明におけるストッパ機構は、振動伝達体に緩衝体を設け、振動体が緩衝体を介して振動伝達体に衝突させることが好ましい。振動体、振動伝達体の保護に有効である。

本発明において、ストッパ機構は、弾性減衰体の変形を規制する変形規制部を備えることが好ましい。弾性減衰体の過度な変形を防止するためである。
本発明における変位規制部は、弾塑性体からなることが好ましい。変位規制部が変形することで振動体の振動エネルギを吸収し、また、振動体が衝突した後の変位規制部の塑性変形量に基づいて、振動体の変位量を定量的に評価できるといった効果が期待できるためである。本発明における弾塑性体は少なくとも２つの形態を含む。つまり、弾塑性体は、弾塑性を兼ね備える材料、典型的には金属材料のみから構成されてもよいし、弾性を示す材料と塑性を示す材料を複合化したものから構成されてもよい。

本発明によれば、ストッパ機構が一旦機能した後でも、振動体が継続して振動することができる制振装置を提供する。

本実施の形態における制振装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す制振装置の振動特性（荷重―変位曲線）を示し、（ａ）は振動体単体の特性を、（ｂ）はストッパ機構単体の特性を、（ｃ）は制振装置全体におけるストッパ機構の特性を示している。 第１実施形態におけるストッパ機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ矢視断面図、（ｃ）は動作を示す断面図である。 第１実施形態の変形例を示す図である。 振り子型制振装置におけるストッパ機構を示す側面図であり、（ａ）は振り子型制振装置、（ｂ）はレール上を振動体が往復動する制振装置の要部を示す。 逆振り子型制振装置におけるストッパ機構を示す側面図である。 第２実施形態におけるストッパ機構を示し、（ａ）は４つのストッパ機構を振動体の周囲に設置した例、（ｂ）は８つのストッパ機構を振動体の周囲に設置した例を示している。 複数のストッパ機構を水平方向に並列させた例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のVIIIb矢視断面図、（ｃ）は動作を示す断面図である。 第３実施形態におけるストッパ機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のIXｂ矢視断面図である。 第４実施形態におけるストッパ機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のXｂ矢視断面図である。 第４実施形態の変形例を示し、（ａ）は支持板前端に変位規制体を設けたスットパ機構の断面図、（ｂ）はストッパに変位規制機構を設けた場合の断面図である。 第４実施形態の他の変形例にかかるストッパ機構を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）は平面図、（ｃ）、（ｅ）は（ａ）の部分拡大側面図である。

以下、本発明による制振装置の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
はじめに、後述する各実施形態に共通する制振装置１の基本構造について説明する。
制振装置１は、例えば建築構造物のように風を受けることで振動が生じる構造物２００に設置されることで、構造物２００に生じる振動を低減するものであり、図１に示すように、制振装置本体３と、ストッパ機構１０と、から構成されている。
制振装置本体（以下、単に本体）３は、外力を加えることなく構造物２００の揺れに同調して振動体５を振動させ、この振動体５の振動を構造物２００に伝達することで構造物２００の揺れを減衰させる。本体３は、質量体である振動体５と、振動体５と構造物２００の間に配置される固有周期調整用、および原点復帰要素としてのバネ７と、振動体５と構造物２００の間にバネ７と並列的に配置される減衰要素としてのダンパ９と、を備えている。
ストッパ機構１０は、想定外の外乱が生じて振動体５の揺れが過大となった時に、その揺れを制止するように、振動体５を挟んだ両側に一つずつ設置されている。振動体５とストッパ機構１０は、クリアランスａだけ離間して配置されているが、振動体５の揺れが過大となると、振動体５がストッパ機構１０に衝突することで、ストッパ機構１０が機能する。ただし、衝突しても、振動体５とストッパ機構１０は係合するなどの機械的な結合関係を持たない。このストッパ機構１０は、振動体５に対してストッパとしての機能を果たしながらも原点に復帰できるとともに、本体３からの振動エネルギを吸収する機能をし、ストッパ許容変位がｂとされている。ストッパ機構１０の具体的な構成については、後述する第１実施形態〜第４実施形態において詳細に説明する。
なお、ストッパ許容変位ｂは、設置するストッパ機構１０の変形限界値に対して余裕を持って設定されるのがよい。つまり、それ以上変形すると破損あるいは機能が失われる変形限界値をＬとすると、ストッパ許容変位ｂ＜変形限界値Ｌ、とする。

次に、外的要因により振動した制振装置１の振動特性（荷重−変位特性）を、図２を用いて説明する。
本体３が単体では、図２（ａ）に示される楕円状の荷重−変位履歴曲線に沿って、−ａ〜ａ（ａ：クリアランス）の範囲で変位（振動）する。
ストッパ機構１０は、単体でみると、図２（ｂ）に示される荷重−変位履歴曲線に沿って、−ｂ〜ｂ（ｂ：ストッパ許容変位）の範囲で変位（振動）する。制振装置１に設置されていると、図２（ｃ）に示すように、一対のストッパ機構１０は、各々、−（ａ＋ｂ）〜−ａの範囲、及び、ａ〜ａ＋ｂの範囲で変位（振動）する。図２（ｂ）、（ｃ）は、ストッパ機構１０が、この範囲を変位する過程で本体３からの振動エネルギを吸収するとともに、原点に復帰することを示している。

[第１実施形態]
以下、図１に示す制振装置１のストッパ機構１０をより具体化したストッパ機構２０を図３に基づいて説明する。
ストッパ機構２０は、本体３（振動体５）の衝突を受け止める振動伝達体２１と、振動伝達体２１を保持し、高減衰ゴムからなる弾性減衰体２５と、構造物２００に立設され、弾性減衰体２５を支持する支持板２７と、からなる。
振動伝達体２１は、振動により変位した振動体５が直接衝突する接触部２２と、弾性減衰体２５により保持される保持部２３と、を備え、接触部２２の幅方向の中心部に保持部２３の一端部が接続されることで、平面視するとＴ字状の形態をなしている。接触部２２は、変位する振動体５が衝突しうる範囲の位置に配置される。振動伝達体２１は、弾性減衰体２５に対して十分に剛性の高い材料、例えば金属材料で構成することができる。
なお、振動伝達体２１は上記したＴ字状の形態に限られず、振動体５が衝突する接触部２２、弾性減衰体２５により保持される保持部２３がそれぞれ有する機能を備える限り、いかなる形態であってもよい。
なお、振動体５に対向する接触部２２が設けられる側を、実施形態を通じて、ストッパ機構２０の前方とする。
保持部２３の表裏両側に配置される一対の弾性減衰体２５は、保持部２３に接合されるとともに、その両側に配置される一対の支持板２７に各々接合されることで、振動伝達体２１を保持する。断面が円形の弾性減衰体２５は、高減衰ゴムからなることで、ストッパ機構２０に自己復帰性能及び減衰性能を付与する。つまり、弾性減衰体２５は、自己復帰要素としてのバネと減衰要素としてのダンパとを兼ね備える部材である。なお、高減衰ゴムは、基材となるゴムに添加物を配合することにより、ゴム分子間の摩擦減衰要素及び分子間に存在する粘性体による粘性減衰要素を併せ持つように配合設計されたゴム材料である。具体的な例としては、イソプレンゴムと、シリカ微粒子と、加硫剤と、を主成分とする高減衰ゴム、エピクロルヒドリンゴムとエチレン−プロピレン−ジエンゴムと、振動特性改良剤と、からなる高減衰ゴム、ポリイソプレンゴムと、カーボンブラックと、ペンタエリスリトールエステル樹脂と、を含有する高減衰ゴムが該当する。ただし、本発明に適用される高減衰ゴムはこれらに限るものでないことは言うまでもない。
弾性減衰体２５の表裏両側に配置される一対の支持板２７は、弾性減衰体２５を介して振動伝達体２１を支持する。支持板２７も、振動伝達体２１と同様に、弾性減衰体２５に対して十分に剛性の高い材料、例えば金属材料で構成することができる。
保持部２３と弾性減衰体２５の接合、及び、弾性減衰体２５と支持板２７の接合の手段は任意であり、締結具（例えばボルト）、あるいは、接着剤を用いることができる。

以上の構成を備えるストッパ機構２０の動作について以下説明する。
構造物２００に生じる振動が定常範囲内、例えば風による揺れのみの場合には、本体３はほぼ水平方向に直線的に往復運動する。この時、中立な位置からの振動体５の変位は、クリアランスａ以下である。したがって、本体３は、図２（ａ）で示す振動特性を示す。
構造物２００に生じる振動が地震により定常範囲を超え、振動体５がクリアランスａを超えて変位すると、本体３の振動体５が変位し、一方のストッパ機構２０（この例では、図中右側）の振動伝達体２１の接触部２２に衝突する。そうすると、図２（ｃ）に示すように、振動伝達体２１が後退するので、接触部２２及び保持部２３を介して、各々の弾性減衰体２５にはせん断力が生じ、一対の弾性減衰体２５を全体としてみると、幅方向の中央部が振動体５の変位の向きに後退するように変形する。この際、弾性減衰体２５が変形するための運動エネルギとして、振動体５の振動エネルギが消費される。
したがって、ストッパ機構２０は、定常範囲を超えて振動する本体３の変位を制止する作用を果たしながら、本体３の振動エネルギを減衰させることができる。しかも、弾性減衰体２５が高減衰ゴムで形成されているので、ストッパ機構２０は、定常範囲を超える振動が収まると、外力を加えることなく、原点位置に戻る自己復帰特性を有している。したがって、このストッパ機構２０を備える制振装置１は、ストッパ機構２０が一旦機能した後にも、外部から操作力を加えることなく、振動体５が振動して制振機能を発揮することができる。

また、ストッパ機構２０は、単純な構造の部材を用い、かつ、これら部材を組み付ける構造も簡易であるため、製造が容易である。しかも、ストッパ機構２０は、平面視すると対称形状の振動伝達体２１が同じ厚さを有する一対の弾性減衰体２５に保持されている。したがって、振動伝達体２１に振動体５が衝突した際に、振動伝達体２１は振動体５に対して平面方向に傾くことなく後退し、振動伝達体２１を介した一対の弾性減衰体２５の変位も対称となるので、ストッパ機構２０は安定して本体３の振動エネルギを減衰させることができる。
ただし、本発明におけるストッパ機構は、平面視して対称形状に限るものではなく、例えば、一つの支持板２７で一つの弾性減衰体２５を支持し、この弾性減衰体２５に振動伝達体２１を固定することで、自己復帰性能と減衰性能とを併せ持つことができる。
また、弾性減衰体２５は、ここでは横断面が円形の例を示したが、図５、図６に示す例のような、矩形の横断面を有する弾性減衰体２５とすることもできる。

以上の実施形態では、ストッパ機構２０の側に振動体５に向けて突出する振動伝達体２１を設け、そこに振動体５が衝突する構成としたが、本発明は、図４に示すように、弾性減衰体２６に向けて突出する振動伝達体２４を振動体５の側に設け、これを弾性減衰体２６に衝突させた参考例としてもよい。
図４に示すストッパ機構３０において、バルク状をなしているこの弾性減衰体２６は、一対の支持板２７に保持されている。振動伝達体２４は、弾性減衰体２６の幅方向の中央に接触するように振動体５に接続されており、振動伝達体２４の先端と弾性減衰体２６は、クリアランスａだけ離れている。

弾性減衰体２６と一対の支持板２７からなるストッパ機構３０においても、以上説明した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。それに加えてストッパ機構３０は、Ｔ字状をなす振動伝達体２１に比べて振動伝達体２４が単純な板状の形態をなしているので、材料コストが少なくてすむ。さらに、弾性減衰体２６は単純なバルク形状で足り、また、振動伝達体２４を挟む必要もない。したがって、ストッパ機構３０は、ストッパ機構２０に比べて、製作コストが低い利点がある。なお、ストッパ機構３０も本体３を挟んだ両側に配置されることは上述した第１実施形態と同様である。

[第２実施形態]
ストッパ機構２０，３０は、振動体５の変位の向きに係らず適用できる。その中で、例えば、円弧状の軌道を運動する振動体５にも適用できる。第２実施形態では、その一例として、振り子形の制振装置１０１を図５に基づいて、また、逆振り子形の制振装置１０２を図６に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同じ符号を図５、６に示すことで、その説明を省略することがある。第３実施形態以降についても同様である。

振り子形の制振装置１０１は、振動体５が自在継手２９を介して門型のフレーム２０１に設置されているところ、及び、ストッパ機構２０がフレーム２０１に設けられているところが相違するが、他の構成は第１実施形態と同じである。フレーム２０１は構造物２００上に設けられ、自在継手２９はフレーム２０１に継手本体２９ａが接続されることで、フレーム２０１に垂下されている。したがって、制振装置１０１の振動体５は、構造物２００（フレーム２０１）に対して、継手本体２９ａを中心にして、水平方向に対して任意の向きに、かつ鉛直方向の下向きに突となる円弧上を変位する。
一方、ストッパ機構２０は、振動体５の変位に対応するように、各々の先端、つまり振動伝達体２１の側が下向きになるように傾斜して配置されている。そうすることで、振動体５が振動伝達体２１に平行に衝突することを担保する。
図５（ａ）では、自在継手２９により吊下げた振動体５を円弧状の軌道を往復運動させているが、自在継手２９の代わりに円弧状に形成されたレール１１を用いて振動体５に同様の運動をさせることもできる。その一例を図５（ｂ）に示している。なお、図５（ｂ）には図５（ａ）に記載したストッパ機構２０、ダンパ９、フレーム２０１の記載は省略しており、要部のみを示している。
具体的には、図５（ｂ）に示すように、振動体５はその下部に支持体１２を備える。この支持体１２は任意であるが、例えば車輪により構成することができる。一方、レール１１は、鉛直方向の下向きに突となる円弧状の走行面を備えている。振動体５は、支持体１２を介してレール１１を走行可能に配置される。したがって、構造物２００に振動が生じると、図５（ｂ）に示す例においても、振動体５が円弧状のレール１１上を決まった周期で振動することによって、図５（ａ）に示した制振装置１０１と同様の制振機能を発揮することができる。

次に、図６に示す逆振り子形の制振装置１０２は、自在継手２９の継手本体２９ａ、及び、ストッパ機構が構造物２００上に配置されているところが図５に示す振り子形の制振装置１０１と相違するが、それ以外は制振装置１０１と同様である。

振り子型の制振装置１０１、逆振り子型の制振装置１０２においても、本体３が定常範囲を超えて振動すると、振動体５はストッパ機構２０に衝突する。この際、第１実施形態で説明した通り、弾性減衰体２５に振動体５の振動エネルギが吸収されるため、ストッパ機構２０は、振動体５に対して制振作用効果を与える。また、弾性減衰体２５が高減衰ゴムで形成されているので、ストッパ機構２０は、前述した自己復帰特性を有している。したがって、振り子型の制振装置１０１、逆振り子型の制振装置１０２においても、ストッパ機構２０が一旦機能した後にも、外部から操作を加えることなく、振動体５が振動して制振機能を発揮することができる。

図５、図６には、水平方向に一対のストッパ機構２０を配置した例を示しているが、前述したように、振り子型の制振装置１０１（逆振り子型の制振装置１０２）は、振動体５が水平方向に対して任意の向きに変位（振動）できる。そこで、本実施形態においては、この任意の向きの振動に対応するべく、図７（ａ）に示すように、平面形状が八角形の振動体５の周囲を取り囲むように複数のストッパ機構２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）を設けることができる。
以上のように振動体５を取り囲むように複数のストッパ機構２０を設けることで、振動体５が水平方向の異なる任意の向きに振動したとしても、いずれかのストッパ機構２０に振動体５が衝突し、ストッパとしての機能を発揮することができる。例えば、振動体５が図中の右側に変位したときにはストッパ機構２０Ｂが振動体５を受け止め、振動体５が図中の左斜め下側に変位したときにはストッパ機構２０Ｃとストッパ機構２０Ｄが振動体５を受け止めることで、振動体５の振動を減衰させる。

図７（ａ）は、合計４つのストッパ機構２０を用意することで振動体５の周囲を取り囲む例を示しているが、この数は一例に過ぎない。例えば、図７（ｂ）に示すように、合計８つのストッパ機構２０（２０Ａ〜２０Ｈ）で振動体５の周囲を取り囲むこともできる。
図７（ａ）、（ｂ）ともに振動体５が同じ仕様だとすると、図７（ｂ）の例のほうが、各々のストッパ機構２０を小さくすることができる。したがって、振動体５の周囲のスペースの問題で、単体として大きいストッパ機構２０を配置できない場合には、図７（ｂ）の方が有利である。
しかも、上述したように振動体５が図中左斜め下方向に変位した場合に、図７（ａ）の場合には２つのストッパ機構２０Ｃ，２０Ｄで振動体５を受け止めるので、各々のストッパ機構２０Ｃ，２０Ｄに作用する力は、接触部２２に対して向きが傾く。これに対して、図７（ｂ）の場合には、振動体５が同じ方向に変位した場合に、１つのストッパ機構２０Ｆで振動体５を受け止める。しかも、ストッパ機構２０Ｆに作用する力は、接触部２２に対して垂直である。したがって、ストッパ機構２０Ｆにはモーメントが生じないか、生じたとしてもわずかであるから、図７（ｂ）に示すように配置することで、設置場所が狭い環境下においても、ストッパ機構２０が適正に振動体５の振動エネルギを吸収することができる。
なお、図７で示した複数のストッパ機構を設ける形態は、振り子型又は逆振り子型の制振装置に限らず適用できることは言うまでもない。次に説明する図８の形態も同様である。

以上の説明では、振動体５の衝突する面とストッパ機構２０の衝突する面とが平行であることにしている。しかし、振動体５が振動（変位）してストッパ機構２０に衝突する際に、振動体５が水平方向に傾いてストッパ機構２０に衝突する場合もある。
この振動形態に対して好ましいストッパ機構４０が図８に示されている。図８に示されるストッパ機構４０は、水平方向に並列に配置された複数のストッパ機構４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃから構成されており、隣接するストッパ機構４０Ａとストッパ機構４０Ｂが連結され、また、ストッパ機構４０Ｂとストッパ機構４０Ｃが連結されることで、３つのストッパ機構が一体化されている。各々のストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃは、前述したストッパ機構２０のようにストッパ機構４０を単体として作製するのに比べて、個々のサイズを小さくしている。

図８（ｂ）に示すように、振動体５が傾いてストッパ機構４０に衝突する場合、仮に、最初にストッパ機構４０Ａが振動体５を受け止め、続いてストッパ機構４０Ｂ、４０Ｃの順に振動体５を受け止めたものとする。この際、各ストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃの接触部４２の端部に振動体５が衝突するので、各々の振動伝達体４１には反時計回りのモーメントが生じ、各々の振動伝達体４１の保持部４３は先端側が図中の下向きに傾く。
仮に、３つのストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃに小分けすることなく、ストッパ機構２０を単体として作製したとする。このストッパ機構２０に図８（ｂ）と同様に振動体５が傾いて衝突する場合、その保持部２３も保持部４３と同様に傾く。しかし、ストッパ機構２０の振動伝達体２１は、振動伝達体４１よりもサイズが大きいため、保持部２３の傾きは保持部４３よりも大きくなる。
したがって、小型化したストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃを複数個連結したストッパ機構４０によれば、これまで説明した効果に加えて、斜め方向への変形を抑制して各弾性減衰体４５に意図した変形を与えることができるので、振動体５の振動を適切に減衰させることができる。
また、個々のストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃを小型化することにより、各構成部材のコスト、ストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃの製作コスト、あるいは、ストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃストッパ機構を作製する際使用する装置の規模を小さくできるため、コスト低減につながる。

以上の例では、構造物２００に対しストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃを水平方向に並列接続しているが、本発明は、構造物２００に対し鉛直方向に並列接続させることもできる。
また、以上の例では、ストッパ機構４０Ａ〜４０Ｃの接触部４２の水平方向の位置が、無負荷の状態で、同一平面上に配置されているが、この形態に限られず、本発明は、接触部４２の位置をずらして配置することもできる。
さらに、並列させる個々のストッパ機構は異なる仕様であっても構わない。

[第３実施形態]
次に、図９を用いて、第３実施形態を説明する。
上述した第１実施形態の制振装置１において、振動体５と接触部２２が直接衝突するため、衝撃による欠損や破損が生じることが想定される。
そこで、第３実施形態のストッパ機構５０では、接触部２２に緩衝用バッファ３１を備えることで、衝突による当該部材の欠損等を回避する。
緩衝用バッファ３１の材質はその目的を達成できるものであればよく、弾性の高い材料、例えばゴム材料で構成することができる。また、緩衝用バッファ３１の形態も同様であり、相当の厚みを備えることが好ましい。

振動体５が変位してストッパ機構２０の緩衝用バッファ３１に衝突すると、振動体５の振動エネルギは、初めに緩衝用バッファ３１に吸収される。続いて、振動伝達体２１が変位すると、第１実施形態と同様にして、振動体５の振動エネルギが弾性減衰体２５に吸収され、当該振動は減衰されるなどの効果を享受する。

以上、接触部２２に緩衝用バッファ３１を設ける例を示すが、振動体５の側に緩衝用バッファ３１を設けても、同様の効果を得ることができる。

[第４実施形態]
振動体５の振動エネルギが過大となり、振動伝達体２１を介して弾性減衰体２５に限界を超える過度な変形が生じると、ストッパ機構２０がその機能を果たさなくなる恐れがある。そこで、第４実施形態のストッパ機構６０は、弾性減衰体２５の過度な変形を防止するために、変位規制体３３を設けることを特徴とするものである。
ストッパ機構６０は、図１０に示すように、第３実施形態のストッパ機構５０に加え、弾性減衰体２５に保持される振動伝達体２１の後端から所定間隔を開けて配置される変位規制体３３を備える。板状の変位規制体３３は、両端が一対の支持板２７の各々に接続されており、支持板２７と同様に金属材料から構成される。

ストッパ機構６０においては、第１実施形態と同様の効果を有するのに加えて、振動体５の振動エネルギが大きく振動伝達体２１がストッパ許容変位ｂを超える変位をしようとしても、保持部２３の後端が変位規制体３３に衝突するので、ストッパ許容変位ｂを超える変形（変位）が弾性減衰体２５に生じるのを避けることができる。したがって、ストッパ機構６０は、弾性減衰体２５を構成する高減衰ゴムの健全性を担保することができるので、設計段階で予め想定する外的要因のばらつきを心配することなく、ストッパ機構６０における変位の許容範囲（ストッパ許容変位ｂ）に対してロバストな評価ができる。
また、衝突した際、変位規制体３３自体が変形することで振動体５の振動エネルギを吸収する効果も期待できる。
さらに、衝突後の変位規制体３３の塑性変形量に基づいて、振動体５の変位量を定量的に評価できるのに加えて、ストッパ機構６０の構成要素の損傷有無あるいは健全性を評価できる。

以上の第４実施形態のストッパ機構６０は、変位規制体３３を保持部２３の後端よりも後方に設けているが、以下説明するように、これとは異なる部位に同様の機能を発揮する部材を設けることができる。
例えば、図１１（ａ）に示すように、支持板２７の前端に変位規制体３４を設けることができる。この変位規制体３４は、各々の支持板２７の前端を相手側の支持板２７に向けて延出した形態をなしている。この形態では、接触部２２が変位規制体３４に係止されることで、弾性減衰体２５に過大な変形が生じるのを避けることができる。この変位規制体３４も前述した変位規制体３３と同様の効果を有するのに加えて、ストッパ機構６０をコンパクト化できる効果を有する。つまり、変位規制体３３は保持部２３の後端よりも間隔を空けて配置される必要があり、当該ストッパ機構６０はこの間隔を含む面積を占めることになるが、変位規制体３４を支持板２７の前端に設ける場合には当該間隔は必要がない。
なお、無負荷の状態における、接触部２２と変位規制体３４との間隔は、弾性減衰体２５の許容変形量に応じて設定される。

本発明においては、図１１（ｂ）に示すように、変位規制体３４の機能を接触部２２に持たせることができる。つまり、接触部２２の幅方向の寸法を一対の支持板２７の間隔よりも大きくすることで、過大な変位が生じたときに接触部２２を支持板２７の前端に係止させても、変位規制体３４を備えるストッパ機構６０と同様の効果を有する。
変位規制体３３（３４）は、金属材料、つまり弾塑性材料のみから構成されているが、本発明では、複数の材料を複合させて同様の機能を有する弾塑性体とすることを許容する。例えば、弾性材料と薄い鋼板を積層することで弾塑性体とすることもできる。この場合、変位規制は弾性材料が受け持ちながら、変形量は薄い鋼板の塑性変形の程度から評価することができる。もっとも、本発明は、変位規制体３３を弾塑性体から構成することを必須とするものではなく、弾性材料、例えば剛性の高いゴム材料のみから構成することもできる。

ストッパ許容変位ｂを超える変形（変位）が弾性減衰体２５に生ずるのを避けるための他の形式によるストッパ機構７０を図１２に基づいて説明する。
図１２に示すように、ストッパ機構７０は、弾性減衰体２５と支持板２７の間にスライド板３５が介在している点で、ストッパ機構４０と相違する。スライド板３５は弾性減衰体２５と一体的に接合されているが、支持板２７に対して所定範囲内において前後方向に摺動可能とされている。スライド板３５がこの摺動運動を確保するために、ストッパ機構７０は以下の構成を備えている。
まず、一対の支持板２７には、前後方向及び上下方向に間隔をあけて合わせて４つの支持孔３７が形成されている。支持孔３７は、前後方向に沿って長径を有する長孔とされている。
一方、スライド板３５には、各々の支持孔３７に対応する位置に、支持ボルト３８が固定されている。支持ボルト３８は、図示を省略するが、支持孔３７を貫通して支持板２７の表側にその先端部が突出する。スライド板３５は、ストッパ機構７０が無負荷の状態で、支持ボルト３８が支持孔３７の前端縁に接触するように、配置される。突出したボルトの先端部にナットを捻じ込むことにより、スライド板３５を支持板２７に押し付ける。スライド板３５と支持板２７の間には所定の摩擦力が生じている。

以上の構成を備えるストッパ機構７０において、定常範囲の振動を超えて、振動体５が衝突すると、上述したように、弾性減衰体２５は、幅方向の中央部が振動体５の変位の向きに後退する。さらに振動伝達体２１を介して弾性減衰体２５がストッパ許容変位ｂを超える変位をしようとすると、振動伝達体２１を保持する弾性減衰体２５は、スライド板３５とともに後退する。つまり、弾性減衰体２５の変位がストッパ許容変位ｂを超えようとするときに、スライド板３５には後ろ側向きに所定の摩擦力を超える力が作用し、スライド板３５が後退する。スライド板３５は、支持ボルト３８が支持孔３７の後端縁に係止されるまで後退できる。したがって、ストッパ機構７０においても、弾性減衰体２５の過度な変位を抑制することができる。
また、ストッパ機構７０によると、スライド板３５が後退する際に支持板２７との間に生じる摩擦によって、振動体５の振動エネルギを吸収できる効果もある。
さらに、支持ボルト３８が止まった支持孔３７の位置によって、振動体５の変位を定量的に評価できる。例えば、支持ボルト３８が支持孔３７の後端縁に係止されていれば、振動体５は定常範囲を可動量ｃだけ超えて変位したことがわかる。

スライド板３５に設ける支持ボルト３８、及び、支持板２７に形成する支持孔３７の形態は、以上に限るものではなく、スライド板３５に上述した動作を行わせることができるのであれば如何なる形態であってもよい。例えば、前後方向の２つの支持孔３７を繋げて一つに集約することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上述した実施の形態で挙げた構成を取捨選択し、あるいは他の構成に適宜変更することが可能である。
第１〜４実施形態では、自己復帰性能及び減衰性能を兼備する高減衰ゴムで弾性減衰体２５，２６，４５を構成したが、本発明は、自己復帰性能と減衰性能とを個別の部材、典型的には弾性バネとダンパで構成することを許容する。

１，１０１，１０２ 制振装置
３ 制振装置本体
５ 振動体
７ 弾性バネ
９ ダンパ
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，２０Ａ〜２０Ｈ，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ ストッパ機構
１１ レール
１２ 支持体
２１，２４，４１ 振動伝達体
２２，４２ 接触部
２３，４３ 保持部
２５，２６，４５ 弾性減衰体
２７ 支持板
２９ 自在継手
２９ａ 継手本体
３１ 緩衝用バッファ
３３，３４ 変位規制体
３５ スライド板
３７ 支持孔
３８ 支持ボルト
２００ 構造物
２０１ フレーム
ａ クリアランス
ｂ ストッパ許容変位
ｃ 可動量

Claims (7)

1. 設置される構造体の振動に応じて振動して動作することで前記構造体の前記振動を減衰する振動体と、
   所定範囲を超える前記振動体の前記動作を制止するストッパ機構と、
   を備え、
   前記ストッパ機構は、
   前記構造体に架設され、所定の間隔を隔てて配置される一対の支持体と、
   一対の前記支持体のそれぞれに固定される高減衰ゴムからなり、前記自己復帰性能及び前記減衰性能を備える一対の弾性減衰体と、
   一対の前記弾性減衰体に接合され、一対の前記弾性減衰体に対して前記振動体の前記振動を伝達する振動伝達体と、を備える、
   ことを特徴とする制振装置。
2. 前記振動体は、直線上を往復運動するか、または、円弧上を往復運動する、
   請求項１に記載の制振装置。
3. 前記振動体の異なる任意の向きへの前記振動に対応して、
   複数の前記ストッパ機構が、前記振動体の周囲を取り囲んで配置される、
   請求項１又は２に記載の制振装置。
4. 前記振動体の前記振動を、
   水平方向、または、鉛直方向に並列に配置される、複数の前記ストッパ機構で受け止める、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振装置。
5. 前記ストッパ機構は、
   前記振動伝達体に緩衝体を備え、
   前記振動体は前記緩衝体を介して前記振動伝達体に衝突する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振装置。
6. 前記ストッパ機構は、
   前記弾性減衰体の変位を規制する変位規制部を備える、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振装置。
7. 前記変位規制部は、弾塑性体からなる、
   請求項６に記載の制振装置。

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