JP6692664B2 - 構造物の振動抑制装置 - Google Patents

Description

本発明は、基礎に立設された構造物を含む系内の第１部位と第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置に関する。

従来、この種の構造物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、構造物としてのピロティ形式の建物に適用されたものであり、構造物の１階部分に構造物と独立して立設された付加ラーメン架構と、付加ラーメン架構及び構造物の２階部分の梁に連結されたマスダンパを備えている。付加ラーメン架構及びマスダンパは、付加振動系として構成されており、この従来の振動抑制装置は、この付加振動系として、構造物の前後方向の振動を抑制するための前後方向用の付加振動系と、構造物の左右方向の振動を抑制するための左右方向用の付加振動系を備えている。以上の構成の従来の振動抑制装置では、これらの付加振動系によって、構造物の前後方向及び左右方向の振動を抑制するようにしている。

特開２０１０−２７０４７４号公報

上述したように、従来の振動抑制装置では、前後方向用の付加振動系と左右方向用の付加振動系を別個に備えており、すなわち、前後方向用の付加ラーメン架構及びマスダンパと、左右方向用の付加ラーメン架構及びマスダンパを別個に備えている。これにより、振動抑制装置の大型化及び製造コストの増大を招くとともに、振動抑制装置の設置作業が非常に煩雑になってしまう。

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、構造物の複数の振動方向の振動を抑制できるとともに、小型化、製造コストの削減及び設置作業の簡潔化を図ることができる構造物の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、支持体に立設された構造物を含む系内における上下方向の異なる部位に配置された第１部位及び第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、第１部位及び第２部位の間の構造物の層剛性よりも低い剛性を有し、上下方向に延びるとともに、一端部が第１及び第２部位の一方に連結された１つの支持部材と、回転マスをそれぞれ有し、支持部材の他端部を含む他端部側の部分に連結され、構造物の互いに異なる所定の複数の振動方向のうちの対応する振動方向にそれぞれ延びるとともに、第１及び第２部位の他方に連結され、支持部材とともに付加振動系をそれぞれ構成し、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間で発生した複数の振動方向の相対変位のうち、対応する振動方向の相対変位が支持部材を介して伝達されることにより、回転マスが回転するようにそれぞれ構成された複数のマスダンパと、を備え、複数のマスダンパは、少なくとも２つのマスダンパで構成されており、２つのマスダンパの一方が対応する振動方向は、構造物の前後方向であり、２つのマスダンパの他方が対応する振動方向は、構造物の左右方向であり、２つのマスダンパが支持部材に連結されることにより、２つのマスダンパをそれぞれ含み、支持部材を共用しかつ２つの互いに異なる方向の付加振動系を構成することを特徴とする。

この構成によれば、第１部位及び第２部位の間の構造物の層剛性よりも低い剛性を有する１つの支持部材が、上下方向に延びており、その一端部が第１及び第２部位の一方に連結されている。また、複数のマスダンパの各々が、回転マスを有し、支持部材の他端部を含む他端部側の部分に連結されるとともに、第１及び第２部位の他方に連結されており、これらの支持部材及び複数のマスダンパによって、複数の付加振動系が構成されている。さらに、複数のマスダンパは、構造物の互いに異なる複数の振動方向のうちの対応する振動方向にそれぞれ延びており、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間で発生した相対変位のうち、対応する振動方向の相対変位が支持部材を介して伝達されることによって、複数のマスダンパの各々の回転マスが回転する。このため、複数の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、構造物の複数の振動方向の振動を抑制することができる。

また、構造物の複数の振動方向の振動を抑制するにあたって、前述した従来の振動抑制装置と異なり、構造物の複数の振動方向にそれぞれ対応する複数の支持部材を設けずに、１つの支持部材だけを設けるので、それにより、振動抑制装置の小型化、製造コストの削減及び設置作業の簡潔化を図ることができる。
さらに、上記の構成によれば、２つのマスダンパの一方が対応する振動方向は、構造物の前後方向であり、２つのマスダンパの他方が対応する振動方向は、構造物の左右方向であり、２つのマスダンパをそれぞれ含み、支持部材を共用しかつ２つの互いに異なる方向の付加振動系を構成するので、構造物の前後方向及び左右方向の振動を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構造物の振動抑制装置において、支持部材の他端部に連結され、上下方向に延びるとともに、第１及び第２部位の他方に連結された制振ダンパをさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、制振ダンパが、支持部材の他端部に連結され、上下方向に延びるとともに、第１及び第２部位の他方に連結されているので、構造物の上下方向の振動をさら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に記載の構造物の振動抑制装置において、対応する振動方向がそれぞれ構造物の上下方向以外の方向である複数のマスダンパの支持部材への取付位置が、上下方向に互いに異なる位置に設定されていることを特徴とする。

前述したように、支持部材は、上下方向に延びており、その一端部が第１及び第２部位の一方に連結されており、他端部を含む他端部側の部分が複数のマスダンパを介して第１及び第２部位の他方に連結されている。このような構成上、付加振動系における支持部材の実質的な剛性は、支持部材へのマスダンパの取付位置が他端部側であるほど、より低くなる。上述した構成によれば、対応する振動方向がそれぞれ構造物の上下方向以外の方向である複数のマスダンパの支持部材への取付位置が、上下方向に互いに異なる位置に設定されている。

このため、例えば、支持部材自体の上下方向以外の複数の方向（例えば左右方向と前後方向）の剛性が互いに異なっている場合において、これらの複数の方向と同じ振動方向にそれぞれ対応する複数の付加振動系の各々の固有振動数を構造物の固有振動数に同調させるように調整するにあたって、対応する振動方向における支持部材自体の剛性に応じてマスダンパの取付位置を設定することにより各付加振動系の支持部材の実質的な剛性を調整するだけで、付加振動系の固有振動数の調整を容易に行うことができる。

また、例えば、支持部材への複数のマスダンパの取付位置の設定により、複数の付加振動系における支持部材の実質的な剛性を、複数の付加振動系の固有振動数が互いに異なる構造物の複数の固有振動数に同調するように、調整することによって、構造物の複数の振動方向の振動に関し、互いに異なる振動モード（例えば１次モードや２次モード）の振動を抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の構造物の振動抑制装置において、ボール受部、及び、ボール受部に対して回転自在のボールを有し、複数のマスダンパの各々に対応して設けられた一対のボールジョイントをさらに備え、複数のマスダンパの各々は、一端部側に設けられるとともに、対応する振動方向に延びるボールねじを有し、支持部材を介して伝達された、対応する振動方向の相対変位が、ボールねじで回転運動に変換された状態で回転マスに伝達されることによって、回転マスが回転するように構成されており、複数のマスダンパの各々の他端部及びボールねじの一方及び他方はそれぞれ、ボールジョイントを介して、支持部材、及び、第１及び第２部位の他方に連結され、ボール受部とボールの間の摩擦トルクは、対応するマスダンパによる振動抑制機能が最大限に発揮される場合において、回転マスの回転に伴って生じ、回転マスの回転の中心軸線に対応するマスダンパの軸線回りのトルクよりも大きな値に設定されるとともに、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間で発生した相対変位のうち、対応する振動方向と異なる方向の相対変位が支持部材を介して対応するマスダンパに伝達されたときに、ボールがボール受部に対して回転するような大きさに設定されていることを特徴とする。

この構成によれば、複数のマスダンパの各々は、ボールねじ式のマスダンパであり、その一端部側には、対応する振動方向に延びるボールねじが設けられている。各マスダンパでは、支持部材を介して伝達された、対応する振動方向の相対変位がボールねじで回転運動に変換された状態で回転マスに伝達されることによって、回転マスが回転する。また、マスダンパの他端部及びボールねじの一方及び他方は、ボールジョイントを介して、支持部材、及び、第１及び第２部位の他方にそれぞれ連結されている。

また、ボールジョイントは、ボール受け部と、ボール受け部に対して回転自在のボールを有しており、ボール受部とボールの間の摩擦トルクは、対応するマスダンパによる振動抑制機能が最大限に発揮される場合において、回転マスの回転に伴って生じ、回転マスの回転の中心軸線に対応するマスダンパの軸線回りのトルクよりも大きな値に設定されるとともに、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間で発生した相対変位のうち、対応する振動方向と異なる方向の相対変位が支持部材を介して対応するマスダンパに伝達されたときに、ボールがボール受部に対して回転するような大きさに設定されている。以上の構成により、各マスダンパの回転マスに、対応する振動方向の相対変位を回転運動に変換した状態で適切に伝達でき、ひいては、構造物の複数の振動方向の振動をより適切に抑制することができる。
請求項５に係る発明は、支持体に立設された構造物を含む系内における上下方向の異なる部位に配置された第１部位及び第２部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、第１部位及び第２部位の間の構造物の層剛性よりも低い剛性を有し、上下方向に延びるとともに、一端部が第１及び第２部位の一方に連結された１つの支持部材と、回転マスをそれぞれ有し、支持部材の他端部を含む他端部側の部分に連結され、構造物の互いに異なる所定の複数の振動方向のうちの対応する振動方向にそれぞれ延びるとともに、第１及び第２部位の他方に連結され、支持部材とともに付加振動系をそれぞれ構成し、構造物の振動に伴って第１部位と第２部位の間で発生した複数の振動方向の相対変位のうち、対応する振動方向の相対変位が支持部材を介して伝達されることにより、回転マスが回転するようにそれぞれ構成された複数のマスダンパと、を備え、複数のマスダンパは、少なくとも３つのマスダンパで構成されるとともに、支持部材を中心として放射状に延びるように配置されており、３つのマスダンパが支持部材に連結されることにより、３つのマスダンパをそれぞれ含み、支持部材を共用しかつ３つの互いに異なる方向の付加振動系を構成することを特徴とする。

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とともに概略的に示す平面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１のIII−III線に沿う断面図である。 図１の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパなどを、構造物が振動していない場合について拡大して示す平面図である。 図１の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパなどを、構造物が振動している場合について拡大して示す平面図である。 本発明の第２実施形態による振動抑制装置の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパ、第３マスダンパなどを、ｙ方向から見て拡大して示す図である。 本発明の第２実施形態による振動抑制装置の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパ、第３マスダンパなどを、ｘ方向から見て拡大して示す図である。 本発明の第３実施形態による振動抑制装置の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパ、第３マスダンパなどを、ｙ方向から見て拡大して示す図である。 本発明の第３実施形態による振動抑制装置の支持部材や、第１マスダンパ、第２マスダンパ、第３マスダンパなどを、ｘ方向から見て拡大して示す図である。 支持部材の第１変形例を示す（ａ）平面図であり、（ｂ）正面図である。 支持部材の第２変形例を示す（ａ）平面図であり、（ｂ）正面図である。 支持部材の第３変形例を示す（ａ）平面図であり、（ｂ）正面図である。 振動抑制装置の変形例を示す平面図である。

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〜図３は、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ＢＵの一部とともに概略的に示している。この構造物ＢＵは、基礎梁Ｆに立設された鉄骨造の高層の建物であり、図１〜図３に示すように、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ延びる梁Ｂｘ及び梁Ｂｙと、ｚ方向すなわち上下方向に延びる複数の柱Ｐとを互いに接合したラーメン構造を有している。ｘ方向は、例えば、構造物ＢＵの左右方向であり、ｙ方向は、構造物ＢＵの左右方向に直交する方向、例えば構造物ＢＵの前後方向である。

第１実施形態による振動抑制装置は、第１付加振動系及び第２付加振動系を１組とする複数組（例えば４組）の付加振動系で構成されており、構造物ＢＵの１階部分に配置されている。第１付加振動系は、支持部材１及び第１マスダンパ２を備えており、第２付加振動系は、支持部材１及び第２マスダンパ３を備えている。このように、支持部材１は、第１及び第２マスダンパ２、３について共用されている。

なお、図１では、梁Ｂｘ及び梁Ｂｙを簡略化して示しており、図２では便宜上、柱Ｐの図示を省略するとともに、図２及び図３では便宜上、梁Ｂｙ及び梁Ｂｘのハッチングをそれぞれ省略している。また、図１〜図３では、第１及び第２マスダンパ２、３の後述する構成要素の符号を省略している。

支持部材１は、例えば、断面が一定のロ型鋼で構成され、上下方向に延びており、その下端部が基礎梁Ｆに連結されている。また、支持部材１のｘ方向の幅及びｙ方向の幅は、互いに同じ大きさに設定されているが、互いに異なっていてもよい。このことは、後述する第２実施形態についても同様に当てはまる。さらに、支持部材１の上端部は、構造物ＢＵの２階部分の梁Ｂｘ（又はＢｙ）に、間隔を存した状態で対向している。支持部材１の剛性の設定については、後述する。

支持部材１及び第１マスダンパ２から成る第１付加振動系は、構造物ＢＵの２階部分の梁Ｂｘと基礎梁Ｆとの間のｘ方向の相対変位を抑制することによって、構造物ＢＵのｘ方向の振動を抑制するためのものである。第１マスダンパ２は、本出願人による特許第５３９９５４０号に開示されたものと同じであるので、以下、その構成について簡単に説明する。

図４に示すように、第１マスダンパ２は、内筒１１、ボールねじ１２、回転マス１３、及び制限機構（図示せず）を有している。内筒１１は、円筒状の鋼材で構成され、ボールねじ１２及び回転マス１３と同心状に配置されている。また、内筒１１は、そのボールねじ１２側の一端部が開口しており、内筒１１の他端部には、第１ボールジョイント１４が設けられている。なお、図４は、図１の最も右側の支持部材１、第１及び第２マスダンパ２、３を示している。また、図４及び後述する図５では便宜上、支持部材１の断面を示すハッチングを省略している。

上記のボールねじ１２は、ねじ軸１２ａと、ねじ軸１２ａに多数のボールを介して螺合するナット（いずれも図示せず）を有している。ねじ軸１２ａの一端部は、上述した内筒１１の開口に収容されており、ねじ軸１２ａの他端部には、第２ボールジョイント１５が設けられている。また、ボールねじ１２のナットは、軸受け（図示せず）を介して内筒１１に回転自在に支持されるとともに、前記制限機構を介して回転マス１３に連結されている。

回転マス１３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。回転マス１３の質量の設定については後述する。また、回転マス１３は、内筒１１及びボールねじ１２を覆っており、軸受け（図示せず）を介して、内筒１１に回転自在に支持されている。回転マス１３と内筒１１の間には、一対のリング状のシール材（図示せず）が設けられている。これらのシール材、回転マス１３及び内筒１１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（図示せず）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２では、内筒１１とねじ軸１２ａ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１２で回転運動に変換された状態で、制限機構を介して回転マス１３に伝達されることによって、回転マス１３が回転する。以下、このように内筒１１とねじ軸１２ａの間の相対変位を回転マス１３の回転運動に変換する第１マスダンパ２の動作を、「第１マスダンパ２の回転変換動作」という。制限機構は、この第１マスダンパ２の回転変換動作を制限することによって、第１マスダンパ２の軸線方向に作用する荷重（軸荷重）を所定の制限荷重に制限するためのものである。その詳細については、特許第５３９９５４０号を参照されたい。

前記第１ボールジョイント１４は、凹部が設けられたボール受部１４ａと、ボール受部１４ａの凹部に回転自在に嵌合するボール１４ｂを有している。ボール受部１４ａは、第１連結部材ＥＮ１を介して、梁Ｂｘの下面に取り付けられている（図２参照）。第１連結部材ＥＮ１は、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。ボール１４ｂは、第１マスダンパ２の内筒１１の他端部に同心状に取り付けられている。ボール受部１４ａとボール１４ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

前記第２ボールジョイント１５は、第１ボールジョイント１４と同様に構成されており、凹部が設けられたボール受部１５ａと、ボール受部１５ａの凹部に回転自在に嵌合するボール１５ｂを有している。ボール受部１５ａは、連結具を介して、支持部材１の上端部のｘ方向に直交する面（例えば左面又は右面）に取り付けられている（図２及び図４参照）。この連結具は、第１連結部材ＥＮ１と同様、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。ボール１５ｂは、第１マスダンパ２のねじ軸１２ａの他端部に同心状に取り付けられている。ボール受部１５ａとボール１５ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

以上のように、第１マスダンパ２の内筒１１は、第１ボールジョイント１４及び第１連結部材ＥＮ１を介して、梁Ｂｘに連結されており、第１マスダンパ２のボールねじ１２は、第２ボールジョイント１５及び連結具を介して、支持部材１の上端部に連結されている。また、構造物ＢＵが静止しているときには、第１マスダンパ２はｘ方向にまっすぐに延びている。なお、第１マスダンパ２は、ｘ方向に若干、斜めに延びていてもよい。

支持部材１及び前記第２マスダンパ３から成る第２付加振動系は、構造物ＢＵの２階部分の梁Ｂｙと基礎梁Ｆとの間のｙ方向の相対変位を抑制することによって、構造物ＢＵのｙ方向の振動を抑制するためのものである。第２マスダンパ３は、第１マスダンパ２と同じ構成を有しており、内筒２１、ボールねじ２２、回転マス２３、及び制限機構などで構成されている。これらの内筒２１、ボールねじ２２、回転マス２３、及び制限機構の構成は、第１マスダンパ２の内筒１１、ボールねじ１２、回転マス１３、及び制限機構とそれぞれまったく同じに構成されているので、その説明については省略する。また、回転マス２３の質量の設定については後述する。

第２マスダンパ３では、第１マスダンパ２と同様、内筒２１とボールねじ２２のねじ軸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、制限機構を介して回転マス２３に伝達されることによって、回転マス２３が回転する。

また、内筒２１におけるねじ軸２２ａと反対側の端部には、第１ボールジョイント２４が設けられており、ねじ軸２２ａにおける内筒２１と反対側の端部には、第２ボールジョイント２５が設けられている。これらの第１及び第２ボールジョイント２４、２５は、第１マスダンパ２の第１及び第２ボールジョイント１４、１５とそれぞれ同様に構成されている。第１ボールジョイント２４のボール受部２４ａは、第２連結部材ＥＮ２を介して、梁Ｂｙの下面に取り付けられている（図３参照）。第２連結部材ＥＮ２は、第１連結部材ＥＮ１と同様、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。第１ボールジョイント２４のボール２４ｂは、第２マスダンパ３の内筒２１におけるねじ軸２２ａと反対側の端部に、同心状に取り付けられている。ボール受部２４ａとボール２４ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

また、第２ボールジョイント２５のボール受部２５ａは、連結具を介して、支持部材１の上端部のｙ方向に直交する面（例えば前面）に取り付けられている（図３及び図４参照）。この連結具は、第２連結部材ＥＮ２と同様、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。第２ボールジョイント２５のボール２５ｂは、第２マスダンパ３のねじ軸２２ａにおける内筒２１と反対側の端部に、同心状に取り付けられている。ボール受部２５ａとボール２５ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

以上のように、第２マスダンパ３の内筒２１は、第１ボールジョイント２４及び第２連結部材ＥＮ２を介して、梁Ｂｙに連結されており、第２マスダンパ３のボールねじ２２は、第２ボールジョイント２５及び連結具を介して、支持部材１の上端部に連結されている。また、構造物ＢＵが静止しているときには、第２マスダンパ３はｙ方向にまっすぐに延びている。なお、第２マスダンパ３は、ｙ方向に若干、斜めに延びていてもよい。

次に、図５を参照しながら、地震などにより構造物ＢＵがｘ方向及びｙ方向に斜めに振動した場合における振動抑制装置の動作について説明する。構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘ及びＢｙの間に相対変位が発生すると、この相対変位は、支持部材１を介して第１及び第２マスダンパ２、３に伝達される。この場合、基礎梁Ｆと梁Ｂｘ及びＢｙとの間の相対変位のうち、ｘ方向の相対変位が第１マスダンパ２に主に伝達され、ｙ方向の相対変位が第２マスダンパ３に主に伝達される。

具体的には、図５に示すように、基礎梁Ｆと一体の支持部材１が、梁Ｂｘと一体の第１連結部材ＥＮ１側に移動すると、第１マスダンパ２のねじ軸１２ａが内筒１１側に移動する結果、回転マス１３が回転する。また、支持部材１が、梁Ｂｙと一体の第２連結部材ＥＮ２と反対側に移動すると、第２マスダンパ３のねじ軸２２ａが内筒２１と反対側に移動する結果、回転マス２３が回転する。上記とは逆に、支持部材１が第１連結部材ＥＮ１と反対側に移動すると、第１マスダンパ２のねじ軸１２ａが内筒１１と反対側に移動する結果、回転マス１３が回転する。また、支持部材１が第２連結部材ＥＮ２側に移動すると、第２マスダンパ３のねじ軸２２ａが内筒２１側に移動する結果、回転マス２３が回転する。

第１付加振動系（支持部材１及び第１マスダンパ２）の諸元は、構造物ＢＵの振動中、第１付加振動系の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数（例えば１次モードの固有振動数）に同調するように、設定されている。当該設定は、例えば定点理論に基づいて行われる。ここで、第１付加振動系の固有振動数は、支持部材１のｘ方向の剛性θＴｘ及び回転マス１３の質量ｍ１によって定まる（＝sqrt(θＴｘ／ｍ１)／２π）。また、第１付加振動系の諸元には、支持部材１のｘ方向の剛性θＴｘや、回転マス１３の質量ｍ１、前記粘性体の粘性係数などが含まれる。

また、第２付加振動系（支持部材１及び第２マスダンパ３）の諸元は、構造物ＢＵの振動中、第２付加振動系の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数（例えば１次モードの固有振動数）に同調するように、設定されている。当該設定は、例えば定点理論に基づいて行われる。ここで、第２付加振動系の固有振動数は、支持部材１のｙ方向の剛性θＴｙ及び回転マス２３の質量ｍ２によって定まる（＝sqrt(θＴｙ／ｍ２)／２π）。また、第２付加振動系の諸元には、第１付加振動系のそれと同様、支持部材１のｙ方向の剛性θＴｙや、回転マス２３の質量ｍ２、前記粘性体の粘性係数などが含まれる。

第１実施形態では、支持部材１のｘ方向及びｙ方向の剛性θＴｘ、θＴｙは互いに同じ値に設定されており、第１及び第２マスダンパ２、３の回転マス１３、２３の質量ｍ１、ｍ２は、互いに同じ値に設定されている。支持部材１のｘ方向及びｙ方向の剛性θＴｘ、θＴｙはそれぞれ、支持部材１自体の剛性に加え、支持部材１に対する第１及び第２マスダンパ２、３の取付位置に応じて定まり、支持部材１に対する第１及び第２マスダンパ２、３の取付位置が基礎梁Ｆ側であるほど、より高くなる。また、支持部材１のｘ方向及びｙ方向の剛性θＴｘ、θＴｙは、基礎梁Ｆ及び梁Ｂｘ、Ｂｙの間の構造物ＢＵのｘ方向及びｙ方向の層剛性よりもそれぞれ低く設定されており、また、第１及び第２マスダンパ２、３の反力の最大値に対して短期許容応力度を満足するように設定されている。

なお、これに限らず、支持部材のｘ方向及びｙ方向の剛性をそれぞれ、第１及び第２マスダンパ２、３の反力の最大値に対し、支持部材において完全な塑性ヒンジが形成されないように、設定してもよい。このように、第１及び第２付加振動系では、その制振効果を発揮させる上で、一般的な粘性ダンパの場合と異なり、支持部材１の剛性を非常に高くする必要がなく、それにより、支持部材１の断面積を小さくすることができる。また、第１及び第２マスダンパ２、３にそれぞれ直列に連結されたゴムユニットなどを用いて、第１及び第２付加振動系の固有振動数を調整してもよい。

さらに、第１及び第２ボールジョイント１４、１５のボール受部１４ａ、１５ａとボール１４ｂ、１５ｂとの間の摩擦トルクは、第１マスダンパ２の軸荷重が前記制限荷重であるとき、すなわち、第１マスダンパ２の反力が最大であるときの回転マス１３の反力トルクよりも大きな値に、設定されており、また、ｘ方向以外(例えばｙ方向）の相対変位が第１マスダンパ２に伝達されたときに、ボール１４ｂ及び１５ｂがボール受部１４ａ及び１５ａに対してそれぞれ回転するような大きさに、設定されている。

また、第１及び第２ボールジョイント２４、２５のボール受部２４ａ、２５ａとボール２４ｂ、２５ｂとの間の摩擦トルクは、第２マスダンパ３の軸荷重が制限荷重であるとき、すなわち、第２マスダンパ３の反力が最大であるときの回転マス２３の反力トルクよりも大きな値に、設定されており、また、ｙ方向以外(例えばｘ方向）の相対変位が第２マスダンパ３に伝達されたときに、ボール２４ｂ及び２５ｂがボール受部２４ａ及び２５ａに対してそれぞれ回転するような大きさに、設定されている。

以上のように、第１実施形態によれば、剛性を有する１つの支持部材１が、上下方向（ｚ方向）に延びており、その下端部が基礎梁Ｆに連結されている。また、第１及び第２マスダンパ２、３が、回転マス１３、２３をそれぞれ有しており、支持部材１の上端部に連結されるとともに、梁Ｂｘ及びＢｙにそれぞれ連結されている。さらに、これらの支持部材１、第１及び第２マスダンパ２、３によって、第１及び第２付加振動系が構成されている。また、第１及び第２マスダンパ２、３は、構造物ＢＵの互いに異なる複数の振動方向のうちの対応する振動方向に、すなわち、構造物ＢＵの左右方向（ｘ方向）及び前後方向（ｙ方向）にそれぞれ延びている。第１及び第２マスダンパ２、３ではそれぞれ、構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘ、Ｂｙの間で発生した相対変位のうち、対応する振動方向の相対変位が、すなわち、左右方向及び前後方向の相対変位が支持部材１を介して伝達されることによって、回転マス１３及び２３が回転する。

また、前述したように、第１及び第２付加振動系の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数に同調（共振）するように、第１及び第２付加振動系の諸元が設定されているので、構造物の左右方向及び前後方向の振動を抑制することができる。さらに、構造物ＢＵの左右方向及び前後方向の振動を抑制するにあたって、前述した従来の振動抑制装置と異なり、構造物ＢＵの複数の振動方向にそれぞれ対応する複数の支持部材を設けずに、１つの支持部材１だけを設けるので、それにより、振動抑制装置の小型化、製造コストの削減及び設置作業の簡潔化を図ることができる。

また、第１及び第２マスダンパ２、３は、ボールねじ式のマスダンパであり、その一端部側に設けられるとともに、左右方向及び前後方向にそれぞれ延びるボールねじ１２、２２をそれぞれ有している。第１及び第２マスダンパ２、３ではそれぞれ、支持部材１を介して伝達された、対応する振動方向の相対変位がボールねじ１２、２２で回転運動に変換された状態で回転マス１３、２３に伝達されることによって、回転マス１３、２３が回転する。また、第１及び第２マスダンパ２、３の内筒１１、２１は、第１ボールジョイント１４、２４を介して、梁Ｂｘ、Ｂｙにそれぞれ連結されており、第１及び第２マスダンパ２、３のボールねじ１２、２２は、第２ボールジョイント１５、２５をそれぞれ介して、支持部材１に連結されている。

第１及び第２ボールジョイント１４、２４、１５、２５は、ボール受け部１４ａ、２４ａ、１５ａ、２５ａと、ボール受け部１４ａ、２４ａ、１５ａ、２５ａに対して回転自在のボール１４ｂ、２４ｂ、１５ｂ、２５ｂを有している。ボール受部１４ａ、２４ａ、１５ａ、２５ａとボール１４ｂ、２４ｂ、１５ｂ、２５ｂとの間の摩擦トルクはそれぞれ、第１及び第２マスダンパ２、３の反力が最大であるときの回転マス１３、２３の反力トルクよりも大きな値に設定されている。また、この摩擦トルクは、構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘ、Ｂｙの間で発生した相対変位のうち、対応する振動方向と異なる方向の相対変位が支持部材１を介して対応するマスダンパ（２、３）に伝達されたときに、ボール１４ｂ、２４ｂ、１５ｂ、２５ｂがボール受部１４ａ、２４ａ、１５ａ、２５ａに対して回転するような大きさに設定されている。以上の構成により、第１及び第２マスダンパ２、３の回転マス１３、２３に、対応する振動方向の相対変位を回転運動に変換した状態で適切に伝達でき、ひいては、構造物ＢＵの左右方向及び前後方向の振動をより適切に抑制することができる。

なお、第１実施形態に関し、２つの流体ダンパを支持部材１及び梁Ｂｘ、Ｂｙに設けるとともに、平面で見て、支持部材１からｚ方向（上下方向）に延びる直線を中心として、２つの流体ダンパの一方を第１マスダンパ２と、２つの流体ダンパの他方を第２マスダンパ３と、それぞれ対称に配置してもよい。このことは、後述する第２及び第３実施形態についても同様に当てはまる。

次に、図６及び図７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。この振動抑制装置は、第１実施形態と比較して、第３付加振動系をさらに備える点が主に異なっている。図６及び図７において、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。

第３付加振動系は、支持部材１及び第３マスダンパ３１で構成されており、構造物ＢＵの２階部分の梁Ｂｘと基礎梁Ｆ（図１〜図３参照）との間のｚ方向（上下方向）の相対変位を抑制することによって、構造物ＢＵのｚ方向の振動を抑制するためのものである。第３マスダンパ３１は、第１及び第２マスダンパ２、３と同様、内筒３２、ボールねじ３３、回転マス３４、及び制限機構（図示せず）を有している。これらの内筒３２、ボールねじ３３、回転マス３４、及び制限機構は、第１マスダンパ２の内筒１１、ボールねじ１２、回転マス１３、及び制限機構とそれぞれまったく同じに構成されているので、その説明については省略する。また、回転マス３４の質量の設定については後述する。

第３マスダンパ３１では、第１マスダンパ２と同様、内筒３２とボールねじ３３のねじ軸３３ａ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３３で回転運動に変換された状態で、制限機構を介して回転マス３４に伝達されることによって、回転マス３４が回転する。

また、第１及び第２マスダンパ２、３と同様、内筒３２におけるねじ軸３３ａと反対側の端部には、第１ボールジョイント３５が設けられており、ねじ軸３３ａにおける内筒３２と反対側の端部には、第２ボールジョイント３６が設けられている。第１ボールジョイント３５のボール受部３５ａは、第３連結部材ＥＮ３を介して、梁Ｂｘの下面に取り付けられている。第３連結部材ＥＮ３は、第１連結部材ＥＮ１と同様、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。第１ボールジョイント３５のボール３５ｂは、第３マスダンパ３１の内筒３２におけるねじ軸３３ａと反対側の端部に同心状に取り付けられている。ボール受部３５ａとボール３５ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

また、第２ボールジョイント３６のボール受部３６ａは、連結具を介して、支持部材１の上面に取り付けられている。この連結具は、第３連結部材ＥＮ３と同様、鋼材で構成されており、非常に高い剛性を有している。第２ボールジョイント３６のボール３６ｂは、第３マスダンパ３１のねじ軸３３ａにおける内筒３２と反対側の端部に同心状に取り付けられている。ボール受部３６ａとボール３６ｂの間の摩擦トルクの設定については後述する。

以上のように、第３マスダンパ３１の内筒３２は、第１ボールジョイント３５及び第３連結部材ＥＮ３を介して、梁Ｂｘに連結されており、第３マスダンパ３１のボールねじ３３は、第２ボールジョイント３６及び連結具を介して、支持部材１の上端部に連結されている。また、構造物ＢＵが静止しているときには、第３マスダンパ３１はｚ方向にまっすぐに延びている。なお、第３マスダンパ３１は、ｚ方向に若干、斜めに延びていてもよい。

なお、第３マスダンパ３１の回転マス３４の軸線方向の長さは、第１及び第２マスダンパ２、３のそれと比較して、短く設定されている。これは、第３マスダンパ３１を含む第３付加振動系は、構造物ＢＵのｚ方向の振動を抑制するためのものであるところ、ｚ方向（上下方向）の振動は、ｘ方向（左右方向）の振動及びｙ方向（前後方向）の振動よりも小さいためである。

以上の構成の第２実施形態による振動抑制装置では、構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘ及びＢｙとの間に相対変位が発生すると、この相対変位は、支持部材１を介して第１〜第３マスダンパ２、３、３１に伝達される。この場合、基礎梁Ｆと梁Ｂｘ及びＢｙとの間の相対変位のうち、第１実施形態と同様にｘ方向及びｙ方向の相対変位が、第１及び第２マスダンパ２、３にそれぞれ主に伝達され、ｚ方向の相対変位が第３マスダンパ３１に主に伝達される。

具体的には、図示しないものの、基礎梁Ｆと一体の支持部材１が、梁Ｂｘと一体の第３連結部材ＥＮ３側に移動すると、第３マスダンパ３１のねじ軸３３ａが内筒３２側に移動する結果、回転マス３４が回転する。これとは逆に、支持部材１が第３連結部材ＥＮ３と反対側に移動すると、ねじ軸３３ａが内筒３２と反対側に移動する結果、回転マス３４が回転する。

第３付加振動系（支持部材１及び第３マスダンパ３１）の諸元は、構造物ＢＵの振動中、第３付加振動系の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数（例えば第３マスダンパ３１の設置方向である上下方向が卓越するようなモードの固有振動数）に同調するように、設定されている。当該設定は、第１及び第２付加振動系と同様、例えば定点理論に基づいて行われる。ここで、第３付加振動系の固有振動数は、支持部材１のｚ方向の剛性θＴｚ及び回転マス３４の質量ｍ３によって定まる（＝sqrt(θＴｚ／ｍ３)／２π）。また、第３付加振動系の諸元には、支持部材１のｚ方向の剛性θＴｚや、回転マス３４の質量ｍ３、粘性体の粘性係数などが含まれる。また、支持部材１のｚ方向の剛性θＴｚは、基礎梁Ｆ及び梁Ｂｘ、Ｂｙの間の構造物ＢＵのｚ方向の層剛性よりも低く設定されている。なお、第１及び第２マスダンパ２、３と同様、第３マスダンパ３１に直列に連結されたゴムユニットなどを用いて、第３付加振動系の固有振動数を調整してもよい。

また、第１及び第２ボールジョイント３５、３６のボール受部３５ａ、３６ａとボール３５ｂ、３６ｂとの間の摩擦トルクは、第３マスダンパ３１の軸荷重が制限荷重であるとき、すなわち、第３マスダンパ３１の反力が最大であるときの回転マス３４の反力トルクよりも大きな値に、設定されており、また、ｚ方向以外(例えばｘ方向やｙ方向）の相対変位が第３マスダンパ３１に伝達されたときに、ボール３５ｂ、３６ｂがボール受部３５ａ及び３６ａに対してそれぞれ回転するような大きさに、設定されている。

以上のように、第２実施形態によれば、振動抑制装置が、前述した第１及び第２付加振動系に加え、第３付加振動系を備えている。第３付加振動系の第３マスダンパ３１は、支持部材１の上端部に連結されるとともに、構造物ＢＵの上下方向（ｚ方向）に延びており、構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘの間で発生した相対変位のうち、上下方向の相対変位が支持部材１を介して伝達されることによって、第３マスダンパ３１の回転マス３４が回転する。また、前述したように、第１〜第３付加振動系の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数に同調（共振）するように、第１〜第３付加振動系の諸元が設定されているので、構造物ＢＵの左右方向、前後方向及び上下方向の振動を抑制することができる。さらに、構造物ＢＵの左右方向、前後方向及び上下方向の振動を抑制するにあたって、第１実施形態と同様、１つの支持部材１だけを設けるので、それにより、振動抑制装置の小型化、製造コストの削減及び設置作業の簡潔化を図ることができる。

さらに、第３マスダンパ３１は、第１及び第２マスダンパ２、３と同様に、ボールねじ式のマスダンパであり、その一端部側に設けられるとともに、上下方向に延びるボールねじ３３を有している。第３マスダンパ３１では、支持部材１を介して伝達された、上下方向の相対変位がボールねじ３３で回転運動に変換された状態で回転マス３４に伝達されることによって、回転マス３４が回転する。また、第３マスダンパ３１の内筒３２は、第１ボールジョイント３５を介して、梁Ｂｘに連結されており、第３マスダンパ３１のボールねじ３３は、第２ボールジョイント３６を介して、支持部材１に連結されている。

第１及び第２ボールジョイント３５、３６は、ボール受け部３５ａ、３６ａと、ボール受け部３５ａ、３６ａに対して回転自在のボール３５ｂ、３６ｂを有している。ボール受部３５ａ、３６ａとボール３５ｂ、３６ｂとの間の摩擦トルクはそれぞれ、第３マスダンパ３１の反力が最大であるときの回転マス３４の反力トルクよりも大きな値に設定されている。また、この摩擦トルクは、構造物ＢＵの振動に伴って基礎梁Ｆと梁Ｂｘの間で発生した相対変位のうち、上下方向と異なる方向の相対変位が支持部材１を介して第３マスダンパ３１に伝達されたときに、ボール３６ｂ、３６ｂがボール受部３５ａ、３５ａに対して回転するような大きさに設定されている。以上の構成により、第３マスダンパ３１の回転マス３４に、上下方向の相対変位を回転運動に変換した状態で適切に伝達でき、ひいては、構造物ＢＵの上下方向の振動をより適切に抑制することができる。

次に、図８及び図９を参照しながら、本発明の第３実施形態による振動抑制装置について説明する。この振動抑制装置は、第２実施形態と比較して、支持部材４１の構成と、第１及び第２マスダンパ２、３の支持部材４１への取付位置が互いに異なっていることが、主に異なっている。図８及び図９において、第２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。また、図８では、第２マスダンパ３の第２ボールジョイント２５のボール受部２５ａの位置を２点鎖線で示しており、図９では、第１マスダンパ２の第２ボールジョイント１５のボール受部１５ａの位置を２点鎖線で示している。以下、第２実施形態と異なる点を中心に説明する。

図８及び図９に示すように、支持部材４１のｘ方向の幅はｙ方向の幅よりも大きく設定されており、それにより、支持部材４１自体のｙ方向の剛性は、支持部材４１自体のｘ方向の剛性よりも低く設定されている。なお、支持部材４１は、第１実施形態と同様、ロ型鋼で構成されている。また、第１実施形態と同様、第１及び第２付加振動系の諸元はそれぞれ、それらの固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数に同調するように、設定されている。さらに、第１及び第２マスダンパ２、３の回転マス１３、２３の質量ｍ１、ｍ２は、互いに同じ値に設定されている。

また、支持部材４１への第２マスダンパ３の取付位置は、当該取付位置に応じて定まる第２付加振動系における支持部材４１のｙ方向の剛性が、支持部材４１への第１マスダンパ２の取付位置に応じて定まる第１付加振動系における支持部材４１のｘ方向の剛性と同じになるように、設定されている。この場合、上述したように、支持部材４１自体のｙ方向の剛性が支持部材４１自体のｘ方向の剛性よりも低いので、それに応じて、支持部材４１への第２マスダンパ３のボール受部２５ａの取付位置は、第１マスダンパ２のそれよりも基礎梁Ｆ側に設定されている（図８及び図９参照）。

以上のように、第３実施形態によれば、支持部材４１自体のｙ方向の剛性が、支持部材４１自体のｘ方向の剛性よりも低く設定されている。また、第１及び第２マスダンパ２、３の取付位置を、ｘ方向及びｙ方向における支持部材４１自体の剛性に応じて設定することにより、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ対応する第１及び第２付加振動系の各々の固有振動数が構造物ＢＵの固有振動数に同調するように、第１及び第２付加振動系の支持部材４１の実質的な剛性をそれぞれ調整するので、第１及び第２付加振動系の固有振動数の調整を容易に行うことができる。

なお、第３実施形態に関し、支持部材４１への第１及び第２マスダンパ２、３の取付位置の設定により、第１及び第２付加振動系における支持部材４１の実質的な剛性を、第１及び第２付加振動系の固有振動数が互いに異なる構造物ＢＵの２つの固有振動数にそれぞれ同調するように、調整してもよい。これにより、構造物ＢＵのｘ方向及びｙ方向の振動に関し、互いに異なる振動モード（例えば１次モードや２次モード）の振動を抑制することができる。

なお、本発明は、説明した第１〜第３実施形態（以下、総称する場合「実施形態」という）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、内筒１１、２１、３２を梁Ｂｘ、Ｂｙに、ねじ軸１２、２２、３３を支持部材１、４１に、それぞれ連結しているが、これとは逆に、内筒１１、２１、３２を支持部材１、４１に、ねじ軸１２、２２、３３を梁Ｂｘ、Ｂｙに、それぞれ連結してもよい。また、実施形態では、支持部材１、４１を基礎梁Ｆに連結するとともに、第１〜第３マスダンパ２、３、３１を梁Ｂｘ、Ｂｙに連結しているが、これとは逆に、第１〜第３マスダンパ２、３、３１を基礎梁Ｆに連結するとともに、支持部材１、４１を梁Ｂｘ、Ｂｙに連結してもよい。さらに、実施形態では、第１〜第３マスダンパ２、３、３１を、梁Ｂｘ、Ｂｙの下側に設けているが、梁Ｂｘ、Ｂｙと同じ平面上（梁内）に、すなわち構造物ＢＵの天井内に設けてもよい。

また、実施形態では、支持部材１、４１として、断面一定のロ型鋼で構成されたものを採用しているが、他の適当な構成を採用してもよいことは、もちろんである。図１０〜図１２は、支持部材の変形例を示している。図１０に示す支持部材５１は、ｚ方向に延びる２つのＨ型鋼をそれぞれ、ｘ方向及びｙ方向に互いに直交させ、一体化したものである。また、図１１に示す支持部材５２は、ｚ方向に延びるロ型鋼の一端部側の部分に、補強用の４つのリブ５２ａを設けたものである。さらに、図１２に示す支持部材５３は、ｚ方向に延びるロ型鋼を、その一端部側に向かうほど、断面が漸増するように構成したものである。あるいは、断面円形の鋼材や、鋼管（コンクリートを充填しても良い）、ＲＣ材、ＳＲＣ材などで構成してもよい。また、実施形態では、第１〜第３マスダンパ２、３、３１として、ボールねじ式のマスダンパを用いているが、伝達された相対変位を、ラックとピニオンを用いて回転運動に変換した状態で回転マスに伝達するタイプのマスダンパを用いてもよい。さらに、実施形態では、第１及び第２ボールジョイント１４、２４、３５、１５、２５、３６を用いているが、他の適当な自在継ぎ手、例えばカルダン軸継ぎ手などを用いてもよい。

また、第２及び第３実施形態では、振動抑制装置は、第１〜第３付加振動系を備えているが、これらのいずれか１つを省略してもよい。さらに、第２及び第３実施形態では、構造物ＢＵのｘ方向、ｙ方向及びｚ方向の振動を抑制するために、第１〜第３マスダンパ２、３、３１を、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向にそれぞれ延びるように設けているが、構造物の他の適当な振動方向の振動を抑制するために、他の適当な振動方向にそれぞれ延びるように設けてもよい。例えば、図１３に示すように、第１及び第２マスダンパＭＤ１、ＭＤ２を、第１及び第２所定方向にそれぞれ延びるように設けるとともに、第３マスダンパＭＤ３をｙ方向に延びるように設けてもよい。この第１所定方向は、平面で見て、ｘ方向及びｙ方向に斜めに交差する方向であり、第２所定方向は、平面で見て、ｘ方向及びｙ方向に斜めに交差するとともに、支持部材５４からｙ方向に延びる直線を中心として、第１所定方向と対称に位置する方向である。

また、この場合、図１３に示すように、支持部材５４は、鋼管で構成してもよく、あるいは、断面円形の鋼材などで構成してもよい。さらに、この場合にも、構造物の上下方向の振動を抑制するためのマスダンパをさらに設けてもよい。あるいは、互いに異なる複数の振動方向に、支持部材から放射状に延びる複数のマスダンパを設けてもよい。以上のようにして複数のマスダンパを設ける場合にも、複数の流体ダンパの各々を、平面で見て、支持部材からｚ方向に延びる直線を中心として、対応するマスダンパと対称に配置してもよい。以上のようにして複数のマスダンパを設ける場合にも、第３実施形態の場合と同様、複数のマスダンパの支持部材への取付位置を、上下方向に互いに異なる位置に設定してもよい。

また、第３実施形態では、ｙ方向の剛性がｘ方向の剛性よりも低い（ｙ方向の幅がｘ方向の幅よりも小さい）支持部材４１を用いているが、これとは逆に、ｘ方向の剛性がｙ方向の剛性よりも低い支持部材を用いてもよい。さらに、第２及び第３実施形態では、本発明における制振ダンパとして、第３マスダンパ３１を用いているが、他の適当な制振ダンパ、例えばオイルダンパや、粘性ダンパ、粘弾性ダンパなどを用いてもよい。この場合、支持部材及び制振ダンパによって、必ずしも付加振動系を構成しなくてもよい。その場合には、支持部材は、上下方向に延びるとともに、その一端部が第１及び第２部位の一方に連結されるとともに、他端部に制振ダンパが連結される構成上、その上下方向の剛性を左右方向や前後方向の剛性よりも容易に高く設定することができるため、それにより、制振ダンパの減衰力を、支持部材を介して適切に伝達することができる。

また、実施形態では、本発明における第１及び第２部位として、基礎梁Ｆ及び梁Ｂｘ、Ｂｙをそれぞれ採用し、２層間の層間変位を抑制しているが、他の適当な部位を採用してもよい。例えば、互いの間に１つ以上の梁が設けられた上下の梁をそれぞれ採用し、３層以上の間の層間変位を抑制してもよい。また、第１及び第２部位の位置を、基礎梁Ｆ及び梁Ｂｘ、Ｂｙでなく、下層部の梁Ｂｘ、Ｂｙ及び上層部の梁Ｂｘ、Ｂｙとしてもよいことはもちろんである。さらに、パルス型の入力による応答性状の向上や、マスダンパなどの設計諸元変動に伴うロバスト性に関する制振効果の向上を図るために、定点理論に基づいて付加振動系の固有振動数を大きい方向に調整するように、付加振動系の剛性を、質量比や剛性比に応じて高めに設定してもよい。

さらに、実施形態では、構造物ＢＵは、基礎梁Ｆに立設されているが、他の適当な支持体、例えば地下構造体などに立設されていてもよい。また、実施形態では、構造物ＢＵは、鉄骨造の高層の建物であるが、他の適当な建物、例えば、ＲＣ造やＳＲＣ造の建物や、鉄塔、橋梁などでもよい。以上の実施形態に関するバリエーションを適宜、組み合わせて適用してもよいことは、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。

ＢＵ 構造物
Ｆ 基礎梁（支持体、第１及び第２部位の一方）
Ｂｘ 梁（第１及び第２部位の他方）
Ｂｙ 梁（第１及び第２部位の他方）
１ 支持部材
２ 第１マスダンパ
３ 第２マスダンパ
１２ ボールねじ
１３ 回転マス
１４ 第１ボールジョイント
１４ａ ボール受部
１４ｂ ボール
１５ 第２ボールジョイント
１５ａ ボール受部
１５ｂ ボール
２２ ボールねじ
２３ 回転マス
２４ 第１ボールジョイント
２４ａ ボール受部
２４ｂ ボール
２５ 第２ボールジョイント
２５ａ ボール受部
２５ｂ ボール
３１ 第３マスダンパ（制振ダンパ）
３３ ボールねじ
３４ 回転マス
３５ 第１ボールジョイント
３５ａ ボール受部
３５ｂ ボール
３６ 第２ボールジョイント
３６ａ ボール受部
３６ｂ ボール
４１ 支持部材
５１ 支持部材
５２ 支持部材
５３ 支持部材
５４ 支持部材
ＭＤ１ 第１マスダンパ
ＭＤ２ 第２マスダンパ
ＭＤ３ 第３マスダンパ

Claims (5)

1. 支持体に立設された構造物を含む系内における上下方向の異なる部位に配置された第１部位及び第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、
   第１部位及び第２部位の間の当該構造物の層剛性よりも低い剛性を有し、上下方向に延びるとともに、一端部が前記第１及び第２部位の一方に連結された１つの支持部材と、
   回転マスをそれぞれ有し、前記支持部材の他端部を含む当該他端部側の部分に連結され、前記構造物の互いに異なる所定の複数の振動方向のうちの対応する振動方向にそれぞれ延びるとともに、前記第１及び第２部位の他方に連結され、前記支持部材とともに付加振動系をそれぞれ構成し、前記構造物の振動に伴って前記第１部位と前記第２部位の間で発生した前記複数の振動方向の相対変位のうち、対応する前記振動方向の相対変位が前記支持部材を介して伝達されることにより、前記回転マスが回転するようにそれぞれ構成された複数のマスダンパと、
   を備え、
   前記複数のマスダンパは、少なくとも２つのマスダンパで構成されており、
   当該２つのマスダンパの一方が対応する前記振動方向は、前記構造物の前後方向であり、
   前記２つのマスダンパの他方が対応する前記振動方向は、前記構造物の左右方向であり、
   前記２つのマスダンパが前記支持部材に連結されることにより、当該２つのマスダンパをそれぞれ含み、当該支持部材を共用しかつ２つの互いに異なる方向の付加振動系を構成することを特徴とする構造物の振動抑制装置。
2. 前記支持部材の前記他端部に連結され、上下方向に延びるとともに、前記第１及び第２部位の前記他方に連結された制振ダンパをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の構造物の振動抑制装置。
3. 対応する前記振動方向がそれぞれ前記構造物の上下方向以外の方向である前記複数のマスダンパの前記支持部材への取付位置が、上下方向に互いに異なる位置に設定されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造物の振動抑制装置。
4. ボール受部、及び、当該ボール受部に対して回転自在のボールを有し、前記複数のマスダンパの各々に対応して設けられた一対のボールジョイントをさらに備え、
   前記複数のマスダンパの各々は、一端部側に設けられるとともに、対応する前記振動方向に延びるボールねじを有し、前記支持部材を介して伝達された、対応する前記振動方向の相対変位が、前記ボールねじで回転運動に変換された状態で前記回転マスに伝達されることによって、当該回転マスが回転するように構成されており、
   前記複数のマスダンパの各々の他端部及び前記ボールねじの一方及び他方はそれぞれ、前記ボールジョイントを介して、前記支持部材、及び、前記第１及び第２部位の前記他方に連結され、
   前記ボール受部と前記ボールの間の摩擦トルクは、対応する前記マスダンパによる振動抑制機能が最大限に発揮される場合において、前記回転マスの回転に伴って生じ、当該回転マスの回転の中心軸線に対応する前記マスダンパの軸線回りのトルクよりも大きな値に設定されるとともに、前記構造物の振動に伴って前記第１部位と前記第２部位の間で発生した相対変位のうち、対応する前記振動方向と異なる方向の相対変位が前記支持部材を介して対応する前記マスダンパに伝達されたときに、前記ボールが前記ボール受部に対して回転するような大きさに設定されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の構造物の振動抑制装置。
5. 支持体に立設された構造物を含む系内における上下方向の異なる部位に配置された第１部位及び第２部位の間に設けられ、当該構造物の振動を抑制するための構造物の振動抑制装置であって、
   第１部位及び第２部位の間の当該構造物の層剛性よりも低い剛性を有し、上下方向に延びるとともに、一端部が前記第１及び第２部位の一方に連結された１つの支持部材と、
   回転マスをそれぞれ有し、前記支持部材の他端部を含む当該他端部側の部分に連結され、前記構造物の互いに異なる所定の複数の振動方向のうちの対応する振動方向にそれぞれ延びるとともに、前記第１及び第２部位の他方に連結され、前記支持部材とともに付加振動系をそれぞれ構成し、前記構造物の振動に伴って前記第１部位と前記第２部位の間で発生した前記複数の振動方向の相対変位のうち、対応する前記振動方向の相対変位が前記支持部材を介して伝達されることにより、前記回転マスが回転するようにそれぞれ構成された複数のマスダンパと、
   を備え、
   前記複数のマスダンパは、少なくとも３つのマスダンパで構成されるとともに、前記支持部材を中心として放射状に延びるように配置されており、
   前記３つのマスダンパが前記支持部材に連結されることにより、当該３つのマスダンパをそれぞれ含み、当該支持部材を共用しかつ３つの互いに異なる方向の付加振動系を構成することを特徴とする構造物の振動抑制装置。

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