JP7248243B2 - 制振装置、及び制振構造 - Google Patents
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Description
(1)常時荷重による振動に加え、地震による鉛直方向の振動に対しても効果的に抑制することができる。
(2)従来の慣性質量ダンパのようにボールねじ等を固定支持物に固定する(反力を得る)必要がないことから、振幅が大きい梁材支間中央の振動も効率的に抑制することができる。
(3)素子として慣性質量ダンパを使用することから、従来の同調質量ダンパのように単に振動のピーク値を下げるだけでなく、反共振の帯域も利用して制振することができる。
(4)反共振の帯域を利用するため、対象物のパラメータ変動に対応した、つまり多様な揺れのパターンに対応した制振が可能となる。
(5)発電素子を備えることによって、発電することができる。
図1は、道路橋に本願発明の制振装置100が設置された本願発明の制振構造を模式的に示す側面図である。この図に示すように本願発明の制振装置100は、例えば橋梁の梁材(主桁や床版)など、振動する対象物に設置することによって、当該対象物(この場合は梁材)の振動を抑制(制振)するものである。特に、図1に示す2基の橋脚の支間中央部分など、比較的振幅が大きい振動が発生する箇所に設置することによって、直接的にその位置の振動を抑制することができるものである。なお本願発明の制振装置、及び制振構造は、振動するあらゆるものを「対象物」とすることができるが、便宜上ここでは、図1に示す道路橋の梁材を対象物とする例で説明する。
本願発明の制振装置100について、図を参照しながら詳しく説明する。なお、本願発明の制振構造は、本願発明の制振装置100を梁材(対象物)に設置した構造であり、したがってまずは本願発明の制振装置100について説明し、その後に本願発明の制振構造について説明することとする。
図2は、第1制振装置101を鉛直面で切断した断面図である。この図に示すように第1制振装置101は、重錘200と、その一端(この図では下端)が重錘200に固定されたばね材(以下、「重錘用ばね300」という。)、そして慣性質量ダンパ400を含んで構成される。また第1制振装置101は、慣性質量ダンパ400にその一端(この図では下端)が取り付けられるばね材(以下、「副ばね500」という。)を含んで構成することもできる。さらに、重錘用ばね300と並列配置となるようにダンパ(以下、便宜上「第1ダンパ」という。)を重錘200に取り付けたものとすることもできるし、副ばね500と並列配置となるようにダンパ(以下、便宜上「第2ダンパ」という。)を慣性質量ダンパ400に取り付けたものとすることもできる。この第1ダンパと第2ダンパは、オイルダンパなど従来用いられているものを利用するとよい。図2からも分かるように、重錘200と重錘用ばね300によって同調質量ダンパが構成され、この同調質量ダンパの素子として慣性質量ダンパ400が組み込まれることによって第1制振装置101は構成される。なお図2では、2本の重錘用ばね300を具備する第1制振装置101を示しているが、これに限らず第1制振装置101は、3本以上の重錘用ばね300を具備することもできるし、重錘200の質量や形状によっては1本の重錘用ばね300を具備したものとすることもできる。
図5は、第2制振装置102を鉛直面で切断した断面図である。この図に示すように第2制振装置102は、第1制振装置101と同様、重錘200と重錘用ばね300、そして慣性質量ダンパ400を含んで構成され、副ばね500を含んで構成することもできる。さらに、第1制振装置101と同様、重錘用ばね300と並列配置となるように第1ダンパを重錘200に取り付けたものとすることもできるし、副ばね500と並列配置となるように第2ダンパを慣性質量ダンパ400に取り付けたものとすることもできる。これら第2制振装置102を構成する重錘200や重錘用ばね300、慣性質量ダンパ400、副ばね500は、第1制振装置101で説明したものと同様のものである。
次に本願発明の制振構造について図を参照しながら説明する。なお、本願発明の制振構造は、ここまで説明した制振装置100を梁材(対象物)に設置した構造であり、したがって制振装置100で説明した内容と重複する説明は避け、本願発明の制振構造に特有の内容のみ説明することとする。すなわち、ここに記載されていない内容は、「2.制振装置」で説明したものと同様である。
101 (制振装置のうちの)第1制振装置
102 (制振装置のうちの)第2制振装置
200 (制振装置の)重錘
300 (制振装置の)重錘用ばね
400 (制振装置の)慣性質量ダンパ
410 (慣性質量ダンパの)ネジ支柱
420 (慣性質量ダンパの)回転錐
430 (慣性質量ダンパの)支持体
431 (支持体の)頂板
432 (支持体の)底板
433 (支持体の)側板
434 (支持体の)挿通孔
440 (慣性質量ダンパの)ボールナット
450 (慣性質量ダンパの)ベアリング
460 (慣性質量ダンパの)発電素子
500 (制振装置の)副ばね
GR 主桁
SL 床版
Claims (14)
- 振動する対象物に取り付けられ、該対象物の振動を抑制する制振装置において、
重錘と、
一端が前記重錘に固定された重錘用ばねと、
外周にネジが設けられた棒状又は筒状のネジ支柱と、
内周にネジが設けられ、前記ネジ支柱に螺合する回転体と、
前記回転体が前記ネジ支柱の軸周りに回転可能に該回転体を支持する支持体と、を備え、
前記ネジ支柱の軸周りの回転を拘束するように、前記ネジ支柱の一端が前記重錘に固定され、
前記重錘用ばねの他端を前記対象物に固定するとともに、前記支持体の一部を該対象物に固定すると、前記ネジ支柱と前記回転体が前記重錘と該対象物の間に配置され、該対象物の振動に伴って該回転体が該ネジ支柱の軸周りに回転する、
ことを特徴とする制振装置。 - 振動する対象物に取り付けられ、該対象物の振動を抑制する制振装置において、
重錘と、
一端が前記重錘に固定された重錘用ばねと、
外周にネジが設けられた棒状又は筒状のネジ支柱と、
内周にネジが設けられ、前記ネジ支柱に螺合する回転体と、
前記回転体が前記ネジ支柱の軸周りに回転可能に該回転体を支持する支持体と、を備え、
前記支持体の一部が、前記重錘に固定され、
前記重錘用ばねの他端を前記対象物に固定するとともに、前記ネジ支柱の軸周りの回転を拘束するように該ネジ支柱の一端を該対象物に固定すると、前記ネジ支柱と前記回転体が前記重錘と該対象物の間に配置され、該対象物の振動に伴って該回転体が該ネジ支柱の軸周りに回転する、
ことを特徴とする制振装置。 - 前記回転体の回転に伴って発電する発電素子を、さらに備えた、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の制振装置。 - 整流器と、蓄電池と、をさらに備え、
前記発電素子が発電した交流の電気を直流に変換したうえで前記蓄電池に蓄電させる、
ことを特徴とする請求項3記載の制振装置。 - 前記支持体は、挿通孔が設けられた中空の函体であり、
前記ネジ支柱は、前記挿通孔に挿通され、
前記回転体は、ベアリングを介して前記挿通孔で支持された、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の制振装置。 - 振動する対象物に制振装置が設置された制振構造において、
前記制振装置は、重錘と、重錘用ばねと、外周にネジが設けられた棒状又は筒状のネジ支柱と、内周にネジが設けられた回転体と、支持体と、を備え、
前記回転体は、前記ネジ支柱に螺合して取り付けられ、
前記支持体は、前記回転体が前記ネジ支柱の軸周りに回転可能となるように該回転体を支持し、
前記支持体の一部が、前記対象物に固定され、
前記ネジ支柱の軸周りの回転を拘束するように、前記ネジ支柱の一端が前記重錘に固定され、
前記重錘用ばねの一端が前記重錘に固定されるとともに他端が前記対象物に固定されることによって、前記ネジ支柱と前記回転体が該重錘と該対象物の間に配置され、該対象物の振動に伴って該回転体が該ネジ支柱の軸周りに回転し、
前記重錘と前記対象物の間に生じた相対加速度と、前記回転体の回転と、によって該対象物の振動を抑制する、
ことを特徴とする制振構造。 - 前記制振装置が、副ばねを、さらに備え、
前記副ばねの一端が前記支持体に固定され他端が前記対象物に固定されることで、前記支持体が該副ばねを介して該対象物に固定された、
ことを特徴とする請求項6記載の制振構造。 - 前記制振装置が、第1ダンパ及び第2ダンパを、さらに備え、
前記第1ダンパは、前記対象物と前記重錘との間であって前記重錘用ばねと並列配置となるように配置され、
前記第2ダンパは、前記対象物と前記支持体との間であって前記副ばねと並列配置となるように配置された、
ことを特徴とする請求項7記載の制振構造。 - 振動する対象物に制振装置が設置された制振構造において、
前記制振装置は、重錘と、重錘用ばねと、外周にネジが設けられた棒状又は筒状のネジ支柱と、内周にネジが設けられた回転体と、支持体と、を備え、
前記回転体は、前記ネジ支柱に螺合して取り付けられ、
前記支持体は、前記回転体が前記ネジ支柱の軸周りに回転可能となるように該回転体を支持し、
前記支持体の一部が、前記重錘に固定され、
前記ネジ支柱の軸周りの回転を拘束するように、前記ネジ支柱の一端が前記対象物に固定され、
前記重錘用ばねの一端が前記重錘に固定されるとともに他端が前記対象物に固定されることによって、前記ネジ支柱と前記回転体が該重錘と該対象物の間に配置され、該対象物の振動に伴って該回転体が該ネジ支柱の軸周りに回転し、
前記重錘と前記対象物の間に生じた相対加速度と、前記回転体の回転と、によって該対象物の振動を抑制する、
ことを特徴とする制振構造。 - 前記制振装置が、副ばねを、さらに備え、
前記副ばねの一端が前記支持体に固定され他端が前記重錘に固定されることで、前記支持体が該副ばねを介して該重錘に固定された、
ことを特徴とする請求項9記載の制振構造。 - 前記制振装置が、第1ダンパ及び第2ダンパを、さらに備え、
前記第1ダンパは、前記対象物と前記重錘との間であって前記重錘用ばねと並列配置となるように配置され、
前記第2ダンパは、前記重錘と前記支持体との間であって前記副ばねと並列配置となるように配置された、
ことを特徴とする請求項10記載の制振構造。 - 前記制振装置が、前記回転体の回転に伴って発電する発電素子を、さらに備え、
前記対象物の振動に伴って該回転体が該ネジ支柱の軸周りに回転し、前記発電素子が発電する、
ことを特徴とする請求項6乃至請求項11のいずれかに記載の制振構造。 - 前記対象物が、端部が支持された梁材又は版材であって、鉛直方向にたわんで振動し、
前記制振装置が、前記梁材又は前記版材の下面側に垂下して設置され、該梁材又は該版材の下方に前記ネジ支柱と前記回転体が配置されるとともに、該ネジ支柱と該回転体の下方に前記重錘が配置された、
ことを特徴とする請求項6乃至請求項12のいずれかに記載の制振構造。 - 前記対象物が、端部が支持された梁材又は版材であって、鉛直方向にたわんで振動し、
前記制振装置が、前記梁材又は前記版材の上面側に設置され、該梁材又は該版材の上方に前記ネジ支柱と前記回転体が配置されるとともに、該ネジ支柱と該回転体の上方に前記重錘が配置された、
ことを特徴とする請求項6乃至請求項13のいずれかに記載の制振構造。
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JP2019131124A JP7248243B2 (ja) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | 制振装置、及び制振構造 |
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JP2021014905A JP2021014905A (ja) | 2021-02-12 |
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- 2019-07-16 JP JP2019131124A patent/JP7248243B2/ja active Active
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