JPH01153836A - 動吸振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ０発明の目的 ［産業上の利用分野］ この発明は、橋梁あるいは機械本体及びその基礎、その
他の外的強制力を受けて振動する構造物における振動の
減衰を増加させる制振装置、いわゆる動吸振装置（動吸
振器あるいはダイナミックダンパともいう）に関する。

［従来の技術］ 一般に、動吸振装置は、振動源（外力）の振動数と同じ
固有振動数をもつかあるいは該外力の振動数より比較的
小さな固有振動数をもった振動系であり、これを主振動
系に付加して、主振動系の振動を低減するものであり、
その理論は既に公知である。すなわち、第６図（ａ）に
示すように、該装置（２）は基本的にはばね体と質量体
（重錘）とダンパ（減衰器）とから構成され、これを主
振動系（１）に付加されるものである。これを振動モデ
ルとして表示すると、第６図（ｂ）のようになり、２自
由系の振動モデルとして解析されるものである。ここに
、Ｍｌ　、Ｋｌ　、Ｃ１はそれぞれ主振動系（１）の等
画質量、等価ばね定数、減衰係数である。

このような動吸振装置は１例えば実開閉５０−９６３２
５号公報に示されるように重錘をばね体で支持する構成
を採るものである。

しかしながら、このような構成によっては重錘の横揺れ
を避けることができず、該ｆｆｉ錘の横揺れにより所望
の減衰性を得ることができない、従って、この重錘の横
揺れを防止し、上下動のみを案内する案内手段が望まれ
るところであるが１通常の案内手段（例えばローラによ
るガイド）によっては摩擦力が発生し、この摩擦力によ
り減衰特性が大幅に減殺され、特に振幅の小さな微小振
動に対してはこの摩擦力により重錘の動きは完全に阻止
され、有効な制振手段とはならないものである。

このようなことから、重錘の横揺れを容認しつつ従来の
ものが使用されている実情である。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこのような実情に鑑み、重鐘の横揺れを防止し
つつ摩擦抵抗の無視できる支持機構をもった動吸振装置
を提供することを目的（技術的課題）とする。

口１発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明の動吸振装置は上記目的を達成するため。

以下の構成（技術的手段）を採る。すなわち、底板上に
設置されたばね体と、前記ばね体に載置支持されてなる
重錘部と、底板に固設され、ｉｊｉ記爪錘重錘りに配さ
れる固定支持体と、前記重錘部の側部より外方に張設さ
れた重錘部付き腕部と、前記固定支持体の側部より外方
に張設され前記重錘部付き腕部と適宜間隔を存して対設
される腕部と。

これらの腕部の間にその板幅方向を重錘部の中心に向け
て架け渡された薄板ばねとからなる板ばね機構と、を備
えてなる動吸振装置であって、前記板ばね機構は重錘部
の周りに少なくとも３箇所に配されてなることを特徴と
する。

しかして、この動吸振装置は底板を介して主振動系に固
設されるものである６ ［作用］ 上述した構成において、底板上に設置されたばね体は重
錘部をその釣合位置で支持し、薄板ばねは重錘部の動的
変位に対して該底板上に設置されたばね体と共動して作
動する。したがって、主振動系に作用する強制振動力が
この動吸振装置の底板上に設置されたばね体を介して重
錘部に伝わると、薄板ばねの横剛性特性により重錘部は
横方向。

すなわち水平方向のいずれにもほとんど変位することが
ない。

これにより、この動吸振装置の重錘部は横揺れがなく、
摩擦力のない上下動のみとなるので、理想的な動吸振作
用を発揮する。

［実施例］ 本発明の動吸振装置の実施例を図面に基づいて説明する
。

（実施例の構成） 第１図〜第４図はその一実施例の動吸振装置りを示す、
すなわち、第１図及び第２図はその全体を示し、第３図
及び第４図はその部分構造を示す。

この動吸振装置りは、ばね体ｌと、該ばね体ｌによって
支持される重錘部２と、該重錘部２の案内部３を含み、
粘性せん断抵抗部４が付加されてなる。

以下、各部の構造を詳述する。

星互差」 ばね体ｌは所定のばね定数を有するコイルばねよりなり
、底板１０上に４；！置されるとともにその丑に重錘部
２を支持する。

底板ｌＯは、その四隅にボルト挿通孔１２を有し、後記
するように固定ボルトにより主振動系へ固定される。

１鼓１」 重錘部２は、基板１４と、該基板１４上に設置される上
部を開放した円筒状の内筒１６と、該内筒１６内に設置
される重錘１８とを含み、これらはポルト２０・ナラ）
２１よりなる固定Ａ２２によって一体的に固定される。

すなわち、基板１４、内筒１６の底板１６ａ及びｌｊ錘
ｔａにはそれぞれボルト挿通孔２４が穿設され、それら
のボルト挿通孔２４に挿通された長尺のポルト２０にナ
ツト２１を螺装締め付けることにより固定される。

なお、基板１４は厚肉に形成され、重錘１８の荷重を直
接的に受けるものであり、内筒１６の底板１６ａがその
機能をもつ場合には省略しても差し支えない。

内筒１６は円筒状に限らず、四角筒その他の多角筒等の
対称形の筒状体を採りうるものであり、要はその内部に
重錘１８を収容し得ればよい。また、内筒１６の側壁１
６ｂの外側面には縦板２６が溶接等により固定される。

該縦板２８は内筒１６の外側面に適宜間隔（通常には等
間隔）に設けられる。

また、重錘１８は多数枚より構成され、適宜の枚数を選
択することにより荷重を調整する。従って、荷重が一義
的に決められておれば、−枚ものとすることは可能であ
る。

支丘旦」 案内部３は、外筒３０と、該外筒３０と前記した縦板２
６との間に介装された板ばね機構３２とからなる。

外筒３０は固定支持体を構成するものであり、内筒１６
より適宜間隔を存して該内ｉ１６を囲むように底板１０
上に立設される。該外筒１０は板ばね機構３２を支持す
ることを主たる機能とする。

従って、この機構を果すものであれば筒状体である必要
はなく、例えば柱部材の適用も可能である。

板ばね機構３２は、薄板ばね３４、該薄板ばね３４を支
持する内筒付き腕部材３６及び外筒付き腕部材３８、並
びにこれらを固定する当て板等からなる。鎖板ばね機構
３２は第１図及び第２図から判るように、内筒１６を基
準として、その円周方向に９０″の等間隔の四方に、ま
た、それぞれの上下２箇所に配されている。

第３図を参照して、この板ばね機構３２の構成を詳述す
る。

内筒付き腕部材３６はその基ｇｌ！３６　ａを縦板２６
に固定され、外筒付き腕部材３８も外筒３０に溶接等に
より固定され、これらの腕部材３６．３８はともに平板
状をなすとともに、両者は適宜の間隔を存して相平行し
て対置される。

内筒付き腕部材３６は外筒３０より突き出るものである
ので、外筒３０はこの箇所において窓部３９が開設され
ている。該窓部３９は腕部材３６の上下動を許容する余
裕をもった大きさとされる。

帯板状の薄板ばね３４はＵ字状に曲げられ、その両端を
当て板４０を介してボルドーナツトよりなる固定具４２
によって腕部材３６．３８に固定される。該薄板ばね３
４は通常は鋼板が使用されるが、同等の力学的特性を示
すものであれば他の素材１例えばプラスチックの使用も
可能である。

薄板ばね３４はその性質上、第３図の紙面に沿ういずれ
の方向にも容易に可撓性を示し、紙面に直角に作用する
力に対しては剛性（これを横剛性という）を示す。

これによって、腕部材３６は第３図の紙面上下方向には
容易に変位し、紙面直角方向（前後方向）には剛性を示
し、殆ど変位しない。なお、一つの板ばね機構３２によ
っては腕部材３６は紙面左右方向に容易に変位するもの
であるが、鎖板ばね機構３２は他に少くとも１か所直角
方向に配することにより左右方向の変位は相殺されるも
のである。

本実施例においては複数の板ばね機構３２が９００間隔
に四周に配されているので、左右方向の変位は相殺され
、上下方向の変位のみが可能となる。なお、この左右方
向の変位を相殺するため、板ばね機構は１２０”間隔で
３か所に配されば足りる。

本実施例においては更に板ばね機構３２が上下に２か所
配されることにより、重錘部２の揺動（ローリング）運
動を防止している。しかし、この揺動運動を特別に考慮
する必要がなければ、上部への１か所の配設のみで十分
である。

なお、薄板ばね３４の配設において、薄板ばね３４は角
状に折り曲げられてもよい、また、１つの板ばね機構３
２において、薄板ばね３４は二連に配されているが、１
つの外筒付き腕部材３８を省略して１つのみでもよい。

以上の案内部３に附随して、外筒３０の側部には板ばね
機構３２を覆うカバー５０が取り付けられるとともに、
外筒３０の上部にはフランジ５２が固設され、該フラン
ジ５２上にＭ５４が取外し自在に設置される。

ぜん　、Ｌ１４ 粘性せん断抵抗部４は、底板ｌＯ上に固設された円筒状
の固定筒体６０と、基板１４の下面より固定筒体６０内
に垂設され可動筒体６２と、固定筒体６０内に充填され
た粘性流体りとからなる。

Ｉｊｆ動筒体６２の下端部周面には一定長にわたって膨
出部６４が形成され、該膨出部の外表面と固定筒体６０
の内面とは微小間隙Ｓに保持され、これらの相対する面
とこの微小間隙Ｓ内に満たされた粘性流体りとで粘性せ
ん断抵抗発生部を構成する（第４図参照）。

摩擦抵抗の発生を極力回避する見地から、本実施例の粘
性せん断抵抗部４においては微小間隙Ｓを得るために特
にスペーサは設けられず、案内部３の上下案内作用によ
ってなされる。

本動吸振装置りの組立てにおいて、所定の重量の重錘１
８をばね体１にａ置した後、ばね体ｌとが重鐘１８と釣
合って静止した状態いわゆる定常状態において、薄板ば
ね３４の設定が行われるものである。これにより、定常
状態において、薄板ばね３４には応力が生ぜず、上下動
は円滑に行われる。

第５図は本動吸振装置りの橋梁における設置態様を示す
。

図において、Ｇは橋梁の上部構造を示し、Ｇｌはその通
路部（橋床）、Ｇ２は主桁７０よりなる架構部（橋桁）
である、上部構造Ｇは主振動系を構成する。

主振動系Ｇの橋軸方向Ｘにあられれる振動モードのＩｒ
１１部に対応する位置に、主桁７０間に橋軸直角方向ｙ
に取付は板７２が架け渡される。本動吸振装置りは対称
位置を保ってこの取付は板７２に適宜の固定手段をもっ
て取り付けられる。

（実施例の作用） 橋梁の上部構造Ｇが通過交通、地震動、あるいは風荷重
を受けて振動を起こすと、この振動は動吸振装置Ｇに伝
えられる。この振動はコイルばねｌを介して重錘部２の
振動になるが、外筒３０は上部構造Ｇと一体的に動くの
で、外筒１８に固設された外筒付き腕部材３８と内筒１
８に固設された内筒付き腕部材３６との相対的変位とな
る。そして、この相対的変位は薄板ばね３４の変位にな
るが、薄板ばね３４は板幅方向への剛性を有し。

その他の方向へは殆ど抵抗を示さず、かつ板ばね機構３
２は四周に配されてなるので、結局上下動のみの変位を
許容することになる。

従って重錘部２の振動は横揺れを起こすことなく、Ｊ：
下振動のみとなる。

この重錘部２の上下振動において、薄板ばね３４は殆ど
抵抗を示さず、重錘部２は微小振動に対して鋭敏に反応
する。

また、粘性せん断抵抗部４においては、コイルばね１に
支持された重錘部２の上下振動がそのま一町動筒体６２
の変位となり、その下部の膨出部６４の外表面と固定筒
６０の内面とに相対的変位が生じ、これらの隙間は微小
間隙Ｓに保持されているものであるとともに、該微小間
隙Ｓに介在する粘性体りによって二面間には変位とは反
対方向に粘性せん断抵抗が生じ、可動筒体６２の振動を
減衰させることになる。この粘性せん断抵抗は微小振動
に対しても鋭敏に反応する。

この粘性せん断抵抗部４の付加機能により、主振動系Ｇ
に対するこの動吸振装置りの固有振動数城帯が広がり、
制振作用がより確実化される。これとともに、上述した
ように板ばね機構３２の微小振動特性と粘性せん断抵抗
の微小振動特性とが相まって微小振動に対する制振作用
が得られる。

また、粘性せん断抵抗により、ばね体１のばね定数が軽
減され、装置の小型化に寄与する。

（他の実施例） 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能である
。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包含
されるものである。

本実施例では内筒付き腕部材３６と外筒付き腕部材３８
をともに外方へ張設するようにしたが、外筒３０を更に
大径にし、外筒付き腕部材３８を内方へ張設し、板ばね
機構３２を内筒１６と外筒３０との間に設けてもよい。

内筒は筒体でなく、骨組構造であってもよい。

ハ０発明の効果 本発明の動吸振装置は、上記構成よりなり作用を奏する
ものであるので、以下の特有の効果を有する。

■　板ばね機構により重錘部の横揺れは阻止され、上下
動の振動のみが得られ、摩擦抵抗力は発生しないので微
小振動に対しても確実な制振作用が得られる。

（粉　薄板ばねの負担するばね定数により支持ばねのば
ね定数の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の動吸振装置の実施例を示し、第１図はそ
の一実施例の縦断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線切断
面図、第３図はその要部の拡大図（第１図及び第２図の
Ｙ−Ｙ線切断図）、第４図は第１図のＡ部詳細図、第５
図は配置態様図、第６図は動吸振装置の概念説明図であ
る。 ■・・・ばね体、２・・・重錘部、３・・・案内部、４
・・・粘性せん断抵抗部、ｌＯ・・・底板、１８・・・
重錘、３０・・・外筒（固定支持体）、３２・・・板ば
ね機構、３４・・・薄板ばね、３６・・・内筒付き腕部
、３８・・・外筒付き腕部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 底板上に設置されたばね体と、 前記ばね体に載置支持されてなる重錘部と、底板に固設
   され、前記重錘部周りに配される固定支持体と、 前記重錘部の側部より外方に張設された重錘部付き腕部
   と、前記固定支持体の側部より外方に張設され前記重錘
   部付き腕部と適宜間隔を存して対設される腕部と、これ
   らの腕部の間にその板幅方向を重錘部の中心に向けて架
   け渡された薄板ばねとからなる板ばね機構と、を備えて
   なる動吸振装置であって、 前記板ばね機構は重錘部の周りに少なくとも３箇所に配
   されてなる、 ことを特徴とする動吸振装置。