JPH0230858A - 多段振り子式動吸振器 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は土木、建築の分野において、地震や風等、構
造物に作用する振動外力の影響を低減させるための振り
子式動吸振器に関するものである。

〔従来の技術］ 第２図（ａ）は一般的な動吸振器のモデルを示したもの
で、マス（質１ｍ）をバネ（バネ定数ｋ）とダンパー（
′＄ｉ衰定数Ｃ）で構造物（質量Ｍ、バネ定数Ｋ）につ
なぎ、マスの方に振動を吸収させることにより構造物の
振動を低減させることができる。

これに対し、出願人は特願昭６２−０８７５２０号にお
いて、バネ式に比べ振動周期の調整が簡単な振り子式動
吸振器を提案している。第２図（ｂ）はこのような振り
子式動吸振器（以下、従来型の振り子式動吸振器と呼ぶ
）をモデル的に示したものである。

第２図（ａ）の形式の動吸振器では、マスの振動周期は
、 Ｔ＝２πＦ７丁 であり、建物の固有周期（または固有振動数）と動吸振
器のマスの振動周期（または振動数）を調整して共振す
るようにする場合、バネ定数ｋまたはマスの質量ｍによ
って調整することになる。これに対して、振り予成動吸
振器の振動周期は、Ｔ＝２πＦフ１ ２は振り子の長さ ｇは重力加速度 であり、長さｆの調整、すなわち吊り材の長さの調整に
より振動周期（または振動数）を調整し、建物と共振さ
せることができる。

例えば、固有周期が１．０秒前後の建物では上の式より
、Ｊ！＝２５ｃ＋ｍ前後とすれば良いことになる。

動吸振器の設計は ■　装置の周期設計（構造物の周期に合わせる）■　装
置の減衰設計 とからなり、振り子式動吸振器の場合、■の周期設計は
上述のように振り子の吊り長さの決定により行われ、■
の減衰設計については種々の減衰機構（粘性流体の抵抗
の利用、水のスロッシングの利用等）を付与することに
より行われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

振り子式動吸振器の場合、設計周期と吊り長さは１対ｌ
に対応しており、吊り長さは設計周期の２乗に比例して
長（なる。従って、高層ビル等のように設計周期が長く
なる場合には、振り子の必要吊り長さが非常に長くなり
、装置が巨大化し、実現が不可能となる。

この発明は上述のような従来型の振り子式動吸振器の欠
点を解決することを目的として開発されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

以下、この発明の詳細な説明する。

この発明の動吸振器は後述するように振り子の吊り方を
多段式とすることにより、長周期のものでも比較的コン
パクトに収まるよう工夫したものである。すなわち、第
１吊り材３を介して振り子マス１を吊支持する第１フレ
ーム２を、第２フレーム４の内側に設け、第２吊り材５
を介して第２フレーム４に吊支持させる構造とすること
により、振り子マスｌの振動周期を長くすることができ
る。

簡単のため、いま第１フレーム２の重量が振り子マスｌ
の重量に比べ十分小さい場合、これを無視して考えると
、振り子マスｌの振動周期は上記第１吊り材３と第２吊
り材５の合計の長さを有する吊り材で吊り支持された振
り子と同一の振動周期となる。従って、この発明では第
１フレーム２の第１吊り材３取付は位置と第２吊り材５
取付は位置との間に高さ方向の段差を設け、これにより
長周期の振り子をコンパクトな形に収めている。

このような多段吊り形式は上述の２段に限られず、同様
に複数段の吊り形式を採用することにより、より長周期
の振り子をコンパクトに収めることができる。

振り子マスｌの振動は装置に設けられた、減衰手段によ
り減衰される。減衰手段としては粘性体を使用したもの
やその他種々の形式のダンパーを用いることができる。

振り子マス１は構造物本体と共振することにより、構造
物の振動を吸収し、この振り子マスｌの振動を減衰手段
により減衰させて、地震、風等による建物の被害を防止
することができる。

振り子マス１の質量については、従来の動吸振器と同様
に考えることができ、例えば建物重量の１７５０あるい
は１／１００程度の質量を有する重りを利用することが
できる。

吊り材についても特に限定する必要はなく、ワイヤー、
鎖あるいは棒材等が利用でき、端部の連結部分はピンあ
るいはユニバーサルジヨイント等が望ましい。また、吊
り材は振り子マス１の回転を生じさせないために、複数
本用いた平行吊りが望ましい。

〔実　施　例〕

第１図はこの発明の多段振り子式動吸振器の一実施例を
示したもので、円盤状の外形を有し、複数重ねて使用す
ることも可能である。

振り子マスｌは取付板６上に固定され、第１吊り材３に
より内側の第１フレーム２に支持されている。また、第
１フレーム２は第２吊り材５により外側の第２フレーム
４に支持された二段吊り形式となっている。第１図の実
施例は簡単のため、二段吊り形式としているが、同じ原
理で容易に三段取上の多段吊り形式とすることもできる
。

いま、第１吊り材３の吊り長さを２１、第２吊り材５の
吊り長さを２□とする。第１フレーム２の重量を振り子
マスｌの重量に比べて十分小さく設計すれば、この装置
の固有周期は次式で表される。

ｇは重力加速度 これは、ｉｔ　＋Ｌの吊り長さを有する従来型振り子式
動吸振器の周期と同じ値となる。

いま、Ｘ、＝Ｚ、となるようにすれば、従来型振り子式
動吸振器に比べて、高さ方向の寸法を約１／２　（ｎ段
吊りの場合は約１／ｎ）に圧縮することができ、構造物
内の配置計画に大きな自由度を生み出すことができる。

振り子マス１の下部には抵抗板７が突出しており、粘性
流体９中に没している。抵抗板７と粘性流体９との間に
生じる粘性抵抗を利用して、装置に減衰を付与すること
ができる。減衰を付与する方法としては、他に振り子マ
ス１の位置に水槽を取付けたり、振り子マス１と外側の
フレーム４との間を粘弾性体で接続したりする・方法等
が考えられる。

〔発明の効果〕

■　重りを振り子穴に振動させる構造としたため、建物
と共振させるための周期の調整が従来のバネ式に比べ、
はるかに簡単であり、効果的な振動吸収が期待できる。

■　多段式の振り子とすることにより、動吸振器全体の
高さを増すことなく、長周期とすることができ、長い固
有周期を有する構造物の振動減衰にコンパクトな装置で
対処し、大きな効果を期待することができる。

■　動吸振器の高さを低く抑えることができるので、積
み重ねて使用する等、設置スペースの有効利用が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面斜視図、第２図
（ａ）、　（ｂ）は従来の動吸振器と振り子式動吸振器
をモデルとして示した図である。 １・・・振す子マス、２・・・第１フレーム、３・・・
第１吊り材、４・・・第２フレーム、５・・・第２吊り
材、６・・・取付板、７・・・抵抗板、８・・・粘性流
体槽、９・・・粘性流体 第１図 第２図 （ａ） （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部より第１吊り材を介して振り子マスを吊支持
   する第１フレームと、該第１フレームの外側に設けられ
   第２吊り材を介して前記第１フレームの下部を吊支持す
   る第２フレームと、前記振り子マスの振動を減衰させる
   減衰手段とからなる多段振り子式動吸振器。
2. （２）第２フレームの外側には１または２以上のフレー
   ムが設けられ、それぞれ吊り材を介して内側のフレーム
   の下部を吊支持している請求項１記載の多段振り子式動
   吸振器。
3. （３）減衰手段は粘性流体を充填してなる粘性流体槽と
   振り子マスの下方に取り付けられ、前記粘性流体中に水
   平に保持される抵抗板とからなる請求項１または２記載
   の多段振り子式動吸振器。