JPH0310817B2 - - Google Patents
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- JPH0310817B2 JPH0310817B2 JP60171127A JP17112785A JPH0310817B2 JP H0310817 B2 JPH0310817 B2 JP H0310817B2 JP 60171127 A JP60171127 A JP 60171127A JP 17112785 A JP17112785 A JP 17112785A JP H0310817 B2 JPH0310817 B2 JP H0310817B2
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- dynamic vibration
- vibration absorber
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
- E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
- E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings
- E04H9/0215—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings involving active or passive dynamic mass damping systems
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、塔状構造物の風などによる水平振動
を抑えるための振り子式動吸振器に関する。より
詳しくは、塔状構造物例えば工事中に独立状態と
なる長大橋の主塔などは、比較的低風速の風によ
つてカルマン振動を発生し、塔工事の作業上或い
は塔構造強度上有害となるので、その振動を抑制
するための装置に関する。
を抑えるための振り子式動吸振器に関する。より
詳しくは、塔状構造物例えば工事中に独立状態と
なる長大橋の主塔などは、比較的低風速の風によ
つてカルマン振動を発生し、塔工事の作業上或い
は塔構造強度上有害となるので、その振動を抑制
するための装置に関する。
上記の振動を抑えるために、従来は塔から索を
張り出してその先端部に減衰器を取付ける方式が
主として採用されていた。この方式には例えば、
(1)、ブロツクとすべり台の間のクーロン摩擦によ
り減衰性を振動系に付加するスライデイングブロ
ツク方式、(2)、油圧減衰器を用い、油の造渦抵抗
により減衰性を振動系に付加する油圧減衰方式等
がある。然し、これらの方式は、(1)の場合、減衰
効果の定量的な信頼性に乏しく、ブロツクの作動
性に問題があり、(2)の場合は、(1)の有する問題は
解消するが、工事中とはいえ索を張ることは海
域、減衰器設置場所の確保に少なからず支障を来
すという大きな問題点を有するものである。従つ
て、索を張らない制振方式がもとめられる。
張り出してその先端部に減衰器を取付ける方式が
主として採用されていた。この方式には例えば、
(1)、ブロツクとすべり台の間のクーロン摩擦によ
り減衰性を振動系に付加するスライデイングブロ
ツク方式、(2)、油圧減衰器を用い、油の造渦抵抗
により減衰性を振動系に付加する油圧減衰方式等
がある。然し、これらの方式は、(1)の場合、減衰
効果の定量的な信頼性に乏しく、ブロツクの作動
性に問題があり、(2)の場合は、(1)の有する問題は
解消するが、工事中とはいえ索を張ることは海
域、減衰器設置場所の確保に少なからず支障を来
すという大きな問題点を有するものである。従つ
て、索を張らない制振方式がもとめられる。
索を張らない方式の防振装置としては、減衰器
付きの振動系を構造物に設け、この振動系の固有
周期を構造物の固有周期にほぼ一致させ、構造物
の振動が該振動系を効率的に加振するようにした
種々の動吸振器が報告されている。ここでは、構
造物の振動エネルギーを動吸振器の振動系に移し
かえて減衰器で消費することにより、構造物の振
幅を可及的に減衰させる。
付きの振動系を構造物に設け、この振動系の固有
周期を構造物の固有周期にほぼ一致させ、構造物
の振動が該振動系を効率的に加振するようにした
種々の動吸振器が報告されている。ここでは、構
造物の振動エネルギーを動吸振器の振動系に移し
かえて減衰器で消費することにより、構造物の振
幅を可及的に減衰させる。
例えば、特願昭57−210553号には、振動系とし
て振子を採用した動吸振器が報告されている。こ
こでは、構造物に固定されたフレームから振子の
腕が吊り下され、該腕には構造物重量の0.1〜１
％程度の重錘が位置調整可能に固定され、フレー
ムと腕の間には腕の振子振動を減衰させるための
減衰器が設けられている。
て振子を採用した動吸振器が報告されている。こ
こでは、構造物に固定されたフレームから振子の
腕が吊り下され、該腕には構造物重量の0.1〜１
％程度の重錘が位置調整可能に固定され、フレー
ムと腕の間には腕の振子振動を減衰させるための
減衰器が設けられている。
この振子式動吸振器は、重錘の位置を変えて振
子の腕の長さを調整すれば、振動系の固有周期を
容易かつ任意に定められ、固有周期を変えること
なく重錘の重量を幅広く変更できるため、種々の
固有振動数と重量を有する多様な構造物に対応で
きる。また、前述のいくつかの制振方式のように
索を張る必要がないので、索に起因する不都合も
ない。
子の腕の長さを調整すれば、振動系の固有周期を
容易かつ任意に定められ、固有周期を変えること
なく重錘の重量を幅広く変更できるため、種々の
固有振動数と重量を有する多様な構造物に対応で
きる。また、前述のいくつかの制振方式のように
索を張る必要がないので、索に起因する不都合も
ない。
［発明が解決しようとする課題］
振子式動吸振器の固有周期Ｔは、よく知られる
ように、振子の腕の長さをＬ、重力加速度をｇと
して、次式、 Ｔ＝2π√ ……(a) により求められるが、これは、振子式動吸振器に
おける固有周期の調整は振子の腕の長さＬの変更
によるほかなく、長周期の固有周期Ｔを得るため
には、振子の腕の長さＬが長くなることを示して
いる。
ように、振子の腕の長さをＬ、重力加速度をｇと
して、次式、 Ｔ＝2π√ ……(a) により求められるが、これは、振子式動吸振器に
おける固有周期の調整は振子の腕の長さＬの変更
によるほかなく、長周期の固有周期Ｔを得るため
には、振子の腕の長さＬが長くなることを示して
いる。
近年、高張力材料や種々の柔構造が鉄塔等の構
造物にも広く採用されているが、これらによる構
造物は変形容易なため、数秒〜十数秒といつた従
来にない長い固有周期を有することが報告されて
いる。ところが、このような構造物のために例え
ば固有周期10秒の振子式動吸振器を得ようとする
と、(a)式から、振子の腕の長さＬは20ｍを越え、
振子式動吸振器の搬入、取付けが個難なばかり
か、構造物の邪魔になる等、索を不要とした動吸
振器の利点が失われてしまう。また、構造物の空
間的な制約から振子の振幅を制限すると、１周期
当りの減衰器のエネルギー消費量も減り、動吸振
器としての効果も十分に発揮できないことにな
る。
造物にも広く採用されているが、これらによる構
造物は変形容易なため、数秒〜十数秒といつた従
来にない長い固有周期を有することが報告されて
いる。ところが、このような構造物のために例え
ば固有周期10秒の振子式動吸振器を得ようとする
と、(a)式から、振子の腕の長さＬは20ｍを越え、
振子式動吸振器の搬入、取付けが個難なばかり
か、構造物の邪魔になる等、索を不要とした動吸
振器の利点が失われてしまう。また、構造物の空
間的な制約から振子の振幅を制限すると、１周期
当りの減衰器のエネルギー消費量も減り、動吸振
器としての効果も十分に発揮できないことにな
る。
本発明は、振子の腕の長さをあまり延長しなく
ても固有周期を相当に長く採ることが可能な、従
つて、動吸振器の据付面積と振子の振動スペース
が大幅に削減される振子式動吸振器、言い換えれ
ば、振子式動吸振器の応用の範囲と設計の自由度
とを拡大した２節振子式動吸振器を提供すること
を目的とする。
ても固有周期を相当に長く採ることが可能な、従
つて、動吸振器の据付面積と振子の振動スペース
が大幅に削減される振子式動吸振器、言い換えれ
ば、振子式動吸振器の応用の範囲と設計の自由度
とを拡大した２節振子式動吸振器を提供すること
を目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の２節振子式動吸振器は、支持フレーム
にその下端部を軸支した第１アームと、第１アー
ムにその上端部を軸支した第２アームと、第２ア
ームに取付けた第１重錘と、第１アームをフレー
ムに対して振動可能に保持する第１ばね部材と、
を備え、フレームに対する第１アームの振動面と
平行な面内で、第１重錘に振子振動を行わせるも
のであつて、第１アームと第２アームとの間、ま
たは第１アームとフレームとの間、または第２ア
ームとフレームとの間に、第１重錘の振子振動を
減衰させるための減衰器を取付けたものである。
にその下端部を軸支した第１アームと、第１アー
ムにその上端部を軸支した第２アームと、第２ア
ームに取付けた第１重錘と、第１アームをフレー
ムに対して振動可能に保持する第１ばね部材と、
を備え、フレームに対する第１アームの振動面と
平行な面内で、第１重錘に振子振動を行わせるも
のであつて、第１アームと第２アームとの間、ま
たは第１アームとフレームとの間、または第２ア
ームとフレームとの間に、第１重錘の振子振動を
減衰させるための減衰器を取付けたものである。
ここで、第２アームを第１アームに対して振動
可能に保持する第２ばね部材を備える、または第
１アームに第２重錘を取付けることにより、第１
重錘の振子振動と第１アームの振動との関係を調
整してもよい。
可能に保持する第２ばね部材を備える、または第
１アームに第２重錘を取付けることにより、第１
重錘の振子振動と第１アームの振動との関係を調
整してもよい。
また、第１アームと、第２アームと、第１重錘
とを備えた２節構造物を、その運動面の方向を揃
えて複数配置し、２節構造物の少なくとも１つに
は第１ばね部材を設け、２節構造物の少なくとも
１つには前記減衰器を取付け、それぞれの第１ア
ーム、または第２アーム、または第１アームと第
２アームとを軸支する軸を相互にリンク部材で連
結し、複数の２節構造物がリンク部材により、強
制的に振子振動されるようにしてもよい。
とを備えた２節構造物を、その運動面の方向を揃
えて複数配置し、２節構造物の少なくとも１つに
は第１ばね部材を設け、２節構造物の少なくとも
１つには前記減衰器を取付け、それぞれの第１ア
ーム、または第２アーム、または第１アームと第
２アームとを軸支する軸を相互にリンク部材で連
結し、複数の２節構造物がリンク部材により、強
制的に振子振動されるようにしてもよい。
［作用］
本発明の２節振子式動吸振器では、従来の振子
式動吸振器と同様、構造物の振動により加振され
る第１重錘の振子振動の振動エネルギーを減衰器
により消費して、構造物の振動を可及的に減衰さ
せる。しかし、従来の振子式動吸振器において振
子の腕を軸支する軸が支持フレームまたは構造物
に位置固定されていたのに対して、本発明の２節
振子式動吸振器では、従来の振子の腕に相当する
第２アームを軸支する軸は支持フレームに対して
第１アームと第１ばね部材によつて、第１重錘の
振子振動面と平行な面内で振動可能に支持されて
いる。、 従つて、第１重錘の振子振動に追従させて、第
１アームをメトロノーム式に振動させることによ
り、振子の軸をフレームに固定した従来型の振子
と比較して、第１重錘の振子振動の復元力は小さ
なものとなり、第１重錘は、実質的に第２アーム
よりも長いアームの振子に相当する、固有周期の
長い振子振動を行うこととなる。すなわち、本発
明の２節振子式動吸振器では、限られた据付面積
と振動スペースの中であつても、固有周期の長い
振子振動を行わせることができる。
式動吸振器と同様、構造物の振動により加振され
る第１重錘の振子振動の振動エネルギーを減衰器
により消費して、構造物の振動を可及的に減衰さ
せる。しかし、従来の振子式動吸振器において振
子の腕を軸支する軸が支持フレームまたは構造物
に位置固定されていたのに対して、本発明の２節
振子式動吸振器では、従来の振子の腕に相当する
第２アームを軸支する軸は支持フレームに対して
第１アームと第１ばね部材によつて、第１重錘の
振子振動面と平行な面内で振動可能に支持されて
いる。、 従つて、第１重錘の振子振動に追従させて、第
１アームをメトロノーム式に振動させることによ
り、振子の軸をフレームに固定した従来型の振子
と比較して、第１重錘の振子振動の復元力は小さ
なものとなり、第１重錘は、実質的に第２アーム
よりも長いアームの振子に相当する、固有周期の
長い振子振動を行うこととなる。すなわち、本発
明の２節振子式動吸振器では、限られた据付面積
と振動スペースの中であつても、固有周期の長い
振子振動を行わせることができる。
ここで、第１重錘、第２アームによる振子振動
とフレームに対する第１アームの振動との関係を
うまく調整するには、第１アームに対して第２ア
ームに復元力を与える第２ばね部材を用いるのが
好ましい。また、第１アームに第２重錘を設けて
もよい。
とフレームに対する第１アームの振動との関係を
うまく調整するには、第１アームに対して第２ア
ームに復元力を与える第２ばね部材を用いるのが
好ましい。また、第１アームに第２重錘を設けて
もよい。
例えば、後述する第１図、第２図の実施例にお
いては、第１ばね部材、第２ばね部材として、そ
れぞれねじりコイルばねの第１ばね、第２ばねが
採用されているが、今、各アームの質量を無視す
ると、固有周期Ｔは次式により求められる。
いては、第１ばね部材、第２ばね部材として、そ
れぞれねじりコイルばねの第１ばね、第２ばねが
採用されているが、今、各アームの質量を無視す
ると、固有周期Ｔは次式により求められる。
Ｔ＝2π√（・） ……(b)
Ｋ＝（K1−WL1）（K2＋KL2）／K1L2 2＋K2L1 2＋WL1L2（L
1−L2）……(c) ただし、 Ｗ：第１重錘の重量 ｇ：重力加速度 K1：第１ばねの回転ばね定数 K2：第２ばねの回転ばね定数 L1：第１アーム長さ L2：第２アーム長さ である。(b)式は、ばねと質点とからなる仮想の振
動系の固有周期Ｔを表わし、(a)式における振子長
さＬを、相当振子長さ（ｗ／ｋ）に置き換えたも
のとも言える。
1−L2）……(c) ただし、 Ｗ：第１重錘の重量 ｇ：重力加速度 K1：第１ばねの回転ばね定数 K2：第２ばねの回転ばね定数 L1：第１アーム長さ L2：第２アーム長さ である。(b)式は、ばねと質点とからなる仮想の振
動系の固有周期Ｔを表わし、(a)式における振子長
さＬを、相当振子長さ（ｗ／ｋ）に置き換えたも
のとも言える。
このように、(b)，(c)式により、（K1−WL1）を
十分小さくすれば、固有周期Ｔを長くできること
がわかる。従つて、K1とL1を適当な値に設定す
れば、振子長さL1，L2をむやみに長くすること
なく、長周期構造物へも適用可能な動吸振器を設
計することができる。
十分小さくすれば、固有周期Ｔを長くできること
がわかる。従つて、K1とL1を適当な値に設定す
れば、振子長さL1，L2をむやみに長くすること
なく、長周期構造物へも適用可能な動吸振器を設
計することができる。
一方、複数の２節構造物をリンク部材で連結し
て、複数の２節構造物が強制的に同一周期で振子
振動されるようにした並列式の場合、限られた振
動スペースの中で複数個の第１重錘が振子振動す
るから、構造物の重量に合わせて連結台数を整す
ることにすれば、各種の構造物に対する動吸振器
の部品共通化が容易である。また、詳しくは後述
するように、幅広い周期の振動に対して効率的な
減衰効果を発揮できる。
て、複数の２節構造物が強制的に同一周期で振子
振動されるようにした並列式の場合、限られた振
動スペースの中で複数個の第１重錘が振子振動す
るから、構造物の重量に合わせて連結台数を整す
ることにすれば、各種の構造物に対する動吸振器
の部品共通化が容易である。また、詳しくは後述
するように、幅広い周期の振動に対して効率的な
減衰効果を発揮できる。
第１図ａ，ｂは本発明の一実施例を示すもの
で、ａはその正面図、ｂは側面図である。
で、ａはその正面図、ｂは側面図である。
図において、１は支持フレーム、２０，２０′
は支持フレーム１に固定された第１ピン３が嵌合
した軸受で、この第１ピン３には第１ばね１９，
１９′を介して第１アーム１６の下端部が回動可
能に挿入されており、第１アーム１６の上端部に
は第２ピン１７が嵌合している。この第２ピン１
７の両端には、第２ばね１８，１８′を介して
（但し、この第２ばね１８，１８′は無い場合もあ
る）第２アーム２，２′が回動可能に滑合されて
いる。更に第２アーム２，２′の下端部には重錘
４，４′がボルト５，５′によつて移動可能に固定
され、第１アーム１６と第２アーム２，２′には、
それぞれピン２３とピン２４，２４′が固定され
ていて、更にピン２３とピン２４，２４′の間に
は減衰器９，９′が取付けられている。
は支持フレーム１に固定された第１ピン３が嵌合
した軸受で、この第１ピン３には第１ばね１９，
１９′を介して第１アーム１６の下端部が回動可
能に挿入されており、第１アーム１６の上端部に
は第２ピン１７が嵌合している。この第２ピン１
７の両端には、第２ばね１８，１８′を介して
（但し、この第２ばね１８，１８′は無い場合もあ
る）第２アーム２，２′が回動可能に滑合されて
いる。更に第２アーム２，２′の下端部には重錘
４，４′がボルト５，５′によつて移動可能に固定
され、第１アーム１６と第２アーム２，２′には、
それぞれピン２３とピン２４，２４′が固定され
ていて、更にピン２３とピン２４，２４′の間に
は減衰器９，９′が取付けられている。
次に動作について説明する。第１図ａにおい
て、被制振構造物に固定された支持フレーム１が
矢印２５の方向に振動すると、この振動は軸受２
０，２０′、第１ピン３と第１ばね１９，１９′、
第１アーム１６、第２ばね１８，１８′、第２ピ
ン１７及び第２アーム２，２′と一体になつてい
る重錘４，４′の順に伝わると共に、第１アーム
１６と第２アーム２，２′間に設けられた減衰器
９，９′によつて制動される。長ち第２ピン１７
は矢印２７の方向に、又重錘４，４′は矢印２６
の方向に振動し、又減衰器９，９′は伸縮して制
動作用をする。更に第１ばね１９，１９′及び第
２ばね１８，１８′には交互に繰返す応力が加わ
る。
て、被制振構造物に固定された支持フレーム１が
矢印２５の方向に振動すると、この振動は軸受２
０，２０′、第１ピン３と第１ばね１９，１９′、
第１アーム１６、第２ばね１８，１８′、第２ピ
ン１７及び第２アーム２，２′と一体になつてい
る重錘４，４′の順に伝わると共に、第１アーム
１６と第２アーム２，２′間に設けられた減衰器
９，９′によつて制動される。長ち第２ピン１７
は矢印２７の方向に、又重錘４，４′は矢印２６
の方向に振動し、又減衰器９，９′は伸縮して制
動作用をする。更に第１ばね１９，１９′及び第
２ばね１８，１８′には交互に繰返す応力が加わ
る。
第２図は上記第１図に示す２節振子式動吸振器
について、その機構をわかり易く説明するための
模式図である。図において、１は被制振構造物又
は支持フレーム、２０は支持フレーム１に固定さ
れた軸受、３は軸受２０に嵌合している第１ピ
ン、１９は軸受２０と第１アーム１６の両方に結
合された第１バネを示す。第２ばね１８は第１ア
ーム１６と第２アーム２の双方に結合されている
がこの第２ばね１８は不要な場合もある。第１ア
ーム１６と第２アームには、それぞれアームピン
１７が嵌合しており、重錘４は第２アーム２の他
端部にその位置を変えられるように固定されてい
る。そして第１アーム１６と第２アーム２との間
には減衰器９が斜めに取付けられているので、運
動エネルギーを吸収出来る。通常は第２アーム２
と減衰器９は第１アーム１６の両側に対称に装着
されている。
について、その機構をわかり易く説明するための
模式図である。図において、１は被制振構造物又
は支持フレーム、２０は支持フレーム１に固定さ
れた軸受、３は軸受２０に嵌合している第１ピ
ン、１９は軸受２０と第１アーム１６の両方に結
合された第１バネを示す。第２ばね１８は第１ア
ーム１６と第２アーム２の双方に結合されている
がこの第２ばね１８は不要な場合もある。第１ア
ーム１６と第２アームには、それぞれアームピン
１７が嵌合しており、重錘４は第２アーム２の他
端部にその位置を変えられるように固定されてい
る。そして第１アーム１６と第２アーム２との間
には減衰器９が斜めに取付けられているので、運
動エネルギーを吸収出来る。通常は第２アーム２
と減衰器９は第１アーム１６の両側に対称に装着
されている。
なお減衰器９はピストン式を図示したが、他に
粘弾性体の減衰器９を用いても良い。又その取付
位置についても、支持フレーム１と第２アーム２
の間、支持フレーム１と第１アームの間、第１ピ
ン３と第２アーム２の間などこの装置が振動する
とき相対運動をするようなところに取り付ければ
よい。
粘弾性体の減衰器９を用いても良い。又その取付
位置についても、支持フレーム１と第２アーム２
の間、支持フレーム１と第１アームの間、第１ピ
ン３と第２アーム２の間などこの装置が振動する
とき相対運動をするようなところに取り付ければ
よい。
第３図はこの発明の他の発明に係る２節振子並
列式動吸振器の正面図である。図において、１〜
９，１６〜２４は第１図の場合と同一であるので
省略する。１５は支持フレーム１を介して装置全
体を被制振構造物に取り付けるための固定ボル
ト、２８は並列した第２ピン１７の間及び並列し
た第２アーム２の間にそれぞれ回動可能に装着さ
れたリンクであり、図では手前側の２列だけが見
える。２９は第１アーム１６の頂部にねじ２６に
よつて固定された重錘、３０は第２ピン１７の両
端に固定することが出来るようになつている重錘
であり、この装置第１図ａに示す基本単位を例え
ば横に６台並列したところを示している。
列式動吸振器の正面図である。図において、１〜
９，１６〜２４は第１図の場合と同一であるので
省略する。１５は支持フレーム１を介して装置全
体を被制振構造物に取り付けるための固定ボル
ト、２８は並列した第２ピン１７の間及び並列し
た第２アーム２の間にそれぞれ回動可能に装着さ
れたリンクであり、図では手前側の２列だけが見
える。２９は第１アーム１６の頂部にねじ２６に
よつて固定された重錘、３０は第２ピン１７の両
端に固定することが出来るようになつている重錘
であり、この装置第１図ａに示す基本単位を例え
ば横に６台並列したところを示している。
次に上記２節振子並列式動吸振器の動作につい
て説明する。振動の原理は第１図に示す基本形の
ものと全く同一であるが、被制振構造物が例えば
長大橋の主塔のように大型になつた場合には、第
１図に示した発明の動吸振器では制振効果が小さ
すぎるときに簡単に増設できるように構成した。
しかし単純に第１図の発明の動吸振器を並設して
も、実際の動吸振器では個々の振子の振幅やその
位相に相違が生じて接触したりすることが予想さ
れる。そこで上記のようなリンク２８を設け各ユ
ニツトを連動させる必要が生じる。然も、手前側
と、向う側が同時に同一方向に同じ振幅で振動す
る必要があるので、この並列式動吸振器において
は、第１アーム１６と第２ピン１７は滑合させ、
第２ピン１７と第２アーム２は固定する。さらに
２本〜４本のリンク２８を介装し、全ての振子を
連動させるようにしている。当然のことながら被
制振構造物と共振させるためには重錘４，２９の
位置を調整する。又対象構造物の重量やカルマン
渦力などの強さに合せて重錘４，２９，３０の量
も調節する。
て説明する。振動の原理は第１図に示す基本形の
ものと全く同一であるが、被制振構造物が例えば
長大橋の主塔のように大型になつた場合には、第
１図に示した発明の動吸振器では制振効果が小さ
すぎるときに簡単に増設できるように構成した。
しかし単純に第１図の発明の動吸振器を並設して
も、実際の動吸振器では個々の振子の振幅やその
位相に相違が生じて接触したりすることが予想さ
れる。そこで上記のようなリンク２８を設け各ユ
ニツトを連動させる必要が生じる。然も、手前側
と、向う側が同時に同一方向に同じ振幅で振動す
る必要があるので、この並列式動吸振器において
は、第１アーム１６と第２ピン１７は滑合させ、
第２ピン１７と第２アーム２は固定する。さらに
２本〜４本のリンク２８を介装し、全ての振子を
連動させるようにしている。当然のことながら被
制振構造物と共振させるためには重錘４，２９の
位置を調整する。又対象構造物の重量やカルマン
渦力などの強さに合せて重錘４，２９，３０の量
も調節する。
上記のように構成して動作させると極めて制振
効果が大きいことは理論的にも知られている。第
４図は第１図に示す２節振子式動吸振器の近似的
な力学モデル図である。ここでは、質量m1とば
ね定数k1で代表される構造物に対し、重錘４の質
量m2、減衰器９の減衰定数ｃ、およびアーム２，
１６とばね１８，１９との組合せから前記(c)式に
より求めた見掛けのばね定数k2で表わされる動吸
振器を取付けた場合が示され、構造物の角振動数
ωoは、 ωo＝√1÷1 動吸振器の角振動数ω2は、 ω2＝√2 2 である。また、X1とX2は、それぞれ構造物と動
吸振器の変位振幅である。Fosin ptは周期外力を
表わし、ｐが力の角振動数である。
効果が大きいことは理論的にも知られている。第
４図は第１図に示す２節振子式動吸振器の近似的
な力学モデル図である。ここでは、質量m1とば
ね定数k1で代表される構造物に対し、重錘４の質
量m2、減衰器９の減衰定数ｃ、およびアーム２，
１６とばね１８，１９との組合せから前記(c)式に
より求めた見掛けのばね定数k2で表わされる動吸
振器を取付けた場合が示され、構造物の角振動数
ωoは、 ωo＝√1÷1 動吸振器の角振動数ω2は、 ω2＝√2 2 である。また、X1とX2は、それぞれ構造物と動
吸振器の変位振幅である。Fosin ptは周期外力を
表わし、ｐが力の角振動数である。
この力学モデル図による運動方程式の解は、
〔１〕式で示されることが知られている。
〔１〕式で示されることが知られている。
（X1／Xst）2＝4μ2γ2＋（γ2−δ2）2／4μ2γ
2（γ2−１＋βγ2）2＋〔βδ2γ2−（γ2−１）（γ2
−δ2）〕2 〔１〕 但し、 XstF0／k1は力F0による主振動系の静たわみ ω2＝√2 2は動吸振器の固有角振動数 β＝m2／m1は動吸振器と主質量の質量比
（mass ratio） δ＝ω2／ωoは動吸振器と主振動系の固有角
振動数の比 γ＝ｐ／ωoは外力の振動数と主振動系の固
有角振動数の比 主振動系（main system）の振幅X1＝√1 2
＋C2 2 減衰はμ＝ｃ／2m2ωo 式［１］は第４図で表わされる力学系の運動方
程式を解いた解であり、左辺（X1／Xst）は、外
力Fosin ptが作用したときの構造物の応答が外力
F0が静的に作用した場合の何倍にあたるかを表
わしたものである。
2（γ2−１＋βγ2）2＋〔βδ2γ2−（γ2−１）（γ2
−δ2）〕2 〔１〕 但し、 XstF0／k1は力F0による主振動系の静たわみ ω2＝√2 2は動吸振器の固有角振動数 β＝m2／m1は動吸振器と主質量の質量比
（mass ratio） δ＝ω2／ωoは動吸振器と主振動系の固有角
振動数の比 γ＝ｐ／ωoは外力の振動数と主振動系の固
有角振動数の比 主振動系（main system）の振幅X1＝√1 2
＋C2 2 減衰はμ＝ｃ／2m2ωo 式［１］は第４図で表わされる力学系の運動方
程式を解いた解であり、左辺（X1／Xst）は、外
力Fosin ptが作用したときの構造物の応答が外力
F0が静的に作用した場合の何倍にあたるかを表
わしたものである。
第５図は、パラメータμをいくつか変えて、式
［１］により、（X1／Xst）と（ｐ／ωo）の関係を
示したもので、（ｐ／ωo）＝１がいわゆる構造物
の共振点である。ここでは、（X1／Xst）の山が
低いほど、動吸振器の制振効果が高いことを表わ
している。
［１］により、（X1／Xst）と（ｐ／ωo）の関係を
示したもので、（ｐ／ωo）＝１がいわゆる構造物
の共振点である。ここでは、（X1／Xst）の山が
低いほど、動吸振器の制振効果が高いことを表わ
している。
第５図に示されるように、構造物に動吸振器を
設置しない場合および減衰器の減衰定数ｃが非常
に大きい場合には、共振点における構造物の振幅
は、中央の破線の山のように相当大きなものとな
る。また、動吸振器の減衰定数ｃが非常に小さい
場合には、共振点での振幅は抑えられるが、両側
の破線の山のように、共振点からわずかにずれた
ところで相当大きな振幅を呈する。従つて、動吸
振器が適当な減衰定数をもつ場合のみ、構造物の
共振現象を抑制して、実線の山で示すような好ま
しい減衰効果を得られる。図はβ＝１／20の図であ るが、実際の長大橋の主塔の制振ではβ＝1/200
くらいである。図において、μ＝０（減衰器を除
外）のとき共振による変位が２ケ所で無限大にな
つている。又μ＝∞（減衰器を固定）したときに
はΡ／ωo＝1.0で危険状態であることがわかる。
そして、μ＝0.32からμ＝0.10に至ることによつ
て最も安全な状態になつていることを示してい
る。
設置しない場合および減衰器の減衰定数ｃが非常
に大きい場合には、共振点における構造物の振幅
は、中央の破線の山のように相当大きなものとな
る。また、動吸振器の減衰定数ｃが非常に小さい
場合には、共振点での振幅は抑えられるが、両側
の破線の山のように、共振点からわずかにずれた
ところで相当大きな振幅を呈する。従つて、動吸
振器が適当な減衰定数をもつ場合のみ、構造物の
共振現象を抑制して、実線の山で示すような好ま
しい減衰効果を得られる。図はβ＝１／20の図であ るが、実際の長大橋の主塔の制振ではβ＝1/200
くらいである。図において、μ＝０（減衰器を除
外）のとき共振による変位が２ケ所で無限大にな
つている。又μ＝∞（減衰器を固定）したときに
はΡ／ωo＝1.0で危険状態であることがわかる。
そして、μ＝0.32からμ＝0.10に至ることによつ
て最も安全な状態になつていることを示してい
る。
前記２節振子式動吸振器においては、上記のよ
うな安全な状態をつくるために主として重錘の位
置と重量を変えて調整する。
うな安全な状態をつくるために主として重錘の位
置と重量を変えて調整する。
第６図は第１図又は第３図の動吸振器におい
て、重錘４のほかに重錘２９，３０を第２ピン１
７の近傍に取付けた場合の力学モデルである。
て、重錘４のほかに重錘２９，３０を第２ピン１
７の近傍に取付けた場合の力学モデルである。
第７図は上記力学モデルで示される系を説明す
るための共振曲線図である。図において、C2＝
C3＝０（減衰器を除外）のとき共振による変位が
３ケ所で極大（危険状態）を示し、その中間には
２ケ所に最小値を認める。換言すれば、主振動系
の２つの振動モードに対応して制振出来ることを
示している。しかし、実際の動吸振器において
は、平均的最適条件が得られるようなC2，C3を
求めるようにしている。
るための共振曲線図である。図において、C2＝
C3＝０（減衰器を除外）のとき共振による変位が
３ケ所で極大（危険状態）を示し、その中間には
２ケ所に最小値を認める。換言すれば、主振動系
の２つの振動モードに対応して制振出来ることを
示している。しかし、実際の動吸振器において
は、平均的最適条件が得られるようなC2，C3を
求めるようにしている。
本発明によれば、振子の固有振動数に直接影響
を与えるアームの長さを２節することによつて少
いスペースで長周期の動吸振器を得た。またさら
に長周期を得るためには第２アームを更に延長す
ればよい。又第１アームと第２アームの間に減衰
器を取付けたことにより空間を有効に活用するこ
とができた。更にコイル状のばねを第１ピンと第
２ピンの外周にそつて挿入したことは小形にする
上で有効である。又この発明における基本ユニツ
トは並列使用をも念頭において開発したので、簡
単な機素を付加することによつて例えば建設工事
の進行にともなつて、その固有振動数や重量やそ
の他の振動のフアクターが変化した場合において
も増減設備が簡単にでき、従つて製造コストや保
守にも良い効果を及ぼすことができる。
を与えるアームの長さを２節することによつて少
いスペースで長周期の動吸振器を得た。またさら
に長周期を得るためには第２アームを更に延長す
ればよい。又第１アームと第２アームの間に減衰
器を取付けたことにより空間を有効に活用するこ
とができた。更にコイル状のばねを第１ピンと第
２ピンの外周にそつて挿入したことは小形にする
上で有効である。又この発明における基本ユニツ
トは並列使用をも念頭において開発したので、簡
単な機素を付加することによつて例えば建設工事
の進行にともなつて、その固有振動数や重量やそ
の他の振動のフアクターが変化した場合において
も増減設備が簡単にでき、従つて製造コストや保
守にも良い効果を及ぼすことができる。
第１図ａ，ｂは本発明の一実施例を示すもの
で、ａは正面図、ｂは側面図、第２図はその模式
図、第３図は本発明の他の発明を示す正面図、第
４図は本発明の力学モデル図、第５図はその共振
曲線図、第６図は本発明の他の発明の力学モデル
図、第７図はその共振曲線図である。 図において、１は支持フレーム、２は第２アー
ム、３は第１ピン、４は重錘、５は固定ねじ、９
は減衰器、１５は固定ボルト、１６は第１アー
ム、１７は第２ピン、１８は第２ばね、１９は第
１ばね、２０は軸受、２３はピン、２４はピン、
２８はリンク、２９は重錘、３０は重錘である。 なお各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
で、ａは正面図、ｂは側面図、第２図はその模式
図、第３図は本発明の他の発明を示す正面図、第
４図は本発明の力学モデル図、第５図はその共振
曲線図、第６図は本発明の他の発明の力学モデル
図、第７図はその共振曲線図である。 図において、１は支持フレーム、２は第２アー
ム、３は第１ピン、４は重錘、５は固定ねじ、９
は減衰器、１５は固定ボルト、１６は第１アー
ム、１７は第２ピン、１８は第２ばね、１９は第
１ばね、２０は軸受、２３はピン、２４はピン、
２８はリンク、２９は重錘、３０は重錘である。 なお各図中、同一符号は同一又は相当部分を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 支持フレームにその下端部を軸支した第１ア
ームと、該第１アームにその上端部を軸支した第
２アームと、該第２アームに取付けた第１重錘
と、前記第１アームを前記フレームに対して振動
可能に保持する第１ばね部材と、を備え、 前記フレームに対する前記第１アームの振動面
と平行な面内で、前記第１重錘に振子振動を行わ
せるものであつて、 前記第１アームと前記第２アームとの間、また
は前記第１アームと前記フレームとの間、または
前記第２アームと前記フレームとの間に、前記第
１重錘の振子振動を減衰させるための減衰器を取
付けたことを特徴とする２節振子式動吸振器。 ２ 前記第２アームを前記第１アームに対して振
動可能に保持する第２ばね部材を備えたことを特
徴とする特許請求の範囲１に記載の２節振子式動
吸振器。 ３ 前記第１アームに第２重錘を取付けたことを
特徴とする特許請求の範囲１〜２のいずれかに記
載の２節振子式動吸振器。 ４ 前記第１アームと、前記第２アームと、前記
第１重錘とを備えた２節構造物を、その運動面の
方向を揃えて複数配置し、 該２節構造物の少なくとも１つには前記第１ば
ね部材を設け、 該２節構造物の少なくとも１つには前記減衰器
を取付け、 それぞれの前記第１アーム、または前記第２ア
ーム、または前記第１アームと前記第２アームと
を軸支する軸を相互にリンク部材で連結し、 該リンク部材により、前記複数の２節構造物が
強制的に同期振動されることを特徴とする２節振
子式動吸振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171127A JPS6231735A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ２節振子式動吸振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60171127A JPS6231735A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ２節振子式動吸振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231735A JPS6231735A (ja) | 1987-02-10 |
| JPH0310817B2 true JPH0310817B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=15917480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60171127A Granted JPS6231735A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | ２節振子式動吸振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6231735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020189310A1 (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | 住友電気工業株式会社 | 高周波同軸ケーブル |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02292545A (ja) * | 1989-05-08 | 1990-12-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制振装置 |
| WO1992002743A1 (en) * | 1990-08-10 | 1992-02-20 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vibration-damping apparatus |
| JP2691062B2 (ja) * | 1990-08-30 | 1997-12-17 | 三菱重工業株式会社 | 振り子式長周期制振装置 |
| JPH081105B2 (ja) * | 1992-12-03 | 1996-01-10 | カヤバ工業株式会社 | 制振装置 |
| EP1329565A1 (fr) * | 2002-01-15 | 2003-07-23 | Alain Serge Charles Lacroix | Dispositif d'absorbeur dynamique pendulaire |
| DE10202644C1 (de) * | 2002-01-23 | 2003-06-18 | Freudenberg Carl Kg | Verfahren zur Befestigung eines Schwingungstilgers an einer Halterung |
| CN114457930B (zh) * | 2022-03-03 | 2022-11-25 | 湖南大学 | 一种自耗能摆式碰撞双重调谐质量阻尼器 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60171127A patent/JPS6231735A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020189310A1 (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | 住友電気工業株式会社 | 高周波同軸ケーブル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6231735A (ja) | 1987-02-10 |
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