JPH04140530A - 構造物の振動抑制装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建築物等の構造物の振動を抑制する振動抑制装
置の改良に係り、詳しくは振動抑制効果がある粘弾性体
の材質を簡単に選択し得る構造物の振動抑制装置に関す
る。

〔従来技術］ 第９図は、従来の構造物の振動抑制装置を示す縦断面模
式図である。

この振動抑制装置１では、振動を抑制すべき床パネル等
の上記構造物２の矢印Ｘで示す振動方向に対して直角に
互いに間隔を保って平行に複数の板ハネ３．４が並設さ
れ９同板バネ３．４は上記構造部２に支持台５等を介し
てそれぞれ固着されている。

更に５　この振動抑制装置ｌでは、上記板バネ３゜４の
上記構造物２への固着部６から離れた位置に錘７が取り
付けられていると共に、該板バネ３゜４は粘弾性体８に
より接合されている。

この振動抑制装置１では、上記構造物２の振動によって
上記板バネ３．４が振動し、該振動による同板バネ３．
４の変形に伴う上記粘弾性体８の剪断変形により、上記
構造物２の振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて
大気中に放出され。

同構造物２の振動が抑制される。

なお、この振動抑制装置１は例えば特開昭５９−１１０
９３８号公報に開示されている。

ところで、上記床パネル等の構造物２自身５通常０，０
１程度の損失係数を有しており、同構造物２は自らその
振動を抑制する。

それゆえに、上記振動抑制袋ｆ１の損失係数η。

の値が、少なくとも上記損失係数の５倍、即ち０゜０５
以上でなければ、同装置１の振動抑制効果が顕著にあら
れれない。

また、上記床パネル等の構造物２の振動周波数は、１０
〜１００Ｊ（ｚ程度の低周波であり、その振動レベルは
３０に近傍でピークとなる。

従って、上記振動抑制装置１では、上記構造物２の振動
を効率良く抑制すべく、同振動抑制装置１の損失係数η
８が、上記１０〜１ｏＯＨｚの低周波で上記０．０５以
上となるように上記粘弾性体８の材質等を設定しなけれ
ｔｆならない。

ところで、上記第９図に示すこの振動抑制装置１の損失
係数１８は１例えば次式を解くことにより算出される。

Ｉま ただし Ｅ。

十ｇ （Ｅｌ ＋Ｅ。

Ｈコ Ｈ，ｌ、＝ ＋Ｈ。

２（１＋ν） シー０．５ Ｅｘ　：板バネ３，４及び粘弾性体８の全体のヤング率 ：板バネ３．４及び粘弾性体８の同粘 弾性体８の中心軸を中心とする断面 ２次モーメント ：複素項を示す Ｅ、、Ｅ及びＥ。

：板バネ３．粘弾性体８．及び板バネ ４のヤング率 Ｇ２　：粘弾性体８の剪断弾性係数 Ｈ，，Ｈ，，及びＨｌ 二板バネ３．粘弾性体８．及び板バネ ４の厚さ（例えば１．６　ｔａｔａ、　　　Ｉ　ｓｍ。

１．６−ｓ） ｌ　：板バネ３．粘弾性体８．及び板バネ４の長さ ρ　；板バネ３．粘弾性体８．及び板バネ４の全体比重 η　：粘弾性体８の損失係数 ｒ　コ振動抑制装置ｌの設定共振周波数ν　：粘弾性体
８のポアソン比 即ち、上記損失係数η８は、上記のように粘弾性体８の
材質特性、その厚さ、及び板バネ３．４の厚さや長さ等
に基づいて算出されるが１式が複雑で変数が多いので、
同η８を求める計算には。

相当の手間がかかる。

第８図は５　この種の装置に通常用いられる１１Ｉ１１
厚のポリオレフィン系の樹脂を上記粘弾性体８に用いて
上記振動抑制装置Ｉを構成したときの同装置１の上記損
失係数η８の算出例を９曲線Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅで示したものである。

なお、この曲線Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは、上記構造物２の
共振振動周波数３０Ｈｚ近傍のそれぞれ上記粘弾性体８
の温度が５℃、１０℃、２０℃、３０℃、４０°Ｃのと
きの同粘弾性体８の周波数特性を示している。

この図から、上記樹脂を用いてなるこの振動抑制装置１
は、上記粘弾性体８が５°Ｃのとき２前述した損失係数
η、の条件（１０〜１０〇七で０．０５以上）を満たさ
ないことが解る。

従って、この粘弾性体８を用いた振動抑制装置１では、
同粘弾性体８が上記５℃程度の温度となる冬場等におい
ては、同装置１の振動抑制効果を期待することができな
い。

これは前記（１）式の変数の１つである粘弾性体の損失
係数ηが温度の影響を受けるからである。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように従来の振動抑制装置１では、粘弾性体８
の材質特性、その厚さ２及び仮バネ３４の厚さ等を設定
して、同装置ｌの損失係数η８をいちいち算出しなけれ
ば、同装置１が構造物２の振動を十分抑制できるもので
あるかどうかが解らず、同構造物２の振動を十分抑制す
る粘弾性体８の材質等を選定するのに多大の手間がかか
ると共に、適切な粘弾性体８の材質等を見つけるのが困
難な状況であった。

また損失係数ηは前述のように使用される温度条件によ
り大きく影響を受けるので、前提として使用温度を特定
する必要がある。

ところで２第６図は前記（１）式においてその温度その
他の条件を変更することにより、前記粘弾性体８の損失
係数ηを０．０１．０．１．０．３．　１．０゜３．０
のように変化させて前記振動抑制装置１の損失係数ηい
を順に求めて示したものである。

この図に示すように上記ηが大きくなるに連れて上記η
イも大きくなる。

また、第７図（ａ）及び伽）は、それぞれ上記（１）式
において粘弾性体８のヤング率Ｅを３×１０５　　（Ｐ
ａ）及び３Ｘ１０”　　（Ｐａ）としたときの同振動抑
制装置１の損失係数η８を示したものである。

なお、この場合も上記損失係数ηを０．０１．０．１゜
０．３．　１．０．３．０のように変化させている。

この第７１Ｎ（ａ）及び（ロ）から解るようにそれぞれ
上記ヤング率Ｅが３ｘｌＯ’　　（Ｐａ）及び３×１０
５（Ｐａ）のとき、それぞれ共振周波数ｆ（前記（１）
式参照）が１０Ｈｚ及び１０〇七において上記η８が極
大となる。

これらの図から、上記粘弾性体８の材質固有の定数であ
る上記損失係数ηやヤング率Ｅの条件を設定することに
より、この振動抑制装置ｌの振動を十分に抑制すること
ができることがわかる。

従って、これら損失係数η等を記載した各種資料等を検
索することにより、上記条件に適合する粘弾性体の材質
等を設定することができ、上記した計算の手間等を省く
ことが可能となって、極めて好都合である。

従って１本発明は粘弾性体の材質固有の損失係数等の定
数条件を設定することにより、いちいち計算することな
く粘弾性体の材質を簡単に選定し得るようにすると共に
、該選定された材質を用いて構造物の振動を充分抑制し
得るようにした構造物の振動抑制装置を提供することを
目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、構造物の振動方向
に対して直角に互いに間隔を保って平行に複数の板バネ
を並設し、該板バネを振動を抑制すべき上記構造物にそ
れぞれ固着し５該板バネの上記構造物への固着部から離
れた位置に錘を取り付けると共に、上記板バネを粘弾性
体により接合してなる構造物の振動抑制装置において、
使用温度におけるヤング率Ｅと損失係数ηとが、以下に
示す条件を満たす粘弾性体を用いたことを特徴とする構
造物の振動抑制装置として構成されている。

３ＸＩＯ’≦Ｅ≦１０７〔Ｐａ〕 ０．２≦η 〔作用〕 この構造物の振動抑制装置では、使用温度におけるヤン
グ率Ｅと損失係数ηとが、以下に示す条件を満たす粘弾
性体を用いている。

３Ｘ１０ゝ≦Ｅ≦１０’　　（Ｐａ） ０．２≦η 上記ヤング率Ｅの条件から、この振動抑制装置では、１
０〜１００Ｈｚ等の低周波領域で同装置の損失係数η、
を極大にすることができ、床パネル等の構造物の低周波
振動を十分抑制することができる。

また、上記損失係数ηの条件から２この振動抑制装置で
は、上記低周波領域で同装置の損失係数η、を約０．０
５以上とすることができ、同構造物の振動を顕著に抑制
することができる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して１本発明を具体化した実施例
につき説明し１本発明の理解に供する。

尚、以下の実施例は本発明を具体化した一例であって、
本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

ここに第１図は本発明の一実施例に係る構造物の振動抑
制装置の一例を示す縦断面模式図、第２図は同振動抑制
装置の他の例を示す縦断面模式図第３図は同振動抑制装
置の更に他の例を示す縦断面模式図、第４図は高減衰シ
リコンラバーの損失係数及びヤング率の一例を示す周波
数特性グラフ第５図は第１図に示す振動抑制装置の粘弾
性体に高減衰シリコンラバーを用い、たときの同装置の
損失係数の一例を示す周波数特性グラフである。

また、前記第９図に示した従来の振動抑制装置と共通す
る要素には同一の符号を使用し、同振動抑制装置と共通
し且つＩ！能の異なる要素には更にサフィックスを付け
て区別する。

この実施例に係る振動抑制装置１１の特徴点は。

第１図に示すように使用温度（例えば０〜４０°Ｃ）に
おけるヤング力Ｅと損失係数ηとが、以下に示す条件を
満たす粘弾性体８．を用いた点である。

３×１０５≦Ｅ≦１０’　　［Ｐａｌ　　−（２）０、
２≦ｌ　　　　　　　　　　　・・・（３）即ち、この
振動抑制装置ｆｆ、では、前記第７図（ａ）、■）から
解かるように上記（２）の条件式により。

１０〜１００七等の低周波領域で同装置１．０損失係数
η８を極大にすることができる。

換言すれは、上記振動抑制装置１．は上記低周波Ｈ域で
、高い損失係数η８を得ることができ。

その振動抑制効果が極大となる。

従って、同装置１は、床パネル等の構造物２の低周波振
動を抑制するのに最適である。

また、この振動抑制装置１．では、上記（３）の条件式
により、粘弾性体８１の損失係数ηが０．２以上である
ことから、前記第６図から解るように１０−１００七の
低周波ＩＶ域で同振動抑制装置１゜の損失係数η、を約
０．０５以上とすることができる。

即ち、この振動抑制装置１．では、前述した振動抑制効
果が顕著にあられれる損失係数η、の条件（０，０５以
上）を満たしている。

従って、この振動抑制装置１．では、構造物２の振動を
十分に＃制御することができる。

次に、上記振動抑制装置１８を実際に構成する手順につ
いて述べる。

理科年表等の技術文献から、使用温度（例えば０〜４０
℃）において上記（２）、　（３）の条件式を満たす材
質１例えば第４図に示す１１１１１厚さの高減衰シリコ
ンラバーが選定される。

そして、第１図に示すように上記選定された高減衰シリ
コンラバーを、粘弾性体８．の材質とする振動抑制装置
１．が構成される。

上記したように、この振動抑制装置１．ではいちいち粘
弾性体の材質特性、その厚さ、及び板バネの厚さや長さ
等に基づいて、同装置１．の損失係数７□を夏山するこ
となく、粘弾性体８．の材質を簡単に選定することがで
きる。

第５図は、上記選定した高減衰シリコンラバーを、上記
粘弾性体８１の材質としてなる振動抑制装置１．の損失
係数η１の一例を示している。

この図から解るように、この振動抑制装置１゜では、使
用温度（０〜４０℃）における同振動抑制装置１１の損
失係数η。が０．０５以上となっており、構造物２の振
動を十分に抑制することができる。

上記実施例では、第１図に示すように錘７が上記粘弾性
体８．及び板バネ３．４の一端部に取り付けられていた
が、第２図に示すように同錘７を上記粘弾性体８．及び
板バネ３，４の両端部に取り付けるようにして振動抑制
装置１．を構成するようにしてもよい。

あるいは、同錘７を、板バネ４の他の位置１例えば第３
図に示すように同板バネ４の両端部間のある位置に取り
つけるようにして振動抑制装置１ｃを構成するようにし
てもよい。

上記実施例では、上記（２）、　（３）の条件式を満た
す材質として高減衰シリコンラバーを選定したが。

当然ながら、同条件式を満たす材質であれば他の材質で
あってもよい。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されているので、いちいち計
算することなく粘弾性体の材質を簡単に選定することが
できると共に、該選定された材質の粘弾性体を用いて構
造物の振動を十分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る構造物の振動抑制装置
の一例を示す縦断面模式図、第２図は同振動抑制装置の
他の例を示す縦断面模式図、第３図は同振動抑制装置の
更に他の例を示す縦断面模式図、第４図は高減衰シリコ
ンラバーの損失係数及びヤング率の一例を示す周波数特
性グラフ、第５図は第１図に示す振動抑制装置の粘弾性
体に高減衰シリコンラバーを用いたときの同装置の損失
係数の一例を示す周波数特性グラフ、第６図は従来の振
動抑制装置の粘弾性体の損失係数を変化させて求めた同
装置の損失係数η、の−例を示す周波数特性グラフ、第
７図（ａｌ及び山）はそれぞれ同振動抑制装置の粘弾性
体のヤング率を変化させて求めた同装置の損失係数η８
の一例を示す周波数特性グラフ、第８図は粘弾性体の材
質としてポリオレフィン等の樹脂を用いたところの従来
の振動抑制装置の損失係数η。の−例を示す周波数特性
グラフ、第９図は従来の振動抑制装置の一例を示す縦断
面模式図である。 〔符号の説明〕 １−、ｌｂ、１−・・・振動抑制装置 ２・・・構造物　　　　３，４・・・板バネ６・・・固
着部　　　　７・・・錘 ８１・・・粘弾性体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、構造物の振動方向に対して直角に互いに間隔を保っ
   て平行に複数の板バネを並設し、該板バネを振動を抑制
   すべき上記構造物にそれぞれ固着し、該板バネの上記構
   造物への固着部から離れた位置に錘を取り付けると共に
   、上記板バネを粘弾性体により接合してなる構造物の振
   動抑制装置において、 使用温度におけるヤング率Ｅと損失係数η とが、以下に示す条件を満たす粘弾性体を用いたことを
   特徴とする構造物の振動抑制装置。 ３×１０＾５≦Ｅ≦１０＾７〔Ｐａ〕 ０．２≦η