JPH04157235A

JPH04157235A - 動吸振器

Info

Publication number: JPH04157235A
Application number: JP28236090A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tsuge; 和夫柘植
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-29
Anticipated expiration: 2014-03-31
Also published as: JP2875876B2

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動吸振器に係り、特に振動体の振動周波数に対
応しつるよう構成した動吸振器に関する。

従来の技術高層ビルの建築技術か進歩するとともに、地震等により
高層ビルの揺れを防止するための技術開発か進められて
いる。その−手段として高層ビルの振動を抑えるよう構
成された動吸振器が開発されつつある。

従来の動吸振器としては、第１０図に示すような装置が
ある。第１０図に示す動吸振器は門形の支持体１にアー
ム２か回動自在に吊下され、アーム２の端部にはおもり
３が取付けられている。この動吸振器は例えば高層ビル
の屋上等に設置され、高層ビルが振動すると“振り子”
のようにアーム２及びおもり３が軸４を支点として揺動
するようになっている。そして、おもり３の周波数が高
層ビルの周波数と対応するように調整が行われる。

この場合、アーム２の長さを変更することによりおもり
３の周波数を調整することができる。

発明が解決しようとする課題しかるに、上記従来の動吸振器では、周波数を小さく（
周期を長く）シようとすると、アーム２をより長くする
必要があり、装置全体が大型化してしまう。また、アー
ム２か長くならないようにするため特開平１−２９９３
３９号公報のように振子の吊り糸を折り畳んだものが開
発されているが構成が複雑化している。又、従来の動吸
振器では周波数を太き（（周期を短く）する場合、アー
ム２がかなり短くなり、ＩＨｚのとき、アーム２の長さ
は２４．８ａｎとなってしまい、数トンもあるおもり３
を支持することが構造的に不可能となってしまい、高層
ビルの周波数に応じておもり３の周波数を調整すること
か難しいといった課題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決した動吸振器を提供す
ることを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、振動体の振動方向に延在する軌道を有し、該振動体上で
揺動自在に支承された揺動部材と、前記軌道上に移動自
在に載置され、前記振動体の振動に応じて前記揺動部材
を揺動せしめ傾斜した軌道上を移動するおもりと、一端か前記おもりに連結され、他端が前記振動体に設け
られた固定部に連結され、前記おもりを前記振動体の振
動方向へ往復動するように支持する回動部材と、前記揺動部材の端部に設けられ、前記おもりの往復動に
伴う前記揺動部材の揺動動作を緩衝する緩衝手段と、よりなる。

作用振動体の振動に応じておもりが振動方向に延在する軌道
上を往復移動して揺動部材を揺動せしめ、この揺動部材
の揺動動作を緩衝手段により緩衝することにより、おも
りを振動体の振動に応じた周波数で振り子運動させるよ
うにしたものであり、揺動部材の端部に設けた衝撃手段
のばね力を変更することによりおもりの周波数を適宜調
整することが可能となり、且つコンパクトな構成となっ
ている。

実施例第１図乃至第３図に本発明になる動吸振器の第１実施例
を示す。

各図中、動吸振器１１はビル屋上（振動体）１２に設置
され地震等によりビルが振動すると、可動質量（おもり
）１３が揺動ベース１４上に設けられた軌道１５ａ、１
５ｂをＸ方向に走行してビルを制振する。可動質量１３
はビルの大きさ等に応じた重量を存し、底部に４個の車
輪１６を有する。各車輪１６は可動質量１３より側方に
突出する軸１３ａにより回転自在に支承され、内側には
脱輪防止の鍔部１６ａを有する。

揺動ベース１４は上面にビルの振動方向（Ｘ方向）に延
在する一対の軌道１５ａ、１５ｂを有し、上記可動質量
１３の各車輪１６はビル揺動時の慣性力により軌道１５
ａ、１５ｂを転動する。

１７．１８は揺動ベース１４の長手方向（Ｘ方向）中央
を揺動自在に支持する支柱で、揺動ベース１４０前後面
に対抗するようビル屋上１２にボルト１９により固定さ
れている。又、支柱１７゜１８の上部側面には揺動ベー
ス１４より突出する軸１４ｄ、１４ｅを軸承する軸受２
０，２１が設けられ、揺動ベース１４は軸１４ｄ、１４
ｅを支点としてシーソ運動するように支承されている。

２２は回転アームで、可動質量１３が振動方向へ往復動
するように上端２２ａが可動質量１３の凹部１３ｂ内に
横架された軸１３ｃに軸受２３を介して連結され、下端
２２ｂがビル屋上１２の凹部１２ａ内に設けられた固定
部材２４のブラケット２４ａ、２４ｂ間に横架された軸
２４ｃに軸受２５を介して連結されている。又、揺動ベ
ース１４は回動アーム２２が貫通する貫通孔１４ａがＸ
方向に延在するように穿設されている。従って、回動ア
ーム２２はビルの振動発生時振動の慣性力により可動質
量１３がＸ方向に移動すると、下方の軸２４ｃを支点と
して回動する。そのため、回動アーム２２が連結された
可動質量１３は軌道１５ａ、１５ｂを走行しながら振り
子運動する。

上記揺動ベース１４の両端部１４ｂ、１４ｃとビル屋上
１２との間には第１．第２の緩衝手段２６．２７が設け
られている。第１の緩衝手段２６は上端か摺動ベース１
４の下面に設けられた掛止部１４ｂ、、１４ｂ２に掛止
され、下端かビル屋上１２の掛止部１２ｂｌ、１２ｂｔ
に掛止されたダンパ２６ａとコイルバネ２６ｂとよりな
り、第２の緩衝手段２７は第１の緩衝手段２６と同様に
配設されたダンパ２７ａとコイルバネ２７ｂとよりなる
。そのため、後述するように可動質量１３の往復動に伴
って揺動ベース１４がシーソ運動するとき、揺動ベース
１４は両端部１４ｂ、。

１４ｃがビル屋上１２に近接または離間するととモニ上
記ダンパ２６ａ、２７ａ、バネ２６ｂ。

２７ｂの伸縮動作により緩衝される。

通常（ビルが振動しないとき）、可動質ｊ１１３は第１
図に示す中立位置に停止しており、揺動ベース１４はビ
ル屋上１２と平行な水平方向に延在する位置で停止して
いる。これは、揺動ベース１４の両端を附勢する第１．
第２の緩衝手段２６２７の押圧力がバランスするからで
ある。

ここで、上記構成になる動吸振器１１の動作につき説明
する。

ビル（図示せず）が地震等により振動すると、ビ屋上１
２に設置された動吸振器１１は、ビル振動の慣性力か可
動質量１３に作用するため、可動質量１３か各車輪Ｉ６
の転勤により軌道１５ａ。

１５ｂに沿ってＸ方向に移動する。即ち、ビルの振動に
より可動質量１３はビル振動方向と逆方向へ移動し、ビ
ルの振動と同一の周波数てＸ方向に往復移動する。

そして、可動質量１３が第３図に示すように中立位置か
ら揺動ベース１４の一方の端部１４ｂ側へ移動すると、
揺動ベース１４は端部１４ｂ側か降下し他方の端部１４
ｃが上昇するように傾斜しながら軸１４ｄ、１４ｅを支
点として反時計方向に回動する。このように、可動質量
１３が揺動ベース１４の端部１４ｂ側へ移動するときに
、端部１４ｂ側の第１の緩衝手段２６には圧縮荷重が作
用し、端部１４ｃ側の第２の緩衝手段２７には引張荷重
が作用する。そのため、揺動ベース１４は一方の端部１
４ｂがダンパ２６ａ、バネ２６ｂにより緩衝され、他方
の端部１４ｃかダンパ２７ａ、２７ｂにより緩衝されて
減速される。そして、揺動ベース１４が第１．第２の緩
衝手段２６゜２７の附勢力の増大により逆方向（時計方
向）に回動しはじめるとき、可動質量１３は中立位置へ
復帰するように移動する。

可動質量Ｉ３が中立位置を通過して揺動ベース１４の他
方の端部１４ｃ側へ移動するにつれて、揺動ベース１４
は一方の端部１４　ｂ側が上昇し、端部１４ｃ側が降下
するように傾斜する。そのため、一方の端部１４ｂ側の
第１の緩衝手段２６には引張荷重が作用し、他方の端部
１４ｃ側の第２の緩衝手段２７には圧縮荷重が作用する
。そして、揺動ベース１４は両端部１４ｂ、１４ｃ側に
配設されたダンパ２６ａ、２７ａ、バネ２６ｂ。

２７ｂにより緩衝され減速される。

このようにして、地震発生時可動質量１３のＸ方向への
振り子動作とともに揺動ベース１４のシーソ運動が繰り
返されてビル振動が制振される。

上記動吸振器１１では可動質量１３の周波数がビルの振
動周波数と一致するようにダンパ２６ａ。

２７ａの減衰比及びバネ２６ｂ、２７ｂのバネ定数が予
め設定されている。しかしながら、上記構成になる動吸
振器１１では減衰比、バネ定数の異なる複数種のダンパ
、バネを交換することによりビルの大きさ等によってダ
ンパ２６ａ、２７ａの減衰比及びバネ２６ｂ、２７ｂの
バネ定数を変更することができるので、可動質量１３を
そのビルの開存振動数に応じた周波数で揺動するように
設定することができる。従って、比較的低い周波数の振
動に対しても従来のように装置全体か大型化することも
なくコンパクトな構成となっている。

第４図に本考案の第２実施例を示す。尚、上記第１実施
例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する
。

同図中、揺動ベース１４′は両端部１４’ｂ。

１４′ｃが上方に中央部が下方に位置するように円弧状
に湾曲している。従って、揺動ベース１４′の上面に設
けられた軌道１５’ａ、１５’ｂはＸ方向の中間位置が
最も低く、中央位置から端部側へ移動するにつれて上昇
するような円弧状に形成されている。

そのため、揺動ベース１４’の両端部１４’ｂ。

１４’ｃとビル屋上１２との距離が大であるので、第１
．第２の緩衝手段２６’、２７’にストロークの長いダ
ンパ２６’　ａ、２７’　ａ及びバネ２６’　ｂ、２７
’　ｂを使用できる。さらに、可動質量１３は回動アー
ム２２の回動により振り子運動するため、可動質量１３
か端部１４’ｂ。

１４′Ｃへ移動するにつれて揺動ベース１４′は回動し
可動質量１３の移動方向の端部が降下するように傾斜す
る。その際、揺動ベース１４及び軌道１５ａ、１５ｂが
円弧状に湾曲しているため、端部１４’　ｂ、１４’　
ｃの上、下動のストロークが第１実施例よりも長い。

よって、地震発生時、揺動ベース１４が可動質量１３の
住復動によりシーソ運動すると、揺動ベース１４には、
第１実施例よりも大きな附勢力がダンパ２６ａ、２７ａ
及びバネ２６’ｂ。

２７′ｂより付与される。これにより、揺動ベース１４
は回動位置から水平位置へ戻ろうとする復帰速度が向上
し周波数の高い振動にも対応することが出来る。

第５図及び第６図に本発明の第３実施例を示す。

両図中、本実施例では第１実施例の回動アーム２２の代
わりにコイルバネ２８が設けられている。

コイルバネ２８の上端２８ａは可動質量１３の軸１３ｃ
と軸受２３を介して連結され、下端２８ｂは固定部材２
４の軸２４ｃに軸受２５を介して連結されている。地震
発生時、可動質量１３がＸ方向に移動するとともに、コ
イルバネ２８は引張される。そして、地震による慣性力
か大きいとそれだけ可動質量Ｉ３は揺動ベース１４の端
部１４ｂ。

１４ｃ側へ移動し、コイルバネ２８の付勢力も増大する
。そのため、回動した揺動ベース１４を水平位置に戻そ
うとするバネ２６ｂ、２７ｂからの附勢力が作用すると
ともに、上記コイルバネ２８の引張力が可動質量１３に
作用することにより、可動質量１３はより復元力により
中立位置へ復帰することになり、復帰速度が高められ高
周波数の振動にも効果的に対応することができる。

第７図乃至第９図に本発明の第４実施例を示す。

各図中、可動質量１３はモータ３Ｉを支持する支持ベー
ス３２を有しており、モータ３１の出力軸３１ａにはピ
ニオン３３が設けられている。揺動ベース１４の上部に
は軌道１５ａ、１５ｂと平行に延在するラック３４か固
定されている。このラック３４にはモータ３１に回転駆
動されるピニオン３３が噛合している。

モータ３１には地震発生時図示しない制御回路からの駆
動信号によりピニオン３３を回転駆動する。従って、可
動質量１３はモータ３１の回転駆動力により能動的にＸ
方向へ移動し、ビルの振動を制振する。

尚、上記実施例では緩衝手段としてのダンパ２６ａ、２
７ａのコイルバネ２６ｂ、２７ｂとを平行に設けたが、
これに限らず、例えばダンパ２６ａ、２７ａあるいはバ
ネ２６ｂ、２７ｂを揺動ベース１４の上方に設けるよう
にしても良い。

発明の効果上述の如く、本発明になる動吸振器は、おもりが軌道上
を振動体の振動方向に移動することにより揺動部材が揺
動しこの揺動部材の揺動動作を緩衝手段により緩衝する
ため、おもりを振動体の振動に応じた周波数で振り子運
動させることができ、揺動部材の端部に設けた緩衝手段
の緩衝力（バネ定数、減衰比等）を変更することにより
、振動体の振動周波数に対応させて振動を効果的に制振
することができる。又、おもりを支持する回動部材を振
動体の振動周波数に応じて長くしたり、短くしたりする
必要がないので、コンパクトな構成にできるとともに設
置スペースが大型化することを防止できる等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる動吸振器の第１実施例の正面縦断
面図、第２図は第１図中ＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図、
第３図は動吸振器の動作を説明するための正面縦断面図
、第４図は本発明の第２実施例の正面縦断面図、第５図
は本発明の第３実施例の正面縦断面図、第６図は第５図
中ＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図、第７図は本発明の第４
実施例の正面縦断面図、第８図は第７図中、■−■線に
沿う縦断面図、第９図は第７図中ＩＸ−ＩＸ線に沿う縦
断面図、第１０図は従来の動吸振器を説明するための図
である。１１・・・動吸振器、１３・・・可動質量、１４・・・
揺動ベース、１５ａ、１５ｂ・・・軌道、１６・・・車
輪、１７．１８・・・支柱、２２・・・回動アーム、２
４・・・固定部材、２６・・・第１の緩衝手段、２７・
・・第２の緩衝手段、２６ａ、２７ａ−ダンパ、２６ｂ
。２７ｂ、２８・・・コイルバネ、３１・・・モータ、３
３・・・ビニオン、３４・・・ラック。特許出願人　ト　キ　コ　株式会社第１Ｏ図

Claims

【特許請求の範囲】振動体の振動方向に延在する軌道を有し、該振動体上で
揺動自在に支承された揺動部材と、前記軌道上に移動自
在に載置され、前記振動体の振動に応じて前記揺動部材
を揺動せしめ傾斜した軌道上を移動するおもりと、一端が前記おもりに連結され、他端が前記振動体に設け
られた固定部に連結され、前記おもりを前記振動体の振
動方向へ往復動するように支持する回動部材と、前記揺動部材の端部に設けられ、前記おもりの往復動に
伴う前記揺動部材の揺動動作を緩衝する緩衝手段と、よりなることを特徴とする動吸振器。