JPH05118164A

JPH05118164A - 構造物の制振装置

Info

Publication number: JPH05118164A
Application number: JP8083391A
Authority: JP
Inventors: Junji Hashimoto; 純二橋本; Yoshihiro Gofuku; 義博呉服; Masatsugu Kimura; 将嗣木村
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1991-03-19
Filing date: 1991-03-19
Publication date: 1993-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】固有振動数を変更可能とすることにより広範
囲の振動に有効に対応できるようにする。【構成】構造物１の上部のフロア面に空気ばね10a 、
10b で支持して慣性質量３を載置し、前記空気ばね10a
、10b を配管12を介して空気タンク11に接続し、さら
に構造物１に加わる振動を検知するセンサ18とセンサ18
で検知した振動の大きさが所定値を越える場合に前記配
管12に介装した開閉弁15を開く制御装置19とを設け、地
震が起こったような場合に、空気ばね10a 、10b に空気
タンク11内の圧縮空気を供給してばね定数を変更し、制
振装置としての固有振動数を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構造物に加わる振動を
抑えるための制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の制振装置の一つとして、
図４に示すように、構造物（こゝでは建物）１の上部の
フロア面に積層ゴム２で支持して慣性質量３を載置した
ものがあった。かゝる制振装置においては、強風や地震
で構造物１が振動すると、慣性質量３が積層ゴムを介し
てその振動を打ち消す方向へ揺動し、構造物１の振動が
可及的に抑えられるようになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の制振装置によれば、その固有振動数は積層ゴム
２のばね定数と慣性質量３の重量とによって一義的に決
まっており、このため、例えば強風を受けた時の構造物
１の固有振動数（１次固有振動数）に合わせてその固有
振動数を設定した場合には地震に対する制振効果が不十
分となり、逆に地震を受けた時の構造物１の固有振動数
（２次固有振動数）に合わせてその固有振動数を設定し
た場合には強風に対する制振効果が不十分となり、広範
囲の振動に有効に対応できないという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、固有振動数を変更可能とすることにより広
範囲の振動に有効に対応できる構造物の制振装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の一つは、構造物の上部のフロア面に空気ば
ねで支持して慣性質量を載置し、前記空気ばねを空気圧
源に接続し、かつ構造物に加わる振動の大きさを検知す
るセンサを設けると共に、該センサで検知した振動の大
きさが所定値を越えた時に前記空気ばねと空気圧源との
接続回路を開く手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】また、本発明の他の一つは、構造物の上部
のフロア面に積層ゴムで支持して慣性質量を載置し、前
記慣性質量とその周りの固定ブロックとの間に空気ばね
を配置すると共に、該空気ばねを空気圧源に接続し、か
つ構造物に加わる振動の大きさを検知するセンサを設け
ると共に、該センサで検知した振動の大きさが所定値を
越えた時に前記空気ばねと空気圧源との接続回路を開く
手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記のように構成した構造物の制振装置におい
ては、センサからの信号で空気ばねと空気圧源との接続
回路を開くことにより慣性質量を支持する弾性体のばね
定数が変更されることとなり、制振装置としての固有振
動数は変更される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面にもとづい
て説明する。

【０００９】図１は、本発明の第１実施例を示したもの
である。なお、前出の図４に示した部分と同一部分には
同一符号を付し、こゝではその説明を省略する。本第１
実施例において慣性質量３は、前出の積層ゴム（２）に
代えて複数の空気ばね10ａ、10ｂに支持されている。各
空気ばね10ａ、10ｂは、構造物１のフロア１ａ面に別途
設置した空気タンク11に本管12および枝管13ａ、13ｂを
介して接続されている。空気タンク11には圧縮機14から
給送された所定圧の圧縮空気が貯留されるようになって
おり、本管12に介装した開閉弁15を開くことにより空気
タンク11内の圧縮空気が各空気ばね10ａ、10ｂに供給さ
れるようになる。また、各空気ばね10ａ、10ｂには前記
枝管13ａ、13ｂとは別に、外部に連通する排出管16ａ、
16ｂが接続されており、各排出管16ａ、16ｂには開閉弁
17ａ、17ｂが介装されている。そして、各開閉弁17ａ、
17ｂを開くことにより空気ばね10ａ、10ｂ内の圧縮空気
は外部へ排出されるようになる。

【００１１】一方、構造物１の下の地中部分には地震感
知センサ18が設置され、該センサ18の信号は制御装置19
に取り込まれるようになっている。制御装置19は、地震
感知センサ18からの信号にもとづいて本管12中の開閉弁
15、および排出管16ａ、16ｂ中の開閉弁17ａ、17ｂを開
閉制御する機能を有している。

【００１２】本第１実施例においては、常時は強風で振
動する構造物１の固有振動数（１次固有振動数）に一致
する固有振動数が得られるように、各空気ばね10ａ、10
ｂのばね定数が調整されている。すなわち、各空気ばね
10ａ、10ｂには、各排出管16ａ、16ｂ中の開閉弁17ａ、
17ｂの開閉操作により空気タンク11内の圧縮空気より低
圧の圧縮空気が閉じ込められる。なお、この時、本管12
中の開閉弁15は閉じられている。これにより、強風で構
造物１が振動するような場合は、慣性質量３が強風によ
る構造物１の振動を打ち消す方向へ揺動し、構造物１の
振動が抑えられる。

【００１３】しかして、地震による振動が構造物１に加
わるような場合は、地震感知センサ18で検知した振動の
大きさが所定値より大きくなると同時に、制御装置19が
開閉弁15に開弁信号を出力し、これにより本管12が開か
れて各空気ばね10ａ、10ｂに空気タンク11内の圧縮空気
が供給される。こゝで地震感知センサ18の検出信号の大
きさに応じて、開閉弁15の開弁時間を変化させるように
している。この結果、各空気ばね10ａ、10ｂのばね定数
が高値側へ変更され、制振装置としての固有振動数が地
震の振動を制振するにふさわしい値に変更されることと
なり、上記同様に構造物１の振動が抑えられる。なお、
地震がおさまった後は、制御装置19から本管12中の開閉
弁15に閉弁信号が出力される一方、制御装置19から開閉
弁17ａ、17ｂに開弁信号が一定時間出力され、これによ
り空気ばね10ａ、10ｂ内の圧縮空気が排出管16ａ、16ｂ
を通じて所定量外部へ排出され、空気ばね10ａ、10ｂ内
には上記した初期状態の圧縮空気が保持される。

【００１４】図２と図３は、本発明の第２実施例を示し
たものである。本第２実施例の特徴とするところは、前
出（図４）の積層ゴム２にて慣性質量３を支持する態様
はそのまゝに、この慣性質量３と構造物１に突出形成さ
れた固定ブロック１ｂとの間に空気ばね20を配置し、さ
らにこの空気ばね20を配管21を介してパワーボックス22
内のガスボンベ23に接続した点にある。

【００１５】ガスボンベ23内には所定の圧縮空気を封入
した空気袋24が収納され、一方、パワーボックス22内に
はこのガスボンベ23と併置して電磁カッタ25が収納され
ている。電磁カッタ25は、コイル26と、このコイル26内
に移動可能に配されたロッド27とこのロッド27に取付け
られて前記ガスボンベ23内に一端部が挿入された切断刃
28とから成っている。電磁カッタ25のロッド27は、コイ
ル26への通電により該コイル26からガスボンベ23へ向け
て移動するようになっており、この移動により切断刃28
が空気袋24に突き刺さり、空気袋24が破裂するようにな
る。配管21の途中には減圧弁29が介装されており、前記
空気袋24の破裂と同時に圧縮ガスがガスボンベ23および
配管21を介して空気ばね20に供給され、空気ばね20には
減圧弁29で定まる所定圧の圧縮空気が封じ込められるよ
うになる。なお、配管21からは開閉弁30を有する排出管
31が分岐されている。

【００１６】一方、構造物１の下の地中部分には複数
（こゝでは３つ）の地震感知センサ32が設置され、各セ
ンサ32の信号は制御装置33に取り込まれるようになって
いる。制御装置33は、地震感知センサ32からの信号にも
とづいて電磁カッタ25のコイル26への電流供給回路を閉
成する機能を有するもので、図３に示すように、各セン
サ32を接続するための端子Ａ、Ｂ、Ｃと各センサ32から
の信号が所定のレベル以上になった時に信号を出力する
回路とを設けている。

【００１７】本第２実施例においては、強風で構造物１
が振動するような場合は、空気ばね20への圧縮空気の供
給がないため、慣性質量３は強風による構造物１の振動
を打ち消す方向へ揺動し、構造物１の振動が抑えられ
る。一方、地震による振動が構造物１に加わるような場
合は、地震感知センサ32で検知した振動の大きさが所定
値より大きくなると同時に、制御装置33が電磁カッタ25
のコイル26にに対する電流供給回路を閉成し、これによ
り切断刃28が前進して空気袋24が破裂する。そして、こ
の空気袋24の破裂と同時に圧縮ガスがガスボンベ23およ
び配管21を介して空気ばね20に供給され、空気ばね20に
は減圧弁29で定まる所定圧の圧縮空気が封じ込められ
る。この結果、慣性質量３は積層ゴム２と空気ばね20に
より支持されるようになり、ばね定数が高値側へ変更さ
れて、本制振装置としての固有振動数が変更され、上記
同様に構造物１の振動が抑えられる。なお、地震がおさ
まった後は、空気袋24を交換すると共に、減圧弁29およ
び開閉弁30を開いて空気ばね20から空気を抜き、次の地
震に備える。

【００１８】なお、上記第２実施例において、袋状の空
気ばね20を用いたが、これに代えてシリンダ状の空気ば
ねを用いるようにしても良く、また、空気源として第１
実施例で使用した空気タンク11を使用しても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる構造物の制振装置によれば、構造物に加わる振動
の大きさに応じて慣性質量を支持するばね体のばね定数
を変更し固有振動数を変更可能としたので、広範囲の振
動に有効に対応できるようになり、その利用価値は著し
く高まるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す模式図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す模式図である。

【図３】本発明の第２実施例で用いる制御装置の回路図
である。

【図４】従来の制振装置の概略構造を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１構造物２積層ゴム３慣性質量 10a 空気ばね 10b 空気ばね 11 空気タンク 15 開閉弁 18 地震感知センサ 19 制御装置 20 空気ばね 23 ガスボンベ 24 空気袋 25 電磁カッタ 32 地震感知センサ 33 制御装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】構造物の制振装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】

【０００４】本発明は、上記従来の間題点に鑑みてなさ
れたもので、固有振動数を変更可能とすることにより広
範囲の振動に有効に対応できる構造物の制振装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【０００７】

【０００８】

【０００９】図１は、本発明の第１実施例を示したもの
である。なお、前出の図４に示した部分と同一部分には
同一符号を付し、こゝではその説明を省略する。本第１
実施例において慣性質量３は、前出の積層ゴム（２）に
代えて複数の空気ばね１０ａ、１０ｂに支持されてい
る。各空気ばね１０ａ、１０ｂは、構造物１のフロア１
ａ面に別途設置した空気タンク１１に本管１２および枝
管１３ａ、１３ｂを介して接続されている。空気タンク
１１には圧縮機１４から給送された所定圧の圧縮空気が
貯留されるようになっており、本管１２に介装した開閉
弁１５を開くことにより空気タンク１１内の圧縮空気が
各空気ばね１０ａ、１０ｂに供給されるようになる。ま
た、各空気ばね１０ａ、１０ｂには前記枝管１３ａ、１
３ｂとは別に、外部に連通する排出管１６ａ、１６ｂが
接続されており、各排出管１６ａ、１６ｂには開閉弁１
７ａ、１７ｂが介装されている。そして、各開閉弁１７
ａ、１７ｂを開くことにより空気ばね１０ａ、１０ｂ内
の圧縮空気は外部へ排出されるようになる。

【００１１】一方、構造物１の下の地中部分には地震感
知センサ１８が設置され、該センサ１８の信号は制御装
置１９に取り込まれるようになっている。制御装置１９
は、地震感知センサ１８からの信号にもとづいて本管１
２中の開閉弁１５、および排出管１６ａ、１６ｂ中の開
閉弁１７ａ、１７ｂを開閉制御する機能を有している。

【００１２】本第１実施例においては、常時は強風で振
動する構造物１の固有振動数（１次固有振動数）に一致
する固有振動数が得られるように、各空気ばね１０ａ、
１０ｂのばね定数が調整されている。すなわち、各空気
ばね１０ａ、１０ｂには、各排出管１６ａ、１６ｂ中の
開閉弁１７ａ、１７ｂの開閉操作により空気タンク１１
内の圧縮空気より低圧の圧縮空気が閉じ込められる。な
お、この時、本管１２中の開閉弁１５は閉じられてい
る。これにより、強風で構造物１が振動するような場合
は、慣性質量３が強風による構造物１の振動を打ち消す
方向へ揺動し、構造物１の振動が抑えられる。

【００１３】しかして、地震による振動が構造物１に加
わるような場合は、地震感知センサ１８で検知した振動
の大きさが所定値より大きくなると同時に、制御装置１
９が開閉弁１５に開弁信号を出力し、これにより本管１
２が開かれて各空気ばね１０ａ、１０ｂに空気タンク１
１内の圧縮空気が供給される。こゝで地震感知センサ１
８の検出信号の大きさに応じて、開閉弁１５の開弁時間
を変化させるようにしている。この結果、各空気ばね１
０ａ、１０ｂのばね定数が高値側へ変更され、制振装置
としての固有振動数が地震の振動を制振するにふさわし
い値に変更されることとなり、上記同様に構造物１の振
動が抑えられる。なお、地震がおさまった後は、制御装
置１９から本管１２中の開閉弁１５に閉弁信号が出力さ
れる一方、制御装置１９から開閉弁１７ａ、１７ｂに開
弁信号が一定時間出力され、これにより空気ばね１０
ａ、１０ｂ内の圧縮空気が排出管１６ａ、１６ｂを通じ
て所定量外部へ排出され、空気ばね１０ａ、１０ｂ内に
は上記した初期状態の圧縮空気が保持される。

【００１４】図２と図３は、本発明の第２実施例を示し
たものである。本第２実施例の特徴とするところは、前
出（図４）の積層ゴム２にて慣性質量３を支持する態様
はそのまゝに、この慣性質量３と構造物１に突出形成さ
れた固定ブロック１ｂとの間に空気ばね２０を配置し、
さらにこの空気ばね２０を配管２１を介してパワーボッ
クス２２内のガスボンベ２３に接続した点にある。

【００１５】ガスボンベ２３内には所定の圧縮空気を封
入した空気袋２４が収納され、一方、パワーボックス２
２内にはこのガスボンベ２３と併置して電磁カッタ２５
が収納されている。電磁カッタ２５は、コイル２６と、
このコイル２６内に移動可能に配されたロッド２７とこ
のロッド２７に取付けられて前記ガスボンベ２３内に一
端部が挿入された切断刃２８とから成っている。電磁カ
ッタ２５のロッド２７は、コイル２６への通電により該
コイル２６からガスボンベ２３へ向けて移動するように
なっており、この移動により切断刃２８が空気袋２４に
突き刺さり、空気袋２４が破裂するようになる。配管２
１の途中には減圧弁２９が介装されており、前記空気袋
２４の破裂と同時に圧縮ガスがガスボンベ２３および配
管２１を介して空気ばね２０に供給され、空気ばね２０
には減圧弁２９で定まる所定圧の圧縮空気が封じ込めら
れるようになる。なお、配管２１からは開閉弁３０を有
する排出管３１が分岐されている。

【００１６】一方、構造物１の下の地中部分には複数
（こゝでは３つ）の地震感知センサ３２が設置され、各
センサ３２の信号は制御装置３３に取り込まれるように
なっている。制御装置３３は、地震感知センサ３２から
の信号にもとづいて電磁カッタ２５のコイル２６への電
流供給回路を閉成する機能を有するもので、図３に示す
ように、各センサ３２を接続するための端子Ａ、Ｂ、Ｃ
と各センサ３２からの信号が所定のレベル以上になった
時に信号を出力する回路とを設けている。

【００１７】本第２実施例においては、強風で構造物１
が振動するような場合は、空気ばね２０への圧縮空気の
供給がないため、慣性質量３は強風による構造物１の振
動を打ち消す方向へ揺動し、構造物１の振動が抑えられ
る。一方、地震による振動が構造物１に加わるような場
合は、地震感知センサ３２で検知した振動の大きさが所
定値より大きくなると同時に、制御装置３３が電磁カッ
タ２５のコイル２６にに対する電流供給回路を閉成し、
これにより切断刃２８が前進して空気袋２４が破裂す
る。そして、この空気袋２４の破裂と同時に圧縮ガスが
ガスボンベ２３および配管２１を介して空気ばね２０に
供給され、空気ばね２０には減圧弁２９で定まる所定圧
の圧縮空気が封じ込められる。この結果、慣性質量３は
積層ゴム２と空気ばね２０により支持されるようにな
り、ばね定数が高値側へ変更されて、本制振装置として
の固有振動数が変更され、上記同様に構造物１の振動が
抑えられる。なお、地震がおさまった後は、空気袋２４
を交換すると共に、減圧弁２９および開閉弁３０を開い
て空気ばね２０から空気を抜き、次の地震に備える。

【００１８】なお、上記第２実施例において、袋状の空
気ばね２０を用いたが、これに代えてシリンダ状の空気
ばねを用いるようにしても良く、また、空気源として第
１実施例で使用した空気タンク１１を使用しても良い。