JPH051746A - 振り子式制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダンパ機構および緩衝機構をコンパクトにま
とめてユニット化することにより、組付性およびメンテ
ナンス性の向上と全体の小型化とを達成する。 【構成】 ダンパ本体16内のピストン20を振り子の揺動
に応じてレシプロ運動させ、ピストン20により区画され
たダンパ本体16内の２つの油室22a ，22b を調圧弁機構
25を備えた配管24にて連通して減衰効果を確保し、さら
に、各油室22a ，22b 内にテーパ部32を有するオリフィ
スピン30を配置し、ピストン20が大きく移動すなわち振
り子が大きく揺動した時にオリフィスピン30の周りで減
衰力を発生させ、該振り子の過度な揺動を規制する。

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
抑えるための振り子式制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】振り子式制振装置は、図６に示すよう
に、構造物１の屋上に門形ブロック２を立設し、この門
形ブロック２の天井部分にピン３を用いて振り子４を揺
動可能に軸支するようにしたもので、振り子４が構造物
１の振動を打ち消す方向へ揺動することによって構造物
１の振動が抑えられるようになっている。なお、制振効
果を高めるには、振り子４の固有振動数を構造物１の固
有振動数に近づける必要があるが、振り子４の固有振動
数は、その揺動支点から重心までの距離によって決まる
ため、その距離は構造物の固有振動数に合致するように
設定されている。

【０００３】ところで、この種の振り子式の制振装置で
は、振り子４を減衰するため、同じく図６に示すよう
に、振り子４のロッド部４ａと門形ブロック２との間に
筒形オイルダンパ５，５を介装し、また振り子４が過大
に揺動しても安全なように、振り子４の慣性質量部４ｂ
の振幅範囲に対応する門形ブロック２の壁面に緩衝器
６，６を設置するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の減衰対策および緩衝対策によれば、オイルダンパ５
と緩衝器６とを個別に設置しなければならないため、こ
れらの組付けに多くの工数がかかり、その上、振り子４
の周りが煩雑になってメンテナンスが面倒になるという
問題があった。また、振り子４の慣性質量部４ｂはかな
りの重量物となっているため、緩衝器６に大きな衝撃力
が加わり、したがって緩衝器６としては大型のものが必
要であると共に、該緩衝器６を支える門形ブロック２も
高強度を確保する必要上、大型に形成せざるを得ないと
いう問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、ダンパ機構および
緩衝機構をコンパクトにまとめてユニット化し、もって
組付性およびメンテナンス性の向上に寄与し、かつ全体
の小型化にも寄与する振り子式制振装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、振動する物体の取付部に上端側の回転軸が
回転自在に支承され、下端が自由状態で吊下された振り
子式制振装置において、振り子の回転軸の変位を伝達部
材を介してダンパ本体内のピストンに連結することによ
り該ピストンを振り子の揺動に応じて往復動可能とし、
前記ピストンにより区画された前記ダンパ本体内の２つ
の油室を、該ダンパ本体に設けた通液孔を通じて配管で
接続すると共に、該配管の途中に調圧弁機構を介装し、
前記ダンパ本体またはピストンに、該ピストンが前記通
液孔を閉鎖する範囲を越えて移動した時に前記２つの油
室間の油液の流動を制限して減衰力を発生する緩衝機構
を付設したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記のように構成した振り子式制振装置におい
ては、振り子の揺動に応じてピストンがダンパ本体内を
往復動すると、配管および調圧弁機構を介して２つの油
室間で油液が流動し、この時の流路抵抗によって減衰効
果が確保される。また、振り子が過大に揺動する場合に
は、２つの油室間の油液の流動が規制される一方、緩衝
機構が作動して振り子の運動エネルギーが吸収される。
しかも、ダンパ本体またはピストンに緩衝機構を一体的
に組込んでユニット化しているので、ダンパ機構と緩衝
機構とを個別に組付ける必要がなくなるばかりか、振り
子の周りもシンプルとなる。さらには、緩衝機構に振り
子の慣性質量部が直接作用することがないので、該緩衝
機構を大型に形成する必要もなくなる。

【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乃至図３は、本発明の第１実施例を示
したものである。なお、これらの図において前出図６に
示した部分と同一部分には同一符号を付し、その説明は
省略する。本第１実施例においては門形ブロック２の天
井部分の内面にブラケット11を突設し、このブラケット
11の一側部に回転軸12を回動自在に支持させると共に、
この回転軸12に振り子４のロッド部４ａの一端を回動不
能に結合している。前記回転軸12にはカップリング13を
介して軸14が同軸に連結されており、この軸14の一端部
は、ブラケット11の他側部に固設したダンパ装置15に導
入されている。

【００１０】ダンパ装置15は、シリンダ状のダンパ本体
16とこのダンパ本体の上部に一体化されたリザーバ17と
を備え、リザーバ17内に前記軸14が導入されている。ダ
ンパ本体16とリザーバ17との間は、図１に示すように比
較的大きな開口18により連通されており、前記軸14に一
端部を回動不能に結合したレバー19がこの開口18を挿通
してダンパ本体16内へ延ばされている。ダンパ本体16に
はピストン20が摺動自在に内装されており、前記レバー
19の先端部がこのピストン20にピン21を介して連結され
ている。レバー19には、先端から基端側へ切れ込む矩形
の切欠19ａが形成されており、この切欠19ａに前記ピン
21が嵌合されている。すなわち、レバー19が揺動するこ
とによりピン21がレバー19の切欠19ａ内を転動し、ピス
トン19がダンパ本体16内を往復動するようになってい
る。

【００１１】ダンパ本体16内は上記ピストン20により２
つの油室22ａ，22ｂに区画されており、各油室22ａ，22
ｂには油液が封入されている。また、ダンパ本体16の壁
部には中立位置にあるピストン20の両端面との間に所定
の距離δを有して２つの通液孔23ａ，23ｂが設けられて
おり、前記２つの油室22ａ，22ｂは各通液孔23ａ，23ｂ
間を連絡する配管24により接続されている。ピストン20
が往復動することにより配管24を通じて２つの油室22
ａ，22ｂ間で油液が流動し、この時、油液には通液孔23
ａ，23ｂの開口面積で定まる流路抵抗が作用する。しか
して、配管24の途中には調圧弁機構25が介装されてお
り、前記流路抵抗はこの調圧弁機構25によってさらに調
整されるようになっている。

【００１２】また、ピストン20にはリザーバ17に連通す
る凹形状の油溜り26とこの油溜り26に連通する一対の副
油溜り26ａとが設けられ、これら油溜り26，26ａとリザ
ーバ17にも適当量の油液が収納されている。前記油溜り
26は、ピストン20の両端部の周縁部に設けた第１の孔27
ａ，27ｂおよびその両端部の中央に設けた第２の孔28
ａ，28ｂを介して前記２つの油室22ａ，22ｂに連通され
ている。なお、第１の孔27ａ，27ｂにはチェック弁29
ａ，29ｂがそれぞれ介装されている。一方、２つの油室
22ａ，22ｂの中央にはオリフィスピン30が配置させてい
る。このオリフィスピン30は、その一端部がダンパ本体
16の両内底部にねじ止めされると共に、その他端部が前
記第２の孔28ａ，28ｂを挿通して前記副油溜り26ａ内に
延ばされている。オリフィスピン30は、ダンパ本体16の
内底部から離間するにしたがって細径となるテーパ部31
とこのテーパ部31に続く平行部32とを備えており、その
テーパ部31と平行部32との境界は前記通液孔23ａ，23ｂ
に対応する位置に位置決めされている。

【００１３】かゝるオリフィスピン30の存在により、い
まピストン20が図１に示す中立位置から左方向へ距離δ
以上移動して、通液孔23ａが閉じられる状態になると、
オリフィスピン30のテーパ部31が第２の孔28ａに臨み、
左方の油室22ａ内の油液はオリフィスピン30と第２の孔
28ａの内面との隙を通じて副油溜り26ａに流れ込み、一
方、右方の油室22ｂ内の油圧が減じるので、油溜り26内
の油液はチェック弁29ｂを開いて右方の油室22ｂ内に流
れ込む。すなわち、オリフィスピン30と第２の孔28ａの
内面との隙を油液が通過することによりこの部分で大き
な減衰力が発生し、ピストン20の過大な移動が規制され
るようになっている。なお、このオリフィスピン30と第
２の孔28ａの内面との隙はピストン20の移動量が大きく
なるにしたがって小さくなるので、発生する減衰力もピ
ストン20の移動量に応じて大きくなる。

【００１４】上記第１実施例においては、台風または地
震によって構造物１（図６参照）が揺れると、振り子４
が揺動し、その振り子４の揺動が回転軸12、軸14、レバ
ー19を介してダンパ本体16内のピストン20に伝達され、
ピストン20はダンパ本体16内で往復動する。そして、ピ
ストン20が往復動することにより配管24を通じて２つの
油室22ａ，22ｂ間で油液が流動し、この時、油液には通
液孔23ａ，23ｂの開口面積で定まる流路抵抗と調圧弁機
構25によって定まる流路抵抗とが作用し、振り子４は構
造物の揺れと同調して揺動し、これによって構造物の振
動は抑えられる。かゝる制振作用は、ピストン20が左右
方向へそれぞれ距離δ以内で移動する範囲すなわち振り
子４が角度α（図３）内で揺動する範囲で継続される。

【００１５】しかして、振り子４が角度αを越えて角度
βの範囲まで揺動すると（図３）、ピストン20によって
通液孔23ａまたは23ｂが閉じられる一方、オリフィスピ
ン30のテーパ部31が第２の孔28ａまたは28ｂに臨み、こ
れによって２つの油室22ａ，22ｂ内の油液はオリフィス
ピン30と第２の孔28ａまたは28ｂとの隙、副油溜り26
ａ、油溜り26、第１の孔27ａまたは27ｂを通じて交互に
流動する。そして、オリフィスピン30と第２の孔28ａま
たは28ｂの内面との隙を油液が通過することによりこの
部分で大きな減衰力が発生し、ピストン20の過大な移動
すなわち振り子４の過大な揺動が規制されるようにな
る。本第１実施例では、特にオリフィスピン30としてテ
ーパ部31を有するものを用いているので、このオリフィ
スピン30と第２の孔28ａ，28ｂの内面との隙はピストン
20の移動量が大きくなるにしたがって小さくなり、この
結果、発生する減衰力もピストン20の移動量に応じて大
きくなって、振り子４の過大な揺動がより確実に抑えら
れるようになる。

【００１６】図４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、上記第１
実施例におけるオリフィスピン30の使用に代えて、ダン
パ本体16の両底部側の内周壁に円弧溝41を設けると共
に、ピストン20の外周面に、油溜り26側から軸方向の途
中まで延ばされた縦溝42を設けた点にある。円弧溝41
は、その始端をダンパ本体16に設けた通液孔23ａ，23ｂ
に一致させてかつダンパ本体16の内底へ向かうにしたが
って浅くなるように形成されている。かゝる構成によ
り、振り子４が角度αを越えて角度βの範囲まで揺動す
る場合（図３）、すなわちピストン20が中立位置から距
離δを越えて大きく移動するような場合は、ピストン20
の縦溝42がダンパ本体16の円弧溝41に臨んで、２つの油
室22ａ，22ｂ内の油液は円弧溝41、縦溝42、油溜り26、
（第１の）孔27ａまたは27ｂを通じて交互に流動する。
そして、円弧溝41と縦溝42との間の隙を油液が通過する
ことによりこの部分で大きな減衰力が発生し、第１実施
例と同様にピストン20の過大な移動すなわち振り子４の
過大な揺動が規制されるようになる。また、円弧溝41は
ダンパ本体16の内底へ向かうにしたがって浅くなってい
るので、ピストン20の移動量が大きくなるにしたがって
発生する減衰力も大きくなり、振り子４の過大な揺動が
より確実に抑えられるようになる。

【００１７】図５は、本発明の第３実施例を示したもの
である。本第３実施例の特徴とするところは、第１実施
例におけるオリフィスピン30の使用および第２実施例に
おける円弧溝41と縦溝42との形成に代えて、ダンパ本体
16の壁に中立位置にあるピストン20の両端面との間の距
離を違えて二対の通液孔51ａ，51ｂ、52ａ，52ｂを設
け、各対の通液孔を配管53、54で接続し、各配管に調圧
弁機構55、56を介装した点にある。この場合、既存の調
圧弁機構を含む各調圧弁機構25、55、56は、同一の設定
圧を有するものとしても、あるいは外側のものほど大き
な設定圧を有するように配列しても良い。かゝる構成に
より、２つの油室22ａ，22ｂは複数（こゝでは３つ）の
並列回路で接続された状態となり、ピストン20が中立位
置から距離δを越えて移動するような場合には、各回路
（配管）24、53、54が順次閉じられ、これによって第
１、第２実施例と同様にピストン20の過大な移動すなわ
ち振り子４の過大な揺動が確実に規制されるようにな
る。

【００１８】なお、上記各実施例において振り子４の回
転軸12の変位をレバー19を介してダンパ本体16内のピス
トン20に伝達するようにしたが、本発明は、この伝達す
る手段を限定するものでなく、前記レバー19に代えて、
例えばギヤ機構、カム機構、ワイヤ引張り機構などを用
いることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝる振り子式制振装置によれば、振り子の揺動をダン
パ本体内のピストンの往復動に変換して、所望の減衰効
果と緩衝効果とを得るようにしたので、ダンパ機構と緩
衝機構とをコンパクトにまとめユニット化することが可
能になり、ダンパ機構と緩衝機構とを個別に組付ける必
要がなくなって組付性が大幅に向上し、かつまた振り子
の周りがシンプルとなってメンテナンス性が向上する効
果が得られた。また、緩衝機構に振り子の慣性質量部が
直接作用しないため、該緩衝機構およびこれを支持する
支持部材を大型に形成する必要もなくなって、全体の小
型化を達成できる効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる振り子式制振装置の第１実施例
を示す要部断面図である。

【図２】本第１実施例の全体構造を示す側面図である。

【図３】本第１実施例の全体構造を示す正面図である。

【図４】本発明にかゝる振り子式制振装置の第２実施例
を示す要部断面図である。

【図５】本発明にかゝる振り子式制振装置の第３実施例
を示す要部断面図である。

【図６】従来の振り子式制振装置の全体構造を示す正面
図である。

【符号の説明】

４ 振り子 12 回転軸 14 軸 15 ダンパ装置 16 ダンパ本体 17 リザーバ 19 レバー 20 ピストン 22a 油室 22b 油室 23a 通液孔 23b 通液孔 24 配管 25 調圧弁機構 30 オリフィスピン 41 円弧溝 42 縦溝 55 調圧弁機構 56 調圧弁機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 振動する物体の取付部に上端側の回転軸
   が回転自在に支承され、下端が自由状態で吊下された振
   り子式制振装置において、振り子の回転軸の変位を伝達
   部材を介してダンパ本体内のピストンに連結することに
   より該ピストンを振り子の揺動に応じて往復動可能と
   し、前記ピストンにより区画された前記ダンパ本体内の
   ２つの油室を、該ダンパ本体に設けた通液孔を通じて配
   管で接続すると共に、該配管の途中に調圧弁機構を介装
   し、かつ前記ダンパ本体またはピストンに、該ピストン
   が前記通液孔を閉鎖する範囲を越えて移動した時に前記
   ２つの油室間の油液の流動を制限して減衰力を発生する
   緩衝機構を付設したことを特徴とする振り子式制振装
   置。