JPH07233855A - 動吸振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動系の固有振動周期の調整を連続した値で
行なえる動吸振器を提供すること。 【構成】 構造体側３に取着される基体５と、基体５に
配設された可動質量７と、基体５と可動質量７との間に
配設され制振すべき振動の方向に延設された第１，第２
スプリング９，１１と、可動質量７の前記振動方向と交
叉する方向への移動を制限する規制部材２１と、基体５
と可動質量７との間に配設され、可動質量７の移動に伴
って減衰力を発生するダンパ１３とを備える動吸振器１
において、基体５と可動質量７との間に、前記振動方向
と交叉する方向に延在させて調整スプリング１５を配設
し、調整スプリング１５が前記振動方向に対して交叉す
る角度を調整する調整手段１７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、建物、橋梁、建物のフ
ロア、建物の梁、機械の支持台等の構造体の振動を、可
動質量の運動を利用して制振する動吸振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】動吸振器は、例えば、地震や風圧力等の
外力によって建物や橋梁等に発生する振動を抑制するた
め、或は、機械の振動や歩行の際の荷重により構造物の
フロアや梁に発生する振動を抑制するため、或は、ポン
プや、モータ、コンプレッサー等の支持台に発生する振
動を抑制するため等に広く用いられている。

【０００３】図３に示すように、動吸振器５１は、一般
に、制振対象である構造体側５３に取着される基体５５
と、前記基体５５の上板５５０１と下板５５０３との間
に配設された可動質量５７と、前記上板５５０１と可動
質量５７との間、及び下板５５０３と可動質量５７との
間に配設されたスプリング５９と、前記可動質量５７と
基体５５の側板５５０５との間にＵ字状に配設され、前
記可動質量５７の前記振動の方向と交叉する方向への移
動を制限する板ばね（規制部材）６１と、前記下板５５
０３と可動質量５７との間に配設され、前記可動質量５
７の前記振動の方向への移動に伴って減衰力を発生する
ダンパ６３とを備える。そして、可動質量５７が構造体
側５３の振動を受けて振動し、このときの可動質量の変
位に応じた大きさの力がスプリング５９を介して、ま
た、可動質量５７の速度に応じた大きさの力がダンパ６
３を介して、構造体側５３に作用することによって、構
造体自体の振動が抑制される。

【０００４】動吸振器の振動系は、質量、ばね定数、そ
れに減衰力の三つの構成要素を有し、振動系の固有振動
周期は質量とばね定数で決定される。上述のような動吸
振器１では、振動系の質量は主として可動質量５７によ
り決定され、振動系のばね定数は主としてスプリング５
９の本数と１本あたりの剛性により決定され、振動系の
減衰力は主としてダンパ６３の減衰力により決定され
る。ところで、振動系の固有振動周期や減衰力は動吸振
器の具体的な使用目的に合わせて設定しなければならな
い。即ち、制振作用を効果的に得るには、可動質量５７
とスプリング５９で決定される振動系の固有振動周期
を、構造体に生じて欲しくない周期（一次固有周期だけ
ではなく二次以上の高次周期を含む）や外乱の周期（例
えば、モータやコンプレッサーの周期等）に合わせ、ま
た、ダンパ６３の減衰力を適切な値に合わせることが必
要となる。

【０００５】そこで、従来では、可動質量５７を複数の
厚板を重ね合わせて構成し、厚板の枚数や厚さを適宜変
更することにより、振動系の質量を所望の値に設定する
ようにしている。また、振動系の減衰力は、ダンパ６３
に、減衰力調整可能なものを使用することにより、所望
の値に設定するようにしている。更に、振動系のばね定
数は、スプリング５９を制振すべき振動の方向に延在し
て配設すると共に脱着可能に配設し、スプリング５９の
使用本数を増減したり、異なる剛性のものに変更するこ
とにより所望の値に設定するようにしている。中でも、
このばね定数の設定は、工場で広い範囲で設定可能に製
作しておき、現地に据え付けた後、スプリング５９の本
数の増減や取り換えが行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来構造では、スプリングの取り換えや、本数の増
減により振動系のばね定数、即ち、振動系の固有振動周
期を調整するので、連続した値によって調整することが
できず、十分に細かな設定を行なうことができない不具
合があった。本発明は前記事情に鑑み案出されたもので
あって、本発明の目的は、振動系の固有振動周期の調整
を連続した値で行なえ、十分に細かな設定を行なえる動
吸振器を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、構造体側に取着される基体と、前記基体
に配設された可動質量と、前記基体と可動質量との間に
制振すべき振動の方向に延在して配設されたスプリング
と、前記可動質量の前記振動の方向と交叉する方向への
移動を制限する規制部材と、前記基体と可動質量との間
に配設され、前記可動質量の前記振動の方向への移動に
伴って減衰力を発生するダンパとを備える動吸振器にお
いて、前記基体と可動質量との間に前記振動の方向と交
叉する方向に延在させて調整スプリングを配設し、前記
調整スプリングが前記振動の方向に対して交叉する角度
を調整する調整手段を設けたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記基体が、前記振動の
方向に間隔をおいた第１部材と第２部材を備え、前記可
動質量はこれら第１部材と第２部材の間に張設されてい
ることを特徴とする。また、本発明は、前記調整スプリ
ングが、前記第１部材と可動質量の間、或は、第２部材
と可動質量の間の少なくとも一方に配設されていること
を特徴とする。また、本発明は、前記調整手段が、前記
調整スプリングの延在方向に対して交叉する方向に移動
可能に基体側に結合され前記調整スプリングの端部が掛
止される移動部材と、この移動部材に連結され該移動部
材を基体側に対して移動させる雄ねじ部材とで構成され
ていることを特徴とする。また、本発明は、前記スプリ
ングが、前記第１部材と可動質量の間、及び第２部材と
可動質量の間に夫々張設されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記スプリングが脱着可能に取りつけ
られた複数のスプリングで構成されていることを特徴と
する。また、本発明は、前記スプリングが、大きな剛性
を有する複数の第１スプリングと、小さな剛性を有し脱
着可能に取りつけられた複数の第２スプリングとで構成
されていることを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に従って説
明する。図１は本発明に係る動吸振器の正面図、図２は
同側面図を示す。１は動吸振器、３は制振対象となる構
造体側を示し、この実施例では、制振すべき振動の方向
は上下方向である。前記動吸振器１は構造体側３に固定
される基体５と、基体５に移動可能に配設された可動質
量７と、基体５と可動質量７との間に配設された第１，
第２コイルスプリング９，１１と、基体５と可動質量７
との間に設けられたオイルダンパ（エアーダンパや、そ
の他の形式のダンパでもよい）１３と、基体５と可動質
量７との間に配設された調整コイルスプリング１５と、
この調整コイルスプリング１５の調整機構１７等を備え
る。

【００１０】前記基体５は、Ｈ型鋼からなり制振すべき
構造体側３の梁に連結される上枠体５０１と、この上枠
体５０１に取着され水平に配設された平面視矩形の上板
５０３（第１部材に相当）と、上板５０３の下方に間隔
をおき上板５０３と平行に配設された平面視矩形の下板
５０５（第２部材に相当）と、Ｈ型鋼からなり下板５０
５の下面に取着された下枠体５０７を備え、上板５０３
と下板５０５は、その四隅寄りの箇所で夫々上下に延在
するボルト２１と、各ボルト２１の上下端に螺着された
ナット２３によりその上下間隔が固定されている。

【００１１】前記可動質量７は厚板が重ね合わされ扁平
の直方体状に形成され、可動質量７の四隅寄りの箇所に
は前記ボルト２１の挿通孔７０１が貫設され、この挿通
孔７０１に前記ボルト２１が挿通された状態で可動質量
７は前記上板５０３と下板５０５の間に配設されてい
る。

【００１２】前記第１コイルスプリング９は、上板５０
３と可動質量７の上面との間、及び下板５０５と可動質
量７の下面との間で前記ボルト２１に巻装され、上下に
延設されて合計８本配設されている。前記第１コイルス
プリング９は比較的大きい半径により大きな剛性で形成
され、第１コイルスプリング９は、大まかな固有振動周
期設定用として用いられている。

【００１３】前記第２コイルスプリング１１は、上板５
０３と可動質量７との間に延設されて合計１０本配設さ
れている。即ち、上板５０３と可動質量７との間に、第
２コイルスプリング１１が５本左右方向に並べた列が設
けられる共に、この列が可動質量７の前後方向の中心を
対称にして二列設けられ、各列の中央に位置する第２コ
イルスプリング１１は、可動質量７の左右方向の中心に
配置されている。可動質量７の上面には取り付け板７０
３が取着され、取り付け板７０３に取着されたスプリン
グ受け部材７０５を介して各第２コイルスプリング１１
は脱着可能に配設されている。前記第２コイルスプリン
グ１１は比較的小さい半径により小さな剛性で形成さ
れ、第２コイルスプリング１１は細かな固有振動周期設
定用として用いられ、その本数が増減され、或は、別の
剛性のものと取り換えられる。

【００１４】尚、可動質量７はその挿通孔７０１にボル
ト２１が挿通され、この挿通孔７０１はボルト２１の直
径よりも大きな内径で形成されているため、可動質量７
がボルト２１の長手方向と直交する方向へ所定量以上移
動しようとするとこの動きはボルト２１により制限さ
れ、更に、ボルト２１は大地震時等における大変位時の
ストッパとしても機能し、この実施例では、ボルト２１
が、可動質量７の移動方向を制限する規制部材に相当し
ている。

【００１５】前記オイルダンパ１３は、その軸心を上下
に向け、可動質量７の前後両側で左右方向の中央部に夫
々配設されている。前記オイルダンパ１３は、シリンダ
本体１３０１と、このシリンダ本体１３０１に組み込ま
れたピストンロッド１３０３と、ピストンロッド１３０
３の下端に取り付けた抵抗体１３０６により構成され、
シリンダ本体１３０１の底部は前記下板５０５に取着さ
れ、ピストンロッド１３０３の上端はフランジ１３０５
を介して可動質量７の側面に取着され、オイルダンパ１
３の減衰力は、抵抗体１３０６とオイルの接触面積を変
えることで所望の値に設定される。

【００１６】前記調整コイルスプリング１５は、可動質
量７の前後両側に夫々２本ずつ、合計４本設けられ、前
記調整機構１７は各調整コイルスプリング１５に応じて
夫々配設されている。各調整コイルスプリング１５は可
動質量７の前後において、可動質量７の左右方向の中心
を対称にしてハ字状に配設され、言い換えると、制振す
べき振動の方向である上下方向に対して交叉する方向に
延在して配設されている。各調整コイルスプリング１５
の上端は、可動質量７の前後面に取着されたピン７０７
に掛止され、また、下端は前記調整機構１７に連結され
ている。

【００１７】前記調整機構１７は、下板５０５から立設
された二枚の側板１７０１と、二枚の側板１７０１の間
に配設されたコ字状のブラケット１７０３と、このブラ
ケット１７０３を移動させる雄ねじ部材１７０５等で構
成されている。前記各側板１７０１には、前記ピン７０
７を中心とした円弧状の長孔１７０７が形成され、ま
た、二枚の側板１７０１の上端間に回転可能にピン１７
０９が掛け渡されている。前記ブラケット１７０３は前
記二枚の側板１７０１の長孔１７０７及びブラケット１
７０３を挿通するボルト１７１１により該二枚の側板１
７０１で支持され、前記調整コイルスプリング１５の下
端はこのボルト１７１１に掛止されている。前記雄ねじ
部材１７０５は二枚の側板１７０１の間に配設され、雄
ねじ部材１７０５の下端は前記ブラケット１７０３に回
転可能且つ該雄ねじ部材１７０５の軸方向に移動不能に
連結され、雄ねじ部材１７０５の上部は前記ピン１７０
９を挿通しナット１７１３を介して締結されている。従
って、ナット１７１３を弛め、ピン１７０９に対して雄
ねじ部材１７０５をその軸方向に動かすと、ブラケット
１７０３及びボルト１７１１が長孔に沿って移動し、調
整コイルスプリング１５が上下方向に対してなす角度が
調整される。

【００１８】本実施例では、動吸振器１の振動系は、可
動質量７と、第１，第２コイルスプリング９，１１と、
調整コイルスプリング１５と、オイルダンパ１３により
構成されている。そして、主として可動質量７により振
動系の質量が決定され、オイルダンパ１３により振動系
の減衰力が決定され、第１，第２コイルスプリング９，
１１と共に、調整コイルスプリング１５で発揮される弾
性力の振動方向成分、即ち上下方向成分により振動系の
ばね定数が決定され、第１，第２コイルスプリング９，
１１と、調整コイルスプリング１５で発揮される弾性力
の上下方向成分と可動質量７により固有振動周期が決定
される。尚、図中３１は動吸振器運搬時の可動質量用固
定板であり、固定板３１の長孔３１０１に挿通され可動
質量７に螺合するボルト３１０３を締結することで可動
質量７の固定が行なわれ、現地でこの固定が解除され
る。

【００１９】実施例に係る動吸振器１によれば、その固
有振動周期は、第１コイルスプリング９により大まかに
設定され、第２コイルスプリング１１の取り換えや、本
数の増減により、その値が不連続とはなるが、細かく調
整される。更に、雄ねじ部材１７０５により長孔１７０
７に沿ってボルト１７１１及びブラケット１７０３を移
動させ、上下方向に対して調整コイルスプリング１５が
交叉する角度を変化させることで、調整コイルスプリン
グ１５で発揮される弾性力の上下方向成分が連続して変
化し、これにより動吸振器１の固有振動周期は、更に細
かく連続した値で調整される。従って、振動系の固有振
動周期を、構造体に生じて欲しくない周期や外乱の周期
に正確に合致させて設定することが可能となり、制振効
果を十分に得ることが可能となる。

【００２０】尚、本実施例では制振すべき振動の方向が
上下方向である場合について説明したが、本発明は、制
振すべき振動の方向が水平方向である場合にも無論適用
される。また、第１コイルスプリング９を省き、着脱可
能な第２コイルスプリング１１と調整コイルスプリング
１５により動吸振器１を構成するようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明は、
構造体側に取着される基体と、前記基体に配設された可
動質量と、前記基体と可動質量との間に制振すべき振動
の方向に延在して配設されたスプリングと、前記可動質
量の前記振動の方向と交叉する方向への移動を制限する
規制部材と、前記基体と可動質量との間に配設され、前
記可動質量の前記振動の方向への移動に伴って減衰力を
発生するダンパとを備える動吸振器において、前記基体
と可動質量との間に前記振動の方向と交叉する方向に延
在させて調整スプリングを配設し、前記調整スプリング
が前記振動の方向に対して交叉する角度を調整する調整
手段を設けたので、振動系の固有振動周期の調整を連続
した値で十分に細かく行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】動吸振器の正面図である。

【図２】動吸振器の側面図である。

【図３】従来の動吸振器の正面図である。

【符号の説明】

１ 動吸振器 ３ 構造体側 ５ 基体 ７ 可動質量 ９ 第１コイルスプリング １１ 第２コイルスプリング １３ オイルダンパ １５ 調整コイルスプリング １７ 調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小見 俊夫 東京都江東区東雲１−９−31 三菱製鋼株 式会社音・振動部内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構造体側に取着される基体と、 前記基体に配設された可動質量と、 前記基体と可動質量との間に制振すべき振動の方向に延
   在して配設されたスプリングと、 前記可動質量の前記振動の方向と交叉する方向への移動
   を制限する規制部材と、 前記基体と可動質量との間に配設され、前記可動質量の
   前記振動の方向への移動に伴って減衰力を発生するダン
   パとを備える動吸振器において、 前記基体と可動質量との間に前記振動の方向と交叉する
   方向に延在させて調整スプリングを配設し、 前記調整スプリングが前記振動の方向に対して交叉する
   角度を調整する調整手段を設けた、 ことを特徴とする動吸振器。
2. 【請求項２】 前記基体は、前記振動の方向に間隔をお
   いた第１部材と第２部材を備え、前記可動質量はこれら
   第１部材と第２部材の間に配設されている請求項１記載
   の動吸振器。
3. 【請求項３】 前記調整スプリングは、前記第１部材と
   可動質量の間、或は、第２部材と可動質量の間の少なく
   とも一方に配設されている請求項２記載の動吸振器。
4. 【請求項４】 前記調整手段は、前記調整スプリングの
   延在方向に対して交叉する方向に移動可能に基体側に結
   合され前記調整スプリングの端部が掛止される移動部材
   と、この移動部材に連結され該移動部材を基体側に対し
   て移動させる雄ねじ部材とで構成されている請求項１，
   ２または３記載の動吸振器。
5. 【請求項５】 前記スプリングは、前記第１部材と可動
   質量の間、及び第２部材と可動質量の間に夫々配設され
   ている請求項２記載の動吸振器。
6. 【請求項６】 前記スプリングは脱着可能に取りつけら
   れた複数のスプリングで構成されている請求項１，２，
   ３，４または５記載の動吸振器。
7. 【請求項７】 前記スプリングは大きな剛性を有する複
   数の第１スプリングと、小さな剛性を有し脱着可能に取
   りつけられた複数の第２スプリングとで構成されている
   請求項１，２，３，４または５記載の動吸振器。