JPH07286453A

JPH07286453A - 制振装置

Info

Publication number: JPH07286453A
Application number: JP10325394A
Authority: JP
Inventors: Hisayoshi Ishibashi; 久義石橋
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1994-04-19
Filing date: 1994-04-19
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】建物の揺れの規模に応じた制振効果を発揮す
る制振装置を提供すること。【構成】建物に設置される制振装置（１０，１２）に
係り、建物に固定されるフレーム（１４）と、フレーム
に支持され建物に横揺れが生じるときの建物に固有の振
動周期と等しいまたはほぼ等しい周期で振動する重量物
（１６）と、フレームに固定されまた粘性流体が収容さ
れた上端開放の凹所（３０）を有する容器（１８）と、
重量物に固定され容器内の粘性流体中に伸びる抵抗体
（２０）とを含む。容器の凹所（３０）は、重量物の振
動時の振幅の増大にしたがって漸減する幅寸法を有する
一対の漸減部（３２）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震力や風力を受けて
横方向または水平方向に揺れる建物の揺れを緩和するた
めに用いられる制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物に固定されるフレームと、前
記フレームに支持され前記建物に横揺れが生じるときの
該建物に固有の振動周期に等しいまたはほぼ等しい周期
で振動する重量物と、前記フレームに固定されまた粘性
流体が収容された凹所を有する容器と、前記重量物に固
定され前記容器内の前記粘性流体中に伸びる抵抗体とを
備える制振装置がある（特開昭６３−２５４２４７
号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の制振装置に
よれば、地震や強風のために建物が横揺れするとき、制
振装置の重量物がその慣性のためにわずかに遅れて共振
し、これにより建物の揺れを軽減する。前記重量物の共
振の間、前記重量物に固定された抵抗体もまた前記容器
内の粘性流体中で共振する。振動中の前記抵抗体に対す
る前記粘性流体の粘性抵抗のために前記抵抗体の振動、
したがって前記重量物の振動が減衰される。これによ
り、揺れが収まり、振幅が小さくなった建物を逆に前記
重量物が振動させることがないようにしている。

【０００４】ところで、前記従来の制振装置では、前記
粘性流体を収容する容器の前記凹所の幅が一定であるこ
とから、前記重量物に固定された前記抵抗体に対する粘
性抵抗は、建物の揺れの大きさしたがって前記抵抗体の
振幅の大小にかかわらず一定である。このため、小振幅
の前記抵抗体の振動に対する減衰力が過大となり、ある
いは、大振幅の前記抵抗体の振動に対する減衰力が不充
分となり、建物の揺れの規模に応じた制振効果が得られ
なかった。したがって、本発明の目的は、前記制振装置
を改善することにある。また、本発明の他の目的は、建
物の揺れの規模に応じた制振効果を発揮する制振装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、建物に設置さ
れる制振装置に係り、建物に固定されるフレームと、前
記フレームに支持され前記建物に横揺れが生じるときの
該建物に固有の振動周期と等しいまたはほぼ等しい周期
で振動する重量物と、前記フレームに固定されまた粘性
流体が収容された上端開放の凹所を有する容器と、前記
重量物に固定され前記容器内の前記粘性流体中に伸びる
抵抗体とを含み、前記容器の凹所が、前記重量物の振動
時の振幅の増大にしたがって漸減する幅寸法を有する一
対の漸減部を備える。

【０００６】前記容器の凹所は、さらに、前記漸減部の
先端に連なりかつ該先端と同じ幅寸法の等幅部を有す
る。また、各等幅部には前記抵抗体のための緩衝手段が
設けられる。

【０００７】

【発明の作用および効果】本発明によれば、制振装置が
設置された建物に地震や風のために横揺れが生じ、これ
に伴って重量物が共振するとき、前記重量物に連なる抵
抗体が粘性流体の容器の凹所の両漸減部内を往復運動す
る。このとき、前記抵抗体は前記漸減部の幅寸法の大き
いところで小さい粘性抵抗を受け、幅寸法の小さいとこ
ろで大きい粘性抵抗を受ける。したがって、本発明の改
善された制振装置によれば、前記重量物の振動振幅の大
きさ、すなわち建物の揺れの大きさの程度に応じた制振
効果が得られる。

【０００８】建物の揺れが非常に大きいとき、前記抵抗
体は前記漸減部を経て前記容器に衝突するおそれがあ
る。本発明によれば、前記漸減部の各先端に連なる該先
端と同じ幅寸法の等幅部を設けることにより、大地震の
ために非常に大きい振幅で振動する前記抵抗体を前記等
幅部に導き、前記等幅部を移動するときに大きい粘性抵
抗を付与してその一方向への移動を停止させ、前記容器
との衝突を回避することができる。しかし、より大きい
建物の揺れを想定して、あるいは、設置スペースの制約
等により十分な長さ寸法の等幅部を設定することが困難
な場合、前記等幅部にばねのような緩衝手段を設け、前
記緩衝手段により前記抵抗体に対する移動抵抗を増大す
ることができる。

【０００９】

【実施例】図１と、図２および図３とを参照すると、本
発明に係る２種類の制振装置がそれぞれ全体を符号１
０，１２で示されている。各制振装置は、建物（図示せ
ず）の上部、屋上等に設置される。

【００１０】各制振装置１０，１２は、前記建物に固定
されるフレーム１４と、フレームに支持され前記建物に
横揺れが生じるときの該建物に固有の振動周期に等しい
周期またはこれにほぼ等しい周期で振動する重量物１６
（例えば、積層された鋼板、コンクリートブロック等）
と、フレーム１４に固定された粘性流体（例えば、約6
0,000ポアズの粘度を有する炭化水素系流動物質）の容
器１８と、重量物１６に固定され容器１８内の前記粘性
流体中に伸びる抵抗体２０とを含む。

【００１１】図１に示す一方の制振装置１０では、重り
からなる重量物１６が複数（例えば４本）のワイヤ、ロ
ープ等からなる吊持手段２２を介して、フレーム１４内
に吊り下げられ、図示の位置を起点として図上を左右に
揺動可能である。また、他方の制振装置１２では、重量
物１６が複数のローラ２４を介して、フレーム１４上に
載置支持され、図示の位置を起点として図上を左右に往
復運動可能である。

【００１２】制振装置１０では、吊持された重量物１６
の振動周期は吊持手段２２の長さ寸法により定まる。制
振装置１０が設置される前記建物に固有の振動周期に重
量物１６の振動周期を同調させることを容易にするた
め、重量物１６の両側部とフレーム１４との間に複数対
の水平なばね部材（図示せず）を配置しかつ各対の各ば
ね部材の両端部を重量物１６とフレーム１４とに連結す
ることができる。この制振装置１０では、地震や強風の
ために前記建物に横揺れが生じるとき、被吊持の重量物
１６が前記建物の揺れの大きさに応じた振幅で揺動す
る。

【００１３】図２および図３に示す他方の制振装置１２
では、フレーム１４上の載置され該フレーム上を図上を
左右方向へ転動可能のローラ２４に支持された重量物１
６の両側部と、フレーム１４との間に、ローラ２４の転
動方向へ水平に伸びる複数対のばね部材２６が配置され
ている。各対の各ばね部材２６の両端部は重量物１６と
フレーム１４とに接続され、両側のばね部材２６により
振動の原点に維持されている。このため、前記建物に横
揺れが生じ、これに伴ってローラ２４とともに重量物１
６が往復運動をするとき、各対のばね部材２６の一方の
引張りとその他方の圧縮とが交互に繰り返される。

【００１４】制振装置１２の前記粘性流体の容器１８
は、図２に示す例では重量物１６の直下におかれかつフ
レーム１４に固定され、また、図３に示す例では重量物
１６の前方に配置されかつフレーム１４に固定されてい
る。さらに、図３に示す例では、抵抗体２０が、重量物
１６から伸びる支持部材２７に取り付けられ下方へ伸び
ている。

【００１５】制振装置１０，１２によれば、前記建物の
横揺れの開始後、重量物１６がその慣性のためにわずか
に遅れて前記建物に共振する。前記建物の振動の位相に
対する重量物１６の振動の位相のずれのために前記建物
の揺れが軽減され、振幅が減少される。この間、重量物
１６から下方へ伸びる抵抗体２０が容器１８内の粘性流
体中を往復運動し、このときの抵抗体２０に対する前記
粘性流体による移動抵抗（粘性抵抗）のために重量物１
６の振動が減衰される。これにより、揺れの小さくなっ
た後の前記建物を逆に重量物１６が揺り動かさないよう
にしている。

【００１６】本発明にあっては、図４（ａ），（ｂ）お
よび図５（ａ），（ｂ）に示すように、粘性流体２８を
収容する容器１８の凹所３０が重量物１６の振動時の振
幅の増大方向、すなわち図上において左右方向へそれぞ
れ漸減する幅寸法を有する一対の漸減部３２を備える。

【００１７】図示の例では、各漸減部３２は、重量物１
６の振動面を規定し、また、前記振幅増大方向へ向けて
伸びる垂直面（図示せず）に対して面対称である一対の
相対する壁面３４により規定されている。各壁面３４は
前記垂直面と平行な面３６と、平行面３６の両側に連な
りかつ平行面から前記垂直面に向けて傾斜する一対の傾
斜面３８とを含み、両壁面３４の相対する２対の傾斜面
３８が一対の漸減部３２を規定している。図示の例に代
えて、一方の壁面３４のみを前記垂直面と平行な面に設
定することによっても、前記凹所に漸減部を規定するこ
とができる。また、平行面３６を設けることなしにこの
部分を傾斜面３８の一部とすることができる。さらに、
これらの図示の抵抗体２０は前記垂直面と平行な板部材
からなるが、前記板部材に代えて例えば棒状部材とする
ことも可能である。

【００１８】前記建物の揺れに伴って重量物１６が振動
するとき、抵抗体２０は、図４（ａ），（ｂ）および図
５（ａ），（ｂ）に示す位置を原点として、矢印４０の
方向に往復運動または振動する。抵抗体２０が一方向ま
たは他方向へ移動する間、抵抗体２０と両壁面３４との
間隔が次第に減少し、これに伴って抵抗体２０は次第に
大きい粘性抵抗を受けるようになる。したがって、前記
建物の揺れが比較的小さく、抵抗体２０の凹所３０内で
の移動量が比較的小さいとき、抵抗体２０は比較的小さ
い粘性抵抗を受ける。このため、重量物１６の振動減衰
は小さい。反対に、前記建物揺れが比較的大きいときに
は、抵抗体２０の移動量が大きく、大きい粘性抵抗を受
けるため、重量物１６の振動は大きい減衰作用を受け
る。

【００１９】さらに、図示の例のように、好ましくは、
各漸減部３２の先端すなわち前記振動の原点から遠い側
の端部に連なる等幅部４２を設ける。等幅部４２は、漸
減部３２の最も小さい幅寸法と同じ幅寸法を有する。し
たがって、前記建物が大地震等により非常に大きく揺
れ、抵抗体２０が漸減部３２を経て等幅部４２を前記矢
印方向へ移動するとき、移動体２０は最も大きい移動抵
抗または緩衝作用を連続的に受け、凹所３０の両端を規
定する両壁面４４に衝突することが防止される。

【００２０】抵抗体２０に対する緩衝作用をより効果的
にするため、図５（ａ），（ｂ）に示すように、各等幅
部４２に矢印方向へ水平に伸びるコイルばねのような複
数のばね部材４６を配置することができる。これによれ
ば、等幅部４２における前記粘性流体による抵抗体２０
に対する移動抵抗が不足する場合、抵抗体２０がばね部
材４６の弾性抵抗を受け、抵抗体２０の壁面４４への衝
突が回避される。

【００２１】図５（ｂ）に示すように、容器１８の凹所
３０の開放上端を、抵抗体２０の移動を許す直線状のス
リット（図示せず）が設けられたプレート４８で覆うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制振装置の概略図である。

【図２】本発明の他の制振装置の概略図である。

【図３】本発明の他の制振装置の概略図である。

【図４】（ａ）は粘性流体容器の平面図、（ｂ）は容器
の側面図である。

【図５】（ａ）は他の粘性流体容器の平面図、（ｂ）は
容器の側面図である。

【符号の説明】

１０，１２制振装置１４フレーム１６重量物１８容器２０抵抗体３０容器の凹所３２漸減部４２等幅部４６緩衝手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建物に固定されるフレームと、前記フレ
ームに支持され前記建物に横揺れが生じるときの該建物
に固有の振動周期と等しいまたはほぼ等しい周期で振動
する重量物と、前記フレームに固定されまた粘性流体が
収容された上端開放の凹所を有する容器と、前記重量物
に固定され前記容器内の前記粘性流体中に伸びる抵抗体
とを含み、前記容器の凹所が、前記重量物の振動時の振
幅の増大にしたがって漸減する幅寸法を有する一対の漸
減部を備える、制振装置。
【請求項２】前記容器の凹所が、さらに、各漸減部の
先端に連なりかつ該先端と同じ幅寸法の等幅部を有す
る、請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】各等幅部に前記抵抗体のための緩衝手段
が設けられている、請求項２に記載の制振装置。