JPH0735147Y2 - 衝撃式制振装置 - Google Patents

衝撃式制振装置

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JPH0735147Y2
JPH0735147Y2 JP5029391U JP5029391U JPH0735147Y2 JP H0735147 Y2 JPH0735147 Y2 JP H0735147Y2 JP 5029391 U JP5029391 U JP 5029391U JP 5029391 U JP5029391 U JP 5029391U JP H0735147 Y2 JPH0735147 Y2 JP H0735147Y2
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JP
Japan
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weight
damping device
weights
vibration damping
rod member
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JP5029391U
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JPH04133044U (ja
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一志 小川
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Kawasaki Motors Ltd
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Kawasaki Jukogyo KK
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は衝撃式制振装置に関し、
特に塔状構造物や橋桁の振動を抑制するのに適した衝撃
式制振装置に関する。
【0002】
【従来の技術】長大吊橋の主塔、高層ビル、煙突、展望
塔、各種鉄塔類又は塔状の機械装置などは、その高さの
割に横断面の寸法が小さく比較的剛性が低いので、地震
や風などの外力によって振動しやすい。従来より、塔状
構造物の振動を制振する技術として、油圧ダンパ方式、
同調質量ダンパ方式或いはスライディングブロック方式
などの制振装置が知られているが、最近では、構造物と
重錘とを衝突させることにより構造物の振動を制振する
ようにした衝撃式制振装置が、制振性能及びメイテナン
ス性に優れているため種々提案され実用化されている。
例えば、本願発明者は、実願平2−27600号におい
て、重錘の所定の固有振動周期を構造物の固有振動周期
の約2倍に設定することにより、制振効果を著しく高め
た衝撃式制振装置を提案した。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】前記本願出願人の出願
(実開平2−27600号)に係る衝撃式制振装置にお
いては、重錘の固有振動周期をTは、重錘を吊設するリ
ンクの長さをL、重力加速度をGとすると、T=2π
(L/G)1/2 で決定され、リンクの長さLを調整する
ことにより重錘の固有振動周期Tを簡単に設定すること
ができる。しかし、この制振装置においては、構造物の
固有振動周期が長い場合にはそれに応じてリンクの長さ
Lを長くしなければならないので、制振装置自体が大型
化するという問題がある。例えば、重錘の固有振動周期
Tを5秒に設定する場合には、リンクの長さLを6.2 m
もの長さに設定しなければならない。制振装置のリンク
長を抑えるため、例えば図8に示すように、リンク10
0と重錘101からなる振子を倒立状に構造物102に
付設し、リンク100と構造物102とにバネ部材10
3を設けることも考えられるが、この場合、重錘101
とバネ部材103とのバランス上振子が力学的に不安定
になりやすいという問題がある。加えて、構造物が建設
途上の場合には、建設工事の進行に伴って構造物の固有
振動周期が変化するが、前記制振装置においては、リン
クの長さを変更したり、バネ部材を使用している場合に
は、バネ部材の取付位置やバネ部材を交換して重錘の固
有振動周期を調整しなければならず、調整作業が非常に
煩雑になるという問題がある。
【0004】本考案の目的は、制振装置を小型化出来且
つ重錘の固有振動周期を簡単に調整し得る衝撃式制振装
置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る衝撃式制
振装置は、構造物の振動に応動して振動する重錘を構造
物に衝突させることにより、構造物の振動を制振するよ
うにした衝撃式制振装置において、前記構造物の振動面
に直交する方向に支軸部材を設け、前記支軸部材にロッ
ド部材をその途中部で回動自在に設け、前記ロッド部材
の一端側部分に第1重錘を構造物に衝突可能に設け、ロ
ッド部材の他端側部分に第2重錘を設けたものである。
【0006】請求項2に係る衝撃式制振装置は、請求項
1の衝撃式制振装置において、第1・第2重錘の少なく
とも一方の質量を調整することにより、第1重錘の固有
振動周期を調整するように構成したものである。
【0007】請求項3に係る衝撃式制振装置は、請求項
1の衝撃式制振装置において、第1・第2重錘と支軸部
材で支持されるロッド部材の途中部との間の距離の少な
くとも一方の距離を調整することにより、第1重錘の固
有振動周期を調整するように構成したものである。
【0008】
【作用】請求項1に係る衝撃式制振装置においては、そ
の固有振動周期は、第1・第2重錘の質量と、支点とな
る支軸部材で支持されるロッド部材の途中部から第1・
第2重錘までの距離との関数となる。従って、ロッド部
材の長さを変えずに、第1・第2重錘の質量及び/又は
支軸部材から第1・第2重錘までの距離を変えることに
より、制振装置の固有振動周期を変えることが出来る。
つまり、構造物の比較的大きな固有振動周期の振動を抑
制する場合にも、ロッド部材の長さを比較的短く設定し
た小型の制振装置で制振することが出来る。
【0009】請求項2に係る衝撃式制振装置において
は、基本的に請求項1と同様の作用が得られる。加え
て、例えば、建設途上の構造物のように、建設工事の進
行に伴って構造物の固有振動周期が変化する場合に、第
1・第2重錘の少なくとも一方の質量を調整すること
で、第1・第2重錘の固有振動周期(制振装置の固有振
動周期)を簡単に調整することができる。
【0010】請求項3に係る衝撃式制振装置において
は、基本的に請求項1と同様の作用が得られる。加え
て、例えば、建設途上の構造物のように、建設工事の進
行に伴って構造物の固有振動周期が変化する場合に、第
1・第2重錘と支軸部材で支持されるロッド部材の途中
部との間の距離の少なくとも一方の距離を調整すること
で、第1・第2重錘の固有振動周期(制振装置の固有振
動周期)を簡単に調整することができる。
【00011】
【考案の効果】請求項1に係る衝撃式制振装置によれ
ば、その固有振動周期が第1・第2重錘の質量及び支軸
部材から第1・第2重錘までの距離で決定されるので、
制振装置の小型化を図ることが出来ること、第1・第2
重錘の質量及び/又は支軸部材から第1・第2重錘まで
の距離を変えることで制振装置の固有振動周期を容易に
変えることが出来ること、などの効果が得られる。
【0012】請求項2に係る衝撃式制振装置によれば、
基本的に請求項1と同様の効果が得られる。加えて、第
1・第2重錘の少なくとも一方の質量を調整することに
より、第1重錘の固有振動周期を簡単に調整することが
出来るので、建設途上の構造物のように固有振動周期が
順次変動する構造物の振動を抑制するのに適した制振装
置が得られる。
【0013】請求項3に係る衝撃式制振装置によれば、
基本的に請求項1と同様の効果が得られる。加えて、第
1・第2重錘と支軸部材で支持されるロッド部材の途中
部との間の距離の少なくとも一方の距離を調整すること
により、第1重錘の固有振動周期を簡単に調整すること
が出来るので、建設途上の構造物のように固有振動周期
が順次変動する構造物の振動を抑制するのに適した制振
装置が得られる。
【0014】
【実施例】以下、本考案の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は高さの高い塔状構造物の為の衝撃
式制振装置(以下、IMDと略称する)に本考案を適用
した場合の一例である。図1に示すように、紙面直交方
向に吹く風のカルマン渦列の作用で矢印A方向に振動す
る塔状構造物1の上端近傍部にIMD2が付設されてい
る。IMD2について説明すると、塔状構造物1の右壁
部1aには前後1対のブラケット3が設けられ、前後の
ブラケット3には支軸部材4が前後方向向きに装着さ
れ、支軸部材4には所定長さのロッド部材5がその途中
部で回動自在に支持され、ロッド部材5の下端部には第
1重錘6が装着され、ロッド部材5の上端部には第1重
錘6よりも質量の小さい第2重錘7が装着され、ブラケ
ット3の下側の塔状構造物1の右壁部1aには硬質ゴム
製のクッション材8が固着されていて、第1重錘6とク
ッション材8とが衝突するようになっており、塔状構造
物1が振動していないときには、第1重錘6はクッショ
ン材8と当接しているか又は僅かな間隔で対向してい
る。塔状構造物1は特定の風速のときにカルマン渦列に
よる励振力と共振してその固有振動数T0 で矢印A方向
へ振動し、第1重錘6は振動する塔状構造物1と衝突し
て左右方向に振動する。第1重錘6の固有振動周期T
は、第1・第2重錘6・7の質量を夫々M・m、支軸部
材4から第1・第2重錘6・7までの距離を夫々H・
h、重力加速度をGとすると、T=2π〔(MH2 +m
2 )/(MH−mh)・G〕1/2 で決定され、第1・
第2重錘6・7の固有振動周期Tは、第1・第2重錘6
・7の質量M・m及び距離H・hを設定することによ
り、塔状構造物1の固有振動周期T0 の約2倍となるよ
うに設定されている。但し、MH>mhに設定すること
が必要である。
【0015】次に、IMD2の作用について図2に基い
て説明する。塔状構造物1の振動が始まり、塔状構造物
1が実線Kで示すように右方に揺動すると、クッション
材8を介して第1重錘6は鎖線Wで示すように右方に弾
きとばされて右方に移動する(ステップ1)。その後、
塔状構造物1は最大振幅位置を経て中立位置に戻りはじ
めるが、第1重錘6は右方へ移動し続ける(ステップ
2)。その後、搭状構造物1は中立位置を通過して左方
に揺動し、最大振幅位置を経て中立位置に向かうが、こ
のとき第1重錘6は最大振幅位置を経て中立位置へ向か
って移動する。そして、このとき塔状構造物1の移動方
向と第1重錘6の移動方向とは正反対になっている(ス
テップ3)。このステップ3の直後、第1重錘6とクッ
ション材7とは中立位置において相対向的に衝突する。
この衝突時、塔状構造物1の移動速度と第1重錘6の移
動速度は夫々最大で移動方向が正反対であるから、第1
重錘6の運動エネルギーが塔状構造物1の振動を減衰さ
せるのに有効に作用する。前記中立位置における衝突
後、重錘6は再び右方へ弾きとばされ、その後前記同様
の衝突サイクルが繰返され搭状構造物1の振動が減衰し
ていくことになる。このように、所定長さのロッド部材
5を用い、第1・第2重錘6・7の質量M・m及び支軸
部材4から第1・第2重錘6・7までの距離H・h即ち
ロッド部材5の支持位置を設定することにより、第1・
第2重錘6・7の固有振動周期Tを構造物の固有振動周
期の2倍の所定の固有振動周期に設定することができ、
構造物1の固有振動周期Tが長い場合にも、ロッド部
材5の長さを長く設定する必要がないので、IMD2を
小型に構成することが出来る。また、IMD2の有効質
量は(MH+mh)/Hとなり、第1・第2重錘
6・7の質量効果が加算されるので、IMD2は実用性
に優れた制振装置となる。ちなみに、図4の比較例に示
すような質量マス同調式の制振装置TMDにおいては、
第1・第2重錘6B・7Bの質量をM・m、支軸部材4
から第1・第2重錘6B・7Bまでの距離をH・hとす
ると、有効質量は(MH−mh)/Hとなり、第
1・第2重錘6B・7Bの質量効果が相殺されるので、
制振装置TMDは実用的なものにはなり得ない。尚、前
記衝撃式制振装置は、構造物の内部に設けることもあ
る。
【0016】次に、前記実施例の変形例について説明す
る。尚、前記実施例と同様の部材には同一の符号を付し
て説明を省略する。図3に示す変形例のIMD2Aは、
片持梁10の制振に適用したものである。片持梁は架設
途上の橋桁であっても良い。支軸部材4の左右両側にお
いて、ロッド部材5Aと片持梁10には夫々バネ部材1
1・12が設けられ、ロッド部材5Aの支持位置と第1
・第2重錘6A・7Aの質量とは、第1・第2重錘6A
・7Aが片持梁10の固有振動周期の約2倍の固有振動
周期で振動するように且つ支軸部材4回りの回転モーメ
ントがバランスするように設定されている。図5に示す
変形例のIMD2Cは、ロッド部材5Cを非直線状に形
成したものである。ロッド部材5Cの支持位置と第1・
第2重錘6C・7Cの質量とは、第1重錘6Cが搭状構
造物1の固有振動周期の約2倍の固有振動周期で振動す
るように設定されている。
【0017】
【第1別実施例】本実施例のIMD2Dは、建設途上の
搭状構造物1Dの制振に適用したものである。尚、前記
実施例と同様の部材には同一の符号を付して説明を省略
する。図6に示すように、ロッド部材5Dの両端部より
少し内側部分に夫々第1主重錘6dと第2主重錘7dと
が設けられ、塔状構造物1Dが建設途上であってその固
有振動周期が短い場合には、ロッド部材5Dの第1主重
錘6d側の端部には付加重錘15が着脱自在に設けら
れ、第1主重錘6dと付加重錘15とで第1重錘6Dが
構成され、第1重錘6Dの固有振動周期は搭状構造物1
Dの固有振動周期の約2倍に設定されている。塔状構造
物1Dの建設工事が進行するに伴い、構造物1Dの固有
振動周期が長くなった場合には、付加重錘15をロッド
部材5Dの第2主重錘7d側の端部に設け、付加重錘1
5と第2主重錘7dとで第2重錘7Dを構成することに
より、第1重錘6D(この場合は第1主重錘6dと同
じ)及び第2重錘7Dの固有振動周期を調整する。 こ
のように塔状構造物1Dの固有振動周期が変化する場合
にも、第1・第2重錘6D・7Dの質量を調整すること
により、第1重錘6Dの固有振動周期を簡単に調整する
ことが出来る。
【0018】
【第2別実施例】本実施例のIMD2Eは、建設途上の
搭状構造物1Eの制振に適用したものである。尚、前記
実施例と同様の部材には同一の符号を付して説明を省略
する。図7に示すように、第1・第2重錘6E・7Eは
ロッド部材5Eにスライド自在に設けられ、建設途上の
塔状構造物1Eの固有振動周期の変化に応じて、第1・
第2重錘6E・7Eのうちの少なくとも一方のロッド部
材5Eに対する固定位置、即ち支軸部材4から第1・第
2重錘6E・7Eまでの距離を調整することにより、第
1重錘6Eの固有振動周期を調整するようになってい
る。尚、符号16は、第1・第2重錘6E・7Eをロッ
ド部材に固定するためのボルトである。尚、前記各実施
例においては、第1重錘の固有振動周期を構造物の固有
振動周期の約2倍に設定したが、約2倍以外の適当な約
偶数倍に設定しても同様な制振効果を得ることが出来
る。また、別実施例においては、第1・第2重錘の両方
の質量を調整して第1重錘の固有振動周期を調整した
が、第1・第2重錘のどちらか一方の質量を調整して第
1重錘の固有振動周期を調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係る衝撃式制振装置の正面図である。
【図2】図1の衝撃式制振装置の作動説明図である。
【図3】変形例に係る衝撃式制振装置の正面図である。
【図4】比較例に係る質量マス同調式制振装置の正面図
である。
【図5】変形例に係る衝撃式制振装置の正面図である。
【図6】第1別実施例に係る衝撃式制振装置の正面図で
ある。
【図7】第2別実施例に係る衝撃式制振装置の正面図で
ある。
【図8】従来技術に係る衝撃式制振装置の正面図であ
る。
【符号の簡単な説明】
1・1D・1E 塔状構造物 2・2A・2C・2D・2E 衝撃式制振装置 4 支軸部材 5・5A・5C・5D・5E ロッド部材 6・6A・6C・6D・6E 第1重錘 7・7A・7C・7D・7E 第2重錘 6d 第1主重錘 7d 第2主重錘 10 片持梁 15 付加重錘

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造物の振動に応動して振動する重錘を
    構造物に衝突させることにより、構造物の振動を制振す
    るようにした衝撃式制振装置において、前記構造物の振
    動面に直交する方向に支軸部材を設け、前記支軸部材に
    ロッド部材をその途中部で回動自在に設け、前記ロッド
    部材の一端側部分に第1重錘を構造物に衝突可能に設
    け、ロッド部材の他端側部分に第2重錘を設けたことを
    特徴とする衝撃式制振装置。
  2. 【請求項2】 前記第1・第2重錘の少なくとも一方の
    質量を調整することにより、第1重錘の固有振動周期を
    調整するように構成したことを特徴とする請求項1に記
    載の衝撃式制振装置。
  3. 【請求項3】 前記第1・第2重錘と支軸部材で支持さ
    れるロッド部材の途中部との間の距離の少なくとも一方
    の距離を調整することにより、第1重錘の固有振動周期
    を調整するように構成したことを特徴とする請求項1に
    記載の衝撃式制振装置。
JP5029391U 1991-06-03 1991-06-03 衝撃式制振装置 Expired - Lifetime JPH0735147Y2 (ja)

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JPH04133044U JPH04133044U (ja) 1992-12-10
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