JPH0754914A - 制震装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 錘りの固有周期の調整を容易に可能とする。 【構成】 ベースフレーム２上に左右の支持ローラ３を
設ける。左右の支持ローラ３上に、左右のレール体４ａ
をヒンジ５にて連結してなるＶ字型のレール４を揺動自
在に載置する。レール４上に横に長い錘り６を載置す
る。錘り６の中央部をヒンジ５に接続し、錘り６の両端
部をライナー１０を介してレール４の両端部に取り付け
る。ライナー１０の厚みを変え、レール４のＶ字角度を
変えることによって錘り６の固有周期を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吊り橋のタワー、超高層
ビルディング、タワー、鉄塔等の構造物の上部に設置し
てこれら構造物の風荷重（空気力）による振動や、地震
による振動振幅を抑えて早期に振動を減衰させるために
用いる制震装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種制震装置として、構造物に与えら
れた揺れエネルギーを錘りの運動エネルギーに変え、そ
れを効率よく減衰することにより構造物の振動を少なく
することができるようにしたものが提案されている（特
開平２−１０２９４５号）。これは、単振り子を発展さ
せたもので、図３に概要を示す如く、制震質量として円
弧状に湾曲形成した錘りａを、構造物ｂ上に設置した左
右の支持ローラｃ上に単弦振動を行えるように載置し、
且つ該錘りａの上面に振動方向に沿ってラックｄを設
け、更に、該ラックｄの上方部にラックｄと直交するよ
うに配した軸ｅをモータｆに連結して該軸ｅの中間部
に、上記ラックｄと噛合するようにピニオンｇを取り付
け、モータｆの駆動により軸ｅを介しピニオンｇを回転
させてラックｄと共に錘りａを所要の周期で揺動させら
れるようにした構成としてある。

【０００３】かかる特開平２−１０２９４５号に提案さ
れた制震装置によれば、地震等により構造物ｂに揺れが
発生したときに、モータｆの駆動で構造物ｂの揺れに対
して９０度遅れた形で錘りａに単弦振動を行う運動エネ
ルギーが与えられ、そのエネルギーが構造物ｂに対して
最適な状態で与えられることにより、構造物ｂの揺れを
素早く抑えることができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記円弧状
の錘りａを利用した制震装置の場合、錘りａの半径によ
って振動周期が決まるため、一度周期を設定すると固有
周期の調整が困難になる問題があり、又、錘りａが円弧
状であることから、その加工が大変である、という問題
がある。

【０００５】そこで、本発明は、錘りの加工が容易で、
しかも固有周期の調整が容易な制震装置を提供しようと
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、離隔させて配置した支持ローラ上に、左
右のレール体同士をＶ字型にヒンジ結合してなるＶ字型
レールを揺動自在に載置し、且つ上記Ｖ字型レール上
に、横方向に長くした錘りを該Ｖ字型レールの長手方向
と平行に載置して、該錘りの中央部を上記Ｖ字型レール
のヒンジに連結すると共に、上記錘りの両端部とＶ字型
レールとの間に固有周期調整用ライナーを介在させ、該
ライナーの厚みでＶ字型レールのＶ字角度を変化させ得
るようにした構成とする。

【０００７】

【作用】錘りをＶ字型レールに載せて支持ローラ上で揺
動させると、等価的に単振子に類似した制震質量とする
ことができる。又、レールの左右方向両端部と錘りの両
端部との間に介在させるライナーの厚みを変えると、Ｖ
字型レールのＶ字角度を変更することができるため、固
有周期を変えることができることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【０００９】図１は本発明の一実施例を示すもので、外
力を受けて揺動する構造物１の頂部にベースフレーム２
を据え付け、該ベースフレーム２上に、左右に所要間隔
を隔てて支持ローラ３を２つ宛計４個所設置し、該左右
の支持ローラ３上に、左右のレール体４ａの一端同士を
Ｖ字型となるように突き合わせてＶ字の角度を調整可能
にヒンジ５にて連結してなるＶ字型レール４を、左右方
向へ揺動自在に載置し、且つ該Ｖ字型レール４上に、制
震質量としての錘り６を横方向に長くしてＶ字型レール
４の長手方向と平行となるように載置して、該錘り６の
中央部を、上記レール体４ａ同士を結合したヒンジ５に
ブラケット７を介して連結すると共に、上記錘り６の両
端部と、上記Ｖ字型レール４の両端部との間に、固有周
期調整用ライナー１０を介在させ、該固有周期調整用ラ
イナー１０はブラケット９を介しピン８にてＶ字型レー
ル４に取り付け、上記錘り６がＶ字型レール４と一体に
支持ローラ３上を左右方向へ単弦振動する如く揺動させ
られるようにして、重力を利用した復元力によるばね系
を構成する。

【００１０】又、上記錘り６の前後両側面部の左右位置
に突起１１を設け、更に、上記錘り６を前後で挟む位置
に設置した架台１２に、上記突起１１と対応する左右の
バッファ１３を取り付けて、上記突起１１がバッファ１
３に当接する範囲で上記錘り６の揺動領域が規制される
ようにし、上記錘り６を、構造物１の揺れに対し９０度
遅れの位相で揺動させることにより構造物１の揺れを速
かに低減させられるようにする。

【００１１】構造物１に地震等によって揺れが発生する
と、錘り６がＶ字型レール４と一体に左右の支持ローラ
３上を単弦振動を行うように左右に揺動することによ
り、Ｖ字型制震質量として作動する。すなわち、本装置
をハイブリット型に構成した場合には、たとえば、支持
ローラ３と同軸に取り付けた錘り駆動モータで錘り６を
構造物１の揺れに対して９０度位相をずらして駆動する
ことで、構造物１の揺れを減衰させることができ、一
方、パッシブ型に構成した場合には、構造物１の揺れに
よって９０度遅れで錘り６に与えられる揺れエネルギー
をダンパ等で減衰させることで、構造物１の揺れをう減
衰させることができる。

【００１２】上記において、構造物１への制震力を最適
に与えるためには、構造物１のもつ固有周期に錘り６の
固有周期を一致させる必要があるが、本発明では、錘り
６の固有周期の調整を容易に行うことができる。すなわ
ち、Ｖ字型レール４のＶ字角度によって装置自身のもつ
固有周期が定められるが、錘り６の両端部とＶ字型レー
ル４の両端部との間に介在させる左右のライナー１０の
厚みを変更すると、Ｖ字型レール４のヒンジ５部を中心
とするＶ字の角度が変わることになって錘り６の揺動軌
跡を変化させることができるため、装置自身のもつ固有
周期を調整することができる。

【００１３】ここで、上記固有周期の調整について、ラ
イナー１０のない図２の装置と比較して説明する。今、
ライナー１０をもたない図２に示す装置において、錘り
６を振り子と考えると、振り子中心Ｏから錘り６の重心
Ｇまでの距離である半径はｒ′である。一方、図１に示
す本発明の装置の如く、錘り６の左右両端部とＶ字型レ
ール４の左右両端部との間に、ある厚みをもったライナ
ー１０を介在させてＶ字型レール４のＶ字角度を開くよ
うにすると、振り子中心Ｏから錘り６の重心Ｇまでの半
径は、上記ｒ′よりも長いｒとなる。すなわち、図２に
示す装置の場合、振り子長さが短いため短周期となり、
図１に示す装置の場合、振り子長さが長くなるため長周
期となる。したがって、上記ライナー１０の厚みを選定
することによって、錘り６の周期を構造物１の周期に完
全に同調させることが可能となる。又、上記錘り６は円
弧状に形成する必要がなくて任意の形状とすることがで
きるので、加工面でも有利である。

【００１４】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々変更を加え得ることは勿論である。

【００１５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明の制震装置によ
れば、錘りを、Ｖ字型のレールを介して支持ローラ上で
揺動できるようにしたので、円弧状の錘りを用いた場合
と同様な制震効果を得ることができ、又、Ｖ字型レール
のＶ字角度を、Ｖ字型レールと錘りとの間に介在させる
スペーサとしてのライナーの厚さにより調整できるの
で、錘りの固有周期の調整が容易で構造物に完全に一致
させることができ、これにより、構造物の経年変化によ
る周期ずれに対しても現場で対応することができ、更
に、錘りは円弧状に加工する必要がないので加工作業が
楽である、等の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制震装置の一実施例を示す概要図であ
る。

【図２】ライナーをもたない制震装置を示すもので、図
１に示す制震装置との振り子半径の長短を比較する図で
ある。

【図３】円弧状の錘りを用いた単弦振動方式の制震装置
の例を示す概要図である。

【符号の説明】

３ 支持ローラ ４ Ｖ字型レール ４ａ レール体 ５ ヒンジ ６ 錘り １０ 固有周期調整用ライナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 保 東京都江東区毛利一丁目19番10号 江間忠 ビル 石川島播磨重工業株式会社江東事務 所内 (72)発明者 森田 英雄 東京都江東区毛利一丁目19番10号 江間忠 ビル 石川島播磨重工業株式会社江東事務 所内 (72)発明者 谷田 宏次 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 小池 裕二 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 山田 俊一 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 有田 友彦 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 黒川 泰嗣 東京都港区元赤坂一丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 石井 孝二 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離隔させて配置した支持ローラ上に、左
   右のレール体同士をＶ字型にヒンジ結合してなるＶ字型
   レールを揺動自在に載置し、且つ上記Ｖ字型レール上
   に、横方向に長くした錘りを該Ｖ字型レールの長手方向
   と平行に載置して、該錘りの中央部を上記Ｖ字型レール
   のヒンジに連結すると共に、上記錘りの両端部とＶ字型
   レールとの間に固有周期調整用ライナーを介在させ、該
   ライナーの厚みでＶ字型レールのＶ字角度を変化させ得
   るようにした構成を有することを特徴とする制震装置。