JPH09287633A

JPH09287633A - 動吸振器

Info

Publication number: JPH09287633A
Application number: JP8099890A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Aida; 安彦相田; Hiroshi Niwa; 博志丹羽; Yuji Maeda; 祐治前田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-11-04
Anticipated expiration: 2016-04-22
Also published as: JP4040123B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型、軽量、簡単な構成であり、なおかつ単
体で２次元方向の振動にも追従し、振動を低減できる動
吸振器を提供する。【解決手段】本発明に係る動吸振器は、可動重量部５
と、この可動重量部５にバックヨーク７を介して縦横複
数設けられ隣接する磁石とは互いに異なる磁極を有する
可動部磁石６と、制振対象物１に前記可動部磁石６と異
なる磁極が対向するようにバックヨーク１０を介して設
けられた固定部磁石９と、前記可動部磁石６と固定部磁
石９との隙間１２に介挿された導体板１６と、前記可動
重量部５に設けられた可動部ベアリング受け座１３と、
前記制振対象物１に設けられた固定部ベアリング受け座
１４と、これらに挟着された剛球１５とからなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造物の制振装置に
係り、特に一つの可動重量を用いて２次元方向の振動に
対応し、制振効果を得る動吸振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の動吸振器は、制振対象構造物の振
動方向を特定し、その方向に対して制振効果を発揮する
ように、付加重量を振動させる構成となっており、制振
すべき振動方向が複数の場合、その各方向に対応した個
数分、動吸振器を設置する必要があった。

【０００３】以下、従来の動吸振器について図１０を用
いて説明する。この図１０は従来の動吸振器を設置した
様子を模式的に示したものである。制振対象物１の振動
方向に対応して、付加重量２をばね要素３と減衰要素４
により支持した動吸振器を複数個設置している。

【０００４】このように構成された動吸振器において
は、建築構造物等のように、動吸振器の設置スペースが
十分に確保する場合には、複数個設置する上では問題は
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、機械構造物のよ
うに、動吸振器の設置スペースが限られ、しかも複数方
向の制振が必要な場合、付加重量の振動方向が一定して
いる従来構造のままでは機構が複雑で小型化に限界があ
り、制振効果を得るために適切な配置設定を行うことが
困難であった。

【０００６】本発明は係る従来の事情に対処してなされ
たものであり、その目的は、小型、軽量、簡単な構成で
あり、なおかつ単体で２次元方向の振動にも追従し、振
動を低減でき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】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明においては、可動重量部と、こ
の可動重量部の水平面にバックヨークを介して所定の間
隔を有して縦横複数設けられ垂直方向に磁化した矩形磁
石であって隣接する磁石とは互いに異なる磁極を有して
成る可動部磁石と、制振対象物に前記可動部磁石と同一
形状であって前記可動部磁石と異なる磁極が対向するよ
うにバックヨークを介して所定の間隔を有して縦横複数
設けられた固定部磁石と、前記可動部磁石と固定部磁石
との隙間に非接触に介挿された導体板と、前記可動重量
部に設けられた可動部ベアリング受け座と、前記制振対
象物に設けられた固定部ベアリング受け座と、この可動
部ベアリング受け座と固定部ベアリング受け座とに挟着
され前記可動重量部の水平運動を可能にする剛球を有す
る動吸振器を提供するものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の動吸振器において、矩形磁石に代えて円形磁石を有
するものである。請求項１および２記載の発明では、可
動重量部が静止位置から動いた場合、すなわち、対向し
ている磁石が水平方向にずれた場合に、静止位置にて対
向している矩形磁石あるいは円形断面磁石同士は互いに
異なる磁極を有するため、吸引力が働く一方、隣接する
同一磁極に近づくことにより反発力が働く。これらは、
いずれも２次元方向の移動に対して可動重量の移動量を
元に戻す復元力として作用する。さらに対向磁石間に設
置した導体板を通過する磁束は、可動重量の移動に伴
い、導体板と相対運動することになり、これは導体板に
発生する渦電流損による磁気減衰力として作用する。以
上により、磁気ばねおよび磁気ダンパとして構成し、こ
れらのばね定数、減衰係数を制振対象物の振動特性に合
わせて、動吸振器理論に基づいて調整した上で、制振対
象物にこの磁気ばね・磁気ダンパにより可動重量部を支
持している動吸振器を設置することにより、制振対象物
の振動を低減することができる。特に小型の矩形磁石あ
るいは円形断面磁石に分割し多数配列したことから同じ
対向面積を有する大型磁石に比べ、可動重量の移動に対
し、可動部磁石と固定部磁石のずれ面積量を多くするこ
とができる分、大きな磁気復元力が得られる。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１または
請求項２記載の動吸振器において、矩形磁石または円形
磁石の間隔を可動部磁石側および固定部磁石側の同一箇
所において広げたスペースを設け、このスペースに可動
部ベアリング受け座と固定部ベアリング受け座とを設け
て剛球を挟着したものである。

【００１０】本発明では、矩形磁石あるいは円形断面磁
石の配列個数が非常に多くなった場合、配列の中間部に
も剛球を配置することによって、可動部磁石および固定
部磁石全体の面外変形を防ぎ、両者の隙間を全面に亘り
一定に保つ。

【００１１】請求項４記載の発明では、請求項１乃至３
の動吸振器の可動部磁石と固定部磁石において、矩形磁
石または円形磁石の縦横配列個数を縦と横で異なるよう
に設けたものである。

【００１２】本発明では、可動部磁石と固定部磁石にお
いて、矩形磁石の水平面内で縦横の配列個数を任意に変
えることによって、２方向の磁気ばね定数の比率を調整
することができる。

【００１３】請求項５記載の発明では、請求項１、３ま
たは４記載の動吸振器の可動部磁石と固定部磁石におい
て、矩形磁石の縦横の辺の比が１以外とするものであ
る。本発明においては、請求項４記載の発明と同様に２
方向の磁気ばね定数の比率を調整可能であるとともに、
配列された可動部磁石と固定部磁石全体の縦横の辺の長
短に自由度が増すことになる。

【００１４】請求項６記載の発明では、請求項１乃至５
記載の動吸振器において、バックヨークを水平板と縦リ
ブを組み合わせたハニカム構造とするものである。本発
明では、矩形磁石あるいは円形断面磁石の配列個数が非
常に多くなった場合、可動部磁石と一体を成すバックヨ
ークを、水平板と縦リブを組み合わせたハニカム構造に
より構成することにより、可動部全体の面外変形を防
ぎ、固定部との隙間を一定に保ち、剛球の転がりによる
可動重量部の水平運動が抵抗なく行える。

【００１５】請求項７記載の発明は、請求項１乃至５記
載の動吸振器において、可動重量部の可動部磁石を設け
た側とは反対側の水平面にバックヨークを介して所定の
間隔を有して縦横複数設けられ垂直方向に磁化した矩形
磁石あるいは円形磁石であって隣接する磁石とは互いに
異なる磁極を有して成る第２の固定部磁石と、この第２
の固定部磁石と同一形状であって第２の固定部磁石と異
なる磁極が対向するように配列された第２の可動部磁石
と、この第２の可動部磁石をバックヨークを介して設け
る第２の可動重量部と、第２の可動部磁石と第２の固定
部磁石との隙間に非接触に介挿された第２の導体板と、
第２の可動重量部に設けられた第２の可動部ベアリング
受け座と、可動重量部に設けられた第２の固定部ベアリ
ング受け座と、この第２の可動部ベアリング受け座と第
２の固定部ベアリング受け座とに挟着され可動重量部の
水平運動を可能にする剛球とを１ユニットとして、前記
可動重量部に１ユニットあるいは複数ユニット重ねて設
けたものである。

【００１６】本発明では、可動重量部を複数段重ねて構
成し、各可動重量部同士を配列個数を任意に調整した多
数配列磁石を対向設置することにより、複数の振動数に
対応することができる。

【００１７】請求項８記載の発明では、請求項１乃至５
記載の動吸振器において、可動部磁石と固定部磁石にお
いて、所定の間隔を有して形成される縦横配列個数を変
化させ、可動部磁石と固定部磁石の最外周形状を任意に
設定可能とするものである。

【００１８】本発明では、動吸振器の外形形状を任意に
設定でき、磁石の配置スペースを小さくさせるすること
が可能であると同時に制振対象物形状に適応させること
が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る動吸振器の第
１の実施の形態（請求項１に対応）を図１および図２に
基づき説明する。図１は第１の実施の形態を示す縦断面
図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図であ
る。

【００２０】本実施の形態では、動吸振器の可動重量５
に、厚さ方向に磁化した可動部矩形磁石６を四辺にて隣
接する各矩形磁石と所定の距離を置いて水平面内の縦横
に多数配列し、隣接する磁石同士は互いに異なる磁極を
持つように構成した上、バックヨーク７を介して固定し
ている。

【００２１】ここで、多数配列した可動部矩形磁石６と
バックヨーク７を総称して可動部磁石列８と呼ぶ。これ
と対向する制振対象物１にも可動部磁石列８と同一形
状、同一配置を成す固定部矩形磁石９を多数配列し、静
止状態にて対向する可動部矩形磁石６とは互いに異なる
磁極を有するように構成した上、バックヨーク１０を介
して設置している。

【００２２】また、多数配列した固定部矩形磁石９とバ
ックヨーク１０を総称して固定部磁石列１１と呼ぶ。可
動部磁石列８と固定部磁石列１１とは上下に一定の隙間
１２を保って設置されているが、これは可動重量５と制
振対象物１に各々固定された受け座１３，１４を介して
複数の剛球１５を直接挟み込むことにより確保してい
る。

【００２３】さらに、この隙間１２には導体板１６を磁
石と非接触になるように設置されている。導体板１６は
支持脚１７を介して制振対象物１、可動重量５のいずれ
かに固定されている。

【００２４】このように構成された、第１の実施の形態
においては、可動重量５が静止位置から動いた場合、す
なわち対向している可動部矩形磁石６と固定部矩形磁石
９が水平方向にずれた場合に、これらは互いに異なる磁
極を持つため、吸引力が働く一方、隣接する同一磁極に
近づくことにより反発力が働く。これらは、いずれも２
次元方向の移動に対して可動重量５の移動量を元に戻す
復元力として作用する。さらに、対向磁石間の隙間１２
に設置した導体板１６を通過する磁束は、可動重量５の
移動に伴い、導体板１６と相対運動することになり、こ
れは導体板１６に発生する渦電流損による磁気減衰力と
して作用する。以上により、磁気ばねおよび磁気ダンパ
として作用し、可動重量５を制振対象物１に取り付ける
ことにより、制振対象物１の振動を低減することができ
る。特に小型の矩形磁石に分割し多数配列したことから
同じ対向面積を有する大型磁石に比べ、可動重量５の移
動に対し、可動部矩形磁石６と固定部矩形磁石９のずれ
面積量を多くすることができる分、大きな磁気復元力が
得られる。従って、動吸振器に必要な磁気ばね定数を得
るための磁石の物量を少なくできるため、動吸振器をさ
らに小型化することができる。

【００２５】次に本発明に係る動吸振器の第２の実施の
形態（請求項２に対応）について図３を用いて説明す
る。本実施の形態においては、第１の実施の形態の可動
部磁石列８および固定部磁石列１１を構成する矩形磁石
に代えて、各々可動部円形磁石１８および固定部円形磁
石１９を水平面内の縦横に所定の間隔を保ち多数配列
し、隣接する磁石同士は異なる磁極を持つように、また
静止状態にて対向する位置にある可動部円形磁石１８と
固定部円形磁石１９は異なる磁極を持つよう構成してい
る。

【００２６】このように構成された本実施の形態におい
ては、磁石が円形であるため、２次元の任意の方向に対
して同一の磁気ばね定数が得られるので、たとえば、回
転体の振れ回り振動を抑制するのに特に有効である。

【００２７】次に、本発明に係る動吸振器の第３の実施
の形態（請求項３に対応）について図４および図５を用
いて説明する。図４は第３の実施の形態に係る動吸振器
の断面図を示し、図５は図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面
図である。本実施の形態においては、第１の実施の形態
の可動部磁石列８および固定部磁石列１１について構成
する矩形磁石あるい円形磁石を多数配列している中間部
対向する同一場所にて、隣接する磁石間隔を広げること
により中間スペース２０を設け、可動部磁石列８および
固定部磁石列１１を分割し、そのスペースの可動重量５
および制振対象物１に、各々中間受け座２１，２２を設
置し、剛球２３を挟み込んでいる。

【００２８】このように構成された本実施の形態におい
ては、特に磁石配列個数が多くなり、可動部磁石列８の
断面積が大きくなった場合、中間位置にも上下方向の支
持部がとれるため、可動重量５を含めた全体としての面
外変形が防止できる。従って、対向する磁石間隙間を全
面に亘り均一に保てるとともに、剛球２３の転がりによ
る可動重量５の水平運動が抵抗なく行える。

【００２９】本発明に係る動吸振器の第４の実施の形態
（請求項４、５に対応）について、図６を用いて説明す
る。本実施の形態は、第１の実施の形態における可動部
磁石列８および固定部磁石列１１について、可動部矩形
磁石６と固定部矩形磁石９の水平面内における縦横の配
列個数を変えたものである。

【００３０】このように構成された本実施の形態におい
ては、矩形磁石の辺に平行な水平２方向に関して、可動
重量５の移動に伴う可動部矩形磁石６と固定部矩形磁石
９のずれ面積を任意に調整することができる。従って、
制振対象物１が２方向で異なる振動数を持つ場合、異な
る振動数に対応して制振効果を発揮することができる。

【００３１】なお、本実施の形態の説明に用いた図６で
は、可動部矩形磁石６あるいは固定部矩形磁石９のそれ
ぞれ隣接する磁石間距離を変えることなく縦横の配列個
数を変えているが、隣接する磁石間距離を縦の配列ある
いは横の配列で異なるものとすることによれば、配列個
数を変えなくとも本実施の形態と同様に制振対象物１が
２方向で異なる振動数を持つ場合に、異なる振動数に対
応して制振効果を発揮することが可能である。

【００３２】さらに、図６においては、矩形磁石の縦横
の長さの比はほぼ１のものが例示されているため、縦横
の配列個数を変えると、全体としては、多くの配列を有
する横の辺が長い長方形となっている。しかしながら、
矩形磁石の辺の長さの比は必ずしも１である必要はな
い。例えば、矩形磁石の内、磁石自体の縦横の辺の長さ
の比が大きなものを使用して縦横の配列を行うことによ
れば、多くの配列を有する辺が必ずしも長くはならず、
その全体の縦横の辺の長短は自由度を増すことになる。

【００３３】本発明に係る動吸振器の第５の実施の形態
（請求項６に対応）について、図７を用いて説明する。
本実施の形態においては、可動部磁石列８を構成するバ
ックヨーク７を可動重量５と一体と考え、磁石が固定さ
れている平板２４と上部平板２５を縦リブ２６を介して
結合させ、全体としてハニカム構造を構成し、可動部全
体としての面外剛性を確保したものである。

【００３４】このような構成により、対向する磁石間隙
間を全面に亘り均一に保てるとともに、剛球の転がりに
よる可動重量の水平運動が抵抗なく行えるという効果を
発揮する。

【００３５】次に、本発明に係る動吸振器の第６の実施
の形態（請求項７に対応）を図８を用いて説明する。本
実施の形態においては、可動部磁石列８の反対側に第１
および第２の実施の形態と同様に、第２固定磁石列２７
および第２可動磁石列２８を配置し、第２可動重量２９
を可動重量５の上で支持している。可動重量５には第２
受け座３０が、第２可動重量２９には第２受け座３１が
各々設けられ、その第２受け座３０，３１の間に第２剛
球３２が挟着されている。また、第２固定磁石列２７お
よび第２可動磁石列２８の隙間には第２導体板３３が非
接触に介挿されている。

【００３６】本実施の形態を説明する図８によれば、可
動重量５上にもう一つのみ動吸振器が載置されている
が、第２固定磁石列２７，第２可動磁石列２８，第２可
動重量２９，第２受け座３０，３１，第２剛球３２，第
２導体板３３を１ユニットとして、これを複数ユニット
重ねて可動重量５に載置してもよい。

【００３７】このように動吸振器の可動重量５を複数段
重ねて構成し、複数の自由度を持たせ、各可動重量５同
士を配列個数を調整した多数配列磁石を対向配置するこ
とにより支持し、振動数を調整することによれば制振対
象物１の複数の振動数に対応することができる。

【００３８】最後に、本発明に係る第７の実施の形態
（請求項８に対応）を図９を用いて説明する。本実施の
形態は、可動部矩形磁石６と固定部矩形磁石９の水平面
内の周辺部における配列個数を場所により任意に調整す
ることにより、可動部磁石列８および固定部磁石列１１
の最外周形状を任意に設定するものである。

【００３９】このように構成された本実施の形態におい
ては、動吸振器の外形形状を任意に設定する上で、磁石
の配置スペースを小さくすることができる。なお、本実
施の形態において示した配列は、図３を用いて説明した
本発明に係る動吸振器の第２の実施の形態における可動
部円形磁石１８と固定部円形磁石１９の配列においても
適用可能である。

【００４０】以上、第１の実施の形態から第７の実施の
形態においては制振対象物１上に載知される場合につい
て図面を用いて説明したが、制振対象物１が吊り下げら
れ、動吸振器がその下面に設置される場合においても、
可動部矩形磁石６と固定部矩形磁石９の磁力によって可
動重量５は落下することなく本発明に係る動吸振器は設
置可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の動吸振器に
おいては、可動重量は２次元方向に対して、磁気復元力
により支持されており、１つの可動重量で２次元方向に
制振効果が得られる。さらに、対向磁石間に導体板を配
置することで、磁気ダンパとしても併用し、ばね要素と
減衰要素がすべての可動重量の下部に収納できること、
および小型磁石を多数配列することにより同じ対向面積
を有する大型磁石に比べ大きな復元力が得られるため、
動吸振器を大幅に小型、軽量化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動吸振器の第１の実施の形態を示
す縦断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。

【図３】本発明に係る動吸振器の第２の実施の形態を示
す構成図。

【図４】本発明に係る動吸振器の第３の実施の形態を示
す縦断面図。

【図５】図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図６】本発明に係る動吸振器の第４の実施の形態を示
す構成図。

【図７】本発明に係る動吸振器の第５の実施の形態を示
す縦断面図。

【図８】本発明に係る動吸振器の第６の実施の形態を示
す縦断面図。

【図９】本発明に係る動吸振器の第７の実施の形態を示
す構成図。

【図１０】（ａ）は動吸振器の従来例を示す立面図、
（ｂ）は動吸振器の従来例を示す側面図。

【符号の説明】

１…制振対象物２…付加重量３…ばね要素４…減衰要素５…可動重量６…可動部矩形磁石７…バックヨーク８…可動部磁石列９…固定部矩形磁石１０…バックヨーク１１…固定部磁石列１２…隙間１３…受け座１４…受け座１５…剛球１６…導体板１７…支持脚１８…可動部円形磁石１９…固定部円形磁石２０…中間スペース２１…中間受け座２２…中間受け座２３…剛球２４…平板２５…上部平板２６…縦リブ２７…第２固定磁石列２８…第２可動磁石列２９…第２可動重量３０…第２受け座３１…第２受け座３２…第２剛球３３…第２導体板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可動重量部と、この可動重量部の水平面
にバックヨークを介して所定の間隔を有して縦横複数設
けられ垂直方向に磁化した矩形磁石であって隣接する磁
石とは互いに異なる磁極を有して成る可動部磁石と、制
振対象物に前記可動部磁石と同一形状であって前記可動
部磁石と異なる磁極が対向するようにバックヨークを介
して所定の間隔を有して縦横複数設けられた固定部磁石
と、前記可動部磁石と固定部磁石との隙間に非接触に介
挿された導体板と、前記可動重量部に設けられた可動部
ベアリング受け座と、前記制振対象物に設けられた固定
部ベアリング受け座と、この可動部ベアリング受け座と
固定部ベアリング受け座とに挟着され前記可動重量部の
水平運動を可能にする剛球とを有することを特徴とする
動吸振器。
【請求項２】前記矩形磁石に代えて円形磁石を有する
ことを特徴とする請求項１記載の動吸振器。
【請求項３】前記矩形磁石または円形磁石の間隔を前
記可動部磁石側および固定部磁石側の同一箇所において
広げたスペースを設け、このスペースに前記可動部ベア
リング受け座と固定部ベアリング受け座とを設けて剛球
を挟着したことを特徴とする請求項１または２記載の動
吸振器。
【請求項４】前記可動部磁石と固定部磁石において、
矩形磁石または円形磁石の縦横配列個数を縦と横で異な
るように設けたことを特徴とする請求項１乃至３記載の
動吸振器。
【請求項５】前記可動部磁石と固定部磁石において、
矩形磁石の縦横の辺の比が１以外であることを特徴とす
る請求項１、３または４記載の動吸振器。
【請求項６】前記バックヨークは水平板と縦リブを組
み合わせたハニカム構造であることを特徴とする請求項
１乃至５記載の動吸振器。
【請求項７】前記可動重量部の前記可動部磁石を設け
た側とは反対側の水平面にバックヨークを介して所定の
間隔を有して縦横複数設けられ垂直方向に磁化した矩形
磁石あるいは円形磁石であって隣接する磁石とは互いに
異なる磁極を有して成る第２の固定部磁石と、この第２
の固定部磁石と同一形状であって前記第２の固定部磁石
と異なる磁極が対向するように配列された第２の可動部
磁石と、この第２の可動部磁石をバックヨークを介して
設ける第２の可動重量部と、前記第２の可動部磁石と第
２の固定部磁石との隙間に非接触に介挿された第２の導
体板と、前記第２の可動重量部に設けられた第２の可動
部ベアリング受け座と、前記可動重量部に設けられた第
２の固定部ベアリング受け座と、この第２の可動部ベア
リング受け座と第２の固定部ベアリング受け座とに挟着
され前記可動重量部の水平運動を可能にする剛球とを１
ユニットとして、前記可動重量部に１ユニットあるいは
複数ユニット重ねて設けたことを特徴とする請求項１乃
至５記載の動吸振器。
【請求項８】前記可動部磁石と固定部磁石において、
所定の間隔を有して形成される縦横配列個数を変化さ
せ、前記可動部磁石と固定部磁石の最外周形状を任意に
設定可能とすることを特徴とする請求項１乃至５記載の
動吸振器。