JPH10317505A - 床制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えば、建築物の床構造や橋等に
使用される床制振装置に関し、その固有振動数の調節の
巾を広くして種々の広い床に対応できるようにすること
である。 【解決手段】 制振用の重り２と、該重り２を上下方向
に移動自在にして支持する框体３と、前記重り２を弾性
的に支持するバネ材４と、前記重り２の上下振動を減衰
させる減衰装置５と、からなる床制振装置１であって、
当該床制振装置１の固有振動数を細かく調整する複数個
の補助バネ６を設けたことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、建築物の
床構造や橋等に使用される床制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスビルにおいては床面を多用途に
使用することを目的として、フレキシブルな組織の変化
に対応した建築計画が求められ、スパンの間隔を広げて
無柱空間とすることが多くなっている。そして、スパン
が長くなることで梁の撓みが大きくなり、日常的な床振
動も大きくなる。

【０００３】かかる場合に、従来用いられている床制振
装置は、図１０に示すように、床の固有振動数と制振装
置の固有振動数とを同調させて制振効果を得るようにし
たもので、制振用の重り（例えば、鉄板で約３００ｋ
ｇ）と、上下方向における重りの移動を弾性的に支持す
るコイルバネと、減衰装置（シリコンオイル材）とから
なるものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この床
制振装置には、床の固有振動数の変化に対して調節可能
な可変剛性装置も装備されてはいるが、その調節範囲は
±１０％程度であって、さらに大きな（例えば、±２０
％程度）調節範囲が必要となることを考慮すると、十分
なものではなかった。

【０００５】従来の床制振装置には、調節範囲の狭さか
ら十分な床制振の効果を発揮することが出来ないと言う
課題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る床制振装置
の上記課題を解決するための要旨は、制振用の重りと、
該重りを上下方向に移動自在にして支持する框体と、前
記重りを弾性的に支持するバネ材と、前記重りの上下振
動を減衰させる減衰装置と、からなる床制振装置であっ
て、当該床制振装置の固有振動数を細かく調整する複数
個の補助バネを設けたことである。

【０００７】前記重りと框体との間に、片持ち支持され
た板バネとの接点を移動させることで板バネの剛性を変
えて床制振装置の固有振動数を無断階で微調整する可変
剛性装置を設けたことである。

【０００８】本発明に係る床制振装置によれば、仕上げ
荷重や積載荷重によって床の固有振動数が従来の調整範
囲よりも大きく変動しても、補助バネによって床制振装
置を床の固有振動数に迅速に対応させることが出来る。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る床制振装置１
について図面を参照して説明する。この床制振装置１の
構成は、図１示すように、制振用の重り２と、該重り２
を上下方向に移動自在にして支持する框体３とで概ね構
成されている。

【００１０】前記重り２は、矩形状の金属板、例えば、
鉄板を複数枚重ねてボルト２ａで一体的にしたものであ
る。この全体荷重は、約３００ｋｇ程度である。そし
て、重ねた鉄板の４隅に、框体３に上下方向移動自在に
取り付けるため、それぞれ上下に貫通する貫通孔２ｂが
設けられている。

【００１１】前記框体３は、上下の２枚の矩形状の鋼
板、鉄板等の金属製板３ａ，３ｂと、この両金属製板３
ａ，３ｂの上下間隔を保ち固定する組立用ボルト３ｃと
が、板３ｂの４箇所にてボス部３ｄに立設された組立用
ボルト３ｃの先端側に、板３ａの４箇所の貫通孔を挿通
させて該板３ａが組み込まれ、更に、ダブルナット３ｅ
にて固定され、形成されるものである。全体の大きさ
は、例えば、一例として高さが約５００ｍｍ、巾が２２
０ｍｍ、横が９８０ｍｍ程度である。

【００１２】前記組立用ボルト３ｃの金属製板３ａ，３
ｂとの間には、前記重り２が介装されると共に、その重
り２の上面と板３ａの下面と、重り２の下面と板３ｂの
上面との間に、当該重り２を弾性的に支持するバネ材４
が介装される。

【００１３】前記重り２の両側面には、該重り２の上下
振動を減衰させる減衰装置５が設けられている。この減
衰装置５は、板３ｂ側に上端開口した箱体５ａに減衰材
として、例えば、シリコンオイルが貯蔵され、重り２側
からＬ型プレート２ｃを介してボルト２ｄが上下方向に
垂設され、そのボルト下端に減衰板２ｅが取り付けら
れ、前記シリコンオイルの中に没入されている。

【００１４】また、前記重り２の下面と框体３の板３ｂ
の上面との間に、床制振装置１の一定範囲の固有振動数
を無段階で微調整する可変剛性装置８が設けられてい
る。

【００１５】この可変剛性装置８は、図１乃至図３に示
すように、板３ｂの上面に固定された矩形状平板のベー
スプレート８ａの両端部から各々支持部材８ｂで片持ち
支持された矩形状の両板バネ７，７と、重り２側に取り
付けられて前記板バネ７との接点を水平方向に摺動可能
にして当接する剛性伝達部材８ｃ，８ｃとで構成され、
前記接点位置を支持部材８ｂに近づけたり遠ざけたりし
て板バネ７の剛性を変えて、床制振装置１の固有振動を
微調整するものである。

【００１６】前記剛性伝達部材８ｃには、図１に示すよ
うに、一方側に接点位置を測定する為のゲージが設けら
れている。また、この剛性伝達部材８ｃを左右方向に摺
動させる手段としては、紙面垂直方向から手動で行って
良いし、図５に示すように、床制振装置１の側方から棒
状工具等で位置調整するようにしても良い。

【００１７】そして、建築物が無柱大空間を有する場合
に、その固有振動数の変化に対応できるように、床制振
装置１の固有振動数の調整範囲を広くする複数個（例え
ば、４箇）の補助バネ６を、前記框体３の板３ａの下面
と重り２の上面との間に設ける。

【００１８】この補助バネ６は、前記バネ材４よりも小
さなものであり、バネの自由長を調節する調節ボルト６
ａが、框体３の板３ａのネジ孔に螺合され、その先端部
のフランジ部分で当該補助バネ６が重り２に押しつけら
れている。また、重り２の側には、水平方向の補助バネ
６のズレを防止する位置決め突起２ｆが形成されてい
る。この補助バネ６は円筒ユニット化されており、取り
外しが簡単に出来る。つまり、位置決め突起２ｆに、補
助バネ６を内包し上部に蓋を有してなる円筒ユニットを
載置し、調節ボルト６ａを前記板３ａのネジ孔から押し
込みさえすればよい。このようにすることで、現場で必
要に応じて補助バネ６を取り付けると共に、その堅さも
調節ボルト６ａの押し込み量を、目盛り６ｂを用いて調
整するればよい。また、この円筒ユニットは、補助バネ
の堅さが違う数種類のものが用意されているので、状況
に応じて取り付けるものである。

【００１９】このほか、床制振装置１には、框体３の上
側の板３ａに当該装置１を揚重機等で吊り上げる際にフ
ックを掛ける懸吊部材９が設けられ、更に、重り２の水
平方向の移動を規制する規制ボルト１０が設けられてい
る。また、框体３の下側の板３ｂには、梁などにこの装
置１を取付固定するための孔若しくはネジ孔３ｆが設け
られている。

【００２０】このようにして形成された床制振装置１
を、例えば、無柱大空間の床における梁に取付けた場合
について説明する。制振対象の床の固有振動数に対し
て、この床制振装置１の固有振動数は、まず４個のバネ
材４で、予め装置１が働かない状態で測定した床の１次
振動数に同調するよう略合わせる。重り２は、床の１次
の振動モードに対する有効質量の１％程度とする。

【００２１】そして、前記補助バネ６を、調節ボルト６
ａで押し込んだりすることでそのバネ強さを加減して調
節する。この補助バネ６により、床制振装置１の固有振
動数は、図６乃至図７に示すように今回のバネでは、
３．５Ｈｚ〜６．１Ｈｚ程度までの広い範囲で調整する
ことが可能となる。

【００２２】更に、床制振装置１の可変剛性装置８によ
り、その剛性伝達部材８ｃ，８ｃを横方向にスライドさ
せて調節し、板バネ７の剛性を変えることで、当該装置
１の固有振動数を微調整して、前記床の固有振動数に合
わせるものである。この可変剛性装置８による調節範囲
を実験すると、装置の基本振動数を８．５Ｈｚとした場
合で、図６と図８に示すように、装置１の固有振動数を
±１Ｈｚの範囲を無段階で設定することが出来るもので
ある。

【００２３】このように、前記床制振装置１において、
補助バネ６と可変剛性装置８とにより、当該装置１の固
有振動数を、基本振動数に対して約±２０％の広い範囲
で調節することが可能となったものである。よって、こ
の床制振装置１を床の制振に使用できるようになるもの
である。

【００２４】なお、床制振装置１の固有振動数の調整範
囲を変えるには、前記補助バネ６の設置個数を変えるこ
とにより行うもので、例えば、円筒ユニットを予め多種
類用意しておくか、框体３の上側の板３ａに円筒ユニッ
ト取付用の孔を複数個用意しておくことが好ましいもの
である。

【００２５】こうして、床制振装置１の固有振動数を、
制振対象である床の固有振動数に合わせることで、当該
床制振装置１の重り２が前記制振対象の床の振動に共振
して振動エネルギーを吸収して、制振効果が得られ（動
吸振器となる）るものである。例えば、対象床のスパン
長が１７．０ｍで、装置の諸数値が以下のような条件の
場合に、

【表１】 図９に示すように、衝撃加振（バングマシーンによる）
の実験において、最大振幅の巾や減衰時間も大幅に減少
することが確かめられ、有効な効果を発揮するものであ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の床制振装
置は、制振用の重りと、該重りを上下方向に移動自在に
して支持する框体と、前記重りを弾性的に支持するバネ
材と、前記重りの上下振動を減衰させる減衰装置と、か
らなる床制振装置であって、当該床制振装置の固有振動
数の調整範囲を拡げる複数個の補助バネを設けたことに
より、余裕を持って床制振装置の固有振動数を調整する
ことが出来るようになるという優れた効果を奏するもの
である。

【００２７】更に、前記重りと框体との間に、片持ち支
持された板バネとの接点を移動させることで板バネの剛
性を変えて床制振装置の固有振動数を無段階で微調整す
る可変剛性装置を設けたことにより、床制振装置の固有
振動数を微調整することが出来るという優れた効果を奏
するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る床制振装置の、右側半分を断面に
して示す正面図である。

【図２】同本発明に係る床制振装置の平面図である。

【図３】同図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図であ
る。

【図４】同本発明に係る床制振装置の側面図である。

【図５】同本発明に係る床制振装置の、図１におけるＣ
−Ｃ線に沿った断面図である。

【図６】同本発明に係る床制振装置における可変剛性装
置の、板バネのスパンＬを示す説明図である。

【図７】同補助バネの有無による固有振動数の変化を示
す特性曲線図である。

【図８】同本発明に係る床制振装置の可変剛性装置によ
る固有振動数の変化を示す特性曲線図である。

【図９】同本発明に係る床制振装置を床の制振に使用し
た実験で、衝撃加振の結果を示す加速度波形図である。

【図１０】従来例に係る床制振装置の正面図（イ）と側
面図（ロ）である。

【符号の説明】

１ 床制振装置、２ 重り、３ 框体、３ａ，３ｂ
板、４ バネ材、５ 減衰装置、６ 補助バネ、６ａ
調節ボルト、７ 板バネ、８ 可変剛性装置、８ｂ 支
持部材、８ｃ 剛性伝達部材、９ 懸吊部材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】制振用の重りと、該重りを上下方向に移動
   自在にして支持する框体と、前記重りを弾性的に支持す
   るバネ材と、前記重りの上下振動を減衰させる減衰装置
   と、からなる床制振装置であって、 当該床制振装置の固有振動数を細かく調整する複数個の
   補助バネを設けたこと、 を特徴とする床制振装置。
2. 【請求項２】重りと框体との間に、片持ち支持された板
   バネとの接点を移動させることで板バネの剛性を変えて
   床制振装置の固有振動数を無断階で微調整するを可変剛
   性装置を設けたこと、 を特徴とする請求項１に記載の床制振装置。