JPH1151111A - Vibration control device - Google Patents
Vibration control deviceInfo
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- JPH1151111A JPH1151111A JP20929797A JP20929797A JPH1151111A JP H1151111 A JPH1151111 A JP H1151111A JP 20929797 A JP20929797 A JP 20929797A JP 20929797 A JP20929797 A JP 20929797A JP H1151111 A JPH1151111 A JP H1151111A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は地震や風による建造
物の振動を減衰する制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for attenuating vibration of a building caused by an earthquake or wind.
【０００２】[0002]
【従来の技術】建造物の制振装置としては、従来、例え
ば特開平４−１６６８０号公報、実開平４−１０８７５
６号公報、特開平７−２８６６４０号公報などによって
提案されているものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a vibration damping device for a building, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 6, JP-A-7-286640 and the like.
【０００３】このうち、第１の制振装置は、液柱管ダン
パを吊り構造によって支持し、吊り構造による振動系と
液柱管の振動系とにより、液柱管だけの固有周期よりも
長い固有周期を実現し、長周期の揺れに対応するもので
ある。[0003] Among these, the first vibration damping device supports the liquid column pipe damper by a suspension structure, and the vibration system of the suspension structure and the vibration system of the liquid column pipe are longer than the natural period of only the liquid column pipe. It realizes a natural period and responds to long-period fluctuations.
【０００４】また、第２の制振装置では、先端に重りを
つけた振り子の支持部を積層ゴムなどバネ機構で支持
し、振り子だけの場合よりも長い固有周期となるように
している。Further, in the second vibration damping device, a supporting portion of a pendulum having a weight attached to its tip is supported by a spring mechanism such as a laminated rubber so as to have a longer natural period than a pendulum alone.
【０００５】これらはいずれも、高いビルなどの長周期
の揺れに対し、制振用の振り子などが短いストロークで
あっても対応可能として、構造の小型化をねらってい
る。[0005] All of these methods aim at miniaturization of the structure by being able to cope with long-period shaking of a tall building or the like even with a short stroke of a damping pendulum or the like.
【０００６】これに対して、第３の制振装置は振り子の
上にもうひとつの振り子を載せ、これにより低次と高次
の２つの振動モードに対する制振効果を生じさせてい
る。On the other hand, the third vibration damping device mounts another pendulum on the pendulum, thereby producing a vibration damping effect for two vibration modes of low order and high order.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの制振
装置にあっては、いずれもが、構造物の固有周期に関し
て、構造物の形状などに起因しての振動方向による固有
周期の相違については論じていない。However, in each of these vibration damping devices, the difference in the natural period of the structure due to the vibration direction due to the shape of the structure and the like. Does not discuss.
【０００８】ビルなどの構造物は、正方形（平面的に見
て）などを除くと、二次元方向（水平面）の異なる方向
からの揺れに関し、いずれについても等価な固有周期を
もっているわけではない。すなわち、構造物の断面形状
が縦横方向で異なったり、また構造物の内部構造が縦横
方向に対称でないこと等によって、構造物は異なる方向
には異なる値の固有周期を持つことがある。[0008] Structures such as buildings, except for squares (as viewed in plan), do not have an equivalent natural period with respect to swings in different two-dimensional directions (horizontal planes). That is, the structure may have different natural periods of different values in different directions due to different cross-sectional shapes of the structure in the vertical and horizontal directions, and the fact that the internal structure of the structure is not symmetrical in the vertical and horizontal directions.
【０００９】制振装置はそのビルの固有周期に合わせた
制振モードをもつように設計されるが、このように縦横
で固有周期の異なる場合には、一つの制振装置によって
いずれの方向の振動をも効果的に減衰することはできな
い。The vibration damping device is designed to have a vibration damping mode in accordance with the natural period of the building. If the natural period differs in the vertical and horizontal directions as described above, one vibration damping device can be used in any direction. Neither can vibrations be effectively damped.
【００１０】本発明はこのような問題点を解決すること
を目的とする。すなわち、縦横方向で振動の固有周期の
異なる建造物に対して、いずれの方向の振動についても
効率よく減衰でき、かつ、コンパクトな制振構造とした
制振装置を提供する。An object of the present invention is to solve such a problem. That is, for a building having different natural periods of vibration in the vertical and horizontal directions, vibrations in any direction can be efficiently attenuated, and a vibration damping device having a compact vibration damping structure is provided.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】第１の発明は、構造物に
対してほぼ水平に二次元方向に移動自由に第１のマスを
吊り下げる吊り下げ部材と、構造物の固有周期の長い方
向と短い方向とに対応して第１のマスについて互いに直
交する方向にそれぞれ配置した減衰要素と、第１のマス
に対して前記長周期方向にのみ移動する第２のマスと、
この第２のマスの移動方向に配置した減衰要素とバネ要
素とを備える。According to a first aspect of the present invention, there is provided a suspending member for suspending a first mass so as to be movable in a two-dimensional direction substantially horizontally with respect to a structure, and a direction in which the natural period of the structure is long. A damping element disposed in a direction orthogonal to each other with respect to the first mass corresponding to the short direction and a second mass moving only in the long-period direction with respect to the first mass;
There is provided a damping element and a spring element arranged in the moving direction of the second mass.
【００１２】第２の発明は、前記吊り下げ部材の有効長
が前記固有周期のうち短周期に対応して設定される。According to a second aspect of the present invention, the effective length of the hanging member is set corresponding to a short period of the natural periods.
【００１３】第３の発明は、前記第２のマスの減衰要素
が第１のマスと第２のマスとの間に介装される。In a third aspect, the damping element of the second mass is interposed between the first mass and the second mass.
【００１４】第４の発明は、前記第２のマスの減衰要素
が第２のマスと構造物との間に介装される。In a fourth aspect, the damping element of the second mass is interposed between the second mass and a structure.
【００１５】第５の発明は、前記第１のマスの減衰要素
がダンパである。In a fifth aspect, the damping element of the first mass is a damper.
【００１６】第６の発明は、前記第１のマスの減衰要素
のうち少なくとも一つが振動に対応して伸縮作動するア
クチュエータである。A sixth invention is an actuator in which at least one of the first mass damping elements expands and contracts in response to vibration.
【００１７】第７の発明は、前記第２のマスの減衰要素
が振動に対応して伸縮作動するアクチュエータである。A seventh invention is an actuator in which the damping element of the second mass expands and contracts in response to vibration.
【００１８】第８の発明は、前記吊り下げ部材が複数の
吊り下げロッドまたはワイヤであり、第１のマスがこれ
ら吊り下げロッドまたはワイヤによりほぼ水平に吊り下
げられるフレームで構成され、このフレームの上面には
第２のマスとして一方向にのみ往復移動し得るよう可動
マスが案内手段を介して支持されている。According to an eighth aspect of the present invention, the suspension member is a plurality of suspension rods or wires, and the first mass is constituted by a frame suspended substantially horizontally by the suspension rods or wires. On the upper surface, a movable mass is supported via a guide means as a second mass so as to be able to reciprocate only in one direction.
【００１９】第９の発明は、前記案内手段がフレームに
設けたレールで、このレールにより可動マスが車輪を介
して移動自在に設けられる。According to a ninth aspect of the present invention, the guide means is a rail provided on a frame, and the rail allows a movable mass to be movably provided via wheels.
【００２０】第１０の発明は、前記案内手段として、可
動マスが多段積層ゴムによりフレームに対して相対変位
可能に支持されている。In a tenth aspect of the present invention, as the guide means, a movable mass is supported by a multi-layer laminated rubber so as to be relatively displaceable with respect to the frame.
【００２１】[0021]
【発明の作用および効果】第１、第２の発明において
は、建造物の短周期の振動に対応して吊り下げ部材の長
さを設定し、長周期の振動に対しては、第１のマスに対
して相対的に移動する第２のマスおよび減衰要素とバネ
要素とにより対応する。In the first and second aspects of the present invention, the length of the suspension member is set in accordance with the short-period vibration of the building, and the first member is set for the long-period vibration. A second mass moving relative to the mass corresponds to the damping element and the spring element.
【００２２】これにより、建造物に作用する縦横方向の
振動、つまり短周期と長周期の振動に対しても、効果的
に減衰できる。しかも、吊り下げ部材は短周期の振動に
対応させることで、長周期の振動に対応させる場合に比
べて有効長を短縮でき、全体の小型化が可能となる。Thus, vibrations in the vertical and horizontal directions acting on the building, that is, short-period and long-period vibrations can be effectively damped. Moreover, by making the hanging member cope with the short-period vibration, the effective length can be shortened as compared with the case of coping with the long-period vibration, and the overall size can be reduced.
【００２３】第３の発明では、第１と第２のマスの間に
減衰要素が介装され、減衰要素を小型にできる。In the third aspect, the damping element is interposed between the first and second masses, so that the size of the damping element can be reduced.
【００２４】第４の発明では、第２のマスと構造物との
間に減衰要素が介装され、第２のマスの重量と減衰特性
とにより、振動周波数の低減範囲が調整できる。In the fourth aspect, the damping element is interposed between the second mass and the structure, and the range of reduction of the vibration frequency can be adjusted by the weight and the damping characteristics of the second mass.
【００２５】第５の発明では、減衰要素がダンパのた
め、構造が簡単で低コストに設備することができる。In the fifth aspect, since the damping element is a damper, the structure is simple and the equipment can be installed at low cost.
【００２６】第６、第７の発明においては、減衰要素を
入力振動に対応して伸縮作動するアクチュエータとする
ことで、アクティブな制振動作が得られ、振動の減衰特
性が向上する。In the sixth and seventh aspects of the present invention, the damping element is an actuator that expands and contracts in response to input vibration, whereby an active vibration damping operation is obtained, and the vibration damping characteristics are improved.
【００２７】第８〜第１０の発明では、吊り下げロッド
またはワイヤによって支持したフレームに、可動マスが
一方向に相対移動するように載置され、これにより簡単
な構成でもって、建造物に作用する縦横方向の振動を効
率よく減衰できる。According to the eighth to tenth aspects, the movable mass is mounted on the frame supported by the hanging rod or the wire so as to relatively move in one direction. Vertical and horizontal vibrations can be efficiently attenuated.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００２９】図１、図２に示すように、第１のマスとし
ての板状のフレーム３は、建造物１から垂下する４本の
吊り下げロッド２の下端に四隅を支持され、ほぼ水平に
吊り下げられるとともに、ほぼ水平のいずれの方向にも
移動自在となっている。さらに、このフレーム３は、互
いに直交する方向にほぼ水平に配置した第１のダンパ５
と第２のダンパ４により、側方から建造物１に対して支
持される。なお、これらのダンパ４、５の両端部は、そ
れぞれ自在型継ぎ手１２、１３を介して連結される。As shown in FIGS. 1 and 2, a plate-like frame 3 as a first mass is supported at the four corners at the lower ends of four hanging rods 2 hanging down from a building 1, and is substantially horizontally It is suspended and freely movable in almost any horizontal direction. Further, the frame 3 includes a first damper 5 arranged substantially horizontally in a direction orthogonal to each other.
And the second damper 4 supports the building 1 from the side. In addition, both ends of these dampers 4 and 5 are connected via universal joints 12 and 13, respectively.
【００３０】ここで、吊り下げロッド２の長さＬは、建
造物１に作用する互いに直交する方向（Ｘ方向およびＹ
方向）からの揺れに対して、短周期の揺れ（Ｙ方向の揺
れ）を吸収するのに必要な有効長となるように設定され
る。つまり、第１のマスとしてのフレーム３を吊り下げ
た吊り下げロッド２の長さＬが、建造物１の短周期の振
動と共振する長さに決められる。Here, the length L of the suspension rod 2 is set in the directions (X direction and Y direction) orthogonal to each other acting on the building 1.
) Is set to have an effective length necessary to absorb short-period fluctuations (Y-direction fluctuations). That is, the length L of the suspension rod 2 that suspends the frame 3 as the first mass is determined to be a length that resonates with the short-period vibration of the building 1.
【００３１】このように、図１、図２に示す制振装置で
は、吊り下げロッド２とフレーム３とこれをＹ方向から
支持する第１のダンパ５とで第１の振動系が構成され、
この第１の振動系によって建造物１の短周期の振動が吸
収される。しかしながら、建造物１は縦横方向の長さが
異なり、縦方向と横方向にそれぞれ直角な方向からの振
動に対して、それぞれ異なる固有周期をもって振動す
る。したがって、第１の振動系（吊り下げロッド２およ
びフレーム３とダンパ５）は、建造物１の短周期の振動
を吸収するには適当であっても、これと直交する方向
（Ｘ方向）からの長周期の振動を吸収するには、ロッド
２の長さが足りない。As described above, in the vibration damping device shown in FIGS. 1 and 2, the first vibration system is constituted by the suspension rod 2, the frame 3, and the first damper 5 supporting the frame 3 in the Y direction.
The short-period vibration of the building 1 is absorbed by the first vibration system. However, the building 1 has different lengths in the vertical and horizontal directions, and vibrates at different natural periods with respect to vibrations in directions perpendicular to the vertical and horizontal directions. Therefore, even if the first vibration system (the suspension rod 2 and the frame 3 and the damper 5) is suitable for absorbing the short-period vibration of the building 1, the first vibration system may be arranged in a direction (X direction) perpendicular to this. The length of the rod 2 is not enough to absorb the long-period vibration.
【００３２】そこで、フレーム３には長周期の振動方向
に延びる一対のレール６が設けられ、このレール６には
第２のマスとしての可動マス７が車輪８を介して移動自
在に載置される。すなわち、可動マス７は長周期の振動
方向（Ｘ方向）には相対移動するが、これと直交する短
周期の振動方向（Ｙ方向）には移動不能となっている。
また、この可動マス７の移動方向には、互いに並列に配
置されたバネ９と第３のダンパ１０とが、一端を可動マ
ス７に、他端をフレーム３に設けたステー１１に、それ
ぞれ連結して設けられる。なお、ダンパ１０の両端部の
連結は自在型継ぎ手１４を介してなされる。Therefore, the frame 3 is provided with a pair of rails 6 extending in a long-period vibration direction, and a movable mass 7 as a second mass is movably mounted on the rails 6 via wheels 8. You. In other words, the movable mass 7 relatively moves in the long-period vibration direction (X direction), but cannot move in the short-period vibration direction (Y direction) orthogonal thereto.
In the moving direction of the movable mass 7, a spring 9 and a third damper 10, which are arranged in parallel with each other, respectively connect one end to the movable mass 7 and the other end to a stay 11 provided on the frame 3. Provided. The connection between the two ends of the damper 10 is made via a universal joint 14.
【００３３】これらの可動マス７と、バネ９と、ダンパ
１０とはダイナミックダンパを構成し、このダイナミッ
クダンパとフレーム３をＸ方向から支持する第２のダン
パ４とで第２の振動系が構成される。この第２の振動系
によって上記した吊り下げロッド２とフレーム３により
適応しきれない長周期の振動を吸収されるように、必要
な諸元、すなわち可動マス７の質量ｍ2、バネ９のバネ
定数ｋ2、ダンパ１０の減衰特性ｃ2が設定される。The movable mass 7, the spring 9, and the damper 10 constitute a dynamic damper, and the dynamic damper and the second damper 4 supporting the frame 3 in the X direction constitute a second vibration system. Is done. The second vibration system absorbs the long-period vibrations that cannot be accommodated by the hanging rod 2 and the frame 3 so as to absorb necessary specifications, that is, the mass m 2 of the movable mass 7 and the spring 9 constant k 2, the attenuation characteristic c 2 of the damper 10 is set.
【００３４】以下、これらの諸元の設定方法について簡
単に説明する。フレーム３を吊り下げロッド２で吊した
振り子は、吊り下げロッド２の振れ角θが微小であると
きには、バネ定数ｋ1の等価バネに置き換えて考えるこ
とができる。このバネ定数ｋ1は、 ｋ1＝（ｍ1＋ｍ2）ｇ／Ｌ …（１） となる。ここで、ｍ1はフレーム３の重さ、ｍ2は可動マ
ス７の重さ、ｇは重力定数、Ｌは吊り下げロッド２の長
さである。Hereinafter, a method of setting these specifications will be briefly described. Pendulum suspended by the rod 2 hanging frame 3, when the deflection angle θ of the hanging rod 2 is minute, can be considered replaced by equivalent spring of spring constant k 1. The spring constant k 1 is as follows: k 1 = (m 1 + m 2 ) g / L (1) Here, m 1 is the weight of the frame 3, m 2 is the weight of the movable mass 7, g is the gravitational constant, and L is the length of the suspension rod 2.
【００３５】この等価バネ定数ｋ1を用い、フレーム３
と可動マス７の絶対変位をそれぞれｘ1、ｘ2とすると、
制振装置のＸ方向（長周期の振動方向）での運動方程式
は、Using this equivalent spring constant k 1 , the frame 3
And the absolute displacement of the movable mass 7 are x 1 and x 2 respectively.
The equation of motion in the X direction (long-period vibration direction) of the vibration damper is
【００３６】[0036]
【数１】 (Equation 1)
【００３７】[0037]
【数２】 (Equation 2)
【００３８】で表される。ここで、Ｆは建造物１が地震
や風などの外力を受けて運動することにより、ダンパ５
や吊り下げロッド２を介してフレーム３に作用する力で
ある。この式（２）、（３）の運動方程式を、ラプラス
変換して解くと、 ｘ1／（Ｆ／ｋ1）＝ｎ（ｓ）／ｄ（ｓ）＝Ｇ1（ｓ） …（４） が、第２の振動系のＸ方向の周波数特性を示す式として
得られる。ここで、 ｎ（ｓ）＝ｍ2ｋ1ｓ2＋ｃ2ｋ1ｓ＋ｋ1ｋ2 …（５） ｄ（ｓ）＝ｍ1ｍ2ｓ4＋［ｍ1ｃ1＋ｍ2（ｃ1＋ｃ2）］ｓ3＋［ｍ1ｋ2＋ｍ2（ｋ1 ＋ｋ2）＋ｃ1ｃ2］ｓ2＋（ｃ1ｋ1＋ｃ2ｋ2）ｓ＋ｋ1ｋ2 …（６） である。Is represented by Here, F indicates that the building 1 moves by receiving an external force such as an earthquake or wind, so that the damper 5 is moved.
And a force acting on the frame 3 via the hanging rod 2. When the equations of motion of equations (2) and (3) are solved by Laplace transform, x 1 / (F / k 1 ) = n (s) / d (s) = G 1 (s) (4) Is obtained as an expression indicating the frequency characteristic in the X direction of the second vibration system. Here, n (s) = m 2 k 1 s 2 + c 2 k 1 s + k 1 k 2 ... (5) d (s) = m 1 m 2 s 4 + [m 1 c 1 + m 2 (c 1 + c 2 )] s 3 + [a m 1 k 2 + m 2 ( k 1 + k 2) + c 1 c 2] s 2 + (c 1 k 1 + c 2 k 2) s + k 1 k 2 ... (6).
【００３９】この式（４）が、望ましい周波数特性とな
るように、フレーム３の重さｍ1、可動マス７の重さ
ｍ2、吊り下げロッド２の長さＬ（したがって等価バネ
定数ｋ2）が決まっているものとして、可動マス７の質
量ｍ2、バネ９のバネ定数ｋ2、ダンパ１０の減衰特性ｃ
2を決めて行けばよい。[0039] The equation (4) is desirable so that the frequency characteristic, the weight m 1 of the frame 3, the weight m 2 of the movable mass 7, hanging length of the rod 2 L (hence the equivalent spring constant k 2 ) Are determined, the mass m 2 of the movable mass 7, the spring constant k 2 of the spring 9, and the damping characteristic c of the damper 10
You just need to decide 2 .
【００４０】つぎに作用を説明する。Next, the operation will be described.
【００４１】地震または風などで建造物１に外力が加わ
ると、建造物１はその入力方向に振動するが、本発明
は、建造物１が最も大きく振動する建造物１の固有振動
数の周期（固有周期）の振動を抑制する。具体的には、
建造物１は縦横方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に、それぞれ長
周期と短周期の固有振動数の周期（固有周期）を持つの
で、この長周期と短周期の両方を抑制する必要がある。When an external force is applied to the building 1 due to an earthquake, a wind, or the like, the building 1 vibrates in the input direction. However, the present invention is based on the period of the natural frequency of the building 1 where the building 1 vibrates most. (Natural period) vibration is suppressed. In particular,
Since the building 1 has a long-period and a short-period natural frequency (natural period) in the vertical and horizontal directions (X direction and Y direction), it is necessary to suppress both the long period and the short period.
【００４２】この場合、吊り下げロッド２を介して建造
物１に吊り下げられたフレーム３とこれをＹ方向（短周
期の方向）に支持するダンパ５からなる第１の振動系の
固有周期は、建造物１のＹ方向の固有周期と一致してい
る。したがって、フレーム３は建造物１のＹ方向の振動
に共振して揺られ、この振動エネルギーをダンパ５で吸
収することにより、建造物１の振動が有効に吸収され
る。In this case, the natural period of the first vibration system including the frame 3 suspended on the building 1 via the suspension rod 2 and the damper 5 supporting the frame 3 in the Y direction (the direction of the short period) is as follows. , And the natural period of the building 1 in the Y direction. Therefore, the frame 3 resonates with the vibration of the building 1 in the Y direction and swings, and the vibration energy of the building 1 is effectively absorbed by absorbing the vibration energy with the damper 5.
【００４３】一方、本発明では、フレーム３の上には建
造物１の長周期の方向（Ｘ方向）に移動可能に可動マス
７が設けられ、この可動マス７と、バネ９と、ダンパ１
０と、フレーム３と、フレーム３をＸ方向から支持する
ダンパ４と、吊りロッド２とで構成される振動系の固有
周期が、建造物１の長周期の固有周期（Ｘ方向の固有周
期）と一致している。したがって、本発明によれば、建
造物１の長周期の振動についても、この建造物１のＸ方
向の長周期の振動に共振する第２の振動系により、振動
のエネルギーがダンパ４およびダンパ１０により有効に
吸収される。On the other hand, according to the present invention, the movable mass 7 is provided on the frame 3 so as to be movable in the long-period direction (X direction) of the building 1, and the movable mass 7, the spring 9, and the damper 1 are provided.
0, the frame 3, the damper 4 for supporting the frame 3 in the X direction, and the natural period of the vibration system composed of the suspension rod 2 have a long natural period of the building 1 (natural period in the X direction). Matches. Therefore, according to the present invention, even with respect to the long-period vibration of the building 1, the energy of the vibration is reduced by the second vibration system that resonates with the long-period vibration of the building 1 in the X direction. Is effectively absorbed by
【００４４】図８、図９には、地震による地面の変位に
対する建造物１の変位の周波数特性を示すグラフを示
す。図８は本発明の制振装置を適用した場合であり、図
９に示す制振装置を用いない場合に比べて、共振点Ａで
の振動が抑制できていることが分かる。FIGS. 8 and 9 are graphs showing frequency characteristics of the displacement of the building 1 with respect to the displacement of the ground due to the earthquake. FIG. 8 shows the case where the vibration damping device of the present invention is applied, and it can be seen that the vibration at the resonance point A can be suppressed as compared with the case where the vibration damping device shown in FIG. 9 is not used.
【００４５】このように本発明によれば、建造物１が縦
方向と横方向で対称な形状をしておらず、縦横方向で異
なる固有周期をもっている場合でも、制振装置に長周期
の方向と短周期の方向のそれぞれに対応して固有周期を
設定できるので、建造物１の振動はいずれの方向につい
ても有効に吸収できる。As described above, according to the present invention, even when the building 1 does not have a symmetrical shape in the vertical and horizontal directions and has different natural periods in the vertical and horizontal directions, the vibration control device has a long period direction. Since the natural period can be set for each of the directions of the short period and the short period, the vibration of the building 1 can be effectively absorbed in any direction.
【００４６】また、本発明では、吊り下げロッド２は短
周期の振動に対応した長さＬとされ、長周期の振動には
フレーム３とこのフレーム３上に設けられた可動マス
７、バネ９およびダンパ１０の合成の振動系で対応する
ようになっているので、吊り下げロッド２の有効長は長
周期に対応させた場合に比べて短縮でき、制振装置全体
の小型化を図ることができる。In the present invention, the hanging rod 2 has a length L corresponding to a short-period vibration, and the frame 3 and a movable mass 7 and a spring 9 provided on the frame 3 are used for the long-period vibration. And the vibration system of the damper 10 is combined, so that the effective length of the suspension rod 2 can be shortened as compared with the case where the suspension rod is adapted to a long period, and the whole vibration damping device can be downsized. it can.
【００４７】図３には、本発明の他の実施の形態を示
す。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.
【００４８】図示されるように、この実施の形態では、
可動マス７の振動を減衰するダンパ１０を、可動マス７
と建造物１との間に設けるようにしており、これ以外の
構成は、図１、図２に示した実施の形態と共通の構成と
なっている。これによっても、図１、図２に示した実施
の形態と同様に、建造物１の長周期と短周期の振動をい
ずれも有効に減衰できるとともに、制振装置をコンパク
トに構成でき、さらに、ダンパ１０の設置位置を可動マ
ス７とステー１１の間に限定した場合に比べて、振動周
波数の低減範囲の調整の自由度が高められる。As shown, in this embodiment,
The damper 10 for damping the vibration of the movable mass 7 is
And the building 1, and the other configuration is common to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. Also in this case, similarly to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, both the long-period and short-period vibrations of the building 1 can be effectively attenuated, and the vibration damping device can be made compact. As compared with the case where the installation position of the damper 10 is limited between the movable mass 7 and the stay 11, the degree of freedom in adjusting the vibration frequency reduction range is increased.
【００４９】図４、図５には、本発明のさらに他の実施
の形態を示す。FIGS. 4 and 5 show still another embodiment of the present invention.
【００５０】図示されるように、この実施の形態では、
図１、図２に示した実施の形態に比較して、ダンパ４お
よびダンパ１０の代わりに、アクチュエータ１５および
アクチュエータ１６が備えられている。すなわち、この
実施の形態では、図１、図２に示した実施の形態のよう
にパッシブタイプとは異なり、制振装置はアクチュエー
タ１５およびアクチュエータ１６によりアクティブな制
振、すなわち、振動の入力波を検出し、この検出された
入力波に対応して振動を打ち消す方向にアクチュエータ
１５、１６を駆動することができ、建造物１の振動の減
衰特性が向上する。また、この場合も、制振装置は、建
造物１の長周期と短周期のいずれにも対応することがで
き、また、装置全体の小型化を図ることができる。As shown, in this embodiment,
Compared to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, an actuator 15 and an actuator 16 are provided instead of the damper 4 and the damper 10. That is, in this embodiment, unlike the passive type as in the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the vibration damping device uses the actuator 15 and the actuator 16 to perform active vibration suppression, that is, a vibration input wave. The actuators 15 and 16 can be driven in the direction of detecting and canceling the vibration in accordance with the detected input wave, and the vibration damping characteristic of the building 1 is improved. Also in this case, the vibration damping device can cope with both the long period and the short period of the building 1, and the size of the entire device can be reduced.
【００５１】なお、図６に示すように、図４のアクチュ
エータ１６を建造物１と可動マス７との間に設けた実施
の形態を採用することもできる。これによっても、図
４、図５の実施の形態と同様な作用および効果が得ら
れ、さらに、アクチュエータ１６の設置位置を可動マス
７とステー１１の間に限定した場合に比べて、振動周波
数の低減範囲の調整の自由度を高めることができる。As shown in FIG. 6, an embodiment in which the actuator 16 shown in FIG. 4 is provided between the building 1 and the movable mass 7 can be adopted. 4 and 5, the same operation and effect as those of the embodiment of FIGS. 4 and 5 can be obtained. Further, as compared with the case where the installation position of the actuator 16 is limited between the movable mass 7 and the stay 11, the vibration frequency can be reduced. The degree of freedom in adjusting the reduction range can be increased.
【００５２】図７には、本発明のさらに他の実施の形態
を示す。FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention.
【００５３】図示されるように、この実施の形態では、
図１、図２に示した実施の形態に比較して、ダンパ４お
よびダンパ５の代わりに、アクチュエータ１７およびア
クチュエータ１６が備えられる。なお、この実施の形態
の正面図は、図５と同様であるので省略する。この実施
の形態においても、図４、図５に示した実施の形態と同
様に、アクティブな制振を行うことが可能となる。As shown, in this embodiment,
As compared with the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, an actuator 17 and an actuator 16 are provided instead of the damper 4 and the damper 5. The front view of this embodiment is the same as that of FIG. Also in this embodiment, active vibration suppression can be performed as in the embodiment shown in FIGS.
【００５４】なお、上記の図１〜図７の実施の形態で
は、可動マス７は、レール６および車輪８を介してフレ
ーム３上に設置されたが、多段積層ゴムによりフレーム
に対して相対変位可能に支持するようにしてもよい。Although the movable mass 7 is installed on the frame 3 via the rails 6 and the wheels 8 in the above-described embodiments of FIGS. 1 to 7, the movable mass 7 is displaced relative to the frame by the multi-layer laminated rubber. It may be supported as much as possible.
【図１】本発明の実施の形態を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図２】同じく正面図である。FIG. 2 is a front view of the same.
【図３】同じく他の実施の形態を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing another embodiment.
【図４】同じくさらに他の実施の形態を示す側面図であ
る。FIG. 4 is a side view showing still another embodiment.
【図５】同じく正面図である。FIG. 5 is a front view of the same.
【図６】同じくさらに他の実施の形態を示す側面図であ
る。FIG. 6 is a side view showing still another embodiment.
【図７】同じくさらに他の実施の形態を示す側面図であ
る。FIG. 7 is a side view showing still another embodiment.
【図８】同じく地面の変位に対する建造物の変位の周波
数特性を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of displacement of a building with respect to displacement of the ground.
【図９】従来の制振装置における地面の変位に対する建
造物の変位の周波数特性を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a frequency characteristic of a displacement of a building with respect to a displacement of the ground in the conventional vibration damping device.
１ 建造物 ２ 吊り下げロッド ３ フレーム ４ ダンパ ５ ダンパ ６ レール ７ 可動マス ８ 車輪 ９ バネ １０ ダンパ １１ ステー １５ アクチュエータ １６ アクチュエータ １７ アクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Building 2 Hanging rod 3 Frame 4 Damper 5 Damper 6 Rail 7 Movable mass 8 Wheel 9 Spring 10 Damper 11 Stay 15 Actuator 16 Actuator 17 Actuator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽生田 信良 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 松本 大輔 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 和廣 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Nobuyoshi Hanyu 2-4-1 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo World Trade Center Building Kayaba Industry Co., Ltd. (72) Daisuke Matsumoto 2-chome Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo 4-1 World Trade Center Building Kayaba Industry Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Suzuki 2-4-1 Hamamatsucho, Minato-ku, Tokyo World Trade Center Building Kayaba Industry Co., Ltd.
Claims (10)
動自由に第１のマスを吊り下げる吊り下げ部材と、構造
物の固有周期の長い方向と短い方向とに対応して第１の
マスについて互いに直交する方向にそれぞれ配置した減
衰要素と、第１のマスに対して前記長周期方向にのみ移
動する第２のマスと、この第２のマスの移動方向に配置
した減衰要素とバネ要素とを備えたことを特徴とする制
振装置。1. A suspending member for suspending a first mass so as to be movable in a two-dimensional direction substantially horizontally with respect to a structure, and a first member corresponding to a direction in which the natural period of the structure is long and short. , A second mass that moves only in the long-period direction with respect to the first mass, and a damping element that is arranged in the moving direction of the second mass. A vibration damping device comprising a spring element.
のうち短周期に対応して設定されることを特徴とする請
求項１に記載の制振装置。2. The vibration damping device according to claim 1, wherein an effective length of the suspension member is set corresponding to a short period of the natural periods.
第２のマスとの間に介装されることを特徴とする請求項
１または請求項２に記載の制振装置。3. The vibration damping device according to claim 1, wherein the damping element of the second mass is interposed between the first mass and the second mass.
構造物との間に介装されることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の制振装置。4. The vibration damping device according to claim 1, wherein the damping element of the second mass is interposed between the second mass and a structure.
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つ
に記載の制振装置。5. The vibration damping device according to claim 1, wherein the damping element of the first mass is a damper.
も一つが振動に対応して伸縮作動するアクチュエータで
あることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか
一つに記載の制振装置。6. The control system according to claim 1, wherein at least one of the damping elements of the first mass is an actuator that expands and contracts in response to vibration. Shaking device.
て伸縮作動するアクチュエータであることを特徴とする
請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の制振装
置。7. The vibration damping device according to claim 1, wherein the damping element of the second mass is an actuator that expands and contracts in response to vibration.
またはワイヤであり、第１のマスがこれら吊り下げロッ
ドまたはワイヤによりほぼ水平に吊り下げられるフレー
ムで構成され、このフレームの上面には第２のマスとし
て一方向にのみ往復移動し得るよう可動マスが案内手段
を介して支持されていることを特徴とする請求項１から
請求項７のいずれか一つに記載の制振装置。8. The hanging member is a plurality of hanging rods or wires, and the first mass is constituted by a frame suspended substantially horizontally by the hanging rods or wires. The vibration damping device according to any one of claims 1 to 7, wherein a movable mass is supported via guide means so as to be able to reciprocate only in one direction as the second mass.
で、このレールにより可動マスが車輪を介して移動自在
に設けられることを特徴とする請求項８に記載の制振装
置。9. The vibration damping device according to claim 8, wherein said guide means is a rail provided on a frame, and the movable mass is provided movably via wheels by the rail.
層ゴムによりフレームに対して相対変位可能に支持され
ている請求項８に記載の制振装置。10. The vibration damping device according to claim 8, wherein a movable mass is supported by the multi-layer laminated rubber so as to be relatively displaceable with respect to the frame.
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