JPS6065932A - 振り子式動吸振器 - Google Patents

振り子式動吸振器

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JPS6065932A
JPS6065932A JP17410083A JP17410083A JPS6065932A JP S6065932 A JPS6065932 A JP S6065932A JP 17410083 A JP17410083 A JP 17410083A JP 17410083 A JP17410083 A JP 17410083A JP S6065932 A JPS6065932 A JP S6065932A
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JP
Japan
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pendulum
attached
support plate
viscoelastic body
support frame
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JP17410083A
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JPH0228746B2 (ja
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Matsuo Tsuji
辻 松雄
Isamu Kano
勇 加納
Naonobu Tsumura
津村 直宜
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/10Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
    • F16F7/104Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted
    • F16F7/108Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on plastics springs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は構造物の振動防止のための振シ子式動吸振器に
関するものであシ、詳しくは、風、地震その他の励振に
よる構造物の任意方向の水平運動を振シ子を利用して効
果的に抑制拳減少させる振シ子式動吸振器に関するもの
である。
構造物の振動を抑制することを目的とする従来技術とし
ては、ggI図に示すように、塔状の構造物(1)の頂
部から索(ワイヤロープ)(2)を斜めに地上に張シ、
その下端を減衰器(3)に結合する方法や、第4図に示
すように構造物(1)の頂部に動吸振器(4)を設置す
ゐ方法彦どがある。
第1図の方法に使用される減衰器(3)は餓2図、第3
図に示すようなものがある。第2図の減衰器(3)は斜
面(5)上の重錘(6)の滑動往復の摩擦を利用するス
ライディングブロック方式(SB方式)と呼ばれるもの
であシ、第3図の減衰器(3)け重錘(6)とオイルダ
ンパー(7)とを使うものでダンパー重錘式(DW式)
と呼ばれるものである。上記重錘(6)はいずれも滑車
(8)によって中継された索(2)Kよって動かされる
後者のDW式は本発明者らの発明になるもので。
発明の名称「構造物の制振装置」として昭和53!jF
−11月3日に特許出願され(%願昭53−13882
9号)%昭和57年10月23日に出願公告されている
(特公昭57−49703号)。
第4図の方法に使用される動吸振器は第5図、第6図に
示すようがものがある。第5図の動吸振器(4)は動吸
振器の一般的な構成を示したものであシ、第6図の動吸
振器は本発明者が昭和57年122日に出願し九振シ子
式動吸振器(特願昭57−210553号)を示したも
のである。第5図において重錘(6)はバネ(9)とダ
ンパー(7)とによって支持体αηに取付けられている
。第6図において2つの重錘(6) 、 (6)は2本
の垂下桿(2)、(6)の下部に取付けられ、垂下桿(
2)、(6)の上部は軸受(ハ)、(至)を介して対象
構造物(1)に揺動可能に取付けられ、垂下桿(ロ)。
(ハ)の間には粘弾性体αゆが取付けられている。振動
数と減衰係数とが適当に調整された動吸振器(4)を対
象となる構造物(1)に上記のように取付けることによ
り、励振エネルギーを動吸振器(4)で消費して。
構造物(1)の振動を大幅に減少させることができる。
ところで、第1図の索を張る方法の場合は、索を高所か
ら斜めに地上に張るので、広範囲の用地を必要とし、制
振が一時的ではなく長期にわたるときけ、空間使用の障
害、装置の保守点検、外観上の問題等が生じる。また減
衰器のオイルダンパーや滑動重錘などの減衰要素は静摩
擦などに起因する初期抵抗があり、構造物の振動がある
レベルを超えないと作動しかいという望ましくかい性質
がある。
第4図の動吸振器を用いる方法は索を張ることを要せず
、索を張ることが困難あるいは不可能な場合にも適用で
きるという特長があシ1%にW、6図の振夛子式動吸振
器では粘弾性減衰要素を用いることによル初期抵抗力は
格段に小さく改良されている。
しかし、上述のいずれの方法も、ある一定方向の振動に
対して制振機能を有するものであシ、その適用範囲は予
め振動方向が定まっている構造物に限定されてしまう。
ところが、例えば円柱状の塔のような構造物が風や地震
で振動する場合、このような構造物は水平面内のいずれ
の方向にもほぼ等しい振動特性で振動可能であシ、□風
や地震はいずれの方向からも加振力が作用しうるの)で
、その振動方向は特定できず、あらゆる方向に振動が生
じうる。このような場合は上述のような方向性を有する
制振方法であれば、水平面内の全方向360°をいくつ
かに分割した範囲毎に1台の制振装置を設置しなければ
ならないから、少なくとも3台は必要となる。
本発明は以上述べた不都合に鑑みてなされたもので、い
ずれの方向に対しても等しく優れた振動制御機能を持つ
振シ子式勤吸振器を提供することを目的とするものであ
る。
本発明は上述した動吸振器の原理を応用するものである
。まず、構造物の振動制御に動吸振器を用いた場合の解
析モデルを第7図に示す。動吸振器とは対象構造物の卓
越する振動を制御するために取付ける付加−質点振動系
のことであシ、割振効果をあげるためKは、その振動数
fdと減衰係数C4が調整されてい升ければならかい。
構造物に、振動数fdと減衰係数cdが適当に調整され
た動吸振器を付加することにより、励振エネルギーを動
吸振器で消費して、本体構造物の振動を大幅に減少させ
ることができる。
動吸振器は対象構造物がある特定の振動形と振動数で振
動している場合、あるいは特定の振動が著しく卓越して
いる場合に有効であシ、動吸振器の固有振動数fdを対
象構造物の特定振動数f0にほぼ合致させ、減衰係数c
dは各種条件から定まる最適値に調整することにより、
優れた制振効果が得られるものである。動吸振器として
は付加される重錘の質量Mdは大きい方が割振効果も高
いが、これは夫々の構造物の割振の要求度合によシ異な
る値と彦シ、構造物の等価質量M0との比Md/yI6
で数十分の1から数百分の1程度となる。
参考までに、一方向型の振シ子式動吸振器の制振効果に
関する模型実験データを第8図に示す。
高さ約4.5密の模聾塔に振シ子式動吸振器【第6図の
形式のもの、等画質量比1/180 )を取付けて、頂
部を加振する実験を行った。第8図は曲げ一次振動の共
振曲線であシ、調整された動吸振器により、振幅が約1
/16に抑えられ、高い制振効果のあることが留めちれ
る、 本発明は制振対象構造物に取付ける支持枠に振シ子桿を
揺動自在に垂下させ、該振シ子桿の下部に重錘を上下位
置調節可能に取付け、上記振シ子桿の中間部に粘弾性体
下支持板を摺動可能に取付は、該粘弾性体下支持板の上
に上記振)子桿を囲繞する粘弾性体を取付け、該粘弾性
体の上に粘弾性体上支持板を取付け、該粘弾性体上支持
板を上記支持枠に取付けた振シ子式動吸振器を要旨とす
るものである。
本発明の振シ子式動吸振器では、通常の動吸振器を構成
する方向性のあるバネを用いず、振シ子を利用し、これ
を球座や弾性支承等により全方向に振動可能なものとし
た、振υ子の長さによシ振動数の調節を行うが、復元力
の調節にバネを併用することも可能である。、また、減
衰要素としては、それ自身摩擦等の機構的抵抗のhい粘
弾性体を用いてお)、これの取付位置とせん断変形させ
る面積と厚さによって減衰係数の調節が可能である。
以下、実施例図によシその詳細を説明する、第9図は本
発明の振シ子式動吸振器の基本構成を示す断面図、第1
0図、第11図は第9図のA−A矢視図である。図中、
αりは割振対象構造物(1)に取付ける支持枠であシ、
支持枠に)には振り子桿αQの上部が弾性支承体(ロ)
を介して揺動自在に取付けられている。この場合、支持
枠(ト)に振シ子桿αQの上部を球座を介して揺動自在
に取付けてもよい。
振り子桿(2)の下部には重錘(6)が上下位置調節可
能に取付けられている。振り子桿αQの中間部には円盤
状の粘弾性体下支持板α呻が摺動可能に取付けられ、粘
弾性体下支持板(至)の上には粘弾性体α→が振り子桿
06を囲繞するように環状に取付けられている。粘弾性
体α→け第10図に示すようにドーナツ状のものを用い
てもよいし、また第11図に示すように小ブロックを環
状に配置したものを用いてもよい。粘弾性体(14の上
には粘弾性体a4を挾むようにして粘弾性体上支持板α
呻が取付けられておυ。
粘弾性体上支持板(至)は支持枠に)に取付けられてい
る。なお、振夛子の振幅が比較的大きい場合は、粘弾性
下支持板(至)と振シ子桿α・とけ回転及び上下の滑動
可能な結合とするか、粘弾性体上下支持板α神、(至)
を振シ子の中心に関する球面とするのがよい。
上記の如き本発明の動吸振器の構成によれば、以下の如
き効果が得られる。
本発明の振シ子式動吸振器によシ、従来、複数の減衰器
で構成されていた割振装置は方向性のない単一の動吸振
器で構成可能となシ単純化された。
′fた、本発明の振シ子式動吸振器は構造物の振動振幅
の大きいところへ取付けるだけで、基礎と連結する必要
が力いので、連結材や基礎側の碇着部が不要となるばか
シではなく、基礎との位置関係を考慮することなく高い
ところにも設置可能である。さらに、減衰要素として、
静摩擦などによる不要の機構的抵抗の逢い粘弾性体を用
いているので、振動が大きくならなくても本装置が作動
して。
常に構造物の振動を小さく抑えることができる。
本発明の振シ子式動吸振器は、風などの自然励振源ある
いは他の人工的励振源による展望塔、煙突、アンテナ塔
、照明柱、塔槽などの構造物やそれらの部分の任意方位
の水平振動の抑制に効果的に適用される。、なお、特定
一方向の振動制御に本発明の振シ子式動吸振器を用いる
ことももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の制振方法の説明図、第2図及び第3図は
第1図の方法で使用する減衰器の説明図、11!4図は
従来の他の制振方法の説明図、第5図及び第6図は第4
図の方法で使用する動吸振器の説明図、l!7図は構造
物に動吸振器を用いた場合の解析モデルの説明図、第8
図は一方向の振υ子式動吸振器の割振効果を示す振動数
と角度及び振動数と加速度との相関図、第9図は本発明
の振シ子式動吸振器の基本構成を示す断面図、第10図
及び第11図は第9図のA−A矢視図である。 1・・・割振対象構造物、6・・・重錘、14・・・粘
弾性体、15・・・支持枠、16・・・振り子桿、17
・・・弾性支承体、18・・・粘弾性体下支持板、19
・・・粘弾性体上支持板。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 11 第 1 図 第2図 第3図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 制振対象構造物に取付ける支持枠に振り子桿を
    揺動自在に垂下させ、該振シ子桿の下部に重錘を上下位
    置調節可能に取付け、上記振p子桿の中間部に粘弾性体
    下支持板を摺動可能に取付け、該粘弾性体下支持板の上
    に上記振シ子桿を囲繞する粘弾性体を取付け、該粘弾性
    体の上に粘弾性体上支持板を取付け、該粘弾性体上支持
    板を上記支持枠に取付けた振シ子式動吸振器。
  2. (2)支持枠に振シ子桿の上部を弾性支承体を介して取
    付けて振シ子桿を揺動自在に垂下させたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の振り子犬動吸振器。
  3. (3)支持枠に振シ子桿の上部を球座を介して取付けて
    振シ子桿を揺動自在に垂下させたことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の振り子犬動吸振器。
JP17410083A 1983-09-22 1983-09-22 Furikoshikidokyushinki Expired - Lifetime JPH0228746B2 (ja)

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