JPS6231737A - 曲線レ−ル振子式動吸振器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塔状構造物の風などによる水平振動を抑える
ための振り子式動吸振器に関する。より詳しくは、塔状
構造物例えば工事中に独立状態となる長大橋の主塔など
は、比較的低風速の風洗よってカルマン振動を発生し、
塔工事の作業上或いは塔構造強度上有害となるので、そ
の振動を抑制するための装置に関する。

〔従来の技術〕

上記の振動を抑えるために、従来は塔から索を張り出し
てその先端部に減衰器を取付ける方式が主として採用さ
れていた。この方式には例えば、（１）、ブロックとす
ベシ台の間のクーロン摩擦によシ減衰性を振動系に付加
するスライディングブロック方式、（２）、油圧減衰器
を用い、油の造ｌｉ抗により減衰性を振動系に付加する
油圧減衰方式等がある。然し、これらの方式は、（１）
の場合、減衰効果の定量的なＭ頼性に乏しく、ブロック
の作動性に問題があり、（２）の場合は、（１）の有す
る問題は解消するが、工事中とはいえ索を張ることは海
域、減衰器設置場所の確保に少なからず支障を来すとい
う大きな問題点を有するものである。従って、索と張ら
ない制振方式かもとめられる。

索を張らない方式としては動吸振器等がある。

動吸振器による制振装置として特願昭５７−２１０５５
３号明細書に記載された振子式がある。

この方式では、構造物が長周期であった場合、振子の腕
（アーム）の長さが非常に大きくなシ、構造物に取９つ
けられないことがある。更にこ・、−・方式では１つの
振動モードに対してしか制振効果は発揮し、？ｌないた
め仮に２つの振動モードを制振しようとした場合は、２
つの振子式動吸振器が必要である。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上の解説から明らかなように、従来の制振装置には、
次のような問題があった。

（ａ）、塔から索を張るため取付場所に困る。

（ｂ）、クーロン摩擦によシ減衰をしたので減衰力が不
安定である。

（Ｃ）、従来の振子式動吸振器では、固有振動数が小さ
くなるとアームの長さが長大となる。

（ｄ）、被制振構造物に２つの振動モードがあったとき
に対応できない。

（、）、被制振構造物の重量の変化に簡単に対応出来な
い。

（ｆ）　　コスト高になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記のよう橙問題点全解決するためになされ
たもので、構造物の動吸振器において、該構造物又はベ
ースに設けた相対位置全調節できる複数の曲線レールを
有し、該曲線レール上を移動可能に複数の台■全役け、
該台車に設けたアーム間に減衰器全配設したものである
。

〔作用〕

本発明の曲線レール振子式動吸振器全取付けた構造物に
振動が発生すると、その振動はベース、レール、車輪、
台車、重錘、ピン、ばね、アーム、重錘、減衰器と伝達
され台車は左右に振動し、この運動エネルギーは熱エネ
ルギーに変換され、被制振構造物は可及的に減衰する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、（１
）、（１ａ）、（Ｉｃ）、（１ｄ）は被割振構造物に取
付けられ、この動吸振器を支えているベース、（２）、
（２ａ）、（２ｃ）、（２ｄ）はベース（１）、（１ａ
）。

（１ｃ）、（１ｄ）に固定されたレール、（？、）、（
３ａ）。

（３ｂ）、（３ｅ）はビニ／（５）、（５１Ｌ）に滑合
し、台車（７）を支えてレールの上を回動できる車輪、
（４）。

（４ａ）＝（４ｃ）、（４ｄ）は台車艶に設けられたピ
ン（６）、（６Ｌ）に滑合しレールの上を回動できる車
輪、（８）は台車（７）に設けられたピン、（８ａ）は
台車（イ）に設けられたピン、（９）、（９ｇ）は台車
（７）及び（イ）の上に積載された重錘であシ、積下し
ができる。

α０．（１０ａ）はそれぞれピン（８）、（８ａ）に滑
合したアームで、このアームα０−　（１０ａ）には重
錘α２゜（１２ｍ）がそれぞれねじ（１９，（１５ａ）
によってその位置を調節出来るように設けられている。

醤。

（１９ａ）はそれぞれ台車（７）及び台車（イ）とアー
ムαＱ（１０ａ）との間に介装されているばね、（１４
）は２本のアームα［）＝　（１０ａ）Ｋ設けられたス
テムの間にピンＱ３）−（１３ａ）、（１３ｂ）、（１
３ｅ）によって取付けられている粘弾性体の減衰器であ
る。

次に動作について説明する。先ず被制振構造物に取シ付
けた本発明に係る曲線レール振子式動吸振器のベース（
１）、（１ａ）−（１ｅ）−（１ｄ）を揃える。即ち第
１図においてレール（２ｃ）−（２ｄ）ｋＳだけ左方に
後退させる。又台車（７）と■に取シ付けたアームα’
）、（１０ａ）もピン（８）、（８ａ）に固定し、重錘
（９）、（９ａ）を除去した状態において上記台車（７
）、（４）に水平方向の外力を作用させれば、レールの
上を左右に振動する。このときの台車の固有振動の周期
Ｔは〔１〕式によって近似される。

Ｔ＝２π〆五　　　　　　・・・・・・〔１〕ここで第
１図より１１＝γ２とする。また２つのアＡ（Ｌ□−（
１０ａ）Ｋ固定され一’ｃいる重錘（１３，（１２ａ）
を除去し、新たに台車の上に重錘（９）、（９ｇ）を積
載して振動させたとすれば、その周期（Ｔ）は〔２〕式
％式％ ここで、Ｒ，−ｈ＝γ３、ｇは重力の加速度である。

今この動吸振器の振動の周期Ｔと、被制振構造物の固有
振動数の周期とを合致させておけば、共振させることが
出来る。そこでレール（２ｃ　）　。

（２ｄ）ｉ矢印αＳの方向にＳだけ移動させると、２台
の台車（７）と■は共振によって平行移動できないから
、減衰器Ｉは平行四辺形状に変形し、応力を受は被制振
構造物を可及的に減衰させる。

被制振構造物は例えば長大橋Ｑ′こおける主塔であり、
この主塔に生ずるカルマン渦力による強制振動を防止す
るために上記曲線レール振子式動吸振器を備えたとする
と、その力学モデル図は第２図に示すようになる。図に
おいて、ｍｌは被制振構造物の質量、ｍ２は台車部分の
’ｉｔｘ、ＸＩ　＋　Ｘ２をその振動による変位とし、
ｍｌに周期的外力Ｆ＝Ｆ６ｓｔｎｐｔが働いたときの運
動方程式の解は、〔６〕式で示されることが知られてい
る。

・・・　〔６〕 但し、Ｘ５ｔ＝Ｆｏ／−は力Ｆｏ　による主振動系の靜
たわみ ω２＝ハフ冨は動吸振器の固有角振動数β＝ｍｚ／ｍｔ
は動吸振器と主質量の質量比（ｍａｓｓ　ｒａｔｉｏ　
） δ　＝ω２／ωｎは動吸振器と主振動系の固有角振動数
の比 γ　＝　ｐ／ωｎは外力の振動数と主振亀（Ｉ系の固有
角振動数の比 主振動系（ｍａｉｎ　ｓｙｓｔｅｍ　）の振幅ｘ、−ｃ
ｌ”　＋　ｃ、２減衰はμ＝　ｃ／２　ｍ２ωｎ第３図
は上記〔６〕式の共振曲線図である。図はβ＝■の図で
あるが、実際の長大橋の主塔の制振ではβ＝　１／２０
０程度である。図において、μ＝０（減衰器を除外）の
とき、共振による変位が２ケ所で無限大になっている。

又μ＝ｏＱ（減衰器全固定）としたときには、ｐ／Ｑｌ
ｎ　＝　１．０で危険状態であることがわかる。そして
、μ＝　０．３２からμ＝０．１０に至ることによって
、最も安全な状態になっていることを示している。

前記曲線レール振子式動吸振器においては、上記のよう
な安全な状態をつくるために主としてレールの半径と袷
車の重量及び振子の長さなどを変えて調整する。

第４図は第１図に示す実施例の作用説明図であり、台車
上の重錘は除外しである。図がら明らがなように１長さ
ｒｉ　、　ｒｚ　のアームα０．（１０ｍ）の先端に重
錘α２．（１２ａ）全つけた０１　ｒ　０２全支点とし
た単振子に似ており、その周期は前述した〔１〕式の通
シであって、ビン（８）、（８ａ）とアームα１゜（１
０ａ）は固定したときの減衰器Ｉの取付は方を示してい
る。

第５図は本発明の他の実施例の作用説明図である。本実
施例ではピストン形の減衰器（１４）がアームα０．（
１０ａ）の間にビン（１３）、（１３ｂ）ｔ−支点とし
て傾斜して取り付けである。（２）、（２ａ）　、（２
ｃ）−（２ｄ）はそれぞれのレールの位Ｍ、に示す。（
８）。

（８ａ）はアームの支点となっているピンであり、とｈ
も固定したところを示す。

なお第１図に示す実施例で明らかなように車輪（３）、
（３ａ）、（３ｂ）、（３ｃ）、（４）、（４ａ）、（
４ｃ）。

（４ｄ）は脱線を防止するために鍔がついている。

又台車（７）及び■とアーム００及（１０ａ）の接続部
はピン（８）、（３ａ）によって回動可能であるが、必
要に応じてここを固定しても良い。また必要に応じて台
車（７）及び■とアームα０及び（１０ａ）との間にば
ね（ｌ→、（１９ａ）を介装してもよい。このばね（１
１゜（１９ａ）の強弱は系の固有振動数の大小に影響す
る。更に、本発明の重装な機素の一つである。曲線のレ
ー＃（２）　、　（２ａ　）　、　（２ｃ　）　、　（
２ａ　）の曲線部は、円弧若しくは抛物線又は楕円ある
いはその他の連続な曲線の一部又は上記曲線の一部の組
合せたもののいずれであっても良い。又第１図において
、台車（７）、（イ）上の重錘（９）、（９ａ）を示し
たがその個数は被制振構造物の振幅や質量に合せて設定
する。

取付方法は台車の上に格納箱等積載装置を設けるように
する。更に、この台車（７）、（イ）の振幅が犬きくな
シ過ぎて車輪（３）、（４ｅ）などがレール（２）。

（２ｃ）から飛び出さないためにリミッタ−などを設け
ても良い。

又第１図に示す実施例では、台車（７）、■上とアーム
α０．（１０ａ）に重錘（９）　、　（９ａ　）　、　
（１’ｌＪ、（１２ａ）を設けたので、被割振構造物が
２つの振動モードを有する場合でもこれを調節すれば使
用出来るようになっている。

この動吸振器全建設中又は完成後の長大橋の主塔などに
使用すれば、主塔などに加わる周期的外力による共振破
壊を防止出来るばかりでなく、工車中の作業者の不安を
解消し、安心して作業を継続することが出来る。なお減
衰器の取付場所は一般には振動によって相対運動を起す
ようなところに設ければ良く、或いは車輪の回転力を油
圧ポンプなどに伝え油の粘性減衰力を利用する方法もよ
い。この流路に絞多弁を入れ空気圧や電磁気力を用いて
リモートコントロールする方法もある。

〔発明の効果〕

本発明に係る曲線レール振子式動吸振器の固有振動数は
、曲線レールの曲率半径（Ｒ１）　、（Ｒｚ　）なる振
子の単振動とほぼ等しいので、設計製作が極めて簡単な
ばかりか、振子のような上方の支点が不要であるからス
ペースを要さない。又アームと重錘塗加えた振子式を併
用すれば、小さいスペースでありながら長周期の制振が
できる。更にアーム全回動可能にすれば２つの振動モー
ドに対応できる。又減衰器には粘弾性体を利用すれば、
静止摩擦などによる応答の不感帯を一解消できる。更に
、台車には重錘の積載装置を有するから、被割振構造物
の工事中における重量の変化などに簡単に対応出来る。

したがって、この発明を実施することによシ構遺物をカ
ルマン渦力などによる破壊の危険から守ることができる
ばかりでなく、作業員の安全感を高め能率向上に寄与す
るところ極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は本発明一実施
例を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面の断面
図、（Ｃ）は平面図、第２図はその力学モデル図、第６
図はその共振曲線図、第４シ１は第１図に示す実施例の
作用説明図、第５図は本発明の他の実施例の作用説明図
である。 図において、（１）はベーヌ、（２）はレール、（３）
は車輪、（４）は車輪、（７）は台車、（９）は重錘、
ＯＩはアーム、０２）は重錘、Ｑ、４Ｊは減衰器、（２
αは台車である。 なお各図中、同一符号は同−又は相当部分？示す。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 第２図 第３図 Ｗｎ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 構造物の動吸振器において、該構造物又はベースに設け
   た相対位置を調節できる複数の曲線レールを有し、該曲
   線レール上を移動可能に複数の台車を設け、該台車に設
   けたアーム間に減衰器を配設したことを特徴とする曲線
   レール振子式動吸振器。