JPS6246042A - ばね付振子式動吸振器 - Google Patents

ばね付振子式動吸振器

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Publication number
JPS6246042A
JPS6246042A JP18295885A JP18295885A JPS6246042A JP S6246042 A JPS6246042 A JP S6246042A JP 18295885 A JP18295885 A JP 18295885A JP 18295885 A JP18295885 A JP 18295885A JP S6246042 A JPS6246042 A JP S6246042A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spring
dynamic vibration
pendulum
vibration
damped
Prior art date
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Pending
Application number
JP18295885A
Other languages
English (en)
Inventor
Matsuo Tsuji
辻 松雄
Isamu Kano
勇 加納
Naonobu Tsumura
津村 直宜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical NKK Corp
Priority to JP18295885A priority Critical patent/JPS6246042A/ja
Publication of JPS6246042A publication Critical patent/JPS6246042A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F16F7/116Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect the inertia member being resiliently mounted on metal springs

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
ための振り子犬動吸振器に関する。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、比較的低風速の風に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
べり台の間のクーロン摩擦により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、油の造渦抵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信頼性に乏しく、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。
索を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tが長大となり、短周期のときは短小となり、重錘や
減衰器の取付困難を来すなどの問題があった(第10図
参照)。
(a3  塔から索を張るため取付場所に困る。
(b)  クーロン摩擦により減衰を1.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り、また、固有振動
数が大きいときには、振子の長さが短小となるから重錘
や減衰器の取付位置に困難があった。
(d3 1制振構造物の重量の変化に簡単に対応出来な
い。
(6)  コスト高になる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の問題点を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、重錘を備えた振子と被
制振構造物の間にばねを介装し、振動によって周期的相
対運動の生ずる機素の間又は機素と被制振構造物との間
に減衰器を設けたものである。
〔作用〕
この発明に係るばね付振子式動吸振を取付けた被制振構
造物に振動が起こると、この振動は、ばね主桿、重錘の
順に伝達されると共に、上記の主桿と被制振構造物との
間、又は上記振動によって相対的に周期的変位を有する
機素の間に設けた減衰器に運動エネルギーが吸収され、
熱エネルギーに変換されて散乱する。
〔実施例〕
第1図(a)、 (b)はこの発明の一実施例を示すも
のであり、(a)は側面図、0))はこの正面図である
。図において、1,1aは被制振構造物、2,2aは主
軸5の軸受、6.6aはこの軸受2,2aとブラケット
4.4aを固定しているボルト、5は軸受2,2aとの
1一番装され、ボールベアリング7を介してボス10と
係合している主軸、8.8aはボス10に設けられ、ば
ね6,6aの一端を固定する突起、9.9aはそれぞれ
ブラケット4゜4aに設けられ、ばね、6.6aの他端
を固定する突起、6.6&はコイル状のばねであり、そ
れぞれこの端末をボス10及びブラケツ)4,4aの突
起8,8a及び9,9aに結合されている。
11.11aは一方をボス10,10aV(固定し、他
方には重錘12,12aを備えた主桿、16゜14は軸
受、15はこの軸受14と重錘12の位置を決めるナツ
ト16との間にあって1重錘12゜12aを支えている
ボールベアリング、17はロックナンド、20は並列し
た振子の間にビン21゜21aによつ又斜めに介装され
ている減衰器である。18.18aは2つの振子の振動
方向を示す矢印、19.19aは質i1 m、 、 m
鵞の重心、tはこの重心の極率半径である。
次に動作について説明する。先づ被制振構造物に上記実
施例に示すばね付振子式動吸振機を取付け、ばね6,6
a、6b、6cと減衰器20を除去して、この振子の可
動方向に外力を作用させれば、重錘12.12aは矢印
18.18&の方向にお〜むねその固有振動数n、によ
って振動する。またこれにばね6,6a及び6b、6c
を装着して同様の外力を作用させれば、お〜むねこの固
有撮動数n重によ、て振動する。これを次式に示す。
但し H,=振子の固有振動数(Hz )n、 =ばね
付振子の固有振動数(Hj]g=重力の加速度c m/
s” ] !−重錘の吊り長さくm) W=(rrII+mt) = 重錘の重量[ton]k
θ=ばねの回転軸に関する回転ばね定数[ton−rn
/rad ] 今この動吸振機の固有振動数n、と、被制振構造物の固
有振動数Nとを一致させておけば、両者を共振させるこ
とが出来る。こ〜で減衰器20を隣接する振子の間に斜
めに設け(粘弾性体の減衰器の場合は平行でよい)れば
、上記共振の有する運動エネルギーは熱エネルギーに変
換され、散乱して回吸的にこれを減衰させることが出来
る。
被制振構造物は例えば長大橋における主塔であり、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
めに上記ばね付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、
M、は被制振構造物の等価質量、 Mg = m+ +
 m* tX重錘の質量、X、 、 X、をその振動に
よる変位とし、Mlに周期的外力 F=Fosin p
tが働いたときの運動方程式の′Mは、次式で示される
ことが知られている。
但し、Xs+t=Fa/’に+は力へによる主振動系の
静たわみ ω* =tiΔgは動吸振器の固有角振動数β−Ml/
Mlは動吸振器と主質量の質量比(mass rati
o) δ=a1!//l11nハ動吸振器と主振動系の固有角
振動数の比 γ= p/mnは外力の振動数と主振動系の固有角振動
数の比 x、は主振動系(main system)の振幅μ=
 c/2 m、ωnは動吸振器の減衰第6図は上記〔6
a式の共振曲線図である。図割振ではβ=1/200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
−ω(減衰器を固定ンとしたときには、p/ωn = 
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=o、ioに至φことによって5最も安
全な状態になっていることを示している。
本発明に係るばね付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、主として重錘の吊り長
さくt)及び重錘の質量CMt−四+mt 〕を調節す
る。
第4図は第1図に示す本発明実施例の作用説明図であり
、m制振構造物1に設けた軸5,5aに主枠11,11
aを回動自在に設け、この下端に重錘12,12aを取
付けた並列単振子に似ており、その周期Tキ2イ)であ
るが、ばね6,6a。
6b、6cを付加することによって周期は変ってくる。
これを振動数で表したもの力ζ〔2a式である。粘性減
衰器20は2つの主枠11,11aK対して斜めに取付
けることが肝要であり、これは固有振動数に関与しない
ことは〔2a式より明らかである。
第5図はこの発明の他の実施例を示すもので、主枠11
は1本であり、減衰機20は主枠11と被制振構造物1
と一体になっている突起1aの間に取付けたところを示
している。
第6図はこの発明の別の実施例を示す。主枠11.11
aは2本並列しており、この間にリンク30をビン31
a及び32aによって回動自在に結合させ、粘性減衰器
20は第5図の実施例と同様主枠11と突起1aの間に
設は又いる。
第7図はこの発明のさらに他の実施例を示す。
主枠11,11a、11b、11eは4本並列(これは
6本でも、それ以上でもかまわない)している。そして
、それぞれの主枠の間をりンク30によって貫通させ、
回動するビン31a〜34aによって結合している。減
衰器20は第5図と同様な構成となっているが、容量の
大きい減衰器を使うことが好ましい。更に重錘12〜1
2cの下側には、リンク30mを貫通させ、これをビン
61〜34によって回動自在に結合している。そし℃上
下2つのリンク30.30mと被制振構造物1とは平行
である。ばね6〜6gの取付は第4図に示したものと同
一原理によるものである。このような装置において、被
制振構造物1に強性振動が発生しても減衰器20の作用
によつ℃回吸的に減衰するが、事故(例えば減衰器20
の破損)又は予期せぬ強力な外力が加わった場合を考慮
して、安全装置36,37,36a、37aを被制振構
造物1e、1bK設けた。37.37aは緩衝器であり
、36.36aはりンク30aの両端が衝突する作用点
となる。このように多重並列形の動吸振器を用いる理由
は、被制振構造物1の質量が工事の進行に伴ない増大し
た場合、重錘を増役するのと同一の理由による。
又、この発明に係る動吸振機の機素を組立てたとき、ば
ねの製作誤差や部品の公差の範囲内において、一対の主
枠11,11mの平行度が狂ったり、主枠11,11a
と被制振構造物1,1aとの直角Uが狂ったりすること
がある。この対策として、第1図に示す軸受2とブラケ
ット4を固定しているねじ6,6aの挿入穴を同−半径
上に多数設けたり、小判穴(楕円状の穴)を設けたりす
ることによって、部品精度のばらつきを許容して組立を
可能にし、初期状態において、2つの主枠は平行で、鉛
直に設置することが出来る。
第8図はこの発明の他の実施例を示す説明図である。図
において6は主枠11と突起1aとの間に設けられた引
張圧縮ばね、20は同じく主枠11と突起1bとの間に
設けられた減衰器である。
1は被制振構造物であるからいづれも振子の振動によっ
て、相対運動を生ずるところに設けてあれば良いことを
示している。
第9図はこの発明の更に他の実施例を示す説明図である
。図において、主枠11,11aは一対を成しており粘
弾性式の減衰器20はこの2つり主枠の間に平行に設け
た例を示す。6,6aは引張圧縮ばねで主枠11,11
aと突起1a、1bの間に設けても良いことを示し又い
る。こ〜で示した様に、ばねは回転ねじり式のばねに限
定するものではなく1例えば粘弾性を示すばねを介入さ
せても良いし、引張ばね、圧縮ばね、或いは引張圧縮併
用ばねであっても良い。又板状のばねも用いても良く、
広義のばねである。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明した通り、振子と被割振構造物の間
にばねを設けると共に、相対運動するところに減衰器を
設けたので重錘の増減が簡単であり、振子式動吸振機で
ありながら短周期(高い振動数)の固有振動の制振と大
重量構造物の制振も出来るようになった。又構造が極め
て簡単↑あるので、i造原価を低減し、保守を容易にす
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図($1)、(b)はこの発明の一実施例を示すも
ので、(a)は側面図の部分断面図、(b)は正面図、
第2図はこの力学モデル図、第5図はこの共振曲線図、
第4図は第1図に示す発明の説明図、第5図はこの発明
の他の実施例の説明図、第6図はこの発明の別の説明図
、第7図はこの発明の他の説明図、第8図はこの発明の
他の実施例の説明図、第9図はこの発明の更に他の実施
例の説明図、第10図は従来の技術を示す説明図である
。 図において、1は被割振構造物、2は軸受、5は主軸、
6はばね、11は主枠、12は重錘、2゜は減衰器であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 構造物の動吸振器において、重錘を備えた振子と被制振
    構造物の間にばねを介装し、振動によつて周期的相対運
    動の生ずる機素の間又は、機素と被制振構造物との間に
    減衰器を設けたことを特徴とするばね付振子式動吸振器
JP18295885A 1985-08-22 1985-08-22 ばね付振子式動吸振器 Pending JPS6246042A (ja)

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