WO1992002743A1

WO1992002743A1 - Dispositif amortisseutr de vibrations

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Publication number: WO1992002743A1
Application number: PCT/JP1990/001022
Authority: WO
Inventors: Hisanori Abiru; Kazumi Tamura; Takeji Matsumoto; Hideaki Harada; Manabu Fujishiro
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 1993-02-10

Description

明発明の名称

制 fe装置技術分野

本発明は、塔状構造物（鉄塔，展望塔等），高層ビル等の制振に適用される制振装置（ダイナミック ♦ ダンノ、 ·）に関する。

背景技術

従来は、第 1 2図に示すように、ウェイト 1 と、吊り材 2 とダンバ 8 と必要に応じて取り付けられるばね 9 により構成され、構造物 7 に直接取付けられていた。すなわち一重吊り（一段吊り）で、吊り材の長さを変えることで周期を調整していた。

万一吊り材が破断し、ウェイトが落下した場合の床の街擊を緩和する対策はとられていなかった。

さらに、第 1 6図に示すように構成された制振装置は次のような特徴を有している。第 1 6図において、 7 1は振動体である。この振動体 7 1は吊り枠 7 3より、曲げ剛性のない吊り材 7 9により懸垂されている。さらに、上記吊り 7 3は曲げ剛性のない吊り材 79により構造物 7 4 により懸垂されている。上記構造物 7 4と吊り枠 7 3の下端部門，振動体 7 1 と上記吊り枠 7 3の下端部門にはダンパ 7 6が介装される。上記構造物 74と吊り枠 7 3の下端部門，振動体 7 1 と上記吊り枠 73の下端部間には、必要に応じてばね 7 7が介装されていた。

上記のような構成により構造物 7 4に振動が発生すると、ダンバ 76及びばね 77、吊り枠 7 3を介して、上記構造物 74の振動が振動体 7 1に伝達され、振動体 7 1が振動する。この振動体 7 1の振動により、構造物 7 4の振動が抑制される。

第 1 6図に示す構造の制振装置においては、ダンバ及びばねの作用点は吊り材 7 9の最下部であるために、振動体や吊り枠が大きく振動体する。このため、ダンバ 7 6やばね 77は大きいストロークを有することが必要とされる。

さらに、従来の制振装置（ダイナミックダンバ）に用いられるオイルダンバは、速度比例型の減衰力特性を有するものが一般的であった。

発明の開示

本発明は以下に記す課題を解決し、コンパクトな塔状構造物，高層ビル等の制振装置を提供し、さらにストロークの小さいダンバやばね等の制振部材を用いた制振装置を提供することを目的とする。

(1) 従来方式では、振子の周期を長くするためには振子の長さ（吊材の長さ）が長くなり、スペース（特に上下方向）の問題を生じていた。即ち、例えば周期が 6 秒の振子の長さは、およそ 9 m となり、通常の高層ビル等では、 3 階分の高さが必要になる。従って 3 階相当分のスペースを制振装置設置のためにつぶすことが必要となる。

(2) 振子の振動数を調整する方法として、振動が 1 方向の場合には振子の長さを変化させることで対応できるが、 2 方向で振動数が異なる場合には振子の長さを変化させることでは対応不可である。

(3) 従来方式では、振子の振幅と同じ長さのスト口ークのばねが必要である。例えば、振子の振幅が 1 . 2 m の場合、ばねのストロークは ± 1 . 2 « ( + ：弓 1 張り， — ：圧縮）となる。

(4) 同様に、従来方式では、振子の振幅と同じ長さのストロークのダンノ、 · が必要である。

(5) 従来の方式では、振子の周期の調整は吊り材の長さを変えることにより行なっていたが、吊り材の長さを変えることは長さの異なる吊り材を大量に準備せねばならない。そして交換するために多大な時間と労力を要する。また振子の周期の微調整が困難である。

(6) 振り子式制振装置のウェイトは、吊り材により吊り下げられており、万一吊り材が破断しウェイトが落下した場合には、床に大きな衝撃を与えると共に、床をつき破る可能性もある。また、振り子式制振装置の重量の大半はウェイトに集中しており、制振装置の据付時や、メンテナンス時等にはウェイトを持ち上げ

- ' おく作業が重要となる。

(7) ウェイトゃ吊り枠の吊り高さを変化させるとき . ダンバやばねのセットが困難になる。また高さもふぞろいになり、美感も悪くなるなどの欠点を有する。

(8) 従来の方式では、振り子の周期を短くする場合単に吊り材の長さを短くするのみでは、内側の吊り枠が外側の吊り枠と接触してしまうため、調整範囲に限界が有った。また振り子の周期を長くする場合、吊り枠の吊り高さが不ぞろいになるため、ダンバや、ばねのセットが困難になるという欠点があつた。

(9) 第 1 6図に示した構造の制振装置においては、ダンノ、' やばねが大きなストロークを有していなければならないという欠点がある。

00) 従来の一般的な速度比例型の減衰力特性を有するオイノレダンノ、' を用いたダイナミックダンノ、' は、重錘振幅とそれを設置した構造物振幅の比が振幅の大きさによらず一定である。また、重錘振幅ノ構造物振幅の比を大きくする方が制振効果が大きくなる。

そこで、最近超高層ビルなどの居住性の改善のために、通常の 1 0〜2 0 m Z s程度の風で起こるビルの 1 0 cm程度の振動を小さく抑えるための制振装置の要求が出始めたが、制振効果を大きくするため重錘振幅 Z構造物振幅の比を大きく、例えば 5 〜 6 程度にする設計が一般になされる。この場合、従来の速度比例型のオイルダンバを用いると、重錘振幅 /構造物振幅の比が一定のため大地震や 4 0 mノ s以上のような強風時には、建物が片振幅 1 m 程度振動するため、重錘振幅が非常に大 P T JP

きくなり（例えば片振幅で 5 〜 6 m )、事実上設計できなくなつていた。このためこの対応策としては、片振輻 1 〜 2 m 程度でストツバに当てて、振幅を抑え込むことがなされるが、この場合は、衝擊的な反力が建物側に加わり、悪影響を及ぼしていた。

上記の課題を解決するため、本発明の制振装置は次のような特徴を有する。

(1) ウェイ卜とばねとダンバと吊り材と取付け枠からなる振子型制振装置において、前記取付け枠とゥェィトの間に、上吊り枠と下吊り枠を備えるとともに、前記上吊り枠と下吊り枠を結合する接ぎ材を有し、前 β ウェイトを多段吊りすることを特徴とする。

(2) 前述の手段（1) の制振装置において、上吊り枠と下吊り枠が四辺形からなり、前記上吊り枠と下吊り枠は 4 本の接ぎ材で支持されるとともに、吊り材が重ならないように上吊り枠四辺形に対する下吊り枠四辺形の取付角を振ったことを特徴とする。

(3) 前述の手段（2) の制振装置において、振子の振動数調整用のばねを吊り枠の間に設けたことを特徴とする。

(4) 前述の手段（2) の制振装置において、ダンバォ- 吊り枠の間に設けたことを特徴とする。

(5) 前述の手段（2) の制振装置において、振子の振動数調整用のばねとダンバを吊り枠の間に設けたことを特徴とする。 (6) 前述の手段 α)の制振装置において、振子の振動数調整用の吊り材水平支持装置を設けたことを特徴とする。

(7) 前述の手段（1) の制振装置において、ウェイトの下部にウェイト落下時の衝撃緩和用脚およびメンテナンス用ジャッキを装置したことを特徴とする。

(8) 前述の手段（1) の制振装置において、吊り材端部と吊り枠及びウェイト間にスライド治具を設けて吊り点位置を可動にするとともに、吊り材に設けたターンバックルにより振子の長さを変化し振子の周期を調整することを特徴とする。

(9) 前述の手段（1) の制振装置において吊り枠にスラィド機構を設けるとともに、吊り材にターンバックルを設けることにより振子の長さを変え、振子の周期を調整することを特徴とする。

AO) 振動が抑制される構造体と、この構造物から一端が回動自在に支持された曲げ剛性を有する複数の第 1 の吊り材と、上記複数の吊り材の他端に回動自在に支持された吊り枠と、この吊り枠に一端が回勖自在に支持され、他端が振動体に回動自在に支持された複数の第 2 の吊り材と、上記第 1 の吊り材の上記一端側近辺と上記構造物間，上記第 2 の吊り材の上記一端側近辺と上記吊り枠間に設けられたストローク可変手段とを備えることを特徴とする。

構造物の振動を吊り材，吊り枠を介して振動体に伝達させる場合に、構造物と吊り材，吊り材と吊り枠間に介装されるストローク可変手段を吊り点に近い位置に取り付けるようにしたものである。

(11) 振動系と、オイルダンバにより構成される制振装置（ダイナミックダンバ）において、滅衰力がある速度レベル以上で速度 2 乗比例型になるオイルダンバを用いてなることを特徴とする。即ち、本発明においては、従来のダイナミックダンバで生じる大地震や強風時の大きな振幅を自動的に抑制するため、滅衰カ特性がある速度を越えると速度 2 乗比例型になるオイルダンバを用いることを特徴とする。

以上のように構成された本発明の制振装置は、次のような作用を有する。

(1) ウェイトを多段吊りとした振子の周期は、多段の振子の長さを足し合せた長さの従来型の振子の周期とほぼ等しい。

(2) また、ばねを付加することにより、振子の長さを変えることなく振子の振動数を変化させることがでさる。

(3) 一般に n 段吊りの振子の個々の振子の振幅は、従来型の振子の約 1 / n となる。

(4) 従って、ダンバを個々の吊り枠間に配置すると、従来型の振子の振幅の 1 / n のストロークのダンバでよいこととなる。

(5) 吊り材の途中を水平支持金具でつかみ、吊り材の水平方向の変位を拘束することにより、つかんだ部分より下の吊り材は、振り子の長さには無関係となりつかんだ部分より上の吊り材の長さが有効な振り子の長さとなる。

(6) ウェイ卜の下部から床面すれすれに脚を出しておくことにより万一ウェイトが落下しても床までの距離が非常に短いため床に対する衝撃的力が大幅に滅少する。

(7) 各吊り材端部と吊り枠部及びウェイト部の接合部が上下にスライドできるようにしたため、吊り材固定位置をかえることができる。さらに吊り材の一部にターンノックルなどを設けたので、吊り材そのものの長さを変えることができ、吊り材の変化長を上記スライド部で吸収することで、吊り枠，ウェイトの吊り高さ位置を変えることなく、振り子長さを変えて周期調整を行なう。

(8) 吊り材の長さを調整することにより、振り子の長さが変化する。同時に吊り枠を伸び縮みさせることにより、吊り枠同士の接触，吊り枠の設置位置の不ぞろいを避ける事ができる。

(9) ダンバやばね等を吊り材の上部支点に近い位置に取り付けることにより、ストロ一クの小さいダンノ、' やば.ねを用いることができる。

00) ある速度レベル以上で、減衰力が速度の 2 乗に比例するオイルダンバを用いることにより、その速度レベル以上の振幅になると、ダイナミックダンノ、' の滅衰定数が増加し、構造物振幅が増大する程、ダイナミックダンバは重錘振幅 /構造物振幅の比が滅少し、ダィナミックダンバの重錘の振幅を抑えることができる

5 図面の簡単な説明

第 1 図は本発明の第 1 実施例を示す図、

第 2 図は本発明の第 2 実施例を示す図、

第 3 図は本発明の第 3 実施例を示す図、

第 4 図は本発明の第 4 実施例を示す図、

,。第 5 図〜第 7 図は本発明の第 5 実施例を示す図、

第 8 図は本発明の第 6 実施例を示す図、

第 9 図は本発明の第 7 実施例を示す図、

第 10図〜第 11図は本発明の第 8 実施例を示す図である。

_{1 5} 第 12図は従来装置を示す図である。

第 13図は本発明の第 9 実施例に係わる制振装置の構造を示す図、

第 14図は同制振装置が動作した状態を示す図、第 15図は本発明の第 10実施例を示す構成図、

2 0 第 16図は問題のある制振装置の構造を示す図である < 第 17図は本発明の第 11実施例の側面図、

第 18図は同平面図、

第 19図は建物振幅と重錘振幅の閲係及び建物振幅と建物への滅衰付加の関係を示す図、

Z 5 第 20図はオイルダンノ、' の特性図、第 21図〜第 25図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態本発明の実施例のいくつかを第 1 図〜第 11図に示す第 1 図は本発明の第 1 実施例を示す。 3 段 2 点吊り構造であり、一方向（第 1 図では X 軸方向）の振動の制振を行う。

第 1 図において、 1 はウェイト、 2 , 3 , 4 は吊り材、 5 , 6 は上吊り枠、 5 a , 6 aは接ぎ材、 5' , 6' は下吊り枠、 7 は構造物（取付枠）、 8 はダンバ、 9 はばねを示す。

ウェイト 1 は吊り材 2 で上吊り枠 5 に吊られている上吊り枠 5 は水平状態にある。上吊り枠 5 の両端から下方に突設した剛性の大きい接ぎ材 5aと下吊り枠 5' を設ける。下吊り枠 5' は吊り材 3 上吊り枠 6 に吊られている。上吊り枠 6 は水平状態にある。上吊り枠 6 の両端から下方に突出した接ぎ材 6aと下吊り材 6' を設ける，下吊り材 6' は吊り材 4 で構造物（取付枠） 7 に吊られている。

接ぎ材 5a及び 6aの吊り材取付部の高さは、ウェイト 1 に対する吊り材 2 の取付点とほぼ同じ高さにし、吊り材 2 , 3 , 4 の z 成分の大部分が重なるようにする < 又、上吊り枠 5 , 及び 6 が第 1 図の X2面に垂直な y 軸方向への移動を拘束するストツバ一（図示省略）を設ける。今、吊り材 2 , 3 , 4 の長さを £ ' , - ' £ 3 とすると、第 1 実施例装置の周期 T は

g ：重力の加速度で表わされる。

第 12図に示す従来型では、振子の長さとして ( £ = £ , + £ 2 + ^ 3 ) の長さが必要となる。従って、 £ , = 2 |11, £ ₂ = 3 |11, £ ₃ 4 |«1とすると、 £ は 9 m となる。そして周期 T は式（1) より

(2 + 3 + 4 ) X 100

Τ 2 Γ 6.02 (sec)

980

となる。他方、第 1 の実施例の装置では 1 本当り 4 m 以下となり、振子の長さを従来型の 9 m に対して半分以下にすることができる。そのため、制振装置設置階の階高が従来型では 9 m 必要であった場合には、 4 « に滅らすことができる。

第 2 図は本発明の第 2 実施例で 3 段 4 点吊りの場合を示す。

本例では、第 2 図のように、吊り材 2 , 3 ， 4 及び上吊り枠 5 , 6 を 45 ' 振って組合せることにより、上吊り枠 5 , 6 のレベルを同一水平面内に配置し、高さ方向の必要スペースを小さく抑えている。第 2 実施例の装置は平面内 360 ' どの方向の振動に対してもダンバとして機能するものである。

第 2 実施例の装置の周期 T も、吊り材 2 , 3 ， 4 の長さを £ ^ ;: , £ 3 とすると式（1) により表わされる。

( £ , + £ _z + £ ₃)

Τ 2 JT (1)

g ε ：重力加速度今、 a t - z - jg a - S eiとすると第 2 図の振子の周期は式（1) により 6. 02秒となる。これは通常の一重吊りの長さ 9 m の振子の周期と同一である。このように、従来 9 m の長さ必要であった振子の長さを 3 分割して 1 /3の 3 m に抑えることができる。

第 3 図は本発明の第 3 実施例で、 3 段 4 点吊りでかつ、ばねを有する場合を示す。

第 3 実施例では、第 3 図のように、吊り材 2 , 3 , 4 と上吊り枠 5 , 6 を 45 ' 振ることにより、（第 3 図 (b) ) 上吊り枠 5 , 6 のレベルを同—水平面内に配置し高さ方向の必要スペースを小さく抑えている。第 3 実施例の装置は平面内 360 ' どの方向の振動に対してもダンパとしての機能をするものであり、各方向の振動数を調整するために下吊り枠 5' , 6'及びウェイト 1 の間にばね 9 , 10を設置している。

今、吊り材 2 , 3 , 4 の長さを jg z i jg s s ばねのばね定数を K _x , K _y とすると第 3 図の振子の周期 T は次式により計箕できる。

M

T 2 % T == 2 π (2)

K D X Κ D y

ここに T τ X , y 方向の振子の周期（sec)

I o

：ウェイトの質量

M D ' g M D · g

K D X I KV X 十 K D V K 十

g ：重力加速度今、 jg ! - je z - f s - S m, M D = 102 kg - sec^z / cm , Κ _χ = 50 kg / cm , K _y = 100 kgノ cm とすると、式（2) より T _x , T _y は次のようになる。 0 102 X 980

K 50 + 161.1 kg / cm

900

102 X 980

K _{D y} = 100 + 211.1 kg / cm

900 102

. T x 2 π 5 (sec)

161.1

102

Τ = 2 π 4.4 ( s e c )

211.1

また、従来型（第 12図）の振幅を 1.2mとすると、本実施例の個々の振子の振幅は 1.2m X l/3 = 0.4mとなり、必要なばねのストロークも従来型（ ± 1.2m) の 1/3 ( ± 0.4ηι)

1 0 ですむこととなる。

第 4 図は本発明の第 4 実施例で、 3 段 4 点吊りでかつ、ばねとダンバを有する場合である。第 4 実施例の装置は平面内 360 · どの方向の振動に対してもダンバとして機能するものであり、各方向の振動数を調整す

I 5 るために下吊り枠 5' , 6'及びウェイト 1 の間にばね 9 , 10を設置している。

また、下吊り枠 5' , 6'及びウェイトの間にダンノ、 · 8 , 11を設置している。

今、従来型（第 12図）の振子の振幅を 1.2mとすると、

Ζ 0 これに対応する本発明になる振子の振幅は 1 / 3 の 0.4 m で済む。従って、従来型の場合はストローク ± 1.2mの大型のダンバが必要であるが、本発明による振子では第 4 図の場合は 3 段吊りであるから ± 1.2m X l/3 = ± 0.4 mのダンノ、' で済むことになる。

第 5 図〜第 7 図は本発明の第 5 実施例を示す。 74 P T

15 第 5 図（a) は 2 段吊り振り子の例で、ウェイト 1 と吊り材 2 及び 3 と吊り枠 5 と吊り材の水平支持金具 14とウェイト 1 から突き出た支持台から成る。また、吊り材水平支持金具 14は、吊り材 2 , 3 が 1 本（ 1 束）の場合は同図（b) のように、吊り材 2 , 3 が複数の場合は同図（c) のように支持され、他端は支持台 12あるいは吊り枠 5 にボルトにより上下移動できるように支持されている。なお、吊り材は金具 16, 17または 18, 19, 20, 21 を介してボルト 15により固定される。この場合、吊り材 2 , 3 は金具 14に完全に固定してもよいし、水平方向のみ支持し上下方向には f ree ( 支持しない）にしてもよい。

第 6 図は、第 5 図の吊り材の水平支持金具 14を 2 段にし、平面内 2 方向（ X , Y 方向〉の振り子の周期を別々に調整できるようにしたものである。

第 6 図（a) は第 5 図における吊り材 2 と金具 14のみを表したもので、金具 14は同図（a) に示すように、 X 方向用 X 14 Y 方向用 Y 14の 2 組に分かれる。同図（b) は X 向用 X 14を示したものであり、 X 方向には拘束がなく自由に振れることができるが Y 方向には拘束される，同図（c) は Y 方向用 Y 14で、 Y 方向には自由であるが、 X 方向には拘束される。

第 5 図に示すような吊り材水平支持金具 14を取りつけ、吊り材 2 ， 3 の水平方向変位を拘束することにより、振り子は第 7 図に示すような振動をする。即ち、金具 1 4より上の吊り材 2 ， 3 の長さが有効な振り子の長さとなり、長さに対応した振り子の周期が得られる。なお、第 7 図はウェイト 1 のみの動きを示したが、第 5 図の吊り枠 5 の構造物 7 に対する動きも同様

5 である。

また、同様に、第 6 図の例では、 X 方向用金具と Y 方向用金具の取付位置（高さ方向）を変えることで、 X , Y 方向別々の周期とすることができる。

第 8 図は本発明の第 6 実施例を示す。 2 段吊りの振 ,。り子を構成し、ウェイト 1 と吊り材 2 及び 3 と吊り枠 5 と脚 3 4とジャッキ 3 5からなる。吊り枠は上吊り枠と下吊り枠と接ぎ材で構成される。

第 9 図は本発明の第 7 実施例を示す。

同図は 2 重吊りの振り子を構成し、ウェイト 1 と吊 _{1 5} り材 2 及び 3 と吊り枠 5 と吊り材の長さを変化させるターンバックル 4 4及び吊り材端部とウェイトと吊り枠間のスライド治具 4 5から構成される。ここでスライド治具はボルト 4 6によりウェイト及び吊り枠に固定されているが、ウェイトと吊り枠にはスライド治具に合わ

Z 0 せて小さなピッチで多数のボルト穴が上下方向に設けられており、吊り材の長さ（ £ ) に応じて固定位置を変えることができる。なお本発明では、吊り材長さを変えるための治具や、スライド部の治具は、その機能を有するものであれば本実施例に限定されない。

z s スライド治具 4 5 とターンノックノレ 4 4については、その可変長はほぼ同等であり、吊り材長さ（）を計面長にした場合に可変長の 1 / 2 になるようにセットすることで £ を長くすることも短力、くすることも可能になつている。つまり振り子の周期を長周期倒に変える場合、ターンノックル 44を伸して（ £ ) を長くなるようにし、伸びた量だけスライド治具 45を下げる。逆に短周期側に変える場合はターンバックル 44を縮めて（ £ ) を短力、くし、縮めた量だけスライド治具 45を上げることで、ウェイト及び吊り枠の吊り高さ（ L ) を変えることなく周期の調整が可能となる。

第 10図〜第 11図は本発明の第 8 実施例を示す。

第 10図（a) は 2 段吊り振子を構成し、ウェイト 1 と吊り材 2 及び 3 と吊り枠 5 及び 6 とターンノ ' ックル 54及び伸び縮み可能なスライド機構 55から成る。

第 10 (b) は、振り子の周期を短くした例であり、タ一ンノックル 54で吊り材 2 及び 3 の長さを短くすると同時に、スライド機構 55で吊り枠の長さを短くした場合を示す。

第 10図（c) は、振り子の周期を長くした例であり、ターンノックノレ 54で吊り材 2 及び 3 の長さを長くすると同時に、スライド機構 55で吊り枠の長さを長くした場合を示す。

吊り材 2 及び 3 のターンノックル 54は、通常のターンバックノレ 44で良い。

吊り枠 5 及び 6 のスライド機構としては、長さの調整が可能であればどのような機構でも良い。その 1 例を第 11図に示す。

第 11図（a) は、吊り枠の上部材 56と下部材 57をさや状に係合可能とし、あらかじめあけたボルト穴 58 , 59で 5 ボルト結合 60 した例である。第 11図（b) は、同じく吊り枠の上部材と下部材をさや状に係合可能とし、外側に設置した（この図の場合部材）ボルトで締めつけた例である。

第 13図から第 15図を参照して本発明の別の一組の実 ,。施例に係る制振装置について説明する。第 13図において、 71はウェイトである。このウェイト 71は構造物 74 の振動を抑制するために振動されるものである。このウェイト 71の両端部は曲げ剛性を有する吊り材 72 ' の一端で、ビンジョィント 75によりあらゆる方向に回動 5 自在に支持される。また、上記吊り材 72 ' の他端部はピンジョィント 75により吊り枠 73に画動自在に支持される。この吊り枠 73はコの字状をしており、上記吊り材 72' の上記他端部の近傍と上記吊り枠 73間には構造物 74の振動エネルギーを吸収するためのダンバ 76及び o 必要に応じて振り子の周波数を決定するためのばね 7? が介装されている。

さらに、上記吊り枠 73の両端部は曲げ剛性を有する吊り材 72の一端で、ビンジョィント 75によりあらゆる方向に画動自在に支持される。また、上記吊り材 72の 5 他端部はビンジョイント 75により構造物 74に支持される上記吊り材 72の上記他端部の近傍と上記吊り枠 73間には構造物 74の振動エネルギーを吸収するためのダンパ 76及び必要に応じて振り子の） ¾ 波数を決定するためのばね 77が介装されている。

5 次に、上記のように構成された本発明の一実施例の動作について說明する。まず、構造物 74が振動するとウェイト 71は吊り点 B を支点として、吊り枠 73は吊り点 A を支点として振動する。つまり、上記ウェイト 71 及び吊り枠 73は単振り子運動をする。ここで、構造物

,。 74と吊り材 72及び吊り枠 73と吊り材 72' の相対変位は吊り点 A あるいは B に近いほど小さくなる。このため構物 74と吊り材 72、吊り枠 73と吊り材 72' との間に取り付けたダンバ 76及びばね 77のストロークは小さいもので済ますことができる。

_{1 5} 次に、第 15図を参照して本発明の他実施例について説明する。この他の実施例は第 13図のダンバ 76及びばね 77の代わりに自動制御で作動する加振機 78を構造物 74と吊り材 72及び吊り枠 73と吊り材 72 ' 間に配置した例である。この他の実施例によれば、加振機 78のスト z o ロークが小さい場合でも、ウェイト 71に大きい振幅を与えることができる。つまり、構造物 74の振動を検出して加振機 78のストロークを制御することにより、構造物 74の振動をウェイト 71の振動エネルギーにより吸収する少うにしている。

B 第 17にから第 25図を参照して、本発明のさらに別の一組の実施例に係る制振装置を説明する。

第 17図は、本発明の一実施例の側面図、第 18図はその平面図である。第 17図および第 18図において、 81は重錘、 82は設置床、 83は静圧軸受又はコロ、 84はリン 5 ク、 85はユニバーサルジョィント、 86はビンジョィント、 87は反力壁、 88はばね、 89はオイノレダンバを示す第 17図及び第 18図において、 81は設置床 82上に静圧軸受又はコロ 83を介して架乗された重錘で、同重錘 81 と設置床 82との間に、 2 本のリンク 84がユニバーサル , 0 ジョィント 85及びビンジョィント 86を介して取付けられる。

更に前記設置床 82上に立設，固定された反力壁 87 と前記リンク 84とが、ばね 88及びオイルダンバ 89が連絡される。

_{1 5} 上記本発明の一実施例で、重錘速度 60 cm ,_s (円振動数 = 1.0rad / sec としており、振幅 = 60 cm になる）を越えると、速度 2 乗比例型の滅衰カ特性になるオイルダンバを用いた場合の、建物振幅と重錘振幅の関係及び建物振幅と建物への減衰付加効果（制振効果）の関

₂ 0 係を第 19図に示す。本例は、通常吹く 10〜 20m 程度の風で生じる建物の振幅（数 on ) を低減し、居住性を改善することを狙っている例で、建物振幅 10 cm程度までは、 .減衰付加 4 % を確保するように設計した例である，建物振幅が約 12 cm までは重錘の振幅は直線的に增ぇ、 z B 建物振幅約 12 cm では重錘振幅は、約 60 cm になる。これ以上では、重錘振幅ノ建物振幅の比が減少し始め、建物振幅が 100 ci ( 大地震時の振幅に相当）では、重錘振幅は約 160 cm に抑えられる。このとき建物への滅衰付加効果は、建物振幅 12 cm までは約 4.5 % あったもの 5 が、建物振幅 100 ci では約 1/2 の 2.2 %程度まで低下する。しかし、この場合でも、従来のダイナミックダンノ、' で重錘振幅を抑えるために、ストッノ、' に当てて、反力を建物に加えるような悪影響を与えるのに比べると、半分とは言え、滅衰付加効果が確保されているこ

I 0 とは、大きなメリットとなる。ちなみに、従来のダイナミックダンノ、' の場合は、建物振幅 100 cm になると、重錘振幅は 500 cm ( 建物振幅 12 η までの場合の比率と同じ）になり、両振幅では 1000 cn即ち 10* になり、現実的には設計できなくなる。このため、ストッノ、' に当 1 _s てて振幅を抑えなければならないので、建物に大きな反力を加え、悪影蕃を及ぼすことになる。

一般の速度比例型のオイルダンバは、第 20図に示すごとく、ある速度レベル V 。になると、弁を通過する流量が制限され始め、自動的に速度 2 乗比例型になる，

Z 0 通常はそのレベル以下で使用する。これに対し、本発明においては、オイノレダンノヽ · をこのレべノレを越えて使うことにより、前記特性を実現する。なお、通常の使用レベル以上の振幅になる大地震や強風時にも対応できるよう、構成部品は十分な強度を確保するように設 5 計する。第 21図は、単振子式の場合、第 22図は、多重振子式の場合、第 23図は、傾斜振子式の場合、第 24図は、倒立振子式の場合、第 25図は、重錘に直接ばね、オイルダンバを付ける場合の各実施例であり、これらの作用 s 及び効果は前記と同様である。

なお、第 21図において、 91は重錘、 92は吊り棒又はケーブル、 93はオイルダンバ、 94は天井、 95は反力壁を示し、第 22図において、 101 は重錘、 102 は吊り棒又はケーブル、 103 はオイノレダンノ、 · 、 104 は天井、 105₀ は反力壁、 106 はフレームを示し、第 23図において、 111 は重錘、 112 はロッド、 113 はオイルダンバ、 114 は壁、 115 は反力壁を示し、第 24図において、 121 は重錘、 122 はロッド、 123 はオイルダンノ、 · 、 124 は床、 125 は反力壁、 126 はばねを示し、第 25図において、 5 131 は重錘、 132 はコ口、 133 はオイルダンノ、 · 、 134 は床、 135 は反力壁、 136 はばねを示す。

また、前記 2 乗特性になる速度レベルは、非常に小さくとつて、極端な場合は零にして、全速度範囲で 2 乗特性にすることも可能である。

。産業上の利用可能性

本発明は前述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。

(1 多段吊り制振装置において、必要な振子の長さを短く分割したもので多段吊りとすることにより振子の全高を低くすることができる。 (2) 多段吊りの制振装置の周期は、上記分割した振子の長さを単純に足し合せた長さの通常の振子として計算できる。そのため、従来型の制振装置と比較して多段吊り制振装置では、従来型と同じ周期を得るための必要な高さを小さくすることができる（分割数を多くすればする程全高を小さくできる）。

(3) ばねを付加することにより、振子の長さを一定にして振動数を自由に調整することができる。

(4) 吊り枠間にばねを設けることによりストローク O 小さいばねにすることができる。缄衰器としてのダンバーのストロークは、従来型の振子と比較して、 n 段吊りの場合 l Z n となる。

(5) 吊り材の水平支持金具の位置を移動することにより振子の長さを自由に調整することができる。

(6) ウェイトの下部に取りつけた脚 3 4 と床 3 6の間のすき間を小さくすることにより、万一ウェイトが落下した時に、床 3 6に対する衝撃荷重を锾和できる。

また、脚 3 4に仕込んだジャッキ 3 5により、容易にゥエイト 1 を持ち上げることができ据付，メンテがスム — ズに ί亍なえる。

ウェイト 1 の下部に取付けた脚 3 4、ジャッキ 3 5 の重量はウェイト 1 の重量の一部にカウントできる。

(7) ターンノックルにより吊り材の長さを変え、スライド治具により吊り枠の長さを変えることにより、吊り枠やウェイトの吊り高さ（ L ) を変えることなく周期調整が可能となる。このため美観をそこなうこともなく長さの異なる吊り材を大量に準備する必要もなくなる。

(8) ターンノックルにより吊り材の長さを変えスラィド機構により吊り枠の長さを変えることにより、任意に多段振子の周期を調整することができる。

(9) 吊り材に両端部がピンで支持された曲げ剛性を有する棒状部材を用い、構造物と吊り材，吊り枠と吊り材間の各吊り点近くにダンバや必要に応じてばねを配置することで、ストロークの短いダンバやばねで多きな振幅を出せる制振装置を提供することができる。さらに、ダンバに自動制御することができる加振機を配置すると、短いストロークの加振機で多きな振幅を振動体に与えることができる。

細ある速度レベル以上で減衰力が速度の 2 乗に比例するオイルダンノ、' を用いることにより、大地震や強風時まで作動させて、建物に対する制振効果をある程度は確保しながら、しかも重錘の振幅を抑えることができる制振装置が得られる。これにより、設置床面積を小さくして、ストツパの設置も不要となり、構造物の経済的設計が可能となる。

Claims

請求の範囲

1. ウェイトとばねとダンバと吊り材と取付け枠からなる振子型制振装置において、前記取付枠とウェイトの間に、四辺形からなる上吊り枠と下吊り枠を設け、前記上吊り枠と下吊り枠を 4 本の接ぎ材で支持し、前記ウェイトを多段吊りするとともに、吊り材が重ならないように上吊り枠四辺形に対する下吊り枠四辺形の取付角を振ったことを特徴とする制振装置

2. 振子の振動数調整用のばねを吊り材の間に設けた

1 0 ことを特徴とする請求項 1 記載の制振装置。

3. ダンバを吊り枠の間に設けたことを特徴とする請求項 1 記載の制振装置。

4. 振子の振動数調整用のばねとダンバを吊り枠の間に設けたことを特徴とする請求項 1 記載の制振装置。

I 5 5. 振子の振動数調整用のばねまたはダンバをウェイトと吊り枠の間に設けたことを特徴とする請求項 1 から 3 のいずれかに記載の制振装置。

6. 振子の振動数調整用のばねおよびダンバをウェイトと吊り枠の間に設けたことを特徴とする請求項 1 か

Z 0 ら 3 のいずれかに記載の制振装置。

7. 吊り材の上端と下端の間に、振子の振動数調整用の吊り材水平支持装置を有することを特徴とする請求項 1 から 6 のいずれかに記載の制振装置。

8. 振動が抑制される構造物と、この構造物から一端が回動自在に支持された曲げ剛性を有する複数の第 1 の吊り材と、上記複数の吊り材の他端に回動自在に支持された吊り枠と、この吊り枠に一端が回勖自在に支持され、他端がウェイトに回動自在に支持された複数の第 2 の吊り材と、上記第 1 の吊り材の上記一端側近辺と上記構造物間，上記第 2 の吊り材の上記一端側近辺と上記吊り枠間に設けられたストローク可変手段とを具備したことを特徴とする制振装置。

9. 前記ストローク可変手段がばね又はダンパを舍むことを特徴とする請求項 8 に記載の制振装置。

1 0 . 前記ストローク可変手段が制御可能な加振機からなることを特徴とする請求項 8 に記載の制振装置。

1 1 . 振動系と、オイルダンノ、' により構成されるダイナミックダンノ、° において、減衰力がある速度レベル以上で速度 2 乗比例型になるオイルダンバを用いてなることを特徴とする制振装置。

1 2 . 前記ダンバがある速度レベル以上でその滅衰力が速度 2 乗比例型になるオイルダンバであることを特徴とする請求項 1 から 9 のいずれかに記載の制振装置。