JP2939066B2

JP2939066B2 - Structure damping device

Info

Publication number: JP2939066B2
Application number: JP27323292A
Authority: JP
Inventors: 辰治石丸; 隆弘新谷
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd; Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 1992-10-12
Filing date: 1992-10-12
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH06235270A

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、地震や風圧等による構
造物の揺れを制振できる構造物の制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for a structure capable of suppressing the vibration of the structure caused by an earthquake, wind pressure or the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】構造設計の分野では、構造物の柱や梁等
の基礎構造を強固にして地震等の衝撃力に耐えることが
できる耐震構造に対し、構造物の揺れ自体を制振するた
めに差動梃子を用いた制振装置が提案されている。2. Description of the Related Art In the field of structural design, in order to suppress the shaking itself of a structure, it is necessary to strengthen the basic structure such as columns and beams of the structure and to withstand the impact force of an earthquake or the like. A vibration damping device using a differential lever has been proposed.

【０００３】この制振装置は、通常、構造物の任意の階
に設けられた差動梃子の先端へ錘を取付け、地震等の揺
れによる振動源側と構造物側との差動運動を梃子比によ
って増幅して錘を動かし、大きな慣性力を発生させる。
この慣性力によって、地震等の揺れによって生じる構造
物の水平方向への相対変形を相殺し、構造物の揺れを制
振する。[0003] In this vibration damping device, a weight is usually attached to the tip of a differential lever provided on an arbitrary floor of a structure, and a differential movement between a vibration source side and a structure side caused by shaking such as an earthquake is leveraged. It amplifies by the ratio and moves the weight, generating a large inertial force.
The inertial force cancels out the relative deformation of the structure in the horizontal direction caused by the shaking such as an earthquake, and suppresses the shaking of the structure.

【０００４】しかしながら、従来の制振装置では、地震
等の揺れに対する制振方向は、水平一方向に限られてい
たので（特開平２−３００５４０号）、地震等によって
生じる水平二方向の揺れを制振するには、水平二方向
（Ｘ軸、Ｙ軸方向）へ別個に制振装置を設ける必要があ
った。また、差動梃子は一般にアームで構成されている
ため、差動梃子の先端に取付けられた錘の円弧運動を防
止するパンタグラフ等を設置し、錘の鉛直方向の運動を
阻止する必要があった。[0004] However, in the conventional vibration damping device, the vibration damping direction for the vibration such as an earthquake is limited to one horizontal direction (Japanese Patent Laid-Open No. 2-300540). In order to control the vibration, it was necessary to provide separate vibration control devices in two horizontal directions (X-axis and Y-axis directions). Also, since the differential lever is generally composed of an arm, it is necessary to install a pantograph or the like that prevents the circular movement of the weight attached to the tip of the differential lever, and to prevent the vertical movement of the weight. .

【０００５】このため、従来の制振装置は、機構が複雑
で設置スペースが大きくなるという不都合を生じてい
た。For this reason, the conventional vibration damping device has a disadvantage that the mechanism is complicated and the installation space is large.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、簡単な機構で錘の円弧運動が防止でき、構造物に
生じる水平二方向の揺れを同時に抑制することができる
構造物の制振装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In consideration of the above facts, the present invention can prevent a circular motion of a weight with a simple mechanism, and can simultaneously suppress a horizontal two-way swing generated in the structure. It is intended to provide a vibration device.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の構造物
の制振装置は、差動梃子を利用した構造物の制振装置で
あって、水平面内で互いに交差する二方向の振動を各々
増幅させる一対の差動梃子機構と、前記差動梃子機構で
増幅された振動で駆動される補助質量機構と、を備えた
ことを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibration damping device for a structure using a differential lever. It is characterized by comprising a pair of differential lever mechanisms for amplifying each, and an auxiliary mass mechanism driven by vibration amplified by the differential lever mechanisms.

【０００８】請求項２に記載の構造物の制振装置は、水
平一方向に振動による変位が生じた場合に、質量体と一
体となって前記差動梃子機構で駆動される第１の剛体
と、前記差動梃子機構を介して増幅された差動梃子力を
質量体に伝達する第２の剛体と、を有し、前記水平一方
向と垂直の方向に振動による変位が生じた場合には、第
１の剛体の役割と第２の剛体の役割が入れ代わることを
特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the vibration damping device for a structure, the first rigid body driven by the differential lever mechanism integrally with the mass body when the displacement due to the vibration occurs in one horizontal direction. And a second rigid body that transmits the amplified differential lever force to the mass body via the differential lever mechanism, and when a displacement due to vibration occurs in the one horizontal direction and the vertical direction. Is characterized in that the role of the first rigid body and the role of the second rigid body are interchanged.

【０００９】請求項３に記載の構造物の制振装置は、水
平面内で第１の方向及びこれと直交する第２の方向へ移
動可能とされた質量体と、この質量体へ取り付けられ、
前記第１の方向には質量体と共に移動し、第２の方向に
は質量体と相対移動する第１の剛体と、前記質量体へ取
り付けられ、前記第１の方向には質量体と相対移動し、
第２の方向には質量体と共に移動する第２の剛体と、振
動源と構造物との第１の方向の相対振動を質量体の第１
の方向の移動力として増大して伝える第１の梃子機構
と、振動源と構造物との第２の方向の相対移動を質量体
の第２の方向の移動力として増大して伝える第２の梃子
機構と、を備えたことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a vibration damping device for a structure, wherein the mass is movable in a first direction and a second direction orthogonal thereto in a horizontal plane, and is attached to the mass.
A first rigid body that moves with the mass in the first direction and moves relative to the mass in the second direction, and is attached to the mass, and moves relative to the mass in the first direction; And
A second rigid body that moves with the mass in the second direction, and a first vibration of the mass in a first direction between the vibration source and the structure.
A first lever mechanism that increases and transmits as a moving force in the direction of the second direction and a second lever mechanism that increases and transmits the relative movement of the vibration source and the structure in the second direction as a moving force of the mass body in the second direction. And a lever mechanism.

【００１０】[0010]

【作用】請求項１に記載の構造物の制振装置によれば、
水平面内で互いに交差する二方向に配置された一対の差
動梃子機構は、二方向から地震動等により生じた振動を
増幅する。この差動梃子機構で増幅された振動により補
助質量機構が駆動される。従って、この補助質量機構
は、振り子としての運動により、構造物に付加質量とし
て見かけ上の質量を増加させ、構造物の固有周期を伸ば
すと共に、入力低減効果を生み、構造物の地震時等の応
答を低減させる。この時、補助質量機構や差動梃子機構
は水平面内に配置されているので、制振装置の収容空間
を狭くすることができる。According to the structure vibration damping device of the first aspect,
A pair of differential lever mechanisms arranged in two directions crossing each other in a horizontal plane amplify vibrations caused by seismic motion or the like from two directions. The auxiliary mass mechanism is driven by the vibration amplified by the differential lever mechanism. Therefore, this auxiliary mass mechanism increases the apparent mass as an additional mass to the structure by the movement as a pendulum, extends the natural period of the structure, produces an input reduction effect, and produces Reduce response. At this time, since the auxiliary mass mechanism and the differential lever mechanism are arranged in a horizontal plane, the accommodation space of the vibration damping device can be narrowed.

【００１１】請求項２に記載の構造物の制振装置によれ
ば、水平一方向に振動による変位が生じた場合に、第１
の剛体は、質量体と一体となって相対移動する。この
時、第２の剛体に作用する振動力は、差動梃子機構を介
して増幅された差動梃子力が伝達された質量体によって
減衰される。次に、前記水平一方向と垂直な方向に振動
による変位が生じた場合には、第２の剛体が質量体と一
体となって相対移動し、第１の剛体に作用する振動力が
差動梃子機構を介して増幅された差動梃子力が伝達され
た質量体によって減衰される。従って、一方向に対し、
一つの剛体が差動梃子力伝達部材としての役割を担い、
他の水平一方向に対し振り子の錘としての役割を担う。
そのため、部材数の低減を図ることができ、振動装置を
コンパクトにすることができる。According to the vibration damping device for a structure according to the second aspect, when the displacement caused by the vibration occurs in one horizontal direction, the first vibration damping device is provided.
Is relatively moved integrally with the mass body. At this time, the vibration force acting on the second rigid body is attenuated by the mass body to which the amplified differential lever force is transmitted via the differential lever mechanism. Next, when a displacement due to vibration occurs in a direction perpendicular to the one horizontal direction, the second rigid body moves relatively integrally with the mass body, and the vibration force acting on the first rigid body becomes differential. The amplified differential lever force via the lever mechanism is attenuated by the transmitted mass. Therefore, for one direction,
One rigid body plays a role as a differential lever force transmission member,
It acts as a pendulum weight in one other horizontal direction.
Therefore, the number of members can be reduced, and the vibration device can be made compact.

【００１２】請求項３に記載の構造物の制振装置によれ
ば、水平面内で第１の方向に地震等による変位が生じる
と、第１の梃子機構は、振動源に対する構造物の第１の
方向の相対振動を質量体の第１の方向の移動力として増
大して第１の方向へ移動可能とされた質量体へ伝える。
その際、この質量体に取り付けられれた第１の剛体も、
第１の方向に質量体と共に移動する。また、水平面内で
第１の方向と直交する第２の方向へ地震等による変位が
生じると、第１の梃子機構と同様に、第２の梃子機構
が、振動源に対する構造物の第２の方向の相対振動を質
量体の第２の方向の移動力として増大して第２の方向へ
移動可能とされた質量体と第２の剛体へ伝える。従っ
て、現実の地震動等による振動のように、水平二方向が
合算されたものであっても、質量体は二方向へ同時に移
動可能となり、現実の地震動等に対し制振が可能とな
る。According to the vibration damping device for a structure according to the third aspect, when a displacement due to an earthquake or the like occurs in the first direction in the horizontal plane, the first lever mechanism causes the first lever of the structure to move with respect to the vibration source. Is increased as a moving force of the mass body in the first direction, and is transmitted to the mass body that can be moved in the first direction.
At this time, the first rigid body attached to the mass body also
It moves with the mass in a first direction. Also, when a displacement due to an earthquake or the like occurs in a second direction orthogonal to the first direction in the horizontal plane, the second lever mechanism causes the second lever mechanism to move the structure relative to the vibration source similarly to the first lever mechanism. The relative vibration in the direction is increased as the moving force of the mass body in the second direction, and is transmitted to the mass body and the second rigid body movable in the second direction. Therefore, even when vibrations are added in two horizontal directions, such as vibrations caused by actual ground motions, the mass body can move in two directions at the same time, and vibration can be suppressed against real ground motions.

【００１３】[0013]

【実施例】図１及び図２には、本実施例に係る構造物の
制振装置が示されている。1 and 2 show a vibration damping device for a structure according to this embodiment.

【００１４】制振装置Ｐは、任意の階に設けられた収容
空間１０に設置されている。この収容空間１０は、構造
物を構成する床部１２と天井部１４との間に形成されて
いる。The vibration damping device P is installed in an accommodation space 10 provided on an arbitrary floor. The accommodation space 10 is formed between a floor 12 and a ceiling 14 that constitute a structure.

【００１５】図３に示されるように、制振装置Ｐの下部
には、矩形状の下フレーム１６が配設されている。下フ
レーム１６の四隅からは、円柱１８が立設され、所定の
間隔を置いて矩形状の上フレーム２０を支持している。As shown in FIG. 3, a rectangular lower frame 16 is provided below the vibration damping device P. Columns 18 are erected from four corners of the lower frame 16 and support a rectangular upper frame 20 at a predetermined interval.

【００１６】図４に示されるように、円柱１８は、下フ
レーム１６から立設される下筒体２２と、上フレーム２
０から吊下される上筒体２４に分割構成されている。下
筒体２２の上面には、円板２６が溶接されている。この
円板２６には、円柱状の積層ゴム２８の一端に溶着され
た円形のフランジ３０がボルト３２で固定されている。
この積層ゴム２８は鉄板とゴムシートが交互にサンドイ
ッチ状に積み重ねられており、ゴムに加わる歪みをなる
べく均一にするため、鉄板とゴムシートは精度よく水平
面内にかつ平行に配置されており、水平方向の剛性に比
較して鉛直方向の剛性は非常に大きくなっている。他端
のフランジ３４は、上筒体２４の下面に溶接された大径
の円板３６へボルト３８で固定されている。これによっ
て、上フレーム２０と下フレーム１６は、相対的に水平
移動可能とされ、また相対的な捩じりにも対応可能とな
っている。なお、積層ゴム２８は、筒状のストッパー４
０で覆われ、このストッパー４０はボルト４２で円板３
６の外周部に固定されている。このストッパー４０の下
端部が下筒体２２と接触することによって、上フレーム
２０と下フレーム１６との相対変位量が一定の範囲に規
制されている。As shown in FIG. 4, the column 18 is composed of a lower cylinder 22 erected from the lower frame 16 and the upper frame 2.
It is divided into an upper cylindrical body 24 suspended from zero. A disk 26 is welded to the upper surface of the lower cylinder 22. A circular flange 30 welded to one end of a columnar laminated rubber 28 is fixed to the disk 26 with bolts 32.
In this laminated rubber 28, an iron plate and a rubber sheet are alternately stacked in a sandwich shape, and in order to make distortion applied to the rubber as uniform as possible, the iron plate and the rubber sheet are precisely arranged in a horizontal plane and parallel to each other. The rigidity in the vertical direction is much greater than the rigidity in the direction. The flange 34 at the other end is fixed to a large-diameter disk 36 welded to the lower surface of the upper cylindrical body 24 with bolts 38. As a result, the upper frame 20 and the lower frame 16 can relatively move horizontally, and can also cope with relative torsion. The laminated rubber 28 has a cylindrical stopper 4.
The stopper 40 is bolted to the disc 3
6 is fixed to the outer peripheral portion. When the lower end of the stopper 40 comes into contact with the lower cylinder 22, the relative displacement between the upper frame 20 and the lower frame 16 is restricted to a certain range.

【００１７】図５に示されるように、下フレーム１６
は、縦材４４及び横材４６で格子状に補強されている。
中央部に配置される横材４６の上面には、下フレーム１
６を横断するように、断面Ｈ形状の一対の横架設材４８
が並行に配設されている。これらの横架設材４８の上面
には、アングル材５０を介して一対の横ガイドレール５
２が各々設けられている。As shown in FIG. 5, the lower frame 16
Are reinforced in a lattice shape by vertical members 44 and horizontal members 46.
The lower frame 1 is provided on the upper surface of the cross member 46 disposed at the center.
6 so as to cross a pair of horizontal bridge members 48 having an H-shaped cross section.
Are arranged in parallel. A pair of horizontal guide rails 5 are provided on the upper surfaces of these horizontal mounting members 48 via angle members 50.
2 are provided.

【００１８】一方、下フレーム１６の中央部に配置され
る縦材４４の上面にも、横架設材４８と直交して外方へ
向かって一対の縦架設材５４が並行に配設されている。
これらの縦架設材５４の上面には、各々アングル材５０
を介して一対の縦ガイドレール５６が設けられている。
すなわち、縦ガイドレール５６は中間部が横ガイドレー
ル５２に分断されるような恰好で敷設されている。On the other hand, on the upper surface of the vertical member 44 arranged at the center of the lower frame 16, a pair of vertical members 54 are arranged in parallel to the horizontal member 48 outward. .
On each of the upper surfaces of these vertical mounting members 54, an angle member 50 is provided.
A pair of vertical guide rails 56 is provided through the intermediary.
That is, the vertical guide rail 56 is laid in such a manner that the intermediate portion is divided into the horizontal guide rails 52.

【００１９】図１及び図２に示されるように、縦ガイド
レール５６には、長方状の剛体５８の幅方向へ延設され
たガイド溝６０が嵌め込まれ、また、横ガイドレール５
２には、長方状の剛体６２の幅方向へ延設されたガイド
溝６４が嵌め込まれている。これによって、剛体５８は
Ｘ軸方向へ、また剛体６２はＹ軸方向へスライド可能と
されている。As shown in FIGS. 1 and 2, a guide groove 60 extending in the width direction of a rectangular rigid body 58 is fitted into the vertical guide rail 56.
2, a guide groove 64 extending in the width direction of the rectangular rigid body 62 is fitted. This allows the rigid body 58 to slide in the X-axis direction and the rigid body 62 to slide in the Y-axis direction.

【００２０】また、図６に示されるように、剛体５８及
び剛体６２の対向する側面には、長手方向へガイドレー
ル６６、６８が各々固定されている。この剛体５８及び
剛体６２に囲まれるように、平面視にて略十字形の下部
補助質量体７０が配置されている。この下部補助質量体
７０の四方に突出した側面には、ガイド溝７２、７４が
設けられ、ガイドレール６６、６８に嵌め込まれてい
る。これによって、下部補助質量体７０は、剛体５８に
対してＹ軸方向へ、剛体６２に対してＸ軸方向へスライ
ド可能に支持されている。また、この下部補助質量体７
０はＸ軸方向へは剛体５８と共に、Ｙ軸方向へは剛体６
２と共に移動する。なお、下部補助質量体７０と剛体５
８、６２の接合は、相対変位が小さい場合には、ゴムな
どの弾性体を使用しても構わない。As shown in FIG. 6, guide rails 66 and 68 are fixed to the side surfaces of the rigid body 58 and the rigid body 62 in the longitudinal direction, respectively. A substantially cross-shaped lower auxiliary mass 70 is arranged in a plan view so as to be surrounded by the rigid bodies 58 and the rigid bodies 62. Guide grooves 72 and 74 are provided on four side surfaces of the lower auxiliary mass body 70 projecting in four directions, and are fitted into the guide rails 66 and 68. Thus, the lower auxiliary mass body 70 is slidably supported in the Y-axis direction with respect to the rigid body 58 and slidable in the X-axis direction with respect to the rigid body 62. Also, the lower auxiliary mass body 7
0 indicates a rigid body 58 in the X-axis direction and a rigid body 6 in the Y-axis direction.
Move with 2 The lower auxiliary mass 70 and the rigid body 5
When the relative displacement is small, an elastic body such as rubber may be used for the joining of 8, 62.

【００２１】下部補助質量体７０の上面には、８個の円
孔７６が所定の間隔で穿設されている。これらの円孔７
６には、円柱状の軸体７８が挿入されている。これらの
軸体７８の軸心部には、図示しない調芯コロ軸受が配設
され、シャフト８０の一端が軸支されている。シャフト
８０の他端は、長手方向がＹ軸方向へ配設されたアーム
８２の端部に穿設された軸孔８４へ軸通されている。こ
こで、下部補助質量体７０の上方には、同一形状の上部
補助質量体８６が配設され、連結ブロック８８を介在さ
せて下部補助質量体７０と一体に連結されている。この
上部補助質量体８６の下面にも、下部補助質量体７０の
円孔７６が穿設されている位置に対応させて、円孔９０
が設けられ軸体７８が挿入されている（図９に図示）。
この軸体７８には、シャフト８０の端部が図示しない円
筒軸受を介して軸支されている。これによって、アーム
８２は、シャフト８０を中心にして回動可能に下部補助
質量体７０及び上部補助質量体８６とに枢軸される。On the upper surface of the lower auxiliary mass body 70, eight circular holes 76 are formed at predetermined intervals. These circular holes 7
A cylindrical shaft 78 is inserted into 6. A centering roller bearing (not shown) is provided at the shaft center of these shafts 78, and one end of a shaft 80 is supported by the shaft. The other end of the shaft 80 passes through a shaft hole 84 formed in an end of an arm 82 whose longitudinal direction is arranged in the Y-axis direction. Here, an upper auxiliary mass body 86 having the same shape is provided above the lower auxiliary mass body 70, and is integrally connected to the lower auxiliary mass body 70 via a connection block 88. The lower surface of the upper auxiliary mass body 86 is also provided with a circular hole 90 corresponding to the position where the circular hole 76 of the lower auxiliary mass body 70 is formed.
And a shaft 78 is inserted (shown in FIG. 9).
The end of a shaft 80 is supported on the shaft 78 via a cylindrical bearing (not shown). Thus, the arm 82 is pivotally connected to the lower auxiliary mass 70 and the upper auxiliary mass 86 so as to be rotatable about the shaft 80.

【００２２】アーム８２は、所定の間隔を置いた２枚の
重合プレートから構成され、この間に配置された図示し
ない補強板で補強されている。アーム８２の他端部に
は、２個の軸孔９２、９４が穿設されており、これらの
軸孔９２、９４は軸孔８４と平行でかつアーム８２の長
手軸線上に配置されている。先端部に位置する軸孔９２
には、ロッドピン９６及びナット９８が装着され、この
ロッドピン９６に取付けられた図示しない球面ジョイン
トを介してリンク材１００の一端が回動自在に連結され
ている。一方、このリンク材１００の他端には、図示し
ない球面軸受が設けられており、ジョイントピン１０２
のジャーナルが回動自在に軸通されている。また、ジョ
イントピン１０２の脚部は、ナット９８でリンク材１０
０から離れないように係止されている。ジョイントピン
１０２の頭部はねじ切られ、剛体５８の長手方向の端部
に設けられたねじ孔１０４に螺合されている。The arm 82 is composed of two superposed plates spaced apart from each other by a predetermined distance, and is reinforced by a reinforcing plate (not shown) disposed therebetween. Two shaft holes 92 and 94 are formed in the other end of the arm 82, and these shaft holes 92 and 94 are arranged in parallel with the shaft hole 84 and on the longitudinal axis of the arm 82. . Shaft hole 92 located at the tip
, A rod pin 96 and a nut 98 are mounted, and one end of a link member 100 is rotatably connected via a spherical joint (not shown) attached to the rod pin 96. On the other hand, a spherical bearing (not shown) is provided at the other end of the link member 100, and a joint pin 102 is provided.
Journals are rotatably passed through the journal. Further, the leg of the joint pin 102 is connected to the link member 10 with a nut 98.
It is locked so as not to leave from zero. The head of the joint pin 102 is threaded and screwed into a screw hole 104 provided at the longitudinal end of the rigid body 58.

【００２３】さらに、リンク材１００と平行に配設され
かつリンク材１００よりも短いリンク材１０６の一端
は、リンク材１００と同様に、アーム８２の軸孔９４に
回動自在に連結されている。ここで、剛体５８、６２の
上方には、剛体１１２及び剛体１１４が配設されてお
り、上部補助質量体８６を、ガイドレール１０８、１１
０とガイド溝１１１を介して、剛体５８、６２と下部補
助質量体７０との場合と同様にＸ軸Ｙ軸方向へスライド
可能に、かつガイドレール１０８、１１０の長手方向と
直交方向には剛体１１２、１１４を上部補助質量体８６
と共に移動可能に支持している。この剛体１１４へ、リ
ンク材１０６の他端が、リンク材１００と同様に、回動
自在に連結されている。なお、ガイドレール１０８、１
１０とガイド溝１１１は、上述のガイドレール６６、６
８及びガイド溝７２、７４に該当する。従って、このア
ーム８２及びリンク材１００、１０６によって構成され
る梃子機構は、床部１２及び天井部１４がＸ軸方向に相
対移動するとアーム８２がこれを増幅して軸体７８の移
動量として補助質量体７０、８６へ伝える。Further, one end of a link member 106 arranged in parallel with the link member 100 and shorter than the link member 100 is rotatably connected to the shaft hole 94 of the arm 82 in the same manner as the link member 100. . Here, a rigid body 112 and a rigid body 114 are disposed above the rigid bodies 58 and 62, and the upper auxiliary mass body 86 is connected to the guide rails 108 and 11.
0 and the guide grooves 111, the rigid bodies 58, 62 and the lower auxiliary mass body 70 are slidable in the X-axis and Y-axis directions in the same manner as in the case of the lower auxiliary mass bodies 70, and are rigid bodies in 112 and 114 are connected to the upper auxiliary mass 86
It is movably supported with it. The other end of the link member 106 is rotatably connected to the rigid body 114 similarly to the link member 100. The guide rails 108, 1
10 and the guide groove 111 are formed by the guide rails 66 and 6 described above.
8 and the guide grooves 72 and 74. Therefore, the lever mechanism constituted by the arm 82 and the link members 100 and 106 assists the arm 82 to amplify the relative movement of the floor 12 and the ceiling 14 in the X-axis direction and to assist the movement of the shaft 78 as an amount of movement. Inform masses 70 and 86.

【００２４】以上、Ｙ軸方向へ配置された４本のアーム
８２と、２個の剛体６２、補助質量体７０、及び４本の
リンク材１００、１０６によって４組の梃子機構が構成
されているが、さらにこれと同様構造であるが直角に４
組の梃子機構が配置され、アーム１１６がＸ軸方向へ向
けられており、直交方向の入力に対して同様機能を果た
すようになっている。As described above, the four arms 82 arranged in the Y-axis direction, the two rigid bodies 62, the auxiliary mass body 70, and the four link members 100 and 106 constitute four sets of lever mechanisms. Has the same structure,
A set of lever mechanisms are arranged, with the arm 116 oriented in the X-axis direction, to perform a similar function for orthogonal inputs.

【００２５】上方に配置された剛体１１２、１１４の上
面には、剛体５８、６２のガイド溝６０、６４と同様
に、ガイド溝１１８、が設けられている。このガイド溝
１１８の上に縦ガイドレール１２０と横ガイドレール１
２２が嵌め込まれていて、その上に十字形状に組付けら
れたフレーム１２４がＸ軸Ｙ軸方向へスライド可能に設
置されている。図７に示されるように、このフレーム１
２４の上に、上フレーム２０が配設されている。On the upper surfaces of the rigid bodies 112 and 114 disposed above, guide grooves 118 are provided similarly to the guide grooves 60 and 64 of the rigid bodies 58 and 62. The vertical guide rail 120 and the horizontal guide rail 1 are placed on the guide groove 118.
22 is fitted, and a frame 124 assembled in a cross shape is mounted on the frame so as to be slidable in the X-axis and Y-axis directions. As shown in FIG.
The upper frame 20 is disposed on the top 24.

【００２６】図７に示されるように、フレーム１２４
は、断面Ｈ形状の縦材４４及び横材４６で全体として十
字形状に組付けられており、中央の矩形体１２６は、縦
材４４及び横材４６で格子状に補強されているが、矩形
体１２６以外の矩形体１２８は、ブレース１３０で補強
されている。この矩形体１２６、１２８の四隅は、ガゼ
ットプレート１３２で補強されている。As shown in FIG.
Is assembled in a cross shape as a whole by a vertical member 44 and a horizontal member 46 having an H-shaped cross section, and a central rectangular body 126 is reinforced in a lattice shape by the vertical member 44 and the horizontal member 46. A rectangular body 128 other than the body 126 is reinforced by braces 130. Four corners of the rectangular bodies 126 and 128 are reinforced by gusset plates 132.

【００２７】また、上フレーム２０は、断面Ｈ形状の縦
材４４及び横材４６で格子状に補強されている。中央の
矩形体１３４は、さらに、縦材４４及び横材４６で格子
状に補強されており、また、上フレーム２０の四隅も、
縦材４４及び横材４６で補強されている。The upper frame 20 is reinforced in a lattice shape by vertical members 44 and horizontal members 46 having an H-shaped cross section. The central rectangular body 134 is further reinforced in a lattice shape by the vertical members 44 and the horizontal members 46, and the four corners of the upper frame 20 are also
It is reinforced by vertical members 44 and horizontal members 46.

【００２８】図８に示すように、フレーム１２４の矩形
体１２６の中央に軸受け箱１３６をカラー１３８を介し
てボルト１４０で固着する。この軸受け箱１３６の内側
にフランジブッシュ１４２をボルト１４４で固着する。
次に、ベアリングケース１４６にベアリング押上１４８
をボルト１５０を介して固着する。このベアリングケー
ス１４６の中にブッシュ球面凹部１５１が嵌め込まれた
状態の球面ジョイント１５２が設けられている。この球
面ジョイント１５２の中にシャフト１５４が螺合固着さ
れて上フレーム２０とフレーム１２４を軸支し、上フレ
ーム２０とフレーム１２４の間は、上部構造物に発生す
るシャフト１５４の軸心回りの捩じれ振動を伝達せず
に、水平方向の荷重のみ伝達できるように接合されてい
る。このシャフト１５４の頭部１５４Ａは、円筒状のヘ
ッドキャップ１５６と螺合しており、また、このヘッド
キャップ１５６の上面は、カバープレート１５８へ連結
されている。このカバープレート１５８は、上フレーム
２０に溶着されたカラー１６０にボルト１６２で接合さ
れている。As shown in FIG. 8, a bearing box 136 is fixed to the center of the rectangular body 126 of the frame 124 with a bolt 140 via a collar 138. A flange bush 142 is fixed to the inside of the bearing box 136 with bolts 144.
Next, a bearing push-up 148 is placed in the bearing case 146.
Is fixed via a bolt 150. A spherical joint 152 in which a bushing spherical concave portion 151 is fitted is provided in the bearing case 146. A shaft 154 is screwed and fixed in the spherical joint 152 to support the upper frame 20 and the frame 124. Between the upper frame 20 and the frame 124, a twist around the axis of the shaft 154 generated in the upper structure is generated. They are joined so that only horizontal load can be transmitted without transmitting vibration. The head 154A of the shaft 154 is screwed with a cylindrical head cap 156, and the upper surface of the head cap 156 is connected to the cover plate 158. The cover plate 158 is joined to the collar 160 welded to the upper frame 20 with bolts 162.

【００２９】なお、図９及び図１０に示されるように、
剛体５８、６２の底部には、補助部材１６６を固着し、
この補助部材１６６へネジ軸部材１６４を螺合配置する
ことができる。このネジ軸部材１６４は図示しない振動
センサの情報に基づき作動される駆動装置と接続され、
回転時に補助部材１６６を介して剛体５８、６２をネジ
軸方向へ移動させ、積極的に振動吸収作用をなすように
してもよい。また、下フレーム１６の各辺の中心にスト
ッパー１６８が設けられており、剛体５８、６２と下フ
レーム１６との相対変位量が一定の範囲に規制されてい
る。As shown in FIGS. 9 and 10,
An auxiliary member 166 is fixed to the bottom of the rigid bodies 58 and 62,
The screw shaft member 164 can be screwed to the auxiliary member 166. The screw shaft member 164 is connected to a driving device that is operated based on information from a vibration sensor (not shown).
At the time of rotation, the rigid bodies 58 and 62 may be moved in the screw axis direction via the auxiliary member 166 to positively perform the vibration absorbing action. Further, a stopper 168 is provided at the center of each side of the lower frame 16, and the relative displacement between the rigid bodies 58 and 62 and the lower frame 16 is restricted to a certain range.

【００３０】次に、本実施例に係る制振装置Ｐの作用を
説明する。地震等の振動は水平面内でＸ軸及びＹ軸双方
の成分を有した振動となって作用するが、まず、この振
動のうち、Ｙ軸方向の振動に対する制振装置Ｐの作用に
ついて説明する。Next, the operation of the vibration damping device P according to this embodiment will be described. The vibration such as an earthquake acts as a vibration having both the X-axis and the Y-axis components in the horizontal plane. First, the operation of the vibration damping device P for the vibration in the Y-axis direction will be described.

【００３１】Ｙ軸方向の振動により、図２及び図１０に
示されるように、矢印Ａ方向に床部１２が変位しても、
横ガイドレール５２、１２２はＹ軸方向に配設されてい
るので、このガイドレール５２、１２２に嵌め込まれた
ガイド溝６０、１１８を備えた剛体６２、１１４は、フ
レーム１６、２０に対し抵抗なく相対的に変位すること
ができる。一方、縦ガイドレール５６、１２０に嵌め込
まれたガイド溝６０、１１８がＸ軸方向に配設されてい
るので、剛体５８とフレーム１６、及び剛体１１２とフ
レーム２０は相対移動しない。しかしながら、剛体５８
は剛体１１２に対し矢印Ａ方向へ相対移動することにな
り、剛体５８へ支持されたジョイントピン１０２（図１
１のＡ点）はそのままで、剛体１１２へ支持されたジョ
イントピン１０２（図１１のＢ点）は矢印Ａ方向へ相対
移動する。この相対移動は、アーム１１６上の長さＬ１
とＬ２の梃子比から、増幅されて差動梃子力として連結
ブロック８８によって一体となっている補助質量体７
０、８６及び剛体６２、１１４に伝達される。なぜなら
ば、この剛体６２と補助質量体７０は、ガイドレール６
８とガイド溝７４によって接合されており、矢印Ａの方
向の振動に対し一体となって駆動される。同様に、剛体
１１４と補助質量体８６もガイドレール１１０とガイド
溝１１１により一体化されており、さらに補助質量体７
０、８６も軸体７８とシャフト８０を介して連結されて
おり、矢印Ａの方向の振動に対し、剛体６２、１１４及
び補助質量体７０、８６は、一体となって運動するから
である。そのため、矢印Ａの方向に生じた床部１２の変
位量は、剛体６２、１１４及び補助質量体７０、８６へ
差動梃子力によって増幅されて大きな変位量として伝わ
り、構造物の動きに同調する剛体６２、１１４及び補助
質量体７０、８６の振り子としての運動が、付加質量と
して構造物に加わるため見かけ上の質量を増加させ、結
果として構造物の固有周期を伸ばすと共に、地震入力低
減効果を生み、構造物の地震時の応答を低減させること
ができる。As shown in FIGS. 2 and 10, even if the floor 12 is displaced in the direction of arrow A due to the vibration in the Y-axis direction,
Since the lateral guide rails 52, 122 are arranged in the Y-axis direction, the rigid bodies 62, 114 having the guide grooves 60, 118 fitted in the guide rails 52, 122 have no resistance to the frames 16, 20. Can be relatively displaced. On the other hand, since the guide grooves 60 and 118 fitted in the vertical guide rails 56 and 120 are provided in the X-axis direction, the rigid body 58 and the frame 16 and the rigid body 112 and the frame 20 do not relatively move. However, the rigid body 58
Move relative to the rigid body 112 in the direction of arrow A, and the joint pin 102 (FIG.
The joint pin 102 (point B in FIG. 11) supported by the rigid body 112 moves relatively in the direction of arrow A while keeping the point A (point 1) as it is. This relative movement corresponds to the length L1 on the arm 116.
And the auxiliary mass body 7 amplified by the connecting block 88 as a differential lever force from the lever ratio of L2.
0, 86 and the rigid bodies 62, 114. This is because the rigid body 62 and the auxiliary mass body 70 are
8 and a guide groove 74, and are integrally driven by the vibration in the direction of arrow A. Similarly, the rigid body 114 and the auxiliary mass body 86 are also integrated by the guide rail 110 and the guide groove 111, and the auxiliary mass body 7
This is because the rigid bodies 62 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 move integrally with respect to the vibration in the direction of arrow A, because the rigid bodies 62 and 114 are also connected to the shaft 78 and the shaft 80 via the shaft 80. Therefore, the displacement amount of the floor 12 generated in the direction of the arrow A is amplified by the differential lever force to the rigid bodies 62 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 and transmitted as a large displacement amount, and is synchronized with the movement of the structure. The motion of the rigid bodies 62, 114 and the auxiliary mass bodies 70, 86 as pendulums adds to the structure as an additional mass, thereby increasing the apparent mass, and consequently extending the natural period of the structure and reducing the earthquake input effect. Thus, the response of the structure during an earthquake can be reduced.

【００３２】一方、Ｘ軸方向の振動の場合には、逆に剛
体６２、１１４が剛体５８、１１２及び補助質量体７
０、８６へ差動梃子力を伝達する。On the other hand, in the case of vibration in the X-axis direction, the rigid bodies 62 and 114 are oppositely rigid bodies 58 and 112 and the auxiliary mass body 7.
The differential lever force is transmitted to 0 and 86.

【００３３】ただ、現実の地震等による振動は、Ｘ軸Ｙ
軸の水平二方向の変位が合算されたものであるから、補
助質量体７０、８６及び剛体５８、６２、１１２、１１
４の振動も水平二方向が合算されたものとなり、補助質
量体７０、８６及び剛体５８、６２、１１２、１１４は
Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ同時に移動する。また、剛体５
８、６２、１１２、１１４は、振り子の錘としての役割
と、差動梃子力伝達部材としての役割を同時に担うこと
になる。However, the vibration caused by an actual earthquake or the like is based on the X-axis Y
Since the displacements of the shafts in the two horizontal directions are summed up, the auxiliary mass bodies 70, 86 and the rigid bodies 58, 62, 112, 11
Vibration 4 is also the sum of the two horizontal directions, and the auxiliary mass bodies 70, 86 and the rigid bodies 58, 62, 112, 114 move simultaneously in the X-axis direction and the Y-axis direction. In addition, rigid body 5
8, 62, 112 and 114 simultaneously play the role of the weight of the pendulum and the role of the differential lever force transmitting member.

【００３４】このように制振装置Ｐは、構造物の動きに
同調する振り子としての振動系と差動梃子の機能を有す
るアーム８２、１１６及びリンク材１００、１０６を水
平方向に平行に配置すると共に、剛体５８、６２、１１
２、１１４に差動梃子力伝達部材としての役割と、振り
子の錘としての役割を同時に担わせ、部材数の低減を図
ったので、制振装置Ｐの収容空間を狭くすることができ
る。As described above, in the vibration damping device P, the arms 82 and 116 and the link members 100 and 106 having a function of a differential lever and a vibration system as a pendulum synchronized with the movement of the structure are arranged in parallel in the horizontal direction. With the rigid bodies 58, 62, 11
2, 114 simultaneously serve as a differential lever force transmitting member and as a pendulum weight, and the number of members is reduced, so that the accommodation space of the vibration damping device P can be narrowed.

【００３５】さらに、構造物上部、下部及び質量体に変
位量を感知するセンサを設置して、駆動手段によって、
構造物上部及び下部の変位量に応じてネジ軸部材１６４
を作動させて、直接質量体の変位量を制御しながら運動
させれば、アクティブな制振機構を構成することができ
る。Further, sensors for detecting the amount of displacement are installed on the upper and lower parts of the structure and on the mass body.
Screw shaft member 164 according to the amount of displacement of the upper and lower parts of the structure
Is activated to move the mass body while controlling the displacement amount of the mass body, an active vibration damping mechanism can be constituted.

【００３６】次に、地震等による振動のうちの垂直軸回
りの捩じれに対する制振装置Ｐの作用について説明す
る。図８に示されるように、上フレーム２０とフレーム
１２４の間は、球面ジョイント１５２を介して水平方向
の直線的な荷重のみ伝達できるように接合されているの
で、フレーム１２４より下の部材には、水平方向に生じ
た振動のみ伝達され、上フレーム２０に生じる垂直軸回
りの捩じれ振動は伝わらないようになっている。従っ
て、上部構造物の振動によって生じ、上フレーム２０に
伝達された捩じれ振動は、フレーム１２４より下の補助
質量機構には伝達されず、上フレーム２０を介してその
四隅に配置されている４本の円柱１８に伝達される。こ
の円柱１８内に設けられた積層ゴム２８は、水平剛性が
小さくされており、また、ゴムには荷重を取り除くとも
との形状に戻る性質があるので、上部構造物の固有周期
をより長くし、構造物の加速度応答を減少することがで
きる。Next, the operation of the vibration damping device P for the torsion around the vertical axis in the vibration due to the earthquake or the like will be described. As shown in FIG. 8, the upper frame 20 and the frame 124 are joined via the spherical joint 152 so as to transmit only a linear load in the horizontal direction. Only the vibration generated in the horizontal direction is transmitted, and the torsional vibration around the vertical axis generated in the upper frame 20 is not transmitted. Accordingly, the torsional vibration generated by the vibration of the upper structure and transmitted to the upper frame 20 is not transmitted to the auxiliary mass mechanism below the frame 124, but is transmitted to the four corners arranged at the four corners via the upper frame 20. Is transmitted to the column 18. The laminated rubber 28 provided in the cylinder 18 has a small horizontal rigidity, and the rubber has a property of removing the load and returning to the original shape, so that the natural period of the upper structure is made longer. In addition, the acceleration response of the structure can be reduced.

【００３７】また、上部構造物の自重は、上フレーム２
０から４本の円柱１８に伝達され、これらの円柱１８が
上部構造物の自重を支えるので、フレーム１２４より下
の補助質量機構には鉛直方向に大きな荷重を負担する必
要がない。The weight of the upper structure is limited by the upper frame 2
Since it is transmitted to zero to four cylinders 18 and these cylinders 18 support the weight of the upper structure, it is not necessary to apply a large load vertically to the auxiliary mass mechanism below the frame 124.

【００３８】このように、制振装置Ｐは、上フレーム２
０及び円柱１８からなる支持機構と、剛体５８、６２、
１１２、１１４及び補助質量体７０、８６からなる補助
質量機構とが独立して構成されているので、捩じれ振動
が原因となるアーム８２、１１６及びリンク材１００、
１０６等の破壊を防ぐと共に、補助質量機構の構成の単
純化を図ることができる。As described above, the vibration damping device P includes the upper frame 2
0 and a support mechanism consisting of a cylinder 18, rigid bodies 58, 62,
Since the auxiliary mass mechanism including the auxiliary mass bodies 112 and 114 and the auxiliary mass bodies 70 and 86 is configured independently, the arms 82 and 116 and the link members 100 and
In addition to preventing destruction of the auxiliary mass mechanism 106 and the like, the configuration of the auxiliary mass mechanism can be simplified.

【００３９】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る構造
物の制振装置は、振り子の錘としての剛体と、その剛体
に接続された差動梃子機構の梃子部材と、を水平方向に
平行に配置する構成にしたので、この剛体を有する補助
質量機構は、剛体の振り子としての運動により、構造物
に付加質量として見かけ上の質量を増加させ、構造物の
固有周期を伸ばすと共に、入力低減効果により、構造物
の地震時等の応答を低減させ、さらに、この制振装置の
収容空間を狭くすることができるという優れた効果を有
する。As described above, the vibration damping device for a structure according to the present invention horizontally connects a rigid body as a weight of a pendulum and a lever member of a differential lever mechanism connected to the rigid body. Since the rigid body is configured to be arranged in parallel, the auxiliary mass mechanism having this rigid body increases the apparent mass as an additional mass to the structure due to the movement of the rigid body as a pendulum, extends the natural period of the structure, and Due to the reduction effect, there is an excellent effect that the response of the structure at the time of an earthquake or the like is reduced, and further, the accommodation space of the vibration damping device can be narrowed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本実施例に係る制振装置の正面図である。FIG. 1 is a front view of a vibration damping device according to the present embodiment.

【図２】本実施例に係る制振装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the vibration damping device according to the embodiment.

【図３】本実施例に係る制振装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the vibration damping device according to the embodiment.

【図４】本実施例に係る制振装置の円柱の一部断面図で
ある。FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a cylinder of the vibration damping device according to the embodiment.

【図５】本実施例に係る制振装置の下部を示す斜視図で
ある。FIG. 5 is a perspective view illustrating a lower portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図６】本実施例に係る制振装置の中心部を示す斜視図
である。FIG. 6 is a perspective view illustrating a central portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図７】本実施例に係る制振装置の上部を示す斜視図で
ある。FIG. 7 is a perspective view illustrating an upper portion of the vibration damping device according to the embodiment.

【図８】本実施例に係る制振装置の球面ジョイント部の
断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a spherical joint part of the vibration damping device according to the embodiment.

【図９】図２の９−９線断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 of FIG. 2;

【図１０】図１の１０−１０線断面図である。FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG. 1;

【図１１】図１の１１−１１線断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５８剛体６２剛体７０下部補助質量体８２アーム８６上部補助質量体１００リンク材１０６リンク材１１２剛体１１４剛体１１６アーム 58 rigid body 62 rigid body 70 lower auxiliary mass body 82 arm 86 upper auxiliary mass body 100 link material 106 link material 112 rigid body 114 rigid body 116 arm

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石丸辰治埼玉県草加市花栗４−11−17 (72)発明者新谷隆弘千葉県船橋市前原東５−８−16 (56)参考文献特開平２−300540（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04H 9/02 F16F 15/02 ──────────────────────────────────────────────────続き Continued on the front page (72) Inventor Tatsuharu Ishimaru 4-11-17 Hanaguri, Soka City, Saitama Prefecture (72) Inventor Takahiro Shintani 5-8-16, Maeharahigashi, Funabashi City, Chiba Prefecture (56) References 2-300540 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. ⁶ , DB name) E04H 9/02 F16F 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]

【請求項１】差動梃子を利用した構造物の制振装置で
あって、水平面内で互いに交差する二方向の振動を各々
増幅させる一対の差動梃子機構と、前記差動梃子機構で
増幅された振動で駆動される補助質量機構と、を備えた
ことを特徴とする構造物の制振装置。1. A vibration damping device for a structure using a differential lever, comprising: a pair of differential lever mechanisms for amplifying vibrations in two directions crossing each other in a horizontal plane, and amplification by the differential lever mechanism. And an auxiliary mass mechanism driven by the applied vibration.

【請求項２】水平一方向に振動による変位が生じた場
合に、質量体と一体となって前記差動梃子機構で駆動さ
れる第１の剛体と、前記差動梃子機構を介して増幅され
た差動梃子力を質量体に伝達する第２の剛体と、を有
し、前記水平一方向と垂直の方向に振動による変位が生
じた場合には、第１の剛体の役割と第２の剛体の役割が
入れ代わることを特徴とする請求項１に記載の構造物の
制振装置。2. When a displacement due to vibration occurs in one horizontal direction, the displacement is amplified via a first rigid body driven by the differential lever mechanism integrally with a mass body and the differential lever mechanism. A second rigid body that transmits the differential lever force to the mass body, and when displacement occurs due to vibration in the horizontal direction and the vertical direction, the role of the first rigid body and the second rigid body 2. The structure vibration damping device according to claim 1, wherein the role of the rigid body is replaced.

【請求項３】水平面内で第１の方向及びこれと直交す
る第２の方向へ移動可能とされた質量体と、この質量体
へ取り付けられ、前記第１の方向には質量体と共に移動
し、第２の方向には質量体と相対移動する第１の剛体
と、前記質量体へ取り付けられ、前記第１の方向には質
量体と相対移動し、第２の方向には質量体と共に移動す
る第２の剛体と、振動源と構造物との第１の方向の相対
振動を質量体の第１の方向の移動力として増大して伝え
る第１の梃子機構と、振動源と構造物との第２の方向の
相対移動を質量体の第２の方向の移動力として増大して
伝える第２の梃子機構と、を備えたことを特徴とする請
求項１に記載の構造物の制振装置。3. A mass body movable in a first direction and a second direction orthogonal thereto in a horizontal plane, attached to the mass body, and moved together with the mass body in the first direction. A first rigid body that moves relative to the mass body in a second direction and is attached to the mass body, moves relative to the mass body in the first direction, and moves with the mass body in the second direction. A second rigid body, a first lever mechanism that increases and transmits relative vibration of the vibration source and the structure in the first direction as a moving force of the mass body in the first direction, and a vibration source and the structure. And a second lever mechanism for transmitting the relative movement of the mass body in the second direction as a moving force of the mass body in the second direction. apparatus.