JP2984953B2 - ハイブリット型制振装置 - Google Patents
ハイブリット型制振装置Info
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- JP2984953B2 JP2984953B2 JP3220692A JP22069291A JP2984953B2 JP 2984953 B2 JP2984953 B2 JP 2984953B2 JP 3220692 A JP3220692 A JP 3220692A JP 22069291 A JP22069291 A JP 22069291A JP 2984953 B2 JP2984953 B2 JP 2984953B2
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
等における、特に強風時、地震時の制振対策として採用
された場合に好適な構造物のハイブリット型制振装置に
関するものである。
ed Mass Damper)は、高層建物あるいは
塔状建物などの、主に風に対する一次振動を低減するた
めに用いられるものである。このTMDの原理は、図4
の質点系モデルに示すように、建物(構造物質量)Mの
固有周期(一次固有周期)と等しい固有周期を持つ付加
質量mに適切な減衰を持たせたものである。図5のTM
D装置あり、装置なしの応答の比較図に示すように、建
物Mが一次固有周期で揺れると、その上部の付加質量m
が共振することにより建物Mの揺れと逆方向の力が作用
して、建物Mの揺れを低減することができる。
より効果的に錘を動かして制振性能を増大させるものと
してHMD(Hybrid Mass Damper)
がある。その実際の形としては、図6に示すような、振
子方式のものが提案されている。この振子方式は、支持
フレーム3からワイヤー4により錘5を吊り下げ、振子
の長さによりこの固有周期が定まるものである。この錘
5の下部と建物6とが駆動装置7を介して連結されてい
る。
れているHMDは、いずれも駆動装置は建物に固定さ
れ、これを反力として、錘を動かす方式である。この方
式であると、駆動装置から発生する振動や音が直接建物
内へ伝わる可能性がある。また、錘の下にあるため、メ
ンテナンス時の作業性が悪い。
で、駆動装置からの振動や音を建物に伝わるのを防ぎ、
かつ駆動装置の自重を錘に算入できるハイブリット型制
振装置を提供することを目的とする。
制振装置は、制振対象の建物に弾性体を介して錘を水平
方向に振動可能に設置し、前記建物が水平方向に振動し
た際にその振動を打ち消すように前記錘を駆動装置によ
り振動させる構成のハイブリット型免震装置において、
前記弾性体は前記建物の設置面上に設置されて、該弾性
体上に前記錘が支持されて設けられ、該錘上に前記駆動
装置が搭載され、該錘の中央部には開口部が設けられ
て、該開口部の下方には前記設置面上に固定された反力
台が配置され、該反力台の上面には下部ブロックが該反
力台に対して水平一方向に相対変位可能に連結され、該
下部ブロックの上面には、前記錘上に設けられた上部ブ
ロックが前記開口部を通して連結機構により水平方向相
対変位不能かつ上下方向相対変位可能に連結されている
とともに、該上部ブロックは前記錘に対して前記下部ブ
ロックの変位方向とは直交する水平他方向に相対変位可
能とされ、前記駆動装置は前記上部ブロックを前記錘に
対して前記水平他方向に振動させることにより、前記上
部ブロックおよび前記下部ブロックを介して前記反力台
より反力をとって前記錘を相対的に前記水平他方向に振
動せしめる構成としてなるものである。
性体の上に駆動装置が設置されているため、駆動装置か
ら発生する振動、騒音が建物に伝達されるのを防ぐこと
ができ、また、駆動装置が錘の上にあるため、日常定期
点検をしやすくするとともに、部品の整備、取り換え等
の作業性を向上させることができる。さらに、駆動装置
が錘の上に設置されているため、駆動装置の重量を錘の
一部として利用することができる。また、制振対象の建
物と共振する錘の平面運動を錘の上に載置した駆動装置
により、より有効に錘を動かすことができ、建物と錘の
周期がずれた場合にも、駆動装置によって錘の速さを制
御して建物と等しい周期にすることができる。
実施例を図1ないし図3を参照して説明する。これらの
図において、符号12は建物11の最上階に固定状態に
設置された本装置の四隅部に位置する多段積層ゴム(高
さ例95cm)からなる弾性体、符号13は弾性体12
上に載荷状態に支持される例えば鋼製の錘(寸法例2.
8×2.8×0.4m、重量例3.5t)であり、符号
14は錘13に取り付けられる駆動装置であり、これら
符号12ないし符号14により本発明のハイブリット型
制振装置10は基本構成されている。かかる制振装置1
0は、建物11が振動することにより、弾性体12に支
持された錘13が共振し、これにコンピュター制御され
た駆動力を駆動装置14から錘13に与えることにより
制振効果を得るものである。以下に、本実施例の制振装
置の詳細を説明する。
に、錘13の中央には、くぼんだ水平方向(例えばY方
向)に延在する中央ベッド15が設けられ、この中央ベ
ッド15の中央に下方に連通する開口部19が設けられ
ている。この開口部19付近に、主に上・下部ブロック
17・23と、駆動装置14が取り付けられている。こ
の開口部19の両脇に位置して錘13の中央ベッド15
の上面には、図2に示すように、Y方向に延びる二条の
リニアレール16、16がそれぞれ平行に設置されてい
る。各リニアレール16は、突条のレール部に対してロ
ーラーを内蔵する走行部が走行可能とされ、各リニアレ
ール16の走行部の上には上部ブロック17がまたがる
形で支持されている。したがって、この上部ブロック1
7はリニアレール16の上をスムーズにY方向に直線運
動できるようになっている。
る貫通孔が設けられ、この貫通孔には摩擦を低減するた
めのベアリングが内蔵されたボールネジ18が貫通して
いる。このボールネジ18の末端には、例えばACサー
ボモーター等からなる駆動用モーター31が取り付けら
れている。この駆動用モーター31は、揺れを感知する
センサー(図示略)と、駆動用モーター31に最適な制
御力を瞬時に指示するコンピュター(図示略)とに接続
されており、駆動用モーター31の回転をボールネジ1
8を介して上部ブロック17の直線運動に変換させてい
る。前者のセンサーは、建物11上と、錘13上とに設
置されている。後者のコンピュターは、建物11内に設
置されている。
に示すように、建物11上に反力台22が固定されてい
る。この反力台22の上面には、下部ブロック23が取
り付けられている。この反力台22の上面には水平方向
(X)に延びる二条のリニアレール25、25が設置さ
れている。各リニアレール25は、断面I形のレール部
に対してローラーを内蔵する走行部が走行可能とされ、
各リニアレール25の走行部の上には下部ブロック23
がまたがる形で支持されている。したがって、この上部
ブロック23はリニアレール25の上をスムーズにX方
向に直線運動できるようになっている。
3との間には、両者の水平方向の相対移動を拘束すると
ともに上下方向の相対変位は許容する状態で連結する連
結機構24が介在されている。この連結機構24は、ピ
ン&ローラーの連結構造とされ、下部ブロック23の上
面中央に固定されたピンを有する球面台座と、球面台座
の球状凸面に水平方向(X、Y)へ屈曲自在に支持され
る球状凹面を有するピストンと、このピストンをローラ
ーを介して上下方向(例えばZ方向)へ移動可能に支持
するシリンダとから構成され、このシリンダは上部ブロ
ック17の下部中央に固定されている。したがって、か
かる連結機構24によれば、上部ブロック17と下部ブ
ロック23は一体となってリニアレール25に案内され
てX方向には移動可能であるが、両者のY方向への移動
はリニアレール25により拘束され、かつ両者の垂直
(Z)方向の相対変位や相対回転は連結機構24により
吸収可能である。
以下の通りである。強風時、地震時に建物11が振動し
た場合、建物11の周期に同調するようにセットされた
TMDとしての錘13が振動して平面内を水平方向
(X)に移動するとともに、建物11、錘13にセット
したセンサーが揺れをキャッチし、その情報をもとにコ
ンピューターで最適な制御力を出す様に、駆動用モータ
ー31に回転数を指示する。この駆動用モーター31の
回転は、ボールネジ18を介して上部ブロック17の水
平方向(Y方向)の運動に変換される。この上部ブロッ
ク17は、その内部を貫通したボールネジ18により、
錘13上面のY方向に延びるリニアレール16、16間
を直線運動するが、上部ブロック17のY方向の移動は
下部ブロック23を介してリニアレール25により拘束
されるので、相対的に錘13が逆方向に移動する。つま
り、上部ブロック17および下部ブロック23を介して
反力台22より反力が取られて錘13がY方向に振動す
ることになる。この時、錘13が若干の上下運動、ある
いは回転運動をする可能性があるが、これらの運動は連
結機構24におけるピストンの回転運動とローラーの上
下運動により吸収され、上部ブロック17の運動には影
響しない。
よれば、弾性体12の上に駆動装置14が設置されてい
るため、駆動装置14の駆動用モーター31から発生す
る振動、騒音が建物11に伝達されるのを防ぐことがで
き、建物11の健全性を維持することができる。この駆
動装置14が錘13の上にあるため、駆動装置14と建
物11との間に弾性体12の間隔が設けられ、日常、定
期点検をしやすくするとともに、部品の整備、取り換え
等の作業性を向上させることができる。そして、駆動装
置14が錘13の上に設置されているため、駆動装置1
4の重量を錘13の一部として利用することができる。
置10によれば、Y方向にのみHMDとして機能する
(X方向にはTMDとして機能する)一軸方式であるた
め、平面形状が偏平な建物11のねじれによる揺れにも
有効であるとともに、振子方式に比べ、上下変位が小さ
いため、安定性を向上させることができる。このため、
ねじれの揺れを受け易い建物にハイブリット制振装置1
0は有効である。すなわち、細長い平面形状や曲線形状
を有するリゾートホテルやウォターフロント開発に使用
される建物に好適である。また、鉄骨造りの建物に好適
である。なお、Y方向のみならずX方向にもHMDとし
て機能する二軸方式とするためには、錘13の中央部に
設ける開口部19を大きく(正方形に近く)確保して、
上記の駆動装置14と同様の他の駆動装置を錘13に搭
載してそれにより下部ブロック23を錘13に対してX
方向に振動可能とし、その駆動装置により下部ブロック
23を介して反力台22から反力をとって錘13をX方
向に振動させるように構成すれば良い。
接続されるカップリングと、マイタギヤと、これらカッ
プリングとマイタギヤとを連結する連結具を介してボー
ルネジ18に接続されている。この駆動用モーター31
を回転させることにより、これらカップリング、マイタ
ギヤ等を介してボールネジ18に回転が伝えられ、錘1
3が動かされるものである。
のハイブリット型制振装置によれば、駆動装置から発生
する振動、騒音が建物に伝達されるのを防ぐことがで
き、建物の健全性を維持することができる。この駆動装
置が錘の上にあるため、日常定期点検をしやすくすると
ともに、部品の整備、取り換え等の作業性を向上させる
ことができる。そして、駆動装置が錘の上に設置されて
いるため、駆動装置の重量を錘の一部として利用するこ
とができる。しかも、錘の中央部に開口部を設けてその
下方に固定した反力台から反力をとって錘を振動させる
構成としたことにより、錘の周囲には何等の構造物が必
要とならず、したがって駆動装置を錘上に設置したこと
と相俟ってこの制振装置の設置スペースを十分に節約す
ることができる。また、制振対象の建物と共振する錘の
平面運動を錘の上に載置した駆動装置により、より有効
に錘を動かすことができ、建物と錘の周期がずれた場合
にも、駆動装置によって錘の速さを制御して建物と等し
い周期にすることができる。このため、駆動装置に要す
る電力量を低減させるという効果を奏することができ
る。
る。
比較図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 制振対象の建物に弾性体を介して錘を水
平方向に振動可能に設置し、前記建物が水平方向に振動
した際にその振動を打ち消すように前記錘を駆動装置に
より振動させる構成のハイブリット型免震装置におい
て、 前記弾性体は前記建物の設置面上に設置されて、該弾性
体上に前記錘が支持されて設けられ、該錘上に前記駆動
装置が搭載され、 該錘の中央部には開口部が設けられて、該開口部の下方
には前記設置面上に固定された反力台が配置され、 該反力台の上面には下部ブロックが該反力台に対して水
平一方向に相対変位可能に連結され、 該下部ブロックの上面には、前記錘上に設けられた上部
ブロックが前記開口部を通して連結機構により水平方向
相対変位不能かつ上下方向相対変位可能に連結されてい
るとともに、該上部ブロックは前記錘に対して前記下部
ブロックの変位方向とは直交する水平他方向に相対変位
可能とされ、 前記駆動装置は前記上部ブロックを前記錘に対して前記
水平他方向に振動させることにより、前記上部ブロック
および前記下部ブロックを介して前記反力台より反力を
とって前記錘を相対的に前記水平他方向に振動せしめる
構成としてなる ことを特徴とするハイブリット型制振装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220692A JP2984953B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ハイブリット型制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3220692A JP2984953B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ハイブリット型制振装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571246A JPH0571246A (ja) | 1993-03-23 |
JP2984953B2 true JP2984953B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16754995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3220692A Expired - Lifetime JP2984953B2 (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | ハイブリット型制振装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2984953B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5608534B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2014-10-15 | 清水建設株式会社 | 免震用回転慣性質量ダンパー |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63145038U (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-26 | ||
JP2711298B2 (ja) * | 1988-12-02 | 1998-02-10 | 清水建設株式会社 | 構造物の振動抑制装置 |
-
1991
- 1991-08-30 JP JP3220692A patent/JP2984953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0571246A (ja) | 1993-03-23 |
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