JPH06264960A - Vibration damping device of pendulum type - Google Patents
Vibration damping device of pendulum typeInfo
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- JPH06264960A JPH06264960A JP5048098A JP4809893A JPH06264960A JP H06264960 A JPH06264960 A JP H06264960A JP 5048098 A JP5048098 A JP 5048098A JP 4809893 A JP4809893 A JP 4809893A JP H06264960 A JPH06264960 A JP H06264960A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は振り子を利用して強風
時や地震時の構造物の揺れを抑制する、振り子式制震装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pendulum type vibration damping device which utilizes a pendulum to suppress the shaking of a structure during strong winds or earthquakes.
【０００２】[0002]
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】振り子の
振動を利用した制震装置は振り子に構造物の固有周期と
同程度の周期を与えることにより構造物の振動時に振り
子が振動してエネルギーを吸収し、構造物の揺れを抑制
するものであるが、長周期化するには振り子長さを大き
くする必要があることから、単振り子では数層分の高さ
になる場合があり、設置が制限される。2. Description of the Related Art A vibration control device utilizing vibration of a pendulum provides a pendulum with a period that is similar to the natural period of a structure, so that the pendulum vibrates when the structure vibrates and energy is generated. It absorbs and suppresses the shaking of the structure, but since it is necessary to increase the pendulum length in order to lengthen the period, a single pendulum may have a height of several layers, so installation is not possible. Limited.
【０００３】この設置上の障害に対し、特定の曲率を持
つ振動体をローラ上に載せ、振動させることにより曲率
半径を振り子長さとする振り子として機能させる装置
や、振り子の外周にフレームを多重に配置し、振り子を
吊るロープをフレーム間に架設することにより振り子長
さを横方向に確保し、高さを抑える装置があるが、前者
ではローラとの摩擦を考慮しなければならず、後者では
振り子を吊るための部材数が増大し、細部の調整を要す
るため組立が複雑化する他、ノイズの発生がある等の問
題が指摘される。In response to this installation obstacle, a vibrating body having a specific curvature is placed on a roller and vibrated to function as a pendulum having a radius of curvature as a pendulum length, or a frame is multiply provided on the outer circumference of the pendulum. There is a device that arranges and suspends the pendulum rope between the frames to secure the pendulum length in the lateral direction and suppress the height.In the former case, friction with the roller must be taken into consideration, and in the latter case. It is pointed out that the number of members for suspending the pendulum is increased and the details are required to be adjusted, which complicates the assembly and causes noise.
【０００４】この発明は振り子式制震装置の設置上の問
題に着目してなされたもので、簡素な構造で、高さを抑
える制震装置を提案しようとするものである。The present invention has been made by paying attention to the problem of installation of the pendulum type vibration control device, and is intended to propose a vibration control device having a simple structure and suppressing the height.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明では互いに回転自
在に連結され、門形に組み立てられたリンク装置を利用
することにより簡素な構造でありながら、実際の装置の
高さに対して大きい振り子長さを確保し、振り子の周期
を長期化する。SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, a pendulum having a simple structure by utilizing link devices which are rotatably connected to each other and are assembled in a gate shape is large with respect to the actual height of the device. Secure the length and prolong the pendulum cycle.
【０００６】門形のリンク装置は構造物に水平軸回りに
回転自在に支持される、並列するアームと、両アームに
水平軸回りに回転自在に接続される連結リンクとからな
り、振り子である重りは連結リンクの中間部から懸垂す
る懸垂棒の先端に接続される。The gate-shaped link device is a pendulum composed of parallel arms rotatably supported on a structure around a horizontal axis and connecting links rotatably connected to both arms around the horizontal axis. The weight is connected to the tip of a suspension bar that suspends from the middle of the connecting link.
【０００７】重りは構造物の振動時にアームが水平軸回
りに往復回転運動することに伴い、懸垂棒の、連結リン
クとの接続点の延長線上にある仮想の支点回りに振動
し、実質的な懸垂棒の長さより大きい振り子長さを持つ
ことにより単振り子の場合に必要とする高さより低い成
の装置によって重りの長周期化が実現される。[0007] The weight vibrates around an imaginary fulcrum on the extension line of the connection point of the suspension bar with the reciprocating rotational movement of the arm around the horizontal axis when the structure vibrates, so that the weight is substantially By having a pendulum length that is greater than the length of the suspension rod, a longer period of the weight is achieved by a device that is lower in height than that required for a single pendulum.
【０００８】重りの長周期化が３本のリンクによって可
能になることにより制震装置の構造が簡素化され、高い
組立精度や細かい調整を要せず、また各構成部材の連結
がピンであることにより部材間の力の損失やノイズの発
生が回避される。Since the weight can be lengthened by three links, the structure of the vibration control device is simplified, high assembly precision and fine adjustment are not required, and the connection of each component is a pin. This avoids loss of force between members and generation of noise.
【０００９】制震装置による構造物の振動抑制の効果
は、一方のアームに一端が構造物に接続したアクチュエ
ータを接続し、アームの往復運動を構造物の振動に応じ
て調整し、重りの、時刻毎の振幅や周期を調整しながら
構造物に制震力を与えることにより高められる。The effect of suppressing the vibration of the structure by the vibration control device is that an actuator having one end connected to the structure is connected to one arm, and the reciprocating motion of the arm is adjusted according to the vibration of the structure, It can be increased by applying seismic control force to the structure while adjusting the amplitude and period at each time.
【００１０】またアクチュエータに代えて、またはアク
チュエータと共にアームに減衰機を接続することにより
揺れの発生と同時に構造物に減衰力が与えられ、制震の
効果が上がる。特に減衰機をアクチュエータと共に接続
することにより、振動が小さい場合にはアクチュエータ
を作動させ、大きい場合には減衰機を作動させる等、振
動の規模に応じた効率的な制震が行える。By connecting a damper to the arm instead of the actuator or together with the actuator, a damping force is applied to the structure at the same time as the occurrence of sway, and the effect of vibration control is enhanced. In particular, by connecting the attenuator together with the actuator, the actuator can be operated when the vibration is small, and the attenuator can be operated when the vibration is large, so that efficient vibration control according to the scale of the vibration can be performed.
【００１１】重りの振動周期はまた、アーム，または懸
垂棒を重りの振動に伴って軸方向に伸縮させることによ
っても時々刻々と調整され、この場合にも重りに、応答
の低減に最適な周期が与えられることにより制震の効果
が高められる。The vibration cycle of the weight is also adjusted momentarily by expanding or contracting the arm or the suspension rod in the axial direction in accordance with the vibration of the weight. In this case, the weight also has an optimum cycle for reducing the response. Is given, the effect of seismic control is enhanced.
【００１２】[0012]
【実施例】以下本発明を一実施例を示す図面に基づいて
説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment.
【００１３】この発明の制震装置１は図１に示すように
構造物７に水平軸21回りに回転自在に支持される、並列
するアーム２，２と、両アーム２，２に水平軸21回りに
回転自在に接続される連結リンク３と、連結リンク３の
中間部から懸垂する懸垂棒５の先端に接続される重り６
とから構成され、構造物７の振動によるアーム２，２の
回転運動に伴い、重り６が振動して構造物７の振動エネ
ルギーを消費し、揺れを抑制するものである。制震装置
１は構造物７に直接，または構造物７内等に組み立てら
れるフレームに設置される。構造物７内に直接設置され
る場合に、重り６が図示するようにアーム２の水平軸21
より下方に位置する場合には床に開口部が形成されるこ
とにより制震装置１は任意の階に設置される。As shown in FIG. 1, the vibration control device 1 according to the present invention has parallel arms 2 and 2 which are rotatably supported on a structure 7 about a horizontal axis 21, and both arms 2 and 2 have a horizontal axis 21. A connecting link 3 that is rotatably connected around and a weight 6 that is connected to the tip of a suspension bar 5 that is suspended from the intermediate portion of the connecting link 3.
The weight 6 vibrates with the rotational movement of the arms 2 and 2 due to the vibration of the structure 7, consumes the vibration energy of the structure 7, and suppresses the shaking. The vibration control device 1 is installed directly on the structure 7 or on a frame assembled in the structure 7 or the like. When the weight 6 is installed directly in the structure 7, the horizontal axis 21 of the arm 2 as shown in FIG.
When it is located below, the vibration control device 1 is installed on an arbitrary floor because an opening is formed on the floor.
【００１４】アーム２，２は構造物７にピン接合され、
連結リンク３とも互いにピン接合されることにより門形
のリンク装置を構成し、両アーム２，２の水平軸21回り
の往復回転運動によって連結リンク３を揺動させ、重り
６に振動を生じさせる。The arms 2 and 2 are pin-joined to the structure 7,
The connection link 3 is also pin-joined to each other to form a gate-shaped link device, and the connection link 3 is swung by the reciprocating rotary motion of the arms 2 and 2 around the horizontal axis 21 to cause the weight 6 to vibrate. .
【００１５】懸垂棒５の一端は連結リンク３に固定さ
れ、連結リンク３と常に一定の角度を保ったまま振動す
る。One end of the suspension bar 5 is fixed to the connecting link 3 and vibrates while keeping a constant angle with the connecting link 3.
【００１６】重り６は懸垂棒５の、連結リンク３との接
続点の延長線上にある、軌跡の曲率中心である仮想の支
点回りに、その支点と懸垂棒５の先端までの距離を振り
子長さとする振り子として振動する。仮想の支点、すな
わち振り子長さは連結リンク３の揺動とともに変動し、
重り６の軌跡は鉛直に懸垂した位置付近で直線に近い曲
線を描く。図３は重り６が図２に示す、アーム２の水平
軸21より下方に位置する場合の重り６の中心の軌跡を示
している。The weight 6 is located around an imaginary fulcrum which is the center of curvature of the locus on the extension of the connection point of the suspension bar 5 with the connecting link 3, and the distance from the fulcrum to the tip of the suspension bar 5 is the pendulum length. It vibrates as a pendulum. The imaginary fulcrum, that is, the pendulum length changes as the connecting link 3 swings,
The trajectory of the weight 6 draws a curve that is close to a straight line near the vertically suspended position. FIG. 3 shows the locus of the center of the weight 6 when the weight 6 is located below the horizontal axis 21 of the arm 2 shown in FIG.
【００１７】重り６の軌跡は懸垂棒５の長さの他、アー
ム２や連結リンク３の長さによって変わるため重り６の
固有周期はこれらの長さを変えることによって自由に調
整される。図４は図２に示すように重り６の中心とアー
ム２の水平軸21間の鉛直距離L1を変化させた場合の、重
り６の固有周期の差を示したものである。Since the trajectory of the weight 6 changes depending on the length of the suspension rod 5 as well as the length of the arm 2 and the connecting link 3, the natural period of the weight 6 can be freely adjusted by changing these lengths. FIG. 4 shows the difference in the natural period of the weight 6 when the vertical distance L 1 between the center of the weight 6 and the horizontal axis 21 of the arm 2 is changed as shown in FIG.
【００１８】図１では一方のアーム２に、その往復運動
を調整することにより重り６の振動を調整するアクチュ
エータ４を接続した場合を示しているが、アクチュエー
タ４の接続によって本制震装置１は構造物７の振動吸収
に能動的に機能する。アクチュエータ４はアーム２に水
平軸21回りの回転を生じさせる方向に架設され、一端が
構造物７に、他端がアーム２に共に回転自在に接続され
る。Although FIG. 1 shows a case in which an actuator 4 for adjusting the vibration of the weight 6 by adjusting the reciprocating motion thereof is connected to one arm 2, the vibration damping device 1 is connected by the connection of the actuator 4. It actively functions to absorb the vibration of the structure 7. The actuator 4 is erected in a direction that causes the arm 2 to rotate about a horizontal axis 21, and one end thereof is rotatably connected to the structure 7 and the other end to the arm 2 together.
【００１９】アクチュエータ４は構造物７の振動と重り
６の振動に基づく、コンピュータの指令による構造物７
の振動低減に最適な往復運動をアーム２に生じさせ、重
り６の、時刻毎の振幅や周期を調整することにより構造
物７に制震力を与え、時々刻々と変化する振動を時刻毎
に抑制する。The actuator 4 is a structure 7 that is instructed by a computer based on the vibration of the structure 7 and the vibration of the weight 6.
The arm 2 is caused to make a reciprocating motion optimal for reducing the vibration of the weight, and the amplitude and the cycle of the weight 6 are adjusted at each time to give a damping force to the structure 7, and a vibration that changes from moment to moment is generated. Suppress.
【００２０】アクチュエータ４はまた、構造物７の揺れ
が小さく、重り６に振動が発生しない場合に、アーム２
を積極的に運動させることにより早期に構造物７の振動
を抑制する他、重り６の振動時にアーム２と連結リンク
３からなるリンク装置を安定させて支持する役目を持
つ。The actuator 4 also has a structure in which the swing of the structure 7 is small, and when the weight 6 does not vibrate, the arm 2
By virtue of the positive movement of the structure 7, the vibration of the structure 7 is suppressed at an early stage, and the link device including the arm 2 and the connecting link 3 is stably supported when the weight 6 vibrates.
【００２１】アクチュエータ４の代わりに、またはアク
チュエータ４と共に減衰機８をアーム２に接続すること
により同様の機構で、構造物７に減衰力を与えることに
よる制震も行える。図５はアーム２にアクチュエータ４
と減衰機８を接続した場合を示すが、両者を同時に接続
することによりアクチュエータ４と減衰機８を選択的に
機能させることができ、構造物７の揺れが小さいときは
アクチュエータ４によって、大きいときは減衰機８によ
って制震し、揺れの程度に応じて効果的に制震すること
が可能である。この場合、アクチュエータ４と減衰機８
は両者に接続した揺れ検知装置９からの指令によって作
動する。減衰機８はアーム２の運動によって自動的に作
動するため動力は不要である。A damping mechanism 8 may be connected to the arm 2 instead of the actuator 4 or together with the actuator 4 to perform a vibration control by applying a damping force to the structure 7 by a similar mechanism. FIG. 5 shows the arm 2 and the actuator 4
And the attenuator 8 are connected, the actuator 4 and the attenuator 8 can be selectively operated by connecting the both at the same time. Is damped by the attenuator 8 and can be effectively damped according to the degree of shaking. In this case, the actuator 4 and the attenuator 8
Operates by a command from the shake detection device 9 connected to both. Since the attenuator 8 is automatically operated by the movement of the arm 2, no power is required.
【００２２】重り６の時刻毎の振動周期はまた、図１に
示すようにアーム２や懸垂棒５を軸方向に伸縮自在に
し、重り６の振動と同時に伸縮させることによっても調
整され、この場合、アーム２や懸垂棒５は単独で、また
はアクチュエータ４と組み合わせられて作動し、制震の
効果を高める。The time-dependent vibration cycle of the weight 6 is also adjusted by making the arm 2 and the suspension rod 5 extend and retract in the axial direction as shown in FIG. , The arm 2 and the suspension rod 5 operate independently or in combination with the actuator 4 to enhance the effect of vibration control.
【００２３】[0023]
【発明の効果】この発明は以上の通りであり、互いに回
転自在に連結され、門形に組み立てられた、アームと連
結リンクからなるリンク装置を利用して重りを振動させ
ることにより重りに、実質的に懸垂した距離より大きい
振り子長さを与えたものであるため、装置の高さを抑え
ながら振り子の周期を長期化することができる。The present invention is as described above, and by vibrating the weight by utilizing the link device composed of the arm and the connecting link, which are rotatably connected to each other and are assembled in a gate shape, the weight is substantially vibrated. Since the pendulum length is larger than the suspended distance, the pendulum cycle can be extended while suppressing the height of the device.
【００２４】また一方のアームにアクチュエータを接続
してアームの往復運動を調整する、またはアームの長さ
や、連結リンクから重りまでの距離を変化させることに
より重りの、時刻毎の振幅や周期が調整されるため構造
物の振動抑制に最適な制震力を得ることができる。An actuator is connected to one of the arms to adjust the reciprocating motion of the arm, or the length of the arm and the distance from the connecting link to the weight are changed to adjust the amplitude and the cycle of the weight. Therefore, it is possible to obtain the optimal seismic control force for suppressing the vibration of the structure.
【００２５】アクチュエータの代わりに減衰機を接続す
ることにより減衰力による制震も可能で、アクチュエー
タと共に接続した場合には揺れの程度に応じた効果的な
制震を行うことができる。By connecting a damper instead of the actuator, damping by damping force is possible, and when connected together with the actuator, effective damping according to the degree of shaking can be performed.
【００２６】加えてリンク装置と重りのみから構成され
るため構造が簡素であり、高い組立精度や細かい調整も
必要とせず、また構成部材の連結がピン接合であるため
部材間の力の損失やノイズの発生がない。In addition, the structure is simple because it is composed only of the link device and the weight, high assembly precision and fine adjustment are not required, and since the connection of the constituent members is a pin joint, loss of force between the members and No noise is generated.
【図１】制震装置の構成例を示した立面図である。FIG. 1 is an elevational view showing a configuration example of a vibration control device.
【図２】ｘ−ｙ座標上の重りの軌跡の一部を示した立面
図である。FIG. 2 is an elevation view showing a part of a trajectory of a weight on xy coordinates.
【図３】図２に示す重りの軌跡を拡大して示したグラフ
である。FIG. 3 is an enlarged graph showing the trajectory of the weight shown in FIG.
【図４】連結リンクから重りまでの距離を変えた場合
の、装置の固有周期の変化を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing changes in the natural period of the device when the distance from the connecting link to the weight is changed.
【図５】アームにアクチュエータと共に減衰機を接続し
た制震装置を示した立面図である。FIG. 5 is an elevational view showing a vibration control device in which an actuator and an attenuator are connected to an arm.
１……制震装置、２……アーム、21……水平軸、３……
連結リンク、４……アクチュエータ、５……懸垂棒、６
……重り、７……構造物、８……減衰機、９……揺れ検
知装置。1 ... Vibration control device, 2 ... Arm, 21 ... Horizontal axis, 3 ...
Connection link, 4 ... Actuator, 5 ... Suspension rod, 6
…… Weight, 7 …… Structure, 8 …… Attenuator, 9 …… Vibration detection device.
Claims (4)
れる、並列するアームと、両アームに水平軸回りに回転
自在に接続される連結リンクと、連結リンクの中間部か
ら懸垂する懸垂棒の先端に接続される重りとから構成さ
れる振り子式制震装置。1. A parallel arm rotatably supported by a structure around a horizontal axis, a connecting link rotatably connected to both arms around a horizontal axis, and a suspension hanging from an intermediate portion of the connecting link. A pendulum type vibration control device consisting of a weight connected to the tip of a rod.
し、アームに水平軸回りの回転を生じさせるアクチュエ
ータが接続されていることを特徴とする請求項１記載の
振り子式制震装置。2. The pendulum type vibration damping device according to claim 1, wherein one arm is connected to the structure at one end, and an actuator for causing rotation about a horizontal axis is connected to the arm.
たはアクチュエータと共に減衰機が接続されていること
を特徴とする請求項２記載の振り子式制震装置。3. The pendulum type vibration damping device according to claim 2, wherein a damper is connected to the arm instead of or together with the actuator.
って軸方向に伸縮することを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の振り子式制震装置。4. The pendulum type vibration damping device according to claim 1, wherein the arm or the suspension rod expands and contracts in the axial direction with the vibration of the weight.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048098A JP2674459B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Pendulum type vibration control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048098A JP2674459B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Pendulum type vibration control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264960A true JPH06264960A (en) | 1994-09-20 |
| JP2674459B2 JP2674459B2 (en) | 1997-11-12 |
Family
ID=12793847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5048098A Expired - Lifetime JP2674459B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Pendulum type vibration control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970617 |