JP4040437B2 - Vibration damping device using viscoelastic material - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は粘弾性体を用いた振動減衰装置に係り、特に変位増幅機構を備えた粘弾性体による振動減衰装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
地震時等における建屋の振動を減衰させる振動減衰装置は従来から種々提供されているが、なかでも設置スペースを要することなく振動を減衰する手段として粘弾性体を利用した振動減衰装置が提案されている(特許文献1参照)。
【0003】
この特許文献1に記載の装置は、建造物の柱と梁とが交差する仕口部において、柱と梁とに板状体を止具により固着し、これら板状体が重なり合うようにしてその間に粘弾性体を介在させるとともにこれら交差する板状体の中央部を粘弾性体と共にボルトで締結した構造となっている。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−295506号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記特許文献1に記載の構造では、建造物の柱と梁とにそれぞれ固着された板状体がその重なり部の中央でボルト止めされているので、建造物の振動時における仕口部の変形を許容する範囲が小さく、大きな減衰を得ることができないという問題がある。
【0006】
本発明は、建造物の振動時に仕口部の変形が小さくとも、その変位を増幅して振動を効果的に減衰し得るようにした粘弾性体による振動減衰装置を提供することを課題としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、請求項1記載の発明は、板状体間に介装する粘弾性体により両板状体間における振動による変位を減衰する振動減衰装置であって、建造物の一側の躯体に支持される第1の板状体と、この第1の板状体に一端部が軸により揺動可能に枢支された第2の板状体と、これら板状体間に介装される粘弾性体とを具有し、前記第2の板状体の前記枢軸に近い位置と建造物の他側の躯体とを振動伝達部材により連結し、前記第2の板状体への振動伝達部材の連結点から前記枢軸までの距離に対し該枢軸から第2の板状体の自由端までの距離を大とした変位増幅機構を備えていることを特徴とする。
【0008】
こうしたことにより、建造物の振動は第1、第2の板状体に伝わるが、第2の板状体は振動伝達部材を介して振動が伝達され、これにより第2の板状体は第1の板状体に軸支される枢軸を支点として旋回動し、第2の板状体の自由端は大きく旋回することになって粘弾性体に対する抵抗が増し、粘弾性体による振動吸収作用が増幅されて効果的に振動の減衰が図られる。
【0009】
請求項2は、請求項1における第1の板状体を建造物の一側の躯体(例えば柱材)に固定とし、第2の板状体を可動としたものであり、請求項3は、第1の板状体を一側の躯体に軸着して可動とし、双方の板状体を相反する方向に旋回させるようにして板状体の旋回速度を2倍とし、より一層減衰力を得るようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【0011】
図1は本発明による振動減衰装置1の基本的な使用例として建造物2に設置する場所を示す略示説明図で、建造物2の各階層の柱材3と梁材4との仕口部5に上記振動減衰装置1が設けられる。
【0012】
図2は本発明の上記の基本的実施形態を示すもので、建造物2の柱材3にボルト6,6(または溶接等)により固着される第1の板状体7Aと、この板状体7Aに一隅部が軸8により枢支された第2の板状体7Bと、れら板状体7A,7Bの間に介装される粘弾性体9(点線による斜線部分)とを有している。
【0013】
そして前記第2の板状体7Bの前記枢軸8に近い位置と、建造物2の梁材4とにピン10a,10bで枢支されたレバー状の振動伝達部材10により連結され、梁材4に加わる振動が振動伝達部材10を通じて第2の板状体7Bに伝達され、第2の板状体7Bが前記枢軸8を支点として垂直面内で旋回動するように構成されている。
【0014】
上記の構成により、図3に示すように前記第2の板状体7Bへの振動伝達部材10の連結点であるピン10bと前記枢軸8との間の距離L1に対し、該枢軸8から第2の板状体7Bの他隅の自由端7bまでの距離L2が大とされ、これにより変位増幅機構11を構成している。
【0015】
図2(B)の変位状態を図3(A)に模式的に示すように、梁材4が柱材3に対して角度θだけ変位すると、その変位は振動伝達部材10を通じて第2の板状体7Bに伝達され、この板状体7Bは枢軸8を支点として旋回動し、この板状体7Bの自由端7bは距離Rに増幅されて移動する。この変位量θがさらに増大すると、図3(B)に示すように第2の板状体7Bの自由端7bの変位量RがさらにR1に増幅される間、減衰作用が一層働く。
【0016】
この第2の板状体7Bの旋回動は、第1の板状体7Aとの間に介在する粘弾性体9に抵抗して行なわれるので、その動きは粘弾性体9により抑制され、梁材4から伝わる振動を減衰することになる。
【0017】
また柱材3側からの振動に対しては、第1の板状体7Aが第2の板状体7Bに対し相対的に旋回動することになるので、やはり粘弾性体9を介することになり、同様にして振動の減衰が図られる。
【0018】
図4は、建造物2の一側の躯体が床12であり、他側の躯体が台板13である場合の適用例を示すもので、第1の板状体7Aを床12上に固定立設し、この板状体7Aに第2の板状体7Bの一端部を軸8により枢支して、これら板状体7A,7B間に粘弾性体9が介装される。
【0019】
そして前記第2の板状体7Bの一端部から外方に延びる延長部7cと前記台板13の下面とにピン10a,10bで枢支された振動伝達部材10により連結され、台板13の上下振動時に振動伝達部材10を通じて第2の板状体7Bに振動が伝達され、第2の板状体7Bが枢軸8を支点として旋回動するとき粘弾性体9の抵抗を受けて台板13の振動が減衰される。なお図4において14,14は台板13を弾性的に支持するばねを象徴的に示している。
【0020】
この使用例においても、第2の板状体7Bの枢軸8と振動伝達部材10の連結点であるピン10bとの間の距離L1に対し、枢軸8から第2の板状体7Bの自由端7bまでの距離L2が大とされた変位増幅機構11を構成するので、大きな振動減衰効果を得ることができる。
【0021】
図5は図4の変形例を示すもので、第1の板状体7Aが平行して立設される2枚の板状体7A,7Aとされ、その板状体7A,7Aの間に第2の板状体7Bが挿入されて前記第1の板状体7A,7Aと第2の板状体7Bとの間に粘性体9が介装されている。
【0022】
この実施形態においても、その作用は図4のものと同様である。したがって図4と共通する部材についてはこれと同一符号を付すに留める。
【0023】
図6は、第1の板状体7Aも旋回動可能として建造物2の振動減衰がさらに倍加されるようにしたものである。
【0024】
すなわち第1の板状体7Aおよび第2の板状体7Bの下部一隅が柱材3の軸受部15に共通の軸16により枢支され、この枢軸16から略等距離の位置に一端が梁材4に共通の軸10aにより枢支された振動伝達部材11,11の他端が軸10b,10bにより枢着されており、これら板状体7A,7B間に粘弾性体9が介装されている。
【0025】
この実施形態によれば、柱材3および梁材4の振動による変位が第1、第2の板状体7A,7Bの旋回動として現われ、相対的に2倍の速度で旋回動することになってさらに大きな減衰機能を発揮させることができる。
【0026】
図7は上記実施形態を床12と台板13との間に設けた場合の変形例で、第1、第2の板状体7A,7Bの中央位置を床12に固設の軸受部17に共通の軸18により枢支し、台板13の下面に固設の軸受部19に共通の軸10aにより枢支された振動伝達部材11,11の他端を前記枢軸18に対し略等距離互いに反対側に離間した位置に軸10b,10bにより第1、第2の板状体7A,7Bに枢支されている。そして第1、第2の板状体7A,7Bの間に粘弾性体9が介装されている。
【0027】
この実施形態においても、振動による変位が第1、第2の板状体7A,7Bに図7(C)に示すように反対方向に作用し、相対的に2倍の速度で変位することにより振動減衰効果が倍増される。
【0028】
なお図4と共通する部材にはこれと同一符号を付すに留める。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、振動による建造物の変位を変位増幅機構により第1の板状体(または第1、第2の板状体)に伝え、変位を拡大して粘弾性体に作用させるようにしたので、建築物や構造物の仕口部に取り付ければ仕口部の小さい変形の構造物に対しても大きな減衰効果を得ることができ、例えば道路や鉄道線路に隣接した構造物の上階振動の増幅を極力小さく抑えることができる。
【0030】
また鉄骨建造物は木造建物の仕口部より変形が小さいとされるが、木造以外の仕口部の変形が小さい構造物の振動に対しても、本発明による振動減衰装置を用いることにより小さい振動から大きい振動まで広範囲の振動に対する減衰装置として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による振動減衰装置の建造物への適用箇所を例示する略示説明図。
【図2】本発明の基本的実施形態を示し、(A)は静止時、(B)は振動時の正面図。
【図3】(A),(B)は図2の実施形態の作用を模式化して示す説明図。
【図4】本発明による振動減衰装置を建屋の床と台板との間に適用した場合を示し、(A)は正面図、(B)は側面図。
【図5】図4の変形例を示し、(A)は正面図、(B)は側面図。
【図6】本発明による振動減衰装置の他の実施形態を示し、(A)は静止時、(B)は振動時の正面図。
【図7】図6の振動減衰装置を建造物の床と台板との間に適用した場合を示し、(A)は静止時の正面図、(B)は側面図、(C)は振動時の正面図。
【符号の説明】
1 本発明による振動減衰装置
2 建造物
3 柱材
4 梁材
5 仕口部
7A 第1の板状体
7B 第2の板状体
9 粘弾性体
10 振動伝達部材
11 変位増幅機構
12 床
13 台板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vibration damping device using a viscoelastic body, and more particularly to a vibration damping device using a viscoelastic body provided with a displacement amplification mechanism.
[0002]
[Prior art]
Various types of vibration attenuating devices for attenuating building vibrations during earthquakes have been provided, but among them, vibration attenuating devices using viscoelastic materials have been proposed as means for attenuating vibration without requiring installation space. (See Patent Document 1).
[0003]
In the device described in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-295506
[Problems to be solved by the invention]
However, in the structure described in
[0006]
An object of the present invention is to provide a vibration damping device using a viscoelastic body that can amplify the displacement and effectively attenuate the vibration even if the deformation of the joint portion is small during vibration of the building. It is a thing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problem, the invention according to
[0008]
As a result, the vibration of the building is transmitted to the first and second plate-like bodies, but the second plate-like body is transmitted with vibrations through the vibration transmitting member, whereby the second plate-like body is It pivots about the pivot that is pivotally supported by the first plate-like body, and the free end of the second plate-like body pivots greatly, increasing the resistance to the viscoelastic body, and the vibration absorbing action by the viscoelastic body Is amplified to effectively attenuate the vibration.
[0009]
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a place where a
[0012]
FIG. 2 shows the above basic embodiment of the present invention. The first plate-
[0013]
And it connects with the position near the said
[0014]
With the above configuration, as shown in FIG. 3, a distance L 1 between the
[0015]
As schematically shown in FIG. 3A, the displacement state of FIG. 2B is when the
[0016]
The turning movement of the second plate-
[0017]
Further, with respect to vibration from the
[0018]
FIG. 4 shows an application example where the housing on one side of the
[0019]
The
[0020]
Also in this scenario, to the distance L 1 between the
[0021]
FIG. 5 shows a modification of FIG. 4, in which the first plate-
[0022]
Also in this embodiment, the operation is the same as that of FIG. Therefore, members that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals.
[0023]
FIG. 6 shows that the vibration attenuation of the
[0024]
That is, the lower corners of the
[0025]
According to this embodiment, the displacement due to the vibration of the
[0026]
FIG. 7 shows a modified example in which the above embodiment is provided between the
[0027]
Also in this embodiment, the displacement due to vibration acts on the first and second plate-
[0028]
In addition, the same code | symbol is only attached | subjected to the member which is common in FIG.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the displacement of the building due to the vibration is transmitted to the first plate (or the first and second plates) by the displacement amplification mechanism, and the displacement is enlarged to increase the viscoelasticity. Since it is made to act on the body, if it is attached to the joint part of a building or structure, a large damping effect can be obtained even for a structure with a small deformation of the joint part, for example, adjacent to a road or a railroad track Amplification of the upper floor vibration of the structure can be minimized.
[0030]
Steel structures are said to be smaller in deformation than the joints of wooden buildings, but it is smaller than the vibration damping device according to the present invention for vibration of structures in which the deformation of joints other than wooden is small. It can be used as a damping device for a wide range of vibrations from vibrations to large vibrations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view illustrating a place where a vibration damping device according to the present invention is applied to a building.
2A and 2B show a basic embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a stationary view, and FIG. 2B is a front view during vibration.
3A and 3B are explanatory diagrams schematically showing the operation of the embodiment of FIG.
4A and 4B show a case where the vibration damping device according to the present invention is applied between a building floor and a base plate, where FIG. 4A is a front view, and FIG.
5A and 5B show a modified example of FIG. 4, in which FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a side view.
6A and 6B show another embodiment of the vibration damping device according to the present invention, wherein FIG. 6A is a stationary view, and FIG. 6B is a front view during vibration.
7 shows a case where the vibration damping device of FIG. 6 is applied between a floor of a building and a base plate, (A) is a front view when stationary, (B) is a side view, and (C) is vibration. Front view at the time.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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