JP6629079B2 - Mass damper - Google Patents
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Description
本発明は、構造物の振動を抑制するためのマスダンパに関する。 The present invention relates to a mass damper for suppressing vibration of a structure.
従来、この種のマスダンパとして、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。このマスダンパは、単一の流体室が画成された筒状の本体部と、流体室に充填された作動流体と、本体部の一端部に同軸状に設けられ、本体部を回転可能に支持するための軸部材と、本体部の他端部に同軸状に設けられたボールねじを備えている。本体部は、回転マスとして兼用されている。また、軸部材には、単一のピストンが一体に設けられており、このピストンは、上記の流体室に、本体部の軸線方向に摺動可能に設けられていて、流体室を2つの流体室に区画している。上記のボールねじのナットは、本体部の他端部に取り付けられており、ボールねじのねじ軸は、多数のボールを介してナットに螺合するとともに、本体部に対して軸線方向に移動可能である。 Conventionally, as this type of mass damper, for example, a mass damper disclosed in Patent Document 1 is known. The mass damper is provided coaxially at one end of the main body with a cylindrical main body defining a single fluid chamber, a working fluid filled in the fluid chamber, and rotatably supports the main body. And a ball screw coaxially provided at the other end of the main body. The main body is also used as a rotating mass. Further, a single piston is provided integrally with the shaft member, and the piston is provided in the fluid chamber so as to be slidable in the axial direction of the main body, and the fluid chamber is provided with two fluids. It is divided into rooms. The nut of the above ball screw is attached to the other end of the main body, and the screw shaft of the ball screw is screwed to the nut via a number of balls and is movable in the axial direction with respect to the main body. It is.
以上の構成の従来のマスダンパでは、作動流体の圧力は、本体部、軸部材及びピストンに対して、軸部材と本体部の間の相対回転を許容しながら、本体部を軸部材から軸線方向や径方向に移動させないように作用し、それにより、本体部は、軸部材に対して回転可能に保持される。このように、作動流体及びピストンは、いわゆる流体軸受けとして機能する。また、外力によりねじ軸が本体部に対して軸線方向に移動すると、当該ねじ軸の移動が、ボールねじによって回転運動に変換された状態で本体部に伝達され、それにより、本体部が回転する結果、本体部による回転慣性質量効果が得られる。 In the conventional mass damper having the above-described configuration, the pressure of the working fluid allows the main body, the shaft member, and the piston to move the main body from the shaft member in the axial direction while allowing the relative rotation between the shaft member and the main body. Acts not to move in the radial direction, whereby the main body is rotatably held with respect to the shaft member. Thus, the working fluid and the piston function as a so-called fluid bearing. Further, when the screw shaft is moved in the axial direction with respect to the main body by an external force, the movement of the screw shaft is transmitted to the main body in a state where the movement is converted into a rotational motion by the ball screw, thereby rotating the main body. As a result, a rotational inertial mass effect by the main body is obtained.
この種のマスダンパは、主に、建物などの構造物の振動を抑制するために用いられ、構造物の振動時、構造物の変位が伝達されるのに伴って、軸線方向に比較的大きなアキシャル荷重が作用する。これに対して、上述した従来のマスダンパでは、流体軸受けとしての1組のピストン及び流体室が設けられているにすぎないので、このアキシャル荷重を十分に負担できず、ひいては、本体部の回転慣性質量効果を適切に得ることができなくなるおそれがある。 This type of mass damper is mainly used to suppress the vibration of a structure such as a building. When the structure is vibrated, the displacement of the structure is transmitted, and a relatively large axial Load acts. On the other hand, in the above-mentioned conventional mass damper, since only one set of pistons and a fluid chamber as a fluid bearing are provided, the axial load cannot be sufficiently borne, and as a result, the rotational inertia of the main body portion is reduced. The mass effect may not be properly obtained.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、入力されるアキシャル荷重を十分に負担でき、それにより、本体部の回転慣性質量効果を適切に得ることができるマスダンパを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a mass damper that can sufficiently bear an input axial load, thereby appropriately obtaining a rotational inertial mass effect of a main body. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、構造物を含む系内の第1部位と第2部位の間に設けられ、構造物の振動を抑制するためのマスダンパであって、筒状の本体部と、本体部に一体に設けられた回転マスと、第1部位に連結され、本体部の軸線方向に延びるとともに、本体部の軸線方向の一方の部位に、軸線方向に移動可能にかつ同軸状に設けられたねじ軸と、ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、本体部の一方の部位に取り付けられたナットと、第2部位に連結され、軸線方向に延びるとともに、本体部の軸線方向の他方の部位に同軸状に設けられ、本体部を回転可能に支持するための支持軸と、本体部及び支持軸の一方に、軸線方向に互いに間隔を存した状態で一体に設けられ、本体部内に一対の流体室を画成する第1壁部、第2壁部及び第3壁部と、一対の流体室に充填された作動流体と、本体部及び支持軸の他方に一体に設けられ、一対の流体室をそれぞれ2つの流体室に軸線方向に区画し、2つの流体室における作動流体の圧力により、一対の流体室に対して軸線方向に移動しないようにそれぞれ保持される一対の受圧部と、を備え、本体部は、作動流体の圧力により、支持軸に対して回転可能に保持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a mass damper provided between a first part and a second part in a system including a structure, and configured to suppress vibration of the structure. A cylindrical main body, a rotating mass provided integrally with the main body, and a first portion connected to the first portion and extending in the axial direction of the main portion; A screw shaft movably and coaxially provided, a nut screwed to the screw shaft via a ball, and a nut attached to one portion of the main body, and connected to the second portion to extend in the axial direction And a support shaft provided coaxially with the other portion in the axial direction of the main body portion to rotatably support the main body portion, and a state in which one of the main body portion and the support shaft is spaced apart from each other in the axial direction. Are provided integrally to define a pair of fluid chambers in the main body. The first wall, the second wall, and the third wall, the working fluid filled in the pair of fluid chambers, and the other of the main body and the support shaft are provided integrally with each other, and each of the pair of fluid chambers has two fluids. A pair of pressure-receiving sections, each of which is partitioned in the axial direction into the chamber and held by the pressure of the working fluid in the two fluid chambers so as not to move in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers. It is characterized by being held rotatably with respect to the support shaft by the pressure of the working fluid.
この構成によれば、筒状の本体部に、回転マスが一体に設けられており、本体部の軸線方向の一方の部位には、ねじ軸が、軸線方向に移動可能にかつ同軸状に設けられている。このねじ軸は、第1部位に連結されており、軸線方向に延びている。また、ねじ軸には、本体部の一方の部位に取り付けられたナットが、ボールを介して螺合している。本体部の軸線方向の他方の部位には、本体部を回転可能に支持するための支持軸が同軸状に設けられており、支持軸は、第2部位に連結されるとともに、軸線方向に延びている。本体部及び支持軸の一方には、第1〜第3壁部が、軸線方向に互いに間隔を存した状態で一体に設けられている。第1〜第3壁部は、本体部内に一対の流体室を画成しており、一対の流体室には、作動流体が充填されている。また、本体部及び支持軸の他方には、一対の受圧部が、軸線方向に互いに間隔を存した状態で一体に設けられている。一対の受圧部は、一対の流体室をそれぞれ、2つの流体室に軸線方向に区画しており、2つの流体室における作動流体の圧力により、一対の流体室に対して軸線方向に移動しないようにそれぞれ保持されている。 According to this configuration, the rotating mass is provided integrally with the cylindrical main body, and the screw shaft is provided so as to be movable in the axial direction and coaxially at one portion in the axial direction of the main body. Has been. The screw shaft is connected to the first portion and extends in the axial direction. In addition, a nut attached to one part of the main body is screwed to the screw shaft via a ball. A support shaft for rotatably supporting the main body is provided coaxially at the other portion of the main body in the axial direction, and the support shaft is connected to the second portion and extends in the axial direction. ing. First to third wall portions are integrally provided on one of the main body portion and the support shaft with a space therebetween in the axial direction. The first to third walls define a pair of fluid chambers in the main body, and the pair of fluid chambers are filled with a working fluid. Further, a pair of pressure receiving portions are integrally provided on the other of the main body portion and the support shaft in a state of being spaced apart from each other in the axial direction. The pair of pressure receiving portions divides the pair of fluid chambers into two fluid chambers in the axial direction, and does not move in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers due to the pressure of the working fluid in the two fluid chambers. Respectively.
以上の構成のマスダンパでは、構造物の振動に伴って発生した第1部位と第2部位の間の相対変位は、支持軸及びねじ軸に伝達され、さらに、ナットを介して、回転運動に変換された状態で本体部に伝達される。これにより、本体部及び回転マスが支持軸に対して一緒に回転し、回転マスによる回転慣性質量効果が得られることによって、構造物の振動が抑制される。 In the mass damper having the above-described configuration, the relative displacement between the first portion and the second portion generated due to the vibration of the structure is transmitted to the support shaft and the screw shaft, and further converted to rotational motion via the nut. It is transmitted to the main body in the state of being performed. Accordingly, the main body and the rotating mass rotate together with respect to the support shaft, and a rotational inertial mass effect by the rotating mass is obtained, thereby suppressing vibration of the structure.
この場合、上述したように、作動流体が充填された一対の流体室を本体部内に画成する第1〜第3壁部が、本体部及び支持軸の一方に設けられるとともに、一対の流体室をそれぞれ2つの流体室に軸線方向に区画する一対の受圧部が、本体部及び支持軸の他方に設けられている。以上の構成により、支持軸の一部は一対の流体室に収容され、一対の流体室に充填された作動流体の圧力は、支持軸に、その外周面全体を中心に向かって押圧するように作用するとともに、本体部に、その内周面全体を放射状に押圧するように作用する。また、構造物の振動に伴って、一対の受圧部を一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動させる方向の外力が両者に作用しても、一対の受圧部は、対応する2つの流体室における作動流体の圧力により、一対の流体室に対して軸線方向に移動しないようにそれぞれ保持される。 In this case, as described above, the first to third walls defining the pair of fluid chambers filled with the working fluid in the main body are provided on one of the main body and the support shaft, and the pair of fluid chambers are provided. Are divided into two fluid chambers in the axial direction, respectively. A pair of pressure receiving portions is provided on the other of the main body and the support shaft. With the above configuration, a part of the support shaft is housed in the pair of fluid chambers, and the pressure of the working fluid filled in the pair of fluid chambers is pressed against the support shaft toward the center of the entire outer peripheral surface thereof. At the same time, it acts on the main body so as to radially press the entire inner peripheral surface thereof. In addition, even if an external force in the direction of moving the pair of pressure receiving portions in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers acts on both of the pair of pressure receiving portions along with the vibration of the structure, the pair of pressure receiving portions will Due to the pressure of the working fluid in the chambers, they are held so as not to move in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers.
以上より、構造物の振動中、流体室における作動流体の圧力は、本体部、支持軸及び一対の受圧部に対して、支持軸と本体部の間の相対回転を許容しながら、本体部を支持軸から軸線方向や軸線方向に直交する方向に移動させないように作用し、それにより、本体部は、支持軸に対して回転可能に保持される。このように、作動流体及び一対の受圧部は、いわゆる流体軸受けとして機能する。この場合、マスダンパには、前述した従来のマスダンパと異なり、流体軸受けとして、1組の流体室及び受圧部(ピストン)ではなく、一対の流体室及び受圧部から成る2組の流体室及び受圧部が設けられており、これら一対の受圧部で作動流体の圧力(反力)を受けられるので、マスダンパに入力されるアキシャル荷重を十分に負担でき、それにより、本体部の回転慣性質量効果を適切に得ることができる。 As described above, during the vibration of the structure, the pressure of the working fluid in the fluid chamber causes the main body to rotate relative to the main body, the support shaft, and the pair of pressure receiving portions while allowing the relative rotation between the support shaft and the main body. It acts so as not to move from the support shaft in the axial direction or the direction perpendicular to the axial direction, whereby the main body is rotatably held with respect to the support shaft. As described above, the working fluid and the pair of pressure receiving portions function as a so-called fluid bearing. In this case, the mass damper is different from the above-described conventional mass damper in that the fluid bearing is not one set of fluid chamber and pressure receiving portion (piston), but two sets of fluid chamber and pressure receiving portion comprising a pair of fluid chamber and pressure receiving portion. Is provided, and the pressure (reaction force) of the working fluid can be received by the pair of pressure receiving portions, so that the axial load input to the mass damper can be sufficiently borne, thereby appropriately controlling the rotational inertial mass effect of the main body. Can be obtained.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のマスダンパにおいて、一対の受圧部を一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動させる方向の外力が一対の受圧部に入力されることにより、一対の流体室の各々において、2つの流体室の一方における作動流体の圧力が過大になる直前に、2つの流体室の一方における作動流体の圧力を2つの流体室の他方に逃がすことによって、一対の受圧部の移動を許容するためのリリーフ機構をさらに備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the mass damper according to the first aspect, an external force in a direction of moving the pair of pressure receiving portions in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers is input to the pair of pressure receiving portions. In each of the pair of fluid chambers, the pressure of the working fluid in one of the two fluid chambers is released to the other of the two fluid chambers immediately before the pressure of the working fluid in one of the two fluid chambers becomes excessive. And a relief mechanism for allowing the pressure receiving portion to move.
この構成によれば、一対の受圧部を一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動させる方向の外力が両者にそれぞれ入力されることにより、一対の流体室の各々において、各受圧部で区画された2つの流体室の一方における作動流体の圧力が過大になる直前に、一対の流体室の各々において、2つの流体室の一方における作動流体の圧力が、リリーフ機構によって、2つの流体室の他方に逃がされる。これにより、一対の受圧部が一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動するのが許容されるので、マスダンパの軸線方向に作用する荷重(以下「軸荷重」という)が過大になるのを防止することができる。 According to this configuration, the external force in the direction of moving the pair of pressure receiving portions in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers is input to each of the two, so that each of the pair of fluid chambers is partitioned by the respective pressure receiving portion. Immediately before the pressure of the working fluid in one of the two fluid chambers becomes excessive, the pressure of the working fluid in one of the two fluid chambers is increased by the relief mechanism in each of the pair of fluid chambers. Escaped to the other. This allows the pair of pressure receiving parts to move in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers, respectively, so that the load acting on the mass damper in the axial direction (hereinafter referred to as “axial load”) becomes excessive. Can be prevented.
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のマスダンパにおいて、本体部及び回転マスが互いに共通の部材で構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the mass damper according to the first or second aspect, the main body and the rotary mass are formed of a common member.
この構成によれば、本体部及び回転マスが、互いに共通の部材で構成されているので、その分、部品点数を削減でき、ひいては、製造コストを削減することができるとともに、マスダンパを簡単に構成することができる。 According to this configuration, since the main body and the rotating mass are formed of a common member, the number of parts can be reduced accordingly, and the manufacturing cost can be reduced, and the mass damper can be simply configured. can do.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態によるマスダンパ1を示している。以下、便宜上、図1の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として説明する。図1に示すように、マスダンパ1は、左右方向(軸線方向)に延びる円筒状の本体部2と、本体部2に一体に設けられた回転マスと、本体部2の左部に設けられ、本体部2を回転可能に支持するための支持軸3と、本体部2の右部に設けられたボールねじ4と、支持軸3に一体に設けられた円柱状の第1受圧部5及び第2受圧部6と、リリーフ機構11を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a mass damper 1 according to a first embodiment of the present invention. Hereinafter, for convenience, the left and right sides of FIG. 1 will be described as “left” and “right”, respectively. As shown in FIG. 1, the mass damper 1 is provided on a left side of the
本体部2は、比重の比較的大きい材料、例えば鉄で構成され、円筒状の周壁2aと、周壁2aの左右の端部に、それぞれ同軸状に一体に設けられたドーナツ板状の左右の側壁2b、2cと、周壁2aの左部に、左側から順にそれぞれ同軸状に一体に設けられたドーナツ板状の第1区画壁2d及び第2区画壁2eを有しており、本体部2及び回転マスは、互いに共通の部材で構成されている。すなわち、本体部2は、回転マスとして兼用されている。左側壁2b、第1及び第2区画壁2d、2eならびに右側壁2cには、左右方向に貫通する挿入孔2f、2g、2h、2iがそれぞれ形成されており、これらの挿入孔2f〜2iは、周壁2aと同軸状に配置されている。また、本体部2内には、周壁2a、左側壁2b、第1及び第2区画壁2d、2eによって左右一対の流体室が画成されており、これらの一対の流体室には、作動流体HFが密に充填されている。作動流体HFは、例えばシリコンオイルで構成されており、作動流体HFの圧力は、本体部2に対して、その内周面全体を放射状に押圧するように作用する。
The
上記の支持軸3は、本体部2の挿入孔2f〜2hに、シールを介して挿入されるとともに、左右方向に延びており、本体部2を回転可能に支持している。また、支持軸3は、本体部2の左部に、同軸状に部分的に収容されており、本体部2から左方に突出している。支持軸3の軸線方向の中央部には、前記第1及び第2受圧部5、6が同軸状に一体に設けられている。
The
第1及び第2受圧部5、6は、その外周面の各々に、シールが設けられており、上述した左右一対の流体室に、支持軸3の中央部と一緒にそれぞれ収容されるとともに、その外周面が、シールを介して周壁2aの内周面に接触している。このように、支持軸3の中央部が左右の流体室に収容されているので、左右の流体室における作動流体HFの圧力は、支持軸3の外周面全体をその中心に向かって押圧するように作用する。また、一対の流体室のうちの左側の流体室は、第1受圧部5によって左側の第1流体室2jと、右側の第2流体室2kに区画されており、右側の流体室は、第2受圧部6によって左側の第1流体室2lと、右側の第2流体室2mに区画されている。第1及び第2受圧部5、6は、対応する第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力により、左右の流体室に対して左右方向に移動しないようにそれぞれ保持されている。
The first and second pressure receiving portions 5 and 6 are provided with seals on respective outer peripheral surfaces thereof, and are housed in the above-mentioned pair of left and right fluid chambers together with the central portion of the
ボールねじ4は、ねじ軸4aと、ねじ軸4aに多数のボール4bを介して螺合するナット4cを有している。ねじ軸4aは、右側壁2cの挿入孔2iに、滑り材を介して挿入されるとともに、左右方向に延びている。この滑り材は、滑性の高い材料、例えばフッ素樹脂などで構成されている。また、ねじ軸4aは、本体部2の右部に、左右方向に移動可能にかつ同軸状に部分的に収容されており、本体部2から右方に突出している。ナット4cは、右側壁2cの右面に同軸状に取り付けられており、その中央のねじ孔が、挿入孔2iに連通している。
The ball screw 4 has a
また、支持軸3の左端部及びねじ軸4aの右端部にはそれぞれ、第1取付具FL1及び第2取付具FL2が、自在継ぎ手を介して取り付けられている。これらの自在継ぎ手は、後述するように回転する本体部2の反力によるトルクにより、支持軸3及びねじ軸4aが第1及び第2取付具FL1、FL2に対してそれぞれ回転しない程度の摩擦力を有している。
A first fitting FL1 and a second fitting FL2 are attached to the left end of the
マスダンパ1では、第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力が、支持軸3、第1及び第2受圧部5、6に対して、支持軸3と本体部2の間の相対回転を許容しながら、本体部2を支持軸3から軸線方向(左右方向)や径方向に移動させないように作用し、それにより、本体部2は、支持軸3に対して回転可能に保持される。このように、作動流体HF、第1及び第2受圧部5、6は、いわゆる流体軸受けとして機能する。
In the mass damper 1, the pressure of the working fluid HF in the first and second fluid chambers 2 j to 2 m increases the pressure between the
リリーフ機構11は、マスダンパ1の軸線方向に作用する荷重(以下「軸荷重」という)の過大化を防止すべく、第1及び第2流体室2j〜2mの各々における作動流体HFの圧力が過大になる直前に、第1及び第2流体室2j、2k(2l、2m)の一方における作動流体HFの圧力を他方に逃がすことによって、第1及び第2受圧部5、6が一対の流体室に対してそれぞれ移動するのを許容するためのものである。具体的には、リリーフ機構11は、本体部2に接続された第1連通路12及び第2連通路13と、第1連通路12用の第1リリーフ弁14及び第2リリーフ弁15と、第2連通路13用の第1リリーフ弁16及び第2リリーフ弁17を有している。
The pressure of the working fluid HF in each of the first and second fluid chambers 2j to 2m is excessive in order to prevent a load acting on the mass damper 1 in the axial direction (hereinafter referred to as “axial load”) from becoming excessive. Immediately before, the pressure of the working fluid HF in one of the first and
第1連通路12は、第1受圧部5をバイパスし、第1流体室2jと第2流体室2kとに連通するように構成されており、第2連通路13は、第2受圧部6をバイパスし、第1流体室2lと第2流体室2mとに連通するように構成されている。また、第1及び第2連通路12、13の断面積は、本体部2の断面積よりも小さな値に設定されている。さらに、第1及び第2連通路12、13にも、作動流体HFが密に充填されている。
The
図1及び図2(a)に示すように、前記第1連通路12用の第1リリーフ弁14及び第2リリーフ弁15は、第1連通路12の中央部に設けられている。図2(a)に示すように、第1連通路12の中央部は、2つに分岐する第1分岐通路12a及び第2分岐通路12bになっており、これらの第1及び第2分岐通路12a、12bに、第1及び第2リリーフ弁14、15がそれぞれ設けられている。なお、図1では便宜上、第1及び第2分岐通路12a、12bの図示を省略している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2A, the
第1リリーフ弁14は、弁体14aと、弁体14aを閉弁方向に付勢するばね14bなどで構成されており、第1流体室2j内の作動流体HFの圧力が所定の上限値よりも小さいときには、第1分岐通路12aを閉鎖し、上限値に達したときには、第1分岐通路12aを開放する。第1リリーフ弁14による第1分岐通路12aの開放によって、第1及び第2流体室2j、2kが、第1連通路12を介して互いに連通する。
The
第2リリーフ弁15は、第1リリーフ弁14と同様、弁体15aと、弁体15aを閉弁方向に付勢するばね15bなどで構成されており、第2流体室2k内の作動流体HFの圧力が所定の上限値よりも小さいときには、第2分岐通路12bを閉鎖し、上限値に達したときには、第2分岐通路12bを開放する。第2リリーフ弁15による第2分岐通路12bの開放によって、第2及び第1流体室2k、2jが、第1連通路12を介して互いに連通する。
Like the
図1及び図2(b)に示すように、前記第2連通路13用の第1リリーフ弁16及び第2リリーフ弁17は、第2連通路13の中央部に設けられている。図2(b)に示すように、第2連通路13の中央部は、第1連通路12と同様、2つに分岐する第1分岐通路13a及び第2分岐通路13bになっており、これらの第1及び第2分岐通路13a、13bに、第1及び第2リリーフ弁16、17がそれぞれ設けられている。なお、図1では便宜上、第1及び第2分岐通路13a、13bの図示を省略している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2B, the
第1リリーフ弁16は、弁体16aと、弁体16aを閉弁方向に付勢するばね16bなどで構成されており、第1流体室2l内の作動流体HFの圧力が前記上限値よりも小さいときには、第1分岐通路13aを閉鎖し、上限値に達したときには、第1分岐通路13aを開放する。第1リリーフ弁16による第1分岐通路13aの開放によって、第1及び第2流体室2l、2mが、第2連通路13を介して互いに連通する。
The
第2リリーフ弁17は、第1リリーフ弁16と同様、弁体17aと、弁体17aを閉弁方向に付勢するばね17bなどで構成されており、第2流体室2m内の作動流体HFの圧力が上限値よりも小さいときには、第2分岐通路13bを閉鎖し、上限値に達したときには、第2分岐通路13bを開放する。第2リリーフ弁17による第2分岐通路13bの開放によって、第2及び第1流体室2m、2lが、第2連通路13を介して互いに連通する。
Like the
以上の構成のマスダンパ1は、図3に示すように、建物Bの上梁BU及び左柱PLの接合部分と、建物Bの上梁BU及び右柱PRの接合部分とに、V字状のブレース材BRを介して連結されるとともに、建物Bの下梁BD及び右柱PRの接合部分に、連結部材ENを介して連結される。この場合、前記第1取付具FL1がブレース材BRの下端部に、第2取付具FL2が連結部材ENに、それぞれ取り付けられており、マスダンパ1は、左右方向に延びている。ブレース材BR及び連結部材ENは、例えばH型鋼で構成されている。また、建物Bが振動していないときには、第1及び第2受圧部5、6は、図1に示す中立位置にある。なお、図3では便宜上、第1及び第2連通路12、13などの一部の構成要素の図示を省略している。
As shown in FIG. 3, the mass damper 1 having the above-described configuration has a V-shaped joint between the upper beam BU and the left column PL of the building B and the junction of the upper beam BU and the right column PR of the building B. In addition to being connected via the brace material BR, it is connected via a connecting member EN to the joint between the lower beam BD of the building B and the right column PR. In this case, the first attachment FL1 is attached to the lower end of the brace material BR, and the second attachment FL2 is attached to the connecting member EN, and the mass damper 1 extends in the left-right direction. The brace material BR and the connecting member EN are made of, for example, H-shaped steel. When the building B is not vibrating, the first and second pressure receiving portions 5 and 6 are at the neutral position shown in FIG. In FIG. 3, some components such as the first and
建物Bの振動に伴って上下の梁BU、BDの間に相対変位が発生し、それにより、マスダンパ1に引張力が作用すると、この引張力は、支持軸3及びねじ軸4aを、本体部2に対して左方及び右方にそれぞれ移動させるように作用する。この場合、引張力は、支持軸3と一体の第1及び第2受圧部5、6にも、本体部2に対して左方に移動させるように作用し、それに伴い、第1流体室2j、2lにおける作動流体HFが、第1及び第2受圧部5、6でそれぞれ押圧されることによって、その圧力が上昇する。第1流体室2j、2lにおける作動流体HFの圧力が前記上限値に達していないときには、第1及び第2連通路12、13の第1分岐通路12a、13aが、第1リリーフ弁14、16によって閉鎖状態にそれぞれ保持される。また、この場合、第2流体室2k、2mにおける作動流体HFは、第1及び第2受圧部5、6でそれぞれ押圧されないため、その圧力が上限値に達しないので、第1及び第2連通路12、13の第2分岐通路12b、13bも、第2リリーフ弁15、17によって閉鎖状態にそれぞれ保持される。
When a relative displacement occurs between the upper and lower beams BU and BD due to the vibration of the building B, and thereby a tensile force acts on the mass damper 1, the tensile force causes the
以上より、マスダンパ1に引張力が作用した場合において、第1流体室2j、2lにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第1流体室2j、2lの作動流体HFが、第2流体室2k、2m側に流動せず、本体部2と、支持軸3、第1及び第2受圧部5、6とは、第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力により、左右方向に互いに相対的に移動しないように保持される。また、ねじ軸4aは、上記の引張力により右方に移動し、それに伴って、ねじ軸4aに螺合するナット4cが、本体部2と一緒に、支持軸3及びねじ軸4aに対して回転する。このように、建物Bの振動に伴ってマスダンパ1に引張力が作用した場合には、上下の梁BU、BDの間の相対変位は、支持軸3、ねじ軸4a及びナット4cを介して、回転運動に変換された状態で本体部2に伝達され、それにより、回転マスとして兼用された本体部2が回転する。
As described above, when the pulling force acts on the mass damper 1 and the pressure of the working fluid HF in the
また、マスダンパ1に引張力が作用した場合において、第1流体室2j、2lにおける作動流体HFの圧力が上限値に達したときには、第1分岐通路12a、13aが第1リリーフ弁14、16によってそれぞれ開放され、第1流体室2j及び2lにおける作動流体HFの一部が、第1及び第2連通路12、13をそれぞれ通って、第2流体室2k、2m側に流動する。これにより、第1流体室2j、2lにおける作動流体HFの圧力が第2流体室2k、2mに逃がされることによって、一対の流体室に対する第1及び第2受圧部5、6の左方へのそれぞれの移動が許容される。
When the pressure of the working fluid HF in the first fluid chambers 2j and 2l reaches the upper limit value when the tensile force acts on the mass damper 1, the
一方、マスダンパ1に圧縮力が作用すると、この圧縮力は、支持軸3、第1及び第2受圧部5、6を本体部2に対して右方に、ねじ軸4aを本体部2に対して左方に、それぞれ移動させるように作用する。それに伴い、第2流体室2k、2mにおける作動流体HFが、第1及び第2受圧部5、6でそれぞれ押圧されることによって、その圧力が上昇する。第2流体室2k、2mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第1及び第2連通路12、13の第2分岐通路12b、13bが、第2リリーフ弁15、17によって閉鎖状態にそれぞれ保持される。また、この場合、第1流体室2j、2lにおける作動流体HFは、第1及び第2受圧部5、6でそれぞれ押圧されないため、その圧力が上限値に達しないので、第1及び第2連通路12、13の第1分岐通路12a、13aも、第1リリーフ弁14、16によって閉鎖状態にそれぞれ保持される。
On the other hand, when a compressive force acts on the mass damper 1, the compressive force applies the
以上より、マスダンパ1に圧縮力が作用した場合において、第2流体室2k、2mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第2流体室2k、2mの作動流体HFが、第1流体室2j、2l側に流動せず、本体部2と、支持軸3、第1及び第2受圧部5、6とは、第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力により、左右方向に互いに相対的に移動しないように保持される。また、ねじ軸4aは、上記の圧縮力により左方に移動し、それに伴って、ナット4cが本体部2と一緒に回転する。このように、建物Bの振動に伴ってマスダンパ1に圧縮力が作用した場合にも、上下の梁BU、BDの間の相対変位は、支持軸3、ねじ軸4a及びナット4cを介して回転運動に変換された状態で本体部2に伝達されることで、本体部2が回転する。
As described above, when the pressure of the working fluid HF in the second
また、マスダンパ1に圧縮力が作用した場合において、第2流体室2k、2mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達したときには、第2分岐通路12b、13bが第2リリーフ弁15、17によってそれぞれ開放され、第2流体室2k及び2mにおける作動流体HFの一部が、第1及び第2連通路12、13をそれぞれ通って、第1流体室2j、2l側に流動する。これにより、第2流体室2k、2mにおける作動流体HFの圧力が第1流体室2j、2lに逃がされることによって、一対の流体室に対する第1及び第2受圧部5、6の右方へのそれぞれの移動が許容される。
Further, when the compressive force acts on the mass damper 1 and the pressure of the working fluid HF in the
以上のように、第1実施形態によれば、筒状の本体部2が、回転マスとして兼用されている。本体部2の左部には、本体部2を回転可能に支持するための支持軸3が同軸状に設けられており、支持軸3は、建物Bの上梁BUに連結されるとともに、軸線方向に延びている。本体部2の右部には、ねじ軸4aが、軸線方向に移動可能に同軸状に設けられており、ねじ軸4aは、建物Bの下梁BDに連結され、軸線方向に延びている。また、ねじ軸4aには、本体部2の右端部に取り付けられたナット4cが、ボール4bを介して螺合している。
As described above, according to the first embodiment, the cylindrical
本体部2には、左側壁2b、第1及び第2区画壁2d、2eが、軸線方向に互いに間隔を存した状態で一体に設けられている。左側壁2b、第1及び第2区画壁2d、2eは、本体部2内に左右一対の流体室を画成しており、これらの一対の流体室には、作動流体HFが充填されている。また、支持軸3には、第1及び第2受圧部5、6が一体に設けられている。第1及び第2受圧部5、6は、左右一対の流体室をそれぞれ、第1及び第2流体室2j、2k(2l、2m)に軸線方向に区画しており、第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力により、左右の流体室に対して軸線方向に移動しないように保持されている。
The
マスダンパ1では、建物Bの振動に伴って発生した上下の梁BU、BDの間の相対変位は、支持軸3及びねじ軸4aに伝達され、さらに、ナット4cを介して、回転運動に変換された状態で本体部2に伝達される。これにより、本体部2が支持軸3に対して回転し、回転マスとして兼用された本体部2による回転慣性質量効果が得られることによって、建物Bの振動が抑制される。
In the mass damper 1, the relative displacement between the upper and lower beams BU and BD generated due to the vibration of the building B is transmitted to the
この場合、前述したように、左右の流体室に充填された作動流体HFの圧力は、本体部2に対して、その内周面全体を放射状に押圧するように作用し、支持軸3に対して、その外周面全体を中心に向かって押圧するように作用する。また、建物Bの振動に伴って、第1及び第2受圧部5、6を左右の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動させる方向の外力が両者5、6に作用しても、第1及び第2受圧部5、6は、対応する第1及び第2流体室2j〜2mにおける作動流体HFの圧力により、左右の流体室に対して軸線方向に移動しないようにそれぞれ保持される。
In this case, as described above, the pressure of the working fluid HF filled in the left and right fluid chambers acts on the
以上より、建物Bの振動中、作動流体HFの圧力は、本体部2、支持軸3、第1及び第2受圧部5、6に対して、支持軸3と本体部2の間の相対回転を許容しながら、本体部2を支持軸3から軸線方向や径方向に移動させないように作用し、それにより、本体部2は、支持軸3に対して回転可能に保持される。このように、作動流体HF、第1及び第2受圧部5、6は、いわゆる流体軸受けとして機能する。この場合、マスダンパ1には、前述した従来のマスダンパと異なり、流体軸受けとして、1組の流体室及び受圧部(ピストン)ではなく、左右一対の流体室、第1及び第2受圧部5、6から成る2組の流体室及び受圧部5、6が設けられており、これらの第1及び第2受圧部5、6で作動流体HFの圧力(反力)を受けられるので、マスダンパ1に入力されるアキシャル荷重を十分に負担でき、それにより、本体部2の回転慣性質量効果を適切に得ることができる。
As described above, during the vibration of the building B, the pressure of the working fluid HF causes the relative rotation between the
また、第1及び第2受圧部5、6を一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動させる方向の外力が両者5、6にそれぞれ入力されることにより、第1及び第2流体室2j〜2mの各々において、各受圧部5(6)で区画された第1及び第2流体室2j、2k(2l、2m)の一方における作動流体HFの圧力が制限値に達したときに、すなわち作動流体HFの圧力が過大になる直前に、第1及び第2流体室2j、2k(2l、2m)の一方における作動流体HFの圧力が、リリーフ機構11によって、第1及び第2流体室2j、2k(2l、2m)の他方に逃がされる。これにより、第1及び第2受圧部5、6が一対の流体室に対して軸線方向にそれぞれ移動するのが許容されるので、マスダンパ1の軸線方向に作用する荷重(以下「軸荷重」という)が過大になるのを防止することができる。
In addition, the first and second fluid chambers 2j are input when external forces in the directions of moving the first and second pressure receiving parts 5, 6 in the axial direction with respect to the pair of fluid chambers are respectively input to the two fluid chambers 5, 6. ~ 2m, when the pressure of the working fluid HF in one of the first and
さらに、本体部2及び回転マスが、互いに共通の部材で構成されているので、その分、部品点数を削減でき、ひいては、製造コストを削減することができるとともに、マスダンパ1を簡単に構成することができる。
Further, since the
次に、図4を参照しながら、本発明の第2実施形態によるマスダンパ21について説明する。以下の説明では、便宜上、図4の左側及び右側をそれぞれ「左」及び「右」として扱うものとする。このマスダンパ21は、第1実施形態と比較して、第1及び第2受圧部22d、22eが本体部22に、左右一対の流体室を画成する第1区画壁23、第2区画壁24及び第3区画壁25が支持軸3に、それぞれ一体に設けられていることと、リリーフ機構の構成が主に異なっている。図4において、第1実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
Next, a
本体部22は、第1実施形態と同様、比重の比較的大きい材料、例えば鉄で構成され、左右方向(軸線方向)に延びる円筒状の周壁22aと、周壁22aの左右の端部に、それぞれ同軸状に一体に設けられたドーナツ板状の左右の側壁22b、22cと、周壁22aの左部に左側から順に、それぞれ同軸状に一体に設けられたドーナツ板状の第1受圧部22d及び第2受圧部22eを有しており、本体部22及び回転マスは、互いに共通の部材で構成されている。すなわち、本体部22は、第1実施形態と同様、回転マスとして兼用されている。また、左側壁22b、第1及び第2受圧部22d、22eならびに右側壁22cには、左右方向に貫通する挿入孔22f、22g、22h、22iがそれぞれ形成されており、これらの挿入孔22f〜22iは、周壁22aと同軸状に配置されている。
As in the first embodiment, the
支持軸3の右部には、上記の第1〜第3区画壁23、24、25が同軸状に一体に設けられており、第1〜第3区画壁23〜25は、円板状に形成されるとともに、左右方向に互いに間隔を存した状態で、左側からこの順で並んでいる。また、第1〜第3区画壁23〜25の各々の外周面は、シールが設けられており、このシールを介して、周壁22aの内周面に接触している。本体部22内には、周壁22a及び第1〜第3区画壁23〜25によって、左右一対の流体室が画成されており、これら一対の流体室には、作動流体HFが密に充填されている。作動流体HFの圧力は、本体部22に対して、その内周面全体を放射状に押圧するように作用する。
The first to
また、上記の第1及び第2受圧部22d、22eは、上述した一対の流体室のうちの左側の流体室及び右側の流体室に、支持軸3の右部と一緒にそれぞれ収容されている。左側の流体室は、第1受圧部22dによって左側の第1流体室22jと右側の第2流体室22kに区画されており、右側の流体室は、第2受圧部22eによって左側の第1流体室22lと右側の第2流体室22mに区画されている。このように、支持軸3の右部が左右の流体室に収容されているので、左右の流体室における作動流体HFの圧力は、支持軸3の外周面全体をその中心に向かって押圧するように作用する。また、第1及び第2受圧部22d、22eは、対応する第1及び第2流体室22j〜22mにおける作動流体HFの圧力により、左右の流体室に対して左右方向に移動しないようにそれぞれ保持されている。
The first and second
リリーフ機構は、第1実施形態のリリーフ機構11と同様、マスダンパ21の軸荷重の過大化を防止すべく、第1及び第2流体室22j〜22mの各々における作動流体HFの圧力が過大になる直前に、第1及び第2流体室22j、22k(22l、22m)の一方における作動流体HFの圧力を他方に逃がすことによって、第1及び第2受圧部22d、22eが左右の流体室に対してそれぞれ移動するのを許容するためのものである。具体的には、リリーフ機構は、第1受圧部22dに設けられた第1及び第2リリーフ弁31、32と、第2受圧部22eに設けられた第1及び第2リリーフ弁33、34を有している。これらの第1及び第2リリーフ弁31〜34は、第1実施形態の第1リリーフ弁14と同様、弁体とこれを閉弁方向に付勢するばねなどで構成されている。第1受圧部22dには、左右方向に貫通する一対の連通孔が形成されており、これら一対の連通孔に、第1及び第2リリーフ弁31、32がそれぞれ設けられている。
In the relief mechanism, similarly to the
第1リリーフ弁31は、第1流体室22jにおける作動流体HFの圧力が前記上限値よりも小さいときには、対応する第1受圧部22dの連通孔を閉鎖し、上限値に達したときには、第1受圧部22dの連通孔を開放する。第1リリーフ弁31による第1受圧部22dの連通孔の開放によって、第1及び第2流体室22j、22kが、第1受圧部22dの連通孔を介して互いに連通する。第2リリーフ弁32は、第2流体室22kにおける作動流体HFの圧力が上限値よりも小さいときには、対応する第1受圧部22dの連通孔を閉鎖し、上限値に達したときには、第1受圧部22dの連通孔を開放する。第2リリーフ弁32による第1受圧部22dの連通孔の開放によって、第2及び第1流体室22k、22jが、第1受圧部22dの連通孔を介して互いに連通する。
When the pressure of the working fluid HF in the
また、第2受圧部22eには、第1受圧部22dと同様、左右方向に貫通する一対の連通孔が形成されており、これら一対の連通孔に、上記の第1及び第2リリーフ弁33、34がそれぞれ設けられている。第1リリーフ弁33は、第1流体室22lにおける作動流体HFの圧力が上限値よりも小さいときには、対応する第2受圧部22eの連通孔を閉鎖し、上限値に達したときには、第2受圧部22eの連通孔を開放する。第1リリーフ弁33による第2受圧部22eの連通孔の開放によって、第1及び第2流体室22l、22mが、第2受圧部22eの連通孔を介して互いに連通する。第2リリーフ弁34は、第2流体室22mにおける作動流体HFの圧力が上限値よりも小さいときには、対応する第2受圧部22eの連通孔を閉鎖し、上限値に達したときには、第2受圧部22eの連通孔を開放する。第2リリーフ弁34による第2受圧部22eの連通孔の開放によって、第2及び第1流体室22m、22lが、第2受圧部22eの連通孔を介して互いに連通する。
Similarly to the first
以上の構成のマスダンパ21では、一対の流体室に充填された作動流体HFの圧力は、支持軸3、第1及び第2受圧部22d、22eに対して、支持軸3と本体部22の間の相対回転を許容しながら、本体部22を支持軸3から軸線方向(左右方向)や径方向に移動させないように作用し、それにより、本体部22は、支持軸3に対して回転可能に保持される。このように、作動流体HF、第1及び第2受圧部22d、22eは、第1実施形態の場合と同様、流体軸受けとして機能する。
In the
また、マスダンパ21は、第1実施形態と同様にして、建物Bの上下の梁BU、BDに連結される(図3参照)。建物Bの振動に伴って上下の梁BU、BDの間に相対変位が発生し、それにより、マスダンパ21に圧縮力が作用すると、この圧縮力は、支持軸3及びねじ軸4aを、本体部22に対して右方及び左方にそれぞれ移動させるように作用する。この場合、圧縮力は、支持軸3と一体の第1〜第3区画壁23〜25にも、本体部22に対して右方に移動させるように作用し、それに伴い、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFが、本体部22と一体の第1及び第2受圧部22d、22eでそれぞれ押圧されることによって、その圧力が上昇する。第1流体室22j、22lにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第1リリーフ弁31、33によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔がそれぞれ閉鎖した状態に保持される。また、この場合、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFは、第1及び第2受圧部22d、22eでそれぞれ押圧されないため、その圧力が上限値に達しないので、第2リリーフ弁32、34によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔も閉鎖状態に保持される。
The
以上より、マスダンパ21に圧縮力が作用した場合において、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第1流体室22j、22lの作動流体HFが、第2流体室22k、22m側に流動せず、本体部22、第1及び第2受圧部22d、22eと、支持軸3とは、第1及び第2流体室22j〜22mにおける作動流体HFの圧力により、左右方向に互いに相対的に移動しないように保持される。また、ねじ軸4aは、上記の圧縮力により左方に移動し、それに伴って、ナット4cが本体部22と一緒に回転する。このように、建物Bの振動に伴ってマスダンパ21に圧縮力が作用した場合には、上下の梁BU、BDの間の相対変位は、支持軸3、ねじ軸4a及びナット4cを介して、回転運動に変換された状態で本体部22に伝達され、それにより、回転マスとして兼用された本体部22が回転する。
As described above, when the pressure of the working fluid HF in the
また、マスダンパ21に圧縮力が作用した場合において、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFの圧力が上限値に達したときには、第1リリーフ弁31、33によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔がそれぞれ開放され、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFの一部が、これらの連通孔をそれぞれ通って、第2流体室22k、22m側に流動する。これにより、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFの圧力が第2流体室22k、22mに逃がされることによって、一対の流体室に対する第1及び第2受圧部22d、22eの左方への移動がそれぞれ許容される。
When the pressure of the working fluid HF in the
一方、マスダンパ21に引張力が作用すると、この引張力は、支持軸3及び第1〜第3区画壁23〜25を本体部22に対して左方に、ねじ軸4aを本体部22に対して右方に、それぞれ移動させるように作用する。それに伴い、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFが、第1及び第2受圧部22d、22eでそれぞれ押圧されることによって、その圧力が上昇する。第2流体室22k、22mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第2リリーフ弁32、34によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔がそれぞれ閉鎖した状態に保持される。また、この場合、第1流体室22j、22lにおける作動流体HFは、第1及び第2受圧部22d、22eでそれぞれ押圧されないため、その圧力が上限値に達しないので、第1リリーフ弁31、33によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔も閉鎖状態に保持される。
On the other hand, when a tensile force acts on the
以上より、マスダンパ21に引張力が作用した場合において、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達していないときには、第2流体室22k、22mの作動流体HFが、第1流体室22j、22l側に流動せず、本体部22、第1及び第2受圧部22d、22eと、支持軸3とは、第1及び第2流体室22j〜22mにおける作動流体HFの圧力により、左右方向に互いに相対的に移動しないように保持される。また、ねじ軸4aは、上記の引張力により右方に移動し、それに伴って、ナット4cが本体部22と一緒に回転する。このように、建物Bの振動に伴ってマスダンパ21に引張力が作用した場合にも、上下の梁BU、BDの間の相対変位は、支持軸3、ねじ軸4a及びナット4cを介して回転運動に変換された状態で本体部22に伝達されることで、本体部22が回転する。
As described above, when the pulling force acts on the
また、マスダンパ21に引張力が作用した場合において、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFの圧力が上限値に達したときには、第2リリーフ弁32、34によって、第1及び第2受圧部22d、22eの対応する連通孔がそれぞれ開放され、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFの一部が、これらの連通孔をそれぞれ通って、第1流体室22j、22l側に流動する。これにより、第2流体室22k、22mにおける作動流体HFの圧力が第1流体室22j、22lに逃がされることによって、一対の流体室に対する第1及び第2受圧部22d、22eの右方への移動がそれぞれ許容される。
When the pressure of the working fluid HF in the second
以上のように、第2実施形態によれば、第1実施形態と同様、左右一対の流体室、第1及び第2受圧部22d、22eから成る2組の流体室及び受圧部22d、22eが設けられており、これらの第1及び第2受圧部22d、22eで作動流体HFの圧力を受けることができる。したがって、マスダンパ21に入力されるアキシャル荷重を十分に負担でき、それにより、本体部22の回転慣性質量効果を適切に得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, a pair of left and right fluid chambers, two sets of fluid chambers including the first and second
また、第1実施形態と同様、第1及び第2流体室22j〜22mの各々において、各受圧部22d(22e)で区画された第1及び第2流体室22j、22k(22l、22m)の一方における作動流体HFの圧力が制限値に達したときに、すなわち作動流体HFの圧力が過大になる直前に、第1及び第2流体室22j、22k(22l、22m)の一方における作動流体HFの圧力が、リリーフ機構(第1及び第2リリーフ弁31〜34)によって、第1及び第2流体室22j、22k(22l、22m)の他方に逃がされる。これにより、第1及び第2受圧部22d、22eが一対の流体室を軸線方向にそれぞれ移動するのが許容されるので、マスダンパ21の軸荷重(軸線方向に作用する荷重)が過大になるのを防止することができる。
Further, similarly to the first embodiment, in each of the first and
さらに、第1実施形態と同様、本体部22及び回転マスが、互いに共通の部材で構成されているので、その分、部品点数を削減でき、ひいては、製造コストを削減することができるとともに、マスダンパ21を簡単に構成することができる。
Further, as in the first embodiment, since the
なお、本発明は、説明した第1及び第2実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第1実施形態では、本発明におけるリリーフ機構を、第1及び第2連通路12、13ならびに第1及び第2リリーフ弁14〜17を組み合わせたもので構成しているが、第2実施形態のように、第1及び第2受圧部の各々に設けられた第1及び第2リリーフ弁によって構成してもよい。同様に、第2実施形態では、本発明におけるリリーフ機構を、第1及び第2受圧部22d、22eの各々に設けられた第1及び第2リリーフ弁31〜34によって構成しているが、第1実施形態のように第1及び第2連通路ならびに第1及び第2リリーフ弁を組み合わせたもので構成してもよい。
The present invention is not limited to the first and second embodiments described above, but can be implemented in various modes. For example, in the first embodiment, the relief mechanism in the present invention is configured by combining the first and
また、第1及び第2実施形態(以下、総称して「実施形態」という)では、シリコンオイルで構成された作動流体HFを用いているが、他の適当な流体を用いてもよい。さらに、実施形態では、本体部2、22及び回転マスを、互いに共通の部材で構成しているが、互いに別個の部材で構成してもよい。この場合、回転マスを本体部の外側に一体に設けることによって、回転マスの回転慣性質量の調整の容易化といった効果が得られる。また、回転マスを本体部の内側に一体に設けてもよく、本発明はこのような構成を排除するものではない。
Further, in the first and second embodiments (hereinafter, collectively referred to as “embodiments”), the working fluid HF made of silicone oil is used, but another appropriate fluid may be used. Furthermore, in the embodiment, the
また、実施形態では、マスダンパ1、21を、V字状のブレース材BRを介して、上下の梁BU、BDに左右方向に延びるように設けているが、逆V字状のブレース材を介して、上下の梁に左右方向に延びるように設けてもよく、これらのいずれの場合にも、一対のマスダンパを、ブレース材の集合部分から互いに反対側に延びるように設けてもよい。あるいは、マスダンパを、上下の梁にブレース状に設けてもよく、振動による上下の梁の間の上下方向の変位を抑制するために、上下方向に延びるように設けてもよい。あるいは、2つのマスダンパを、上下の梁にV字状又は逆V字状に設けてもよい。
Further, in the embodiment, the
さらに、実施形態では、マスダンパ1、21を連結する対象として、上下の梁BU、BDをそれぞれ採用し、2層間の層間変位を抑制しているが、他の適当な部位を採用してもよい。例えば、マスダンパを連結する対象として、互いの間に1つ以上の梁が設けられた上下の梁をそれぞれ採用し、3層以上の間の層間変位を抑制してもよく、あるいは、建物Bが立設された基礎、及び梁をそれぞれ採用してもよい。また、実施形態では、マスダンパ1、21を左右方向に延びる梁BU、BDに連結することによって、建物Bの振動による左右方向の変位を抑制しているが、前後方向に延びる梁に連結することによって、建物の振動による前後方向の変位を抑制してもよい。
Further, in the embodiment, the upper and lower beams BU and BD are adopted as the objects to which the
さらに、実施形態では、マスダンパ1、21を、建物Bの層間に設置し、制振装置として用いているが、これに限らず、構造物とこれを支持する支持体の間に設置し、免震装置として用いてもよい。また、実施形態は、本発明によるマスダンパ1、21を高層の建物Bに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、他の適当な構造物、例えば鉄塔や橋梁などにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
Furthermore, in the embodiment, the
B 建物(構造物)
BU 上梁(第2部位)
BD 下梁(第1部位)
1 マスダンパ
2 本体部(回転マス)
2b 左側壁(第1壁部)
2d 第1区画壁(第2壁部)
2e 第2区画壁(第3壁部)
2j 第1流体室(2つの流体室)
2k 第2流体室(2つの流体室)
2l 第1流体室(2つの流体室)
2m 第2流体室(2つの流体室)
3 支持軸
4a ねじ軸
4b ボール
4c ナット
5 第1受圧部(一対の受圧部)
6 第2受圧部(一対の受圧部)
11 リリーフ機構
HF 作動流体
21 マスダンパ
22 本体部(回転マス)
22d 第1受圧部
22e 第2受圧部
22j 第1流体室(2つの流体室)
22k 第2流体室(2つの流体室)
22l 第1流体室(2つの流体室)
22m 第2流体室(2つの流体室)
23 第1区画壁(第1壁部)
24 第2区画壁(第2壁部)
25 第3区画壁(第3壁部)
31 第1リリーフ弁(リリーフ機構)
32 第2リリーフ弁(リリーフ機構)
33 第1リリーフ弁(リリーフ機構)
34 第2リリーフ弁(リリーフ機構)
B Building (structure)
BU Upper beam (2nd part)
BD Lower beam (1st part)
1
2b Left side wall (first wall)
2d 1st partition wall (2nd wall part)
2e Second partition wall (third wall)
2j First fluid chamber (two fluid chambers)
2k 2nd fluid chamber (2 fluid chambers)
2l first fluid chamber (two fluid chambers)
2m 2nd fluid chamber (2 fluid chambers)
3
6 2nd pressure receiving part (a pair of pressure receiving parts)
11 Relief mechanism
22d first
22k second fluid chamber (two fluid chambers)
22l first fluid chamber (two fluid chambers)
22m 2nd fluid chamber (2 fluid chambers)
23 1st partition wall (1st wall part)
24 2nd partition wall (2nd wall part)
25 Third partition wall (third wall)
31 1st relief valve (relief mechanism)
32 2nd relief valve (relief mechanism)
33 1st relief valve (relief mechanism)
34 2nd relief valve (relief mechanism)
Claims (3)
筒状の本体部と、
当該本体部に一体に設けられた回転マスと、
前記第1部位に連結され、前記本体部の軸線方向に延びるとともに、前記本体部の前記軸線方向の一方の部位に、前記軸線方向に移動可能にかつ同軸状に設けられたねじ軸と、
当該ねじ軸にボールを介して螺合するとともに、前記本体部の前記一方の部位に取り付けられたナットと、
前記第2部位に連結され、前記軸線方向に延びるとともに、前記本体部の前記軸線方向の他方の部位に同軸状に設けられ、前記本体部を回転可能に支持するための支持軸と、
前記本体部及び前記支持軸の一方に、前記軸線方向に互いに間隔を存した状態で一体に設けられ、前記本体部内に一対の流体室を画成する第1壁部、第2壁部及び第3壁部と、
前記一対の流体室に充填された作動流体と、
前記本体部及び前記支持軸の他方に一体に設けられ、前記一対の流体室をそれぞれ2つの流体室に前記軸線方向に区画し、当該2つの流体室における作動流体の圧力により、前記一対の流体室に対して前記軸線方向に移動しないようにそれぞれ保持される一対の受圧部と、を備え、
前記本体部は、前記作動流体の圧力により、前記支持軸に対して回転可能に保持されていることを特徴とするマスダンパ。 A mass damper provided between a first portion and a second portion in a system including a structure, for suppressing vibration of the structure,
A cylindrical main body,
A rotating mass provided integrally with the main body,
A screw shaft connected to the first portion and extending in the axial direction of the main body portion, and provided at one portion of the main body portion in the axial direction so as to be movable in the axial direction and coaxially;
A nut screwed onto the screw shaft via a ball, and a nut attached to the one portion of the main body;
A support shaft connected to the second portion and extending in the axial direction, provided coaxially with the other portion of the main body portion in the axial direction, and rotatably supporting the main body portion;
A first wall portion, a second wall portion, and a second wall portion which are integrally provided on one of the main body portion and the support shaft with a space therebetween in the axial direction, and define a pair of fluid chambers in the main body portion. Three walls,
A working fluid filled in the pair of fluid chambers,
The pair of fluid chambers are provided integrally with the other of the main body and the support shaft, and each of the pair of fluid chambers is divided into two fluid chambers in the axial direction. A pair of pressure receiving portions each held so as not to move in the axial direction with respect to the chamber,
The mass damper, wherein the main body is held rotatably with respect to the support shaft by the pressure of the working fluid.
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