JP7795062B2 - Vibration control mechanism - Google Patents
Vibration control mechanismInfo
- Publication number
- JP7795062B2 JP7795062B2 JP2022113232A JP2022113232A JP7795062B2 JP 7795062 B2 JP7795062 B2 JP 7795062B2 JP 2022113232 A JP2022113232 A JP 2022113232A JP 2022113232 A JP2022113232 A JP 2022113232A JP 7795062 B2 JP7795062 B2 JP 7795062B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- target structure
- vibration damping
- mechanism according
- damping mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
特許法第３０条第２項適用 発行者名 株式会社奥村組 刊行物名 奥村組技術研究年報Ｎｏ．４７ 該当頁 ９７～１０２頁「係数励振を利用した制振技術の研究」 発行日 令和３年９月１日Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies. Publisher: Okumura Corporation. Publication name: Okumura Annual Technical Research Report No. 47. Relevant pages: pp. 97-102, "Research on vibration control technology using parametric excitation." Publication date: September 1, 2021.
本発明は、制振対象構造物に発生した振動を抑制する制振機構に関するものである。 The present invention relates to a vibration control mechanism that suppresses vibrations occurring in a structure to be controlled.
例えば、道路や鉄道などが陸上の障害物や川や谷、海などの上を通過するために架け渡された橋梁などのように水平方向に延在して構築された梁状または盤状の構造物や高層建築物などのような塔状の構造物（制振対象構造物）においては、地震時や強風時における揺れの周期が長く、地震や強風がおさまった後においてもしばらくの間は揺れが続いてしまう。 For example, in structures that are subject to vibration control, such as horizontally extending beam- or plate-like structures like bridges that allow roads and railways to cross land obstacles, rivers, valleys, or the sea, or tower-like structures like high-rise buildings, the period of shaking during earthquakes or strong winds is long, and shaking continues for some time even after the earthquake or strong winds have subsided.
そこで、近年、高層建築物のように横揺れ（水平振動）が発生する塔状の構造物においては、揺れ幅が最も大きくなる最上層部に、同調質量ダンパ（チューンドマスダンパ：Ｔｕｎｅｄ Ｍａｓｓ Ｄａｍｐｅｒ、ＴＭＤ）と呼ばれる制振装置を設置することが行われている。この装置は、制振対象の構造物に、ばねなどを介して補助的な質量体（補助質量体）を付加することにより、補助質量体が構造物の振動を肩代わりするように振動することで、構造物の固有振動数周辺での共振現象を抑制するものである。 In recent years, therefore, in tower-like structures such as high-rise buildings that experience lateral sway (horizontal vibration), vibration control devices called tuned mass dampers (TMDs) have been installed on the top floors, where the amplitude of sway is greatest. These devices add an auxiliary mass (auxiliary mass) to the structure to be damped via a spring or other mechanism, causing the auxiliary mass to vibrate in a way that takes over the vibration of the structure, thereby suppressing resonance around the structure's natural frequency.
なお、制振装置に関する文献としては、例えば特開平１０－０８２２０８号公報などが知られている。 Note that, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-082208 is known as a document related to vibration damping devices.
しかしながら、橋梁などのように水平方向に延在して構築された構造物においては、縦揺れ（上下振動）になるので、前述した同調質量ダンパを設置することが困難である。 However, in structures that extend horizontally, such as bridges, vertical vibration occurs, making it difficult to install the tuned mass dampers described above.
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、制振対象構造物が有する固有振動数における共振現象を抑制することのできる制振機構を提供することを目的とする。 The present invention was developed in light of the above technical background, and aims to provide a vibration control mechanism that can suppress resonance phenomena at the natural frequency of the target structure.
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の制振機構は、所定の固有振動数（ｆ）を持つ制振対象構造物と、前記制振対象構造物に設置され、前記制振対象構造物の振動方向と交差する方向に振動可能で、且つ前記制振対象構造物の固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振手段とを有し、前記制振手段は、前記制振対象構造物に回動自在に支持されるとともに回動軸が前記制振対象構造物の構造面と平行に配置された軸部、前記回動軸に対して垂直となるように前記軸部に取り付けられて当該軸部を回動させるように振動するアーム部、および前記アーム部に取り付けられた錘部が設けられた振動部と、一端が前記軸部に取り付けられるとともに他端が前記制振対象構造物に固定され、当該軸部の回動によってねじれるねじり部材が設けられ、前記アーム部の振動を調整する調整部とを備える、ことを特徴とする。 In order to solve the above problem, the vibration control mechanism of the present invention described in claim 1 comprises a target structure to be damped, which has a predetermined natural frequency (f); and vibration control means installed on the target structure, which is capable of vibrating in a direction intersecting the vibration direction of the target structure, and which has a natural frequency (f/2) that is half the natural frequency (f) of the target structure. The vibration control means is characterized by comprising: a shaft section that is rotatably supported on the target structure, with its rotation axis parallel to the structural surface of the target structure; an arm section that is attached to the shaft section perpendicular to the rotation axis and vibrates to rotate the shaft section; a vibrating section that has a weight attached to the arm section; and an adjustment section that has one end attached to the shaft section and the other end fixed to the target structure, with a torsion member that twists when the shaft section rotates, and that adjusts the vibration of the arm section.
請求項２に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１記載の発明において、前記制振手段を構成する前記アーム部の振動方向と前記制振対象構造物の振動方向とは直交している、 ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 2 is the invention described in claim 1, characterized in that the vibration direction of the arm portion constituting the vibration control means is perpendicular to the vibration direction of the target structure.
請求項３に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１または２記載の発明において、前記ねじり部材は、前記軸部の両側または片側に設けられている、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, characterized in that the torsion member is provided on both sides or one side of the shaft portion.
請求項４に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１または２記載の発明において、前記アーム部の振れ角が等時性を担保でき且つ振動数がｆ／２となるように、前記錘部の重心と前記軸部の軸心間の長さである前記アーム部の有効長さと前記錘部との質量から、前記ねじり部材のねじり剛性が設定される、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 4 is the invention described in claim 1 or 2, characterized in that the torsional rigidity of the torsion member is set from the effective length of the arm, which is the length between the center of gravity of the weight and the axis of the shaft, and the mass of the weight, so that the swing angle of the arm can be guaranteed to be isochronous and the frequency is f/2.
請求項５に記載の本発明の制振機構は、上記請求項３記載の発明において、前記アーム部の振れ角が等時性を担保でき且つ振動数がｆ／２となるように、前記錘部の重心と前記軸部の軸心間の長さである前記アーム部の有効長さと前記錘部との質量から、前記ねじり部材のねじり剛性が設定される、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 5 is the invention described in claim 3, characterized in that the torsional rigidity of the torsion member is set from the effective length of the arm, which is the length between the center of gravity of the weight and the axis of the shaft, and the mass of the weight, so that the swing angle of the arm can be guaranteed to be isochronous and the frequency is f/2.
請求項６に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１または２記載の発明において、前記ねじり部材は、トーションバーである、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 6 is the invention described in claim 1 or 2, characterized in that the torsion member is a torsion bar.
請求項７に記載の本発明の制振機構は、上記請求項３記載の発明において、前記ねじり部材は、トーションバーである、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 7 is the invention described in claim 3, characterized in that the torsion member is a torsion bar.
請求項８に記載の本発明の制振機構は、上記請求項６記載の発明において、前記トーションバーの途中位置には、前記トーションバーのねじれ可能な長さである前記軸部との連結位置からの長さを設定する支持部が移動可能に設けられ、前記支持部の移動により前記トーションバーのねじれ可能な長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 8 is the invention described in claim 6, characterized in that a support part is movably provided at an intermediate position of the torsion bar to set the twistable length of the torsion bar from the connection position with the shaft part, and the twistable length of the torsion bar is changed by moving the support part, thereby adjusting the vibration frequency of the arm part to f/2.
請求項９に記載の本発明の制振機構は、上記請求項７記載の発明において、前記トーションバーの途中位置には、前記トーションバーのねじれ可能な長さである前記軸部との連結位置からの長さを設定する支持部が移動可能に設けられ、前記支持部の移動により前記トーションバーのねじれ可能な長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 9 is the invention described in claim 7, characterized in that a support part is movably provided at an intermediate position of the torsion bar to set the twistable length of the torsion bar from the connection position with the shaft part, and the twistable length of the torsion bar is changed by moving the support part, thereby adjusting the vibration frequency of the arm part to f/2.
請求項１０に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１または２記載の発明において、前記ねじり部材は、ねじりコイルばねである、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 10 is the invention described in claim 1 or 2, characterized in that the torsion member is a torsion coil spring.
請求項１１に記載の本発明の制振機構は、上記請求項３記載の発明において、前記ねじり部材は、ねじりコイルばねである、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 11 is the invention described in claim 3, characterized in that the torsion member is a torsion coil spring.
請求項１２に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１記載の発明において、前記錘部は、前記アーム部の長さ方向に移動可能とされ、前記錘部の移動により前記アーム部の有効長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、ことを特徴とする。 The vibration damping mechanism of the present invention described in claim 12 is the invention described in claim 1, characterized in that the weight portion is movable in the length direction of the arm portion, and the effective length of the arm portion is changed by moving the weight portion, thereby adjusting the vibration frequency of the arm portion to f/2.
請求項１３に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１記載の発明において、前記制振対象構造物は水平方向に延在して構築された梁状または盤状の構造物であり、前記制振手段は、前記制振対象構造物の下面側に設置されて前記制振対象構造物の上下振動を減衰させる、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 13 is the invention described in claim 1, characterized in that the target structure to be damped is a beam-like or board-like structure extending horizontally, and the vibration control means is installed on the underside of the target structure to damp vertical vibrations of the target structure.
請求項１４に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１記載の発明において、前記制振対象構造物は水平方向に延在して構築された梁状または盤状の構造物であり、前記制振手段は、前記制振対象構造物の上面側に設置されて前記制振対象構造物の上下振動を減衰させる、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 14 is the invention described in claim 1 above, characterized in that the target structure to be damped is a beam-like or board-like structure extending horizontally, and the vibration control means is installed on the upper surface side of the target structure to damp vertical vibrations of the target structure.
請求項１５に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１３または１４記載の発明において、前記制振対象構造物は、両端で支持された両持ち構造であり、前記制振手段は、前記アーム部が前記制振対象構造物の両端の支持位置の中央位置に設置される、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 15 is the invention described in claim 13 or 14, characterized in that the target structure to be vibration-controlled has a doubly supported structure supported at both ends, and the vibration control means has the arm portion installed in a central position between the support positions at both ends of the target structure to be vibration-controlled.
請求項１６に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１３または１４記載の発明において、前記制振対象構造物は、一端のみで支持された片持ち構造であり、前記制振手段は、前記制振対象構造物の前記一端とは反対側の自由端に設置される、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 16 is the invention described in claim 13 or 14, characterized in that the target structure to be vibration-controlled has a cantilever structure supported at only one end, and the vibration control means is installed at the free end of the target structure opposite the one end.
請求項１７に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１記載の発明において、前記制振対象構造物は塔状の構造物であり、前記制振手段は、前記制振対象構造物の側面側に設置されて前記制振対象構造物の水平振動を減衰させる、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 17 is the invention described in claim 1, characterized in that the target structure to be vibration-controlled is a tower-like structure, and the vibration control means is installed on the side of the target structure to damp horizontal vibrations of the target structure.
請求項１８に記載の本発明の制振機構は、上記請求項１７記載の発明において、前記制振手段は、前記制振対象構造物の上端部に設置される、ことを特徴とする。 The vibration control mechanism of the present invention described in claim 18 is the invention described in claim 17, characterized in that the vibration control means is installed at the upper end of the structure to be vibration-controlled.
本発明によれば、回動軸が制振対象構造物の構造面と平行に配置された軸部を回動させるように振動するアーム部を備えた制振手段の固有振動数を制振対象構造物が有する固有振動数の１／２にすることにより、制振対象構造物が有する固有振動数における共振現象を抑制することが可能になる。 According to the present invention, by setting the natural frequency of a vibration control device equipped with an arm section that vibrates to rotate an axis section whose rotation axis is positioned parallel to the structural surface of the vibration-controlled structure to half the natural frequency of the vibration-controlled structure, it is possible to suppress resonance phenomena at the natural frequency of the vibration-controlled structure.
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 An embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used to explain the embodiment, identical components will generally be designated by the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted.
図１に示すように、本実施の形態の制振機構を構成する制振装置（制振手段）Ｄは、道路や鉄道などが陸上の障害物や川や谷、海などの上を通過するためにかけられた架空構造物である橋梁などのように水平方向に延在して構築された梁状または盤状の構造物である制振対象構造物Ｓの下面側に設置されており、当該制振対象構造物Ｓの上下振動を減衰させる機能を有するものである。 As shown in Figure 1, the vibration control device (vibration control means) D that constitutes the vibration control mechanism of this embodiment is installed on the underside of the target structure S, which is a beam- or board-like structure that extends horizontally, such as a bridge, which is an aerial structure built to allow roads, railways, etc. to pass over land obstacles, rivers, valleys, the sea, etc., and has the function of damping the vertical vibrations of the target structure S.
なお、制振対象構造物Ｓの上下振動は、地震や台風などによる強風、さらに橋梁の場合には当該橋梁を通過する車両や列車により引き起こされる。そして、これらの上下振動では揺れの周期が長く、地震や強風がおさまった後や車両等が通過した後においてもしばらくの間は揺れが続く。 The vertical vibrations of the vibration-control target structure S are caused by strong winds due to earthquakes or typhoons, and in the case of bridges, by vehicles or trains passing over the bridge. These vertical vibrations have a long period of motion, and continue for some time even after the earthquake or strong winds have subsided or the vehicle has passed.
このような制振対象構造物Ｓの上下振動を抑制するための本実施の形態の制振装置Ｄは、振動部Ｄ１と調整部Ｄ２とから構成されている。 The vibration control device D of this embodiment, which is used to suppress vertical vibrations of such a vibration-control target structure S, is composed of a vibration section D1 and an adjustment section D2.
振動部Ｄ１には、制振対象構造物Ｓに取り付けられた一対の軸受けＳａに回動自在に支持されるとともに回動軸が制振対象構造物Ｓの構造面と平行に配置された軸部１１と、軸部１１の回動軸に対して垂直となるように軸部１１に取り付けられて当該軸部１１を回動させるように振動するアーム部１２（図２参照）、およびアーム部１２に取り付けられた錘部１３が設けられている。なお、本実施の形態では、アーム部１２は連結ブロック１２ａを介して軸部１１に取り付けられているが、連結ブロック１２ａを介さずに直接取り付けられていてもよい。 The vibrating unit D1 includes a shaft 11 that is rotatably supported by a pair of bearings Sa attached to the target structure S and whose rotation axis is parallel to the structural surface of the target structure S, an arm 12 (see Figure 2) that is attached to the shaft 11 perpendicular to the rotation axis of the shaft 11 and vibrates to rotate the shaft 11, and a weight 13 attached to the arm 12. In this embodiment, the arm 12 is attached to the shaft 11 via a connecting block 12a, but it may also be attached directly without the connecting block 12a.
また、調整部Ｄ２には、一端が軸部１１に取り付けられるとともに他端が制振対象構造物Ｓ（詳しくは、制振対象構造物Ｓに取り付けられた支持板Ｓｂ）に固定され、軸部１１の回動によってねじれるトーションバー（ねじり部材）２１が設けられており、トーションバー２１によりアーム部１２の振動が調整される、 The adjustment unit D2 also has a torsion bar (torsion member) 21 attached at one end to the shaft 11 and fixed at the other end to the target structure S (more specifically, the support plate Sb attached to the target structure S). The torsion bar 21 twists as the shaft 11 rotates, and the vibration of the arm 12 is adjusted by the torsion bar 21.
本実施の形態では、錘部１３はアーム部１２の長さ方向に移動可能となっており、図示しない固定ピンなどの固定部材によってアーム部１２の所望の移動位置に固定できるようになっている。但し、後述するように、制振装置Ｄの固有振動数の調整において錘部１３を動かす必要がない場合には、当該錘部１３は移動不能となっていてもよい。また、トーションバー２１は軸部１１の片側だけに設けられているが、軸部１１の両側に設けられていてもよい。 In this embodiment, the weight 13 is movable in the length direction of the arm 12 and can be fixed to a desired position on the arm 12 by a fixing member such as a fixing pin (not shown). However, as will be described later, if it is not necessary to move the weight 13 to adjust the natural frequency of the vibration damping device D, the weight 13 may be immovable. Also, although the torsion bar 21 is provided on only one side of the shaft 11, it may be provided on both sides of the shaft 11.
ここで、調整部Ｄ２を構成するトーションバー２１は、当該トーションバー２１を捻るときの反発力を利用したばねの一種であり、反発力はトーションバー２１が有するねじり剛性に依存する。また、本実施の形態において、トーションバー２１は中実の鋼棒からなるが、中空（鋼管）であってもよい。 Here, the torsion bar 21 that constitutes the adjustment unit D2 is a type of spring that utilizes a repulsive force when the torsion bar 21 is twisted, and the repulsive force depends on the torsional rigidity of the torsion bar 21. Furthermore, in this embodiment, the torsion bar 21 is made of a solid steel rod, but it may also be hollow (steel pipe).
そして、図２（ａ）に示すように、アーム部１２が図面手前側に振れると、当該アーム部１２によって回動する軸部１１によってトーションバー２１が周方向に捻られる。また、図２（ｂ）に示すように、アーム部１２が図面奥側に振れると、当該アーム部１２によって回動する軸部１１によってトーションバー２１が前述とは逆の周方向に捻られる。 As shown in Figure 2(a), when the arm portion 12 swings toward the front of the drawing, the torsion bar 21 is twisted circumferentially by the shaft portion 11 that rotates with the arm portion 12. Also, as shown in Figure 2(b), when the arm portion 12 swings toward the back of the drawing, the torsion bar 21 is twisted circumferentially in the opposite direction to that described above by the shaft portion 11 that rotates with the arm portion 12.
制振装置Ｄでは、アーム部１２の振動により発生する固有振動数を後述するように設定することで、制振対象構造物Ｓの上下方向の振動を減衰させる。 The vibration control device D attenuates vertical vibrations of the target structure S by setting the natural frequency generated by the vibration of the arm portion 12 as described below.
ここで、水平方向に延在して構築された制振対象構造物Ｓの上下方向の振動を減衰させるため、前述の制振装置Ｄは、当該制振装置Ｄを構成するアーム部１２の振動方向が、制振対象構造物Ｓの振動方向と直交する方向となるように設置されている。 Here, in order to damp the vertical vibrations of the target structure S, which is constructed to extend horizontally, the aforementioned vibration damping device D is installed so that the vibration direction of the arm portion 12 that constitutes the vibration damping device D is perpendicular to the vibration direction of the target structure S.
なお、アーム部１２の振動方向と制振対象構造物Ｓとの振動方向は交差していれば足り、本実施の形態のように直交していることには限定されない。但し、後述するように、直交していれば制振対象構造物Ｓの制振効果が極めて大きくなることから、アーム部１２の振動方向と制振対象構造物Ｓの振動方向とは直交していることが望ましい。 It should be noted that the vibration direction of the arm portion 12 and the vibration direction of the vibration-damping target structure S need only intersect, and are not limited to being perpendicular as in this embodiment. However, as will be described later, if they are perpendicular, the vibration-damping effect of the vibration-damping target structure S will be significantly greater, so it is desirable that the vibration direction of the arm portion 12 and the vibration direction of the vibration-damping target structure S be perpendicular.
なお、制振装置Ｄは制振対象構造物Ｓの振動が最大となる場所に設置する。つまり、制振対象構造物Ｓが両持ち構造（両端で支持された構造）の場合には、アーム部１２が制振対象構造物Ｓの両端の支持位置Ｆ（図１）の中央位置となるように制振装置Ｄを設置し、片持ち構造（一端のみで支持された構造）の場合には、支持された一端とは反対側の自由端に制振装置Ｄを設置する。なお、本実施の形態では、制振対象構造物Ｓが両持ちとなっているものとして、アーム部１２が制振対象構造物Ｓの２カ所の支持位置Ｆの中央位置となるように制振装置Ｄが取り付けられている。 The vibration control device D is installed at a location where the vibration of the target structure S is greatest. In other words, if the target structure S has a doubly supported structure (a structure supported at both ends), the vibration control device D is installed so that the arm portion 12 is located at the center of the support positions F (Figure 1) at both ends of the target structure S. If the target structure S has a cantilevered structure (a structure supported at only one end), the vibration control device D is installed at the free end opposite the supported end. In this embodiment, the target structure S is assumed to be doubly supported, and the vibration control device D is attached so that the arm portion 12 is located at the center of the two support positions F of the target structure S.
また、制振対象構造物Ｓには所定の固有振動数（ｆ）を持っているが、この制振対象構造物Ｓに設置された制振装置Ｄは、制振対象構造物Ｓの固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を有している。そして、トーションバー２１のねじり剛性（トーションバー２１のねじりに対する反発力）の設定、およびアーム部１２の有効長さ（錘部１３の重心と軸部１１の軸心間の長さ）の設定、の何れか一方の設定または両方の設定を適用することにより、制振装置Ｄの固有振動数をｆ／２とすることができる。 Furthermore, the target structure S has a predetermined natural frequency (f), but the vibration control device D installed on this target structure S has a natural frequency (f/2) that is half the natural frequency (f) of the target structure S. By applying either or both of the following settings: the torsional rigidity of the torsion bar 21 (the repulsive force against torsion of the torsion bar 21) and the effective length of the arm portion 12 (the length between the center of gravity of the weight portion 13 and the axis of the shaft portion 11), the natural frequency of the vibration control device D can be set to f/2.
すなわち、トーションバー２１のねじり剛性の設定とは、振動部Ｄ１の振れ角（つまり、アーム部１２の振れ角）が等時性を担保でき、且つ振動部Ｄ１の振動数がｆ／２となるように、アーム部１２の有効長さと錘部１３の質量から、トーションバー２１のねじり剛性を設定することである。また、アーム部１２の有効長さの設定とは、錘部１３を所定の位置に移動することによりアーム部１２の有効長さを変化させて、アーム部１２の振動数がｆ／２となるように設定することである。なお、ねじり部材がトーションバー２１である本実施の形態においては、当該トーションバー２１の途中位置に、トーションバー２１のねじれ可能な長さ（つまり軸部１１との連結位置からの長さ）を設定する支持部（図示せず）を移動可能に設け、支持部の移動によりトーションバー２１のねじれ可能な長さを変化させてアーム部１２の振動数がｆ／２となるように調整するようにしてもよい。 In other words, setting the torsional rigidity of the torsion bar 21 means setting the torsional rigidity of the torsion bar 21 from the effective length of the arm 12 and the mass of the weight 13 so that the oscillation angle of the vibrating part D1 (i.e., the oscillation angle of the arm 12) is isochronous and the frequency of the vibrating part D1 is f/2. Setting the effective length of the arm 12 means changing the effective length of the arm 12 by moving the weight 13 to a predetermined position, thereby setting the frequency of the arm 12 to f/2. In this embodiment, where the torsion member is the torsion bar 21, a movable support (not shown) may be provided midway along the torsion bar 21 to set the torsional length of the torsion bar 21 (i.e., the length from the connection point with the shaft 11), and the torsional length of the torsion bar 21 may be changed by moving the support, thereby adjusting the frequency of the arm 12 to f/2.
なお、本願において、制振装置Ｄが有する固有振動数（ｆ／２）とは、制振対象構造物Ｓの固有振動数に対して厳密に半分となった固有振動数（つまり、制振対象構造物Ｓの固有振動数ｆに０．５を乗じた数値の固有振動数）との意味ではなく、制振対象構造物Ｓの固有振動数の約半分の固有振動数との意味である。これは、制振装置Ｄが有する固有振動数が制振対象構造物Ｓの固有振動数の厳密に半分の固有振動数の場合における制振対象構造物Ｓの制振効果が極めて大きくなるが、厳密に半分ではなくても有効な制振効果が得られるからである。 In this application, the natural frequency (f/2) of the vibration control device D does not mean a natural frequency that is exactly half the natural frequency of the vibration-control target structure S (in other words, a natural frequency that is the natural frequency f of the vibration-control target structure S multiplied by 0.5), but rather a natural frequency that is approximately half the natural frequency of the vibration-control target structure S. This is because, although the vibration-control effect of the vibration-control target structure S is extremely large when the natural frequency of the vibration control device D is exactly half the natural frequency of the vibration-control target structure S, an effective vibration-control effect can be obtained even if it is not exactly half.
次に、本実施の形態の制振機構において、上下方向に振動する制振対象構造物Ｓの固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振装置Ｄにより、制振対象構造物Ｓの振動が抑制されることについて説明する。ここでは、図３に示すように制振機構の試験体Ｔを作成して検証を行った。 Next, we will explain how the vibration of the target structure S, which vibrates in the vertical direction, is suppressed by the vibration control device D, which has a natural frequency (f/2) that is half the natural frequency (f) of the target structure S in the vibration control mechanism of this embodiment. Here, verification was carried out by creating a test specimen T of the vibration control mechanism as shown in Figure 3.
図３において、制振対象構造物Ｓに相当するのが梁Ｂである。この梁Ｂの両端には、一対の支持アーム１４を回動自在に支持するための支持台Ｆａが設けられている。また、梁Ｂには、当該梁Ｂを上下振動させるために、負荷マスＭの取り付けられたピエゾアクチュエータＰからなる加振機が固定されている。その他の構成部材は図１と同様となっている。 In Figure 3, beam B corresponds to the target structure S to be damped. Support bases Fa are provided at both ends of beam B to rotatably support a pair of support arms 14. In addition, a vibrator consisting of a piezoelectric actuator P with a load mass M attached is fixed to beam B to vibrate beam B up and down. The other components are the same as those in Figure 1.
なお、図３に示す試験体Ｔにおいて、梁Ｂには、長さ（支持される両端間の長さ）８５３ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ６ｍｍ、重量３．９７８ｋｇの鉄板を用いた。梁Ｂの中央に位置するアーム部１２の長さは７０ｍｍ、重量は４５ｇである。また、錘部１３の長さは３０ｍｍ、重量は４８ｇ、軸部１１と支持アーム１４の合計重量は１９５ｇである。さらに、負荷マスＭの重量は３９４ｇ、ピエゾアクチュエータＰの重量は２０６ｇで、両者を合計した加振機全体の重量は６００ｇである。なお、加振機は梁Ｂの中心から７０ｍｍ離れた位置に設置した。そして、アーム部１２を梁Ｂの固有振動数に同調させるために、錘部１３の位置（錘部１３を最上部および最下部としたときの軸部１１の径方向下端から錘部１３の中心までの長さ）を２５ｍｍ～６０ｍｍまで変更できるようにし、アーム部１２の固有周期が６．９Ｈｚ_～１２．３Ｈｚの範囲で調整できるようになっている。なお、ピエゾアクチュエータＰは、入力電圧５Ｖで発生する変位は８．０×１０－５ｍで製作されている。 In the test specimen T shown in Figure 3, a steel plate with a length (length between both supported ends) of 853 mm, a width of 100 mm, a thickness of 6 mm, and a weight of 3.978 kg was used for the beam B. The arm portion 12 located at the center of the beam B was 70 mm long and weighed 45 g. The weight portion 13 was 30 mm long and weighed 48 g, and the total weight of the shaft portion 11 and support arm 14 was 195 g. The weight of the load mass M was 394 g, and the weight of the piezoelectric actuator P was 206 g, for a total weight of 600 g for the entire vibrator. The vibrator was installed 70 mm away from the center of the beam B. In order to synchronize the arm portion 12 with the natural frequency of the beam B, the position of the weight portion 13 (the length from the radial lower end of the shaft portion 11 to the center of the weight portion 13 when the weight portion 13 is at the top or bottom) can be changed from 25 mm to 60 mm, and the natural period of the arm portion 12 can be adjusted in the range of 6.9 Hz to 12.3 Hz. The piezoelectric actuator P is manufactured so that the displacement generated by an input voltage of 5 V is 8.0×10 -5 m.
さて、図３に示す試験体Ｔのアーム部１２に強制変位を与え、アーム部１２を自由振動させた場合の梁Ｂに発生する加速度を図４（ａ）に、アーム部１２の振れ角を図４（ｂ）に示す。図４において、梁Ｂの振動は１５．５秒、アーム部１２の振動は４．５８秒間続いている。また、アーム部１２の振動が梁Ｂの振動を励起していることで、梁Ｂの振動とアーム部１２を振動が同調されていることが分かる。 Now, Figure 4(a) shows the acceleration generated in beam B when a forced displacement is applied to arm 12 of test specimen T shown in Figure 3, causing arm 12 to vibrate freely, and Figure 4(b) shows the swing angle of arm 12. In Figure 4, the vibration of beam B continues for 15.5 seconds, and the vibration of arm 12 continues for 4.58 seconds. It can also be seen that the vibration of arm 12 excites the vibration of beam B, so that the vibration of beam B and the vibration of arm 12 are synchronized.
図４（ａ）の梁Ｂの加速度フーリエスペクトルを図５（ａ）に、図４（ｂ）のアーム部１２の振動のフーリエスペクトルを図５（ｂ）に示す。梁Ｂの固有振動数は１６．２Ｈｚ、アーム部１２の固有振動数は８．０６Ｈｚで梁Ｂの固有振動数とアーム部１２の固有振動数が１：２に同調されている。 The acceleration Fourier spectrum of beam B in Figure 4(a) is shown in Figure 5(a), and the Fourier spectrum of the vibration of arm section 12 in Figure 4(b) is shown in Figure 5(b). The natural frequency of beam B is 16.2 Hz, and the natural frequency of arm section 12 is 8.06 Hz, so the natural frequency of beam B and the natural frequency of arm section 12 are tuned at a ratio of 1:2.
ここで、アーム部１２の制振効果を把握するため、アーム部１２が作動しない場合と作動する場合について共振実験を行った。ピエゾアクチュエータＰの入力加速度は０．２９ｍ／ｓ２である。また、梁Ｂの振動が定常状態と判断した時刻から１００秒間計測した。加振周波数の範囲は梁Ｂの固有振動数から１６．０５Ｈｚ_～１６．３Ｈｚとし、梁Ｂの減衰定数が非常に小さいことから、０．０１Ｈｚピッチで周波数を増加させた。応答加速度の時系列の最大値から求めた共振曲線を図６（ａ）に示す。図６（ａ）において、１６．０５Ｈｚ以下、１６．３０Ｈｚ以上の周波数ではアーム部１２は振動しないため、梁Ｂの応答加速度は等しくなる。アーム部１２が振動しない場合、固有振動数は１６．１６Ｈｚを示し、自由振動実験から求めた固有振動数より０．０４Ｈｚ低くなった。また、図６（ｂ）に示す位相曲線から、１６．１６Ｈｚで梁Ｂの位相がピエゾアクチュエータＰの位相から約９０°遅れていることから、梁Ｂの固有振動数（ｆ）は１６．１６Ｈｚであることが確認できる。 To understand the vibration-damping effect of the arm 12, a resonance experiment was conducted with the arm 12 in operation and in operation. The input acceleration of the piezo actuator P was 0.29 m/ s² . Measurements were taken for 100 seconds from the time when the vibration of beam B was determined to be in a steady state. The excitation frequency range was set to 16.05 Hz to 16.3 Hz based on the natural frequency of beam B. Because the damping constant of beam B is very small, the frequency was increased in 0.01 Hz increments. Figure 6(a) shows the resonance curve obtained from the maximum value of the time series of response acceleration. In Figure 6(a), the arm 12 does not vibrate at frequencies below 16.05 Hz and above 16.30 Hz, so the response acceleration of beam B is the same. When the arm 12 does not vibrate, the natural frequency is 16.16 Hz, 0.04 Hz lower than the natural frequency obtained from the free vibration experiment. Furthermore, from the phase curve shown in FIG. 6(b), it can be confirmed that the phase of beam B lags behind the phase of piezo actuator P by approximately 90° at 16.16 Hz, and therefore the natural frequency (f) of beam B is 16.16 Hz.
そして、図６（ａ）の共振曲線に示すように、１６．１３Ｈｚから１６．２３Ｈｚにおいてアーム部１２が振動した場合、応答加速度はアーム部１２が振動しない場合に比較して小さくなっている。固有振動数において、アーム部１２が振動しない場合の振幅比は３０倍、振動する場合の振幅比は１５倍となっており、梁Ｂの応答加速度が約１／２に低減していることが分かる。 As shown in the resonance curve in Figure 6(a), when the arm portion 12 vibrates between 16.13 Hz and 16.23 Hz, the response acceleration is smaller than when the arm portion 12 does not vibrate. At the natural frequency, the amplitude ratio is 30 times when the arm portion 12 does not vibrate, and 15 times when it does vibrate, indicating that the response acceleration of beam B is reduced to approximately half.
次に、ピエゾアクチュエータＰの入力加速度が０．２９ｍ／ｓ２における梁Ｂの応答加速度を図７（ａ）に、アーム部１２の振れ角を図７（ｂ）に示す。図７（ａ）、（ｂ）において、ピエゾアクチュエータＰの加振振動数は１６．１６Ｈｚ、図７（ｂ）において、アーム部１２の振動開始（手動による振動開始）時刻はピエゾアクチュエータＰへの電圧印加開始から２２．４秒後である。 Next, Fig. 7(a) shows the response acceleration of the beam B when the input acceleration of the piezoelectric actuator P is 0.29 m/ s² , and Fig. 7(b) shows the deflection angle of the arm portion 12. In Figs. 7(a) and 7(b), the excitation frequency of the piezoelectric actuator P is 16.16 Hz, and in Fig. 7(b), the time when the arm portion 12 started to vibrate (manual vibration start) was 22.4 seconds after the start of voltage application to the piezoelectric actuator P.
図７において、アーム部１２が振動しない場合の梁Ｂの加速度は９．０８ｍ／ｓ２で入力に対する振幅比は３１．３倍である。また、ピエゾアクチュエータＰへの電圧印加開始から２２．４秒後においてアーム部１２を振動させると、アーム部１２の振れ角は徐々に大きくなり、２６．２秒で最大値を示しアーム部１２振れ角は徐々に小さくなり、３８秒で最小になり、また、振れ角は徐々に大きくなる傾向を示した。このように、梁Ｂの加速度が３．９８ｍ／ｓ２付近になるとアーム部１２の振動は小さくなる。 7, when the arm portion 12 does not vibrate, the acceleration of the beam B is 9.08 m/ s² , and the amplitude ratio to the input is 31.3 times. Furthermore, when the arm portion 12 is vibrated 22.4 seconds after the start of voltage application to the piezoelectric actuator P, the deflection angle of the arm portion 12 gradually increases, reaching a maximum value at 26.2 seconds, gradually decreasing, and reaching a minimum value at 38 seconds, showing a tendency for the deflection angle to gradually increase. Thus, when the acceleration of the beam B reaches approximately 3.98 m/ s² , the vibration of the arm portion 12 decreases.
このように、アーム部１２を振動させる限界の加速度付近では、アーム部１２の振れ角が大きくなると梁Ｂの加速度は小さくなり、梁Ｂの加速度が小さくなるとまたアーム部１２の振れ角は小さくなり梁Ｂの加速度は大きくなる傾向が表れた。 As such, near the critical acceleration at which arm portion 12 vibrates, as the swing angle of arm portion 12 increases, the acceleration of beam B decreases, and as the acceleration of beam B decreases, the swing angle of arm portion 12 decreases again and the acceleration of beam B increases.
ピエゾアクチュエータＰの入力加速度が０．３７ｍ／ｓ２における梁Ｂの応答加速度を図８（ａ）に、アーム部１２の振れ角を図８（ｂ）に示す。図８（ａ）、（ｂ）において、ピエゾアクチュエータＰの加振振動数は１６．１６Ｈｚ、図８（ｂ）において、アーム部１２の振動開始（手動による振動開始）時刻はピエゾアクチュエータＰへの電圧印加開始から２２．３秒後である。 8(a) shows the response acceleration of the beam B when the input acceleration of the piezoelectric actuator P is 0.37 m/ s² , and FIG. 8(b) shows the deflection angle of the arm portion 12. In FIGS. 8(a) and 8(b), the excitation frequency of the piezoelectric actuator P is 16.16 Hz, and in FIG. 8(b), the time when the arm portion 12 started to vibrate (manual vibration start) was 22.3 seconds after the start of voltage application to the piezoelectric actuator P.
図８において、アーム部１２が振動しない場合、梁Ｂの加速度は１０．４ｍ／ｓ２で振幅比は２８．１倍である。時刻２２．３秒でアーム部１２に刺激を与えると約１秒でアーム部１２は最大振幅になり、約３７秒まで徐々に小さくなり、そのあと定常に振動している。また、梁Ｂの加速度もアーム部１２の振動が始まると同時に小さくなり約３７秒で４．２８ｍ／ｓ２となり、そのあとは定常に振動している。 In Figure 8, when arm 12 is not vibrating, the acceleration of beam B is 10.4 m/ s² , with an amplitude ratio of 28.1. When a stimulus is applied to arm 12 at 22.3 seconds, arm 12 reaches its maximum amplitude in about 1 second, gradually decreases until about 37 seconds, and then vibrates steadily. The acceleration of beam B also decreases at the same time as arm 12 begins to vibrate, reaching 4.28 m/ s² at about 37 seconds, and then vibrates steadily.
このように、梁Ｂの加速度が３．９８ｍ／ｓ２では、アーム部１２と梁Ｂの振動はうなりのような現象を示し（図７）、４．２８ｍ／ｓ２ではアーム部１２の振動は定常な振動を示している（図８）。よって、アーム部１２を振動させる限界の梁Ｂの加速度は４ｍ／ｓ２であると考えられる。 Thus, when the acceleration of beam B is 3.98 m/ s² , the vibration of arm 12 and beam B exhibits a beat-like phenomenon (Figure 7), and when it is 4.28 m/ s² , the vibration of arm 12 exhibits steady vibration (Figure 8). Therefore, it is thought that the limit acceleration of beam B that will cause the vibration of arm 12 is 4 m/ s² .
梁Ｂの固有振動数（ｆ＝１６．１６Ｈｚ：共振点）におけるアーム部１２の入力加速度と梁Ｂの応答加速度との関係を図９に示す。図示するように、アーム部１２が振動しない場合に比較して、アーム部１２が振動する場合の梁Ｂの加速度は約１／２に低下している。また、アーム部１２の入力加速度が増加するとその低下割合は大きくなる傾向がある。 Figure 9 shows the relationship between the input acceleration of arm portion 12 and the response acceleration of beam B at the natural frequency of beam B (f = 16.16 Hz: resonance point). As shown in the figure, the acceleration of beam B when arm portion 12 is vibrating is reduced to approximately half compared to when arm portion 12 is not vibrating. Furthermore, the rate of reduction tends to increase as the input acceleration of arm portion 12 increases.
以上のことから、上下方向に振動する梁の固有振動数（ｆ）（本実施の形態ではｆ＝１６．１６Ｈｚ）の１／２の振動数に同調させたアーム部１２を振動させることにより、つまり、上下方向に振動する制振対象構造物Ｓの固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振装置Ｄにより当該制振対象構造物Ｓの振動を抑制することが可能になる。 From the above, by vibrating the arm portion 12 tuned to a frequency that is half the natural frequency (f) of the beam vibrating in the vertical direction (f = 16.16 Hz in this embodiment), in other words, by using a vibration control device D with a natural frequency (f/2) that is half the natural frequency (f) of the target structure S vibrating in the vertical direction, it is possible to suppress the vibration of the target structure S.
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiments, but the embodiments disclosed in this specification are illustrative in all respects and are not limited to the disclosed technology. In other words, the technical scope of the present invention should not be interpreted restrictively based on the description of the above embodiments, but should be interpreted solely in accordance with the claims, and includes technologies equivalent to the technologies described in the claims and all modifications that do not deviate from the spirit of the claims.
たとえば、制振装置Ｄの固有振動数を制振対象構造物Ｓの固有振動数（ｆ）の半分（ｆ／２）にすれば制振効果が得られるが、ここでの「固有振動数の１／２」とは厳密な意味で１／２であることを要しない。 For example, vibration control effects can be achieved by setting the natural frequency of the vibration control device D to half (f/2) of the natural frequency (f) of the target structure S, but "half the natural frequency" here does not necessarily have to be half in the strict sense.
また、本実施の形態では、ねじり部材としてトーションバー２１が用いられているが、ねじりコイルばね（コイル中心軸まわりにねじりモーメントを受けるコイルばね）を用いてもよい。なお、ねじりコイルばねを用いた場合には、トーションバー２１のように、支持部を移動可能に設けてねじれ可能な長さを設定しねじれ可能な長さを変化させてアーム部１２の振動数がｆ／２となるように調整することは、構造上困難と思われる。 In addition, while the present embodiment uses a torsion bar 21 as the torsion member, a torsion coil spring (a coil spring that receives a torsional moment around the central axis of the coil) may also be used. If a torsion coil spring is used, it would be structurally difficult to set the torsional length by providing a movable support portion, as with the torsion bar 21, and then adjust the vibration frequency of the arm portion 12 to f/2 by changing the torsional length.
また、本実施の形態では、制振装置Ｄが制振対象構造物Ｓの下面側に設置されているが、下面側である必要はなく、制振対象構造物Ｓの上面側に設置されていてもよい。 In addition, in this embodiment, the vibration control device D is installed on the underside of the target structure S, but it does not have to be on the underside and may be installed on the top side of the target structure S.
また、本実施の形態では、軸部１１の回動軸が制振対象構造物Ｓの支持位置Ｆを向くように制振装置Ｄが配置されているが、制振装置Ｄの配置方向は特に限定されるものではない。 In addition, in this embodiment, the vibration control device D is positioned so that the rotation axis of the shaft portion 11 faces the support position F of the vibration-control target structure S, but the placement direction of the vibration control device D is not particularly limited.
さらに、制振対象構造物Ｓとしては縦揺れ（上下振動）が発生する構造物に限定されるものではなく、高層建築物などのような横揺れ（水平振動）が発生する塔状の制振対象構造物Ｓにも適用可能である。すなわち、制振装置Ｄを制振対象構造物Ｓの側面側に設置すれば、当該制振対象構造物Ｓの水平振動を減衰させることができる。このとき、揺れ(振動）が最も大きくなる塔状の制振対象構造物Ｓの側面側上端部に制振装置Ｄを設置するのが望ましい。 Furthermore, the vibration-damping target structure S is not limited to structures that experience vertical sway (up-and-down vibration), but can also be applied to tower-shaped vibration-damping target structures S, such as high-rise buildings, that experience lateral sway (horizontal vibration). In other words, by installing the vibration-damping device D on the side of the vibration-damping target structure S, it is possible to attenuate the horizontal vibration of the vibration-damping target structure S. In this case, it is desirable to install the vibration-damping device D on the upper end of the side of the tower-shaped vibration-damping target structure S, where the sway (vibration) is greatest.
本発明の制振機構において、制振対象構造物としては縦揺れ（上下振動）が発生する構造物に限定されるものではなく、高層建築物などのような横揺れ（水平振動）が発生する塔状の構造物にも適用可能である。 The vibration control mechanism of the present invention is not limited to structures that experience vertical sway (up-and-down vibration) as the target structure for vibration control, but can also be applied to tower-like structures that experience lateral sway (horizontal vibration), such as high-rise buildings.
１１ 軸部
１２ アーム部
１３ 錘部
１４ 支持アーム
２１ トーションバー（ねじり部材）
Ｂ 梁
Ｄ 制振装置（制振手段）
Ｄ１ 振動部
Ｄ２ 調整部
Ｍ 負荷マス
Ｆ 支持位置
Ｆａ 支持台
Ｐ ピエゾアクチュエータ
Ｓ 制振対象構造物
Ｓａ 軸受け
Ｓｂ 支持板
Ｔ 試験体
11 Shaft portion 12 Arm portion 13 Plummet portion 14 Support arm 21 Torsion bar (torsion member)
B Beam D Vibration control device (vibration control means)
D1 Vibration part D2 Adjustment part M Load mass F Support position Fa Support stand P Piezo actuator S Target structure Sa Bearing Sb Support plate T Test object
Claims (18)
前記制振対象構造物に設置され、前記制振対象構造物の振動方向と交差する方向に振動可能で、且つ前記制振対象構造物の固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振手段とを有し、
前記制振手段は、
前記制振対象構造物に回動自在に支持されるとともに回動軸が前記制振対象構造物の構造面と平行に配置された軸部、前記回動軸に対して垂直となるように前記軸部に取り付けられて当該軸部を回動させるように振動するアーム部、および前記アーム部に取り付けられた錘部が設けられた振動部と、
一端が前記軸部に取り付けられるとともに他端が前記制振対象構造物に固定され、当該軸部の回動によってねじれるねじり部材が設けられ、前記アーム部の振動を調整する調整部とを備える、
ことを特徴とする制振機構。 A vibration-damping target structure having a predetermined natural frequency (f);
a vibration control means that is installed on the target structure, is capable of vibrating in a direction intersecting the vibration direction of the target structure, and has a natural frequency (f/2) that is half the natural frequency (f) of the target structure,
The vibration damping means is
a shaft portion that is rotatably supported on the target structure and has a rotation axis that is arranged parallel to the structural surface of the target structure, an arm portion that is attached to the shaft portion so as to be perpendicular to the rotation axis and that vibrates to rotate the shaft portion, and a vibration portion that is provided with a weight portion attached to the arm portion;
an adjustment unit that adjusts the vibration of the arm unit, the adjustment unit having a torsion member that is attached to the shaft unit at one end and fixed to the target structure and that twists when the shaft unit rotates;
A vibration damping mechanism characterized by:
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。 The vibration direction of the arm portion constituting the vibration damping means is perpendicular to the vibration direction of the target structure.
2. The vibration damping mechanism according to claim 1.
前記軸部の両側または片側に設けられている、
ことを特徴とする請求項１または２記載の制振機構。 The torsion member is
Provided on both sides or one side of the shaft portion,
3. The vibration damping mechanism according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項１または２記載の制振機構。 The torsional rigidity of the torsion member is set based on the effective length of the arm portion, which is the length between the center of gravity of the weight portion and the axis of the shaft portion, and the mass of the weight portion, so that the swing angle of the arm portion can be isochronous and the frequency is f/2.
3. The vibration damping mechanism according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項３記載の制振機構。 The torsional rigidity of the torsion member is set based on the effective length of the arm portion, which is the length between the center of gravity of the weight portion and the axis of the shaft portion, and the mass of the weight portion, so that the swing angle of the arm portion can be isochronous and the frequency is f/2.
4. The vibration damping mechanism according to claim 3.
ことを特徴とする請求項１または２記載の制振機構。 The torsion member is a torsion bar.
3. The vibration damping mechanism according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項３記載の制振機構。 The torsion member is a torsion bar.
4. The vibration damping mechanism according to claim 3.
前記支持部の移動により前記トーションバーのねじれ可能な長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、
ことを特徴とする請求項６記載の制振機構。 a support portion that sets the length of the torsion bar from the connection position with the shaft portion, which is the length of the torsion bar that can be twisted, is movably provided at an intermediate position of the torsion bar;
The length of twisting of the torsion bar is changed by moving the support portion, and the vibration frequency of the arm portion is adjusted to f/2.
7. The vibration damping mechanism according to claim 6.
前記支持部の移動により前記トーションバーのねじれ可能な長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、
ことを特徴とする請求項７記載の制振機構。 a support portion that sets the length of the torsion bar from the connection position with the shaft portion, which is the length of the torsion bar that can be twisted, is movably provided at an intermediate position of the torsion bar;
The length of twisting of the torsion bar is changed by moving the support portion, and the vibration frequency of the arm portion is adjusted to f/2.
8. The vibration damping mechanism according to claim 7.
ことを特徴とする請求項１または２記載の制振機構。 The torsion member is a torsion coil spring.
3. The vibration damping mechanism according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項３記載の制振機構。 The torsion member is a torsion coil spring.
4. The vibration damping mechanism according to claim 3.
前記錘部の移動により前記アーム部の有効長さを変化させて前記アーム部の振動数がｆ／２となるように調整する、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。 The weight portion is movable in the length direction of the arm portion,
The effective length of the arm portion is changed by moving the weight portion, and the vibration frequency of the arm portion is adjusted to be f/2.
2. The vibration damping mechanism according to claim 1.
前記制振手段は、前記制振対象構造物の下面側に設置されて前記制振対象構造物の上下振動を減衰させる、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。 The target structure to be damped is a beam-like or board-like structure extending horizontally,
the vibration damping means is installed on the underside of the target structure to be damped and damps vertical vibrations of the target structure to be damped;
2. The vibration damping mechanism according to claim 1.
前記制振手段は、前記制振対象構造物の上面側に設置されて前記制振対象構造物の上下振動を減衰させる、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。 The target structure to be damped is a beam-like or board-like structure extending horizontally,
the vibration damping means is installed on the upper surface side of the vibration-damping target structure to damp vertical vibrations of the vibration-damping target structure;
2. The vibration damping mechanism according to claim 1.
前記制振手段は、前記アーム部が前記制振対象構造物の両端の支持位置の中央位置に設置される、
ことを特徴とする請求項１３または１４記載の制振機構。 The target structure to be damped has a double-supported structure supported at both ends,
The vibration damping means is arranged such that the arm portion is installed at a center position between support positions at both ends of the target structure.
15. The vibration damping mechanism according to claim 13 or 14.
前記制振手段は、前記制振対象構造物の前記一端とは反対側の自由端に設置される、
ことを特徴とする請求項１３または１４記載の制振機構。 The target structure to be damped has a cantilever structure supported only at one end,
The vibration damping means is installed at a free end opposite to the one end of the vibration damping target structure.
15. The vibration damping mechanism according to claim 13 or 14.
前記制振手段は、前記制振対象構造物の側面側に設置されて前記制振対象構造物の水平振動を減衰させる、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。 the vibration-damping target structure is a tower-like structure,
the vibration damping means is installed on a side surface of the target structure to be damped and damps horizontal vibrations of the target structure to be damped;
2. The vibration damping mechanism according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１７記載の制振機構。 The vibration control means is installed at the upper end of the vibration control target structure.
18. The vibration damping mechanism according to claim 17.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022113232A JP7795062B2 (en) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Vibration control mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022113232A JP7795062B2 (en) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Vibration control mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024011320A JP2024011320A (en) | 2024-01-25 |
| JP7795062B2 true JP7795062B2 (en) | 2026-01-07 |
Family
ID=89621552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022113232A Active JP7795062B2 (en) | 2022-07-14 | 2022-07-14 | Vibration control mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7795062B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177520A (en) | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Addition mass type vibration damping device and mounting method thereof |
| JP2020148339A (en) | 2019-03-16 | 2020-09-17 | 株式会社奥村組 | Vibration damping mechanism |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS622031A (en) * | 1985-06-25 | 1987-01-08 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Cantilever type dynamic vibration damper |
| JPS6246042A (en) * | 1985-08-22 | 1987-02-27 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Spring loaded pendulum-type dynamic vibration reducer |
| JPH04171337A (en) * | 1990-11-01 | 1992-06-18 | Takenaka Komuten Co Ltd | Vibration suppressing device for floor |
| JP3739145B2 (en) * | 1996-09-09 | 2006-01-25 | 株式会社奥村組 | Building damping device |
-
2022
- 2022-07-14 JP JP2022113232A patent/JP7795062B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006177520A (en) | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Addition mass type vibration damping device and mounting method thereof |
| JP2020148339A (en) | 2019-03-16 | 2020-09-17 | 株式会社奥村組 | Vibration damping mechanism |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 安井健治，係数励振を利用した制振技術の研究，奥村組技術研究年報，日本，株式会社奥村組，2021年09月01日，No.47，１０、９７－１０２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024011320A (en) | 2024-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2008101769A (en) | Vibration reduction mechanism and specification method thereof | |
| JP4936175B2 (en) | Vibration reduction mechanism and specification method thereof | |
| KR101166258B1 (en) | Vibration control device of construction structure | |
| JP2001349094A (en) | Synchronized pendulum damping device | |
| JP7795062B2 (en) | Vibration control mechanism | |
| KR101353281B1 (en) | Device for damping vibrations in a bridge or a building | |
| JP7592049B2 (en) | Vibration Damping Mechanism | |
| Wu | Active pendulum vibration absorbers with a spinning support | |
| JP7100943B2 (en) | Vibration control mechanism | |
| JP2002048191A (en) | Anti-vibration apparatus for vertical vibration of structure | |
| JP5146770B2 (en) | Damping structure and its specification method | |
| WO2019138667A1 (en) | Boiler structure | |
| JP2003227540A (en) | Vibration isolating device | |
| JP7640386B2 (en) | Dynamic vibration absorber | |
| JP2012167820A (en) | Vibration reduction mechanism and specification setting method for the same | |
| JPH0310817B2 (en) | ||
| JP3045059B2 (en) | Cable staying device for cable stayed cable | |
| KR20070053806A (en) | Devices for damping vibrations in buildings | |
| JP2003336683A6 (en) | Method for setting natural frequency of vibration damper in vibration damping device | |
| JPS6246042A (en) | Spring loaded pendulum-type dynamic vibration reducer | |
| JP7505824B1 (en) | Pendulum device, vibration damping device, and vibration damping device design method | |
| JP3289064B2 (en) | Band saw device | |
| Kawasumi et al. | Experimental study of vibration control using autoparametric vibration absorber | |
| JP2025140556A (en) | Vibration control mechanism | |
| JPH04161678A (en) | Damping device of building |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20220714 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250203 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20251024 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20251127 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20251127 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20251127 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20251127 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7795062 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |