(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に吊り下げられて揺動可能な振子状の主マスと、
前記主マスの上方に設けられ、基端を前記構造物に回動自在に固定される支持体によって倒立して支持され、前記主マスと同方向に揺動可能な振子状の副マスと、
前記主マスと前記副マスとを同期して揺動させるためのリンク部と、を備え、
振動が付加されると、前記主マスと前記副マスとが前記リンク部によって同期して長周期に揺動することで、構造物の振動を低減可能な制振装置であって、
前記支持体と前記副マスとは、前記主マスの揺動可能な方向と垂直に交差して前記主マスを跨ぐような門型の揺動枠を形成することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記主マスと前記構造物との間に前記主マスの振動を減衰するためのダンパが設置されるＴＭＤ（チューンド・マス・ダンパ）であることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
前記主マスと前記構造物との間に前記主マスの振動を制御するためのアクチュエータが設置されるＡＭＤ（アクティブ・マス・ダンパ）であることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
【請求項４】
前記リンク部は、
前記副マスと一体に設けられる伝達部と、
前記伝達部を挟持するように前記主マスに形成される一対の挟持部と、
前記伝達部と前記挟持部との双方に回転自在に当接するように設けられるローラと、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の制振装置。
【請求項５】
複数の前記支持体を備え、
前記支持体と前記副マスとは、複数の前記揺動枠を形成し、前記主マスとの平行を保ったまま揺動する平行振子であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の制振装置。
【請求項６】
複数の前記支持体を備え、
前記支持体と前記副マスとは、複数の前記揺動枠を形成し、前記主マスとの平行を保ったまま揺動する平行振子であり、
前記リンク部は、
端部を前記主マスに回動自在に固定される複数の第１並行リンクと、
端部を前記副マスに回動自在に固定される複数の第２並行リンクと、を備え、
前記第１並行リンクの自由端と前記第２並行リンクの自由端とを連結することによって並行リンク機構を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の制振装置。
【請求項７】
構造物に吊り下げられて揺動可能な振子状の主マスと、
前記主マスの上方に設けられ、基端を前記構造物に回動自在に固定される支持体によって倒立して支持され、前記主マスと同方向に揺動可能な振子状の副マスと、
前記主マスと前記副マスとを同期して揺動させるためのリンク部と、を備え、
振動が付加されると、前記主マスと前記副マスとが前記リンク部によって同期して長周期に揺動することで、構造物の振動を低減可能な制振装置であって、
前記支持体と前記副マスとは、前記主マスの揺動可能な方向と交差して前記主マスを跨ぐような門型の揺動枠を形成し、
前記支持体は、前記副マスを支持する二本の柱であり、
前記揺動枠は、前記二本の柱と前記副マスとによって形成されるラーメン構造であることを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、構造物の振動を低減するための制振装置として、駆動装置をもたないＴＭＤ（Ｔｕｎｅｄ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ：同調質量ダンパ）が利用されている。ＴＭＤの構造としては、構造物の最上階にアームで吊り下げられた錘を備えるものが知られている。
【０００３】
ところで、超高層ビルのような構造物に発生する振動は長周期である。長周期の振動をＴＭＤによって低減するためには、錘を吊り下げるアームの長さを長くしてＴＭＤの周期を長くする必要がある。しかし、構造物の設置スペースには限りがあるため、制振装置の全高を低く抑えることが求められている。
【０００４】
特許文献１には、可動マスに加えて倒立振子式の副マスを用いることによって、高さを低くしたＴＭＤ方式の構造物の制振装置が開示されている。これにより、アームを長くすることなく長周期化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−１１３１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような制振装置では、副マスは一本のアームで支持されているため、副マスが移動不可能な方向の振動が付加されたような場合に、アームに過大な荷重が作用するおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明では、強度に優れた制振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、構造物に吊り下げられて揺動可能な振子状の主マスと、前記主マスの上方に設けられ、基端を前記構造物に回動自在に固定される支持体によって倒立して支持され、前記主マスと同方向に揺動可能な振子状の副マスと、前記主マスと前記副マスとを同期して揺動させるためのリンク部と、を備え、振動が付加されると、前記主マスと前記副マスとが前記リンク部によって同期して長周期に揺動することで、構造物の振動を低減可能な制振装置であって、前記支持体と前記副マスとは、前記主マスの揺動可能な方向と垂直に交差して前記主マスを跨ぐような門型の揺動枠を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、副マスは、基端を構造物に回動自在に固定される支持体によって倒立して支持され、支持体と副マスとは、主マスの揺動可能な方向と交差して設けられる門型の揺動枠を形成する。よって、副マスに移動不可能な方向の振動が付加されたような場合には、門型の揺動枠は変形しにくいため、支持体に過大な荷重が作用することを防止可能である。
【００１０】
したがって、強度に優れた制振装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る制振装置の正面図である。
【図２】図１における側面図である。
【図３】第１の実施の形態の変形例に係る制振装置の正面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る制振装置の正面図である。
【図５】図４における側面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る制振装置の正面図である。
【図７】図６における側面図である。
【図８】図６における並行リンク機構の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
以下、図１及び図２を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る制振装置１００について説明する。
【００１３】
制振装置１００は、直方体の枠状の本体１に揺動可能に吊り下げられる主マス１０と、主マス１０と同方向に揺動可能な倒立振子式の副マス２０と、主マス１０と副マス２０とを同期して揺動させるためのリンク部３０とを備える。制振装置１００は、主マス１０及び副マス２０の振動によって構造物に作用する力を利用して、構造物の振動を低減するものである。
【００１４】
構造物は、例えば高層ビルであり、制振装置１００は高層ビルの最上階や屋上など構造物の高い位置に設置される。
【００１５】
制振装置１００は本体１の内部に設けられるが、この態様に限られるものではなく、例えば本体１を設けずに、主マス１０を上階から吊り下げ、副マス２０をその下の階から倒立させるなど、構造物に固定されていればよい。
【００１６】
本体１は、直立する四本の柱２と、四本の柱２の上端を長方形状に連結する四本の梁３と、対向する一対の梁３の間を連結するように設けられる二本の梁４とを備える剛体である。
【００１７】
柱２は、四本とも同一の長さである。よって、梁３及び梁４は、床面５と平行に設けられる。
【００１８】
梁４は、主マス１０を吊り下げるために設けられる。梁４は、図１において手前側と奥側に、図１に現れている手前の梁３と平行になるように設けられる。
【００１９】
主マス１０を吊り下げるために梁４を設ける他にも、四本の梁３によって形成される長方形の枠を埋めるような天面を形成してもよい。また、本体１を構成する梁３から主マス１０を吊り下げる態様であってもよい。
【００２０】
本体１は、構造物の水平な床面５に強固に固定される。振動を低減するための制振装置１００による力は、本体１と床面５との固定部から構造物に伝達されるためである。
【００２１】
主マス１０は、長さの等しい四本のアーム１１で梁４から吊り下げられる平行振子状の直方体の錘である。主マス１０は、長手方向（図１で見て左右方向）に揺動可能である。以下、この方向を揺動可能方向という。
【００２２】
主マス１０は、高層ビルに設置される場合には、例えば質量が数１０トン程度のものから１００トン以上になるものまである。主マス１０は、積層された多数の鉄板で構成されるが、他にも鉄筋コンクリートで製作してもよく、さらに水などの液体が充填されたタンクのようなものであってもよい。
【００２３】
主マス１０と構造物との間には、主マス１０の振動を減衰するための減衰手段（図示省略）が設けられる。減衰手段は、制振装置１００がＴＭＤである場合にはダンパであり、制振装置１００がＡＭＤ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ：アクティブ質量ダンパ）である場合には振動を制御するためのアクチュエータである。アクチュエータは、例えば、油圧シリンダや電動シリンダなどのシリンダである。
【００２４】
主マス１０と構造物との間にシリンダが設けられる場合には、構造物には、加速度を検出するための加速度センサ又は変位を検出するための変位センサが設けられる。シリンダにはストロークを検出するためのストロークセンサが設けられ、加速度センサ又は変位センサからの信号とストロークセンサからの信号とによってシリンダの制御を行う。これにより、主マス１０の振動を制御することができる。
【００２５】
アーム１１は、継手１２を介して上端を梁４に回動自在に固定され、継手１３を介して下端を主マス１０に回動自在に固定される。アーム１１は、一本の梁４に対して二本ずつ配設される。
【００２６】
アーム１１は、図１における手前側と奥側の梁４で互いに同一の位置に固定され、主マス１０の上部の手前側と奥側とでも互いに同一の位置に固定される。主マス１０は平行振子であり、振動が加わっても主マス１０が傾斜することは無く、床面５との平行を維持しながら揺動する。
【００２７】
主マス１０が揺動したときには、図１において梁４，二本のアーム１１及び主マス１０によって形成されている長方形は、変形して平行四辺形になる。このとき、手前側の梁４，二本のアーム１１及び主マス１０で形成される平行四辺形は、奥側の梁４，二本のアーム１１及び主マス１０で形成される平行四辺形と常に合同である。
【００２８】
継手１２及び継手１３は、ピンを中心として主マス１０の揺動可能方向にのみアーム１１を回動可能にするピン継手である。継手１２，１３が設けられることによって、主マス１０は揺動可能方向に揺動し、図１で見て手前から奥の方向へと揺動することは不可能である。
【００２９】
副マス２０は、主マス１０の上方に重なるように設けられ、床面５から倒立して設けられる倒立振子式の錘である。副マス２０は、主マス１０と同方向に揺動可能である。つまり、副マス２０は、主マス１０の揺動可能方向に揺動可能である。
【００３０】
副マス２０は、例えば数１０トン程度の質量であり、主マス１０よりも小さな質量で形成される。副マス２０は、主マス１０と同様に積層された多数の鉄板で構成される。副マス２０は、支持体としての二本の柱２１によって床面５に対して揺動可能に支持される。
【００３１】
支持体として二本の柱２１を設けているが、この態様に限られるものでは無く、例えば門型の支持体を形成して、その上部に副マス２０を支持するような構成であってもよい。
【００３２】
柱２１は、継手２３を介して基端を床面５に回動可能に固定される。継手２３は、ピンを中心に揺動可能方向にのみ柱２１を回動可能にするピン継手である。これにより、振動が加わると副マス２０は継手２３のピンを支点として揺動可能方向に揺動する。
【００３３】
副マス２０は、二本の柱２１と一体として門型のラーメン構造である揺動枠２５を形成する。
【００３４】
揺動枠２５は、主マス１０の揺動可能な方向と交差し、主マス１０を跨ぐように設けられる。即ち、揺動枠２５は、主マス１０及び副マス２０の揺動可能な方向に対して垂直に設けられる。よって、揺動枠２５は、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向と同一の方向に、門型を維持したまま倒れ込むようにして揺動する。揺動枠２５は、副マス２０によって柱２１の上端が強固に固定されることによって変形しにくい構造になっている。
【００３５】
副マス２０は、柱２１が床面５に対して垂直な状態で、主マス１０と平行になるように設けられる。副マス２０は、床面５と垂直に直立しているときには水平であるが、振動が付加されて揺動したときには傾斜する。副マス２０は、継手２３を中心に回動する柱２１と一体に設けられるので、柱２１の傾斜角度が副マス２０の傾斜角度になるためである。
【００３６】
副マス２０の傾斜角は、移動量が小さいときと比べて、移動量が大きいときの方が大きくなる。このように、副マス２０は揺動して傾斜するため、主マス１０と副マス２０との間の距離は、副マス２０が最大限に移動したときにも主マス１０に衝突しない距離よりも大きく離しておく必要がある。
【００３７】
副マス２０は、リンク部３０を介して主マス１０と連係し、主マス１０と同期して揺動可能方向に揺動する。
【００３８】
リンク部３０は、主マス１０の上部であり、かつ副マス２０の下部に設けられる。リンク部３０は、副マス２０を支持する一対の柱２１間を連結する伝達梁２２と、伝達梁２２を挟持するように主マス１０に形成される一対の挟持部１４と、挟持部１４と伝達梁２２との双方に常時当接するように設けられる一対のローラ３１とを備える。
【００３９】
伝達梁２２は、副マス２０を支持する二本の柱２１の間を連結するように設けられる。伝達梁２２は、主マス１０と副マス２０との間に位置するように、揺動枠２５と一体に形成される。よって、伝達梁２２が柱２１を固定するため、揺動枠２５の強度は更に増すことになる。伝達梁２２は、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向に対して垂直に、かつ床面５と平行に形成される。この伝達梁２２が伝達部に該当する。
【００４０】
伝達梁２２は、副マス２０が揺動可能方向に揺動すると、揺動に伴って上下動をする。伝達梁２２は、柱２１と一体であり、継手２３を中心として回動するためである。
【００４１】
挟持部１４は、主マス１０の上部中央に凸状に一対形成される。二つの挟持部１４は、主マス１０の揺動可能方向に直列に並べて設けられる。挟持部１４は、伝達梁２２を挟持するように設けられ、伝達梁２２との間で相互に力を伝達するために設けられる。
【００４２】
挟持部１４は、直方体状の突起であり、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向に対して長手方向が垂直になるように形成される。挟持部１４を凸状に形成するのではなく、挟持部１４間の内側の面に相当する凹部を主マス１０の上部に形成してもよい。
【００４３】
挟持部１４は、主マス１０が揺動可能方向に揺動すると、揺動に伴って上下動をする。主マス１０は、継手１２を中心に回動するアーム１１に固定されているためである。
【００４４】
ローラ３１は、伝達梁２２と挟持部１４との間の摺動性を確保するために設けられる。ローラ３１は、伝達梁２２と挟持部１４との双方に回転自在に当接するように設けられる。具体的には、ローラ３１は、一対の挟持部１４と伝達梁２２との間に設けられ、伝達梁２２に回転可能に固定される。ローラ３１を伝達梁２２に固定せずに、挟持部１４に回転可能に固定してもよい。
【００４５】
ローラ３１は、一対の挟持部１４と外周面が当接するように設けられる。ローラ３１は、揺動に伴う主マス１０及び副マス２０の相対的な上下動に追従して回転する。
【００４６】
ローラ３１は、挟持部１４と伝達梁２２との間の摺動性を確保できればよいため、ローラ３１ではなく、例えば挟持部１４と伝達梁２２とを連結するユニバーサルジョイントなどであってもよい。また、ローラ３１を設けずに、挟持部１４及び伝達梁２２の互いに当接する面に、例えば樹脂加工など摺動性を良くするための表面加工を施してもよい。
【００４７】
リンク部３０が設けられる位置は、主マス１０の上部に限られるものでは無く、主マス１０の側部や下部であってもよい。
【００４８】
以下、制振装置１００の作用について説明する。
【００４９】
強風が構造物にぶつかることなどによって外力が作用すると、構造物は振動をする。制振装置１００にも振動が付加され、主マス１０は、リンク部３０を介して連係する副マス２０と同期して一体として揺動する。この主マス１０及び副マス２０の揺動によって、構造物の振動を低減することが可能である。
【００５０】
ここで、副マス２０の慣性力によって、制振装置１００の等価質量が増加し、等価剛性が低減するため、主マス１０と副マス２０との全体の固有周期は、主マス１０単体での固有周期よりも長くなる。よって、制振装置１００の固有周期は長周期化され、構造物の長周期振動を低減することが可能である。
【００５１】
以下では、制振装置１００に振動が付加されたときの具体的な動作について説明する。ここでは、主マス１０及び副マス２０が図１で見て右方向に揺動したときについて説明する。主マス１０及び副マス２０が左方向に揺動したときにも、同様の動作をする。
【００５２】
主マス１０は、右方向に移動すると共に、継手１２を中心とするアーム１１の回動に伴って上方に移動する。
【００５３】
副マス２０は、主マス１０と同期して右方向に移動し、副マス２０は、右方向に移動すると共に、継手２３を中心とする柱２１の回動に伴って下方に移動する。副マス２０と柱２１とは、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向と交差して設けられる門型の揺動枠２５を構成しているため、揺動枠２５の門型を維持したまま倒れ込むようにして揺動する。
【００５４】
以上より、主マス１０に形成される挟持部１４と副マス２０と一体に設けられる伝達梁２２とは、相対的に上下動する。具体的には、アーム１１及び柱２１が床面５に対して垂直である図１に示す状態で、挟持部１４と伝達梁２２との間の距離は最大であり、主マス１０及び副マス２０が大きく揺動するほど挟持部１４と伝達梁２２との間の距離は小さくなる。
【００５５】
このように、挟持部１４と伝達梁２２とは相対的に上下動するため、一対のローラ３１を介して互いに当接している。ローラ３１が設けられることによって、挟持部１４と伝達梁２２とが相対的に上下動しても摺動性を確保できる。
【００５６】
挟持部１４は、挟持部１４と伝達梁２２との相対的な上下動に伴ってローラ３１が移動する高さよりも高く形成しておく必要がある。また、主マス１０と副マス２０との間の距離は、主マス１０と副マス２０との相対的な上下動によって伝達梁２２が主マス１０に衝突しないだけの距離より大きく離しておく必要がある。
【００５７】
従来、副マスは一本の柱によって支持される倒立振子であったため、副マスが移動不可能な方向の力が付加されたような場合に、副マスの質量による過大な力が柱に作用するおそれがあった。
【００５８】
これに対して制振装置１００では、副マス２０は二本の柱２１で支持される。また、副マス２０と二本の柱２１とで、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向と交差する門型のラーメン構造の揺動枠２５を形成している。
【００５９】
ここで、副マス２０の移動不可能な方向に振動が作用して、副マス２０が移動不可能な方向に移動しようとすると、揺動枠２５には、門型の形状を変形させようとする力が作用する。しかし、門型のラーメン構造である揺動枠２５は、副マス２０によって柱２１の上端が強固に固定されているため変形しにくく、副マス２０が移動不可能な方向の力に対する剛性を確保できる。
【００６０】
また、従来は主マスに貫通穴を形成し、貫通穴に副マスを支持する柱を通過させていた。そのため、制振装置１００と同等の質量にしようとすると貫通穴の分だけ主マスの外形を大きく形成する必要があった。
【００６１】
これに対して制振装置１００では、副マス２０を支持する柱２１は主マス１０の外側を囲うように設置されるため、主マス１０に貫通穴を形成する必要がない。よって、貫通穴の加工コストが抑えられ、また、貫通穴を形成しない分だけ主マス１０を小型にすることが可能である。
【００６２】
また、従来の構造では、一本の柱で保持される副マスを単体で組み立てることは困難であり、また、副マスを支持する一本の柱は主マスに形成された貫通穴を通過するため、副マスを主マスと同時に組み立ててゆく必要があった。
【００６３】
これに対して制振装置１００では、主マス１０と副マス２０とを予め別々に組み立てることが可能であり、組み立て性が向上している。
【００６４】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００６５】
本発明では、副マス２０は、二本の柱２１によって支持され、柱２１と副マス２０とは、主マス１０及び副マス２０の移動可能方向と交差する門型のラーメン構造の揺動枠２５を形成する。よって、地震などによって副マス２０が移動不可能な方向の力が付加されたような場合にも、門型の揺動枠２５は、副マス２０によって柱２１の上端が強固に固定されていることで変形しにくいため、柱２１に過大な荷重が作用することを防止できる。したがって、強度に優れた制振装置１００を得ることができる。
【００６６】
ここで、制振装置１００は、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向（図１で見て左右方向）の振動に対してのみ振動を低減することが可能である。しかし、主マス１０を支持する継手１２，１３をユニバーサルジョイントに変更し、副マス２０が揺動可能な方向に対して垂直な方向（図１で見て前後方向）に揺動可能な副マスを更に設けることによって、任意の横方向から構造物に作用する横揺れを低減することが可能である。
【００６７】
以下では、図３を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る制振装置１００の変形例である制振装置１５０について説明する。
【００６８】
制振装置１５０は、主マス５０の長手方向に並ぶ複数の副マス６０，６１を備える点で制振装置１００とは相違する。制振装置１５０では、二つの副マス６０，６１が設けられるが、副マスを三つ以上設けてもよい。
【００６９】
副マス６０，６１の個数が増加すると、制振装置１５０の設置面積を大きくする必要がある。しかし、それぞれの副マス６０，６１の高さを抑えることが可能であるため、制振装置１５０の高さを低くすることができる。
【００７０】
主マス５０は、主マス１０と同様に、長さの等しい四本のアーム１１で梁４から吊り下げられる平行振子状の直方体の錘である。
【００７１】
副マス６０，６１は、副マス２０と同様に、継手６４，６５を介して下端を床面５に回動可能に固定される支持体としての柱６２，６３によって床面５から倒立して支持される倒立振子式の錘である。柱６２，６３は、それぞれ一対ずつ設けられる。
【００７２】
副マス６０，６１と柱６２，６３とは、揺動枠２５と同様に、それぞれ門型のラーメン構造の枠である揺動枠６８，６９を形成する。
【００７３】
継手６４，６５は、ピンを中心に揺動可能方向にのみ柱６２，６３を回動可能にするピン継手である。これにより、振動が付加されると、副マス６０，６１はそれぞれ継手６４，６５のピンを支点として揺動可能方向に揺動する。
【００７４】
副マス６０，６１は、柱６２，６３が床面５に対して垂直な状態で、主マス５０と平行になるように設けられる。副マス６０，６１は、床面５と垂直に直立しているときには水平であるが、振動が付加されて揺動したときには傾斜する。
【００７５】
副マス６０，６１は、リンク部７０，７１を介して主マス５０と連係しながら、主マス５０と同期して揺動可能方向に揺動する。
【００７６】
リンク部７０，７１は、主マス５０の上部であり、かつ副マス６０，６１の下部に設けられる。リンク部７０，７１は、副マス６０，６１を支持する一対の柱６２，６３間を連結する伝達梁６６，６７と、伝達梁６６，６７を挟持するように主マス５０に形成される挟持部５４，５５と、挟持部５４，５５に常時当接するように伝達梁に回転可能に固定される一対のローラ３１とを備える。
【００７７】
伝達梁６６，６７は、それぞれの揺動枠６８，６９を構成する二本の柱６２，６３の間を連結するように設けられる。伝達梁６６，６７は、主マス５０と副マス６０，６１との間に位置するように、揺動枠６８，６９と一体に設けられる。伝達梁６６，６７は、主マス１０及び副マス２０の揺動可能方向に対して垂直に、かつ床面５と平行に形成される。この伝達梁６６，６７が伝達部に該当する。
【００７８】
挟持部５４，５５は、主マス５０の上部に凸状に形成される。挟持部５４，５５は、主マス５０の揺動可能方向に直列に並んで形成される。挟持部５４，５５は、それぞれ伝達梁６６，６７を挟持するように設けられ、伝達梁６６，６７との間で力を伝達するために設けられる。
【００７９】
以上のように、制振装置１５０は複数の副マス６０，６１を備える。これにより、副マス６０，６１の質量の和の大きな副マスを設けた場合と同等の制振効果を得ることができる。また、副マス６０，６１を分割して設けることによって副マス６０，６１の高さを抑えることが可能である。
（第２の実施の形態）
以下、図４及び図５を参照しながら本発明の第２の実施の形態に係る制振装置２００について説明する。なお、以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００８０】
第２の実施の形態は、副マス２２０が平行振子式である点で、副マス２０が単振子式である第１の実施の形態と相違する。
【００８１】
副マス２２０は、床面５から倒立して設けられる平行振子式の錘である。副マス２２０は、互いに長さの等しい四本の柱２２１によって支持される。
【００８２】
柱２２１は、副マス２２０の長手方向両端（図４で見て左右両端）に、それぞれ手前側と奥側とに二本ずつ重なるように設けられる。柱２２１は、継手２２４を介して副マス２２０に回動自在に固定され、継手２２３を介して床面５に回動自在に固定される。これにより、振動が加わっても、副マス２２０は支点を中心として傾斜することは無く、床面５との平行を保ったまま揺動する。
【００８３】
継手２２３及び継手２２４は、ピンを中心に揺動可能方向にのみ柱２２１を回動可能にするピン継手である。継手２２３，２２４によって、副マス２２０は、揺動可能方向（図４で見て左右方向）に揺動する。副マス２２０は柱２２１によって揺動可能に支持されているため、長手方向への並進運動に加えて上下動をする。
【００８４】
副マス２２０は、四本の柱２２１のうち各々２本ずつを一体として、二つの門型の揺動枠２２５を形成する。本実施形態では揺動枠２２５は二つであるが、三つ以上であってもよい。
【００８５】
揺動枠２２５は、主マス１０の揺動可能な方向と交差し、主マス１０を跨ぐように設けられる。即ち、揺動枠２２５は、主マス１０及び副マス２２０の揺動可能な方向に対して垂直に設けられる。よって、揺動枠２２５は、主マス１０及び副マス２２０の揺動可能方向と同一の方向に、門型を維持したまま倒れ込むようにして揺動する。揺動枠２２５は、副マス２２０によって柱２２１の上端が固定されることによって変形しにくい構造になっている。
【００８６】
リンク部２３０は、主マス１０の上部であり、かつ副マス２２０の下部に設けられる。リンク部２３０は、副マス２２０の下部に形成される伝達突起２２２と、伝達突起２２２を挟持するように主マス１０に形成される一対の挟持部１４と、挟持部１４と伝達突起２２２との双方に常時当接するように設けられる一対のローラ２３１とを備える。
【００８７】
伝達突起２２２は、副マス２２０の下部中央に、主マス１０に向けて凸状に形成される。伝達突起２２２は、主マス１０及び副マス２２０の移動可能方向に対して垂直に形成される。伝達突起２２２は、主マス１０と副マス２２０との間で相互に力を伝達する。この伝達突起２２２が伝達部に該当する。
【００８８】
ローラ２３１は、伝達突起２２２と挟持部１４との間の摺動性を確保するために設けられる。ローラ２３１は、一対の挟持部１４と伝達突起２２２との間に設けられ、伝達突起２２２に回転自在に固定される。ローラ２３１の外周面は、挟持部１４に常時当接する。ローラ２３１は、揺動に伴う主マス１０及び副マス２２０の相対的な上下動に追従して回転する。
【００８９】
以下、制振装置２００の作用について説明する。
【００９０】
強風が構造物にぶつかることなどによって外力が作用すると、構造物は振動をする。制振装置２００にも振動が付加され、主マス１０は、副マス２２０と同期して一体として揺動する。この主マス１０及び副マス２２０の揺動によって、構造物の振動を低減することが可能である。
【００９１】
ここで、副マス２２０の慣性力によって、制振装置２００の等価質量が増加し、等価剛性が低減するため、主マス１０と副マス２２０との全体の固有周期は、主マス１０単体での固有周期よりも長くなる。よって、制振装置２００の固有周期は長周期化され、構造物の長周期振動を低減することが可能である。
【００９２】
ここで、制振装置２００における副マス２２０は平行振子式である。そのため、副マス２２０は床面５と平行な状態を保ったまま揺動可能方向に揺動する。このように、副マス２２０は傾斜することなく平行を維持したまま揺動するため、副マス２０が傾斜する制振装置１００と比べて、副マス２２０が平行移動する上下方向の範囲は小さくなる。よって、制振装置２００の高さを低くすることが可能である。
【００９３】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９４】
副マス２２０は平行振子式であるため、副マス２２０は傾斜することなく平行移動をする。よって、副マス２０が傾斜する制振装置１００と比べて、副マス２２０が平行移動する上下方向の範囲が小さくなる。したがって、制振装置２００の高さを低くすることが可能である。
（第３の実施の形態）
以下、図６から図８を参照しながら本発明の第３の実施の形態に係る制振装置３００について説明する。
【００９５】
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に副マス３２０は平行振子であるが、リンク部３３０が並行リンク機構である点で第１，第２の実施の形態と相違する。
【００９６】
まず、図６及び図７を参照しながらリンク部３３０の全体構成について説明する。
【００９７】
リンク部３３０は、主マス３１０を挟んで対称に一対設けられるが、ここでは図６に示されている一方のリンク部３３０についてのみ説明する。
【００９８】
リンク部３３０は、主マス３１０に形成されるリンク取付部３１８に設けられる二つの継手３１９と、副マス３２０に設けられる二つの継手３２９とを連結するように設けられる。リンク部３３０は、主マス３１０と副マス３２０との間で相互に力を伝達する。
【００９９】
主マス３１０は、下部から側方に凸状に形成されるリンク取付部３１８と、リンク取付部３１８に固定される二つの継手３１９とを備える。
【０１００】
リンク取付部３１８は、リンク部３３０を取付ける土台となる部分である。リンク取付部３１８は、主マス３１０と一体に形成され、副マス３２０との間で力の伝達を行う。
【０１０１】
継手３１９は、ピンを中心に一自由度の回転運動が可能なピン継手である。
【０１０２】
継手３２９は、副マス３２０の下面に固定される。継手３２９は、柱２１と回動自在に連結される継手２２４の内側に設けられる。柱２２１は、リンク部３３０の外側を通過する必要があるためである。継手３２９もまた、ピンを中心に一自由度の回転運動が可能なピン継手である。
【０１０３】
リンク部３３０は、主マス３１０に継手３１９を介して回動自在に連結される一対の並行リンク３３８と、副マス３２０に継手３２９を介して回動自在に連結される一対の並行リンク３３９と、並行リンク３３８，３３９の自由端同士を連結する一対の中央関節３３６と、一対の中央関節３３６同士を連結する中央リンク３３７とを備える。この並行リンク３３８，３３９が、それぞれ第１並行リンク，第２並行リンクに該当する。
【０１０４】
並行リンク３３８，３３９は、二つずつ設けられ、並行リンク３３８，３３９の自由端は、それぞれ中央関節３３６に接続される。並行リンク３３８，３３９は、同一の長さで形成されるため、中央リンク３３７を挟んで対称である。
【０１０５】
中央リンク３３７は、主マス３１０及び副マス３２０との水平を保ったまま長手方向に移動可能である。中央リンク３３７は、二つの中央関節３３６の間に設けられる。
【０１０６】
図６に示すように、一対の継手３２９と一対の中央関節３３６とによって、中央リンク３３７の上側に第１の平行四辺形Ａが形成される。また、一対の継手３１９と一対の中央関節３３６とによって、中央リンク３３７の下方に第２の平行四辺形Ｂが形成される。
【０１０７】
第１の平行四辺形Ａと第２の平行四辺形Ｂとは、並行リンク３３８，３３９の長さが等しいため、中央リンク３３７を対称軸として対称である。この二つの平行四辺形Ａ，Ｂは、主マス３１０及び副マス３２０が揺動したときにも、中央リンク３３７を対称軸として常に対称を維持したままである。そのため、主マス３１０と副マス３２０とが揺動する移動量は常に同一である。このように、制振装置３００は、主マス３１０と副マス３２０との揺動する移動量の比が１対１の場合でのみ使用可能である。
【０１０８】
次に、図８を参照しながら並行リンク機構の詳細な構成について説明する。
【０１０９】
一対の中央関節３３６は、それぞれ一方の中央関節３３６ａ，他方の中央関節３３６ｂである。中央関節３３６ａ，３３６ｂは、中央リンク３３７の両端部にそれぞれ溶接などによって強固に固定される。よって、中央関節３３６ａ，３３６ｂの間隔は常に一定である。
【０１１０】
一方の中央関節３３６ａは、並行リンク３３９の端部に設けられるギア３３６ｃと、並行リンク３３８の端部に設けられるギア３３６ｄとを内部に備えるギアボックスである。ギア３３６ｃとギア３３６ｄとは、互いに噛み合っている。ギア３３６ｃとギア３３６ｄとは、同期しながら反対方向に回転するため、中央リンク３３７と平行リンク３３８との角度は、中央リンク３３７と平行リンク３３９との角度と等しい。
【０１１１】
他方の中央関節３３６ｂは、並行リンク３３９の端部に設けられる継手３３６ｅと、並行リンク３３８の端部に設けられる継手３３６ｆとを備える。継手３３５ｅと継手３３６ｆとは、共にピンを中心に回転可能なピン継手である。中央関節３３６ｂに揺動可能に固定される並行リンク３３８，３３９は、中央関節３３６ａに揺動可能に固定される並行リンク３３８，３３９と常に平行を維持するように揺動する。よって、中央リンク３３７を対称軸として上下に対称な二つの平行四辺形Ａ，Ｂが形成される。
【０１１２】
以上より、副マス３２０の慣性力によって並行リンク３３９が揺動すると、ギア３３６ｃ，３３６ｄを介して並行リンク３３８に力が伝達される。並行リンク３３８は、中央リンク３３７を対称軸として並行リンク３３９と対称になるように揺動し、並行リンク３３８に伝達された力は主マス３１０に伝達される。よって、主マス３１０と副マス３２０との間でせん断力（水平方向の力）が伝達可能であり、副マス３２０の慣性力は主マス３１０に伝達される。
【０１１３】
以下、制振装置３００の作用について説明する。
【０１１４】
強風が構造物にぶつかることなどによって外力が作用すると、構造物は振動をする。制振装置３００にも振動が付加され、主マス３１０は、リンク部３３０を介して副マス３２０と同期して一体として揺動する。この主マス３１０及び副マス３２０の揺動によって、構造物の振動を低減することが可能である。
【０１１５】
ここで、副マス３２０の慣性力によって、制振装置３００の等価質量が増加し、等価剛性が低減するため、主マス３１０と副マス３２０との全体の固有周期は、主マス３１０単体での固有周期よりも長くなる。よって、制振装置３００の固有周期は長周期化され、構造物の長周期振動を低減することが可能である。
【０１１６】
ここで、制振装置３００では、主マス３１０と副マス３２０との間の力の伝達を並行リンク機構であるリンク部３３０を介して行う。そのため、ローラを介して力の伝達を行う第１，２の実施形態と比べて、摩擦部が存在しない分動作をスムーズにすることが可能である。
【０１１７】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【０１１８】
主マス３１０と副マス３２０との間の力の伝達を並行リンク機構であるリンク部３３０を介して行うため、摩擦部が存在しない分動作をスムーズにすることが可能である。
【０１１９】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【０１２０】
例えば、副マスは少なくとも一つ設けられていればよく、製作のしやすさ、制振装置の納まり、制振効果の向上などの各種観点から複数個の副マスを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明に係る制振装置は、高層ビルや橋梁などの構造物において振動を抑制するための制振装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  制振装置
１      本体
２      柱
３      梁
４      梁
５      床面
１０    主マス
１１    アーム
１２    継手
１３    継手
１４    挟持部
２０    副マス
２１    柱
２２    伝達梁
２３    継手
２５    揺動枠
３０    リンク部
３１    ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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