(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一組が、対向配置された少なくとも一対の板状弾性部材及びこの板状弾性部材の曲げにより板状弾性部材の板面に沿う剪断応力が内部に生じるように板状弾性部材の夫々に加硫接着により固く接合されて板状弾性部材の間に配置された粘弾性部材を具備してなる複数の組と、各組の一対の板状弾性部材の外周端を自由端として各組の一対の板状弾性部材を互いに間隔をもって支持するように、一端が各組の板状弾性部材のほぼ中央部に固着されており、他端が振動源に取付けられるようになっている取付部材とを具備しており、一の組の板状弾性部材と他の一の組の板状弾性部材とは、互いに異なる固有振動周期の振動を減衰するようになっている動吸振装置。
【請求項２】
板状弾性部材には、吸振すべき振動の周期を調節する重錘が取付けられている請求項１に記載の動吸振装置。
【請求項３】
板状弾性部材は円盤状に形成されており、取付部材の一端は、板状弾性部材のほぼ中心部に固着されている請求項１又は２に記載の動吸振装置。
【請求項４】
一対の板状弾性部材は、吸振すべき振動の周期を調節する板部材に挟まれている請求項１から３のいずれか一項に記載の動吸振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビル、集合住宅及び一般の住宅の床、橋梁並びに機械本体及びその基礎等の構造物の何等かの原因による強制的な振動を可及的速やかに減衰せしめる制振装置、いわゆる動吸振装置（ダイナミックダンパ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種動吸振装置は、一般に、コイルばね部材と、このコイルばね部材に連結された重錘と、この重錘の振動エネルギを吸収するエネルギ吸収装置と、振動減衰作動中における重錘の意図しない揺動を防止して重錘の本来の振動を案内する摺動案内部材とを具備している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの従来の動吸振装置は、上述の通り、重錘に対する摺動案内部材を具備するため、この摺動案内部材の重錘に対する案内面が十分に平滑でないと、重錘の振動が摺動案内部材を介して、摺動案内部材を支持する構造物に伝達される。この構造物は、多くの場合一般に、現に振動を減衰させようとする対象物であり、従って上述の場合この構造物に二次的振動を生じさせる場合がある。また摺動案内部材を具備している場合、加速度の小さい振動は重錘と摺動案内部材との間の摩擦抵抗力に打ち勝つことができず、その結果このような振動では重錘の振動エネルギがエネルギ吸収装置で吸収されることなしにそのまま摺動案内部材に伝達され、構造物に生じた加速度の小さい振動は結局効果的に減衰されないこととなる。また従来の動吸振装置では、上述の通り摺動案内部材を設けてなるため、広い設置場所を必要とし一般の住宅の床などには適用し難い。
【０００４】
加えて、振動においては多くの場合、それに伴って騒音が発生するが、従来の動吸振装置では、これを効果的になくすことが困難である。
【０００５】
本発明は前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、摺動案内部材を用いることなしに効果的に構造物の振動を減衰させることができ、加えて設置場所をそれ程必要としない上に、振動に伴う騒音をも低減し得る動吸振装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、一組が、対向配置された少なくとも一対の板状弾性部材及びこの板状弾性部材の曲げにより板状弾性部材の板面に沿う剪断応力が内部に生じるように板状弾性部材の夫々に加硫接着により固く接合されて板状弾性部材の間に配置された粘弾性部材を具備してなる組合せ体の複数の組と、各組の一対の板状弾性部材の外周端を自由端として各組の一対の板状弾性部材を互いに間隔をもって支持するように、一端が各組の板状弾性部材のほぼ中央部に固着されており、他端が振動源に取付けられるようになっている取付部材とを具備しており、一の組の板状弾性部材と他の一の組の板状弾性部材とは、互いに異なる固有振動周期の振動を減衰するようになっている動吸振装置によって達成される。
【０００７】
本発明の一つの好ましい例では、板状弾性部材には重錘が取付けられる。この重錘を取付けることにより本動吸振装置によって吸振し得る振動の周期を好ましく調整し得る。このような調整は、一対の板状弾性部材を挟みつける板部材によっても行い得る。
【０００８】
本発明の他の好ましい例では、板状弾性部材は円盤状に形成されており、取付部材の一端は、板状弾性部材のほぼ中心部に固着されている。
【０００９】
本発明における粘弾性部材としては、ウレタン系高分子材料、オレフィン系高分子材料、シリコン系高分子材料及びアスファルト等を混入せしめた高減衰ゴム等を例示し得るが、その他の部材でもよいのはもちろんである。ゴムを用いた粘弾性部材の場合は、板状弾性部材の曲げにより板状弾性部材の板面に沿う剪断応力が内部に生じるように板状弾性部材にこれを加硫接着により接合されるのが好ましい。一対の板状弾性部材と粘弾性部材との組合せ体を、いわゆる制振鋼板で具体化してもよいのはもちろんである。
【００１０】
本発明では、構造物に取り付けられる取付部材に一対の板状弾性部材と粘弾性部材との組合せ体を複数組設け、構造物が有する複数の固有振動周期の夫々を夫々が担当して減衰させるように一対の板状弾性部材と粘弾性部材との組合せ体の各組を形成する。ところで上記の組合せ体の例は、一対の板状弾性部材と粘弾性部材とからなる三層構造であるが、例えば板状弾性部材と粘弾性部材とを交互に配置して三層以上、即ち多層の板状弾性部材と粘弾性部材との組合せ体でもよいのはもちろんである。換言すれば、本発明では、少なくとも、対向配置された一対の板状弾性部材と、この板状弾性部材の間に配置された粘弾性部材とを各組の組合せ体が具備していればよいのである。
【００１１】
本発明では上述の通り、板状弾性部材は円盤状に形成されていることが好ましいのであるが、しかしこれに特に限定されず、正方形、長方形、楕円形等種々の形状であってもよい。そして粘弾性部材は、板状弾性部材の間の全体に亘って配置されている必要はなく、分散して配置されていてもよいのである。また吸振する振動周期を調整するために設けられる重錘も必ずしも板状弾性部材の周縁部に、また周縁部の全てに亘って配置する必要はなく、分散して、場合により周縁部以外の部分に配置して設けてもよいのである。
【００１２】
尚、本発明の動吸振装置に更に効果的な吸音効果をもたせる場合には、床等に対面する板状弾性部材の表面にフェルト等の吸音材をはりつけてもよく、或いは板状弾性部材のその表面を凹凸のある吸音面としてもよい。
【００１３】
【作用】
本発明の動吸振装置は取付部材を介して構造物、例えば住宅の床に取付けられる。しかして住宅の床が例えば人の歩行で振動させられると、取付部材を介してこの振動が対向配置された一対の板状弾性部材と粘弾性部材との組合せ体に伝達され、取付部材の一端を支点として一対の板状弾性部材の自由端側が床の固有振動数に対して位相をほぼ９０°ずらせて振動する。この振動に起因する板状弾性部材の曲げにより粘弾性部材の内部に剪断応力が板状弾性部材の板面に沿って生じ、この粘弾性部材の粘性剪断応力の発生により振動エネルギが可及的速やかに減衰される。また、この粘弾性部材の粘性剪断応力により、床の振動がおさまった後は、板状弾性部材の振動は速やかに減衰される。
【００１４】
以下本発明を、図面に示す好ましい具体例に基づいて説明する。これにより前記発明及び更に他の発明が明瞭となるであろう。尚、本発明はこれら具体例に何等限定されないのである。
【００１５】
【具体例】
図１において、本発明の動吸振装置１は、一例として、相互に対向配置された一対の板状弾性部材２及び３と、板状弾性部材２及び３の間に配置された粘弾性部材４と、板状弾性部材２及び３の外周端５を自由端として一対の板状弾性部材２及び３を支持するように、一端６がナット７を介して板状弾性部材２及び３に固着されており、他端８が構造体としての例えば住宅の床９の下面１０に取付けられた取付部材１１とを基本的に具備している。
【００１６】
板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４は、本例では、円盤状に形成されており、取付部材１１の一端６は、円盤状の板状弾性部材２及び３の中心部（支点）に固着されている。板状弾性部材２及び３の夫々の厚みｔ、支点から自由端までの距離すなわち半径ｒ、ならびに質量は、吸振しようとする振動の周期、即ち本動吸振装置１を適用する床９の固有振動周期に対して位相が９０°ずれるように設定され、一つの例として厚さ３ｍｍ、半径２５０ｍｍ、質量４．６ｋｇを例示し得る。
【００１７】
本例の粘弾性部材４は薄いゴム部材からなり、加硫接着によりその両表面１２及び１３は夫々板状弾性部材２及び３に固く接合されている。このように強く固く粘弾性部材４が板状弾性部材２及び３に接合されている結果、板状弾性部材２及び３の曲げにより粘性剪断応力が板状弾性部材の板面に沿って、即ちＡ方向に沿って粘弾性部材４の内部に生じるようになっている。
【００１８】
取付部材１１は本例では縮径部１４を有する棒状部、換言すれば円柱状部１５と、円柱状部１５に連結された基部１６と、円柱状部１５の先端に形成されたおねじ部１７とからなり、縮径部１４に板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４の夫々の貫通孔１８、１９及び２０が配置されており、おねじ部１７にナット７が螺着されてこれにより板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４は、しっかりと取付部材１１の一端６に固着されている。基部１６は、ねじ２１等を介して振動源としての床９に固定されており、こうして取付部材１１はその他端８で床９の振動面としての下面１０に取付けられている。尚、床９は一般に一つのみの固有振動周期を有するものではなく複数の振動モードを有し、従ってこのように形成されている本例の動吸振装置１はその吸振しようとする振動モードの腹が生じる床９の部位に配置される。
【００１９】
以下動作を説明すると、人の歩行などにより床９にＢ方向の振動が生じると、この振動は取付部材１１を介して板状弾性部材２及び３に伝達され、板状弾性部材２及び３は、図２に示すように取付部材１１の一端６を支点としてＣ方向に位相が９０°ずれて振動し、この振動で板状弾性部材２及び３に曲げが生じる。板状弾性部材２及び３のこの曲げにより粘弾性部材４の内部に粘性剪断応力が板状弾性部材２及び３の板面に沿って、即ちＡ方向に沿って生じ、粘弾性部材４の粘性剪断応力の発生により板状弾性部材２及び３の振動エネルギ、延いては床９の振動エネルギが可及的速やかに減衰され、その結果床９の振動は直ちになくなることとなる。
【００２０】
尚、本例のように円盤状の板状弾性部材２を用いる場合には、円盤状の板状弾性部材２が床９に生じた振動音に対する反射板として機能する結果、遮音効果をも期待し得ることとなる。加えて床９に生じる振動の結果発生する音と、板状弾性部材２及び３の振動の結果発生する音との位相が、動吸振装置１から離れた位置で逆相となるように床９と板状弾性部材２との距離Ｌを設定すると、換言すれば取付部材１１の長さを選択すると、動吸振装置１は消音機能をももつこととなり、上述の遮音効果と相乗して床９の振動音を効果的に少なくし得る。すなわち、板状弾性部材２の板面が床９の下面１０に対面すると共に、床９の下面１０から板状弾性部材２までの距離Ｌが床９の下面１０の振動で生じる振動音との関連で設定された値になるように、取付部材１１が形成されると、動吸振装置１は消音機能と遮音効果とをもつことになり床９の振動音を効果的に少なくし得る。
【００２１】
ところで上記例の動吸振装置１では、板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４の厚さ、半径ｒ、質量等により吸振しようとする振動モードに合わせたが、図３及び図４に示すようにこれらに加えて円環状の重錘４１及び４２を板状弾性部材２及び３の外周端５に取付けて、これにより吸振しようとする振動モードで動作するように調節して動吸振装置５０を構成してもよい。
【００２２】
また図５及び図６に示すように、本発明では板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４に扇形の空所６１、６２及び６３を有した動吸振装置６４でもよく、このような空所６１、６２及び６３を形成した動吸振装置６４では、振動有効質量が増し、好ましい場合がある。尚、板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４の全てにこのような空所６１、６２及び６３を設けることなく、例えば板状弾性部材２及び３又は粘弾性部材４のいずれか一方のみにこのような空所を設けるようにしてもよい。
【００２３】
更に図７に示すように取付部材１１に挿着された一対の所望の径をもった剛性の板部材７１及び７２でもって固く板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４を挟みつけて動吸振装置７３を形成してもよく、このように一対の板部材７１及び７２を用いることによって、支点から自由端までの距離を調整し、動吸振装置７３で吸振することができる振動の周期を調節することができる。
【００２４】
上記は、板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４からなる組合せ体の一組を取付部材１１に装着した基本的な例であり、本発明の一例は、図８に示すように夫々径の異なる板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４からなる組合せ体の三組をスペーサ８１及び８２により間隔をもって取付部材１１に装着して、動吸振装置８３を形成する。本例のようにすると、一つの動吸振装置８３で異なる複数の固有振動周期の振動を一挙に減衰せしめることができる。尚、動吸振装置８３では、板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４の径を異ならせて異なる複数の固有振動周期の振動を減衰せしめるようにしたが、これに代えて板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４からなる組合せ体の三組において、その厚み又はその質量を変えるか、前述の重錘４１及び４２又は板部材７１及び７２を設けて異なる複数の固有振動周期の振動を一つの動吸振装置で減衰せしめるようにしてもよいのである。
【００２５】
また図９に示すように板状弾性部材２及び３並びに粘弾性部材４の夫々に放射方向に伸びるスリット９１を複数形成して動吸振装置９２を形成してもよく、このようにすることにより、固有振動数の調整も可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、取付部材の一端を支点とする一対の板状弾性部材の自由端側の振動に起因する板状弾性部材の曲げにより粘弾性部材の内部に板状弾性部材の板面に沿う剪断応力を生じさせ、この粘弾性部材の剪断応力の発生により振動エネルギを可及的速やかに減衰させるものであるため、摺動案内部材を用いることなしに効果的に振動を減衰させることができ、加えて設置場所をそれ程必要としない上に、振動に伴う騒音をも効果的に低減し得る。しかも、本発明によれば、少なくとも一対の板状弾性部材と粘弾性部材との組を複数組具備し、一の組の板状弾性部材と当該一の組の板状弾性部材と間隔をもって取付部材に支持された他の一の組の板状弾性部材とが、互いに異なる固有振動周期の振動を減衰するようになっているために、一つの動吸振装置で異なる複数の固有振動周期の振動エネルギを一挙に可及的速やかに減衰せしめることができ、粘弾性部材が板状弾性部材の夫々に加硫接着により固く接合されているために、板状弾性部材の板面に沿う剪断応力を粘弾性部材の内部に確実に生じさせることができ、上記の効果と相俟って振動エネルギを可及的速やかに減衰せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい一具体例の側面図である。
【図２】図１に示す具体例の動作説明図である。
【図３】本発明の好ましい他の具体例の側面図である。
【図４】図３に示す具体例の底面図である。
【図５】本発明の好ましい更に他の具体例の底面図である。
【図６】図５に示す具体例のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の好ましい第４の具体例の側面図である。
【図８】本発明の好ましい第５の具体例の側面図である。
【図９】本発明の好ましい第６の具体例の底面図である。
【符号の説明】
１  動吸振装置
２  板状弾性部材
３  板状弾性部材
４  粘弾性部材
９  床
１１  取付部材
【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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【図９】
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