(57)【要約】【課題】本発明は、狭小な設置箇所に容易に設置でき、制振能力に優れ、固有振動数や減衰力の調整も簡略な薄型制振装置を提供する。【解決手段】本発明の薄型制振装置２０は、ＯＡフロア等に設置される四角枠状の薄型のベースフレーム１と、このベースフレーム１上で軸受５により支持したトーション軸７により一端側が回動可能に支持された角柱体２、２と、この角柱体２、２に取り付けた板体２ａとからなる固定マスと、該固定マスにおける板体２ａに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマス３と、ベースフレーム１と固定マスにおける角柱体２との間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパ４と、板体２ａの他端下部とベースフレーム１の他端との間に弾性力を調整可能に、且つ、脱着可能に配置したコイルバネ９とを有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象箇所に設置される薄型のベースフレームと、
このベースフレーム上で軸受により支持したトーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マスと、
当該固定マスに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、
前記ベースフレームと固定マスとの間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、
を有することを特徴とする薄型制振装置。
【請求項２】
制振対象箇所に設置される薄型のベースフレームと、
このベースフレーム上で軸受により支持したトーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マスと、
当該固定マスに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、
前記ベースフレームと固定マスとの間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、
前記固定マスの他端下部とベースフレームとの間に脱着可能に配置した弾性体と、
を有することを特徴とする薄型制振装置。
【請求項３】
制振対象箇所に設置される四角枠状の薄型のベースフレームと、
このベースフレーム上で一対の軸受により支持した一対のトーション軸により一端側が各々回動可能に支持された一対の角柱体と、この一対の角柱体に取り付けた平面四角板状の板体とからなる固定マスと、
当該固定マスにおける板体に対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、
前記ベースフレームと、固定マスにおける一対の角柱体との間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、
前記固定マスにおける板体の他端下部とベースフレームの他端との間に弾性力を調整可能に、且つ、脱着可能に配置した弾性体と、
を有することを特徴とする薄型制振装置。
【請求項４】
前記トーション軸を軸受に設けたクランプ機構により調整し、トーション軸により支持する前記固定マスの傾きを調整可能としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の薄型制振装置。
【請求項５】
薄型のベースフレームと、このベースフレーム上で軸受により支持したトーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マスと、当該固定マスに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、前記ベースフレームと固定マスとの間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、を有する薄型制振装置を、制振対象箇所に所要数列設配置したことを特徴とする制振システム。
【請求項６】
薄型のベースフレームと、このベースフレーム上で軸受により支持したトーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マスと、当該固定マスに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、前記ベースフレームと固定マスとの間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、前記固定マスの他端下部とベースフレームとの間に脱着可能に配置した弾性体と、を有する薄型制振装置を、制振対象箇所に所要数列設配置したことを特徴とする制振システム。
【請求項７】
四角枠状の薄型のベースフレームと、このベースフレーム上で一対の軸受により支持した一対のトーション軸により一端側が各々回動可能に支持された一対の角柱体と、この一対の角柱体に取り付けた平面四角板状の板体とからなる固定マスと、当該固定マスにおける板体に対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、前記ベースフレームと、前記固定マスにおける一対の角柱体との間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、前記固定マスにおける板体の他端下部と前記ベースフレームの他端との間に弾性力を調整可能に、且つ、脱着可能に配置した弾性体と、を有する薄型制振装置制振対象箇所に所要数列設配置したことを特徴とする制振システム。
【請求項８】
前記トーション軸を軸受に設けたクランプ機構により調整し、トーション軸により支持する前記固定マスの傾きを調整可能としたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の制振システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型制振装置及び制振システムに関し、詳しくは、ＯＡフロア等の制振対象箇所の下部の狭小スペースに置くだけの簡単施工で制振対象箇所に作用する振動を低減することができる薄型制振装置及び該薄型制振装置を用いた制振システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＯＡフロア等においては、歩行時やＯＡ機器稼動時に発生する床振動が問題となる場合がある。このような場合、ＯＡフロアの床下に制振装置を配置し、床振動防止対策を行うのが通常である。
【０００３】
床振動防止対策として用いられる従来の制振装置は、床下の梁を利用して設置するものがほとんどであった。しかも、その重量は、例えば一般的なオフィスビルの床におけるような場合には、１スパン当たり１〜２トン程度必要となるために、非常にサイズが大きい上に、設置のために重機が必要となる等施工上の問題も大きかった。
【０００４】
例えば、建物施工後に振動問題が発生した場合には、天井等の構造物を撤去し重量物を吊り上げ設置するという大規模な工事が必要であり、規模、費用の観点で大きな負担となっていた。
このように、建築後に制振装置を設置することは、大規模な改造工事が必要となり現実的ではなかった。
【０００５】
一方、新築のオフィスビルの躯体工事時においても制振装置の設置にかかる手間、コストは相当のもので、工程に影響が及ぶ場合があった。
【０００６】
特許文献１には、共通の支持部材から複数のバネ部材を延出し、複数のバネ部材の先端にそれぞれ重りを取り付けてこれらを揺動自在に片持ち支持し、更に重りの揺動を減衰するための減衰部材を取り付けることにより構成した動吸振器が提案されている。
【０００７】
しかし、この特許文献１の場合、各種の設置対象箇所に最適となるようなバネ部材のバネ定数、重りの重量、減衰部材の減衰係数の算出、更には、これら各要素の設計、製作が煩雑になるという問題を包含している。
【０００８】
非特許文献１には、ＯＡフロア内に収まる制振装置として、板バネ、コイルバネ、オイルダンパを組み合わせ、高さ６０ｍｍ程度に構成したものが開示されている。
すなわち、この制振装置は、振動質量を４個のコイルバネで支持し板バネの枚数を変えることで固有振動数の調整を行っている。振動の減衰は、オイルダンパのシリコンオイル等の粘性体に抵抗板を挿入することにより行うように構成している。
【０００９】
しかし、非特許文献１に開示された制振装置の場合、通常、抵抗板を上下させ粘性体との接触面積を変えることにより減衰力の調整を行うが、装置高さが低いため抵抗板を上下できず、減衰力の調整が難しいこと、振動の減衰のために粘性体を使用しているため、傾けたり、輸送したりする際に液漏れの恐れがありハンドリングが悪いこと、固有振動数の調整を板バネの枚数を変えることによって行っているため固有振動数を段階的にしか調整できないこと、更に、板バネを重ねる構成物であるために板バネ間に摩擦が発生し性能が低下すること等の問題を包含している。
【特許文献１】特開平９−１１９４１７号公報
【非特許文献１】建築技術２００４年１１月号「制振装置による対応事例」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、狭小な設置箇所、配置箇所に容易（簡易）に設置でき、ハンドリング性が良く、制振能力に優れ、固有振動数や減衰力の調整も簡略な制振装置が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、薄型制振装置は、制振対象箇所に設置される薄型のベースフレームと、このベースフレーム上で軸受により支持したトーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マスと、該固定マスに対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、前記ベースフレームと固定マスとの間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、薄型で狭小スペースの制振対象箇所に設置することによって、トーション軸により一端側が回動可能に支持された固定マス及びチューニングマスにより振動発生時の制振を行う装置を提供できる。
また、従来は納品時の固有振動数の調整作業に大きな労力が掛かっていたが、チューニングマスの取り付け位置の調整により固有振動数の調整も容易に実行できる。
取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパにより減衰作用を発揮させ、且つ、その調整も容易にできる薄型制振装置を提供できる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、固定マスの他端下部とベースフレームとの間に弾性体を備えていることから、固有振動数の調整範囲の拡大を図ることができる薄型制振装置を提供できる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、固定マスとして一対の角柱体と板体を用い、板体にチューニングマスを取り付けた構成で請求項２記載の発明と同様な効果を奏する薄型制振装置を提供できる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、上述した各発明の薄型制振装置において、トーション軸を軸受に設けたクランプ機構により調整し、トーション軸により支持する固定マスの傾きを容易に調整することが可能となる。
【００１６】
請求項５乃至８記載の発明によれば、上述した各発明の薄型制振装置を制振対象箇所に所要数列設配置することによって、請求項１乃至３の薄型制振装置を用い、制振対象箇所における耐重量が大きい各制振システムを構築できる。この場合、トーション軸を軸受に設けたクランプ機構により調整することで、トーション軸により支持する固定マスの傾きを容易に調整することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、狭小な設置箇所に容易に設置でき、ハンドリング性が良く、制振能力に優れ、固有振動数や減衰力の調整も簡略な薄型制振装置を提供するという目的を、制振対象箇所に設置される四角枠状の薄型のベースフレームと、このベースフレーム上で一対の軸受により支持した一対のトーション軸により一端側が各々回動可能に支持された一対の角柱体と、この一対の角柱体に取り付けた平面四角板状の板体とからなる固定マスと、該固定マスにおける板体に対して取り付け位置を調整可能に取り付けたチューニングマスと、前記ベースフレームと、固定マスにおける一対の角柱体との間に取り付け位置を調整可能に取り付けた粘弾性ダンパと、前記固定マスにおける板体の他端下部とベースフレームの他端との間に弾性力を調整可能に、且つ、脱着可能に配置した弾性体と、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１８】
以下に、本発明の実施例に係る薄型制振装置について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施例において、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向を図１に示すように定義して以下の説明を行う。
【００１９】
図１、図２に示す本実施例に係る薄型制振装置２０は、建物床、例えばＯＡフロアの床２１とその下方のスラブ２２との間の狭小な箇所に設置される薄型直方体状を呈するように形成したベースフレーム１を有している。
【００２０】
このベースフレーム１は、図１において右側でＹ方向に配置した基底フレーム１ａと、図１において左側でＹ方向に配置した端部フレーム１ｂと、図１において上側、下側においてＸ方向に平行配置され、前記基底フレーム１ａ、端部フレーム１ｂ間を各々連結する連結フレーム１ｃ、１ｄとを具備し、これら全体として四角枠状を呈するように構成している。
【００２１】
前記基底フレーム１ａ上には、Ｙ方向に所定の間隔を隔て一対の軸受５、５が配置され、一対の軸受５、５に各々トーション軸７、７を取り付けている。
【００２２】
また、前記連結フレーム１ｃ、１ｄの近傍には、一対の角柱体２、２を前記連結フレーム１ｃ、１ｄと同じくＸ方向に平行配置し、これら一対の角柱体２、２の一端側を各々前記基底フレーム１ａ上に載置している。
更に、一対の角柱体２、２の他端側を前記端部フレーム１ｂの近傍に臨ませている。
【００２３】
前記一対の角柱体２、２の下部には、図１、図３に示すように、平面四角板状の板体２ａを配置し、この板体２ａの図１において上部及び下部を前記一対の角柱体２、２に一体的に取り付けている。また、板体２ａの一端側を前記基底フレーム１ａの近傍に臨ませ、その他端側は一対の角柱体２、２の他端側と同一端面となるようにしている。前記一対の角柱体２、２と、板体２ａとにより、固定マスを構成するようになっている。
【００２４】
基底フレーム１ａ上に配置した軸受５、５に取り付けたトーション軸７、７の突出端を、前記一対の角柱体２、２の一端側近傍の側壁部に各々嵌着し、これにより、一対の角柱体２、２及び板体２ａからなる固定マスをトーション軸７、７を支軸として図３に示す矢印方向（Ｚ方向）に回動可能としている。
【００２５】
また、前記軸受５は、図５に示すように、トーション軸７の軸方向に沿ったスリット５ａを有するとともに、このスリット５ａを垂直上下方向に貫くように形成したネジ孔５ｂにボルト６を螺合し、このボルト６を締め付け調整することでトーション軸７を介して前記固定マスの傾き調整を可能としている。
【００２６】
前記一対の角柱体２、２及び板体２ａからなる固定マス上には、図１、図３及び図４に示すように、薄型直方体状に形成された固有振動調整用のチューニングマス３をＸ方向に移動可能に配置している。すなわち、チューニングマス３のＹ方向寸法は、前記一対の角柱体２、２の対向する側壁間の寸法よりも僅かに小さい寸法に設定され、一対の角柱体２、２の対向する側壁面によりガイドされてＸ方向に移動可能となっている。
【００２７】
また、前記板体２ａの中央部には、Ｘ方向に所定間隔をもってネジ孔２ｂが多数穿設されるとともに、前記チューニングマス３の中央部には所定の間隔で２個のチューニングボルト１１、１１がこのチューニングマス３を下方に貫くように配置され、２個のチューニングボルト１１、１１の前記板体２ａに設けた多数のネジ孔２ｂに対する螺合位置を変えることで、チューニングマス３の板体２ａへに対する取り付け位置をＸ方向で種々変更し、これにより、振動発生時の固有振動数を連続的に調整可能としている。
【００２８】
更に、上述した固定マス及びチューニングマス３の前記トーション軸７、７を支軸とした図３に示す矢印方向（Ｚ方向）の回動により振動発生時の制振作用を発揮させるようになっている。
【００２９】
前記板体２ａの他端近傍には、図１、図３に示すように、Ｙ方向に例えば８個の調整ボルト８を列設している。各調整ボルト８は板体２ａをＺ方向に貫くように設けたネジ孔に螺合され、且つ、この調整ボルト８の下端を前記端部フレーム１ｂ上に配置した弾性体、例えば小形のコイルバネ９に当接させて調整ボルト８のねじ込み位置を調整することで、このコイルバネ９の固定マスに作用する弾力を調整可能としている。
【００３０】
この結果、前記コイルバネ９は前記トーション軸７と合成されるバネ作用を発揮するとともに、前記調整ボルト８のねじ込み位置の調整により固有振動数の調整範囲をより拡大し得るようにしている。
【００３１】
また、前記調整ボルト８をネジ孔から上方に離脱させることで、コイルバネ９をネジ孔の上方へ取り出したり、新たなコイルバネ９と交換したりすることが可能となっている。
【００３２】
前記連結フレーム１ｃ、１ｄと、一対の角柱体２、２との間には、図１、図２に示すように、各々減衰力調整用の粘弾性ダンパ４、４を位置調整可能に配置している。すなわち、一対の角柱体２、２には、その上面に多数のネジ孔１２ａをＸ方向に列設した受板１２、１２が添設され、前記粘弾性ダンパ４、４の一対の角柱体２、２側の各端面には、前記受板１２、１２のネジ孔１２ａに螺合するための２個の取付ボルト１３を配置したＬ形状の取付板１４を設け、前記粘弾性ダンパ４、４の連結フレーム１ｃ、１ｄ側の各端面には、一対のネジ１６、１６がＹ方向から螺合される当接板１５、１５を設けている。
【００３３】
更に、前記連結フレーム１ｃ、１ｄには、図２に示すように、各々Ｘ方向に長穴１７を穿設し、この長穴１７に前記ネジ１６を挿通し当接板１５、１５に締め付けることで、粘弾性ダンパ４、４を連結フレーム１ｃ、１ｄに取り付けるようになっている。
【００３４】
而して、前記当接板１５の長穴１７に沿った位置変更と、前記取付板１４における２個の取付ボルト１３の前記受板１２に設けたネジ孔１２ａに対する螺合位置の変更とによって、前記粘弾性ダンパ４、４のトーション軸７、７からの距離を変更し、これにより、前記粘弾性ダンパ４、４の固定マスに対する減衰力を調整可能としている。
【００３５】
上述した薄型制振装置２０の寸法は、ＯＡフロア床２１のスペースに適応した寸法を設定することができる。
例えば、幅Ｗ５００ｍｍ×奥行Ｄ５００ｍｍ×高さＨ５０〜６０ｍｍ程度に設定している。
【００３６】
また、上述した薄型制振装置２０の構成に、更に減衰特性の向上を図るべくダンパー等の減衰装置を付加する構成を採用することも可能である。
【００３７】
次に、上述した本実施例に係る薄型制振装置２０の振動発生時における制振動作について説明する。本実施例の薄型制振装置２０は、所定の制振及び減衰性能を発揮するために必要な剛性と減衰のチューニング作業を簡便にできるという特徴を有している。
【００３８】
具体的には、薄型制振装置２０は、既述したように、ＯＡフロアの床２１の下部に設置されたベースフレーム１上に軸受５を介して取り付けられたト−ション軸７を支軸として前記固定マスの一端が取り付けられ、当該固定マス上にチューニングマス３が位置変更可能に取り付けられ、更に、ベースフレーム１と固定マスを構成する角柱体２との間に粘弾性ダンパ４を位置変更可能に設けたものである。
また、前記固定マスの他端に配置した調整ボルト８の下端を端部フレーム１ｂ上に配置したコイルバネ９に当接させ、調整ボルト８のねじ込み位置を調整することで、このコイルバネ９の固定マスに作用する弾力を調整するようにしている。
【００３９】
従って、前記２個のチューニングボルト１１、１１の板体２ａに設けた多数のネジ孔２ｂに対する螺合位置を変えることによって、チューニングマス３の板体２ａに対する取り付け位置をＸ方向で種々変更することで、振動発生時の固有振動数を連続的に調整（チューニング）することができる。
【００４０】
また、前記固定マスとチューニングマス３は、トーション軸７を支軸として上下方向に回動し、制振効果を発揮する。更に、前記コイルバネ９は、前記トーション軸７と合成されるバネ作用を発揮し、この場合、前記調整ボルト８のねじ込み位置の調整により固有振動数の調整範囲をより拡大し得る。
【００４１】
また、前記粘弾性ダンパ４の取り付け位置を変更し、トーション軸７からの距離を変えることで、前記粘弾性ダンパ４の固定マスに対する減衰力を容易に調整することができる。
【００４２】
更に、前記調整ボルト８をネジ孔から上方に離脱させることで、コイルバネ９をネジ孔の上方へ取り出したり、新たなコイルバネ９と交換したりすることが可能であるという効果も奏する。
【００４３】
本実施例に係る薄型制振装置２０は、上述した如く液体を使用しないことから液漏れ等を起こさず、ハンドリング性も良く、固有振動数の調整を広範囲に、且つ、連続的に実行でき、減衰力の調整も簡単に実行でき、従来例のような摩擦等がほとんど発生せず高性能を確保できるという総括的効果を発揮する。
【００４４】
また、このような薄型制振装置２０によれば、既述したような寸法設定とすることで例えばＯＡフロアの懐（床２１の下部）等の狭小スペース（スペースの高さが例えば５０〜６０ｍｍ程度）への設置が可能となる。従って、ＯＡフロアの床２１の一部を外し、その空間に薄型制振装置２０を配置するだけという極めて簡略な施工でＯＡフロアの振動防止対策が可能となり、施工面で極めて有効な効果を発揮する。
【００４５】
更に、設計段階において想定していた床振動性能が、施工のばらつき等の理由や、設計時に想定していなかったことが原因で満たされない場合にも、本実施例の薄型制振装置２０によれば簡単に振動環境を改善すること可能である。
【００４６】
更にまた、設計者の立場では、万一竣工後に振動問題が発生した場合にも、短期間での振動対策が可能となり、大胆な経済設計の提案が可能となり、大幅なコスト低減の可能性が開ける。
【００４７】
このように本実施例の薄型制振装置２０は、建物竣工後は勿論のこと、設計施工段階にも極めて有益な効果を奏するものである。
【００４８】
次に、本実施例の薄型制振装置２０を複数使用した制振システムについて図６を参照して説明する。
【００４９】
日本機械学会論文集「多重吸振器の最適設計法」（１９９６年９月、６２巻６０１号、背戸一登ほか）等により、制振装置に用いられる総質量が等しい場合、制振装置を単体として用いるよりも複数に分割して個々の固有振動数を異ならせた方が、振動低減効果が高いことが知られている。
【００５０】
既述した本実施例の薄型制振装置２０は、ＯＡフロア（５００×５００ｍｍが一般的）の懐に収納できるサイズとしているため、その寸法は最大でも幅５００×奥行５００×高さ６０ｍｍ程度の寸法となり、この薄型制振装置２０の質量部分に鉄を使用した場合、耐重量１００ｋｇ程度が限界となる。
【００５１】
このため、図６に示すように、前記薄型制振装置２０を制振対象箇所３１の床下に例えば１０台縦横に並べた制振システム３０とすることで、耐重量１トン程度とすることができる。この場合に、薄型制振装置２０個々の固有振動数を前記チューニングマス３の位置変更等によって異ならせることで、特別な工夫を施すことなく当該床の振動低減効果を高めることが可能になる。前記薄型制振装置２０の設置個数は、制振対象箇所３１の規模、重量に応じて適宜選定できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、上述した場合の他、家屋、ビル、橋梁、ダム等の構造物、精密機器等の制振台その他各種の制振対象箇所に幅広く応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例に係る薄型制振装置の平面図である。
【図２】本実施例に係る薄型制振装置の正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本実施例に係る薄型制振装置の軸受及びトーション軸を示す拡大断面図である。
【図６】本実施例に係る薄型制振装置を複数個使用した制振システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ベースフレーム
１ａ  基底フレーム
１ｂ  端部フレーム
１ｃ  連結フレーム
１ｄ  連結フレーム
２    角柱体
２ａ  板体
２ｂ  ネジ孔
３    チューニングマス
４    粘弾性ダンパ
５    軸受（クランプ）
５ａ  スリット
５ｂ  ネジ孔
６    ボルト
７    トーション軸
８    調整ボルト
９    コイルバネ
１１    チューニングボルト
１２    受板
１２ａ  ネジ孔
１３    取付ボルト
１４    取付板
１５    当接板
１６    ネジ
１７    長穴
２０    薄型制振装置
２１    床
２２    スラブ
３０    制振システム
３１    制振対象箇所
【図１】
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【図２】
2006342879.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006342879.tif 000006
【図５】
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【図６】
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