(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象物に固定された上部構造部と、
前記上部構造部から吊られた第１質量体と、
前記制振対象物に固定された下部構造部と、
前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、
前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、
前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、
前記第１質量体に搭載可能であるとともに、前記第２質量体に搭載可能な調整用質量体と、を備え、
前記第１質量体と前記第２質量体との間に前記鉛直方向に配置されたダンパーを備え、
前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、復元力を生じさせる積層ゴムである
ことを特徴とする制振システム。
【請求項２】
制振対象物に固定された上部構造部と、
前記上部構造部から吊られた第１質量体と、
前記制振対象物に固定された下部構造部と、
前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、
前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、
前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、
前記第１質量体に搭載可能であるとともに、前記第２質量体に搭載可能な調整用質量体と、を備え、
前記第１質量体と前記第２質量体との間に前記鉛直方向に配置されたダンパーを備え、
前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、復元力を生じさせ、
前記第１質量体は、上方へ突出する突出部を有し、前記突出部の上部において前記連結部材を介して前記第２質量体と連結される
ことを特徴とする制振システム。
【請求項３】
請求項２に記載の制振システムであって、
前記連結部材は、積層ゴムであることを特徴とする制振システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の制振システムであって、
前記第１質量体は、前記第２質量体を囲繞することを特徴とする制振システム。
【請求項５】
請求項４に記載の制振システムであって、
前記上部構造部は、内部空間の上部が狭くなるアーチ形状である
ことを特徴とする制振システム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の制振システムであって、
前記ダンパーは、前記第１質量体と前記第２質量体との前記鉛直方向の相対速度が小さいときに減衰係数が大きくなり、前記相対速度が大きいときに前記減衰係数が小さくなることを特徴とする制振システム。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の制振システムであって、
前記第２質量体は、前記第１質量体を囲繞することを特徴とする制振システム。
【請求項８】
制振対象物に固定された上部構造部と、
前記上部構造部から吊られた第１質量体と、
前記制振対象物に固定された下部構造部と、
前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、
前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、
前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、を備え、
前記第１質量体と前記第２質量体との間に前記鉛直方向に配置されたダンパーを備え、
前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、復元力を生じさせる制振システムの調整方法であって、
前記第１質量体と前記第２質量体との間で調整用質量体を移し替えることによって、制振システムの周期の調整を行うことを特徴とする制振システムの調整方法。
【請求項９】
請求項８に記載の制振システムの調整方法であって、
前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、鉛直方向の抵抗力を生じさせる積層ゴムであることを特徴とする制振システムの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振システム及び制振システムの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上部構造部から吊られた質量体を備えた振り子型の制振システムが知られている。特許文献１〜３には、上部構造部から吊られた質量体（第１質量体）で構成した振り子と、下部構造部から倒立支持した質量体（第２質量体）で構成した倒立振り子とを連結して構成した制振システムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２７４５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４１００５号公報
【特許文献３】特開平１１−３７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に記載の制振システムによれば、振り子の長さを調整する代わりに、第１質量体や第２質量体の質量を調整することによって、制振システムの周期を調整することが可能である。
【０００５】
本発明は、制振システムの周期の調整作業を容易にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するための本発明は、制振対象物に固定された上部構造部と、前記上部構造部から吊られた第１質量体と、前記制振対象物に固定された下部構造部と、前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、前記第１質量体に搭載可能であるとともに、前記第２質量体に搭載可能な調整用質量体と、を備え、前記第１質量体と前記第２質量体との間に前記鉛直方向に配置されたダンパーを備え、前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、復元力を生じさせる積層ゴムであることを特徴とする制振システムである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制振システムの周期の調整作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは、第１実施形態の制振システム１を上から見た図である。図１Ｂは、図１Ａで省略した上部構造部１１を上から見た図である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、図１Ａの各部の断面説明図である。
【図３】図３Ａは、第１実施形態の制振システム１の第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２のモデル説明図である。図３Ｂは、第１実施形態のダンパー３２の配置の説明図である。図３Ｃは、質量体の水平方向及び鉛直方向の変位の説明図である。
【図４】制振システム１の周期Ｔの調整方法の説明図である。
【図５】図５は、制振システム１の周期と、第１質量体Ｍ１から第２質量体Ｍ２に移動した調整用質量体４２の総質量ΔＭの関係を示すグラフである。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、第１実施形態の制振システム１のダンパー３２の動作説明図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、第１実施形態の制振システム１の時間変化のグラフである。図７Ｅは、第２実施形態の制振システム１の時間変化のグラフであり、図８Ａ及び図８Ｂのダンパー３２を用いた場合の減衰力Ｆの時間変化のグラフである。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、第２実施形態のダンパー３２の減衰力Ｆ及び減衰係数Ｃのグラフである。図８Ａは、ストローク変化速度Ｖが小さいときの減衰係数Ｃが大きく、鉛直方向のストローク変化速度Ｖが大きいときの減衰係数Ｃが小さいダンパー３２の減衰力Ｆのグラフ（Ｆ−Ｖ線図）である。図８Ｂは、ストローク変化速度Ｖが小さいときの減衰係数Ｃが大きく、鉛直方向のストローク変化速度Ｖが大きいときの減衰係数Ｃが小さいダンパー３２の減衰係数Ｃのグラフ（Ｃ−Ｖ線図）である。
【図９】図９Ａは、第２参考例の制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。図９Ｂは、ダンパー３２の減衰係数Ｃを一定としたときの制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。図９Ｃは、図８Ｂのダンパー３２を用いた場合の制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、別のダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。
【図１１】図１１Ａは、第１参考例の制振システム１のモデル説明図である。図１１Ｂは、第２参考例の制振システム１のモデル説明図である。
【図１２】図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１１Ｂの第２参考例の制振システム１のダンパー３２の動作説明図である。図１２Ａは、制振システム１の水平変位Ｄｘの説明図である。図１２Ｂは、図１１Ｂの第２参考例のダンパー３２の動作の説明図である。
【図１３】図１３は、減衰係数Ｃが一定のダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。
【図１４】図１４Ａ〜図１４Ｄは、第２参考例の場合の時間変化のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１０】
制振対象物に固定された上部構造部と、前記上部構造部から吊られた第１質量体と、前記制振対象物に固定された下部構造部と、前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、前記第１質量体に搭載可能であるとともに、前記第２質量体に搭載可能な調整用質量体とを備えることを特徴とする制振システムが明らかとなる。
このような制振システムによれば、制振システムの周期の調整作業が容易になる。
【００１１】
前記第２質量体の下側に、前記調整用質量体を収容可能な収容部が形成されていることが望ましい。これにより、制振システムの高さを抑えることができる。
【００１２】
前記第１質量体は、前記第２質量体を囲繞することが望ましい。これにより、第２質量体の移動範囲を狭めることができる。
【００１３】
前記上部構造部は、内部空間の上部が狭くなるアーチ形状であることが望ましい。これにより、上部構造部の強度が高くなる。
【００１４】
前記第１質量体と前記第２質量体との間に前記鉛直方向に配置されたダンパーを備えることが望ましい。これにより、小ストロークのダンパーを用いることができる。
【００１５】
前記ダンパーは、前記第１質量体と前記第２質量体との前記鉛直方向の相対速度が小さいときに減衰係数が大きくなり、前記相対速度が大きいときに前記減衰係数が小さくなることが望ましい。これにより、制振対象物の振幅が小さいときに、ダンパーの吸収エネルギーが極端に低下することを抑制できる。
【００１６】
前記連結部材は、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位に対して、復元力を生じさせることが望ましい。これにより、第１質量体と第２質量体の過大な変位を抑制できる。
【００１７】
制振対象物に固定された上部構造部と、前記上部構造部から吊られた第１質量体と、前記制振対象物に固定された下部構造部と、前記下部構造部に対して回動可能に連結された支持部材と、前記支持部材によって、前記第１質量体よりも高い位置に支持された第２質量体と、前記第１質量体と前記第２質量体との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、前記第１質量体と前記第２質量体との水平方向の相対変位を拘束する連結部材と、を備えた制振システムの調整方法であって、前記第１質量体と前記第２質量体との間で調整用質量体を移し替えることによって、制振システムの周期の調整を行うことを特徴とする制振システムの調整方法が明らかとなる。
このような制振システムの調整方法によれば、制振システムの周期の調整作業が効率的になる。
【００１８】
＝＝＝参考例＝＝＝
＜第１参考例＞
図１１Ａは、第１参考例の制振システム１のモデル説明図である。第１参考例の制振システム１は、上部構造部１１から吊られた質量体Ｍで構成された振り子型の制振システム１である。
【００１９】
質量体Ｍを吊す吊り部材２１の長さをＬとすると、第１参考例の質量体Ｍの周期Ｔは、次式の通りである。
【００２０】
Ｔ＝２π√（Ｌ／ｇ）
【００２１】
つまり、第１参考例の制振システム１の場合、周期Ｔは吊り部材２１の長さＬにのみ依存することになる。このため、制振対象物となる建物の固有周期が長い場合、第１参考例の制振システム１では、吊り部材２１の長さＬを長くする必要があり、制振システム１が大型化してしまう。
【００２２】
加えて、制振システム１の周期Ｔを調整するときには、吊り部材２１の長さＬを調整するしかない。しかし、質量体Ｍは大質量であるため、安全性を確保しながら吊り部材２１の長さＬを調整するには、手間やコストがかかってしまう。
【００２３】
＜第２参考例＞
図１１Ｂは、第２参考例の制振システム１のモデル説明図である。第２参考例の制振システム１は、第１参考例の制振システム１に更にダンパー３２を追加した構造である。
第２参考例のダンパー３２は、質量体Ｍの水平方向の変位に対して減衰力を発生するように配置されている。但し、制振対象物となる建物の固有周期が長い場合、吊り部材２１の長さＬを長くする必要があるため、この結果、質量体Ｍの水平方向の変位が大きくなる。このため、第２参考例のダンパー３２は、水平方向に大きく変位する質量体Ｍに追従する必要がある。しかし、大ストローク（例えば数メートルのストローク）のダンパー３２は、コストがかかってしまう。
【００２４】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜基本構成＞
図１Ａは、第１実施形態の制振システム１を上から見た図である。図１Ｂは、図１Ａで省略した上部構造部１１を上から見た図である。図２Ａ〜図２Ｃは、図１Ａの各部の断面説明図である。以下の説明では、水平方向をＸＹ方向とし、鉛直方向をＺ方向として説明することがある。
【００２５】
第１実施形態の制振システム１は、上部構造部１１と、下部構造部１２と、第１質量体Ｍ１と、吊り部材２１と、第２質量体Ｍ２と、支持アーム２２と、連結部材３１と、ダンパー３２とを有する。
【００２６】
上部構造部１１及び下部構造部１２は、制振対象物となる建物に固定された構造部である。下部構造部１２は例えば建物の床であり、上部構造部１１は、例えば床に固定した鉄骨フレームである。
【００２７】
第１質量体Ｍ１は、上部構造部１１から吊り部材２１により吊られた質量体である。吊り部材２１は、第１質量体Ｍ１を上部構造部１１から吊り下げる部材である。吊り部材２１は、上端が上部構造部１１に対して回動可能に連結されており、下端が第１質量体Ｍ１に対して回動可能に連結されている。第１質量体Ｍ１及び吊り部材２１によって、振り子が構成されている。
【００２８】
第２質量体Ｍ２は、下部構造部１２から支持アーム２２に支持された質量体である。支持アーム２２は、第２質量体Ｍ２を下部構造部１２から支持する支持部材である。支持アーム２２は、下端が下部構造部１２に対して回動可能に連結されており、上端が第２質量体Ｍ２に対して回動可能に連結されている。第２質量体Ｍ２及び支持アーム２２によって、倒立振り子が構成されている。なお、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の振動を安定させるため、第２質量体Ｍ２は第１質量体Ｍ１よりも質量が小さくなるように構成されている。
なお、第２質量体Ｍ２には、調整用質量体４２を収容する収容部４１が設けられている。収容部４１や調整用質量体４２については、後述する。
【００２９】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、第１質量体Ｍ１は第２質量体Ｍ２よりも低い位置に配置されており、第２質量体Ｍ２は第１質量体Ｍ１よりも高い位置に配置されている。これは、制振システム１の高さを抑えながら、吊り部材２１及び支持アーム２２の長さＬをできるだけ長くするためである。
【００３０】
図１Ａに示すように、上から見たとき、第１質量体Ｍ１は、第２質量体Ｍ２を囲繞している。つまり、第１質量体Ｍ１は、第２質量体Ｍ２の外側に配置されている。これにより、不安定な倒立振り子を第１質量体Ｍ１の内側に配置できる。また、これにより、連結部材３１を第２質量体Ｍ２の周囲に配置しやすくなるため、第２質量体Ｍ２の水平方向の移動を第１質量体Ｍ１と同一とすることが容易となる。
また、第２質量体Ｍ２が第１質量体Ｍ１に囲繞されることによって、第２質量体Ｍ２が、第１質量体Ｍ１の内側で変位することになるため、第２質量体Ｍ２の移動範囲が、第１質量体Ｍ１の移動範囲よりも狭くなる。既に説明したように第２質量体Ｍ２は第１質量体Ｍ１よりも上側に位置しているため、第２質量体Ｍ２の移動範囲が狭くなれば、上部構造部１の内部空間の上側を狭くすることができる。これにより、横から見たときに上部構造部１１をアーチ形状にすることができ、上部構造部１１の強度を高めることができる。
【００３１】
連結部材３１は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２とを連結する部材である。言い換えると、連結部材３１は、第１質量体Ｍ１及び吊り部材２１で構成された振り子と、第２質量体Ｍ２及び支持アーム２２で構成された倒立振り子とを連結する部材である。連結部材３１は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との水平方向の相対変位を拘束する。これにより、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平方向の変位は同じになる。第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２が水平方向に変位すると、第１質量体Ｍ１は鉛直方向上側に変位するのに対し、第２質量体Ｍ２は鉛直方向下側に変位する。このため、連結部材３１は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との水平方向の相対変位を拘束する。
連結部材３１として、ここでは積層ゴムが用いられている。但し、連結部材３１は、積層ゴムに限られるものではなく、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対変位を許容しつつ、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との水平方向の相対変位を拘束する部材であれば、他の部材でも良い。例えば、連結部材３１は、鉛プラグ入り天然積層ゴム（ＬＲＢ）や高減衰積層ゴムなどのように、減衰機能を備えたものでも良い。また、連結部材３１は、リニアスライダーのような転がり型のものでも良い。
【００３２】
連結部材３１に積層ゴムを用いた場合、積層ゴムがバネのように機能し、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対変位に対して、鉛直方向の抵抗力（復元力）を生じさせる。第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平方向の移動量が小さい場合、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との相対変位が小さいため、バネの抵抗力が小さいが、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平方向の移動量が大きい場合には、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との相対変位が大きくなるため、バネの抵抗力が大きくなる。このため、積層ゴムのようにバネとして機能する連結部材３１を採用した場合には、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の過大な変位を抑制でき、フェールセーフ機能を備えた制振システム１を構成できるという効果がある。
【００３３】
ダンパー３２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間に鉛直方向に配置されている。第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対変位が変化すると、ダンパー３２のストロークが伸縮することになる。これにより、ダンパー３２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度に対して減衰力を発生することになる。
ダンパー３２として、ここではオイルダンパーが用いられている。但し、ダンパー３２は、オイルダンパーに限られるものではなく、減衰こま（ＲＤＴ）などでも良い。
【００３４】
図３Ａは、第１実施形態の制振システム１の第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２のモデル説明図である。
第１質量体Ｍ１の質量をｍ１、第２質量体Ｍ２の質量をｍ２、吊り部材２１及び支持アーム２２の長さをＬとすると、このモデルの周期Ｔは、次式の通りである（なお、上記の通り、第２質量体Ｍ２は第１質量体Ｍ１よりも質量が小さく構成されているので、ｍ１−ｍ２＞０である）。
【００３５】
Ｔ＝２π√｛（Ｌ／ｇ）×（ｍ１＋ｍ２）／（ｍ１−ｍ２）｝
【００３６】
つまり、第１実施形態の制振システム１の場合、周期Ｔは、吊り部材２１の長さＬだけでなく、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の質量にも依存する。このため、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の質量を調整すれば、吊り部材２１の長さＬを短縮可能であり、制振システム１の高さを抑えて制振システム１の小型化を図ることができる。また、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の質量を調整すれば、吊り部材２１等の長さＬを調整しなくても、周期Ｔの調整が可能であるため、調整作業が容易になる。
【００３７】
図３Ｂは、第１実施形態のダンパー３２の配置の説明図である。
ダンパー３２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間に鉛直方向に配置されており、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度に対して減衰力を発生するように配置されている。これにより、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２が水平方向に大きく変位しても、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対変位が小さいため、第１実施形態では、小ストロークのダンパー３２を用いることができ、制振システム１が安価になる。
【００３８】
なお、吊り部材２１及び支持アーム２２の長さＬが３ｍであり、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平方向の変位が２ｍの場合、ダンパー３２のストロークは約１６０ｃｍ（±８０ｃｍ）となる。つまり、水平方向の変位に対して、小ストロークのダンパー３２を用いることができる。
【００３９】
＜周期Ｔの調整方法＞
制振対象物を制振するためには、制振システム１の第１質量体及び第２質量体の周期Ｔを制振対象物の固有周期に同調させる必要がある。
但し、制振対象物（例えば建物）の設計上の固有周期と、実際の制振対象物の固有周期とが異なることがある。その他にも、時間の経過に従い、非構造部材と構造部材の接着が外れることによる長周期化や、制振対象物内の積載物が増加することによる長周期化や、地震に遭遇し非構造部材と構造部材の接着が外れることによる長周期化や、地震に遭遇し構造部材が損傷することによる長周期化など、周期調整が必要となる事態は多々発生する。このため、制振新システム１の周期Ｔを設置現場にて調整する必要がある。
既に説明した通り、制振新システム１の周期Ｔは、吊り部材２１の長さＬだけでなく、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の質量にも依存する。第１質量体Ｍ１は大質量であり、吊り部材２１の長さＬを調整するには手間やコストがかかるため、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の質量を調整することになる。本実施形態では、調整用質量体４２（図２Ａ参照）の数を増減させることによって、第１質量体Ｍ１や第２質量体Ｍ２の質量を調整し、制振システム１の周期Ｔを調整する。予め第１質量体と第２質量体との間で移動可能なように調整用質量体を準備しておくことは調整作業の大幅な迅速化、効率化、作業の安全などに寄与する。作業の迅速化は、調整作業中に大地震に遭遇するリスクを大幅に低下させることにも繋がる。
【００４０】
図２Ａに示すように、第２質量体Ｍ２には、収容部４１が設けられている。収容部４１は、複数の調整用質量体４２を収容する部位である。調整用質量体４２は、第１質量体Ｍ１に搭載可能であるとともに、第２質量体Ｍ２に搭載可能な質量体である。調整用質量体４２が第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２のどちらにも搭載可能であるため、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間で調整用質量体４２を移し替えることが可能である。
【００４１】
調整用質量体４２は、人間が持ち運べる程度の重さの質量体である。具体的には、第１質量体Ｍ１が３５０トンであり、第２質量体Ｍ２（収容部を含む）が１５０トンであるのに対し、調整用質量体４２は、２０ｋｇ程度である。調整用質量体４２は、例えば金属板で構成される。但し、調整用質量体４２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間で移動可能であればよく、人間が持ち運べる程度の重さよりも重くても良い。
【００４２】
図４は、制振システム１の周期Ｔの調整方法の説明図である。図中には、第２質量体Ｍ２の収容部４１に収容されていた調整用質量体４２を、第１質量体Ｍ１に移動する様子が示されている。これにより、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との質量差（ｍ１−ｍ２）が大きくなり、周期Ｔを短くするように調整できる。逆に、第１質量体Ｍ１上に載せた調整用質量体４２を、第２質量体Ｍ２の収容部４１に移動させれば、質量差（ｍ１−ｍ２）が小さくなり、周期Ｔを長くするように調整できる。
【００４３】
図５は、制振システム１の周期と、第１質量体Ｍ１から第２質量体Ｍ２に移動した調整用質量体４２の総質量ΔＭの関係を示すグラフである。ここでは、第１質量体Ｍ１の初期質量を４５０ｔ、第２質量体Ｍ２の初期質量を５０ｔ、吊り部材２１及び支持アーム２２の長さをＬを４００ｃｍとしている。このように、第１質量体Ｍ１上に載せた調整用質量体４２を第２質量体Ｍ２の収容部４１に移動させれば、制振システム１の周期を長周期化するように調整できる。
【００４４】
ところで、第１質量体Ｍ１や第２質量体Ｍ２に単に質量を追加・削減するだけでは、調整作業の効率が良くないことがある。例えば、第１質量体Ｍ１の質量を増減する方法では、制振システム１の周期Ｔ（＝２π√｛（Ｌ／ｇ）×（ｍ１＋ｍ２）／（ｍ１−ｍ２）｝）がほとんど変化せず、調整作業の効率が良くない。これに対し、本実施形態では、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間で調整用質量体４２を移し替えることによって、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との質量差（ｍ１−ｍ２）の変化量が大きくなるため、第１質量体Ｍ１又は第２質量体Ｍ２の一方だけに調整用質量を増減させた場合と比べて、効率よく周期Ｔを調整できる。例えば、第１質量体Ｍ１の質量ｍ１を３５０トン、第２質量体Ｍ２の質量ｍ２を１５０トン、調整用質量体４２を２０ｋｇとしたとき、第１質量体Ｍ１のみに対して調整用質量体４２を増減させる場合や、第２質量体Ｍ２のみに対して調整用質量体４２を増減させる場合と比べて、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間で調整用質量体４２を移し替えた場合の方が、周期Ｔが大きく変化する。
【００４５】
本実施形態では、図２Ａに示すように、収容部４１が、第２質量体Ｍ２の下側に配置されている。これにより、第２質量体Ｍ２の上側に調整用質量体４２を載置する場合と比べて、上部構造部１１を低く配置でき、制振システム１の高さを抑えることができる。なお、収容部４１を設けずに、第２質量体Ｍ２の上側に調整用質量体４２を積み重ねて搭載することも可能であるが、この場合、上部構造部１１を高く構成する必要が生じてしまう。
【００４６】
第１質量体Ｍ２は第２質量体Ｍ２よりも下側に配置されており、第１質量体Ｍ１の上側に調整用質量体４２を載置できるため、第１質量体Ｍ１には収容部４１は設けられていない。但し、調整用質量体４２の落下防止などの目的で、調整用質量体４２の収容部を第１質量体Ｍ１に設けても良い。
【００４７】
図４に示すように、第２質量体Ｍ２から第１質量体Ｍ１に調整用質量体４２を移し替えるときには、作業者は、収容部４１から４つの調整用質量体４２を取り出し、その４つの調整用質量体４２を第１質量体Ｍ１に均等に配置する。逆に、第１質量体Ｍ１から第２質量体Ｍ２に調整用質量体４２を移し替えるときには、第１質量体Ｍ１から均等に４つの調整用質量体４２を取り出し、その４つの調整用質量体４２を第２質量体Ｍ２の収容部４１に収容する。これにより、制振システム１の質量体が均等配置され、質量の偏りを抑制できる。
【００４８】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
＜参考説明１：第２参考例のダンパーの減衰力について＞
図１２Ａ及び図１２Ｂは、図１１Ｂの第２参考例の制振システム１のダンパー３２の動作説明図である。図１２Ａは、制振システム１の水平変位Ｄｘの説明図である。以下の説明では、制振対象物の振動による制振システム１の水平変位をＤｘとする。図１２Ｂは、図１１Ｂの第２参考例のダンパー３２の動作の説明図である。ここでは、ダンパー３２の水平方向のストローク量をｄｘとし、ダンパー３２の水平方向のストロークの変化速度をＶｘとし、ダンパー３２の減衰力（抵抗力）をＦとする。
【００４９】
図１３は、減衰係数Ｃが一定のダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。グラフの横軸は、ダンパー３２のストロークの変化速度Ｖを示しており、グラフの縦軸は、減衰力Ｆ（抵抗力）を示している。減衰力Ｆは、減衰係数Ｃと速度Ｖとの積となる（Ｆ＝Ｃ×Ｖ）。言い換えると、図１３のグラフの傾きが減衰係数Ｃとなり、ここではグラフの傾きが一定になっている（減衰係数Ｃが一定である）。
【００５０】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、第２参考例の場合の時間変化のグラフである。図１４Ａは、制振システム１の水平変位Ｄｘの時間変化のグラフである。図１４Ｂは、ダンパー３２の水平方向のストローク量ｄｘの時間変化のグラフである。第２参考例の場合、ダンパー３２の水平方向のストローク量ｄｘは、制振システム１の水平変位Ｄｘと一致する。図１４Ｃは、ダンパー３２の水平方向のストローク変化速度Ｖｘの時間変化のグラフである。ダンパー３２の水平方向のストローク変化速度Ｖｘは、ダンパー３２の水平方向のストローク量ｄｘの一次微分になる。図１４Ｄは、第２参考例のダンパー３２の減衰力Ｆの時間変化のグラフである。図１４Ｄの減衰力Ｆは、図１４Ｃの速度Ｖｘと一定の減衰係数Ｃ（図１３のグラフの傾き）との積として算出できる。
【００５１】
図９Ａは、第２参考例の制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。図に示すように、第２参考例の制振システム１では、水平変位Ｄｘがゼロ近傍であっても、所定の減衰力Ｆを得ることができる。また、制振対象物の振幅の小さい場合にも、水平変位Ｄｘに応じた減衰力Ｆを得ることができる（但し、既に述べた通り、第２参考例のダンパー３２は、大ストロークになり、コストがかかる）。
【００５２】
＜参考説明２：第１実施形態のダンパー３２の減衰係数Ｃが一定の場合＞
図３Ｃは、第１質量体Ｍ１の水平方向及び鉛直方向の変位の説明図である。第１質量体Ｍ１は、水平方向に変位する際に鉛直方向にも変位する（なお、第２質量体Ｍ２は、鉛直方向逆向きに変位する）。このとき、鉛直方向の相対変位は、水平方向の変位に対して、非線形の関係になる。また、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間に鉛直方向に配置されたダンパー３２のストロークの変化も、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平方向の変位に対して非線形の関係になる。この結果、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２が水平方向に変位しても、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の鉛直方向の相対変位がほとんど変化せず、ダンパー３２の減衰力がほとんど生じないことがある。
【００５３】
図６Ａ及び図６Ｂは、第１実施形態の制振システム１のダンパー３２の動作説明図である。上記と同様に、図６Ａに示すように、制振対象物の振動による制振システム１の水平変位をＤｘとする。図６Ｂは、第１実施形態のダンパー３２の動作の説明図である。ここでは、ダンパー３２の鉛直方向のストローク量をｄｚとし、ダンパー３２の鉛直方向のストロークの変化速度をＶｚとし、ダンパー３２の減衰力（抵抗力）をＦとする。なお、ダンパー３２の鉛直方向のストローク量ｄｚは、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２が基準位置にあるときに最大となり、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２が水平方向に最大変位したときに最小となる。また、ダンパー３２の鉛直方向のストローク変化速度Ｖｚは、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度に相当する。
【００５４】
図７Ａ〜図７Ｄは、第１実施形態の制振システム１の時間変化のグラフである。図７Ａは、制振システム１の水平変位Ｄｘの時間変化のグラフである。
図７Ｂは、ダンパー３２の鉛直方向のストローク量ｄｚの時間変化のグラフである。前述の第２参考例では、ダンパー３２の水平方向のストローク量ｄｘは制振システム１の水平変位Ｄｘと一致しているのに対し、第１実施形態のダンパー３２の鉛直方向のストローク量ｄｚ（図７Ｂ）は、制振システム１の水平変位Ｄｘ（図７Ａ）に対して非線形の関係になっている。これは、第２参考例ではダンパー３２が水平方向に配置されているのに対し、第１実施形態のダンパー３２は鉛直方向に配置されているためである。
図７Ｃは、ダンパー３２の鉛直方向のストローク変化速度Ｖｚの時間変化のグラフである。ダンパー３２の鉛直方向のストローク変化速度Ｖｚは、ダンパー３２の鉛直方向のストローク量ｄｚの一次微分になる。また、ダンパー３２の鉛直方向のストローク変化速度Ｖｚは、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度に相当する。図７Ｄは、ダンパー３２の減衰力Ｆの時間変化のグラフである。ここでは、ダンパー３２の減衰係数Ｃを一定とし、図７Ｄの減衰力Ｆは、図７Ｃの速度Ｖｚと一定の減衰係数Ｃ（図１３のグラフの傾き）との積として算出できる。
【００５５】
図９Ｂは、ダンパー３２の減衰係数Ｃを一定としたときの第１実施形態の制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。図に示すように、第１実施形態では、水平変位Ｄｘがゼロ近傍のときには減衰力Ｆがほとんど得られない。また、ダンパー３２の鉛直方向のストローク量ｄｚが制振システム１の水平変位Ｄｘに対して非線形であることに起因して、ダンパー３２の減衰力Ｆに振幅依存性が生じ、水平変位Ｄｘが小さいときの減衰力Ｆが低下し、この結果、制振対象物の振幅が小さくなるとダンパー３２の吸収エネルギーが極端に低下してしまう（図９Ａの場合と比べて、減衰力Ｆの低下が著しい）。このように振幅に対するダンパー３２の吸収エネルギーが極端に変化してしまうと、振幅に応じた減衰力Ｆを制振システム１が得にくくなるという問題が生じる。
【００５６】
このため、制振対象物の振幅が小さくなっても、ダンパー３２の吸収エネルギーが極端に低下しないことが望ましい。そこで、次に説明する特性のダンパー３２を用いて、ダンパー３２の初期動作時の減衰力Ｆを確保している。
【００５７】
＜第２実施形態＞
図８Ａ及び図８Ｂは、第２実施形態のダンパー３２の減衰特性のグラフである。
図８Ａは、ストローク変化速度Ｖが小さいときの減衰係数Ｃが大きく、鉛直方向のストローク変化速度Ｖが大きいときの減衰係数Ｃが小さいダンパー３２の減衰力Ｆのグラフ（Ｆ−Ｖ線図）である。図８Ａのグラフの横軸は、ダンパー３２のストロークの変化速度Ｖを示しており、グラフの縦軸は、減衰力Ｆ（抵抗力）を示している。ここでは、変化速度Ｖの低速領域（変化速度ＶがＶ１以下の領域）では減衰力Ｆが変化速度Ｖに比例して増加し、変化速度ＶがＶ１を越えると、減衰力Ｆが一定になっている。
図６Ｂは、ストローク変化速度Ｖが小さいときの減衰係数Ｃが大きく、鉛直方向のストローク変化速度Ｖが大きいときの減衰係数Ｃが小さいダンパー３２の減衰係数Ｃのグラフ（Ｃ−Ｖ線図）である。図６Ｂのグラフの横軸は、ダンパー３２のストロークの変化速度Ｖを示しており、グラフの縦軸は、減衰係数Ｃを示している。減衰力Ｆは、減衰係数Ｃと速度Ｖとの積となるため（Ｆ＝Ｃ×Ｖ）、図６Ａのグラフ（Ｆ−Ｖ線図）の各点と原点とを結ぶ線の傾きが、このダンパー３２の減衰係数Ｃとなる。図６Ｂに示すように、ダンパー３２の減衰係数Ｃは、変化速度Ｖの低速領域（変化速度ＶがＶ１以下の領域）では一定値Ｃ１となり、変化速度ＶがＶ１を越えると変化速度Ｖの増加に伴って減少する特性を有する。このため、ダンパー３２のストローク変化速度Ｖが小さいときに減衰係数Ｃが大きく、ストローク変化速度Ｖが大きいときに減衰係数Ｃが小さくなる。ダンパー３２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との間に鉛直方向に配置されているため、ダンパー３２は、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度が小さいときに減衰係数Ｃが大きく、第１質量体Ｍ１と第２質量体Ｍ２との鉛直方向の相対速度が大きいときに減衰係数Ｃが小さくなる。
【００５８】
図７Ｅは、図８Ｂのダンパー３２を用いた場合の減衰力Ｆの時間変化のグラフである。図７Ｅの減衰力Ｆは、図７Ｃの変化速度Ｖｚと、減衰係数Ｃ（図８Ｂ参照）との積として算出できる。
図９Ｃは、図８Ｂのダンパー３２を用いた場合の制振システム１の水平変位Ｄｘに対するダンパー３２の減衰力Ｆのグラフである。水平変位Ｄｘがゼロ近傍のときに減衰力Ｆがほとんど得られないものの、ダンパー３２の減衰係数Ｃが一定の場合と比べると（図９Ｂ参照）、制振対象物の振幅が小さくなっても、減衰力Ｆが確保されている。これは、鉛直方向の変化速度Ｖｚが小さいときの減衰係数Ｃが大きいためである。これにより、ダンパー３２の減衰係数Ｃが一定の場合と比べると、制振対象物の振幅が小さくてもダンパー３２の吸収エネルギーの極端な低下を抑制でき、振幅に応じた減衰力Ｆが得やすくなる。また、これにより、ダンパー３２の吸収エネルギーが、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の振幅の増大に応じて極端に増大することを抑制できる。
【００５９】
なお、ダンパー３２は、図８Ａ及び図８Ｂに示す特性のダンパー３２に限られるものではない。図１０Ａは、別のダンパー３２の減衰力Ｆ及び減衰係数Ｃのグラフである。このダンパーの減衰係数Ｃ（図１０Ａの右のグラフ）は、図１０Ａの左のグラフの各点と原点とを結ぶ線の傾きとなる。このダンパー３２も、鉛直方向の変化速度Ｖｚが小さいときの減衰係数Ｃが大きく、鉛直方向の変化速度Ｖｚが大きいときの減衰係数Ｃが小さい。このような特性のダンパー３２を用いた場合にも、ダンパー３２の初期動作時の減衰力Ｆが確保されるため、制振対象物の振幅が小さくてもダンパー３２の吸収エネルギーの極端な低下を抑制できる。
【００６０】
上記の図８Ｂ及び図１０Ａに示すダンパー３２は、変化速度Ｖｚの低速領域で減衰係数Ｃが一定である。但し、図１０Ｂに示すように、変化速度Ｖの低速領域においてもダンパー３２の減衰係数Ｃが徐々に小さくなっても良い（図１０Ｂの左のグラフの各点と原点とを結ぶ線の傾きが徐々に小さくなっても良い）。このような特性のダンパー３２を用いた場合にも、ダンパー３２の初期動作時の減衰力Ｆが確保されるため、制振対象物の振幅が小さくてもダンパー３２の吸収エネルギーの極端な低下を抑制できる。
【００６１】
なお、既に説明した通り、積層ゴムのようにバネとして機能する連結部材３１を採用した場合には、バネの抵抗力（復元力）によって第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の過大な変位を抑制できる。このため、鉛直方向のストローク変化速度Ｖが大きいときの減衰係数Ｃが小さいダンパー３２と、第１質量体Ｍ１及び第２質量体Ｍ２の水平変位の増加に伴いバネの抵抗力（復元力）の大きくなる連結部材３１とを併用することによって、質量体の過大変位防止機能を備えながら、低振幅から大振幅まで幅広い領域で制振効果を発揮できる制振システム１を構成することが可能になる。
【００６２】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。
＜囲繞について＞
上記の実施形態によれば、第１質量体Ｍ１が第２質量体Ｍ２を囲繞していた。但し、第２質量体Ｍ２が第１質量体Ｍ１を囲繞しても良い。この場合、第１質量体Ｍ１が第２質量体Ｍ２の内側に位置するため、吊り部材２１の間隔を狭くできる。なお、第２質量体Ｍ２が第１質量体Ｍ１を囲繞する場合においても、第１質量体Ｍ１よりも高い位置にある第２質量体の下側に、調整用質量体４２を収容する収容部４１を配置すれば、上部構造部１１を低く配置でき、制振システム１の高さを抑えることができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  制振システム、
１１  上部構造部、
１２  下部構造部、
２１  吊り部材、
２２  支持アーム、
２３  支承部材、
３１  連結部材、
３２  ダンパー、
４１  収容部、
４２  調整用質量体、
Ｍ１  第１質量体、
Ｍ２  第２質量体
【図１】
0006488586.tif 000002
【図２】
0006488586.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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