(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で部品点数が少なく量産性、メンテナンス性に優れ、通常時の設置高さを低く抑えることができ、省スペース性、取り扱い性に優れ、ガイド部によって確実に回転体を案内することができ、回転体の転動動作の安定性に優れ、ガイド部及び回転体の設計自在性に優れ、回転体の形状及び／又はガイド部の配置間隔を変更するだけで、構造物の固有周期の違いに対応することができ、制振作用の信頼性に優れた制振装置の提供。【解決手段】基台２と、基台２の上面側に対向配置された２つのガイド部３，３と、２つのガイド部３，３上を転動する回転体５と、を有し、２つのガイド部３，３の間隔が、２つのガイド部３，３の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成され、回転体５の外径が、回転体の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成されている。【選択図】図１
2008249122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の上部に設置され前記構造物に発生する振動を抑制する制振装置であって、
基台と、前記基台の上面側に対向配置された２つのガイド部と、前記２つのガイド部上を転動する回転体と、を有し、
前記２つのガイド部の間隔が、前記２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成され、前記回転体の外径が、前記回転体の軸芯の長手方向中央部から両端部に向かって増加するように形成されていることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
構造物の上部に設置され前記構造物に発生する振動を抑制する制振装置であって、
基台と、前記基台の上面側に対向配置された２つのガイド部と、前記２つのガイド部上を転動する回転体と、を有し、
前記２つのガイド部の間隔が、前記２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成され、前記回転体の外径が、前記回転体の軸芯の長手方向中央部から両端部に向かって減少するように形成されていることを特徴とする制振装置。
【請求項３】
前記回転体が、その軸芯の長手方向中央部に前記軸芯の周りに形成された円板状の鍔部を備え、前記基台が、前記２つのガイド部の間に前記回転体の軸芯と直交方向に直線状に配置され前記回転体の前記鍔部が遊嵌されて案内される凹状や溝状の鍔案内部を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制振装置。
【請求項４】
前記回転体の軸芯と平行な軸線周りに前記基台を揺動自在に支持する支持脚部と、前記基台の底部と前記構造物の設置面との間に配設された１以上のバネ及び／又はダンパを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の制振装置。
【請求項５】
前記基台が、前記２つのガイド部の両端部に配設され前記回転体の外周面に当接する落下防止部を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の制振装置。
【請求項６】
前記構造物の振動発生時に前記回転体を付勢する初動発生部を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の上部に設置され、構造物に発生する風荷重（空気力）による振動の振幅や、地震による振動の振幅を抑えて早期に振動を減衰させるために用いられる制振装置に関し、特に、超高層ビル、高層住宅、タワー等の高層建築物に発生する振動の抑制に好適な制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や風力などの揺れから建物や橋梁などの構造物を守るために、各種の制振装置が開発されている。中でも、構造物に与えられた揺れエネルギーを重りの運動エネルギーに変え、それを効率よく減衰させることにより構造物の振動を低減させる単振り子方式の制振装置がよく知られている
例えば（特許文献１）には「下方に凸の円弧状をしたガイド面を有するガイド部材を、その中央部でシーソー式に揺動自在となるよう構造物に取付けると共に、ガイド部材の端部と構造物との間に、バネとダンパを並列に接続して成るほぼ上下方向へ伸縮動自在なパッシブ制振機構を介装し、ガイド部材に、構造物の固有周期と等しいか又は近い固有周期を有する重りを、円弧状をしたガイド面に沿って移動自在に設置したことを特徴とする制振装置。」が開示されている。
【特許文献１】特開平９−２６４３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術では、以下のような課題を有していた。
（１）ガイド部材のガイド面を円弧状に形成しなければならず、生産性に欠けると共に、円弧状のガイド面を形成するためにガイド部材自体の高さが高くなり、制振装置が大型化し、省スペース性に欠けるという課題を有していた。
また、構成が複雑で部品点数が多く、量産性、取り扱い性、保守性に欠けるという課題を有していた。
【０００４】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構成で部品点数が少なく量産性、メンテナンス性に優れ、通常時の設置高さを低く抑えることができ、省スペース性、取り扱い性に優れ、ガイド部によって確実に回転体を案内することができ、回転体の転動動作の安定性に優れ、ガイド部及び回転体の設計自在性に優れ、回転体の形状及び／又はガイド部の配置間隔を変更するだけで、構造物の固有振動数の違いに対応することができ、制振作用の信頼性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】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明の制振装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の制振装置は、構造物の上部に設置され前記構造物に発生する振動を抑制する制振装置であって、基台と、前記基台の上面側に対向配置された２つのガイド部と、前記２つのガイド部上を転動する回転体と、を有し、前記２つのガイド部の間隔が、前記２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成され、前記回転体の外径が、前記回転体の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成されている構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）２つのガイド部の間隔が、２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成され、回転体の外径が、回転体の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成されていることにより、回転体がガイド部の長手方向中央部に位置する時は、回転体の軸芯（回転中心）の位置（重心）が低く、回転体がガイド部の長手方向の両端部に位置する時は、回転体の軸芯（回転中心）の位置（重心）が高くなる
ので、回転体がガイド部上を転動することによって、回転体の重心が描く軌跡が円弧となり、回転体の転動が振り子運動に変換され、回転体の振り子運動の慣性反力と重心移動により重力が構造物に作用して、構造物に発生する振動を確実に減衰させることができる。
（２）基台の上面側に対向配置された２つのガイド部と、２つのガイド部上を転動する回転体を有するので、２つのガイド部によって回転体を水平に支持することができ、回転体の転動時に、回転体が斜行し難く、動作安定性に優れ、制振作用の効率性に優れる。
（３）２つのガイド部が対向配置された基台を構造物の上部に設置し、ガイド部の上に回転体を載置するだけで設置が完了するので、取り扱いが容易で、施工性に優れる。
【０００６】
ここで、ガイド部は、基台の上面に突設した二条の凸条の間隔が、長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成したものが好適に用いられる。尚、ガイド部の上面で回転体を支持することができればよいので、二条の凸条の間に補強材等を配設してもよいし、二条の凸条の間を埋めて一体化してもよい。
回転体の形状及び／又はガイド部の配置間隔を変えることにより、回転体の重心位置が変化するので、振り子運動の半径を変化させ、その振動数を変化させることができ、構造物の固有振動数の違いに対応することができる。尚、基台に対し、ガイド部の配置間隔を調整するガイド間隔調整部を設けた場合、１台の制振装置で複数の固有振動数に対応することができ、汎用性に優れる。
【０００７】
ある位置における２つのガイド部の間隔を決めれば、その位置での回転体の回転半径（外径）が決まるので、ガイド部の長手方向に向かって順次、２つのガイド部の間隔を決めていけば、自動的に回転体の全体形状が決まる。回転体の形状は、円錐台の上面同士を向かい合わせに連結した略鼓状の形状となる。
尚、２つのガイド部の間隔の変化の割合は、適宜、選択することができ、２つのガイド部の間隔の変化の割合が小さければ、回転体の外径の変化の割合が増えて、回転体の全長が短くなり、２つのガイド部の間隔の変化の割合が大きければ、回転体の外径の変化の割合が減って、回転体の全長が長くなる。よって、設置スペースやガイド部及び回転体の加工性などを考慮して、ガイド部及び回転体の形状を選択することができる。尚、ある位置での２つのガイド部の間隔とその位置での回転体の回転半径（外径は一対一に決まるので、先に回転体の形状を決めて、それに合わせて２つのガイド部の形状を決めるようにしてもよい。
【０００８】
基台やガイド部は、鉄骨や鉄板などを組合せ、ねじ止めや溶接などによって組み立てることができる。構造物を建築する際に、制振装置の数や配置、重量などを考慮して構造設計を行い、制振装置の設置に耐えるだけの剛性を確保する。また、既存の構造物に設置する場合は、構造物の構造に応じて、剛性の高い場所を選択する必要がある。
尚、構造物の短辺方向、長辺方向、ねじれ方向の揺れに対応するために、複数の制振装置を平行に配置したり、直角方向等に配置したりされる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の制振装置は、構造物の上部に設置され前記構造物に発生する振動を抑制する制振装置であって、基台と、前記基台の上面側に対向配置された２つのガイド部と、前記２つのガイド部上を転動する回転体と、を有し、前記２つのガイド部の間隔が、前記２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成され、前記回転体の外径が、前記回転体の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成されている構成を有している。
この構成により、請求項１の（２）及び（３）と同様の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）２つのガイド部の間隔が、２つのガイド部の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成され、回転体の外径が、回転体の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成されていることにより、回転体がガイド部の長手方向中央部に位置する時は、回転体の軸芯（回転中心）の位置（重心）が低く、回転体がガイド部の長手方向の両端部に位置する時は、回転体の軸芯（回転中心）の位置（重心）が高くなる
ので、回転体がガイド部上を転動することによって、回転体の重心が描く軌跡が円弧となり、回転体の転動が振り子運動に変換され、回転体の振り子運動の慣性反力と重心移動により重力が構造物に作用して、構造物に発生する振動を確実に減衰させることができる。
【００１０】
ここで、ガイド部は、基台の上面に突設した二条の凸条の間隔が、長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成したものが好適に用いられる。尚、二条の凸条を突設する代わりに、長手方向中央部から両端部に向かって幅が減少するように形成した一条の凹条（前述の二条の凸条を幅広にして段差状に形成したものに相当）の両側部をガイド部としてもよい。
回転体の形状は、円錐台の底面同士を向かい合わせに連結した略算盤玉状の形状となる。
請求項２におけるガイド部及び回転体の形状は、請求項１におけるガイド部及び回転体の形状と凹凸の向きが逆になっているだけであり、形状や軌道の求め方は、請求項１と同じなので、説明を省略する。また、基台やガイド部の作製方法や制振装置の設置方法についても、請求項１と同様なので、説明を省略する。
請求項１と同様に、回転体の形状及び／又はガイド部の配置間隔を変えることにより、回転体の重心位置が変化するので、振り子運動の半径を変化させ、その振動数を変化させることができ、構造物の固有振動数の違いに対応することができる。尚、基台に対し、ガイド部の配置間隔を調整するガイド間隔調整部を設けた場合、１台の制振装置で複数の固有振動数に対応することができ、汎用性に優れる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の制振装置であって、前記回転体が、その軸芯の長手方向中央部に前記軸芯の周りに形成された円板状の鍔部を備え、前記基台が、前記２つのガイド部の間に前記回転体の軸芯と直交方向に直線状に配置され前記回転体の前記鍔部が遊嵌されて案内される凹状や溝状の鍔案内部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）回転体が、その軸芯の長手方向中央部に軸芯の周りに形成された円板状の鍔部を備え、基台が、２つのガイド部の間に回転体の軸芯と直交方向に直線状に配置され回転体の鍔部が遊嵌されて案内される凹状や溝状の鍔案内部を備えているので、鍔案内部に沿って確実に回転体を直進させることができ、回転体が斜行したり、ガイド部から外れて落下したりすることがなく、回転体の転動動作の安定性に優れ、制振作用の信頼性に優れる。
【００１２】
ここで、鍔部の半径は、回転体の最大回転半径よりも大径に形成される。これにより、回転体がガイド部上のどの位置にあっても、確実に鍔案内部で鍔部を案内することができる。
尚、回転体がガイド部上を転動することにより、回転体が振り子運動をして回転体の重心（回転中心）が上下動するので、鍔部の下端位置も円弧状の軌跡を描くことになる。したがって、回転体がガイド部の長手方向中央部に位置する時が、回転体の最下点となるので、その地点で鍔部の下端面と鍔案内部の底面が干渉しない深さに鍔案内部を形成する必要がある。鍔案内部の底面は、回転体の最下点での鍔部の下端面の位置と同等以上の深さで直線状に形成してもよいし、鍔部の下端面が描く軌跡に合わせて円弧状に形成してもよい。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の制振装置であって、前記回転体の軸芯と平行な軸線周りに前記基台を揺動自在に支持する支持脚部と、前記基台の底部と前記構造物の設置面との間に配設された１以上のバネ及び／又はダンパを備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）構造物の揺れにより、回転体が転動すると共に、基台の底部と構造物の設置面との間に配設されたバネ及び／又はダンパが上下方向へ伸縮し、基台自体が、支持脚部の回動軸を中心としてシーソーのように揺動し、回転体の転動が増幅されて、効果的に構造物の揺れを減衰させることができ、制振作用の効率性に優れる。
ここで、支持脚部は、基台の長手方向の任意の位置に配設することができ、バネ及び／又はダンパの配置や数との組合せにより、基台を揺動させることができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の制振装置であって、前記基台が、前記２つのガイド部の両端部に配設され前記回転体の外周面に当接する落下防止部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）基台が、２つのガイド部の両端部に配設され回転体の外周面に当接する落下防止部を有することにより、転動した回転体が、基台から落下することがなく、回転体に確実に往復運動（振り子運動）を行わせることができ、動作の確実性に優れる。
【００１５】
ここで、落下防止部としては、基台の両端部の上面に壁や突起などを設け、回転体の運動を規制するものが好適に用いられる。特に、回転体との接触面にバネやゴム等の弾性体で形成された緩衝部材を配設することにより、回転体の衝撃力を緩和することができ、回転体の制振作用の低下を抑えながら、効果的に回転体の落下を防止できる。
構造物の固有振動数や回転体との質量比などにより、予め必要なガイド部の長さを設定することができるので、落下防止部は必ずしも必要ではないが、落下防止部を設けることにより、確実に回転体の落下を防止することができ、信頼性に優れる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の制振装置であって、前記構造物の振動発生時に前記回転体を付勢する初動発生部を備えている構成を有している。
この構成により、請求項１乃至５の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）構造物の振動発生時に回転体を付勢する初動発生部を有することにより、確実に回転体を転動させることができ、制振作用の信頼性に優れる。
【００１７】
ここで、回転体は、自重及びガイド部との摩擦のため、動き難い状態となっているが、初動発生部によって初動を与えることにより、スムーズに転動（振り子運動）を開始することができる。
初動発生部としては、地震などの振動を感知した時に、回転体を直接、付勢してもよいし、基台を揺動させるようにして、回転体を間接的に付勢してもよい。例えば、油圧、水圧、空気圧を利用したピストンシリンダなどで回転体を側方から押圧するもの、基台の長手方向の一端側を油圧、水圧、空気圧を利用したピストンシリンダなどで一旦、持ち上げてから水平状態に戻すもの、基台の長手方向の一端側を油圧、水圧、空気圧を利用したピストンシリンダなどで予め持ち上げておき水平状態に戻すものなどが好適に用いられる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の制振装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）間隔が長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成された２つのガイド部上を、外径が軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成された回転体が転動することによって、回転体が振り子運動を行うので、回転体の振り子運動の慣性反力と重心移動により重力が構造物に作用して、構造物に発生する振動を確実に減衰させることができる制振作用の信頼性に優れた制振装置を提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）間隔が長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成された２つのガイド部上を、外径が軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって減少するように形成された回転体が転動することによって、回転体が振り子運動を行うので、回転体の振り子運動の慣性反力と重心移動により重力が構造物に作用して、構造物に発生する振動を確実に減衰させることができる制振作用の信頼性に優れた制振装置を提供することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）基台の長手方向に直線状に形成された鍔案内部により、回転体の軸芯の長手方向中央部に形成された円板状の鍔部を遊嵌して案内することができるので、ガイド部上を転動する回転体が斜行したり、ガイド部から外れて落下したりすることがなく、回転体の直進性、転動動作の安定性に優れ、制振作用の信頼性に優れた制振装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）振動発生時に、基台の底部と構造物の設置面との間に配設されたバネ及び／又はダンパが上下方向へ伸縮し、基台自体が、支持脚部の回動軸を中心としてシーソーのように揺動するので、回転体の振り子運動を増幅することができ、効果的に構造物の揺れを減衰させることができる制振作用の効率性に優れた制振装置を提供することができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ガイド部の両端部に配設された落下防止部によって回転体の落下を確実に防止することができ、回転体に確実に往復運動（振り子運動）を行わせて、構造物の揺れを減衰させることができる動作の確実性に優れた制振装置を提供することができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）構造物の振動発生時に、初動発生部によって回転体を付勢することができ、確実に回転体に振り子運動を行わせることができる制振作用の信頼性に優れた制振装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態における制振装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における制振装置の模式斜視図であり、図２（ａ）は本発明の実施の形態１における制振装置の要部側面模式図であり、図２（ｂ）は本発明の実施の形態１における制振装置の要部平面模式図である。
図１及び図２中、１は構造物の上部の設置面２０に設置され構造物に発生する振動を抑制する実施の形態１における制振装置、２は制振装置１の基台、３は基台２の上面側に対向配置され、その間隔が、長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように中央に凸条に形成された制振装置１の２つのガイド部、４ａは基台２上の２つのガイド部３の間に後述する回転体５の軸芯と直交方向に直線状に突設された２本の凸条部材４の間に形成された制振装置１の溝状の鍔案内部、５は外径がその軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように鼓状に形成され２つのガイド部３上を転動する制振装置１の回転体、５ａは回転体５の長手方向中央部に形成された軸芯となる最小径部、５ｂは最小径部５ａから回転体５の軸芯の長手方向両端部に向かって外径が増加するように形成された回転体５の傾斜状の外周面、５ｃは回転体５の軸芯の長手方向両端部に形成された最大径部、６は回転体５の軸芯の長手方向中央部に軸芯の周りに最大径部５ｃよりも大径に形成され鍔案内部４ａに遊嵌されて案内される回転体５の円板状の鍔部である。
【００２５】
ここで、回転体５の形状の求め方について説明する。
図３は、本発明の実施の形態１における制振装置の回転体の水平方向の移動距離と回転体の回転半径との関係を示す図である。
図３中、ｏはガイド部３の長手方向中央部の原点、ｘは回転体５の水平方向の移動距離、ｚは回転体５の重心（回転中心）の垂直方向の移動量、ｒ0は原点ｏにおける回転体５の回転半径（＝最小半径）、ｒxは原点ｏからの水平方向の移動距離ｘにおける回転体５の回転半径、ｌは回転体５の振り子運動における振り子の長さ、θは回転体５の振り子運動における振り子の振れ角、ｍは回転体５がガイド部３上を移動して振り子運動する際に回転体５の重心（回転中心）が描く軌跡である。
【００２６】
制振装置１が設置される構造物の固有振動数をｆ、重力加速度をｇとすると、その揺れのエネルギーを減衰させるために必要な振り子の長さｌとの関係は、
ｆ＝（ｇ／ｌ）1/2／（２π）
となるので、
ｌ＝ｇ／（２πｆ）2
となる。
よって、回転体５の運動により、構造物の揺れのエネルギーを減衰させるためには、回転体５の重心（回転中心）が、長さｌの振り子が描く軌跡上を移動するようにすればよい。
長さｌの振り子が、振れ角θだけ触れた時の水平方向の移動距離が、回転体５の水平方向の移動距離ｘに相当するので、
ｘ＝ｌ・ｓｉｎθ
となり、
θ＝ｓｉｎ-1（ｘ／ｌ）
となる。
また、長さｌの振り子が、振れ角θだけ触れた時の垂直方向の移動距離が、回転体５の重心（回転中心）の垂直方向の移動距離ｚに相当するので、
ｚ＝ｌ（１−ｃｏｓθ）
となる。
このとき、回転体５の重心（回転中心）の垂直方向の移動距離ｚが、そのまま回転体５の回転半径の増加量となるので、水平方向の移動距離ｘにおける回転体５の回転半径ｒxは、
ｒx＝ｒ0＋ｚ
＝ｒ0＋ｌ（１−ｃｏｓθ）
＝ｒ0＋ｌ［（１−ｃｏｓ｛ｓｉｎ-1（ｘ／ｌ）｝］・・・（数１）
となる。
したがって、（数１）により、原点ｏからの水平方向の移動距離ｘにおける回転体５の回転半径ｒxを求めることができる。
【００２７】
原点ｏからの水平方向の移動距離ｘにおける２つのガイド部３の間隔を決めれば、その位置での回転体５の回転半径（外径）ｒxが決まるので、ガイド部３の長手方向に向かって順次、２つのガイド部３の間隔を決めていけば、自動的に回転体５の全体形状が決まる。
尚、２つのガイド部３の間隔の変化の割合は、適宜、選択することができ、２つのガイド部３の間隔の変化の割合が小さければ、回転体５の外周面５ｂでの外径の変化の割合が増えて、回転体５の全長が短くなり、２つのガイド部３の間隔の変化の割合が大きければ、回転体５の外周面５ｂでの外径の変化の割合が減って、回転体５の全長が長くなる。よって、設置スペースやガイド部３及び回転体５の加工性などを考慮して、ガイド部３及び回転体５の形状を選択することができる。尚、ある位置ｘでの２つのガイド部３の間隔とその位置での回転体５の回転半径（外径）ｒxは一対一に決まるので、先に回転体５の形状を決めて、それに合わせて２つのガイド部３の形状（間隔）を決めるようにしてもよい。
【００２８】
本実施の形態では、回転体５の外周面５ｂが直線状になっているが、回転体５の形状はこれに限定されるものではなく、２つのガイド部３の間隔の変化の割合により、外周面５ｂは上に凸又は下に凸の円弧状となる。
尚、回転体５の形状及び／又はガイド部３の配置間隔を変えることにより、回転体３の重心位置が変化するので、振り子運動の半径を変化させ、その振動数を変化させることができ、構造物の固有振動数の違いに対応することができる。特に、基台２に対し、ガイド部３の配置間隔を調整するガイド間隔調整部を設けた場合、構造物の固有振動数に合わせてガイド部３の配置間隔を微調整することができ、汎用性、制振効果の信頼性に優れる。
【００２９】
以上のように構成された本発明の実施の形態１における制振装置の動作について説明する。
通常状態では、回転体５はガイド部３上で静止している。地震などにより、構造物に揺れが発生すると、回転体５は慣性の法則によってその場にとどまろうとするが、回転体５はガイド部３に沿って移動自在に設置されているので、構造物の揺れに対し、ある位相遅れをもってガイド部３上を移動し始める。尚、回転体５の鍔部６が鍔案内部４ａに遊嵌されて案内されるので、回転体５がガイド部３上から脱落することなく、鍔案内部４ａに沿って直進する。
このとき、前述のように、回転体５の重心（回転中心）が、長さｌの振り子が描く軌跡ｍ上を移動するように、ガイド部３の間隔と回転体５の外周面５ｂにおける回転半径ｒxが設計されている（図３参照）ので、その結果、回転体５の振り子運動の慣性反力と重心移動による重力が構造物に作用し、構造物の制振が行われる。
尚、２つのガイド部３の配置間隔を変えることにより、回転体５の重心位置が変化するので、振り子運動の半径を変化させ、その振動数を変化させることができ、構造物の固有振動数の違いに対応することができる。
【００３０】
本実施の形態では、基台２の上面に二条の凸条を突設してガイド部３を形成した。基台２，ガイド部３，凸条部材４は、鉄骨や鉄板などを組合せ、ねじ止めや溶接などによって組み立てることができ、各部は回転体５と干渉しない範囲で補強することができる。特に、ガイド部３を凸条に形成する場合、強度を確保するために、断面形状をＩ型のレール状に形成したり、ガイド部３と凸条部材４との間に補強材を配設したりしてもよい。また、ガイド部３の上面で回転体５を支持することができればよいので、ガイド部３と凸条部材４の間を埋めて一体化してもよい。
また、本実施の形態では、回転体５の鍔部６の下端面と鍔案内部４ａの底面が干渉しない深さに直線状に鍔案内部４ａを形成したが、鍔案内部４ａの底面は、鍔部６の下端面が描く軌跡に合わせて円弧状に形成してもよい。
構造物を建築する際に、制振装置１の数や配置、重量などを考慮して構造設計を行い、制振装置１の設置に耐えるだけの剛性を確保する。また、既存の構造物に設置する場合は、構造物の構造に応じて、剛性の高い場所を選択する必要がある。
尚、構造物の短辺方向、長辺方向、ねじれ方向の揺れに対応するために、複数の制振装置１を平行に配置したり、直角方向等に配置したりされる。
【００３１】
以上のように実施の形態１における制振装置によれば、以下の作用を有する。
（１）２つのガイド部３の間隔が、２つのガイド部３の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成され、回転体５の外径が、回転体５の軸芯の長手方向中央部から対称的に両端部に向かって増加するように形成されていることにより、回転体５がガイド部３の長手方向中央部に位置する時は、回転体５の軸芯（回転中心）の位置（重心）が低く、回転体５がガイド部３の長手方向の両端部に位置する時は、回転体５の軸芯（回転中心）の位置（重心）が高くなるので、回転体５がガイド部３上を転動することによって、回転体５の重心が描く軌跡が円弧となり、回転体５の転動が振り子運動に変換され、回転体５の振り子運動の慣性反力と重心移動により重力が構造物に作用して、構造物に発生する振動を確実に減衰させることができる。
（２）基台２の上面側に対向配置された２つのガイド部３と、２つのガイド部３上を転動する回転体５を有するので、２つのガイド部３によって回転体５を水平に支持することができ、回転体５の転動時に、回転体５が斜行し難く、動作安定性に優れ、制振作用の効率性に優れる。
（３）２つのガイド部３が対向配置された基台２を構造物の上部に設置し、ガイド部３の上に回転体５を載置するだけで設置が完了するので、取り扱いが容易で、施工性に優れる。
（４）回転体５が、その軸芯の長手方向中央部に軸芯の周りに形成された円板状の鍔部６を備え、基台２が、２つのガイド部３の間に回転体５の軸芯と直交方向に直線状に配置され回転体５の鍔部６が遊嵌されて案内される鍔案内部４ａを備えているので、鍔案内部４ａに沿って確実に回転体５を直進させることができ、回転体５が斜行したり、ガイド部３から外れて落下したりすることがなく、回転体５の転動動作の安定性に優れ、制振作用の信頼性に優れる。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における制振装置の模式斜視図であり、図５（ａ）は本発明の実施の形態２における制振装置の要部側面模式図であり、図５（ｂ）は本発明の実施の形態２における制振装置の要部平面模式図である。
図４及び図５において、実施の形態２における制振装置１ａが実施の形態１と異なるのは、基台２ａに長手方向中央部から対称的に両端部に向かって幅が減少する一条の凹条３ｂを形成し、その両側部をガイド部３ａとしている点と、基台２ａに凹条に形成された鍔案内部４ｂの底面が、回転体１５の鍔部１６の下端面が描く軌跡に合わせて円弧状に形成されている点と、回転体１５の外周面１５ｂにおける外径が、回転体１５の軸芯の長手方向中央部の最大径部１５ａから両端部の最小径部１５ｃに向かって減少するように形成されている点である。
【００３３】
回転体１５の形状は、最大径部１５ａと同径の底面を有し、最小径部１５ｃを上面とする円錐台の底面同士を向かい合わせに配置し、円柱状の最大径部１５ａで連結した略算盤玉状の形状となっている。
ここで、実施の形態２におけるガイド部３ａ及び回転体１５の形状は、実施の形態１におけるガイド部３及び回転体５の形状と凹凸の向きが逆になっているだけであり、形状や軌道の求め方は、実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
また、制振装置１ａの作製方法、設置方法、動作についても、実施の形態１と同じなので、説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態では、基台２ａに長手方向中央部から対称的に両端部に向かって幅が減少する一条の凹条３ｂを形成し、その両側部をガイド部３ａとした。これにより、回転体１５の外周面１５ｂに、凹条３ｂの両側の縁となるガイド部３ａを当接させて回転体１５を転動自在に支持できる。
尚、凹条３ｂの代わりに、長手方向中央部から対称的に両端部に向かって間隔が減少するように、基台２の上面に二条の凸条を突設して２つのガイド部を形成してもよい。
また、本実施の形態では、回転体１５の鍔部１６の下端面と鍔案内部４ｂの底面が干渉しないように、鍔案内部４ｂの底面を、鍔部１６の下端面が描く軌跡に合わせて円弧状に形成したが、回転体１５の鍔部１６の下端面と干渉しない深さで鍔案内部４ｂの底面を直線状に形成してもよい。
【００３５】
以上のように実施の形態２における制振装置によれば、実施の形態１と同様の作用を有する。
【００３６】
（実施の形態３）
図６（ａ）は本発明の実施の形態３における制振装置の通常時の状態を示す側面模式図であり、図６（ｂ）は本発明の実施の形態３における制振装置の振動発生時の状態を示す側面模式図である。
図６において、実施の形態３における制振装置１ｂが実施の形態２と異なるのは、基台２ａの長手方向両端部に回転体１５の外周面に当接する落下防止部７が立設され、その表面に合成ゴム製の緩衝部材７ａが貼着されている点と、基台２ａの長手方向中央部で回転体１５の軸芯と平行な軸線周りに基台２ａを揺動自在に支持する回動軸８ａを備えた支持脚部８を有する点と、基台２ａの長手方向両端部の底部と構造物の設置面２０との間にバネ９が配設されている点と、構造物の設置面２０に突設され通常時は基台２ａの長手方向の一端部を上方に持ち上げるように支持するピストンシリンダを用いた初動発生部１０を備えている点である。
【００３７】
初動発生部１０は、通常時には伸びた状態で基台２ａの長手方向の一端部を上方に持ち上げるように支持しており、振動センサなどによって振動の発生を感知した時に縮んで基台２ａの固定を解除する。これにより、基台２ａが回動軸８ａを中心に揺動するので、回転体１５が間接的に付勢され、振り子運動を開始する。
また、落下防止部７の回転体１５との接触面に緩衝部材７ａを配設することにより、回転体１５の衝撃力を緩和し、回転体１５の制振作用の低下を抑えながら、効果的に回転体１５の落下を防止できる。
尚、構造物の固有振動数や回転体１５との質量比などにより、予め必要なガイド部３ａ（図４参照）の長さを設定することができるので、落下防止部７は必ずしも必要ではないが、落下防止部７を設けることにより、確実に回転体１５の落下を防止することができ、信頼性に優れる。
【００３８】
以上のように実施の形態３における制振装置によれば、実施の形態２で得られる作用に加え、以下の作用を有する。
（１）基台２ａが、２つのガイド部３ａの両端部に配設され回転体１５の外周面に当接する落下防止部７を有することにより、転動した回転体１５が、基台２ａから落下することがなく、回転体１５に確実に往復運動（振り子運動）を行わせることができ、動作の確実性に優れる。
（２）構造物の振動発生時に回転体１５を付勢する初動発生部１０を有することにより、確実に回転体１５を転動させることができ、制振作用の信頼性に優れる。
（３）構造物の揺れにより、回転体１５が転動すると共に、基台２ａの底部と構造物の設置面２０との間に配設されたバネ９が上下方向へ伸縮し、基台２ａ自体が、支持脚部８の回動軸８ａを中心としてシーソーのように揺動し、回転体１５の転動が増幅されて、効果的に構造物の揺れを減衰させることができ、制振作用の効率性に優れる。
【００３９】
（実施の形態４）
図７（ａ）は本発明の実施の形態４における制振装置の通常時の状態を示す側面模式図であり、図７（ｂ）は本発明の実施の形態４における制振装置の振動発生時の状態を示す側面模式図である。
図７において、実施の形態４における制振装置１ｃが実施の形態３と異なるのは、基台２ａを揺動自在に支持する支持脚部８が基台２ａの長手方向の一端部に配設されている点である。
また、初動発生部１０ａは、通常時には伸びた状態で基台２ａの長手方向の他端部を上方に持ち上げるように支持しているが、振動センサなどによって振動の発生を感知した時に縮んで、支持脚部８と同じ高さで基台２ａを平行に支持する。このときの基台２ａの揺れにより、回転体１５が間接的に付勢され、振り子運動を開始する。
【００４０】
以上のように実施の形態４における制振装置によれば、実施の形態２及び実施の形態３の（１）及び（２）で得られる作用と同様の作用を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、簡単な構成で部品点数が少なく量産性に優れ、ガイド部によって確実に回転体を案内することができ、回転体の転動動作の安定性に優れ、ガイド部及び回転体の設計自在性に優れ、回転体の形状及び／又はガイド部の配置間隔を変更するだけで、構造物の固有振動数の違いに対応することができ、制振作用の信頼性に優れた制振装置であり、超高層ビル、高層住宅、タワー等の高層建築物に発生する振動の抑制に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における制振装置の模式斜視図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における制振装置の要部側面模式図（ｂ）本発明の実施の形態１における制振装置の要部平面模式図
【図３】本発明の実施の形態１における制振装置の回転体の水平方向の移動距離と回転体の回転半径との関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における制振装置の模式斜視図
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態２における制振装置の要部側面模式図（ｂ）本発明の実施の形態２における制振装置の要部平面模式図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態３における制振装置の通常時の状態を示す側面模式図（ｂ）本発明の実施の形態３における制振装置の振動発生時の状態を示す側面模式図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態４における制振装置の通常時の状態を示す側面模式図（ｂ）本発明の実施の形態４における制振装置の振動発生時の状態を示す側面模式図
【符号の説明】
【００４３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  制振装置
２，２ａ  基台
３，３ａ  ガイド部
４  凸条部材
４ａ  鍔案内部
５  回転体
５ａ，１５ｃ  最小径部
５ｂ，１５ｂ  外周面
５ｃ，１５ａ  最大径部
６，１６  鍔部
７  落下防止部
７ａ  緩衝部材
８  支持脚部
８ａ  回動軸
９  バネ
１０，１０ａ  初動発生部
２０  設置面
【図１】
2008249122.tif 000003
【図２】
2008249122.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008249122.tif 000008
【図７】
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