(57)【要約】【課題】固有振動数の調整機構を簡略化して制振装置の軽量化、低コスト化を図るとともに、小型化によって建築物等以外にも無理なく使用できるようにし、さらに調整作業も容易化する。【解決手段】付加質量を構造物に対し相対移動可能な状態で支持する枠体（Ａ）と該枠体（Ａ）内部にあって、枠体（Ａ）と相似形状であり、構造物に応じた質量を有する付加質量（Ｂ）とからなる二重構造の制振装置であって、枠体（Ａ）と内部付加質量（Ｂ）の大きさを調節することにより対象構造物の振動を制振することを特徴とする制振装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加質量を構造物に対し相対移動可能な状態で支持する枠体（Ａ）と該枠体（Ａ）内部にあって、枠体（Ａ）と相似形状であり、構造物に応じた質量を有する付加質量（Ｂ）とからなる二重構造の制振装置であって、枠体（Ａ）と内部付加質量（Ｂ）の大きさを調節することにより対象構造物の振動を制振することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）がいずれも円筒形状であり、内部付加質量（Ｂ）が振動方向に枠体（Ａ）内を転がり移動可能な状態で枠体（Ａ）に支持されていることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）がいずれも球状であり、内部付加質量（Ｂ）があらゆる振動方向に枠体（Ａ）内を転がり移動可能な状態で枠体（Ａ）に支持されていることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項４】
前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）について、制振対象構造物の固有振動数と一致するようにその大きさを調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制振装置に係り、特に構造物や建築物の振動状態、建築物の振動（揺れ）を制振する制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ビル等の構造物においては、地震あるいは風圧等による振動を制振するためのアクティブ型制振装置が設けられている。この種の、例えば、特許文献１に示すような制振装置では、主にビルの質量に応じた所定の重量を有する付加質量を、ビルの振動状態に応じて変位させる動吸振器を動作させてビルで発生した振動を制振するようになっている。
【０００３】
しかし、これらを一般住宅に適用するにはコストの面で無理があることから、例えば、特許文献２に示すような、パッシブ型の制振装置の開発も進められているが、構造が複雑となって、十分な減衰力を得るためには大きな装置が必要となり、コストの増大、調整の長時間化を招く点、メンテナンスが必要となる点で依然として改善の余地が大きいものであった。
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１８７１５２号公報
【特許文献２】特開平０８−３３４１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、固有振動数の調整機構を簡略化して制振装置の軽量化、低コスト化を図るとともに、小型化によって建築物等以外にも無理なく使用できるようにし、さらに調整作業も容易化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の制振装置の発明は、付加質量を構造物に対し相対移動可能な状態で支持する枠体（Ａ）と該枠体（Ａ）内部にあって、枠体（Ａ）と相似形状であり、構造物に応じた質量を有する付加質量（Ｂ）とからなる二重構造の制振装置であって、枠体（Ａ）と内部付加質量（Ｂ）の大きさを調節することにより対象構造物の振動を制振することを特徴とするものである。
【０００７】
従って、上記請求項１記載の発明によれば、枠体（Ａ）とその内部に収容した付加重量（Ｂ）とからなる簡単な構造で構成した付加振動系であるにもかかわらず、枠体（Ａ）の大きさとその内部に収容されている付加質量（Ｂ）の大きさを調整することで、構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することが可能である。
【０００８】
上記請求項２記載の制振装置の発明は、請求項１記載の制振装置において、前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）がいずれも円筒形状であり、内部付加質量（Ｂ）が振動方向に枠体（Ａ）内を転がり移動可能な状態で枠体（Ａ）に支持されていることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、上記請求項２記載の発明によれば、枠体（Ａ）と付加重量（Ｂ）がいずれも円筒形である簡単な構造で構成した付加振動系であるにもかかわらず、枠体（Ａ）の内径とその内部に収容されている付加質量（Ｂ）の外径の大きさを調整することで、構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することが可能である。
そして、制振対象構造物の振動方向に合わせて、請求項２の円筒型制振装置を設置するだけでその振動を効果的に抑制することが可能である。
【００１０】
上記請求項３記載の制振装置の発明は、請求項１記載の制振装置において、前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）がいずれも球状であり、内部付加質量（Ｂ）があらゆる振動方向に枠体（Ａ）内を転がり移動可能な状態で枠体（Ａ）に支持されていることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、上記請求項３記載の発明によれば、枠体（Ａ）と付加重量（Ｂ）がいずれも球形である簡単な構造で構成した付加振動系であるにもかかわらず、枠体（Ａ）の内径とその内部に収容されている付加質量（Ｂ）の外径の大きさを調整することで、構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することが可能である。
そして、制振対象構造物の振動方向がどのような方向であっても、請求項３の球型制振装置を設置するだけでその振動を効果的に抑制することが可能である。
【００１２】
上記請求項４記載の制振装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の制振装置において、前記枠体（Ａ）及び内部付加質量（Ｂ）について、制振対象構造物の固有振動数と一致するようにその大きさを調整することを特徴とするものである。
【００１３】
従って、上記請求項４記載の発明によれば、枠体（Ａ）と付加重量（Ｂ）のそれぞれの大きさを調整することにより、構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することが可能である。
そして、請求項４の構成を採用することにより、簡単な構造であるにもかかわらず、制振対象構造物の振動を効果的に抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
以上、説明したように、本発明に係る制振装置は、枠体（Ａ）とその内部に収容した付加重量（Ｂ）とで付加振動系を構成し、簡単な構造であるにもかかわらず、枠体（Ａ）の大きさとその内部に収容されている付加質量（Ｂ）の大きさを調整することで、構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することができ、調整機構の簡略化によって制振装置の軽量化、低コスト化が図られ、さらに小型化によって建築物等以外にも無理なく使用できるようになる。
【００１５】
特に、枠体（Ａ）とその内部に収容した付加重量（Ｂ）をいずれも円筒形状または球状にすることにより構造物の固有振動数又は地震などの揺れに対応した固有振動を有する付加振動系を正確に調整することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の好ましい実施形態の説明は、代表的な例示ではあるが、本発明、その適用物或いはその用途を制限するものではない。
【００１７】
（試験体の構造）
試験体自体は全てＳＵＳ３０４材からなり、方形の底板、底板の４隅に立てられた板ばね、板ばねに取り付けられた方形の天板から構成される。
試験体の上記天板は上下に移動可能な状態で板ばねに取り付けられ、該板ばねの長さを変えることにより、試験体の固有振動数を変化させることができる。
定常加振試験の時は、試験体の天板下面に、試験体に可振力を与える偏芯質量付きモータが固定される。
【００１８】
この試験体の大きさ、調整可能な固有振動数の範囲、調整可能な板ばねの長さ範囲、板ばねの縦弾性係数は、以下のとおりである。
試験体の幅×奥行き      ２００×２００［ｍｍ］
固有振動数の範囲        ３．５〜１０［Ｈｚ］
板ばねの長さ範囲        １８０〜３３０［ｍｍ］
板ばねの縦弾性係数      １９７［ＧＰａ］
【００１９】
（制振装置）
本発明の二重円筒型構造の制振装置及び該装置を取り付けた試験体の構造を、図１及び図２に示す。
この例では、枠体（Ａ）及びその内部の付加質量（Ｂ）がいずれも円筒形状であり、付加質量（Ｂ）は転がり移動可能な状態で枠体（Ａ）内に収容されており、内部の円筒形状付加質量（Ｂ）の直径を大きくし枠体（Ａ）の直径に近づけていくと制振装置の固有振動数を増加させることができる。
なお、付加質量（Ｂ）はスリット部分を有し、可変長ネジを調節することにより、その直径を調製可能な構造を有する。また、錘の重量は０．２ｋｇとした。
【００２０】
枠体（Ａ）の直径を１１３ｍｍとした場合における、その内部の円筒形状付加質量（Ｂ）の直径と制振装置の固有振動数との関係を表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
制振試験では、インパルスハンマーによるインパルス加振試験とモータによる定常加振試験の両方で性能を評価した。
【００２３】
（インパルス加振試験）
試験体の板ばね長さを３９ｍｍとして、試験体固有振動数を４．３Ｈｚとした。次に、制振装置の円筒形状付加質量（Ｂ）の直径を９２ｍｍとし、該制振装置の固有振動数を試験体の固有振動数と一致するように調整した。
インパルス加振をした場合の試験体の加速度波形を表２及び表３に示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
【表３】
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【００２６】
上記表２及び表３は、制振装置がない場合、試験体の加速度は約８秒後においても０．３５ｍ／ｓ２の値を示すが、制振装置を設けることによりその値が０．１ｍ／ｓ２以下に低減できることを示している。
すなわち、インパルス加振における本願発明の制振装置の有効性を示している。
【００２７】
（定常加振試験）
モータによる定常加振をする以外は、上記インパルス加振試験と同様の条件で実験を行なった。
その結果、得られた試験体の加速度波形を表４に示す。
【００２８】
【表４】
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【００２９】
上記表４は、制振装置がない場合、試験体の加速度は最大６．５ｍ／ｓ２の値を示すのに対し、制振装置を設けることによりその値が０．１ｍ／ｓ２以下に低減できることを示している。
すなわち、本願発明の制振装置による振動低減効果は約９９％となり、定常加振においても本願発明の制振装置が有効に作用することを示している。
【００３０】
同様に、板ばねの長さを変更することにより、試験体の固有振動数を５．０Ｈｚ、６．０Ｈｚに変更し、それに合わせて内部の円筒形状付加質量（Ｂ）の直径を大きくして制振装置の固有振動数を試験体のそれと一致させ実験を行なった結果、上記と同様の振動低減効果が得られることを確認した。
【００３１】
上記の本願発明の二重円筒型制振装置の振動低減効果について、定常加振を例にとって説明する。
すなわち、偏心質量を有する回転体がモータによって回転し、その際に発生する遠心力によって二重円筒型制振装置を設置した試験体が加振される。
そのとき、試験体の振動と二重円筒型制振装置内部の円筒形状付加質量（Ｂ）の揺れ方向とが互いに逆方向になり、その結果、内部円筒形状付加質量（Ｂ）の反力が試験体の動きを抑制する方向に作用するため、制振効果が得られる。
【００３２】
二重円筒型制振装置に変えて、内部の付加質量（Ｂ）を球状とした二重球状制振装置を用いて上記と同様の実験を行なったところ、二重円筒型制振装置を用いた場合とほぼ同様の結果が得られ、制振装置としての有効性を確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上説明したように、本願発明の制振装置は、固有振動数の調整機構を簡略化して制振装置の軽量化、低コスト化を可能であるとともに、小型化によって建築物等以外にも無理なく使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】二重円筒型構造の制振装置である。
【図２】二重円筒型構造の制振装置を取付けた試験体である。
【図１】
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【図２】
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