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公開番号2025140557
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040028
出願日2024-03-14
発明の名称制振機構
出願人国立大学法人筑波大学,株式会社奥村組
代理人個人
主分類F16F 15/02 20060101AFI20250919BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】制振対象構造物の振動を抑制できる制振機構を容易に製造可能にする。
【解決手段】制振対象構造物Sの上面に起立して設置されて制振対象構造物S側のを支点に回動して振動するアーム部11、およびアーム部11に取り付けられた質量体12を備えた振動体D1と、アーム部11の振動面と一致する方向で且つアーム部11を挟んで相互に反対側の位置となるようにアーム部11に係止され、同一のばね定数を有する第1および第2の引張コイルばねD2a,D2bと、第1および第2の引張コイルばねD2a,D2bの他端を係止する第1および第2の係止部材D3a,D3bと、磁束の方向がアーム部11の振動方向となってアーム部11に設置された磁石41と、アーム部11を挟んで相互に反対側の位置となるように設置されて磁石の反発でアーム部11の振動幅を規制する第1および第2の磁石保持部42a,42bとを有する制振装置Dである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水平方向に構築され、所定の固有振動数（ｆ）を持つ制振対象構造物と、
前記制振対象構造物に設置され、前記制振対象構造物の振動方向と交差する方向に振動可能で、且つ前記制振対象構造物の固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振手段とを有し、
前記制振手段は、
前記制振対象構造物の上面において起立して設置されて当該制振対象構造物側に設けられた回動軸を支点に横方向に振動可能なアーム部、および重心位置で前記アーム部に取り付けられた質量体を備えた振動体と、
前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにして一方端が前記アーム部にそれぞれ係止され、互いに同一のばね定数を有する第１の引張コイルばねおよび第２の引張コイルばねと、
前記第１の引張コイルばねおよび前記第２の引張コイルばねの他端をそれぞれ係止して前記振動体を起立した状態に保持する第１の係止部材および第２の係止部材と、
磁束の方向が前記アーム部の振動方向に向けられて前記アーム部に設置された磁石と、
前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにそれぞれ設置され、前記アーム部の磁石と対向した磁極が相互に同極となるように磁石を保持して磁石同士の反発で前記アーム部の振動幅を規制する第１の磁石保持部および第２の磁石保持部とを有し、
前記第１の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第１の係止部材の係止位置との距離と、前記第２の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第２の係止部材の係止位置との距離とが等距離に設定され、
前記アーム部の磁石と第１の磁石保持部の磁石との間隔と、前記アーム部の磁石と第２の磁石保持部の磁石の間隔とは、前記アーム部を前記制振対象構造物の設置面に対して垂直にした状態で等間隔に配置されている、
ことを特徴とする制振機構。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記制振対象構造物は水平方向に延在して構築された梁状または盤状の構造物であり、
前記制振手段は、前記制振対象構造物の上面に設置されて前記制振対象構造物の上下振動を抑制する、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。
【請求項３】
前記制振対象構造物は、両端で支持された両持ち構造であり、
前記制振手段は、前記アーム部が前記制振対象構造物の両端の支持位置の中央位置に設置される、
ことを特徴とする請求項２記載の制振機構。
【請求項４】
前記制振対象構造物は、一端のみで支持された片持ち構造であり、
前記制振手段は、前記制振対象構造物の前記一端とは反対側の自由端に設置される、
ことを特徴とする請求項２記載の制振機構。
【請求項５】
前記制振対象構造物は塔状の構造物であり、
前記制振手段は、前記制振対象構造物の水平面に上向きに設置されて前記制振対象構造物の水平振動を抑制する、
ことを特徴とする請求項１記載の制振機構。
【請求項６】
前記制振手段は、前記制振対象構造物の頂部に設置される、
ことを特徴とする請求項５記載の制振機構。
【請求項７】
上下方向に構築され、所定の固有振動数（ｆ）を持つ制振対象構造物と、
前記制振対象構造物に設置され、前記制振対象構造物の振動方向と交差する方向に振動可能で、且つ前記制振対象構造物の固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振手段とを有し、
前記制振手段は、
前記制振対象構造物の側面において水平方向に向けて設置されて当該制振対象構造物側に設けられた回動軸を支点に上下方向または水平方向に振動可能なアーム部、および重心位置で前記アーム部に取り付けられた質量体を備えた振動体と、
前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにして一方端が前記アーム部にそれぞれ係止され、互いに同一のばね定数を有する第１の引張コイルばねおよび第２の引張コイルばねと、
前記第１の引張コイルばねおよび前記第２の引張コイルばねの他端をそれぞれ係止して前記振動体を水平に保持する第１の係止部材および第２の係止部材と、
磁束の方向が前記アーム部の振動方向に向けられて前記アーム部に設置された磁石と、
前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにそれぞれ設置され、前記アーム部の磁石と対向した磁極が相互に同極となるように磁石を保持して磁石同士の反発で前記アーム部の振動幅を規制する第１の磁石保持部および第２の磁石保持部とを有し、
前記第１の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第１の係止部材の係止位置との距離と、前記第２の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第２の係止部材の係止位置との距離とが等距離に設定され、
前記アーム部の磁石と第１の磁石保持部の磁石との間隔と、前記アーム部の磁石と第２の磁石保持部の磁石の間隔とは、前記アーム部を前記制振対象構造物の設置面に対して垂直にした状態で等間隔に配置されている、
ことを特徴とする制振機構。
【請求項８】
前記制振対象構造物は塔状の構造物であり、
前記制振手段は、前記制振対象構造物の側面に設置されて前記制振対象構造物の水平振動または上下振動を抑制する、
ことを特徴とする請求項７記載の制振機構。
【請求項９】
前記制振手段は、前記制振対象構造物の上部側面に設置される、
ことを特徴とする請求項８記載の制振機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振対象構造物に発生した振動を抑制する制振機構に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、道路や鉄道などが陸上の障害物や川や谷、海などの上を通過するために架け渡された橋梁などのように水平方向に構築された梁状または盤状の構造物や高層建築物などのように上下方向に建築された構造物（制振対象構造物）においては、地震時や強風時における揺れの周期が長く、地震や強風がおさまった後においてもしばらくの間は揺れが続いてしまう。
【０００３】
そこで、制振対象構造物に制振手段を設置して制振することが行われている。この装置は、制振対象の構造物に、当該構造物側を支点にして振動可能なアーム部を介して補助的な質量体が付加された振動体を設置することにより、振動体が構造物の振動を肩代わりするように振動することで、制振対象構造物の固有振動数周辺での共振現象を抑制するものである。
【０００４】
具体的には、制振対象構造物の振動方向と直交する方向が振動体の振動方向となり、且つ、制振対象構造物の固有周期に対して振動体の振動周期を半分にした制振手段を設置することにより、制振対象構造物の振動を低減させることが可能になる。
【０００５】
なお、制振対象構造物の固有周期に対して振動体の振動周期を半分にした制振手段で制振対象構造物の振動を低減させる技術については、例えば特開２０２０－１４８３３９号公報などに詳しく記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－１４８３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、制振手段を構成する振動体を板ばねで振動する構造とすることが考えられる。しかしながら、板ばね構造の振動体に質量体を付加して制振対象構造物の固有周期に対して１／２周期となるようにするには、板ばねに十分な強度と必要な屈撓性とを併せ持たせなければならず、板ばねの寸法や素材の選定などについて多くの試行錯誤が伴うことが予想される。
【０００８】
とりわけ、制振対象構造物が大規模構造物の場合には、板ばねの振動体やその振動体に付加する質量体が大きなものになることから、製造が困難になるものと思われる。
【０００９】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、制振対象構造物が有する固有振動数に対して１／２周期となる制振手段を容易に製造することのできる制振機構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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の制振機構は、水平方向に構築され、所定の固有振動数（ｆ）を持つ制振対象構造物と、前記制振対象構造物に設置され、前記制振対象構造物の振動方向と交差する方向に振動可能で、且つ前記制振対象構造物の固有振動数（ｆ）の半分の固有振動数（ｆ／２）を持つ制振手段とを有し、前記制振手段は、前記制振対象構造物の上面において起立して設置されて当該制振対象構造物側に設けられた回動軸を支点に横方向に振動可能なアーム部、および重心位置で前記アーム部に取り付けられた質量体を備えた振動体と、前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにして一方端が前記アーム部にそれぞれ係止され、互いに同一のばね定数を有する第１の引張コイルばねおよび第２の引張コイルばねと、前記第１の引張コイルばねおよび前記第２の引張コイルばねの他端をそれぞれ係止して前記振動体を起立した状態に保持する第１の係止部材および第２の係止部材と、磁束の方向が前記アーム部の振動方向に向けられて前記アーム部に設置された磁石と、前記アーム部の振動面と一致する方向で且つ前記アーム部を挟んで相互に反対側の位置となるようにそれぞれ設置され、前記アーム部の磁石と対向した磁極が相互に同極となるように磁石を保持して磁石同士の反発で前記アーム部の振動幅を規制する第１の磁石保持部および第２の磁石保持部とを有し、前記第１の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第１の係止部材の係止位置との距離と、前記第２の引張コイルばねにおける前記アーム部の係止位置と前記第２の係止部材の係止位置との距離とが等距離に設定され、前記アーム部の磁石と第１の磁石保持部の磁石との間隔と、前記アーム部の磁石と第２の磁石保持部の磁石の間隔とは、前記アーム部を前記制振対象構造物の設置面に対して垂直にした状態で等間隔に配置されている、ことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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