减振装置的制作方法

专利名称：减振装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制结构物振动的减振装置。
背景技术：
木制建筑物、高层建筑物、产业机械、桥梁、高架式的道路或轨道这些固定结构物 以及车辆、飞机、船舶这些移动结构物受到地震和强风、车辆行驶等引起的外力时因该外力 而振动。另外，移动结构物和产业机械在移动过程中或者运转过程中也因各种原因而振动。在现有技术中已知有以抑制在这样的结构物中产生的振动为目的的技术。例 如，作为抑制木制建筑物、高层建筑物因地震、强风等而引起的振动的装置已知有被称作 TMD(Tuned Mass Damper 调谐质量减震器)的装置。该装置由重物和以能够使重物自由 振动的方式支承该重物的弹性支承部件构成，调整重物的质量和弹性支承部件的弹簧常 数，使重物的振动周期与结构物的固有振动周期大致相同。对于这种TMD，例如在专利文献 1(日本特开平4-49387号公报)中公开了一种多个重物分别以与结构物的多次固有振动周 期相同的振动周期振动的装置。此外，作为以抑制在结构物发生的振动为目的的技术还有在专利文献2、3、4中所 公开的技术。在专利文献2 (日本特开平7-324518号公报)中公开了一种对称配置斜面的振动 子式减振装置，该斜面支承振动子和该振动子的重物。此外，在专利文献3(日本专利第3483535号公报)中公开了一种根据屋顶的栋结 构成对地设置减振装置的减振结构。在专利文献4(日本特开2000-283227号公报)中公 开了 一种竹笋弹簧状的振动衰减装置。

发明内容
根据上述现有技术，能够抑制因地震、强风等在固定结构物发生的振动和在移动 结构物中发生的振动。但是，在专利文献1、2、3所公开的装置中，在用来使振动衰减的部件的结构方面， 只是能够抑制结构物沿着水平面动作的二维的水平方向的振动(以下称作“水平振动”)， 抑制结构物在高度方向动作的垂直方向的振动(以下称作“垂直振动”)是极其困难的。令外，专利文献4所公开的装置以用来使振动衰减的竹笋弹簧沿着轴方向伸缩的 方式构成，因此，只能够抑制沿着轴方向的振动。就是说，在上述现有技术中，存在这样的问题振动方向被限定，而且，当装置的结 构与该振动对应时，能够获得所期待的振动抑制效果，如果并非如此，就不能够获得所期待 的振动抑制效果。但是，因地震而在固定结构物和移动结构物发生的振动、在移动中的车辆等发生 的振动、随着车辆的行驶在桥梁等发生的振动是水平振动与垂直振动组合的三维振动，而 且是结构物的动作方向不固定的振动(以下称作“非定性三维振动”)的情况是存在的。特别是因地震而在固定结构物和移动结构物发生的振动多为非定性三维振动，因此，难以使 抑制振动的装置的结构准确地适合地震引起的振动。在这样的现有技术中，存在这样的问题能够抑制的振动的范围被限定，抑制非定 性三维振动是极其困难的。因此，本发明为了解决上述课题而完成，其目的在于，在抑制结构物的振动的减振 装置中，扩大能够抑制的振动的范围，能够抑制非定性三维振动。为了解决上述课题，本发明提供一种减振装置，其特征在于，包括具有环状部的 第一环状索部件和第二环状索部件，其中，环状部是将多个线状部件捻合成的索部件形成 为环状的；夹着第一环状索部件在上下方向配置的第一底座部件和第二底座部件，其中，第 一环状索部件使环状部立起地被固定于第一底座部件和第二底座部件，第二环状索部件使 环状部立起地被固定在第一底座部件和第二底座部件中的任意一个的与第一环状索部件 的固定部分交叉的交叉部。在该减振装置中，由于第一环状索部件被固定于在上下方向配置的第一底座部件 和第二底座部件，因此，使第一底座部件和第二底座部件的相对的位置在水平方向偏移的 外力被第一环状索部件吸收。另外，由于第二环状索部件被固定于第一底座部件和第二底 座部件中的任意一个的交叉部，将第二环状索部件固定在第一底座部件和第二底座部件中 的另一方等，使第一底座部件和第二底座部件的相对的位置在垂直方向偏移的外力被第二 环状索部件吸收。上述减振装置优选还具有相对于第一底座部件和第二底座部件中的固定有第二 环状索部件的一方自由拆装的重物。减振装置具有上述重物来调整重量，能够调整固有的振动周期。另外，本发明提供一种减振装置，包括具有环状部的第一环状索部件和第二环状 索部件，其中，环状部是将多个线状部件捻合成的索部件形成为环状的；配置在第一环状索 部件的下侧的第一底座部件；配置在第一环状索部件的上侧的第二底座部件；在第一底座 部件的周缘部以与第一底座部件交叉的方式形成的第一壁状部件；在第二底座部件的周缘 部以与第二底座部件交叉的方式形成的第二壁状部件；载置在该第二壁状部件的内侧的第 二底座部件上的重物，其中，第一环状索部件使环状部立起地被固定于第一底座部件和第 二底座部件，第二环状索部件使环状部立起地被固定于第一壁状部件和第二壁状部件。在该减振装置中，由于第一环状索部件被固定在第一底座部件和在其上侧配置的 第二底座部件，因此使第一底座部件和第二底座部件的相对的位置在水平方向偏移的外力 主要被第一环状索部件吸收。而且，第二环状索部件被固定在第一壁状部件和第二壁状部 件，因此使第一壁状部件和第二壁状部件的相对的位置在垂直方向偏移的外力主要被第二 环状索部件吸收。在上述减振装置中，连结第二环状索部件对于第一壁状部件的第一固定位置和对 于第二壁状部件的第二固定位置的直线与水平面的倾斜角设定在规定范围内。这样，上述减振装置的水平方向的衰减力和垂直方向的衰减力得以更有效地发 挥。进而，本发明提供一种减振装置，包括具有环状部的第一环状索部件和第二环状 索部件，其中，环状部是将多个线状部件捻合成的索部件形成为环状的；夹着第一环状索部件在上下方向配置的第一底座部件和第二底座部件，其中，第一环状索部件使环状部立起 地被固定于第一底座部件和第二底座部件，第二环状索部件使环状部伸出且立起地被固定 于第一底座部件和第二底座部件中的任意一方的周缘部。在该减振装置中，使第一底座部件和第二底座部件的相对的位置在水平方向偏移 的外力也被第一环状索部件吸收。而且，将第二环状索部件固定在第一底座部件和第二底 座部件中的另一方等，使第一底座部件和第二底座部件的相对的位置在垂直方向偏移的外 力被第二环状索部件吸收。上述任意一个减振装置的第一环状索部件和第二环状索部件也优选分别形成为 具备多个环状部的螺旋状。这样，第一环状索部件和第二环状索部件具有弹性。上述任意一个减振装置也优选具有多个第二环状索部件，并且分别以相等的间隔配置。这样，使第一壁状部件与第二壁状部件的相对的位置在垂直方向偏移的外力被各 第二环状索部件平衡性良好地吸收。在上述减振装置中，重物优选由形状相同、且在表面形成有凹凸的多个金属板构 成。这样，仅改变重物的个数就能够进行定量的重量调整。而且，重物彼此之间的凹凸 形成啮合的形状，各重物的滑动被阻止。如以上详细说明的那样，根据本发明，在抑制结构物的振动的减振装置中，能扩大 能够抑制的振动的范围，能够抑制非定性三维振动。


图1是表示本发明的第一实施方式的一例的立体图。图2是同样表示该装置的分解立体图。图3是构成图1的减振装置的下部单元的平面图。图4(a)是表示螺旋结构体和支承板的一个例子的侧面图，(b)是同样表示该装置 的正面图。图5表示索部件的一例的截面图。图6是图3中的6-6线截面图。图7是构成图1的减振装置的上部单元的平面图。图8是同样表示该装置的正面图。图9是图7中的9-9线截面图。图10(a)是表示重物的一例的立体图，(b)是表示其它重物的立体图。图11是图1中的11-11线截面图。图12是将图11的主要部分放大表示的截面图。图13(a)是表示变形例的底座部件和钢丝弹簧的部分省略平面图，(b)是表示变 形例的钢丝弹簧的立体图。图14(a)是表示其它的变形例的底座部件和钢丝弹簧的平面图，(b)是表示另外 的其它变形例的底座部件和钢丝弹簧的平面图，(c)是表示固定了四个钢丝环的底座部件的立体图。图15是表示实施例的木制构架结构体和减振装置的立体图。图16是表示其它的实施例的固定结构物和减振装置的立体图。图17是其它的实施例的木制构架结构体、固定结构物和减振装置的立体图。图18是表示在图16中配备减振器的情况下的立体图。图19是表示在图17中配备减振器的情况下的立体图。图20是表示本发明的第二实施方式的减振装置的一例的平面图。图21是表示本发明的第三实施方式的减振装置的一例的平面图。图22表示本发明的第四实施方式的减振装置的一例，(a)是平面图，(b)是b_b线 截面图。图23表示本发明的第五实施方式的减振装置的一例，(a)是减振装置90的截面 图，(b)是减振装置95的截面图。图24是表示以图15的实施例进行的实验结果的附图。图25表示本发明的第四实施方式的减振装置的变形例，(a)是与图22(b)同样的 截面图，(b)是部分省略的侧面图。
具体实施例方式以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，相同的部分使用相同的符号，省略重 复的说明。第一实施方式(减振装置的构造)参照附图，对本发明的第一实施方式的减振装置的构造进行说明。图1是表示本 发明的第一实施方式的减振装置50的构造的立体图，图2是同样表示减振装置50的构造 的分解立体图。如图1、图2所示，减振装置50具有下部单元1和上部单元21。下部单元1具有底座部件2 ；四个壁状部件3、4、5、6 ；四个螺旋结构体10 ；四个支 承板11。底座部件2的详细情况如图2、图3所示，使用钢等的金属形成正方形，表面2a和 背面2b是平坦的板材。该底座部件2是本发明中的第一底座部件，构成减振装置50的底 部。在木制房屋的结构物中设置减振装置50时，底座部件2的背面2b与该结构物接触。壁状部件3、4、5、6是本发明中的第一壁状部件，为与底座部件2同样使用钢等的 金属形成矩形的板材。壁状部件3、4、5、6的高度以及厚度相等，以各个表面3a、4a、5a、6a 与表面2a正交状交叉的方式被固定在底座部件2的周缘部。壁状部件3、4、5、6和底座部件2形成有用于收纳上部单元21的空间17。本实施 方式的下部单元1具有壁状部件3、4、5、6被固定在底座部件2的构造。在下部单元1中， 底座部件2与壁状部件3、4、5、6为不同的部件。但是，下部单元1也可以形成为壁状部件 3、4、5、6形成于底座部件2的周缘部、两者为一体的箱状的结构。在此情况下，该箱状的结 构物变成底座部件。螺旋结构体10如图4(a)、(b)详细表示，具有钢丝弹簧12和棒状部件13a、13b。 钢丝弹簧12是本发明中的第一环状索部件，具备多个环状部12a，整体形成为螺旋状。环状部12a为将图5详细表示的索部件16大概形成为圆环状所得。索部件16是具有牢固的弹 力性的弹性部件，因此，例如在环状部12a发生从圆形变成椭圆形等的形状变化的情况下， 发挥复原力以恢复成原来的形状。将由钢、不锈钢等制成的截面为圆形的多根线状部件14(在图5中为19根)捻合 作为单位索部件15，将多根该单位索部件15 (在图5中为7根)进一步捻合，并且拧在一起 从而形成索部件16。本实施方式的索部件16是钢索，具有牢固的弹性。此外，图5所示的 索部件16由共计133根的线状部件14捻合而成。棒状部件13a、13b是截面为矩形、且外侧平坦的部件。棒状部件13a、13b沿长度 方向等间隔形成有多个贯通孔。钢丝弹簧12的环状部12a插入至各个贯通孔中，由此棒状 部件13a、13b与钢丝弹簧12形成为一体。对于环状部12a，仅隔着中心12p相向的一部分 (该部分也称作相向部)插入棒状部件13a、13b中。此外，棒状部件13a、13b配置在隔着各 个环状部12a的中心12p相向的位置，与钢丝弹簧12的中心轴CL(参照图4(b))平行。于是，棒状部件13b固定于支承板11，由此各个环状部12a相对于支承板11大致 正交状立起。各个环状部12a的两个相向部中的仅一方通过棒状部件13b与支承板11相 接。该支承板11固定在底座部件2的表面2a，由此钢丝弹簧12使各个环状部12a立起地 被固定在底座部件2。另外，由于棒状部件13a固定于在后面叙述的底座部件22，因此，钢 丝弹簧12使各个环状部12a立起地被固定在底座部件22。因此，来自上部单元21的垂直 方向的负重施加在各个螺旋结构体10，钢丝弹簧12如图6所示弯曲变形。支承板11是外形尺寸比螺旋结构体10大的平坦的矩形板材。如图3所示，各个 支承板11固定在与表面2a中的对角线上的中心位置P的距离d2相等的位置。此时，各个 支承板11按照其较长边Ila隔着中心位置P的相向、且平行的方式固定。这样，对于隔着 中心位置P相向的螺旋结构体10，钢丝弹簧12的中心轴CL相向并且平行。钢丝弹簧12的 排列方向以两种方式设定。另外，各个支承板11固定在上述的位置，由此各个螺旋结构体 10以相等的间隔配置在底座部件2上。接着，对上部单元21进行说明。如图1、图2和图7 图9所示，上部单元21具有 底座部件22 ；四片壁状部件23、24、25、26 ；四个螺旋结构体40 ；两个承受板27 ；多个(在图 8 图9中为12片)重物28 ；螺栓29和螺母30。底座部件22与底座部件2同样，使用钢等的金属形成为正方形，表面22a和背面 22b是平坦的板材。该底座部件22是本发明中的第二底座部件，比底座部件2的外形尺寸 更小。而且，底座部件22以螺栓29在表面22a立起的方式被固定。壁状部件23、24、25、26是本发明中的第二壁状部件，与底座部件22同样是使用钢 等金属而形成的板材。壁状部件23、24、25、26的高度以及厚度相等，以各个表面23a、24a、 25a、26a与表面22a正交状交叉的方式被固定在底座部件22的周缘部。这些壁状部件23、 24、25、26和底座部件22形成用于容纳重物28的空间。此外，壁状部件23、24、25、26如图8 详细表示的那样，分别在宽度方向的大致中间部分形成有矩形的缺口部23b、24b、25b、26b。此外，本实施方式的上部单元21具有壁状部件23、24、25、26固定在底座部件22 上的构造。在上部单元21中，底座部件22与壁状部件23、24、25、26为不同的部件。但是， 上部单元21也可以为在底座部件22的周缘部形成壁状部件23、24、25、26且两者形成一体 的箱状的构造。在此情况下，该箱状的结构物成为底座部件。
螺旋结构体40具有钢丝弹簧12和棒状部件13a、13b，具有与前面叙述的螺旋结构 体10相同的构造。螺旋结构体40的钢丝弹簧12构成本发明中的第二环状索部件。在该螺旋结构体40中，棒状部件13b固定在壁状部件23、24、25、26中的各个缺口 部23b、24b、25b、26b的下侧部分。各个螺旋结构体40相对于壁状部件23、24、25、26，使各 个环状部12a立起地被固定，以相等的间隔被配置。而且，各个螺旋结构体40被配置在重 物28的前后左右的四个方向。此外，由于各个棒状部件13a被固定在前面叙述的壁状部件 3、4、5、6，因此，各个螺旋结构体40也使各个环状部12a立起地被固定在壁状部件3、4、5、 6 (详细情况参照在后面叙述的图11、图12)。承受板27是矩形的金属板，其中一方被固定在壁状部件23、24、25的上端部，另一 方被固定在壁状部件25、26、23的上端部。图中未表示的盖部件被固定于这两个承受板27。如图10(a)所示，重物28是使用钢等的金属形成底座部件22的大概三分之一大 小的矩形板材。对于重物28，用于使螺栓29通过的贯通孔28a形成于中央。在上部单元 21中，相同的重物28重叠四片形成3组固定在底座部件22上。于是，在上部单元21中， 共计12片重物28固定在底座部件22上。此时，在贯通孔28a中插通螺栓29，并且在螺栓 29上紧固螺母30，由此各个重物28被固定在底座部件22。各个重物28通过螺母30的紧 固或者解除，从而构成为相对于底座部件22自由拆装的结构。上部单元21也能够使用图10(b)所示的重物31以取代重物28。该重物31在表 面和背面形成锯齿状的凹凸部31b (图中并未表示背面)。另外，贯通孔31a是在长度方向 较长的长孔(也称作松孔(loosehole))。在重物31相互重叠时，凹凸部31b成为相互啮合的形状。因此，向减振装置50施 加振动时，各个重物31的凹凸部31b相互碰撞。于是，各重物31的滑动(横向滑动)被阻 止。因此，通过使用重物31，能够提高减振装置50的振动抑制效果。此外，由于贯通孔31a 是长度方向的长孔，因此容易在长度方向滑动。于是，重物31滑动，容易与壁状部件23、24、 25,26撞击，因此能够进一步提高减振装置50的振动抑制效果。如图1所示，减振装置50具有这样的构造对具有上述构造的下部单元1，从上侧 收纳上部单元21。在此情况下，与下部单元1的底座部件2相比，上部单元21的底座部件 22的外形尺寸更小，因此在空间17中能够从上侧收纳上部单元21。此外，壁状部件3、4、 5、6被固定在底座部件2的周缘部，而且壁状部件23、24、25、26被固定在底座部件22的周 缘部，因此能够在壁状部件3、4、5、6和壁状部件23、24、25、26之间确保空隙。使该空隙的 宽度适合棒状部件13a与棒状部件13b的间隔，因此螺旋结构体40被固定在壁状部件23、 24、25、26与壁状部件3、4、5、6的双方。另外，将上部单元21收纳在下部单元1中时，底座部件22与底座部件2相向。此 时，由于螺旋结构体10使环状部12a立起地被固定在底座部件2上，因此，螺旋结构体10 不仅被固定在底座部件22上，也被固定在底座部件2上。另一方面，由于重物28被固定在上部单元21上，因此将上部单元21收纳在下部 单元1中时，因重物28、底座部件22的负重，螺旋结构体10弯曲。因此，如图11所示，并且 如图12详细表示，对于螺旋结构体40，与棒状部件13a相比，棒状部件13b —侧沿着垂直方 向向下方偏移高度h。即，螺旋结构体40以与在壁状部件3、4、5、6 —侧的固定位置(本发 明中的第一固定位置)相比、在壁状部件23、24、25、26 —侧的固定位置(本发明中的第二固定位置)向下方偏移的状态(该状态称作朝内向下倾斜)被固定。于是，连结螺旋结构体40对于壁状部件3、4、5、6的固定位置和对于壁状部件23、 24、25、26的固定位置的直线L与水平面S (准确来讲是底座部件22的表面22a)之间出现 倾斜角a。根据在后面叙述的实施例的结果，优选将该倾斜角α设定在5度 10度的范 围内。(减振装置的动作内容)接着，对具有上述构造的减振装置50的动作内容进行说明。减振装置50被固定 在作为减振对象的固定结构物(在以下的说明中，假设木制房屋作为固定结构物的一个例 子)使用。例如地震发生，在木制房屋发生水平振动。于是，随着该振动，减振装置50也与木 制房屋一同在水平方向振动。但是，减振装置50具有固定了重物28的上部单元21，并且该 重物28具有固有的惯性，因此按照固有的振动周期在水平方向振动。重物28在水平方向 振动时，上部单元21也同样振动。螺旋结构体10被固定在上部单元21的底座部件22和下部单元1的底座部件2。 因此，随着上部单元21的振动，底座部件22与底座部件2的相对的位置在水平方向上偏 移。引起这种偏移(水平方向的位置偏移)的外力通过棒状部件13a、13b作用在螺旋结构 体10的钢丝弹簧12上。此时，由于钢丝弹簧12形成为螺旋状，因此具有弹力性，当因外力而变形时，有恢 复成原来形状的趋势，发挥复原力。当钢丝弹簧12变形时，有可能发生索部件16的扭曲而 产生压曲，但是由于各个环状部12a插通于棒状部件13a、13b中，因此，能够抑制压曲的发 生。另外，由于钢丝弹簧12使多个环状部12a立起地被固定，因此外力施加在所有的环状 部12a。各个环状部12a根据被施加的外力的方向和大小倾斜、弯曲等发生变形，与此同时 复原力产生，以抵消该变化的方式动作。另一方面，钢丝弹簧12用索部件16构成。索部件16通过捻合多根线状部件14 而形成。因此，环状部12a进行上述这样的动作时，各个线状部件14在相邻的彼此之间剧 烈摩擦而产生热量。即，钢丝弹簧12具有将被施加的外力转换成热的热转换功能。环状部 12a根据被施加的外力的方向和大小而变形，随之产生热量，由此钢丝弹簧12对被施加的 外力进行吸收。另外，无论棒状部件13a、13b沿着水平方向朝着哪个方向偏移，钢丝弹簧12 都能发挥对应于该偏移的热转换功能。因此，在木制房屋不管发生水平方向的什么样的振 动(即使发生的振动的方向不固定)，都能够通过螺旋结构体10吸收该振动。另外，在发生垂直振动的情况下，螺旋结构体10的钢丝弹簧12根据外力弯曲。因 此，螺旋结构体10主要具有水平方向的振动吸收功能并且具有垂直方向的振动吸收功能。 进而，钢丝弹簧12具有一种具备多个环状部12a的螺旋构造，因此使水平方向的偏移引起 的变形复原的弹性作用得以有效地发挥。而且，由于线状部件14的截面为圆形，相邻的线状部件相互接触并且在各自之间 形成有多个缝隙。因此，线状部件14所产生的热被扩散到空气中，不会停留在螺旋结构体 10的内部，而被放出到空气中。另外，在减振装置50，夹着螺旋结构体10在上下方向配置底座部件2、22。螺旋结 构体10使环状部12a立起地被固定在底座部件2、22双方上。减振装置50采用这样的构
10造，由此对于水平振动能够可靠地发挥钢丝弹簧12的各个环状部12a的热转换功能。而 且，在减振装置50中具有4个螺旋结构体10，设定两种钢丝弹簧12的排列方向。因此，钢 丝弹簧12的变形的方法多种多样，能够有效地抑制沿水平方向的各种振动。另一方面，假设直下型的地震发生，前面叙述的木制房屋发生垂直振动。于是，随 着该振动，减振装置50也与木制房屋一同在垂直方向振动。减振装置50以重物28固有的 振动周期在垂直方向(上下)振动。当重物28在垂直方向振动时，上部单元21也同样振 动。螺旋结构体40被固定在上部单元21的壁状部件23、24、25、26与下部单元1的 壁状部件3、4、5、6双方。因此，随着上部单元21的振动，壁状部件23、24、25、26与壁状部 件3、4、5、6的相对的位置在垂直方向偏移。成为该偏移(垂直方向的位置偏移)的原因的 外力通过棒状部件13a、13b施加在螺旋结构体40的钢丝弹簧12。该外力施加在各个环状 部12a的全体。在此情况下，各个环状部12a也根据被施加的外力的方向和大小，使立起状 态改变等发生变形，但与此同时复原力产生，以抵消该变化的方式动作。由于钢丝弹簧12 具有前面叙述的热转换功能，因此，螺旋结构体40发挥与水平振动发生时同样的热转换功 能，由此垂直振动被吸收。对于减振装置50，螺旋结构体40使环状部12a立起地被固定在壁状部件3、4、5、 6和壁状部件23、24、25、26。通过采用这种构造，对于垂直振动，减振装置50能够可靠地发 挥钢丝弹簧12的环状部12a的热转换功能。而且，在减振装置50中具有4个螺旋结构体40，其分别按照相等的间隔配置。因 此，垂直振动引起的外力不会偏向任何一个，而是被4个螺旋结构体40平衡性良好地吸收。 因此，在减振装置50中，能够用4个螺旋结构体40平衡性良好地抑制垂直振动。另外，螺旋结构体40的钢丝弹簧12在发生水平振动的情况下也根据外力而弯曲。 因此，螺旋结构体40主要具有垂直方向的振动吸收功能，并且具有水平方向的振动吸收功 能。进而，钢丝弹簧12具有一种具备多个环状部12a的螺旋构造，因此具有弹力性，使垂直 方向的偏移引起的变形复原。但是，在因地震导致在木制房屋发生振动的情况下，与仅发生水平振动和垂直振 动中的任一种振动的情况相比，产生两者组合的三维振动的情况较多。而且，振动的方向也 各种各样并不固定，在从振动开始到结束的期间，方向有时也会发生变化。因地震在木制房 屋等的固定结构物和移动结构物发生的振动、在移动过程中的车辆等发生的振动、伴随车 辆的行驶而在桥梁等发生的振动有时变成这种非定性三维振动。但是，减振装置50采用在前面叙述的构造，由此能够同时发挥钢丝弹簧12的对水 平振动的热转换功能和对垂直振动的热转换功能。在非定性三维振动发生在结构物的情况 下，其中的水平方向成分主要被螺旋结构体10抑制，垂直方向成分主要被螺旋结构体40抑 制。螺旋结构体10、40根据施加在各个钢丝弹簧12上的外力的方向和大小发挥热转换功能 来吸收振动。因此，无论三维振动是什么样的振动，减振装置50都能够抑制该振动。因此， 与现有技术相比，减振装置50能够抑制的振动的范围大幅度扩大，并且能够充分抑制非定 性三维振动。另外，能够通过在木制房屋的地面等固定底座部件2而将减振装置50设置在结构 物上。因此，减振装置50不仅能够设置在正在建造的房屋中，也能够设置在已经建成的房屋中。进而，通过将倾斜角α设定在5度 10度的范围内，减振装置50的振动抑制效 果得到提高。进而，减振装置50具有构成为自由拆装的多个重物28，因此能够根据所要设 置的结构物来改变固定的重物28的重量来调整上部单元21的重量。重物28的大小相同 且具有相同的重量，因此能够定量地调整上部单元21的重量。而且，由于在壁状部件23、 24、25、26上形成有缺口部23a、24a、25a、26a，因此在上部单元21上取放重物28简单易行。 即使仅在壁状部件23、24、25、26中的至少一个形成缺口部23a、24a、25a、26a，重物28的取 放也是容易的。但是，如果在所有的壁状部件23、24、25、26形成缺口部23a、24a、25a、26a， 那么无论从任何一个方向取放重物28都是容易的，因此进一步优选这种方式。(变形例1)接着，参照图13，对减振装置50的变形例进行说明。图13(a)是表示变形例的底 座部件122和钢丝弹簧12的部分省略平面图，图13(b)是表示变形例的钢丝弹簧112的立 体图。在前面叙述的减振装置50中，螺旋结构体40被固定在壁状部件23、24、25、26，但 是，也可以如图13(a)所示，使环状部12a伸出并且立起地将钢丝弹簧12固定在底座部件 122的周缘部122a。底座部件122是与底座部件22相同的板材，在周缘部122a形成有与 环状部12a对应的多个贯通孔122b。使环状部12a插入各个贯通孔122b中，由此两个相向 部中只有一方与底座部件122卡合。这样，以卡合的相向部以外的部分从底座部件122伸 出并且立起的方式，钢丝弹簧12被固定在底座部件122上。当将钢丝弹簧12固定在壁状 部件3、4、5、6时，从伸出最大的部分焊接规定范围(S卩，两个相向部中的另一方)、或者铆接 固定即可。即使这样，由于钢丝弹簧12能够发挥对垂直振动的热转换功能，因此减振装置 50也能够充分抑制非定性三维振动。另一方面，钢丝弹簧112具有交叉的两个环状部112a、112b，并且具有环状部 112a、112b的两个交叉部分被连接部件113固定的构造。对于1根索部件16，首先，以在水 平面内旋转的方式形成环状部112a，接着，以在垂直面旋转的方式形成环状部112b，在其 上，用连接部件113固定索部件16的两端部与环状部112a、112b的两个交叉部分，这样就 得到钢丝弹簧112。于是，钢丝弹簧112能够取代螺旋结构体10以被夹在底座部件2、22之间的方式 固定在两者上面。另外，钢丝弹簧112也能够取代螺旋结构体40以被夹在壁状部件3、4、5、 6和壁状部件23、24、25、26之间的方式被固定在两者上面。当在这样得到的减振装置50发生振动时，作为因振动导致的位置偏移的原因的 外力施加在钢丝弹簧112。钢丝弹簧112与钢丝弹簧12同样，发挥对应于被施加的外力的 方向和大小的热转换功能来吸收外力。因此，即便取代钢丝弹簧12而使用钢丝弹簧112，减 振装置50也能够充分抑制非定性三维振动。(变形例2)接着，参照图14，对减振装置50的其它的变形例进行说明。图14(a)是表示在底 座部件2上固定4根钢丝弹簧12的状态的平面图，图14 (b)是表示改变排列方式固定4根 钢丝弹簧12的状态的平面图，图14(c)是表示固定4根钢丝环114的底座部件2的立体图。在前面叙述的减振装置50中，螺旋结构体10以图3所示的配置被固定，但是也可以如图14(a)所示，以相等间隔在底座部件2固定4根钢丝弹簧12。另外，也可以如图 14(b)所示，按照与对角线上的中心ρ相等的距离排列4根钢丝弹簧12。另外，也可以连接索部件16的两端而形成一个卷状的钢丝环114，使该钢丝环114 沿着底座部件2的周缘部立起地将其固定。采用这些方法中的任意一种，减振装置50也能 够充分抑制非定性三维振动。实施例下面，参照图15 图20，对前面叙述的减振装置50的实施例进行说明。在本实施 例中，尝试制作前面叙述的减振装置50，并且制成了图15、图17等所示的木制构架结构体 200。木制构架结构体200以在导轨201上与振动台202 —体式地沿着箭头F所示的水平 方向滑动的方式构成。在该木制构架结构体200的上表面(木制房屋的2层的地板)载置 重物203，在其上面固定有在前面叙述的减振装置50。所制成的木制构架结构体200的高度约为2. 5米、宽2. 2米，纵深2. 4米，重量约 为1吨。由于振动台202采用一种没有对上下动的约束力而在导轨201上滑动的构造，因 此当拉力产生时，能够再现木制构架结构体200的向上脱离。作为比较，除了固定在前面叙述的减振装置50的情况以外，准备了从减振装置50 上卸下螺旋结构体40的装置(称作比较用装置，图中未表示)，取代减振装置50而将该比 较用装置固定在木制构架结构体200。于是，针对固定了减振装置50的木制构架结构体200和固定了比较用装置的木制 构架结构体200双方，测定了垂直方向、水平方向的各个运动能量衰减率。通过预先测定仅 木制构架结构体200的运动能量，与其进行比较而求出该衰减率。于是确认在固定了比较用装置的木制构架结构体200，衰减率整体为低，但是， 在固定了减振装置50的木制构架结构体200，衰减率大幅提高。即，在前者的木制构架结 构体200，垂直方向的衰减率是10% 30%左右，在后者的木制构架结构体200，垂直方向 的衰减率是30% 70%左右。另外，在前者的木制构架结构体200，水平方向的衰减率是 5 % 25 %左右，在后者的木制构架结构体200，水平方向的衰减率是10 % 55 %左右。由 此结果可知，通过采用减振装置50，不管对水平方向、还是对垂直方向的振动抑制效果都得 到提高。此外，一边适当改变减振装置50的重物28的个数和在前面叙述的倾斜角α，一边 测定衰减率，结果如图24所示。由图24可知，无论重物28的个数是多少个，倾斜角α变 成5度或者10度时的衰减率都比其它情况下高。因此，将倾斜角α设定在5度至10度的 范围内是有效的。图16是表示在振动台202上并列固定3台减振装置50，在其上重叠盖部件204再 设置固定结构物210的情况的立体图。固定结构物210例如假设为计算机等的精密机械、 产业机械等，在图16中，假设为服务器。在这样进行实验的情况下也与在前面叙述的实施 例同样，能够确认不管对水平方向、还是对垂直方向的减振效果都得到提高。在图16的情况下，从振动台202传入的振动被减振装置50抑制后传入固定结构 物210。在这种固定结构物210中，保护其不受振动影响尤其重要。因此，如图16所示，通 过在其中设置减振装置50，就能抑制传入固定结构物210的振动。例如，能够保护固定结构 物210，使其不受地震、强风等引起的振动和车辆运输过程中发生的振动的影响。
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进而，图17是表示在图15所示的木制构架结构体200中的，在振动台202上并列 固定3台减振装置50，在其上重叠盖部件204再设置固定结构物210的情况的立体图。在 此情况下，也与在前面叙述的各个实施例同样，能够确认不管对水平方向、还是对垂直方向 的振动抑制效果都得到了提高。另一方面，例如在地震引起的振动传入木制房屋等固定结构物的情况下，在振动 开始的初期时刻，传入的振动比其后的振动更大的情况是存在的。为了有效地抑制初期传 入的特大振动，如图18、图19所示，在构造方面，最好在需要特别加固的部分并列设置减振 器211。在图18中，与图16所示的情况相对，以将盖部件204与振动台202连接的方式安 装减振器211。在图19中，减振器211被安装在木制构架结构体200的柱和梁连接的位置。第二实施方式接着，参照图20，对本发明的第二实施方式中的减振装置60的构造进行说明。图 20是表示减振装置60的构造的部分省略平面图。减振装置60与减振装置50相比，上部单 元21变成上部单元121这一点、和4个螺旋结构体10的配置变更这一点不同。上部单元121具有圆板状的底座部件123，4个钢丝弹簧12B以伸出并立起地沿着 周方向等间隔地配置的方式被固定在该周缘部环状部。钢丝弹簧12B与钢丝弹簧12同样 具有多个环状部12a。另外，钢丝弹簧12B被固定在壁状部件3、4、5、6。此外，圆板状的重 物128载置在底座部件123上。由于底座部件123是圆板状，4个螺旋结构体10的配置也 随之更改(因4个螺旋结构体10被配置在底座部件123的下侧，所以图20中并未表示)。对于这种构造的减振装置60也同样，水平方向的振动主要被螺旋结构体10的钢 丝弹簧12所抑制，垂直方向的振动主要被钢丝弹簧12B所抑制。因此，减振装置60与减振 装置50同样，能够充分抑制非定性三维振动。第三实施方式接着，参照图21，对本发明的第三实施方式中的减振装置70的构造进行说明。图 21是表示减振装置70的构造的部分省略平面图。减振装置70与减振装置60相比，下部 单元1变成下部单元71这一点、和长度比钢丝弹簧12B长的钢丝弹簧12A被固定在底座部 件123的全周这一点不同。下部单元71具有尺寸比底座部件123大的圆板状的底座部件 72，在其周缘部形成圆筒状的壁状部件72a。底座部件72和壁状部件72a整体形成有底圆 筒状。减振装置60采用下部单元1。因此，在减振装置60中，底座部件2是正方形，壁状 部件3、4、5、6与底座部件123的距离并不相同。此外，是难以在底座部件123的全周固定 钢丝弹簧12B的构造。但是，在减振装置70中，由于采用了下部单元71，因此钢丝弹簧12A被固定在底座 部件123的全周。贯通孔123a以相等间隔形成于底座部件123的全周，钢丝弹簧12A插入 其中。钢丝弹簧12A被固定在底座部件123和壁状部件72a双方。这种减振装置70也与减振装置60同样，能够充分抑制非定性三维振动。除此之 外，在减振装置70中，钢丝弹簧12A被固定在底座部件123的全周。因此，减振装置70垂直 方向的振动抑制效果均勻，能够在底座部件123的全周发挥大致均勻的振动抑制效果。水 平振动在发生时主要被图中未表示的4个螺旋结构体10所抑制。但是，当因水平振动而使 底座部件123与底座部件72的相对的位置偏离时，钢丝弹簧12A因该偏离而弯曲，因此钢
14丝弹簧12A也吸收水平振动。在此情况下，由于钢丝弹簧12A被固定在圆板状的底座部件 123的全周，因此，无论朝哪个方向偏离，钢丝弹簧12A都以相同的方式弯曲，发挥大致均勻 的振动抑制效果。另外，减振装置70与减振装置60相比，钢丝弹簧12A的长度长，因此也 比减振装置60更能提高振动抑制效果。第四实施方式下面，参照图22，对本发明的第四实施方式中的减振装置80的构造进行说明。图 22(a)是表示减振装置80的构造的部分省略平面图，图22(b)是该图的b_b线截面图。减振装置80与减振装置50相比，在取代下部单元1中的4个螺旋结构体10而具 有螺旋结构体IOA这一点和壁状部件3、4、5、6的高度变高这一点不同。减振装置50具有4个螺旋结构体10，但减振装置80具有一个环状部的尺寸(直 径)比螺旋结构体10大的螺旋结构体10A。由于螺旋结构体IOA的尺寸比螺旋结构体10 大，因此，一个螺旋结构体IOA被固定在底座部件2的中央。由于减振装置50具有4个螺 旋结构体10，因此能够使振动分散在各个螺旋结构体10然后被吸收。另一方面，螺旋结构 体IOA只有一个，但是由于具有多个尺寸比螺旋结构体10大的环状部，因此利用减振装置 80也能够充分抑制非定性三维振动。(变形例)上述减振装置80具有一个螺旋结构体10A，但当上部单元21的重量增大时，因上 部单元21的重量，螺旋结构体IOA有可能过度弯曲。在此情况下，优选取代减振装置80，使 用图25(a)、(b)所示的减振装置85。减振装置85与减振装置80相比，在具有板簧86这 一点不同。板簧86以除了长度方向的两个端部以外的中间部分插入环状部12a的内侧的 方式配置。板簧86通过将沿着钢丝弹簧12的中心轴方向长的带状的板材适当地折曲或者 弯曲等方法形成。板簧86的两个端部中的一个(一个端部)被固定在底座部件2的表面， 另一个(另一个端部)为适当远离底座部件2的表面配置的自由端。于是，当上部单元21因其重量朝下方移动时，在移动一定程度后的时刻，棒状部 件13a接触板簧86，当进一步移动时，使板簧86变形。此时，对于板簧86，作为自由端的另 一端部沿着底座部件2的表面在水平方向上滑动，并发挥返回原来形状的复原力。于是，板 簧86向上抬起棒状部件13a。这样，根据减振装置85能够防止螺旋结构体IOA的过度弯 曲ο第五实施方式接着，参照图23，对本发明的第五实施方式中的减振装置90、95的构造进行说明。 图23(a)是表示减振装置90的构造的部分省略截面图，图23(b)是表示减振装置95的构 造的部分省略截面图。减振装置90与减振装置50相比，在下部单元1的构造不同这一点与其不同。减 振装置90具有底座部件2A。底座部件2A是大小比底座部件22小的正方形的板材，以未形 成壁状部件3、4、5、6的平板状形成。此外，减振装置90与减振装置50相比，在4个螺旋结 构体10的配置不同这一点也与其不同。在减振装置90中，4个螺旋结构体10在底座部件 2A的宽度方向上以相等间隔平行地排列。由于在减振装置50中未形成壁状部件3、4、5、6，因此，螺旋结构体40被固定在壁 状部件3、4、5、6和壁状部件23、24、25、26。减振装置90具有底座部件2A以取代底座部件小的正方形的板材，不具有壁状部件3、4、5、6。螺旋 结构体40不被固定在壁状部件3、4、5、6上，外侧为自由端。螺旋结构体40的内侧被固定 在壁状部件23、24、25、26，外侧被固定在结构物100A、100B。结构物100A、100B例如为木制 房屋的柱子、墙壁等。即便如此，由于使底座部件2A与底座部件22的相对的位置在垂直方 向偏离的外力被螺旋结构体40吸收，因此，减振装置90也与减振装置50同样，能够充分抑 制非定性三维振动。下面，对减振装置95进行说明。减振装置95具有在上下方向配置的底座部件2B 和底座部件22B，以被夹在两者之间的形状固定螺旋结构体10和螺旋结构体40。底座部件2B在平坦的正方形板状部分的周缘部形成与板状部分正交的壁状部 件2Ba。底座部件22B在平坦的正方形板状部分的周缘部形成与板状部分正交的壁状部件 22Ba。底座部件2B以板状部分被配置在壁状部件2Ba的上侧的方式设置。底座部件22B 也以板状部分被配置在壁状部件22Ba的上侧的方式设置。于是，底座部件2B和底座部件 22B以底座部件22B从外侧覆盖底座部件2B的方式配置。重物28A以自由拆装的方式被固 定在底座部件22B的上侧。在上述这种减振装置95发生水平振动的情况下，该振动主要被螺旋结构体10所 抑制。此外，在垂直振动发生的情况下，该振动主要被螺旋结构体40所抑制。因此，减振装 置95也与减振装置50同样，能够充分抑制非定性三维振动。特别是在减振装置95的情况 下，由于重物28A以自由拆装的方式被固定在底座部件22B的上侧，因此，更换、添加等比减 振装置50更简单易行。在前面叙述的各个实施方式中，将螺旋结构体40固定在壁状部件3、4、5、6和壁状 部件23、24、25、26双方。但是，也可以通过缩小底座部件22的尺寸等方法，将螺旋结构体 40仅固定在外侧的壁状部件3、4、5、6，并不固定在内侧的壁状部件23、24、25、26。这样就能 够确保螺旋结构体40与内侧的壁状部件23、24、25、26之间的空隙。当在木制房屋等结构 物发生较大的位移，上部单元21随之大幅位移时，该空隙能够作为用于上部单元21撞击螺 旋结构体40缓冲区起作用。上部单元21在缓冲区中移动，撞击螺旋结构体40，由此使运动 能量被吸收，因此能够更有效地吸收振动。另一方面，在各个实施方式中，在上部单元中，设置与底座部件(例如底座部件 22)不同的重物28，并将重物28固定在底座部件(例如底座部件22)。但是，底座部件本身 也有自重。因此，例如，通过改变底座部件22的厚度等方法来增加重量，也能够使底座部件 22具有重物28的作用。在此情况下，上部单元21能够采用不具有重物28的构造。此外，通过增加底座部件22的厚度，能够扩大其侧面的面积，因此，能够在底座部 件22的侧面固定螺旋结构体40。在此情况下，上部单元21也能够采用不具有壁状部件23、 24、25、26的构造。在此情况下，固定有螺旋结构体40的底座部件22的侧面是与底座部件 22的背面(固定有螺旋结构体10的部分，也称作固定部分)正交状交叉的交叉部，螺旋结 构体40被固定在该交叉部上。在如上部单元21那样采用具有壁状部件23、24、25、26的构 造的情况下，壁状部件23、24、25、26与底座部件22的背面正交状交叉，因此，发挥了作为交 叉部的功能。以上的说明是对本发明的实施方式的说明，并非是对本发明的装置及方法的限 定，能够容易地实施各种各样的变形例。另外，适当组合各个实施方式中的构成要素、功能、
16特征或者方法步骤而构成的装置或者方法也包含在本发明中。在以上的实施方式中，作为固定结构物主要列举了木制房屋、精密机械、产业机械 等，但是，本发明对于上述以外的固定结构物、移动结构物也能够适用。本发明也能够应用 在例如桥梁、高架式的道路或轨道这样的固定结构物，以及车辆、飞机、船舶这样的移动结 构物中。通过适用本发明，对于减振装置，能扩大能够抑制的振动的范围，能够抑制非定性
三维振动。
权利要求
一种减振装置，其特征在于，包括具有环状部的第一环状索部件和第二环状索部件，其中，所述环状部是将多个线状部件捻合成的索部件形成为环状的；夹着所述第一环状索部件在上下方向配置的第一底座部件和第二底座部件，其中所述第一环状索部件使所述环状部立起地被固定于所述第一底座部件和所述第二底座部件，所述第二环状索部件使所述环状部立起地被固定在所述第一底座部件和所述第二底座部件中的任意一个的与所述第一环状索部件的固定部分交叉的交叉部。
2.如权利要求1所述的减振装置，其特征在于还具有相对于所述第一底座部件和所述第二底座部件中的固定有所述第二环状索部 件的一方自由拆装的重物。
3.一种减振装置，其特征在于，包括具有环状部的第一环状索部件和第二环状索部件，其中，所述环状部是将多个线状部 件捻合成的索部件形成为环状的；配置在所述第一环状索部件的下侧的第一底座部件； 配置在所述第一环状索部件的上侧的第二底座部件；在所述第一底座部件的周缘部以与所述第一底座部件交叉的方式形成的第一壁状部件；在所述第二底座部件的周缘部以与所述第二底座部件交叉的方式形成的第二壁状部件；载置在该第二壁状部件的内侧的所述第二底座部件上的重物，其中 所述第一环状索部件使所述环状部立起地被固定于所述第一底座部件和所述第二底 座部件，所述第二环状索部件使所述环状部立起地被固定于所述第一壁状部件和所述第二壁 状部件。
4.如权利要求3所述的减振装置，其特征在于连结所述第二环状索部件对于所述第一壁状部件的第一固定位置和对于所述第二壁 状部件的第二固定位置的直线与水平面的倾斜角设定在规定范围内。
5.一种减振装置，其特征在于，包括具有环状部的第一环状索部件和第二环状索部件，其中，所述环状部是将多个线状部 件捻合成的索部件形成为环状的；夹着所述第一环状索部件在上下方向配置的第一底座部件和第二底座部件，其中 所述第一环状索部件使所述环状部立起地被固定于所述第一底座部件和所述第二底 座部件，所述第二环状索部件使所述环状部伸出且立起地被固定于所述第一底座部件和所述 第二底座部件中的任意一方的周缘部。
6.如权利要求1所述的减振装置，其特征在于所述第一环状索部件和所述第二环状索部件分别形成为具备多个所述环状部的螺旋状。
7.如权利要求3所述的减振装置，其特征在于所述第一环状索部件和所述第二环状索部件分别形成为具备多个所述环状部的螺旋状。
8.如权利要求4所述的减振装置，其特征在于所述第一环状索部件和所述第二环状索部件分别形成为具备多个所述环状部的螺旋 >状。
9.如权利要求5所述的减振装置，其特征在于所述第一环状索部件和所述第二环状索部件分别形成为具备多个所述环状部的螺旋状。
10.如权利要求2所述的减振装置，其特征在于所述重物由形状相同、且在表面形成有凹凸的多个金属板构成。
11.如权利要求3所述的减振装置，其特征在于 所述重物由形状相同、且在表面形成有凹凸的多个金属板构成。
12.如权利要求4所述的减振装置，其特征在于所述重物由形状相同、且在表面形成有凹凸的多个金属板构成。
13.如权利要求1 12中任一项所述的减振装置，其特征在于 具有多个所述第二环状索部件，并且分别按照相等的间隔将其配置。
全文摘要
本发明提供一种减震装置。该减振装置具备具有环状部的第一环状索部件和第二环状索部件，其中，该环状部是将多个线状部件捻合成的索部件形成为环状的。另外，该减震装置具有夹着第一环状索部件在上下方向配置的第一底座部件和第二底座部件。第一环状索部件使环状部立起地被固定于第一底座部件和第二底座部件。第二环状索部件使环状部立起地被固定在第一底座部件和第二底座部件中的任意一个的与第一环状索部件的固定部分交叉的交叉部。
文档编号F16F15/02GK101963202SQ201010237859
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年7月24日
发明者田中诚 申请人:株式会社田中制震构造研究所