JP2009052725A - 減衰装置の軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、減衰装置の軸受構造に関し、ネジ減衰部における発熱の熱的影響が軸受け部に悪影響を及ぼさないようにすることが課題である。
【解決手段】振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動に負荷される抵抗力よってエネルギーを減衰させる回転減衰部とでなる減衰装置の前記ネジ機構部Ａにおいて、前記ネジ機構部Ａにおけるネジ軸１のネジ部１ａと、当該ネジ部１ａの両端部で回転自在に支持する軸受け部３，４との間に、前記ネジ軸１ａの外周面から所要厚さの環状空間部である非接触部５，５ａが設けられている減衰装置の軸受構造Ａとするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、地震等の振動エネルギーによって生じる構造物の層間変位を利用して当該構造物に設けられた取付部材を介して相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構により回転運動に変換、且つ、ネジ摩擦によるネジ減衰部と、粘性体による粘性減衰部とにより前記振動エネルギーを吸収して減衰する減衰装置の軸受構造に関するものである。

従来、地震等における振動エネルギーを減衰させる減衰装置として、上記のように往復直線運動を回転運動に変換するネジ減衰部を設けてなる運動エネルギー変換部のあるものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−８４８４５号公報

このような減衰装置２１の構成の一例を挙げると、例えば、図３に示すように、ネジ減衰部２２と粘性減衰部２３とがあり、ネジ減衰部２２における筒体２４にナット２５が軸心に沿って固定して設けられ、そこに、ネジ軸２６が挿通されている。前記ナット２５とネジ軸２６とが地震時に前記軸心方向に相対移動する。前記ナット２５が固定され回転しないので、前記ネジ軸２６が直線的に往復移動すると共に回転する。

そして、前記ネジ軸２６の鍔部２６ａに、粘性減衰部２３における回転自在に支持された内筒２７の端部が連結固定されている。前記内筒２７は、外筒２８によってその内部に回転自在に支持され、この内筒２７と外筒２８との間隙に粘性体２９が充填されて、内筒２７が回転する際の粘性抵抗体となっている。

ネジ減衰部２２における前記ナット２５とネジ軸２６とのネジ摩擦部２６ｂの近傍には、地震時に摩擦により発熱するので、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、冷却用の冷媒３０を往復運動を駆動源とするピストン３１で循環させる流路２５ａが、軸心に平行に周方向に等間隔で例えば２４箇所に設けられている。こうして、ネジ減衰部２２のネジ摩擦部２６ｂにおける発熱を、前記流路２５ａに流通させる冷媒によって熱吸収し、冷媒タンクや放熱板を介して外部に放熱させるようにしている。

しかし、従来例の減衰装置２１では、前記ネット２５とネジ軸２６とにおける回転運動変換部におけるネジ摩擦部２６ｂにおいて、局部的な摩擦熱の発生により、減衰能力の低下またはネジ部の膨張等により焼き付きが課題となる。即ち、図４（Ｂ）に示すように、軸受け部ａにおいて、サポートベアリング３２の冷媒が流入する部分であるｃ部が最も温度が周囲よりも低くなる。よって、地震時では、ネジ軸２６のネジ部ｂの範囲で温度上昇し周囲に伝熱するが、当該ネジ軸２６と前記サポートベアリング３２とのスキマを考慮すると、軸受け部ａのサポートベアリング３２が膨張せず、同軸受け部ａにおけるネジ軸２６の外径が膨張するので、締まり嵌めの状態になって急激に摩擦により温度が上昇して、局部的に焼き付くことがある。冷媒の流路上に軸受け部が存在すると、熱的影響に差が出てしまい、不都合が生じることになる。本発明に係る減衰装置の軸受構造は、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る減衰装置の軸受構造の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動に負荷される抵抗力よってエネルギーを減衰させる回転減衰部とでなる減衰装置の前記ネジ機構部において、前記ネジ機構部におけるネジ軸のネジ部と、当該ネジ部の両端部で回転自在に支持する軸受け部との間に、前記ネジ軸の外周面から所要厚さの環状空間部である非接触部が設けられていることである。

前記ネジ部の両端部における両非接触部の内の片側の非接触部には、前記ネジ軸に螺合するナットの径方向に沿って当該ナットの鍔部に穿孔され内側壁面に一端部が開口された冷媒供給用の供給流路があり、前記供給流路の一端部に連通させて周方向に刻設した冷媒分配用円環溝があり、前記冷媒分配用円環溝の内側開口端を外周面で封止し、且つ、前記ネジ軸の外径と内周面との間に間隙を有するリング状のブッシュが設けられていること、；
前記ブッシュは、締め代を持った嵌合、例えば、冷やし嵌め、圧入等よって冷媒分配用円環溝の内側開口端を封止していること、；
を含むものである。

本発明の減衰装置の軸受構造によれば、ネジ軸のネジ部において地震時に摩擦により発熱した場合に、このネジ部の両端部に非接触部があってこの範囲のネジ外径部が熱膨張しても、軸受け部材若しくはナット等による軸受け部が存在しないので、締まり嵌めによる焼き付けが生じない。よって、減衰装置の安定した減衰性能が確保される。
軸受け部のクリアランスを小さく設定できるようになり、かつ、軸受け部の間隔が一層遠くなって支点間距離が広がり、ネジ軸の倒れが少なくなり、案内性が向上する。

また、前記非接触部により、その間での放熱効果によってネジ軸およびナットの温度が低下して、地震による長時間の揺れにも対応できる減衰装置となる。
前記ネジ部の両端部における両非接触部の内の片側の非接触部には、前記ネジ軸に螺合するナットの径方向に沿って当該ナットの鍔部に穿孔され内側壁面に一端部が開口された冷媒供給用の供給流路があるようにしたので、軸受け位置が冷媒流路上に存在しないようにして、締まり嵌めとなるのを回避することができる。仮に、前記冷媒流路上に軸受け部があると、軸受け部の熱膨張が冷媒によって抑えられ、その一方、ネジ軸が摩擦で熱膨張するので、軸受け部の隙間が無くなり、抱きつき状態となって急激な減衰力の上昇と、異常な発熱を引き起こす、という不都合な事態が生じていたものである。このようなことが、本発明において前記非接触部を設けることで解消されるものである。

本発明に係る減衰装置の軸受構造Ａは、図１に示すように、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動を、ネジ軸１とこれにネジ嵌合する雌ネジ部を有するナット２と、前記ネジ軸１を回転自在に支持する軸受け３，４とのネジ機構部で、回転運動に変換している。

前記ネジ軸１とナット２とでネジ機構部が構成され、該ネジ機構部において回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させる。前記ネジ機構部におけるネジ軸１のネジ部１ａと、当該ネジ部１ａの両端部で回転自在に支持する軸受け部３，４との間に、前記ネジ軸１の外周面から所要厚さの環状空間部である非接触部５が設けられている。図１に示すように、ネジ部ｂと軸受け部ａとの間に、非接触部５が存在するようにしたものである。

図１及び図２に示すように、前記ネジ部１ａの両端部における両非接触部の内の片側の非接触部５ａには、前記ネジ軸１に螺合するナット２の径方向に沿って当該ナット２の鍔部２ａに穿孔され内側壁面に一端部６ａが開口された冷媒供給用の供給流路６があり、前記供給流路６の一端部６ａに連通させて周方向に刻設した冷媒分配用円環溝７があり、前記冷媒分配用円環溝７の内側開口端７ａを外周面８ａで封止し、且つ、前記ネジ軸１の外径と内周面８ｂとの間に間隙を有するリング状のブッシュ８が設けられている。

前記冷媒分配用円環溝７には、図４（Ａ）に示すように、ネジ部１ａに平行にして軸心ｄに沿って周方向に等間隔で、例えば、２４本の冷却用の流路９（図４に示す流路２５ａに相当）の一端部が連通して接続されている。前記ブッシュ８は、冷やし嵌め等によって冷媒分配用円環溝７の内側開口端を封止している。これにより、冷媒分配用円環溝７の内側開口端７ａを、前記ブッシュ８の半径方向における外向きの応力によって、確実に封止するものである。

このようにして、この軸受構造Ａにおいては、発熱するネジ部ｂの両側に非接触部５を設けて、軸受け部ａを発熱部（ネジ部１ａ）から遠ざけると共に、冷却流路上に軸受け部ａを設けないようにして、締まり嵌めとならないようにしたものである。こうして、ネジ軸１の軸受け部ａ，ａのスパンが長くなって、ネジ軸１の傾きが小さくなり、ネジ軸１と軸受け部ａとのクリアランスも、小さく設定することができる。

本発明に係る減衰装置の軸受構造Ａの縦断面図である。 同本発明の減衰装置の軸受構造Ａの一部を拡大した詳細断面図である。 従来例に係る減衰装置２１の軸受け造を示す縦断面図である。 同従来例の軸受構造を示す拡大断面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）とである。

符号の説明

１ 減衰装置の軸受構造におけるネジ軸、 １ａ ネジ部、
２ ナット、 ２ａ 鍔部
３，４ 軸受け、
５ 非接触部、 ５ａ 非接触部、
６ 供給流路、 ６ａ 一端部、
７ 冷媒分配用円環溝、
８ ブッシュ、 ８ａ 外周面、
８ｂ 内周面、
９ 流路、 ７ａ 開口端、
２１ 減衰装置、
２２ ネジ減衰部、
２３ 粘性減衰部、
２４ 筒体、
２５ ナット、 ２５ａ 流路、
２６ ネジ軸、 ２６ａ 鍔部、
２６ｂ ねじ摩擦部、
２７ 内筒、
２８ 外筒、
２９ 粘性体、
３０ 冷媒、
３１ ピストン、
ａ 軸受け部、 ｂ ネジ部、
ｄ 軸心。

Claims (3)

1. 振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動に負荷される抵抗力よってエネルギーを減衰させる回転減衰部とでなる減衰装置の前記ネジ機構部において、
   前記ネジ機構部におけるネジ軸のネジ部と、当該ネジ部の両端部で回転自在に支持する軸受け部との間に、前記ネジ軸の外周面から所要厚さの環状空間部である非接触部が設けられていること、
   を特徴とする減衰装置の軸受構造。
2. ネジ部の両端部における両非接触部の内の片側の非接触部には、
   前記ネジ軸に螺合するナットの径方向に沿って当該ナットの鍔部に穿孔され内側壁面に一端部が開口された冷媒供給用の供給流路があり、
   前記供給流路の一端部に連通させて周方向に刻設した冷媒分配用円環溝があり、
   前記冷媒分配用円環溝の内側開口端を外周面で封止し、且つ、前記ネジ軸の外径と内周面との間に間隙を有するリング状のブッシュが設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の減衰装置の軸受構造。
3. ブッシュは、締め代を持った嵌合によって冷媒分配用円環溝の内側開口端を封止していること、
   を特徴とする請求項２に記載の減衰装置の軸受構造。

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