JP2011094708A - 減衰装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上部構造体1の下部構造体3に対する水平方向の相対変位が減衰要素30に入力されることにより減衰要素30が生じる減衰力に基づいて相対変位を低減する減衰装置である。相対変位が許容範囲内の場合には、上部構造体側滑り部70及び下部構造体側滑り部60のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、摩擦力が大きい方の滑り部を介して減衰要素30には相対変位が入力されて、減衰要素30は速やかに相対変位を低減する。一方、許容範囲を超えた場合には、上部構造体側滑り部70及び下部構造体側滑り部60のうちで前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをし、これにより、減衰要素30への前記相対変位の入力は阻止される。
【選択図】図1
Description
よって、オイルダンパの設計段階においては、オイルダンパに入力され得る水平方向の相対変位の想定値に安全率を掛け合わせる等して、ピストンの許容ストローク長を決めている。
ここで、かかるオイルダンパの破損を避ける一案として、許容ストローク長を更に拡大することが考えられる。しかし、大ストローク化は大幅なコストアップを招く。そのため、現状の許容ストローク長を維持しつつ、それを超えるような相対変位に対してはフェールセーフ機能を作用させて当該相対変位のオイルダンパへの入力を防ぐ方法の方が得策と考えられる。
上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第1連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第2連結部と、を有し、
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われないことを特徴とする。
前記上部構造体と前記下部構造体との間に上下方向隙間が形成されるように、前記下部構造体上には前記上部構造体を免震支承する免震支承体が配置されており、
前記上下方向隙間に前記連結部支持部材は前記免震支承体と並列に介装され、
前記連結部支持部材における前記上部構造体側滑り部と前記下部構造体側滑り部との間に、これらと直列に、鉛直方向に圧縮された弾性部材が介装されることにより、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部には、それぞれ、前記摩擦力の発生に必要な垂直抗力が付与されることを特徴とする。
上記請求項2に示す発明によれば、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部のうちで、上述の相対変位が許容範囲を超えた場合に相対滑りを起こすべき滑り部に対して大きな摩擦力を生じさせることができる。その結果、当該大きな摩擦力によって、相対変位が前記許容範囲内の場合に、減衰要素に確実に相対変位を入力可能となる。
前記弾性部材は皿ばねであり、
前記皿ばねの圧縮量は、所定範囲内の任意値に設定されており、
前記所定範囲における前記皿ばねの圧縮変形量に対する弾発力の変動量は、前記所定範囲の両側に隣り合う範囲よりも低いことを特徴とする。
上記請求項3に示す発明によれば、皿ばねの圧縮量は、上記のような所定範囲に設定されている。よって、上部構造体と下部構造体との間の上下方向隙間の大きさが変動した場合でも、当該変動を、前記皿ばねが、その弾発力を大きく変動させることなく吸収する。よって、上部構造体側滑り部及び下部構造体側滑り部に発生させるべき摩擦力の大きさを略一定に保つことができて、フェールセーフ機能の作動の安定化を図れる。
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちで前記連結部支持部材を介して連結されていない方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体のうちで、前記摩擦力が小さい方の滑り部により前記連結部支持部材が相対滑りをすべき構造体に対して水平方向の相対移動不能に連結されていることを特徴とする。
上記請求項4に示す発明によれば、連結部支持部材の数を減らすことができるので、装置構成の簡略化やコスト削減を図れる。
前記連結部支持部材は、前記第1連結部及び前記第2連結部のそれぞれに対して一つずつ設けられ、
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちの一方の連結部が連結される連結部支持部材に係る上部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、下部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用され、
前記第1連結部及前記2連結部のうちの他方の連結部が連結される連結部支持部材に係る下部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、上部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用されることを特徴とする。
上記請求項5に示す発明によれば、第1連結部及び第2連結部の両者に対して各々連結部支持部材が設けられ、これにより、これら両者にはそれぞれフェールセーフ機能が付与される。よって、減衰要素の破損の危険を格段に低減することができる。
前記相対変位の大きさが前記許容範囲内の場合には、前記相対変位が入力されることにより前記減衰要素が発生する減衰力と、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の小さい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力と、によって、前記相対変位を低減し、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の大きい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力によって前記相対変位を低減することを特徴とする。
上記請求項6に示す発明によれば、前記許容範囲を超えた場合の減衰要素が減衰力を発生しない状態においても、前記摩擦力の大きい方の滑り部が相対滑りをし、これによる摩擦力によって前記相対変位を低減することができる。
図1は、建物1の免震層10の概略側面図であり、一部を破断して示している。
免震層10は、上部構造体としての建物1と、下部構造体としての基礎3との間の上下方向隙間Gに介装されている。免震層10は、建物1と基礎3との水平方向の相対変位を許容しつつ建物1の重量を支持する免震支承体20と、建物1と基礎3との水平方向の相対変位を減衰する減衰要素30と、を有する。そして、これら免震支承体20と減衰要素30とは、互いに並列に前記上下方向隙間Gに介装されている。
ピストン側連結部38は、例えば、ピストン34の軸端に設けられた例えばクレビス38を有する。
他方、フェールセーフ機構50は、建物1と基礎3との間の上下方向隙間Gに前記免震支承体20と並列に介装されて、建物1と基礎3との両者に対して水平方向に相対滑り可能に構成された本体部材52(連結部支持部材に相当)を有する。そして、この本体部材52には、連結ピン39等によってピストン34の前記クレビス38が相対移動不能に連結されており、これにより、本体部材52を介してピストン34は建物1に連結されている。
図2A及び図2Bは、上式1の関係に設定されたフェールセーフ機構50の動作説明図である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
10 免震層、
20 積層ゴム(免震支承体)、
30 減衰要素(オイルダンパ)、
32 シリンダ、32a シリンダ室、32b シリンダ室、
32c 蓋部、32d 蓋部、
34 ピストン、34a オリフィス、
36 クレビス、36 シリンダ側連結部(第2連結部)、37 連結ピン、
38 クレビス、38 ピストン側連結部(第1連結部)、39 連結ピン、
50 フェールセーフ機構、
50a フェールセーフ機構、
50b フェールセーフ機構、
52 本体部材(連結部支持部材)、
52a 本体部材(連結部支持部材)、
52b 本体部材(連結部支持部材)、
54 皿ばね(弾性部材)、
60 転がり支承(下部構造体側滑り部、上部構造体側滑り部)、
60a 転がり支承(下部構造体側滑り部)、
60b 転がり支承(上部構造体側滑り部)、
62 滑り板、62a 滑り面、
64 コロ部材、66 容器部材、
70 滑り支承(上部構造体側滑り部、下部構造体側滑り部)、
70a 滑り支承(上部構造体側滑り部)、
70b 滑り支承(下部構造体側滑り部)、
72 滑り板、72a 滑り面、
74 摩擦板、74a 摩擦面、
G 上下方向隙間、Fa 動摩擦力、Fs 静止摩擦力
Claims (6)
- 上部構造体とその下方の下部構造体との間に介装された減衰要素を有し、前記上部構造体の前記下部構造体に対する水平方向の相対変位が前記減衰要素に入力されることにより前記減衰要素が生じる減衰力に基づいて前記相対変位を低減する減衰装置において、
前記減衰要素に前記相対変位が入力されるようにすべく、前記減衰要素を前記上部構造体に連結する第1連結部と、前記減衰要素を前記下部構造体に連結する第2連結部と、を有し、
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちの少なくとも一方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体に対して水平方向に相対滑り可能に構成された連結部支持部材を介して、連結されるべき構造体に連結され、
前記連結部支持部材が前記上部構造体に対して相対滑りをするために設けられた上部構造体側滑り部の摩擦力の大きさと、前記連結部支持部材が前記下部構造体に対して相対滑りをするために設けられた下部構造体側滑り部の摩擦力の大きさとは互いに相違し、
前記相対変位の大きさが、前記減衰要素に入力可能な許容範囲内の場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力が大きい方の滑り部では相対滑りをせずに、摩擦力が小さい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記摩擦力が大きい方の滑り部を介して前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われ、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記摩擦力が大きい方の滑り部で相対滑りをすることにより、前記減衰要素への前記相対変位の入力が行われないことを特徴とする減衰装置。 - 請求項1に記載の減衰装置であって、
前記上部構造体と前記下部構造体との間に上下方向隙間が形成されるように、前記下部構造体上には前記上部構造体を免震支承する免震支承体が配置されており、
前記上下方向隙間に前記連結部支持部材は前記免震支承体と並列に介装され、
前記連結部支持部材における前記上部構造体側滑り部と前記下部構造体側滑り部との間に、これらと直列に、鉛直方向に圧縮された弾性部材が介装されることにより、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部には、それぞれ、前記摩擦力の発生に必要な垂直抗力が付与されることを特徴とする減衰装置。 - 請求項2に記載の減衰装置であって、
前記弾性部材は皿ばねであり、
前記皿ばねの圧縮量は、所定範囲内の任意値に設定されており、
前記所定範囲における前記皿ばねの圧縮変形量に対する弾発力の変動量は、前記所定範囲の両側に隣り合う範囲よりも低いことを特徴とする減衰装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の減衰装置であって、
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちで前記連結部支持部材を介して連結されていない方の連結部は、前記上部構造体及び前記下部構造体のうちで、前記摩擦力が小さい方の滑り部により前記連結部支持部材が相対滑りをすべき構造体に対して水平方向の相対移動不能に連結されていることを特徴とする減衰装置。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の減衰装置であって、
前記連結部支持部材は、前記第1連結部及び前記第2連結部のそれぞれに対して一つずつ設けられ、
前記第1連結部及び前記第2連結部のうちの一方の連結部が連結される連結部支持部材に係る上部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、下部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用され、
前記第1連結部及前記2連結部のうちの他方の連結部が連結される連結部支持部材に係る下部構造体側滑り部には、滑り支承が使用されるとともに、上部構造体側滑り部には、前記滑り支承よりも摩擦力の小さい転がり支承が使用されることを特徴とする減衰装置。 - 請求項1乃至5の何れかに記載の減衰装置であって、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲内の場合には、前記相対変位が入力されることにより前記減衰要素が発生する減衰力と、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の小さい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力と、によって、前記相対変位を低減し、
前記相対変位の大きさが前記許容範囲を超えた場合には、前記上部構造体側滑り部及び前記下部構造体側滑り部のうちで摩擦力の大きい方の滑り部の相対滑りによる摩擦力によって前記相対変位を低減することを特徴とする減衰装置。
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