JP2011141033A - 構造の運動を減衰させるための摩擦ダンパー - Google Patents
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- F16F7/02—Vibration-dampers; Shock-absorbers with relatively-rotatable friction surfaces that are pressed together
Abstract
【解決手段】ダンパーであり、また、建物及び同様な構造システムを地震、強風又は機械的振動などによって生じる負荷などの力学的負荷から保護する方法である。ダンパーは、摩擦パッド材料又は粘弾性材料の円形ディスクシム3,5で減衰させられる回転式ジョイント6、8で相互連結されている複数の構造部材1,2で作られている。ジョイントの減衰により、構造要素と構造要素の相対運動が減衰させられる。特に、ダンパーは、例えば、基部に関して減衰させられる運動で建物又は機械が運動しうるために、又は、橋上の固定地点に関して減衰させられる運動で斜張橋のケーブルステイが運動しうるために、基礎の絶縁に有用である。
【選択図】図2
Description
減衰装置は、例えばいくかの階の建物内において、二つ以上の方向に取り付けられうる。
減衰装置は、壁のある又は壁のない補強コンクリートフレーム構造内に取り付けられうる。
減衰装置は、摺動欠乏機構を低減するために、大きなパネル内に取り付けられうる。パネルは、典型的にコンクリートで作られるが、材木、鋼又は複合材料などの他の材料で作られうる。
減衰装置は、タンクの振動応答を低減するために、高い位置の水タンク内に取り付けられうる。
減衰装置は、橋及び高いハイウェイ内に取り付けられうる。減衰装置は、応答を減衰させるために、二つの方向で据え付けられうる。例として、多数のダンパーが第一の方向に配置され、多数のダンパーが第二の方向に配置されうる。第一方向のダンパーには、第二方向に配置されたダンパーの減衰構造とは異なる減衰構造が設けられうる。
減衰装置は、フレーム構造上に取り付けられた、高い位置の機械によって引き起こされる振動を低減するために使用されうる。
減衰装置は、例えば水又は風からの波形負荷による振動を低減させるために、多くの種類の海洋構造物に取り付けられうる。
減衰装置は、既製の車庫に取り付けられうる。
減衰装置は、テントの支柱及び梁の運動を減衰させるために、携帯可能な金属テントに取り付けられうる。
減衰装置は、フレーム構造内でジョイントの回転を低減させるように使用されうる。
減衰装置は、いくつかの階の工業用建物に取り付けられうる。
減衰装置は、材木フレーム構造に取り付けられうる。
減衰装置は、金属タワーに取り付けられうる。
減衰装置は、一階又は複数階の家に取り付けられうる。
減衰装置は、吊り橋又は斜張橋に取り付けられうる。
減衰装置は、例えばスタジアム又は例えばロンドンのミレニアムホールなどの大きなホールなどのプレテンション構造内のケーブルに取り付けられうる。
減衰装置は、ガラス嵌め建物の外面に使用されている大きなパネルに取り付けられうる。
減衰装置は、人又は機械によって生じる床の振動を減衰させるために、床に取り付けられうる。
減衰装置は、流体の運動中においていくつかの振動を生じさせる流体を移送させるパイプに取り付けられうる。
減衰装置は、油、気体、液体、燃料用のタンクに取り付けられうる。
減衰装置は、吊り天井又は重いシャンデリアを保持する屋根天井に取り付けられうる。
減衰装置は、例えば、彫像などを保持するテーブル又はプラットフォームの下において、博物館内に取り付けられうる。
減衰装置は、例えば食器戸棚などの多くのタイプの家具の背後に取り付けられうる。
減衰装置は、工場又は倉庫内の部品を保管するために使用されている棚の背後に取り付けられうる。
粘弾性、摩擦、粘弾性、第三材料(例えば、鋼ディスク)、及び側板、又は、粘弾性、第三材料(例えば、鋼ディスク)、摩擦、粘弾性、及び側板、又は摩擦、粘弾性、第三材料(例えば、鋼ディスク)、粘弾性、及び側板、又は摩擦、粘弾性、摩擦、第三材料(例えば、鋼ディスク)、及び側板
Claims (66)
- 第一構造部材の第二構造部材に関する相対的な運動を減衰させる装置において、
前記第一構造部材は、第一群の要素の中の少なくとも二つの要素に回転可能に接合されており、
前記第二構造部材は、第二群の要素の中の少なくとも二つの要素に回転可能に接合されており、
前記第一群の要素の中の要素と前記第二群の要素の中の要素の相対運動を減衰させて前記第二構造部材に関する前記第一構造部材の運動を減衰させるための少なくとも六つの回転式ジョイントを形成するように、前記第一群の要素の中の要素の各々は、回転式ジョイントで前記第二群の要素の中の一要素へ個々に接合されている、第一構造部材の第二構造部材に関する相対的な運動を減衰させる装置。 - 前記回転式ジョイントにおいて複数の要素の間で締め付け力を維持するように、前記回転式ジョイントの少なくとも一つを共に締め付ける締め付け手段をさらに備えている請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも六つの回転式ジョイントの少なくとも一つにおいて配置された少なくとも一つの減衰部材をさらに備えている請求項1又は2に記載の装置。
- 前記要素の相対運動が減衰させられるように、前記第一群の要素の中の要素及び前記第二群の要素の中の要素と前記減衰部材の間で接触するように、前記第一群の要素の中の要素と前記第二群の要素の中の要素との間に前記少なくとも一つの減衰部材が配置されている請求項3に記載の装置。
- 前記構造部材に関する前記要素の相対運動が減衰させられるように、前記要素と前記減衰要素の間と、前記構造部材と前記減衰部材の間とにおいて接触するように、前記第一構造部材と、前記第一群の要素の中の要素及び/又は前記第二群の要素の中の要素との間において、前記少なくとも一つの減衰部材が配置されている請求項3又は4に記載の装置。
- 前記構造部材に関する前記要素の相対運動が減衰させられるように、前記要素と前記減衰要素の間と、前記構造部材と前記減衰部材の間とにおいて接触するように、前記第二構造部材と、前記第一群の要素の中の要素及び/又は前記第二群の要素の中の要素との間において、前記少なくとも一つの減衰部材が配置されている請求項3〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記要素の相対運動が摩擦によって減衰させられるように、前記少なくとも一つの減衰部材は一片の摩擦材料を備えている請求項3〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記要素の相対運動が粘弾性によって減衰させられるように、前記少なくとも一つの減衰部材は一片の粘弾性材料を備えている請求項3〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの減衰部材と前記第一群の要素の中の要素との間において、又は前記少なくとも一つの減衰部材と前記第二群の要素の中の要素との間において配置されている一片の第三材料をさらに備えている請求項3〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記回転式ジョイントの少なくとも一つにおける少なくとも二つの減衰部材の間に配置された一片の第三材料をさらに備えている請求項3〜9のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の粘弾性材料は、前記ジョイントの少なくとも一つにおいて、前記第一構造部材と、前記第一群の要素の中の少なくとも二つの要素の一つとの間において配置されている請求項8〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の粘弾性材料は、前記ジョイントの少なくとも一つにおいて、前記第二構造部材と、前記第二群の要素の中の少なくとも二つの要素の一つとの間において配置されている請求項8〜11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の摩擦材料は、前記ジョイントの少なくとも一つにおいて、前記第一群の要素の中の要素と前記第二群の要素の中の要素との間において配置されている請求項7〜12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記締め付け手段は、締め付け力を変化させうるのに適している請求項1〜13のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ジョイントの少なくとも一つは、前記ジョイントの前記要素の各々を貫通しているピンを備えている請求項1〜14のいずれか1項に記載の装置。
- ボルト、前記ピンを構成する前記ボルトの少なくとも一部分とを備え、前記ボルトは、ボルト頭を有するボルト要素と、ナット頭を有するナットとを有し、前記締め付け力は、前記ボルトのプレテンションによって決定される請求項15に記載の装置。
- 時間を経てほぼ一定の締め付け力を維持する手段をさらに備えている請求項16に記載の装置。
- 前記ほぼ一定の締め付け力を維持する手段は、前記ボルト頭と、前記ジョイントの少なくとも一つのジョイントの要素の中の一つの要素の一面との間において、及び/又は、前記ナット頭と、前記ジョイントの少なくとも一つのジョイントの要素の中の一つの要素の一面との間において配置されている少なくとも一つのばねを備えている請求項17に記載の装置。
- 前記ばねはディスクばねを備えている請求項18に記載の装置。
- 少なくとも二つのディスクばねを備えている請求項19に記載の装置。
- 少なくとも一つのディスクばねが、前記ボルト頭と前記第一群の要素の中の一つの要素の一面との間において配置されており、前記少なくとも一つのディスクばねが、前記ナット頭と前記第二群の要素の中の一つの要素の一面との間において配置されている請求項20に記載の装置。
- 前記ほぼ一定の締め付け力を維持する手段は、前記締め付け力を維持するために、流体手段、空気手段、及び/又は、電気手段を備えている請求項17〜21のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの減衰部材は、前記少なくとも六つのジョイントの少なくとも一つのジョイントの要素の少なくとも一つと、少なくとも一つのジョイント板との間において配置されている請求項3〜22のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の摩擦材料は、鋼、錆止め鋼、真鍮、アルミニウム、又は、アルミニウムを備えた任意の合金、又は、任意の他の鋼材料、又は、プラスチック、プラスチックの複合材、又は、ガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)などの繊維、又は、任意のセラミック材料とガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)などの繊維の複合材で作られている請求項7〜23のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の摩擦材料は、ケブラー(登録商標)及び真鍮を備えた、アスベストのない複合材である請求項7〜24のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第一群の要素の中の要素、及び/又は、前記第二群の要素の中の要素は、鋼、錆止め鋼、真鍮、アルミニウム、又は、アルミニウムを備えた任意の合金、又は、任意の他の鋼材料、又は、プラスチック、プラスチックの複合材、又は、ガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)などの繊維、又は、任意のセラミック材料とガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)などの繊維の複合材で作られている請求項1〜25のいずれか1項に記載の装置。
- 0.5Hz±0.1Hzの強制励振周波数で、かつ±1700kN.mmの付与される励振モーメントで42kN±0.5kNの最初の締め付け力における、0.2ラジアンまでの少なくとも二つの構造部材の中の一つの部材の回転振幅である、300サイクルのテストにおいて、前記締め付け力は5%未満の変動を示す請求項2〜26のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの構造部材の一つの構造部材の変位振幅と、前記ジョイント内のエネルギ消散との間においてほぼ線形関係がある請求項1〜27のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第一構造部材は建物構造の第一の下側部分に取り付けられており、前記第二構造部材は建物構造の第二の上側部分に取り付けられている請求項1〜28のいずれか1項に記載の装置。
- 第一構造部材の第二構造部材に関する相対運動を減衰させるためのダンパーにおいて、前記第一構造部材と前記第二構造部材の間の相対的な回転運動を摩擦減衰させるため、かつ前記第一構造部材の前記第二構造部材に関する回転運動を減衰させるために、前記第一構造部材が前記第二構造部材へ回転式ジョイントによって回転可能に取り付けられている、第一構造部材の第二構造部材に関する相対運動を減衰させるためのダンパー。
- 少なくとも二つの部材と、
前記少なくとも二つの部材の間の相対運動を粘弾性的に減衰させるために、ジョイントにおいて、前記少なくとも二つの部材の間においてかつ前記少なくとも二つの部材と接触して配置された一片の粘弾性材料と、
前記粘弾性材料に対して圧縮力を付与する締め付け力を提供するように、前記少なくとも二つの部材を共に締め付けるための締め付け手段と、
前記少なくとも二つの部材の各々を前記構造要素の各々へ接続する手段とを備えている、土木構造物内の構造要素及び非構造要素の運動を減衰させる装置。 - 前記少なくとも二つの部材の間の相対運動を摩擦及び粘弾性の組み合わせで減衰させるために、前記二つの部材の中の第一の部材と前記粘弾性材料との間においてかつ前記第一の部材及び前記粘弾性材料と接触して配置されている一片の摩擦材料をさらに備えている請求項31に記載の装置。
- 前記締め付け手段は、前記締め付け力と、前記粘弾性材料に対する前記付与圧縮力とを変化させるのに適している請求項31又は32に記載の装置。
- 前記粘弾性材料は、前記付与される圧縮力に基づいた前記減衰特性を変化させるのに適している請求項31〜33のいずれか1項に記載の装置。
- 前記摩擦材料と前記二つの部材の中の第一の部材との間に配置された一片の第三の材料をさらに備えている請求項32〜34のいずれか1項に記載の装置。
- 前記摩擦材料と前記粘弾性材料との間に配置された一片の第三の材料をさらに備えている請求項32〜35のいずれか1項に記載の装置。
- 前記粘弾性材料と前記二つの部材の一つとの間に配置された一片の第三の材料をさらに備えている請求項32〜36のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの部材の間に配置された一片の圧電材料をさらに備えている請求項31〜37のいずれか1項に記載の装置。
- 前記粘弾性材料は、ゴムと、アクリルポリマーと、任意の粘弾性材料とからなる群から選択される請求項31〜38のいずれか1項に記載の装置。
- 前記摩擦材料は、鋼と、錆止め鋼と、真鍮と、アルミニウムと、アルミニウムを備えた任意の合金と、任意の他の鋼材料と、鋼とプラスチックの複合材と、プラスチックとガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材と、任意のセラミック材料とガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材とからなる群から選択されている請求項32〜39のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第三の材料は、鋼と、錆止め鋼と、真鍮と、アルミニウムと、アルミニウムを備えた任意の合金と、任意の他の鋼材料と、鋼とプラスチックの複合材と、プラスチックとガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材と、任意のセラミック材料とガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材とからなる群から選択されている材料で作られている請求項36〜40のいずれか1項に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの部材は、鋼と、錆止め鋼と、真鍮と、アルミニウムと、アルミニウムを備えた任意の合金と、任意の他の鋼材料と、鋼とプラスチックの複合材と、プラスチックとガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材と、任意のセラミック材料とガラス、カーボン又はケブラー(登録商標)の繊維の複合材とからなる群から選択されている材料で作られている請求項31〜41のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ジョイントは、回転式ジョイントを提供するように前記少なくとも二つの部材の各々を貫通しているピンを備えている請求項31〜42のいずれか1項に記載の装置。
- ボルトと、前記ピンを構成する、前記ボルトの少なくとも一部分とを備え、前記ボルトは、
ボルト頭を有するボルト部材と、
ナット頭を有するナットとを有し、
前記締め付け力は、前記ボルトのプレテンションによって決定される請求項43に記載の装置。 - 時間を経てほぼ一定の締め付け力を維持する手段をさらに備えている請求項43又は44に記載の装置。
- 前記ほぼ一定の締め付け力を維持する手段は、前記ボルト頭と前記少なくとも二つの部材の中の一つの部材の表面との間において及び/又は前記ナット頭と前記少なくとも二つの部材の中の一つの部材の表面との間において配置されている少なくとも一つのばねを備えている請求項45に記載の装置。
- 前記ばねは少なくとも一つのディスクばねを備えている請求項46に記載の装置。
- 前記少なくとも一つのディスクばねが前記ボルト頭と前記少なくとも二つの部材の中の一つの部材の表面との間において配置されており、前記少なくとも一つのディスクばねは、前記ナット頭と前記少なくとも二つの部材の中の別の一つの部材の表面との間において配置されている少なくとも一つのばねを備えている請求項45に記載の装置。
- 少なくとも一つのワッシャが、前記ディスクばねの少なくとも一つと、前記少なくとも二つの部材の中の一つの部材の対応面との間において配置されている請求項48に記載の装置。
- 前記締め付け手段は、能動的に調節可能な締め付けアクチュエータを備えている請求項31〜49のいずれか1項に記載の装置。
- 前記能動的に調節可能な締め付けアクチュエータは、流体的に、空気的に、及び/又は電気的に作動させられる請求項50に記載の装置。
- 前記能動的に調節可能な締め付けアクチュエータは、コントローラによって能動的に制御されている請求項51に記載の装置。
- 前記コントローラは、少なくとも一つのセンサシステムからのフィードバックに基づいて前記調節可能な締め付けアクチュエータを制御する請求項52に記載の装置。
- 前記少なくとも一つのセンサシステムは、前記構造システム内の加速度、速度、変位、前記構造システム内の温度、応力、及び/又は、前記構造システム内の歪みを示す測定値又は測定値の組み合わせを測定するのに適している請求項53に記載の装置。
- 前記少なくとも二つの部材は、ほぼ平行な複数の平面内で延びている側板及び中央板を備えている請求項31〜54のいずれか1項に記載の装置。
- 前記一片の粘弾性材料は前記側板と前記中央板との間において配置されている請求項55に記載の装置。
- 前記一片の摩擦材料は前記側板と前記中央板との間において配置されている請求項55又は56に記載の装置。
- 前記一片の第三材料は前記側板と前記中央板との間において配置されている請求項55〜57のいずれか1項に記載の装置。
- 前記中央板の周りにおいて、対称に配置された二つの側板を備えている請求項31〜58のいずれか1項に記載の装置。
- 二つの片の粘弾性材料を備え、各片は、前記側板の各一つと前記中央板との間において配置されている請求項59に記載の装置。
- 二つの片の摩擦材料を備え、各片は、前記側板の各一つと前記中央板との間において配置されている請求項59〜60のいずれか1項に記載の装置。
- 二つの片の前記第三材料を備え、各片は、前記側板の各一つと前記中央板の間において配置されている請求項59〜61のいずれか1項に記載の装置。
- 前記中央板と前記構造要素の間における相対的な回転運動を可能とするように、前記中央板は、前記構造要素の一つへ回動可能に接続されるのに適している請求項55〜62のいずれか1項に記載の装置。
- 前記中央板と前記構造要素の間における相対運動を阻止するように、前記中央板は、前記構造要素の一つへ固定で接続されるのに適している請求項55〜62のいずれか1項に記載の装置。
- 前記側板と前記構造要素の間における相対的な回転運動を可能とするように、前記側板は、前記構造要素の一つへ回動可能に接続されるのに適している請求項55〜64のいずれか1項に記載の装置。
- 前記側板と前記構造要素の間における相対運動を阻止するように、前記側板は、前記構造要素の一つへ固定で接続されるのに適している請求項55〜64のいずれか1項に記載の装置。
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