JP2014202591A - 変形量記録装置、ブレース装置、及び、変形量記録方法 - Google Patents
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即ち、本発明に係る変形量記録装置は、構造物上の互いに離間する第一位置と第二位置とが近接離間する方向での該構造物の伸縮変形量を記録する変形量記録装置であって、前記第一位置に一端側が固定されるとともに、他端が前記第二位置に向かって延びるロッドと、前記第二位置に固定されるとともに、前記ロッドの他端側を相対移動可能に支持し、該ロッドを支持する部分での位置変化から前記伸縮変形量を計測する計測部と、前記計測部からの出力信号を受けて、前記伸縮変形量を記録する記録部と、前記計測部及び前記記録部に電力を供給する電源供給部と、前記電源供給部に前記電力の供給を開始させ、かつ、前記電力の供給開始から所定時間経過後に該電力の供給を停止する制御部と、前記ロッドの他端側の移動開始にともなって、前記電源供給部から前記電力の供給を開始させるように前記制御部に対して指示した後に、該電力の供給開始前の状態に復帰する検知部とを備えることを特徴とする。
以下、本発明の第一実施形態に係るブレース装置1について説明する。
図1(a)、図1(b)に示すように、ブレース装置1は、例えば建築、橋梁構造物において筋交いに用いられ、これらの耐震・制震性能を向上する座屈拘束ブレース2と、この座屈拘束ブレース2に取り付けられて、座屈拘束ブレース2の変形量を記録する変形量記録装置3とを備えている。
変形量記録装置3は、図1(a)に示すように座屈拘束ブレース2の拘束部材6と芯材5との間に設置され、即ち、拘束部材6の内部に設置されている。また、図1(b)に示すように座屈拘束ブレース2の拘束部材6の外部に設置されていてもよい。
さらに、この変形量記録装置3は、計測装置12及び記録装置13へ電力を供給する電源装置16(電源供給部)と、電源装置16に電力の供給を開始させ、且つ、電力の開始から所定時間経過後に電源装置16からの電力の供給を停止する制御装置14(制御部)と、制御装置14に対して計測装置12及び記録装置13へ電源装置16からの電力の供給開始を指示する検知装置15(検知部)と、を備えている。
なお、本実施形態では、計測装置12、及び、検知装置15は、拘束部材6の鋼管に固定された筒状部材10によって覆われるようにして設けられている。
そして、上述したように芯材5が伸縮変形すると、ロッド11の他端11b側の位置が変化し、この変位を連続的に計測し、記録装置13へ信号を出力する。
なお、この所定時間は予め設定したものでなくともよく、例えば計測装置12の上記変位センサや、別途センサを設置するなどして、地震が収まってロッド11の変位が停止したことを検知し、これによって電源装置16からの電力供給を停止してもよい。
図2(a)に示すように、検知装置15は、ロッド11が貫通して設けられたケーシング21と、ケーシング21内に設けられた磁石22及びコイル23と、ケーシング21に対して、ロッド11の一端11a側及び他端11b側に配された一対のスイッチ25とを有している。
さらに、検知装置15は、これら一対のスイッチ25よりもロッド11のさらに一端11a側及び他端11b側でロッド11を貫通する一対の支持部材26と、各々の支持部材26とケーシング21との間に設けられた一対の弾性部材28とを有している。
本実施形態では例えば、各々のスイッチ25はケーシング21がレバー25aに接触してレバー25aを操作することで、ONの状態にすることが可能なトグルスイッチとなっている。また、このスイッチ25は、ケーシング21がレバー25aから離間すると自動的にOFFの状態となるものである。
なお、弾性部材28は、本実施形態のようにケーシング21及び支持部材26には固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。
また、この弾性部材28はコイルバネに限定されることなく、板バネ等、付勢力を付与可能な他の部材であってもよい。さらに、弾性部材28は、このようにケーシング21を軸P1方向に挟むように両側に設けられている必要はなく、一方側のみで、ケーシング21と支持部材26とに固定されて設けられていてもよい。
図3(a)に示すように、例えば地震が発生し、座屈拘束ブレース2の芯材5に伸縮変形が生じた際にはロッド11が移動することとなる。そして、ロッド11が図3(a)に示す矢印の方向に移動すると、ケーシング21が磁石22の磁力によってロッド11に固着した状態でロッド11とともに移動を開始する。そして、スイッチ25にケーシング21が接触することで、スイッチ25がONの状態となって、コイル23への通電が行われる。
即ち、検知装置15は、ソレノイド構造を用いてケーシング21の位置を制御している。
次に、本発明の第二実施形態に係るブレース装置1Aについて説明する。
なお、第一実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態とは検知装置55が異なっている。ここで、本実施形態では、ロッド11は、強磁性体を材料とするものでなくともよい。
さらに、検知装置55は、軸部材57を支持するケーシング59と、ケーシング59に設けられたコイル60と、ケーシング59に対して、ロッド11の一端11a側及び他端11b側に配された一対のスイッチ61とを有している。
また、検知装置55は、これら一対のスイッチ61よりロッド11のさらに一端11a側及び他端11b側に配された一対の支持部材63と、各々の支持部材63とケーシング59との間に設けられた一対の第一弾性部材65と、摩擦部材56とケーシング59との間に設けられた第二弾性部材66とを有している。
なお、これらスイッチ61は、ケーシング本体71の下端部に対向する位置に設けられていなくともよく、ケーシング本体71の回転移動にともなって接触可能となっていればよい。
なお、この第一弾性部材65はコイルバネに限定されることなく、板バネ等、付勢力を付与可能な他の部材であってもよい。また、第一弾性部材65は、このようにケーシング本体71を軸P方向に挟むように両側に設けられている必要はなく、一方側のみにケーシング本体71と支持部材63とに固定されるようにして設けられていてもよい。
図7(a)に示すように、例えば地震が発生し、座屈拘束ブレース2の芯材5に伸縮変形が生じた際にはロッド11が移動することとなる。そして、ロッド11が図7(a)に示す矢印の方向に移動すると、摩擦部材56による摩擦力によってケーシング本体71が軸Pを中心として回転移動し、スイッチ61に接触する。
即ち、検知装置15はソレノイド構造を用いてケーシング21の位置を制御している。
次に、本発明の第三実施形態に係るブレース装置1Bについて説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、第一実施形態及び第二実施形態とは検知装置85が異なっている。
また、この弾性部材88はコイルバネに限定されることなく、板バネ等、付勢力を付与可能な他の部材であってもよい。さらに、弾性部材88は、このように第一センサ87aを軸P1方向に挟むように両側に設けられている必要はなく、一方側のみで、ケーシング86と第一センサ87aとに固定されて設けられていてもよい。
さらに、減衰部材90は、チューブ91の内部に設けられて軸P1方向に延びる棒状をなす強磁性体のピストン94と、このピストン94をチューブ91の内部で、ボディ93との間で相対移動しないように保持するマグネット95とを有している。
図10(a)に示すように、例えば地震が発生し、座屈拘束ブレース2の芯材5に伸縮変形が生じた際にはロッド11が移動することとなる。そして、ロッド11が図10(a)に示す矢印の方向に移動すると、第一センサ87aはロッド11とともに移動を開始し、弾性部材88によってケーシング21に付勢力が与えられる。この際、ケーシング21は、弾性部材88によってロッド11の移動方向に付勢力が与えられることで、ロッド11とともに移動しようとするが、減衰部材90によって減衰力が与えられることで、ケーシング86がロッド11につられてすぐに移動することはない。
例えば、第一実施形態及び第二実施形態のスイッチ25、61についても、第三実施形態と同様の近接スイッチ87を用いて、非接触にON、OFFを行ってもよい。
Claims (7)
- 構造物上の互いに離間する第一位置と第二位置とが近接離間する方向での該構造物の伸縮変形量を記録する変形量記録装置であって、
前記第一位置に一端側が固定されるとともに、他端が前記第二位置に向かって延びるロッドと、
前記第二位置に固定されるとともに、前記ロッドの他端側を相対移動可能に支持し、該ロッドを支持する部分での位置変化から前記伸縮変形量を計測する計測部と、
前記計測部からの出力信号を受けて、前記伸縮変形量を記録する記録部と、
前記計測部及び前記記録部に電力を供給する電源供給部と、
前記電源供給部に前記電力の供給を開始させ、かつ、前記電力の供給開始から所定時間経過後に該電力の供給を停止する制御部と、
前記ロッドの他端側の移動開始にともなって、前記電源供給部から前記電力の供給を開始させるように前記制御部に対して指示した後に、該電力の供給開始前の状態に復帰する検知部と、
を備えることを特徴とする変形量記録装置。 - 前記ロッドは、強磁性体を材料としており、
前記検知部は、前記ロッドが貫通して該ロッドの前記一端側及び前記他端側の方向に向かって該ロッドに対して相対移動可能に設けられたケーシングと、
前記ケーシングに設けられて、該ケーシングが移動した際に該ケーシングに対して移動方向と反対方向に付勢力を与える弾性部材と、
前記ケーシングに対して前記一端側及び前記他端側に配されて、該ケーシングが移動を開始すると接触して、前記電源供給部からの前記電力の供給を開始させるスイッチと、
前記ケーシングの内側で該ケーシングに対して、前記移動方向に相対移動不能に設けられているとともに前記ロッドに磁力によって固着する磁石と、
前記ケーシングの内側で前記ロッドに設けられているとともに、前記スイッチによって前記電力の供給が開始されると通電して前記磁石の磁力を打ち消す磁界を発生させるとともに、前記制御部が前記電力の供給を停止した際に、通電が停止されるコイルと、
を有することを特徴とする請求項1に記載の変形量記録装置。 - 前記検知部は、前記弾性部材での前記付勢力を調整可能な付勢力調整部をさらに有していることを特徴とする請求項2に記載の変形量記録装置。
- 前記検知部は、前記ロッドにおける前記一端側と前記他端側との間で、該ロッドの外周面に接触して摩擦力を生ずる摩擦部材と、
前記摩擦部材を先端に固定しているとともに、前記ロッドから離間するように延びる強磁性体を材料とする軸部材と、
前記軸部材が貫通し、前記ロッドにおける前記一端側及び前記他端側の方向に向かって、前記摩擦力によって該ロッドとともに移動可能に設けられたケーシングと、
前記ケーシングに設けられて、前記ケーシングが移動した際に該ケーシングに対して、移動方向と反対方向に付勢力を与える第一弾性部材と、
前記ケーシングに対して前記一端側及び前記他端側に配されて、該ケーシングが移動を開始すると接触し、前記電源供給部からの前記電力の供給を開始するスイッチと、
前記ケーシングに設けられて、前記スイッチによって前記電力の供給が開始されると通電して、前記摩擦部材及び前記軸部材を前記ロッドから離間する方向に移動させるとともに、前記制御部が前記電力の供給を停止した際に、通電が停止されるコイルと、
前記軸部材に設けられ、前記軸部材が移動した際に該軸部材に対して、前記ロッドに近接する方向に付勢力を与える第二弾性部材と、
を有することを特徴とする請求項2に記載の変形量記録装置。 - 前記検知部は、前記ロッドが貫通し、該ロッドにおける前記一端側と前記他端側とに向かって該ロッドに対して相対移動可能に設けられたケーシングと、
前記ケーシングに設けられて、前記ロッドが移動した際に該ケーシングに対して、該ロッドの移動方向に付勢力を与える弾性部材と、
前記ケーシングに設けられて、前記付勢力に抗する減衰力を与える減衰力付与部と、
前記ケーシングの内側で前記ロッドの外周面上に固定された第一センサと該第一センサに前記ロッドの外周側で対向するように前記ケーシングに固定された第二センサとを有して、前記ロッドの移動にともなって、これら第一センサと第二センサとが離間すると前記電源供給部から電力の供給が開始されるスイッチと、
を有することを特徴とする請求項2に記載の変形量記録装置。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の変形量記録装置と、
前記変形量記録装置が取り付けられた座屈拘束ブレースと、
を備え、
前記変形量記録装置は、前記座屈拘束ブレースの芯材上で延在方向に互いに離間する二つの位置を前記第一位置と前記第二位置として、前記伸縮変形量を記録することを特徴とするブレース装置。 - 構造物上の互いに離間する第一位置と第二位置とが近接離間する方向での該構造物の伸縮変形量を記録する変形量記録方法であって、
前記第一位置に一端側が固定されるとともに、前記第二位置に向かって延びるロッドの他端側の位置変化から前記伸縮変形量を計測部で計測する工程と、
計測した前記前記伸縮変形量を記録部で記録する工程と、
前記ロッドの他端側の移動開始にともなって、前記計測部及び前記記録部へ電力の供給を検知部が開始させた後に、該検知部を該電力の供給開始前の状態に復帰させる工程と、
前記電力の供給開始から所定時間経過後に該電力の供給を停止する工程と、
を備えることを特徴とする変形量記録方法。
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