JP2022106409A - Viscoelastic damper - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粘弾性ダンパに関する。本発明の粘弾性ダンパは、対象物(配管、建物、重量物、等)を支持する用途に用いて好適なものである。 The present invention relates to a viscoelastic damper. The viscoelastic damper of the present invention is suitable for use in supporting an object (pipe, building, heavy object, etc.).
配管系の地震応答を低減させる制振装置が、特許文献1、特許文献2に記載されている。
Vibration control devices that reduce the seismic response of piping systems are described in
特許文献1には、「上記目的を達成するために、本発明は、配管径等の可動系の周囲と静止系に固定される固定部材において、可動系と静止系の間に良好な疲労特性を有するワイヤーロープ耐震サポートを配し、このワイヤーロープ耐震サポートを静止系あるいは可動系のいずれか一方で支持し、他方は摩擦板を介して摺動可能に接触するように構成されたものである。」(第2頁右上欄第9行~第16行;問題点を解決するための手段)と記載されている。
特許文献2には、「シリンダーと、このシリンダーの一端を貫通するピストンと、このピストン内端に設けたオリフィスを有する円板と、前記シリンダーと円板及びピストンとの間に設けた球軸受と、前記シリンダー内室の円板両端部に設けた永久磁石からなる制振部材と、前記シリンダーとピストンの間に積層ゴムからなる弾性部材とを有し、シリンダーと弾性部材から構成される容積内には少しの空間を設けて粘性流体を充てんしたことを特徴とする配管用制振装置。」(第1頁左欄第5行~第14行;特許請求の範囲)及び、「すなわち、配管14に装着した支持具15にピストン2の取付アイ12を取付け、取付具13を建屋の床、壁16に設けたブラケット17に取り付ける。これらの取付けは、取付ボルトを中心とする回転が許容されるように行なう。」(第2頁右上欄第9行~第14行)と記載されている。
また、建築物の地震応答を低減させる免震装置が、特許文献3に記載されている。
特許文献3には、「建築物12に取り付けたロッド体14の先端部にピストン14bを形成する。基礎部16に取り付けた筒状ケース体18内に皿ばね20を積層状態で収納し、この皿ばね20を筒状ケース体18の底部18aと、筒状ケース体18内に摺動可能に挿入したピストン14bとの間に挟持する。皿ばね20の鉛直ばね定数を、建築物12の静的荷重W1が作用した状態で、皿ばね20の鉛直ばね特性Sの変位点Pに位置するように予め設定する。筒状ケース体18の内部を密閉して粘性流体を封入する。ピストン14bに上下両側面を貫通するオリフィス22を形成する。」(第1頁;要約の解決手段)と記載されている。
Further, a seismic isolation device that reduces the seismic response of a building is described in
特許文献1に記載されている固定部材では、螺旋状に巻かれたワイヤーロープが、荷重を受けて圧縮、引張り、ロールを起こして、柔軟なスプリング支持を行うとともに、ストランド間の摩擦により適度のダンピングを生ずる。また、配管の軸方向の振動に対しては、ワイヤーロープのリテーナと摩擦板間に生ずる摩擦力によって振動を減衰している。
しかしながら、特許文献1に記載された固定部材における、摩擦による配管応答減衰は、静止摩擦力が動摩擦力より大きいという特性を有しているため、配管系の熱移動に追従させられない問題があった。
In the fixing member described in
However, in the fixing member described in
特許文献2に記載された配管用制御装置は、永久磁石による磁力、及び、粘性流体による粘性抵抗を利用している。
しかしながら、特許文献2に記載された永久磁石は、ピストンの両側に配置されていることから、配管の自重荷重を支持できない問題があった。
また、特許文献2に記載された配管用制御装置は、取付用アイに取付ボルトを通すことで、配管を支持する支持具と接続することにより、配管系への取付を行っており、熱移動量の大きい配管系には適用できない問題点があった。
The piping control device described in
However, since the permanent magnets described in
Further, the piping control device described in
特許文献3に記載された免振装置は、皿ばねによる弾性力、及び、粘性流体による粘性抵抗を利用している。
しかしながら、特許文献3に記載された免振装置は、皿ばねの弾性力が据付前に予め決められている必要があるため、装置を分解しないと、支持する荷重を変更できない問題点があった。
The vibration isolator described in
However, the vibration isolator described in
本発明の目的は、熱移動量の大きい配管系等の、支持する対象物の自重荷重及び地震応答を低減し、かつ、対象物の熱移動を拘束しない粘弾性ダンパを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a viscoelastic damper that reduces the weight load and seismic response of a supporting object such as a piping system having a large amount of heat transfer, and does not restrain the heat transfer of the object.
また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。 In addition, the above object and other purposes of the present invention and novel features of the present invention will be clarified by the description of the present specification and the accompanying drawings.
本発明の粘弾性ダンパは、粘性流体を内包するハウジング部と、ハウジング部に挿入されたピストン部と、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体と、板状の天板を有し、ピストン部のハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、ピストン部と天板部を接離可能に係合して、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備える。
そして、本発明の粘弾性ダンパは、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴が、ピストン部に設けられ、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触する構成である。
The viscoelastic damper of the present invention includes a housing portion containing a viscoelastic fluid, a piston portion inserted into the housing portion, an elastic body housed inside the housing portion and connected to the piston portion, and a plate-shaped top plate. From the bottom of the piston part to the top plate of the top plate part by engaging the top plate part provided on the opposite side of the housing part of the piston part from the bottom of the piston part so that the piston part and the top plate part can be brought into contact with each other. It is provided with a mechanical unit capable of changing the height of the piston.
The viscoelastic damper of the present invention is an object to be supported by providing a hole in the piston portion for the viscous fluid to pass when the piston portion moves and moving the piston portion by the elastic force of the elastic body. The structure is such that the top plate of the top plate comes into contact with an object.
本発明の粘弾性ダンパによれば、粘弾性ダンパが支持する対象物の熱移動量に関わらず、対象物の自重荷重を調整でき、かつ、対象物の地震応答を低減できるようにした、粘弾性ダンパを提供することができる。 According to the viscoelastic damper of the present invention, the self-weight load of the object can be adjusted and the seismic response of the object can be reduced regardless of the amount of heat transfer of the object supported by the viscoelastic damper. An elastic damper can be provided.
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Issues, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
以下、本発明に係る実施の形態及び実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成等は、ここで取り上げた実施の形態や実施例に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, embodiments and examples according to the present invention will be described with reference to text or drawings. However, the structures, materials, and various other specific configurations shown in the present invention are not limited to the embodiments and examples taken up here, and can be appropriately combined and improved without changing the gist. Is. In addition, elements not directly related to the present invention are not shown.
本発明の粘弾性ダンパは、粘性流体を内包するハウジング部と、ハウジング部に挿入されるピストン部と、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体と、板状の天板を有し、ピストン部のハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、を備える。
さらに、本発明の粘弾性ダンパは、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備える。
そして、本発明の粘弾性ダンパは、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴が、ピストン部に設けられ、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触する構成である。
The viscoelastic damper of the present invention includes a housing portion containing a viscoelastic fluid, a piston portion inserted into the housing portion, an elastic body housed inside the housing portion and connected to the piston portion, and a plate-shaped top plate. It is provided with a top plate portion provided on the side opposite to the housing portion of the piston portion.
Further, the viscoelastic damper of the present invention has a mechanism portion capable of engaging the piston portion and the top plate portion in a contactable manner and changing the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion. , Equipped with.
The viscoelastic damper of the present invention is an object to be supported by providing a hole in the piston portion for the viscous fluid to pass when the piston portion moves and moving the piston portion by the elastic force of the elastic body. The structure is such that the top plate of the top plate comes into contact with an object.
上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としている。対象物としては、配管、建物、重量物、等が挙げられる。 The viscoelastic damper described above is intended to support an object. Examples of the object include pipes, buildings, heavy objects, and the like.
上記の粘弾性ダンパにおいて、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体には、例えば、バネを用いることができる。
弾性体として、バネを用いた場合には、弾性体を比較的簡単な構成とすることができ、弾性体が占める容積を小さくできる。
なお、弾性体は、バネに限定されず、ゴム等の他の弾性体を用いることも可能である。
In the viscoelastic damper described above, for example, a spring can be used as the elastic body housed inside the housing portion and connected to the piston portion.
When a spring is used as the elastic body, the elastic body can have a relatively simple structure, and the volume occupied by the elastic body can be reduced.
The elastic body is not limited to the spring, and other elastic body such as rubber can be used.
上記の粘弾性ダンパにおいて、弾性体は、ピストン部を対象物に近づける方向に弾性力を作用させる構成とすることが好ましい。
この構成としたときには、弾性体の弾性力によって、天板部の天板を、粘弾性ダンパが支持する対象物の移動に追随させて、対象物に接触させることができる。
In the viscoelastic damper described above, it is preferable that the elastic body has a configuration in which an elastic force is applied in a direction in which the piston portion is brought closer to the object.
With this configuration, the elastic force of the elastic body allows the top plate of the top plate portion to follow the movement of the object supported by the viscoelastic damper and come into contact with the object.
上記の粘弾性ダンパにおいて、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部は、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを、連続的に、或いは、間欠的に、変化できる構成とする。 In the above-mentioned viscoelastic damper, the mechanism portion capable of engaging the piston portion and the top plate portion in a contactable manner and changing the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion is the piston portion. The height from the bottom of the top plate to the top plate of the top plate portion can be changed continuously or intermittently.
高さを連続的に変化できる機構部の構成としては、例えば、ネジ、ターンバックル、等が挙げられる。ターンバックルには、長さを変えてワイヤーの張力を調整するタイプ、建築用の鋼製束のように重量物と床との距離を変えて調整するタイプ、等が挙げられるが、当該機構部には後者のタイプを採用する。
上記の機構部にネジを採用する場合には、例えば、天板部とピストン部にネジを設けて、天板部を回すことにより、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させる。
上記の機構部にターンバックルを採用する場合には、例えば、建築用の鋼製束に使用されているターンバックルと同様に、ターンバックルを回すことにより、上下の板の間隔を変化させる。
Examples of the configuration of the mechanism unit whose height can be continuously changed include screws, turnbuckles, and the like. Examples of the turnbuckle include a type in which the tension of the wire is adjusted by changing the length, a type in which the distance between a heavy object and the floor is adjusted, such as a steel bundle for construction, and the like. The latter type is adopted for.
When a screw is used for the above mechanism, for example, a screw is provided on the top plate and the piston, and the top plate is turned to increase the height from the bottom of the piston to the top of the top plate. To change.
When a turnbuckle is used for the mechanism, for example, the distance between the upper and lower plates is changed by turning the turnbuckle, as in the case of the turnbuckle used for steel bundles for construction.
高さを間欠的に変化できる機構部の構成としては、様々な構成が考えられる。
例えば、天板部とピストン部のうち、一方に突起部、他方に深さの異なる溝をそれぞれ設けて、突起部を溝に差し込むことで、ピストン部の底から天板部の天板までの高さが決まる構成が考えられる。突起部は、中心軸から放射状に2個以上設けて、突起部と同じ個数で同じ深さの溝を1組として、深さの異なる複数の組の溝を設ける。この構成では、天板部を持ち上げて、突起部を差し込む溝を変えることにより、高さを変化させることができる。
Various configurations can be considered as the configuration of the mechanism unit whose height can be changed intermittently.
For example, of the top plate portion and the piston portion, a protrusion portion is provided on one side and a groove having a different depth is provided on the other side, and the protrusion portion is inserted into the groove to extend from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion. A configuration in which the height is determined is conceivable. Two or more protrusions are provided radially from the central axis, and a set of grooves having the same number and depth as the protrusions is provided, and a plurality of sets of grooves having different depths are provided. In this configuration, the height can be changed by lifting the top plate portion and changing the groove into which the protrusion portion is inserted.
なお、上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としているので、対象物を支持している、通常の使用時には、ピストン部の底から天板部の天板までの高さがあまり変化しないように、保持できることが望ましい。従って、上記の機構部は、高さを連続的に変化できる構成、高さを間欠的に変化できる構成、のいずれであっても、対象物の振動や移動に対して、高さを保持できることが望ましい。
そして、メンテナンスや上記の高さを変える必要がある際に、機構部を調整して、高さを変える。
Since the above-mentioned viscoelastic damper is intended to support an object, the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion during normal use, which supports the object, is high. It is desirable to be able to hold it so that it does not change much. Therefore, the above-mentioned mechanical unit can maintain the height against vibration or movement of the object regardless of whether the height can be continuously changed or the height can be changed intermittently. Is desirable.
Then, when maintenance or the above-mentioned height needs to be changed, the mechanical part is adjusted to change the height.
また、機構部に、上記のネジを採用する場合や、上記の突起部と溝を採用する場合には、天板部とピストン部のうち、一方を円柱形の部材、他方を円筒形の部材として、円柱形の部材を円筒形の部材で収容する構成とすることが好ましい。この構成とすれば、天板部を回すことにより、ネジの締め具合を変えたり、突起部を差し込む溝を変えたりすることができるので、容易に高さを変化させることができる。
そして、例えば、天板部の方を円柱形、ピストン部の方を円筒形とすれば、天板部を簡略化及び小型化できる。
Further, when the above-mentioned screws are adopted for the mechanical portion, or when the above-mentioned protrusions and grooves are adopted, one of the top plate portion and the piston portion is a cylindrical member and the other is a cylindrical member. Therefore, it is preferable that the cylindrical member is accommodated by the cylindrical member. With this configuration, by turning the top plate portion, the tightening condition of the screw can be changed and the groove into which the protrusion portion is inserted can be changed, so that the height can be easily changed.
Then, for example, if the top plate portion is cylindrical and the piston portion is cylindrical, the top plate portion can be simplified and miniaturized.
上記の粘弾性ダンパにおいて、ピストン部には、ピストン部が移動する際に、粘性流体が通過するための穴が設けられている。
ピストン部に設ける穴の個数や位置は限定されないが、特に、ピストン部の中心軸からの距離が同じで、中心軸から見た角度が等間隔であるように、2個以上の穴を設ければ、穴を通過して移動する粘性流体からピストン部が受ける力が均等になる。
In the viscoelastic damper described above, the piston portion is provided with a hole through which the viscous fluid passes when the piston portion moves.
The number and positions of holes provided in the piston portion are not limited, but in particular, two or more holes are provided so that the distance from the central axis of the piston portion is the same and the angles viewed from the central axis are evenly spaced. For example, the force received by the piston portion from the viscous fluid moving through the hole becomes equal.
さらに、ピストン部の穴に、ピストン部が対象物に向かう方向に移動する際には穴の断面積が大きくなり、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際には穴の断面積が小さくなる、機構を設けることが可能である。
このような機構を設けることにより、ピストン部が対象物に向かい方向に移動する際に、穴の断面積を大きくして粘性抵抗が小さくなるので、ピストン部が移動しやすくなり、天板及びピストン部が対象物の移動に追随しやすくなる。また、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際に、穴の断面積を小さくして粘性抵抗が大きくなるので、対象物の振動が減衰する。
Further, in the hole of the piston portion, the cross-sectional area of the hole becomes large when the piston portion moves toward the object, and the cross-sectional area of the hole becomes small when the piston portion moves away from the object. It is possible to provide a mechanism.
By providing such a mechanism, when the piston portion moves toward the object, the cross-sectional area of the hole is increased and the viscous resistance is reduced, so that the piston portion can be easily moved, and the top plate and the piston are provided. The part becomes easier to follow the movement of the object. Further, when the piston portion moves away from the object, the cross-sectional area of the hole is reduced and the viscous resistance is increased, so that the vibration of the object is attenuated.
上記の穴の断面積が変わる機構としては、例えば、以下の(1)~(3)の例が考えられる。以下の(1)~(3)の例では、粘弾性ダンパが、支持する対象物の下方に配置され、ピストン部が上昇することによってピストン部が対象物に向かう方向に移動する場合について、説明している。
なお、上記の穴の断面積が変わる機構の構成は、以下の例に限定されるものではなく、他の構成を採用することも可能である。
As a mechanism for changing the cross-sectional area of the hole, for example, the following examples (1) to (3) can be considered. In the following examples (1) to (3), a case where the viscoelastic damper is arranged below the object to be supported and the piston portion moves in the direction toward the object due to the piston portion rising will be described. is doing.
The configuration of the mechanism for changing the cross-sectional area of the holes is not limited to the following examples, and other configurations may be adopted.
(1)ピストン部の穴を、ピストン部の底を貫通する穴として、穴の中間部に、穴の他の部分より幅の広い空間を設け、空間内に穴の他の部分より幅の大きい物体を入れる。この物体は、穴の他の部分より幅が大きいので、穴を塞ぐ栓として作用する。物体が穴を塞ぐことにより、穴の断面積が小さくなる。物体は、ピストン部が上下に動く際に、粘性流体に押されて移動する。
さらに、例えば、空間の上側(天板部側)の穴の断面を円形状にして、空間の底側(弾性体)側の穴の断面を四角形状にして、球状の物体を空間に入れる構成が考えられる。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、粘性流体により物体が上側に押されるので、円形状の穴を球状の物体が完全に塞ぐ。一方、ピストン部が上昇する際は、粘性流体により物体が下側に押されるので、四角形状の穴を球状の物体が塞ぐが、四角形状の穴と球状の物体との間に隙間が残ることから、ピストン部が下降する際と比較して、穴の断面積が隙間の分大きくなる。
なお、空間の上側の穴と下側の穴の断面を共に四角形状として、空間の上側の穴と空間の底側の穴とで、四角形の辺の長さ又は縦横比を変えて、下側の穴の方を上側の穴よりも球状の物体との隙間が大きい構成としても、同様に穴の断面積を変えることができる。
(1) The hole of the piston part is used as a hole penetrating the bottom of the piston part, and a space wider than the other parts of the hole is provided in the middle part of the hole, and the width is larger than the other parts of the hole in the space. Put an object. Since this object is wider than the rest of the hole, it acts as a plug that closes the hole. When the object closes the hole, the cross-sectional area of the hole becomes smaller. The object is pushed by the viscous fluid and moves when the piston portion moves up and down.
Further, for example, the cross section of the hole on the upper side (top plate side) of the space is made circular, and the cross section of the hole on the bottom side (elastic body) side of the space is made square, so that a spherical object is inserted into the space. Can be considered. With this configuration, when the piston portion descends, the viscous fluid pushes the object upward, so that the spherical object completely closes the circular hole. On the other hand, when the piston part rises, the viscous fluid pushes the object downward, so the spherical object closes the square hole, but a gap remains between the square hole and the spherical object. Therefore, the cross-sectional area of the hole is larger by the amount of the gap as compared with the case where the piston portion is lowered.
The cross section of the upper hole and the lower hole of the space are both rectangular, and the length or aspect ratio of the side of the rectangle is changed between the upper hole of the space and the bottom hole of the space, and the lower side. The cross-sectional area of the hole can be changed in the same manner even if the hole of the hole has a larger gap with the spherical object than the hole on the upper side.
(2)(1)と同様に、ピストン部の穴を、ピストン部の底を貫通する穴として、穴の中間部に、穴の他の部分より幅の広い空間を設け、空間内に穴の他の部分より幅の大きい物体(栓)を入れる。
さらに、例えば、空間以外の穴の断面を円形状にして、球状の物体を空間に入れ、球状の物体の材質を、粘性流体と比重が同程度の物質、又は粘性流体より比重が軽い物質とする。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、(1)と同様に空間の上側の穴が物体で塞がれるが、ピストン部が上昇する際は、粘性流体が下方に押す力に対して浮力等が抗力となるので、空間の底側の穴が物体で塞がれにくくなる。このように、空間の底側の穴が塞がれにくいので、(1)の構成と比較して、穴の断面積の変化を大きくすることができる。
(2) Similar to (1), the hole of the piston part is used as a hole penetrating the bottom of the piston part, and a space wider than the other parts of the hole is provided in the middle part of the hole, and the hole is formed in the space. Insert an object (plug) that is wider than the other parts.
Further, for example, the cross section of the hole other than the space is made circular, a spherical object is put into the space, and the material of the spherical object is a substance having a specific gravity similar to that of the viscous fluid or a substance having a specific gravity lighter than that of the viscous fluid. do. With this configuration, when the piston part descends, the hole on the upper side of the space is closed with an object as in (1), but when the piston part rises, it is against the force that the viscous fluid pushes downward. Since buoyancy and the like serve as drag, the hole on the bottom side of the space is less likely to be blocked by an object. As described above, since the hole on the bottom side of the space is not easily closed, the change in the cross-sectional area of the hole can be made larger than that of the configuration of (1).
なお、上記の(1)及び(2)の各構成において、物体を入れる空間は、物体が空間の上側の穴や底側の穴に移動できる広さとする。ただし、空間の横幅が広すぎると、移動する粘性流体による力が効率良く物体に作用しないので、ピストン部の上昇又は下降に対して、物体の移動が追随しにくくなる。従って、空間の横幅を、物体の幅よりやや広い程度とすることにより、移動する粘性流体による力を効率良く物体に作用させることが好ましい。 In each of the above configurations (1) and (2), the space for inserting the object is set to a size that allows the object to move to the hole on the upper side or the hole on the bottom side of the space. However, if the width of the space is too wide, the force of the moving viscous fluid does not efficiently act on the object, so that it becomes difficult for the object to follow the ascent or descent of the piston portion. Therefore, it is preferable that the width of the space is set to be slightly wider than the width of the object so that the force of the moving viscous fluid can be efficiently applied to the object.
(3)ピストン部の穴の底側(弾性体側)の出口に、上下方向に開閉する扉状の部材を設けて、扉状の部材が閉じると穴が塞がり、扉状の部材が開くと穴が開くようにする。扉状の部材が閉じて穴が塞がると、穴の断面積が小さくなる。扉状の部材は、ピストン部が上下に動く際に、粘性流体に押されて開閉する。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、粘性流体により扉状の部材が上側に押され、扉状の部材が閉じて穴を完全に塞ぐので、穴の断面積が小さくなる。一方、ピストン部が上昇する際は、粘性流体により扉状の部材が下側に押され、扉状の部材が開いて穴が開くので、穴の断面積が大きくなる。
扉状の部材の枚数は、1枚のみの構成も、穴を囲うように複数枚に分けた構成も、可能である。
(3) A door-shaped member that opens and closes in the vertical direction is provided at the outlet on the bottom side (elastic body side) of the hole of the piston portion, and the hole is closed when the door-shaped member is closed, and a hole is opened when the door-shaped member is opened. To open. When the door-shaped member closes and the hole is closed, the cross-sectional area of the hole becomes smaller. The door-shaped member is pushed by the viscous fluid to open and close when the piston portion moves up and down. With this configuration, when the piston portion descends, the door-shaped member is pushed upward by the viscous fluid, and the door-shaped member closes to completely close the hole, so that the cross-sectional area of the hole becomes small. On the other hand, when the piston portion rises, the door-shaped member is pushed downward by the viscous fluid, and the door-shaped member is opened to open a hole, so that the cross-sectional area of the hole is increased.
The number of door-shaped members may be only one, or may be divided into a plurality of members so as to surround the hole.
また、上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としているので、少なくとも対象物を下方から支持する位置に1個設置される。これにより、対象物の荷重を粘弾性ダンパで支持することができる。 Further, since the above-mentioned viscoelastic damper is intended to support the object, at least one is installed at a position where the object is supported from below. As a result, the load of the object can be supported by the viscoelastic damper.
なお、上記の粘弾性ダンパは、支持する対象物が配管等の場合には、対象物を上方から支持する位置や、対象物を側方から支持する位置にも、設置することが可能である。
ただし、前述したピストン部の穴の断面積が変化する機構は、特に対象物を下方から支持する位置に設置された場合に、有効である。対象物を上方から支持する位置や、対象物を側方から支持する位置に、粘弾性ダンパが設置される場合には、対象物を支持する方向に合うように当該機構の構成を変更するか、当該機構を設けない。
When the object to be supported is a pipe or the like, the viscoelastic damper can be installed at a position where the object is supported from above or at a position where the object is supported from the side. ..
However, the above-mentioned mechanism for changing the cross-sectional area of the hole of the piston portion is effective particularly when it is installed at a position where the object is supported from below. If a viscoelastic damper is installed at a position that supports the object from above or at a position that supports the object from the side, whether to change the configuration of the mechanism so that it matches the direction in which the object is supported. , The mechanism is not provided.
本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部を備えている。この機構部によって、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることにより、ピストン部に接続された弾性体の状態を変化させて、弾性体から作用する弾性力の大きさを変化できる。
これにより、粘弾性ダンパを分解しなくても、機構部を調整することによってピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させて、粘弾性ダンパが支持する荷重を調整できる。
According to the configuration of the viscoelastic damper of the present invention, a mechanism capable of engaging the piston portion and the top plate portion in a contactable manner and changing the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion. It has a part. By changing the height from the bottom of the piston part to the top plate of the top plate part by this mechanism part, the state of the elastic body connected to the piston part is changed, and the magnitude of the elastic force acting from the elastic body part is large. Can be changed.
As a result, the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion can be changed by adjusting the mechanical portion without disassembling the viscoelastic damper, and the load supported by the viscoelastic damper can be adjusted. ..
また、本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触するので、天板が対象物の熱移動を拘束しないで、対象物を支持することができる。 Further, according to the configuration of the viscoelastic damper of the present invention, the top plate of the top plate comes into contact with the object to be supported by the movement of the piston portion by the elastic force of the elastic body, so that the top plate is the object. The object can be supported without constraining heat transfer.
さらに、本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴がピストン部に設けられているので、穴を通過する粘性流体によりピストン部の動きに対して粘性抵抗が発生する。
これにより、粘性抵抗によって、ピストン部が移動する方向と同じ方向の対象物の振動を減衰できるので、対象物の地震応答を低減できる。
Further, according to the configuration of the viscoelastic damper of the present invention, since the piston portion is provided with a hole for the viscous fluid to pass when the piston portion moves, the movement of the piston portion is caused by the viscous fluid passing through the hole. Viscous resistance is generated.
As a result, the viscous resistance can attenuate the vibration of the object in the same direction as the piston portion moves, so that the seismic response of the object can be reduced.
本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、以上のことから、粘弾性ダンパが支持する対象物の熱移動量に関わらず、対象物の自重荷重を調整でき、かつ、対象物の地震応答を低減できる。 According to the configuration of the viscoelastic damper of the present invention, from the above, the self-weight load of the object can be adjusted regardless of the amount of heat transfer of the object supported by the viscoelastic damper, and the seismic response of the object can be adjusted. Can be reduced.
さらに、ピストン部の穴が、ピストン部が対象物に向かう方向に移動する際には穴の断面積が大きくなり、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際には穴の断面積が小さくなる機構を有する構成としたときには、穴の断面積を変えて、穴に発生する粘性抵抗の大きさを変えることができる。
これにより、粘性抵抗を大きくして、対象物の振動を大きく減衰させたり、粘性抵抗を小さくして、ピストン部が対象物の動きに追随しやすくしたりすることができる。
Further, when the hole of the piston portion moves in the direction toward the object, the cross-sectional area of the hole becomes large, and when the piston portion moves away from the object, the cross-sectional area of the hole becomes small. When the structure has such a mechanism, the cross-sectional area of the hole can be changed to change the magnitude of the viscous resistance generated in the hole.
As a result, the viscous resistance can be increased to greatly attenuate the vibration of the object, or the viscous resistance can be decreased to make it easier for the piston portion to follow the movement of the object.
以下、本発明の具体的な実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
以下、本発明の実施例1の粘弾性ダンパを、図1~図2を参照して説明する。
図1は、本発明の実施例1の粘弾性ダンパの全貌を示す破断側面図である。
(Example 1)
Hereinafter, the viscoelastic damper according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 2.
FIG. 1 is a fracture side view showing the entire view of the viscoelastic damper according to the first embodiment of the present invention.
図1に示す粘弾性ダンパ1は、配管100を支持するための粘弾性ダンパである。
そして、粘弾性ダンパ1は、天板2と、ピストン部4と、ハウジング部5と、コイルバネ6と、を備え、建物床11の上に設置されている。
The
The
天板2は、水平な板状であり、配管100に下方から接触する。
また、天板2と、天板2から下方に延びる接続部3aとにより、天板部3が構成される。
The
Further, the
ピストン部4は、下部板4a、流量調整穴4b、主軸部4c、上部板4d、収容部4eを有している。
下部板4aは、水平な板状であり、例えば、円板状に形成されている。
流量調整穴4bは、下部板4aを貫通しており、下部板4aに2個以上設けられている。
主軸部4cは、上下に延びて形成され、下端部が下部板4aに接続され、上端部が上部板4dに接続されている。
上部板4dは、水平な板状であり、例えば、円板状に形成されている。上部板4dは、下部板4aよりも、横幅(下部板4a及び上部板4dが共に円板状の場合は直径)が大きく形成されている。
収容部4eは、上部板4dの上に設けられ、天板部3の接続部3aを収容する。
The
The
The flow
The
The
The
ハウジング部5は、筐体状の本体部5aと、本体部5aの下の底板5bとから構成され、本体部5aの上面の中央部に、穴5cが形成されている。
そして、ハウジング部5は、本体部5aと底板5bで囲まれた空間に、粘性流体を内包している。
また、ハウジング部5の穴5cを通すように、ピストン部4が取り付けされている。即ち、ピストン部4の上部板4dはハウジング部5の外部にあるが、下部板4aはハウジング部5の内部に挿入されている。そして、下部板4aは、ハウジング部5内の空間を、上部空間7aと下部空間7bに仕切っている。
The
The
Further, the
コイルバネ6は、ハウジング部5の内部に収納され、ピストン部4の下部板4aと接続され、ハウジング部5の底板5b上に設置されている。
コイルバネ6は、その自然長よりも縮められた状態で下部板4aと底板5bの間に取り付けられている。即ち、コイルバネ6の弾性力によって、ピストン部4の下部板4aは、ハウジング部5の底板5bから離れ、支持する対象物である配管100に向かう方向(図1の場合は上方向)に作用する力が加えられる。これにより、この粘弾性ダンパ1は、配管100の自重荷重をコイルバネ6の弾性力により支持することができる。
The
The
さらに、本実施例の粘弾性ダンパ1において、ピストン部4の流量調整穴4bは、流量調整穴4bの断面積が変化する機構を有する。この機構により、流量調整穴4bの断面積が変化して、流量調整穴4bを通る粘性流体の流量が変化して、粘性流体に対する粘性抵抗が変化する。
この機構は、上部空間7aから下部空間7bに粘性流体が移動する際には、流量調整穴4bの断面積が大きくなり粘性抵抗を小さくし、逆に下部空間7bから上部空間7aに粘性流体が移動する際には、流量調整穴4bの断面積が小さくなり粘性抵抗を大きくする。
この機構により、粘弾性ダンパ1は、配管100が下方に移動した際に反力を与えることで、地震等による上下の振動を減衰させる。
即ち、配管100が下方に移動した際には、天板2及びピストン部4が下方(配管100から離れる方向)に移動し、下部空間7bの粘性流体が流量調整穴4bを通して上部空間7aに移動することで、ピストン部4に粘性抵抗が上方に作用する。このとき、流量調整穴4bは断面積が小さくなることで、より大きな粘性抵抗を発生させる。また、コイルバネ6の弾性力も上方に作用する。これらの反力により、配管100の振動を減衰させる。
一方、配管100が上方に移動した際には、コイルバネ6の弾性力によりピストン部4が上方(配管100に向かう方向)に押し上げられ、上部空間7aの粘性流体が流量調整穴4bを通して下部空間7bに移動する。このとき、流量調整穴4bは、その断面積が大きくなることにより、発生する粘性抵抗が小さくなり、ピストン部4の移動を妨げにくくなる。これにより、天板2及びピストン部4が配管100の上昇に追従できるようにする。
このようにして、配管100の下降時に反力を発生することで、振動を減衰させる効果を発揮する。
Further, in the
In this mechanism, when the viscous fluid moves from the
By this mechanism, the
That is, when the
On the other hand, when the
In this way, by generating a reaction force when the
流量調整穴4bの断面積が変化するための、流量調整穴4bの構成としては、前述した(1)~(3)の穴の断面積が変化する構成等の各種の構成を採用することができる。即ち、例えば、流量調整穴4bの幅よりも大きい幅を有する物体(栓)と流量調整穴4bの中間部に設けられ物体を収容する空間を設ける、あるいは、流量調整穴4bの底側に設けられた扉状の部材を設ける。
As the configuration of the flow
また、本実施例の粘弾性ダンパ1において、天板部3の接続部3aと、ピストン部4の収容部4eまたは上板部4dとには、ピストン部4の下部板4aから天板部3の天板2までの高さHを調節できる機構が設けられている。
この機構により、天板部3の接続部3aと、ピストン部4の上板部4dとの間の空間8の高さが変化するので、その結果、ピストン部4の下部板4aから天板部3の天板2までの高さHも変化する。
Further, in the
By this mechanism, the height of the
空間8の高さが変化して、ピストン部4の下部板4aから天板部3の天板2までの高さHが変化するように調整する機構の構成としては、前述した、ネジ、ターンバックル、スリット等の各種の構成を採用することができる。
The structure of the mechanism for adjusting so that the height H of the
図1に示す破断側面図では、空間8を低くして、高さHを小さくするように調整されている。
これに対して、図2は、空間8を高くして、高さHを大きくするように調整した状態を示す破断側面図である。
In the fracture side view shown in FIG. 1, the
On the other hand, FIG. 2 is a fracture side view showing a state in which the
空間8を高くして、高さHを大きくするように調整したときには、図2に示すように、ピストン部4が配管100に対して下方に移動し、コイルバネ6が縮められ、より大きな弾性力が上方に作用することになる。
一方、空間8を低くして、高さHを小さくするように調整したときには、図1に示すように、コイルバネ6が伸び、より小さな弾性力が上方に作用することになる。
このように、空間8の高さを変化させて高さHを調整することによって、コイルバネ6から作用する弾性力の大きさを調整して、粘弾性ダンパ1が支持する荷重を調整できる。
When the
On the other hand, when the
By adjusting the height H by changing the height of the
プラント運転時等における温度変化により、配管100に熱膨張による熱移動が発生することがある。
しかし、本実施例の粘弾性ダンパ1では、天板2が配管100と接触しているのみで固定されていないことから、図1~図2の左右方向及び紙面に垂直な方向の配管100の熱移動に対しては、この粘弾性ダンパ1が配管100に反力を加えることはない。
一方、上下方向の配管100の熱移動に対しては、配管100の移動に伴い天板2及びピストン部4が上下し、コイルバネ6が伸び縮みすることで弾性力が変化する。そこで、コイルバネ6のバネ定数を十分小さいものにしておくことにより、弾性力の変化を小さくすることができ、熱移動に対する反力を無視可能な程度にできる。このようにして、配管100の熱移動を拘束しない機構とすることが好ましい。
Heat transfer due to thermal expansion may occur in the
However, in the
On the other hand, with respect to the heat transfer of the
本実施例の粘弾性ダンパ1の構成によれば、ピストン部4と天板部3を接離可能に係合し、ピストン部4の底から天板部3の天板2までの高さHを変化させることが可能な機構部を備えている。この機構部は、天板部3の接続部3aとピストン部4の上板部4dとの間の空間8の高さを変えることによって、ピストン部4のピストン部4の底から天板部3の天板2までの高さHを変化させることができる。
この機構部によって、高さHを変化させることにより、ハウジング部5とピストン部4を接続するコイルバネ6の状態を変化させて、コイルバネ6から作用する弾性力の大きさを変化できる。
これにより、粘弾性ダンパ1を分解しなくても、機構部を調整することによってピストン部4の底から天板部3の天板2までの高さHを変化させて、粘弾性ダンパ1が支持する荷重を調整できる。
According to the configuration of the
By changing the height H by this mechanical portion, the state of the
As a result, the height H from the bottom of the
また、本実施例の粘弾性ダンパ1の構成によれば、コイルバネ6の弾性力により、支持する対象物である配管100に天板部3の天板2が接触するので、天板2が配管100の熱移動を拘束しないで、配管100を支持することができる。
Further, according to the configuration of the
さらに、本実施例の粘弾性ダンパ1の構成によれば、ピストン部4が上下に動く際に、ピストン部4の底に設けられた流量調整穴4bを通して、粘性流体が移動し、流量調整穴4bを通過する粘性流体により、ピストン部4の移動に対して粘性抵抗が発生する。
これにより、粘性抵抗によって、ピストン部4を移動させる上下方向の配管100の振動を減衰できるので、配管100の地震応答を低減できる。
Further, according to the configuration of the
As a result, the viscous resistance can attenuate the vibration of the
さらにまた、本実施例の粘弾性ダンパ1の構成によれば、ピストン部4の流量調整穴4bが、ピストン部4が上昇する時には穴の断面積が大きくなり、ピストン部4が下降する際には穴の断面積が小さくなる機構を有する。この機構によって、穴の断面積を変えて、穴に発生する粘性抵抗の大きさを変えることができる。
これにより、粘性抵抗を大きくして、配管100の振動を大きく減衰させたり、粘性抵抗を小さくして、ピストン部4が配管100の動きに追随しやすくしたりすることができる。
Furthermore, according to the configuration of the
As a result, the viscous resistance can be increased to greatly attenuate the vibration of the
本実施例の粘弾性ダンパ1の構成によれば、以上のことから、粘弾性ダンパ1が支持する配管100の熱移動量に関わらず、配管100の自重荷重を調整でき、かつ、配管100の地震応答を低減できる。
According to the configuration of the
(実施例2)
次に、本発明の実施例2の粘弾性ダンパを、図3を参照して説明する。なお、図3において、図1~図2と同一の符号は同一の部品を示すので、再度の説明は省略する。
(Example 2)
Next, the viscoelastic damper of Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same parts, and thus the description thereof will be omitted again.
実施例1では、配管100と建物床11の間の空間が狭いことを想定し、建物床11の上に粘弾性ダンパ1を設置した。
実施例2では、建物床11に固定された架構12に粘弾性ダンパを固定することとし、配管100の上方と下方の両方に粘弾性ダンパを設置する点が実施例1と比較した場合の変更点である。
図3は、本発明の実施例2の粘弾性ダンパの全貌を示す概略側面図である。
In the first embodiment, assuming that the space between the
In the second embodiment, the viscoelastic damper is fixed to the
FIG. 3 is a schematic side view showing the whole picture of the viscoelastic damper according to the second embodiment of the present invention.
図3に示すように、実施例2は、配管100の下方に、天板2が接触するように粘弾性ダンパ1を設置する点では、実施例1と同じである。
As shown in FIG. 3, the second embodiment is the same as the first embodiment in that the
本実施例では、配管100の上方に、粘弾性ダンパ1と同様の構成の粘弾性ダンパ(第2の粘弾性ダンパ)21を、粘弾性ダンパ(第1の粘弾性ダンパ)1とは上下の向きを逆にして設置している。
即ち、粘弾性ダンパ(第2の粘弾性ダンパ)21は、底板5bが上方にあり、天板2が下方にあって下方の配管100に接触するように、設置されている。
このように、配管100の上方に粘弾性ダンパ21を設置することで、配管100に地震等による上下振動が発生した際に、配管100の上昇時及び下降時の両方で反力を発生できるため、振動減衰の効果を高めることができる。
In this embodiment, the viscoelastic damper (second viscoelastic damper) 21 having the same configuration as the
That is, the viscoelastic damper (second viscoelastic damper) 21 is installed so that the
By installing the
なお、本実施例の配管100の上方に設けられた粘弾性ダンパ(第2の粘弾性ダンパ)21は、配管100の振動や移動に対する応答の方向が、配管100の下方に設けられた粘弾性ダンパ(第1の粘弾性ダンパ)1とは上下逆の方向である。そのため、粘弾性ダンパ(第2の粘弾性ダンパ)21では、粘弾性ダンパ(第1の粘弾性ダンパ)1の流量調整穴4bの断面積が変化する機構が、粘弾性ダンパ(第1の粘弾性ダンパ)1とは同じように作用しない。
従って、粘弾性ダンパ(第2の粘弾性ダンパ)21では、配管100の振動や移動に対する応答の方向に合わせて、穴の断面積が変化する機構の構成を変更するか、あるいは、穴の断面積が変化する機構を設けないで、断面積が変化しない通常の穴とする。
The viscoelastic damper (second viscoelastic damper) 21 provided above the
Therefore, in the viscoelastic damper (second viscoelastic damper) 21, the configuration of the mechanism in which the cross-sectional area of the hole changes according to the direction of the response to the vibration or movement of the
本実施例の構成によれば、配管100の下方に設置された粘弾性ダンパ1により、実施例1の構成と同様に、粘弾性ダンパ1が支持する配管100の熱移動量に関わらず、配管100の自重荷重を調整でき、かつ、配管100の地震応答を低減できる。
According to the configuration of this embodiment, the
また、本実施例の構成によれば、配管100の上方に粘弾性ダンパ21が設置されているので、粘弾性ダンパ1と合わせて、配管100に地震等による上下振動が発生した際に、配管100の上昇時及び下降時の両方で反力を発生できる。
これにより、配管100の下方のみに粘弾性ダンパ1を設置した場合と比較して、振動減衰の効果を高めることができる。
Further, according to the configuration of this embodiment, since the
As a result, the effect of vibration damping can be enhanced as compared with the case where the
(変形例)
実施例1では、配管100の下方に1個の粘弾性ダンパ1を配置し、実施例2では、配管100の下方及び上方にそれぞれ合計2個の粘弾性ダンパ1,21を設置していた。
配管に対して設置する粘弾性ダンパの数は1個又は2個に限定されず、例えば、特許文献1のワイヤーロープ耐震サポートのように、配管の上下左右に合計4個の粘弾性ダンパを設置することも可能である。
(Modification example)
In the first embodiment, one
The number of viscoelastic dampers installed on the pipe is not limited to one or two. For example, as in the wire rope seismic support of
実施例1及び実施例2では、粘弾性ダンパ1,21が支持する対象物が、配管100であった。
本発明の粘弾性ダンパは、配管系の支持の用途には限定されず、その他の対象物の支持の用途に適用することが可能である。例えば、建物やその他の重量物を対象物とする支持の用途にも、本発明の粘弾性ダンパを適用することができる。
In Examples 1 and 2, the object supported by the
The viscoelastic damper of the present invention is not limited to the use of supporting the piping system, and can be applied to the use of supporting other objects. For example, the viscoelastic damper of the present invention can also be applied to a support application for a building or other heavy object.
実施例1では、粘弾性ダンパ1のピストン部4の底に、穴の断面積を変化させることができる機構を有する、流量調整穴4bが設けられていた。
粘弾性ダンパのピストン部の底に、実施例1の流量調整穴4bの代わりに、断面積が変化せずに断面積が一定である穴を設けることも可能である。そして、断面積が一定である穴を設けた場合でも、穴を通る粘性流体によりピストン部の動きに対して粘性抵抗を発生させて、ピストン部が動く方向の対象物の振動を減衰できるので、対象物の地震応答を低減できる。
In Example 1, a flow
Instead of the flow
なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施の形態及び実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments and examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
1,21 粘弾性ダンパ、2 天板、3 天板部、3a 天板部の(ピストン部との)接続部、4 ピストン部、4a ピストン部の下部板、4b ピストン部の下部板の流量調整穴、4c ピストン部の主軸部、4d ピストン部の上部板、4e ピストン部の収容部、5 ハウジング部、5a ハウジング部の本体部、5b ハウジング部の底板、5c ハウジング部の上部穴、6 コイルバネ、7a ピストン部の下部板の上部にある空間、7b ピストン部の下部板の下部にある空間、8 天板部の接続部とピストン部の上部板の間にある空間、11 建物床、12 架構、100 配管 1,21 Viscoelastic damper, 2 Top plate, 3 Top plate part, 3a Connection part (with piston part) of top plate part, 4 Piston part, 4a Lower plate of piston part, 4b Flow adjustment of lower plate of piston part Hole, 4c Piston part main shaft part, 4d Piston part upper plate, 4e Piston part accommodating part, 5 Housing part, 5a Housing part main body part, 5b Housing part bottom plate, 5c Housing part upper hole, 6 coil spring, 7a Space above the lower plate of the piston part, 7b Space below the lower plate of the piston part, 8 Space between the connection part of the top plate part and the upper plate of the piston part, 11 Building floor, 12 frames, 100 Pistons
Claims (6)
前記ハウジング部に挿入されたピストン部と、
前記ハウジング部の内部に収納され、前記ピストン部と接続された弾性体と、
板状の天板を有し、前記ピストン部の前記ハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、
前記ピストン部と前記天板部を接離可能に係合して、前記ピストン部の底から前記天板部の前記天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備え、
前記ピストン部が移動する際に前記粘性流体が通過するための穴が、前記ピストン部に設けられ、
前記弾性体の弾性力によって前記ピストン部が移動することにより、支持する対象物に前記天板部の前記天板が接触する
粘弾性ダンパ。 The housing that contains the viscous fluid and
The piston part inserted into the housing part and
An elastic body housed inside the housing portion and connected to the piston portion,
A top plate portion having a plate-shaped top plate and provided on the side of the piston portion opposite to the housing portion, and a top plate portion.
The piston portion and the top plate portion are engaged with each other in a contactable manner, and a mechanism portion capable of changing the height from the bottom of the piston portion to the top plate of the top plate portion is provided.
A hole for the viscous fluid to pass through when the piston portion moves is provided in the piston portion.
A viscoelastic damper in which the top plate of the top plate comes into contact with an object to be supported by moving the piston portion by the elastic force of the elastic body.
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