JP2805346B2 - Energy absorber for structures - Google Patents

Energy absorber for structures

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JP2805346B2
JP2805346B2 JP19010289A JP19010289A JP2805346B2 JP 2805346 B2 JP2805346 B2 JP 2805346B2 JP 19010289 A JP19010289 A JP 19010289A JP 19010289 A JP19010289 A JP 19010289A JP 2805346 B2 JP2805346 B2 JP 2805346B2
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Description

【発明の詳細な説明】 イ.発明の目的 〔産業上の利用分野〕 この発明は、建築物・配管等の構造物に作用する地震
等の変形エネルギーを吸収するいわゆる構造物用ネルギ
ー吸収装置、特にはシリンダ型のエネルギー吸収装置に
関し、更に詳しくは、金属塑性物質のせん断変形に伴う
エネルギー吸収作用を利用したエネルギー吸収装置に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called energy absorbing device for a structure that absorbs deformation energy such as an earthquake acting on a structure such as a building or a pipe, and particularly to a cylinder-type energy absorbing device. More specifically, the present invention relates to an energy absorbing device utilizing an energy absorbing effect accompanying shear deformation of a metal plastic material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

金属の塑性変形を利用したシリンダ型エネルギー吸収
装置は、特公昭58−30470号公報により公知である。
A cylinder type energy absorbing device utilizing plastic deformation of metal is known from Japanese Patent Publication No. 58-30470.

この公知技術によれば、シリンダと、このシリンダ内
の軸心方向に沿って貫通状に挿通されたロッドと、該シ
リンダとロッドとの空所に封入された鉛とからなり、シ
リンダとロッドとの相対移動により空所部に形成された
断面縮小部を通過することによって鉛がせん断変形さ
れ、このときのエネルギー消費によって変形エネルギー
を吸収し、このエネルギー吸収装置に連動する構造物の
運動を減衰するものである。
According to this known technique, a cylinder, a rod inserted in a penetrating manner along an axial direction in the cylinder, and lead sealed in a space between the cylinder and the rod are provided. The lead is sheared and deformed by passing through the reduced cross section formed in the vacant space due to the relative movement of the space, and the energy consumption at this time absorbs the deformation energy and attenuates the movement of the structure linked to this energy absorbing device Is what you do.

しかしながら、上記公知技術においては、ロッド表
面と鉛との摩擦力が大きく、鉛を塑性流動化するための
所定の力を得ることができない場合があり、このため、
減衰特性が不安定であるばかりでなく、有効な減衰能を
発揮できないでいる。断面縮小部の縮小割合を大きく
設計すると、小さな地震力に対しては感応せず、大きな
地震力にのみ作動し、また、その反対に断面縮小部の縮
小割合を小さく設計すると、小さな地震力には反応する
が大きな地震力に対しては許容値を超過してしまうとい
う問題、すなわち、断面縮小部の割合によって地震力の
吸収特性が大きく変化し、と相まって断面縮小部の決
定が極めて困難であるという問題がある。
However, in the above-described known technology, the frictional force between the rod surface and lead is large, and a predetermined force for plastically fluidizing lead may not be obtained.
Not only is the attenuation characteristic unstable, but it is not possible to exhibit an effective attenuation capability. If the reduction ratio of the cross-section reduction part is designed to be large, it is insensitive to small seismic force, and it operates only with large seismic force. Reacts but exceeds the permissible value for large seismic forces.In other words, the absorption characteristics of seismic force vary greatly depending on the ratio of the reduced section, which makes it extremely difficult to determine the reduced section. There is a problem that there is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

そこで、本発明は上記実情に鑑み、この種のシリンダ
型エネルギー吸収装置において、安定的でかつ有効なエ
ネルギー吸収特性が得られ、かつ、小さな地震エネルギ
ーから大きな地震エネルギーまで幅広く吸収できる、機
構のものを提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides a cylinder-type energy absorbing device of this type that has a mechanism capable of obtaining stable and effective energy absorbing characteristics and absorbing a wide range of energy from small to large. The purpose is to provide.

本発明はこのため、エネルギー吸収部に封入される鉛
すなわち金属塑性流動物質等のエネルギー吸収体に純せ
ん断変形を与えるとともに、変形エネルギーの大きさに
応じて、該変形エネルギーをエネルギー吸収部に段階的
に伝達する機構を採り入れることにより、この目的を達
成できるとの知見に基づいてなされたものである。
For this reason, the present invention applies pure shear deformation to an energy absorber such as lead, that is, a metal plastic flowing material enclosed in the energy absorbing portion, and applies the deformation energy to the energy absorbing portion according to the magnitude of the deformation energy. It has been made based on the finding that this object can be achieved by adopting a mechanism for transmitting information dynamically.

ロ.発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の構造物用エネルギー吸収装置は、具体的に
は、次の技術手段(構成)を採る。すなわち、相対変
位する構造物間に設置されるエネルギー吸収装置であっ
て、一方の構造物に固定される筒状のハウジング1
と、他方の構造物に固定され、前記ハウジング1内の
中心軸に沿って配されるロッド2と、前記ハウジング
1とロッド2との環状空間の中央部にエネルギー吸収体
を封入したエネルギー吸収部3と、前記ハウジング1
とロッド2との間に前記エネルギー吸収部3を挟んで相
対向して配され、複数の同心状の滑動輪20A〜20Eを互い
に軸方向に摺動可能に多重に配し、該滑動輪20相互は係
合孔21及び係合突起22により一定の軸方向移動のみを許
容して係合され、最内側の滑動輪20Aは前記ロッド2側
に固定され、最外側の滑動輪20Eは前記ハウジング1側
に固定されてなる滑動部4,5と、からなることを特徴と
する。
B. Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] The structural energy absorbing device of the present invention specifically employs the following technical means (configuration). That is, an energy absorbing device installed between structures that are relatively displaced, and a cylindrical housing 1 fixed to one of the structures.
And a rod 2 fixed to the other structure and disposed along a central axis in the housing 1, and an energy absorbing portion in which an energy absorbing member is sealed in a central portion of an annular space between the housing 1 and the rod 2. 3 and the housing 1
A plurality of concentric sliding wheels 20A to 20E are arranged in a multiplex manner so as to be slidable in the axial direction with respect to each other. The two are engaged by the engagement hole 21 and the engagement protrusion 22 while allowing only a certain axial movement, the innermost sliding wheel 20A is fixed to the rod 2 side, and the outermost sliding wheel 20E is connected to the housing. And sliding parts 4 and 5 fixed to one side.

〔作用〕 構造物間に地震動などの強大な変位力が作用すると、
構造物間の相対変位は本エネルギー吸収装置のハウジン
グ1とロッド2との軸線方向の相対変位となる。
[Action] When a strong displacement force such as an earthquake motion acts between structures,
The relative displacement between the structures is the relative displacement in the axial direction between the housing 1 and the rod 2 of the present energy absorbing device.

ロッド2のハウジング1に対する相対変位は、滑動部
4,5の滑動輪によって段階的にエネルギー吸収部3に伝
えられ、エネルギー吸収部3に封入された鉛などの塑性
流動物質はせん断変形を受け、該塑性流動物質のせん断
抵抗に伴うエネルギー吸収作用により構造物の変形エネ
ルギーを吸収し、構造物間の運動を減衰させる。
The relative displacement of the rod 2 with respect to the housing 1
The plastic fluid such as lead encapsulated in the energy absorbing part 3 undergoes shear deformation and is transmitted to the energy absorbing part 3 by the sliding wheels 4 and 5 in a stepwise manner. Absorbs the deformation energy of the structures, thereby attenuating the movement between the structures.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の構造物用エネルギー吸収装置の実施例を図面
に基づいて説明する。
An embodiment of the energy absorbing device for structures of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図〜第7図はその一実施例のエネルギー吸収装置
Sを示す。すなわち、第1図はその全体構造の静止状態
を示し、第2図はその作動状態を示し、第3図〜第7図
は各部の構造を示す。
1 to 7 show an energy absorbing device S of one embodiment. That is, FIG. 1 shows a stationary state of the entire structure, FIG. 2 shows an operating state thereof, and FIGS. 3 to 7 show structures of respective parts.

このエネルギー吸収装置Sは、直円筒状のハウジング
すなわちシリンダ1と、該シリンダ1内の中心軸に沿っ
て一端を突出して配される円柱状のロッド2と、シリン
ダ1とロッド2との環状空間の中央部に配される鉛Pを
封入したエネルギー吸収部3と、同じくシリンダ1とロ
ッド2との環状空間内に該エネルギー吸収部3を介して
相対向して配される第1及び第2滑動部4,5とを含み、
また、ロッド2の突出部にはブラケット7が、シリンダ
1にはブラケット8がそれぞれ取り付けられてなる。
The energy absorbing device S includes a cylindrical housing, that is, a cylinder 1, a cylindrical rod 2 having one end protruding along a central axis in the cylinder 1, and an annular space between the cylinder 1 and the rod 2. And a first and a second energy absorbing portion 3 in which the lead P is sealed and disposed in the annular space between the cylinder 1 and the rod 2 via the energy absorbing portion 3. Including sliding parts 4 and 5,
A bracket 7 is attached to the protruding portion of the rod 2, and a bracket 8 is attached to the cylinder 1.

以下、各部の細部構造について説明する。 Hereinafter, the detailed structure of each part will be described.

シリンダ1は金属等の硬質体よりなり、その内面にお
いて、その一端部(奥部)には内径方向に膨出する鍔部
10が形成され、他端部(開口部)にはねじ部11が螺設さ
れる。該ねじ部11の山径(最小径)はシリンダ1の内径
を超えることはない。また、その外面において、鍔10の
形成された端部にねじ部12が螺設される。
The cylinder 1 is made of a hard body such as a metal, and has a flange portion bulging in the inner diameter direction at one end (rear portion) on the inner surface thereof.
10 is formed, and a screw portion 11 is screwed into the other end (opening). The thread diameter (minimum diameter) of the screw portion 11 does not exceed the inner diameter of the cylinder 1. On the outer surface, a screw portion 12 is screwed to the end where the flange 10 is formed.

ジリンダ1の中心軸に沿って配されるロッド2は、定
常位置において、上述のシリンダ1の鍔部10に対応して
鍔部14が突設され、また、シリンダ1の突出部にはねじ
部15が螺設される。該ねじ部15のねじ山の径はロッド2
の本体の径を超えることはない。
The rod 2 arranged along the center axis of the girder 1 has a flange 14 at a stationary position corresponding to the flange 10 of the cylinder 1 described above. 15 is screwed. The thread diameter of the thread part 15 is rod 2
Never exceed the diameter of the body.

エネルギー吸収部3は、シリンダ1の内面に嵌装され
る外筒17と、ロッド2の外面に嵌装される内筒18とを含
み、これらの外筒17と内筒18との間にエネルギー吸収体
としての鉛Pが装入されてなる。該エネルギー吸収部3
は当該部で軸方向へのせん断変形を受け、該せん断変形
に伴いエネルギーを吸収する。
The energy absorbing section 3 includes an outer cylinder 17 fitted on the inner surface of the cylinder 1 and an inner cylinder 18 fitted on the outer surface of the rod 2. Lead P as an absorber is inserted. The energy absorbing unit 3
Receives shear deformation in the axial direction at the relevant portion, and absorbs energy with the shear deformation.

第1・第2滑動部4,5はともに同一の構成を採り、ロ
ッド2のシリンダ1に対する相対的変位を段階的に伝達
するとともに、その軸方向の変位を選択的に許容し、半
径方向への動き(ぶれ)を拘束する機能を果たす。
Both the first and second sliding portions 4 and 5 have the same configuration, transmit the relative displacement of the rod 2 with respect to the cylinder 1 in a stepwise manner, and selectively allow the axial displacement of the rod 2 in the radial direction. Performs the function of restraining the movement (blur) of the object.

このため、滑動部4,5は、複数の同心状の滑動輪20が
重合されてなる構成を採る。
For this reason, the sliding portions 4 and 5 adopt a configuration in which a plurality of concentric sliding wheels 20 are overlapped.

本実施例では等厚な5個の滑動輪20A,20B,20C,20D,20
Eの組合せよりなり、これらは互いに中心軸を共有して
すなわち同心状に配される。そしてまた、各滑動輪20に
は係合孔21及び該係合孔21に遊嵌される係合突起22が形
成される。該係合孔21及び係合突起22は同一の滑動輪20
については半径方向に相対向する位置に設けられ、各滑
動輪相互については軸方向に位置をずらせて設けられ
る。
In this embodiment, five sliding wheels 20A, 20B, 20C, 20D, 20
E, which are arranged concentrically, that is, concentrically with each other. Each sliding wheel 20 has an engaging hole 21 and an engaging protrusion 22 that is loosely fitted in the engaging hole 21. The engaging hole 21 and the engaging projection 22 are
Are provided at positions facing each other in the radial direction, and the respective sliding wheels are provided so as to be displaced in the axial direction.

もっと詳しくは、最内側の滑動輪20Aはその内径がロ
ッド2の径と実質的に等しく、ロッド2に被嵌される。
More specifically, the innermost sliding wheel 20A has an inner diameter substantially equal to the diameter of the rod 2, and is fitted on the rod 2.

滑動輪20Aには係合孔21Aが開設されるが、係合突起を
有さない、滑動輪20Bは滑動輪20Aに被嵌摺動され、その
係合突起22Bは係合孔21A内に装入される。
The sliding wheel 20A is provided with an engaging hole 21A, but has no engaging projection. The sliding wheel 20B is fitted and slid on the sliding wheel 20A, and the engaging protrusion 22B is mounted in the engaging hole 21A. Is entered.

以下、順次、滑動輪20Cは係合孔21Cを有し、滑動輪20
Bに被嵌され、その係合突起22Cは係合孔21B内に装入さ
れる。滑動輪20Dは係合孔21Dを有し、滑動輪20Cに被嵌
され、その係合突起22Dは係合孔21Cに装入される。
Hereinafter, the sliding wheel 20C sequentially has the engagement hole 21C, and the sliding wheel 20C
B, the engagement protrusion 22C is inserted into the engagement hole 21B. The sliding wheel 20D has an engaging hole 21D, is fitted on the sliding wheel 20C, and the engaging projection 22D is inserted into the engaging hole 21C.

そして、最外側の滑動輪20Eは係合孔を有さず、その
係合突起22Eを係合孔21Dに装入して被嵌される。
The outermost sliding wheel 20E has no engaging hole, and the engaging protrusion 22E is inserted into the engaging hole 21D and fitted.

第5図及び第6図は係合孔21と係合突起22の詳細構造
の一例示態様を示す。
5 and 6 show an example of the detailed structure of the engaging hole 21 and the engaging projection 22. FIG.

すなわち、係合突起22は滑動輪20の本体の内周に添設
される別体の小片とされ、滑動輪20にはボルト孔23が、
係合突起22には該ボルト孔23に対応してねじ孔24がそれ
ぞれ穿設され、両者は複数(本実施例では2)の締結ボ
ルト25によって結合される。
That is, the engaging protrusion 22 is a separate small piece attached to the inner periphery of the main body of the sliding wheel 20, and the sliding hole 20 has a bolt hole 23,
Screw holes 24 are respectively formed in the engaging projections 22 in correspondence with the bolt holes 23, and the two are connected by a plurality of (two in this embodiment) fastening bolts 25.

定常位置において、軸方向に、係合突起22は係合孔21
の一端面に当接し、係合孔21の他端面とは所定間隔αを
保持する。該αは後記する本装置SのストロークLの均
等割とされる。また、円周方向には、係合突起22の両端
部はそれぞれβの間隔を保つ。これにより、円周方向へ
のずれを許容する。勿論、ずれを拘束する場合にはβは
0とされる。
In the stationary position, the engaging projection 22 is
A predetermined distance α from the other end surface of the engagement hole 21. The α is a uniform division of a stroke L of the present apparatus S described later. In the circumferential direction, both ends of the engagement protrusion 22 keep an interval of β. This allows a deviation in the circumferential direction. Needless to say, β is set to 0 when the deviation is restricted.

これらの滑動輪20A〜20Dはそれぞれ半割りとされ、ロ
ッド2を抱き込んでシリンダ1内に組み込まれる。
Each of these sliding wheels 20A to 20D is halved, and is embedded in the cylinder 1 with the rod 2 held therein.

第1滑動部4はシリンダ1内の奥部に鍔10,14の段部1
0a,14aに当接して配され、第2滑動部5はシリンダ1内
の開口部側に配されるが、該第2の滑動部5は2つのス
ペーサ27,28とストッパ29によって拘束される。
The first sliding part 4 has a stepped part 1 of the flanges 10 and 14
0a, 14a, and the second sliding portion 5 is disposed on the side of the opening in the cylinder 1. The second sliding portion 5 is restrained by two spacers 27, 28 and a stopper 29. .

すなわち、大径の外側スペーサ27は円筒状をなし、シ
リンダ1の内側に嵌装して配され、その一端(奥部側)
は滑動部5の最外側の滑動輪20Eに当接する。そして、
その他端(開口部側)はシリンダ1の開口部端に螺設さ
れたねじ部11に螺合する厚手にして環状のストッパ29の
内側面に当接する。
That is, the large-diameter outer spacer 27 has a cylindrical shape, and is fitted and disposed inside the cylinder 1, and has one end (rear side) thereof.
Abuts on the outermost sliding wheel 20E of the sliding portion 5. And
The other end (opening side) comes into contact with the inner side surface of the annular stopper 29 which is thick and screwed into the screw portion 11 screwed into the opening end of the cylinder 1.

また、小径の内側スペーサ28は、外側スペーサ29より
も長尺状をなし、ロッド2上に嵌装され、その一端を滑
動部5の最内側の滑動輪20Aに当接する。そして、その
他端は、ロッド2の端部に螺設されたねじ部15にねじ孔
7aをもって螺合されるブラケット7の内端面7bに押圧当
接する。
The small-diameter inner spacer 28 is longer than the outer spacer 29, is fitted on the rod 2, and has one end thereof in contact with the innermost sliding wheel 20 </ b> A of the sliding portion 5. The other end has a threaded hole in a threaded portion 15 screwed to the end of the rod 2.
The inner end face 7b of the bracket 7 to be screwed with 7a is pressed and contacted.

該内側スペーサ28はストッパ29の環状孔29aとすき間3
0を存して挿通されるものである。
The inner spacer 28 has a gap 3 with the annular hole 29a of the stopper 29.
It is inserted through 0.

ストッパ29はまた、ブラケット7の内端面7bに離接自
在に当接するものである。
The stopper 29 also comes into contact with the inner end face 7b of the bracket 7 so as to be able to freely come and go.

ブラケット7には取付け板32が固設され、該取付け板
32に開設された取付け孔32aをもって一方の構造物に取
り付けられる。
A mounting plate 32 is fixedly mounted on the bracket 7.
It is attached to one of the structures with an attachment hole 32a opened in 32.

ブラケット8は有底の円筒体をなすブラケット本体の
内周にねじ孔8aが螺設され、シリンダ1の外側のねじ部
12に螺合して固定され、外側端面に取付け板34が固設さ
れ、その取付け孔34aともって他方の構造物に取り付け
られる。ブラケット本体の外側面には外部とシリンダ1
の内部とに連通する空気孔35が穿設されている。
The bracket 8 is provided with a screw hole 8a on the inner periphery of a bracket body forming a bottomed cylindrical body, and a screw portion outside the cylinder 1 is provided.
The mounting plate 34 is fixed to the outer end surface by screwing to the mounting surface 12, and is mounted to the other structure with the mounting hole 34a. External and cylinder 1 on the outer surface of the bracket body
An air hole 35 communicating with the inside of the device is formed.

以上の構成において、ブラケット7の締込み及びスト
ッパ29の締込みによって、スペーサ27,28を介して、第
1・第2滑動部4,5及びエネルギー吸収部3が一体的に
締め付けられて、シリンダ1内に配される。
In the above configuration, by tightening the bracket 7 and the stopper 29, the first and second sliding portions 4, 5 and the energy absorbing portion 3 are integrally tightened via the spacers 27, 28, and the cylinder 1 is arranged.

本実施例の装置Sは、組立ての容易性及び分解可能性
を配慮した構成となっている。従って、これらのことを
配慮する必要のない場合は、適宜一体化構造が採用され
る。
The device S of the present embodiment has a configuration in which ease of assembly and disassembly are considered. Therefore, when it is not necessary to consider these matters, an integrated structure is appropriately adopted.

すなわち、組立てについて述べると、ブラケット7を
外したロッド2をシリンダ1の中心軸位置に保持し、該
ロッド2に第2滑動部5をまず装着してシリンダ1内に
押し込み、次いで、エネルギー吸収部3及び第1滑動部
4を装入する。しかる後、スペーサ27,28及びストッパ2
9を装着し、ブラケット7を装着する。ブラケット7の
締付け端面7bはスペーサ28を押圧するとともに、ストッ
パ29の端面29bに当接される。ブラケット8が螺装され
て組立てを完了する。
That is, in terms of assembling, the rod 2 from which the bracket 7 has been removed is held at the center axis position of the cylinder 1, the second sliding part 5 is first mounted on the rod 2 and pushed into the cylinder 1, and then the energy absorbing part 3 and the first sliding part 4 are inserted. After that, spacers 27 and 28 and stopper 2
9 is attached, and the bracket 7 is attached. The tightening end surface 7b of the bracket 7 presses the spacer 28 and abuts against the end surface 29b of the stopper 29. The bracket 8 is screwed to complete the assembly.

(実施例の作用) 本エネルギー吸収装置Sはブラケット7,8を介して、
互いに相対運動する構造物間に設置される。
(Operation of Example) The present energy absorbing device S is provided with brackets 7 and 8
It is installed between structures that move relative to each other.

構造物間が地震動等の変形エネルギーを受けて相対変
位すると、該変位はシリンダ1とロッド2とに伝達され
る。
When the structures are relatively displaced by receiving deformation energy such as seismic motion, the displacement is transmitted to the cylinder 1 and the rod 2.

ロッド2がシリンダ1に対して第2図に示すようにイ
方向(図中右方向)へ変位したとき、第1・第2滑動部
4,5がこれらの中間のエネルギー吸収部3を介してその
両端において、最内側の滑動輪20Aがロッド2に、最外
側の滑動輪20Eがシリンダ1に拘束・固定されたものと
なっており、かつ、これらの滑動輪20A,20E間に介装さ
れる滑動輪20B,20C,20Dは相互にすべり自在となってい
るので、ロッド2の変位は回動輪20Aから滑動輪20Eに向
かって前ストロークLにわたって順次段階的に伝達され
る。
When the rod 2 is displaced with respect to the cylinder 1 in the direction a (rightward in the figure) as shown in FIG.
The innermost sliding wheel 20A is fixed to the rod 2 and the outermost sliding wheel 20E is fixed and fixed to the cylinder 1 at both ends thereof via the intermediate energy absorbing portion 3 at these ends. Since the sliding wheels 20B, 20C, and 20D interposed between the sliding wheels 20A and 20E are mutually slidable, the displacement of the rod 2 is changed from the rotating wheel 20A toward the sliding wheel 20E. It is transmitted stepwise sequentially over the stroke L.

エネルギー吸収部3はこの滑動部4,5に挟まれて、該
滑動部4,5の変形に追従して変形を受ける。このエネル
ギー吸収部3の変形は滑動輪20A〜20E相互のずれに起因
する純せん断変形であり、そのずれ面は多層にあらわれ
る。本実施例ではこの純せん断変形面は4層にあらわれ
る。
The energy absorbing portion 3 is deformed following the deformation of the sliding portions 4 and 5 between the sliding portions 4 and 5. The deformation of the energy absorbing portion 3 is a pure shear deformation caused by the slip between the sliding wheels 20A to 20E, and the slip surface appears in multiple layers. In this embodiment, this pure shear deformation surface appears in four layers.

しかして、この変形によりエネルギーが消費され、運
動を減衰させる。
Thus, this deformation consumes energy and dampens movement.

叙上の装置Sの動作は、滑動部4,5の滑動輪20A〜20E
のすべてが変位した場合、すなわち、大変形エネルギー
を受けた場合を示したが、構造物が小変形エネルギーを
受けた場合には、滑動輪の一部が動くことになる。
The operation of the above device S is performed by the sliding wheels 20A to 20E of the sliding portions 4 and 5.
Are displaced, that is, the case where the large deformation energy is received, but when the structure receives the small deformation energy, a part of the sliding wheel moves.

第8図は本装置Sのエネルギー吸収部3付近の状態を
模式的に示す。
FIG. 8 schematically shows a state near the energy absorbing section 3 of the present apparatus S.

すなわち、ロッド2に接する滑動輪20Aを含めて一部
の滑動輪がイ方向へlだけが動く。図においては、2層
のせん断面があらわれている。
In other words, some sliding wheels including the sliding wheel 20A in contact with the rod 2 move only l in the direction a. In the figure, two shear planes are shown.

本実施例のエネルギー吸収装置Sによれば、エネルギ
ー吸収部3において、せん断変形面が多層にあらわれ、
効率的なエネルギー吸収を発揮できるとともに、小さな
変形力に対しては一部の滑動輪が作動することによって
対応でき、大きな変形エネルギーから小さな変形エネル
ギーまで広範囲に対処できる。
According to the energy absorbing device S of the present embodiment, in the energy absorbing unit 3, a shear deformation surface appears in multiple layers,
In addition to exhibiting efficient energy absorption, a small deformation force can be dealt with by operating some of the sliding wheels, and a wide range from large deformation energy to small deformation energy can be dealt with.

また、本装置Sのエネルギー吸収部3における純せん
断変形はエネルギー吸収特持が明確であり、合理的な設
計をなすことができる。更に、本実施例装置Sの作動に
おいて、ロッド2はシリンダ1の軸方向にぐら付くこと
なく移動が案内され、また、ロッド2のねじれを許容す
るものである。
In addition, the pure shear deformation in the energy absorbing section 3 of the present apparatus S has a clear energy absorbing characteristic, and can be designed rationally. Further, in the operation of the apparatus S of the embodiment, the movement of the rod 2 is guided without shaking in the axial direction of the cylinder 1, and the rod 2 is allowed to twist.

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発
明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能であ
る。すなわち、以下の態様は本発明の技術的範囲内に包
含されるものである。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made within the scope of the basic technical idea of the present invention. That is, the following embodiments are included in the technical scope of the present invention.

(A)叙上の実施例では、ハウジングを円筒状体のシリ
ンダ態様、ロッドを円柱状態のものを示したが、この態
様に限らず、ハウジングが少なくとも四角形以上の多角
形状をなす箱状態様を採ることもできる。この場合、ロ
ッドも箱状形状に対応して多角形状を採るのが自然であ
る。この態様によれば、ねじれ変位が拘束され、先の実
施例のように係合突起と係合孔との距離βへの配慮が必
要となる。
(A) In the embodiment described above, the housing is shown as a cylinder having a cylindrical body, and the rod is shown as having a cylindrical shape. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the housing may be a box having at least a quadrangle or more. Can also be taken. In this case, it is natural that the rod also has a polygonal shape corresponding to the box shape. According to this aspect, the torsional displacement is restricted, and it is necessary to consider the distance β between the engaging projection and the engaging hole as in the previous embodiment.

(B)叙上の実施例ではロッド2が一方向に変位する態
様を示したが、ロッド2が周期変位する態様を除外する
ものではない。
(B) In the above embodiment, the mode in which the rod 2 is displaced in one direction has been described, but the mode in which the rod 2 is periodically displaced is not excluded.

この場合、第9図に示すように定常位置において係合
突起が係合孔の中間位置に配されるものであり、また、
ブラケット7の当接面とストッパ29とは所定間隔を保つ
こと、等の設計的変更がなされることは当然である。
In this case, as shown in FIG. 9, the engaging projection is disposed at an intermediate position of the engaging hole in the normal position.
Naturally, design changes such as maintaining a predetermined distance between the contact surface of the bracket 7 and the stopper 29 are made.

(C)エネルギー吸収体として、鉛のほか、錫、亜
鉛、アルミニウム、ナトリウム、銅などの金属、鉛−
錫合金、亜鉛−アルミニウム−銅などの超塑性合金、あ
るいは、ガラスビーズ、金属粉(鋼球を含む)、セラ
ミック粒などの粒状物質、が使用される。更に、鉛、あ
るいは上記及びの物質が選ばれる場合は、これらの
物質の2以上の組合わせも可能である。においても、
2以上の組合わせも適宜採用される。
(C) In addition to lead, metals such as tin, zinc, aluminum, sodium, and copper;
Superplastic alloys such as tin alloys, zinc-aluminum-copper, or granular materials such as glass beads, metal powders (including steel balls), and ceramic particles are used. Furthermore, if lead or the above substances are selected, combinations of two or more of these substances are also possible. At
Combinations of two or more are also employed as appropriate.

上記及びの物質をエネルギー吸収体として使用す
る場合においては、これらの物質は鉛体と同じくその塑
性流動化に伴うエネルギー吸収により減衰がなされる。
When the above-mentioned substances are used as energy absorbers, these substances are attenuated by energy absorption accompanying plastic fluidization like lead bodies.

上記の粒状物質を使用する場合においては、密に詰
められた粒状物質相互間の摩擦による減衰機能を利用す
るものである。
In the case of using the above-mentioned particulate matter, a damping function due to friction between closely packed particulate matter is used.

ハ.発明の効果 本発明の構造物用エネルギー吸収装置は上記構成より
なり、作用を奏するものであるので、以下の特有の効果
を有する。
C. Effects of the Invention Since the energy absorbing device for structures of the present invention has the above-described configuration and exerts an action, it has the following specific effects.

エネルギー吸収部において、塑性流動物質は多層的に
せん断変形を受け、大きなエネルギー吸収能を発揮す
る。
In the energy absorbing section, the plastic fluid material undergoes shear deformation in multiple layers, and exhibits a large energy absorbing ability.

塑性流動物質のせん断変形はエネルギー吸収量の解析
が容易であり、このため本装置の設計を簡単化すること
ができる。
The analysis of the energy absorption of the shear deformation of the plastic flow material is easy, and therefore, the design of the present apparatus can be simplified.

本装置によれば、エネルギー吸収部において、振動変
位に対して滑動部を構成する内径側の滑動輪に対応する
部位から順次せん断変形が起こるため、中小地震による
小さな地震力から、大地震による大きな地震力まで、良
好な減衰効果が発揮される。
According to this device, in the energy absorbing portion, since shear deformation occurs sequentially from the portion corresponding to the sliding wheel on the inner diameter side constituting the sliding portion with respect to the vibration displacement, from the small seismic force due to a small earthquake, the large seismic force due to a large earthquake. Good damping effect is exhibited up to seismic force.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

図面は本発明の構造物用エネルギー吸収装置の実施例を
示し、第1図はその一実施例の全体構造を示す縦断面
図、第2図は第1図と同様の作動状態を示す縦断面図、
第3図は第1図のIII−III線拡大断面図、第4図は第1
図のIV−IV線拡大断面図、第5図は第1図のV部拡大
図、第6図は第5図のVI−VI線断面図、第7図は第1図
のVII方向矢視図、第8図は小変位の作動模式図、第9
図は滑動部の他の機構図である。 1……ハウジング(シリンダ)、2……ロッド、3……
エネルギー吸収部、4,5……滑動部、20A〜20E……滑動
輪、21……係合孔、22……係合突起、P……鉛
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings show an embodiment of an energy absorbing device for a structure according to the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an entire structure of the embodiment, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an operation state similar to FIG. Figure,
FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along the line III-III of FIG. 1, and FIG.
FIG. 5 is an enlarged sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 5, FIG. 5 is an enlarged view of a portion V of FIG. 1, FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI of FIG. 5, and FIG. Fig. 8 is a schematic diagram showing the operation of a small displacement,
The figure is another mechanism diagram of the sliding portion. 1 ... housing (cylinder), 2 ... rod, 3 ...
Energy absorbing part, 4,5 ... Sliding part, 20A-20E ... Sliding ring, 21 ... Engaging hole, 22 ... Engaging projection, P ... Lead

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−110038(JP,A) 特開 昭63−43041(JP,A) 特開 昭51−133669(JP,A) 特開 昭63−114772(JP,A) 特開 昭59−62742(JP,A) 特開 昭62−274124(JP,A) 特公 昭58−30470(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16F 7/00 - 7/14 F16F 9/00 - 9/32 F16F 9/36 - 9/43 F16F 9/53 - 9/54 F16F 15/00 - 15/32Continuation of the front page (56) References JP-A-62-110038 (JP, A) JP-A-63-43041 (JP, A) JP-A-51-133669 (JP, A) JP-A-63-114772 (JP) , A) JP-A-59-62742 (JP, A) JP-A-62-274124 (JP, A) JP-B-58-30470 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB Name) F16F 7/00-7/14 F16F 9/00-9/32 F16F 9/36-9/43 F16F 9/53-9/54 F16F 15/00-15/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】相対変位する構造物間に設置されるエネル
ギー吸収装置であって、 一方の構造物に固定される筒状のハウジングと、 他方の構造物に固定され、前記ハウジングの中心軸に沿
って配されるロッドと、 前記ハウジングとロッドとの環状空間の中央部にエネル
ギー吸収体を封入したエネルギー吸収部と、 前記ハウジングとロッドとの間に前記エネルギー吸収部
を挟んで相対向して配され、複数の同心状の滑動輪を互
いに軸方向に摺動可能に多重に配し、該滑動輪相互は係
合孔及び係合突起により一定の軸方向移動のみを許容し
て係合され、最内側の滑動輪は前記ロッド側に固定さ
れ、最外側の滑動輪は前記ハウジング側に固定されてな
る滑動部と、 からなることを特徴とする構造物用エネルギー吸収装
置。
1. An energy absorbing device installed between structures that are relatively displaced, comprising: a cylindrical housing fixed to one structure; and a cylindrical housing fixed to the other structure. Along the rod, an energy absorbing portion encapsulating an energy absorber in the center of the annular space between the housing and the rod, and facing each other with the energy absorbing portion interposed between the housing and the rod. A plurality of concentric sliding wheels are multiplexed so as to be slidable in the axial direction with respect to each other, and the sliding wheels are engaged with each other by an engagement hole and an engagement projection while allowing only a certain axial movement. And an innermost sliding wheel fixed to the rod side, and an outermost sliding wheel fixed to the housing side, comprising: a sliding portion.
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