JP3830132B2 - 減衰こま - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、建設構造物等の制震装置として用いられる減衰こまに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、制震装置として用いられる減衰機構は、相対変位する２点（２物体）間に装着され、基礎等の一方の振動源側から上部構造物である他方の制振物体側へ伝達される振動エネルギを熱エネルギに変換消失することにより減衰効果を達成するよう構成されている。
【０００３】
前記の減衰機構は、装置内に形成される粘性体チャンバ内に、振動に伴って発生する相対変位部分を収容し、粘性体の粘性摩擦抵抗により減衰効果を達成するように構成されており、この場合、前記相対変位部分の変位量は実際の変位量（相対変位する２点間の変位量）と同じか、あるいは増幅手段を介して増幅されるよう構成されている。そして、変位量を増幅させることで減衰効果も増大させることができる。なお、粘性減衰力は変位する部材に対する粘性体の相対速度に比例する。
【０００４】
例えば、その詳細は出願人によって特開平１０−１８４７５７号公報等で既に提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の減衰機構はピンジョイントを介して基礎と接合している。このピンジョイントは、２つの課題を有している。
【０００６】
すなわち、第１点はピンジョイントの制作費が高い点である。このため、ピンジョイントの使用が全体のコストを押し上げている。
【０００７】
第２点は、ピンジョイントの軸長が長い点である。減衰機構は減衰効果を直接は有しないピンジョイントと減衰効果を有する粘性体チャンバとから構成される。このため、ピンジョイントの長さは長ければ長いほど、同一の長さの減衰機構において減衰効果が低下する。そこで、減衰効果を得るのに最低限必要な長さの粘性体チャンバを用意しても、ピンジョイントの長さが長いため所定のスペースに減衰機構が収まらない場合がある。
【０００８】
さらに、従来は軸部が片側にのみ設けられており、軸長が十分に取れないため粘性体チャンバが十分な距離の移動ができない場合もある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、所定のスペースを有効に利用して製造コストの低い建設構造物等の制震装置として用いられる減衰装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本願発明に係る減衰こまは、相対変位可能に互いに接続される外筒管とねじ軸とからなり、前記外筒管の内側に前記ねじ軸に回転可能に軸支される案内ナットと、前記案内ナットに固定される内筒管とを備え、前記外筒管と前記内筒管との間隙に粘性体および／または粘弾性体が充填される減衰こまであって、前記外筒管は上部梁と結合するＶブレスと接続され、前記ねじ軸はその両端部を下部梁上に突設される二つのストッパとそれぞれ結合して配置される減衰こまにおいて、外筒管は、その両端部にねじ軸と接合する回転可能なボールベアリングで挟持されるとともに外筒管内部からねじ軸端部までねじ軸上に平行に溝が刻設されて、その溝の間に前記ボールベアリングを挿入することにより外筒管と係合することを特徴とする。
【００１１】
また、ねじ軸は、その中央部にねじ溝が刻設され、案内ナットはその内部にボールベアリングがその内径に嵌めこまれて前記ボールベアリングと前記ねじ溝が係合することで案内ナットが回転可能かつ軸方向に移動可能に構成されることを特徴とする。
【００１３】
そのうえ、外筒管は、その両端部にねじ軸と接合する回転可能な玉軸受を備えることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について添付の図１により説明する。
【００１５】
本発明に係る減衰こま１は、下部梁２上に設けられたストッパ４、６の間に設けられて、さらに上部梁８ともＶブレス１０を介して結合することで図面左右方向の下部梁２と上部梁８の振動を減衰するよう構成される。
【００１６】
この減衰装置は、上部梁８と一体に連結されて図面左右方向に移動可能に構成される第１の要素と、上部梁８と一体に連結されて図面左右方向に移動可能かつストッパ４、６間に設けられるねじ軸１２を中心に回転可能に構成される第２の要素と、下部梁２と一体に連結されて固定される第３の要素の３要素から構成される。
【００１７】
第１の要素は、上部梁８にＶ字の上部を各フランジ１４を介して結合されるＶブレス１０と、Ｖブレス１０の底部に設けられるブラケット１６と、ブラケット１６に結合する固定部１８と、固定部１８によってブラケット１６に固定されるとともにその長手方向がＶブレス１０のＶ字と同一方向となるよう配置される減衰こま１の外筒管２０とから一体的に構成される。
【００１８】
第２の要素は、前記外筒管２０の内部であってねじ軸１２の外周上で玉軸受２２に支持されて配置される内筒管２４と、内筒管２４に前後を挟まれスラスト軸受２６に支持され、予め内蔵するボールベアリング２８を介してねじ軸１２と係合する案内ナット３０とからなり、ねじ軸１２上を回転可能に配置される。また、外筒管２０と内筒管２４との間に粘性体３２およびまたは粘弾性体が設けられる。粘性体３２およびまたは粘弾性体には、ポリイソブチレン等の高粘度の流体を好適に使用し得る。さらに、外筒管２０の両外端部にボールベアリング３４が配置され、ねじ軸１２と係合する。
【００１９】
第３の要素は、下部梁２上に設けられる第１のストッパ４と、そのストッパに固定される第１の連結部材３６と、その第１の連結部材３６の中心にその端部が固定され両端３７と中央３９にそれぞれ異なるピッチのねじ溝が刻設されたねじ軸１２と、そのねじ軸１２の反対側端部を固定する第２の連結部材３８と、第２の連結部材３８を固定する第２のストッパ６とから一体的に構成される。第２のストッパ６は下部梁２に固定される。
【００２０】
上記のような構成からなる本発明において、図１の左右方向に振動する地震が発生したと仮定して本発明の動作について説明する。
【００２１】
まず、左から右方向への振動により下部梁２と一体構成される第１のストッパが第１の連結部材３６を介してねじ軸１２を右方向に押圧する。この押圧に対して前記第１の要素と第１の要素と粘性体３２を介して配置される第２の要素は、慣性力により維持される。このため第３要素が、第１、２要素に対して変位することとなる。この変位の速度はこのねじ軸１２と案内ナット３０により増幅される。
【００２２】
変位速度が増幅されると粘性減衰力が速度増加に比例して増幅される。このように、本発明に係る減衰装置によれば、ねじ軸１２の直線変位を内筒管２４の回転運動に変換する簡単かつ小型な構成で内筒管２４の速度を増幅することができ、大きな粘性減衰力を容易に得ることができる。特に、ピンジョイントを使用しないため第一の連結部材の長さを短縮することによって減衰装置の長手方向の長さを短縮可能である。また、案内ナットの両端を内筒管２４とすることで減衰装置全体に対する回転部の長さの割合を高められるため装置をコンパクト化することができる。
【００２３】
次に、本発明に係る減衰装置の第２の実施例を図２に示す。第１の実施例と同一の部分は省略し、第１の実施例と異なる点について示す。
【００２４】
第１の要素については、第１の実施例と同一である。
【００２５】
第２の要素は、外筒管２０の両外端部に玉軸受４０が設けられねじ軸４２を支持する。
【００２６】
第３の要素は、ねじ溝をその中央にのみ備えているねじ軸４２と、下部梁２上にＰＬ４４を設け、さらにＰＬ４４上にリニアレール４６が配置され、外筒管２０底部に設けられたリニアブロック４８が案内されるよう構成される。
【００２７】
ねじ軸４２のねじ溝を削減することで加工行程が削減されコストが低下する効果を有する。
【００２８】
また、リニアブロック４８がリニアレール４６に案内されることで図２における垂直方向の振動に対して制止効果を有する。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、所定のスペースを有効に利用して製造コストを低くする建設構造物等の制震装置として用いられる減衰装置の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明による減衰こまの第１の実施例を示す側面図である。
【図２】本願発明による減衰こまの第２の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 減衰こま
２ 下部梁
４、６ ストッパ
８ 上部梁
１０ Ｖブレス
１２ ねじ軸
１４ フランジ
１６ ブラケット
１８ 固定部
２０ 外筒管
２２ 玉軸受
２４ 内筒管
２６ スラスト軸受
２８ ボールベアリング
３０ 案内ナット
３２ 粘性体
３４ ボールベアリング
３６ 第１の連結部材
３７ 両端ねじ溝
３８ 第２の連結部材
３９ 中央ねじ溝
４０ 玉軸受
４２ ねじ軸
４４ ＰＬ
４６ リニアレール
４８ リニアブロック

Claims (4)

1. 相対変位可能に互いに接続される外筒管とねじ軸とからなり、前記外筒管の内側に前記ねじ軸に回転可能に軸支される案内ナットと、前記案内ナットに固定される内筒管とを備え、前記外筒管と前記内筒管との間隙に粘性体および／または粘弾性体が充填される減衰こまであって、前記外筒管は上部梁と結合するＶブレスと接続され、前記ねじ軸はその両端部を下部梁上に突設される二つのストッパとそれぞれ結合して配置される減衰こまにおいて、
   外筒管は、その両端部にねじ軸と接合する回転可能なボールベアリングで挟持されるとともに外筒管内部からねじ軸端部までねじ軸上に平行に溝が刻設されて、その溝の間に前記ボールベアリングを挿入することにより外筒管と係合することを特徴とする減衰こま。
2. ねじ軸は、その中央部にねじ溝が刻設され、案内ナットはその内部にボールベアリングがその内径に嵌めこまれて前記ボールベアリングと前記ねじ溝が係合することで案内ナットが回転可能かつ軸方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の減衰こま。
3. 下部梁は、その上部に外筒管と平行に配置されるリニアレールが設けられ、外筒管は前記リニアレールに案内されるリニアブロックを備えることを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載の減衰こま。
4. 外筒管は、その両端部にねじ軸と接合する回転可能な玉軸受を備えることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の減衰こま。

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