JP3898949B2 - 構造物用シリンダー型ダンパー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁等の構造系において、相対移動する構造物（橋桁等の上部構造と橋脚・橋台等の下部構造、その他建物間の渡り廊下橋）間に掛け渡され、地震動等の強制振動力により惹起される構造物の振動変位を減衰させ、もしくは変位を拘束する構造物用ダンパー（減衰装置、緩衝装置ともいう）に関する。更に詳しくは、シリンダーとロッドと該シリンダー内に封入された作動物質とからなり、該シリンダーに対して相対移動するロッドと作動物質との抵抗作用を利用する構造物用シリンダー型ダンパーの改良に関する。
本発明は特には、作動物質として鉛を使用し、当該鉛の塑性流動抵抗をもって減衰作用を発揮するシリンダー型鉛押出しダンパー、もしくは、作動物質として油、粘性体あるいは粘弾性体を使用し、当該作動物質の流動抵抗をもって減衰作用を発揮するピストン・シリンダー型ダンパーに適用されて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
鉛の塑性流動抵抗を利用したシリンダー型ダンパー１００は、図１０に示されるように、シリンダー１０２内に封入された鉛体１０４をロッド１０６の移動に伴う塑性流動抵抗を利用して減衰力を得るものである。そのストロークを得るためシリンダー１０２内には軸受１０８が配され、ロッド１０６が延設されたものとなっている。
そして、このシリンダー型ダンパー１００は、ロッド１０６の端部をクレビス形式の取付け部（ロッド側取付け部）１１０を介して一方の構造物、例えば橋桁Ｇに取り付けられ、シリンダー１０２の端部を同じくクレビス形式の取付け部（シリンダー側取付け部）１１２を介して他方の構造物、例えば橋脚Ｂに取り付けられる。
地震が生じると、両構造物Ｇ，Ｂ間に相対変位が生じ、この相対変位は本ダンパー１００の鉛体１０４の塑性流動抵抗により減衰され、速やかに減衰される。
【０００３】
しかして、従来のシリンダー型ダンパー１００においては、シリンダー１０２内のストロークの確保により、シリンダー１０２が必然的に長くなり、取付け部相互間の距離が長くなり、ダンパー装置の全体が長尺化し、大きな設置空間を占有するものとなっている。このため、当該ダンパー装置の設置作業に手間を要し、特に既設橋梁への設置においては困難を来す要因となっている。
更には、軸受１０８の装入加工が煩雑であるばかりでなく、その長尺化がダンパー装置の大型化につながり、製作費用が嵩む要因ともなる。また、大型化とともに重量が大きくなり、設置作業に影響を与える不具合にもなる。
なお、鉛体に限らず他の作動物質（例えば、オイル、粘性体、粘弾性体）を使用するシリンダー型ダンパーにおいても上記と同じ問題点を有するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、この種のシリンダー型ダンパーにおいて、占有設置空間の縮小化を図るとともにその設置作業を容易とすることができ、更には装置全体の小型化・軽量化をなすとともに、製作費用の低減をなすことができる新規なシリンダー型ダンパーを提供することを目的とする。
本発明はこのため、シリンダー側取付け部をシリンダーの側方に配し、ダンパー自体の長さの縮小化及び軽量化により上記問題を解決し得るとの知見のもとになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーは上記目的を達成するため、以下の各構成を採る。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は、
近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は前記一方の構造物に連結される支持体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動自在に連結されてなる、ことを特徴とする。
本発明は更に、上記構成に加え、
1)把持環はロッドの軸に直交して３部分よりなり、中間部の内径はシリンダーの外径以上とされるとともにその側面部にピンを受け入れ、両側部はシリンダーの凹部の径に合致する内径を有するとともに、少なくとも２つ割体よりなり、これらの中央部及び両側部は一体に組み付けられる構成、
2)上記1)に加え、シリンダーの外周に沿って形成される凹部は、把持環の全幅に、あるいは把持環を構成する両側部の幅に形成される構成、
を採ることができる。
本第１発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動機能を有するクレビス形式こと、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００７】
本発明の第２は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環を支持柱を介して支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に回転自在に連結されてなる、ことを特徴とする。
本第２発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００８】
本発明の第３は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする。
本第３発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動並びに回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００９】
本発明の第４は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーを一体に把持し、外周面が球面状をなす球面把持環が取り付けられ、該球面把持環をその内面が該球面把持環の外周面と摺接する軸受環をもって回転自在に受け入れ、該軸受環を前記一方の構造物に連結される支柱体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする。
本第４発明は、第２実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動並びに回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【００１０】
（作用）
上記各発明の構造物用シリンダー型ダンパーは橋梁に設置され以下の作用を発揮する。
橋梁系に地震動、衝撃荷重等の強制力もしくは強制振動力が加わったとき、上部構造物と下部構造物との間に相対変位が生じ、両構造物間に介装された本ダンパーのロッドが強制変位のもとに移動する。
今、構造物相互が近接する方向、すなわち本ダンパーの長さ方向の短縮方向へ相対移動するとき、ロッドは後方向へ押され、作用部はシリンダー内の作動物質中を後蓋に向けてそのストロークの範囲内で移動する。このとき、作用部の受ける抵抗によりロッドの移動は制動される。これにより構造物の移動速度は減衰される。
構造物相互が離れる方向、すなわち本ダンパーの長さ方向の伸長方向へ相対移動するとき、ロッドは前方向へそのストロークの範囲内で移動し、該作用部の受ける抵抗によりロッドの移動は制動され、構造物の移動量は減少される。
これにより構造物の変位運動は速やかに減衰される。
なお、シリンダーが移動する場合においても、該シリンダーに形成された作用部により上述と同様の作用を得る。
【００１１】
このダンパーの作動中、ロッドの後部はシリンダーの後部より前方ストロークに見合うだけの長さを有しており、該ロッドの前方移動に対して支障を来すことはない。
更に、このダンパーの作動において、定位置状態の軸線より偏って変位力が加わるとき、シリンダー側取付け部及びロッド側取付け部は揺動・回転機能を備え、この変位に追従する。特にシリンダー側取付け部は揺動及び回転自在となっており、どのような変位も許容する。
加えて、シリンダー側取付け部はシリンダーの側面に形成された凹部に嵌まり込む把持環を介して強固に把持されており、揺動及び回転変位を確実に受け止めるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４はその一実施形態のシリンダー型ダンパーＤを示す。
図において、Ｇは橋梁における橋桁等の上部構造であり、Ｂは橋脚・橋台等の下部構造である。また、Ｘは橋軸直角方向を示し、Ｙは橋軸方向を示す。なお、説明の便宜上、ロッド側取付け部の配される方を「前」とし、前後を決める。
【００１３】
本実施形態のシリンダー型ダンパーＤは、円筒体をなすシリンダー１と、該シリンダー１内に密封される作動物質２と、棒状体をなし、前記シリンダー１内で、該シリンダー１内の作動物質２と抵抗作用を発揮する作動部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッド３とを主体とし、該シリンダー１の側部において一方の構造物Ｂに連結されるシリンダー側取付け部４、及び、該ロッド３の一端において他方の構造物Ｇに連結されるロッド側取付け部５を含む。
【００１４】
以下、各部の細部の構成に付いて説明する。
シリンダー１
シリンダー１は、直円筒状の円筒体１０と該円筒体１０の前後に固設される蓋１１，１２（前部蓋１１、後部蓋１２）とからなる。蓋１１，１２には中央に円孔１１ａ，１２ａが開設され、ロッド３が軸方向へ移動自在に挿通され、軸受機能を持つ。なお、該シリンダー１は内部に生じる内圧に耐え得る強度、具体的には所定の厚みを保持する。本実施形態では更に、円筒体１０の外周に溝１０ａが相平行して凹設される（図９(a）参照) 。
このシリンダー１において留意すべきは、ロッド３のストロークｓのみの長さに保持され、従来のものに比べ短尺であることである。このストロークｓは後記する前方ストロークｓ１及び後方ストロークｓ２との和である。
【００１５】
作動物質２
作動物質２は、本実施の形態では鉛体が採用される。鉛体として、純鉛は勿論、鉛合金が適用される。純鉛は、比重が１１．３６、融点が３２７．４℃を示し、機械的性質としては、弾性率１３，６３１ＭPa、弾性限１．６６ＭPa、引張強さ１４ＭPa、伸び４０〜５０％、圧縮強さ４９ＭPa、硬さ３〜７ＨＢＳを示す。このように、純鉛は展延性に富み、容易に塑性変形をうける。鉛合金としてＰｂ−Ｓｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ系あるいはＰｂ−Ｓｂ−Ｓｎ系合金が適用される。このうち、はんだはＰｂ−Ｓｎ合金中に含まれ、その特性が明確であり、好適なものとして使用される。
【００１６】
ロッド３
ロッド３は、長尺の丸棒体をなし、シリンダー１の前後蓋部１１，１２を貫通し、かつ該シリンダー１に対して軸方向へ移動自在に配される。
シリンダー１内においては、作用部として中央に向けて径が漸増する環状の膨出部７を有し、中立状態でシリンダー１の中間に位置する。
ロッド３の中立状態において、シリンダー１から突出する前部３ａは、少なくとも、後方ストロークｓ２を保持する長さとされるとともに、更に、前方にクレビスが取り付けられる取付け部の長さが付加される。
また、該ロッド３のシリンダー１から突出する後部３ｂは、少なくとも、前方ストロークｓ１を保持する長さとされる。
【００１７】
シリンダー側取付け部４
シリンダー側取付け部４は、本発明において特有の構造を採るものであって、シリンダー１の側部に取り付けられ、該シリンダー１を揺動・回転自在に包持し、かつ一方の構造物Ｂに連結される。
本取付け部４は、シリンダー１の側面を外方から把持する把持環１５と、該把持環１５を両側からピン１６を介して揺動自在に支持する支持柱１７と、該支持柱１７の立設される回転円板１８と、該回転円板１８をその凹部２０に回転自在に受け入れる支持体２１とからなる。支持体２１は一方の構造物Ｂに連結される。
しかして、把持環１５・ピン１６・支持柱１７により「揺動自在機構」を構成し、支持柱１７・回転円板１８・支持体２１により「回転自在機構」を構成する。
【００１８】
もっと詳しくは、把持環１５は、円環状をなし、その内周面がシリンダー１の外側面に当接され、シリンダー１を強固に把持する。該把持環１５は３部分（中央の本体部１５ａ、両側部１５ｂ）よりなり、両側部１５ｂはシリンダー１の円筒体１０の外側面に形成された溝１０ａに嵌まり込み、前後の移動が拘束される。中央本体部１５ａの内径はシリンダー１の外径と同径もしくはそれより大径とされ、支持環１５の組付けにおいて、先ずシリンダー１に嵌合される。中央本体部１５ａは内径がシリンダー１の外径と同径の場合には２つ割以上とされ、大径の場合には一体もの、あるいは２つ割以上とされる。
両側部１５ｂはその内径がシリンダー１の外径よりも小さくされ、シリンダー１の円筒体１０の外周に凹設された溝１０ａの径に一致するものであり、２つ割以上とされ、それぞれがシリンダー１の径方向より嵌合され、溝１０ａに嵌まり込む。
これらの本体部及び両側部１５ａ，１５ｂは所定状態に組み付けられたとき、これらの部分１５ａ，１５ｂに穿設されたボルト挿通孔が一致し、該ボルト挿直孔にボルト・ナットよりなる締付け具２３のボルトが挿通され、ナットの締込みにより、一体化され、シリンダー１に強固に取り付けられる。
【００１９】
（揺動自在機構）（図４参照）
把持環１５の本体部１５ａの両側にはピン１６が取り付けられるねじ孔２５が開設される。
ピン１６は一端にねじ１６ａが螺設され、他端は直円柱状１６ｂとなっている。ねじ１６ａは把持環１５のねじ孔２５に螺入される。これにより、把持環１５とピン１６とは一体となる。
一方、支持柱１７にはピン１６の他端を受け入れる取付け孔２６が開設され、この孔２６に装着された軸受２７を介してピン１６の円柱部１６ｂを回転自在に保持する。これにより、ピン１６は支持柱１７に回転自在となり、ひいてはシリンダー１はピン１６を中心として回転すなわち揺動自在となる。
【００２０】
（回転自在機構）（図４参照）
支持柱１７は回転円板１８に立設され、該回転円板１８は支持体２１の凹部２０に回転自在に保持される。
支持体２１は本実施形態では平面が正方形状をなすが、その形状に限定されるものではなく、他の適宜形状を許容し、その中央に円形の凹部２０が凹設される。回転円板１８はこの凹部２０の底部に配されたすべり板２９、側部のすべり板３０を介して、拘束されつつ回転自在となっている。回転円板１８はその肩部を円環体３２を介して浮き上がりを阻止されている。円環体３２は２つ割以上からなり、取付けボルトをもって支持体２１に固定される。
【００２１】
シリンダー側取付け部４は、上述の「揺動自在機構」及び「回転自在機構」により、シリンダー１は揺動・回転自在に保持されるものである。
【００２２】
ロッド側取付け部５
ロッド側取付け部５は、ロッド３の一端において他方の構造物Ｇに連結される。
該取付け部５は、一端がロッド３の先端部を受け入れ、他端が平板状をなすクレビス３５と、該クレビス３５の他端の平板部を球面軸受３６・ピン３７を介して回動自在に保持する支持体３８と、からなる。支持体３８は他方の構造物Ｇに連結される。
【００２３】
もっと詳しくは、クレビス３５は、ロッド３の先端部のねじ部３ｃが螺入されるねじ孔３５ａを有し、該ねじ部３ｃに螺合されたナット４０を締め込んでロッド３を固定する。クレビス３５の他端の平板部３５ｂには上下に貫通するピン挿通孔３５ｃが開設され、該ピン挿通孔３５ｃに球面軸受３６が嵌装されるとともに、該球面軸受３６の中央孔３６ａにピン３７が挿通される。ピン３７はその上下部をそれぞれ支持体３８の二又状部に開設されたピン挿通孔３８ａを貫通し、その上下端部を支持体３８の上下面から突出させ、当該突出部で締付け具４１をもって固定保持する。
ロッド側取付け部５はこの構成により、揺動並びに水平回転自在となっており、シリンダー側取付け部４の動きに対応して動く。
【００２４】
本シリンダー型ダンパーＤの組付け手順の一例に付いて述べる。
ロッド側取付け部５が設置され、また、シリンダー側取付け部４は把持環１５・ピン１６が取り外されて設置される。
所定状態に組み立てられたシリンダー１をロッド側取付け部５に螺合する。
シリンダー１の円筒部１０に把持環１５の中央部１５ａを嵌装する。
２つ割体の両側部１５ｂを外方より被嵌し、シリンダー１０の溝１０ａに嵌合させ、該把持環１５の本体部１５ａ及び両側部１５ｂのボルト挿通孔を一致させ、ボルト２３を挿通し、ナットを締め込んで一体化する。
ピン１５を把持環１５に装着する。
【００２５】
本実施形態では、シリンダー１の円筒体１０に形成される溝１０ａは、把持環１５の両側部１５ｂの幅に合致するものとされているが、把持環１５の全幅であってもよい。あるいは、図９(b) に示すように、円筒体１０の外面に平行状に２条の突条１０ｂを円周方向に突設し、該２条の突条１０ｂ間を凹部としてもよい。
【００２６】
取付け態様
図５に本シリンダー型ダンパーＤの取付け態様の一例を示す。
本例は橋梁構造における橋桁Ｇと橋台・橋脚Ｂとの間に介装されるものであり、それぞれの橋台・橋脚Ｂにおいて、橋軸直角（Ｘ）方向に対称を保って１もしくは複数個配される。
本例においては、ロッド側取付け部５は橋桁Ｇの下面に突設された取付け用リブｇを介して取り付けられているが、直接的に橋桁Ｇに取り付けうることは勿論である。
また、図例では橋軸（Ｙ）方向にロッド３を合わせているが、橋軸直角（Ｘ）方向に配する態様も採りうる。
本ダンパーＤの構造物Ｇ，Ｂ間への取付け支持間隔は、換言すれば作用点間隔は、ロッド側取付け部４は従来とは変わらないものの、シリンダー側取付け部５はシリンダー１の中間部になり、その距離が短く設定される。
【００２７】
（実施形態の作用）
本実施形態のダンパーＤは次のように作用する。
橋梁系に地震動、衝撃荷重等の強制力もしくは強制振動力が加わったとき、上部構造物Ｇと下部構造物Ｂとの間に相対変位が生じ、両構造物Ｇ，Ｂ間に介装された本ダンパーＤのロッド３が強制変位のもとに移動する。
今、構造物Ｇ，Ｂ相互が近接方向へ移動するとき、ロッド３は後方向（図１右方）へ押され、環状膨出部７はシリンダー１内の作動物質である鉛体２中を後蓋１２に向けてそのストロークｓ２の範囲内で移動する。このとき、鉛体２は環状膨出部７により塑性流動化され、環状膨出部７の受ける抵抗によりロッド３の移動は制動される。これにより構造物の移動速度は減衰される。
構造物Ｇ，Ｂ相互が離れる方向に移動するとき、ロッド３は前方向（図１左方）へそのストロークｓ１の範囲内で移動し、環状膨出部７による鉛体２の塑性流動抵抗により構造物の移動速度は減衰される。
これにより構造物Ｇ，Ｂ間の変位運動は速やかに減衰される。
【００２８】
このダンパーＤの作動中、ロッド３の後部３ｂはシリンダー１の後部より前方ストロークｓ１に見合うだけの長さを有しており、該ロッド３の前方移動に対して支障を来すことはない。
更に、このダンパーＤの作動において、定位置状態の軸線より偏って、変位力が加わるとき、シリンダー側取付け部４及びロッド側取付け部５は揺動・回転機能を備え、この偏向力に追従する。
【００２９】
（実施形態の効果）
本ダンパーＤによれば、ロッド側取付け部５とシリンダー側取付け部４との支持間隔ひいては作用点間隔が短くなり、設置空間が狭い場所での取付けに有効である。
また、シリンダーに対する相対的負荷が小さくなり、ダンパー自体の自重による撓みを減ずることができ、併せて製作精度を高めることができる。
本実施形態において、回転自在機構の回転円板１８につきその一部を切欠く形状を採ってもよい。これにより、支持体２１の幅の減少を図ることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図６〜図８に本発明のシリンダー型ダンパーの別な実施の形態を示す。本実施形態のシリンダー型ダンパーＤ１は先の実施形態のシリンダー側取付け部４とは別な構造のシリンダー側取付け部４Ａを用いたことを特徴とする。
図６はその全体構成を示し、図７・図８はその要部の部分構成を示す。
これらの図において先の実施形態と同一の部材に付いては同一の符号が附されている。
【００３１】
以下、このシリンダー側取付け部４Ａに付いて説明する。
シリンダー側取付け部４Ａ
シリンダー側取付け部４Ａは、シリンダー１の側方を把持する球面把持環４５、該把持環４５を回転自在に受け入れる軸受環４６、該軸受環４６を押え蓋４７を介して保持する支柱体４８、からなる。支柱体４８は一方の構造物Ｂに連結される。
もっと詳しくは、球面把持環４５は、いわゆる球面軸受態様をなし、その内周面４５ａ内にシリンダー1 が嵌装され、外周面４５ｂは球面をなす。該球面把持環４５とシリンダー１とは溶接又は取付けボルト等をもって一体に固定される。
軸受環４６は、内面４６ａが凹面に形成された円筒体よりなり、その内面４６ａが球面把持環４５の外周面４５ｂと摺接し、該球面把持環４５を回転自在に保持する。該軸受環４６は２つ割もしくはそれ以上の複数割となっている。組立てに際し、軸受環４６を球面把持環４５に組み付けた後、シリンダー１を抱持した球面把持環４５とともに支柱体４８へ装入される。
支柱体４８は、内部に大径の円孔４８ａを有し、該円孔４８ａ内に、球面把持環４５と軸受環４６との組付け体を抱き込んで保持し、その前面に押え蓋４７をもって固定する。支柱体４８の下部はフランジ４８ｂを有し、該フランジ４８ｂ・取付けボルト５０を介して下部構造Ｂに固定される。
なお、把持環４５を軸受環４６を介さず、直接的に支持体４８に装着する構成を採り得る。
【００３２】
上記以外の部分に付いては、第１実施形態に準じるものであり、本第２実施形態のダンパーＤ１においても、ロッド側取付け部５は揺動・回転自在となっている。
【００３３】
このシリンダー側取付け部４Ａによれば、中心軸回りに回転自在に、また、中心点回りに前後に回転自在すなわち揺動自在であり、要はどの回転にも対応する。
従って、本シリンダー型ダンパーＤ１によれば、シリンダー側取付け部４Ａの構造が単純化され、シリンダー側取付け部における幅方向の長さの縮減を図ることができる。
【００３４】
本発明は上記実施形態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。
(1) 先の第１・第２実施形態ではいずれも、ロッド３に膨出部７を有するが、シリンダー１の内面に膨出部を設ける態様を採ることもできる。この態様においては、シリンダー１側が強制移動を受ける側に配される。
(2) 作動物質として、鉛のほか、1)錫、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属、2)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、3)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1)及び2)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。
3)においても、２以上の組合せも適宜採用される。
上記1)及び2)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。
上記3)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。
(3) 先の実施形態ではいずれもシリンダー側取付け部４，４Ａとロッド側取付け部５とは揺動・回転自在となっているが、揺動自在のみ（すなわち鉛直面内の回転自在）、あるいは回転自在のみ（すなわち水平面内の回転自在）の態様を採ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーによれば、ロッド側取付け部とシリンダー側取付け部との支持間隔ひいては作用点間隔が短くなり、設置空間が狭い場所での取付けに有効である。
また、シリンダーに対する相対的負荷が小さくなり、ダンパー自体の自重による撓みを減ずることができ、製作精度を高めることができる。更に、シリンダー内の軸受の設置がなくなり、製作手間並びに製造費用の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシリンダー型ダンパーの一実施形態の全体構造を示す縦断面図（図２の１−１線断面図）。
【図２】 その平面図（図１の２−２線断面図）。
【図３】 図１、図２の３−３線断面図。
【図４】 シリンダー例取付け部の拡大した中央部断面図。
【図５】 本シリンダー型ダンパーの構造物への取付け態様を示す図。
【図６】 発明のシリンダー型ダンパーの他の実施形態を示す縦断面図。
【図７】 本シリンダー例取付け部の中央縦断面図（図８の７−７線断面図）。
【図８】 図７の８−８線縦断面、８方向矢視図。
【図９】 シリンダー本体と把持環の取付け態様を示す図。
【図１０】 従来のシリンダー型ダンパーの取付け態様を示す図。
【符号の説明】
Ｄ，Ｄ１…シリンダー型ダンパー、Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、１…シリンダー、２…作動物質、３…ロッド、４…シリンダー側取付け部、５…ロッド側取付け部、７…作用部（環状膨径部）
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁等の構造系において、相対移動する構造物（橋桁等の上部構造と橋脚・橋台等の下部構造、その他建物間の渡り廊下橋）間に掛け渡され、地震動等の強制振動力により惹起される構造物の振動変位を減衰させ、もしくは変位を拘束する構造物用ダンパー（減衰装置、緩衝装置ともいう）に関する。更に詳しくは、シリンダーとロッドと該シリンダー内に封入された作動物質とからなり、該シリンダーに対して相対移動するロッドと作動物質との抵抗作用を利用する構造物用シリンダー型ダンパーの改良に関する。
本発明は特には、作動物質として鉛を使用し、当該鉛の塑性流動抵抗をもって減衰作用を発揮するシリンダー型鉛押出しダンパー、もしくは、作動物質として油、粘性体あるいは粘弾性体を使用し、当該作動物質の流動抵抗をもって減衰作用を発揮するピストン・シリンダー型ダンパーに適用されて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
鉛の塑性流動抵抗を利用したシリンダー型ダンパー１００は、図１０に示されるように、シリンダー１０２内に封入された鉛体１０４をロッド１０６の移動に伴う塑性流動抵抗を利用して減衰力を得るものである。そのストロークを得るためシリンダー１０２内には軸受１０８が配され、ロッド１０６が延設されたものとなっている。
そして、このシリンダー型ダンパー１００は、ロッド１０６の端部をクレビス形式の取付け部（ロッド側取付け部）１１０を介して一方の構造物、例えば橋桁Ｇに取り付けられ、シリンダー１０２の端部を同じくクレビス形式の取付け部（シリンダー側取付け部）１１２を介して他方の構造物、例えば橋脚Ｂに取り付けられる。
地震が生じると、両構造物Ｇ，Ｂ間に相対変位が生じ、この相対変位は本ダンパー１００の鉛体１０４の塑性流動抵抗により減衰され、速やかに減衰される。
【０００３】
しかして、従来のシリンダー型ダンパー１００においては、シリンダー１０２内のストロークの確保により、シリンダー１０２が必然的に長くなり、取付け部相互間の距離が長くなり、ダンパー装置の全体が長尺化し、大きな設置空間を占有するものとなっている。このため、当該ダンパー装置の設置作業に手間を要し、特に既設橋梁への設置においては困難を来す要因となっている。
更には、軸受１０８の装入加工が煩雑であるばかりでなく、その長尺化がダンパー装置の大型化につながり、製作費用が嵩む要因ともなる。また、大型化とともに重量が大きくなり、設置作業に影響を与える不具合にもなる。
なお、鉛体に限らず他の作動物質（例えば、オイル、粘性体、粘弾性体）を使用するシリンダー型ダンパーにおいても上記と同じ問題点を有するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、この種のシリンダー型ダンパーにおいて、占有設置空間の縮小化を図るとともにその設置作業を容易とすることができ、更には装置全体の小型化・軽量化をなすとともに、製作費用の低減をなすことができる新規なシリンダー型ダンパーを提供することを目的とする。
本発明はこのため、シリンダー側取付け部をシリンダーの側方に配し、ダンパー自体の長さの縮小化及び軽量化により上記問題を解決し得るとの知見のもとになされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーは上記目的を達成するため、以下の各構成を採る。
【０００６】
すなわち、本発明の第１は、
近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は前記一方の構造物に連結される支持体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動自在に連結されてなる、ことを特徴とする。
本発明は更に、上記構成に加え、
1)把持環はロッドの軸に直交して３部分よりなり、中間部の内径はシリンダーの外径以上とされるとともにその側面部にピンを受け入れ、両側部はシリンダーの凹部の径に合致する内径を有するとともに、少なくとも２つ割体よりなり、これらの中央部及び両側部は一体に組み付けられる構成、
2)上記1)に加え、シリンダーの外周に沿って形成される凹部は、把持環の全幅に、あるいは把持環を構成する両側部の幅に形成される構成、
を採ることができる。
本第１発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動機能を有するクレビス形式こと、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００７】
本発明の第２は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環を支持柱を介して支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に回転自在に連結されてなる、ことを特徴とする。
本第２発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００８】
本発明の第３は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする。
本第３発明は、第１実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動並びに回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【０００９】
本発明の第４は、近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；該シリンダー内に密封される作動物質と；棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーを一体に把持し、外周面が球面状をなす球面把持環が取り付けられ、該球面把持環をその内面が該球面把持環の外周面と摺接する軸受環をもって回転自在に受け入れ、該軸受環を前記一方の構造物に連結される支柱体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする。
本第４発明は、第２実施形態に具体的に示され、更にそれらと同等の他の形態を含む。
更に、本発明においても上記構成において、
1)ロッド側取付け部は揺動並びに回転機能を有するクレビス形式であること、
2)作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部であること、
3)作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスであること、
4)作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部であること、
5)作動物質は油であり、作用部はオリフィスであること、
は適宜選択的に採用される実施の態様である。
【００１０】
（作用）
上記各発明の構造物用シリンダー型ダンパーは橋梁に設置され以下の作用を発揮する。
橋梁系に地震動、衝撃荷重等の強制力もしくは強制振動力が加わったとき、上部構造物と下部構造物との間に相対変位が生じ、両構造物間に介装された本ダンパーのロッドが強制変位のもとに移動する。
今、構造物相互が近接する方向、すなわち本ダンパーの長さ方向の短縮方向へ相対移動するとき、ロッドは後方向へ押され、作用部はシリンダー内の作動物質中を後蓋に向けてそのストロークの範囲内で移動する。このとき、作用部の受ける抵抗によりロッドの移動は制動される。これにより構造物の移動速度は減衰される。
構造物相互が離れる方向、すなわち本ダンパーの長さ方向の伸長方向へ相対移動するとき、ロッドは前方向へそのストロークの範囲内で移動し、該作用部の受ける抵抗によりロッドの移動は制動され、構造物の移動量は減少される。
これにより構造物の変位運動は速やかに減衰される。
なお、シリンダーが移動する場合においても、該シリンダーに形成された作用部により上述と同様の作用を得る。
【００１１】
このダンパーの作動中、ロッドの後部はシリンダーの後部より前方ストロークに見合うだけの長さを有しており、該ロッドの前方移動に対して支障を来すことはない。
更に、このダンパーの作動において、定位置状態の軸線より偏って変位力が加わるとき、シリンダー側取付け部及びロッド側取付け部は揺動・回転機能を備え、この変位に追従する。特にシリンダー側取付け部は揺動及び回転自在となっており、どのような変位も許容する。
加えて、シリンダー側取付け部はシリンダーの側面に形成された凹部に嵌まり込む把持環を介して強固に把持されており、揺動及び回転変位を確実に受け止めるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図４はその一実施形態のシリンダー型ダンパーＤを示す。
図において、Ｇは橋梁における橋桁等の上部構造であり、Ｂは橋脚・橋台等の下部構造である。また、Ｘは橋軸直角方向を示し、Ｙは橋軸方向を示す。なお、説明の便宜上、ロッド側取付け部の配される方を「前」とし、前後を決める。
【００１３】
本実施形態のシリンダー型ダンパーＤは、円筒体をなすシリンダー１と、該シリンダー１内に密封される作動物質２と、棒状体をなし、前記シリンダー１内で、該シリンダー１内の作動物質２と抵抗作用を発揮する作動部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッド３とを主体とし、該シリンダー１の側部において一方の構造物Ｂに連結されるシリンダー側取付け部４、及び、該ロッド３の一端において他方の構造物Ｇに連結されるロッド側取付け部５を含む。
【００１４】
以下、各部の細部の構成に付いて説明する。
シリンダー１
シリンダー１は、直円筒状の円筒体１０と該円筒体１０の前後に固設される蓋１１，１２（前部蓋１１、後部蓋１２）とからなる。蓋１１，１２には中央に円孔１１ａ，１２ａが開設され、ロッド３が軸方向へ移動自在に挿通され、軸受機能を持つ。なお、該シリンダー１は内部に生じる内圧に耐え得る強度、具体的には所定の厚みを保持する。本実施形態では更に、円筒体１０の外周に溝１０ａが相平行して凹設される（図９(a）参照) 。
このシリンダー１において留意すべきは、ロッド３のストロークｓのみの長さに保持され、従来のものに比べ短尺であることである。このストロークｓは後記する前方ストロークｓ１及び後方ストロークｓ２との和である。
【００１５】
作動物質２
作動物質２は、本実施の形態では鉛体が採用される。鉛体として、純鉛は勿論、鉛合金が適用される。純鉛は、比重が１１．３６、融点が３２７．４℃を示し、機械的性質としては、弾性率１３，６３１ＭPa、弾性限１．６６ＭPa、引張強さ１４ＭPa、伸び４０〜５０％、圧縮強さ４９ＭPa、硬さ３〜７ＨＢＳを示す。このように、純鉛は展延性に富み、容易に塑性変形をうける。鉛合金としてＰｂ−Ｓｂ系、Ｐｂ−Ｓｎ系あるいはＰｂ−Ｓｂ−Ｓｎ系合金が適用される。このうち、はんだはＰｂ−Ｓｎ合金中に含まれ、その特性が明確であり、好適なものとして使用される。
【００１６】
ロッド３
ロッド３は、長尺の丸棒体をなし、シリンダー１の前後蓋部１１，１２を貫通し、かつ該シリンダー１に対して軸方向へ移動自在に配される。
シリンダー１内においては、作用部として中央に向けて径が漸増する環状の膨出部７を有し、中立状態でシリンダー１の中間に位置する。
ロッド３の中立状態において、シリンダー１から突出する前部３ａは、少なくとも、後方ストロークｓ２を保持する長さとされるとともに、更に、前方にクレビスが取り付けられる取付け部の長さが付加される。
また、該ロッド３のシリンダー１から突出する後部３ｂは、少なくとも、前方ストロークｓ１を保持する長さとされる。
【００１７】
シリンダー側取付け部４
シリンダー側取付け部４は、本発明において特有の構造を採るものであって、シリンダー１の側部に取り付けられ、該シリンダー１を揺動・回転自在に包持し、かつ一方の構造物Ｂに連結される。
本取付け部４は、シリンダー１の側面を外方から把持する把持環１５と、該把持環１５を両側からピン１６を介して揺動自在に支持する支持柱１７と、該支持柱１７の立設される回転円板１８と、該回転円板１８をその凹部２０に回転自在に受け入れる支持体２１とからなる。支持体２１は一方の構造物Ｂに連結される。
しかして、把持環１５・ピン１６・支持柱１７により「揺動自在機構」を構成し、支持柱１７・回転円板１８・支持体２１により「回転自在機構」を構成する。
【００１８】
もっと詳しくは、把持環１５は、円環状をなし、その内周面がシリンダー１の外側面に当接され、シリンダー１を強固に把持する。該把持環１５は３部分（中央の本体部１５ａ、両側部１５ｂ）よりなり、両側部１５ｂはシリンダー１の円筒体１０の外側面に形成された溝１０ａに嵌まり込み、前後の移動が拘束される。中央本体部１５ａの内径はシリンダー１の外径と同径もしくはそれより大径とされ、支持環１５の組付けにおいて、先ずシリンダー１に嵌合される。中央本体部１５ａは内径がシリンダー１の外径と同径の場合には２つ割以上とされ、大径の場合には一体もの、あるいは２つ割以上とされる。
両側部１５ｂはその内径がシリンダー１の外径よりも小さくされ、シリンダー１の円筒体１０の外周に凹設された溝１０ａの径に一致するものであり、２つ割以上とされ、それぞれがシリンダー１の径方向より嵌合され、溝１０ａに嵌まり込む。
これらの本体部及び両側部１５ａ，１５ｂは所定状態に組み付けられたとき、これらの部分１５ａ，１５ｂに穿設されたボルト挿通孔が一致し、該ボルト挿直孔にボルト・ナットよりなる締付け具２３のボルトが挿通され、ナットの締込みにより、一体化され、シリンダー１に強固に取り付けられる。
【００１９】
（揺動自在機構）（図４参照）
把持環１５の本体部１５ａの両側にはピン１６が取り付けられるねじ孔２５が開設される。
ピン１６は一端にねじ１６ａが螺設され、他端は直円柱状１６ｂとなっている。ねじ１６ａは把持環１５のねじ孔２５に螺入される。これにより、把持環１５とピン１６とは一体となる。
一方、支持柱１７にはピン１６の他端を受け入れる取付け孔２６が開設され、この孔２６に装着された軸受２７を介してピン１６の円柱部１６ｂを回転自在に保持する。これにより、ピン１６は支持柱１７に回転自在となり、ひいてはシリンダー１はピン１６を中心として回転すなわち揺動自在となる。
【００２０】
（回転自在機構）（図４参照）
支持柱１７は回転円板１８に立設され、該回転円板１８は支持体２１の凹部２０に回転自在に保持される。
支持体２１は本実施形態では平面が正方形状をなすが、その形状に限定されるものではなく、他の適宜形状を許容し、その中央に円形の凹部２０が凹設される。回転円板１８はこの凹部２０の底部に配されたすべり板２９、側部のすべり板３０を介して、拘束されつつ回転自在となっている。回転円板１８はその肩部を円環体３２を介して浮き上がりを阻止されている。円環体３２は２つ割以上からなり、取付けボルトをもって支持体２１に固定される。
【００２１】
シリンダー側取付け部４は、上述の「揺動自在機構」及び「回転自在機構」により、シリンダー１は揺動・回転自在に保持されるものである。
【００２２】
ロッド側取付け部５
ロッド側取付け部５は、ロッド３の一端において他方の構造物Ｇに連結される。
該取付け部５は、一端がロッド３の先端部を受け入れ、他端が平板状をなすクレビス３５と、該クレビス３５の他端の平板部を球面軸受３６・ピン３７を介して回動自在に保持する支持体３８と、からなる。支持体３８は他方の構造物Ｇに連結される。
【００２３】
もっと詳しくは、クレビス３５は、ロッド３の先端部のねじ部３ｃが螺入されるねじ孔３５ａを有し、該ねじ部３ｃに螺合されたナット４０を締め込んでロッド３を固定する。クレビス３５の他端の平板部３５ｂには上下に貫通するピン挿通孔３５ｃが開設され、該ピン挿通孔３５ｃに球面軸受３６が嵌装されるとともに、該球面軸受３６の中央孔３６ａにピン３７が挿通される。ピン３７はその上下部をそれぞれ支持体３８の二又状部に開設されたピン挿通孔３８ａを貫通し、その上下端部を支持体３８の上下面から突出させ、当該突出部で締付け具４１をもって固定保持する。
ロッド側取付け部５はこの構成により、揺動並びに水平回転自在となっており、シリンダー側取付け部４の動きに対応して動く。
【００２４】
本シリンダー型ダンパーＤの組付け手順の一例に付いて述べる。
ロッド側取付け部５が設置され、また、シリンダー側取付け部４は把持環１５・ピン１６が取り外されて設置される。
所定状態に組み立てられたシリンダー１をロッド側取付け部５に螺合する。
シリンダー１の円筒部１０に把持環１５の中央部１５ａを嵌装する。
２つ割体の両側部１５ｂを外方より被嵌し、シリンダー１０の溝１０ａに嵌合させ、該把持環１５の本体部１５ａ及び両側部１５ｂのボルト挿通孔を一致させ、ボルト２３を挿通し、ナットを締め込んで一体化する。
ピン１５を把持環１５に装着する。
【００２５】
本実施形態では、シリンダー１の円筒体１０に形成される溝１０ａは、把持環１５の両側部１５ｂの幅に合致するものとされているが、把持環１５の全幅であってもよい。あるいは、図９(b) に示すように、円筒体１０の外面に平行状に２条の突条１０ｂを円周方向に突設し、該２条の突条１０ｂ間を凹部としてもよい。
【００２６】
取付け態様
図５に本シリンダー型ダンパーＤの取付け態様の一例を示す。
本例は橋梁構造における橋桁Ｇと橋台・橋脚Ｂとの間に介装されるものであり、それぞれの橋台・橋脚Ｂにおいて、橋軸直角（Ｘ）方向に対称を保って１もしくは複数個配される。
本例においては、ロッド側取付け部５は橋桁Ｇの下面に突設された取付け用リブｇを介して取り付けられているが、直接的に橋桁Ｇに取り付けうることは勿論である。
また、図例では橋軸（Ｙ）方向にロッド３を合わせているが、橋軸直角（Ｘ）方向に配する態様も採りうる。
本ダンパーＤの構造物Ｇ，Ｂ間への取付け支持間隔は、換言すれば作用点間隔は、ロッド側取付け部４は従来とは変わらないものの、シリンダー側取付け部５はシリンダー１の中間部になり、その距離が短く設定される。
【００２７】
（実施形態の作用）
本実施形態のダンパーＤは次のように作用する。
橋梁系に地震動、衝撃荷重等の強制力もしくは強制振動力が加わったとき、上部構造物Ｇと下部構造物Ｂとの間に相対変位が生じ、両構造物Ｇ，Ｂ間に介装された本ダンパーＤのロッド３が強制変位のもとに移動する。
今、構造物Ｇ，Ｂ相互が近接方向へ移動するとき、ロッド３は後方向（図１右方）へ押され、環状膨出部７はシリンダー１内の作動物質である鉛体２中を後蓋１２に向けてそのストロークｓ２の範囲内で移動する。このとき、鉛体２は環状膨出部７により塑性流動化され、環状膨出部７の受ける抵抗によりロッド３の移動は制動される。これにより構造物の移動速度は減衰される。
構造物Ｇ，Ｂ相互が離れる方向に移動するとき、ロッド３は前方向（図１左方）へそのストロークｓ１の範囲内で移動し、環状膨出部７による鉛体２の塑性流動抵抗により構造物の移動速度は減衰される。
これにより構造物Ｇ，Ｂ間の変位運動は速やかに減衰される。
【００２８】
このダンパーＤの作動中、ロッド３の後部３ｂはシリンダー１の後部より前方ストロークｓ１に見合うだけの長さを有しており、該ロッド３の前方移動に対して支障を来すことはない。
更に、このダンパーＤの作動において、定位置状態の軸線より偏って、変位力が加わるとき、シリンダー側取付け部４及びロッド側取付け部５は揺動・回転機能を備え、この偏向力に追従する。
【００２９】
（実施形態の効果）
本ダンパーＤによれば、ロッド側取付け部５とシリンダー側取付け部４との支持間隔ひいては作用点間隔が短くなり、設置空間が狭い場所での取付けに有効である。
また、シリンダーに対する相対的負荷が小さくなり、ダンパー自体の自重による撓みを減ずることができ、併せて製作精度を高めることができる。
本実施形態において、回転自在機構の回転円板１８につきその一部を切欠く形状を採ってもよい。これにより、支持体２１の幅の減少を図ることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
図６〜図８に本発明のシリンダー型ダンパーの別な実施の形態を示す。本実施形態のシリンダー型ダンパーＤ１は先の実施形態のシリンダー側取付け部４とは別な構造のシリンダー側取付け部４Ａを用いたことを特徴とする。
図６はその全体構成を示し、図７・図８はその要部の部分構成を示す。
これらの図において先の実施形態と同一の部材に付いては同一の符号が附されている。
【００３１】
以下、このシリンダー側取付け部４Ａに付いて説明する。
シリンダー側取付け部４Ａ
シリンダー側取付け部４Ａは、シリンダー１の側方を把持する球面把持環４５、該把持環４５を回転自在に受け入れる軸受環４６、該軸受環４６を押え蓋４７を介して保持する支柱体４８、からなる。支柱体４８は一方の構造物Ｂに連結される。
もっと詳しくは、球面把持環４５は、いわゆる球面軸受態様をなし、その内周面４５ａ内にシリンダー1 が嵌装され、外周面４５ｂは球面をなす。該球面把持環４５とシリンダー１とは溶接又は取付けボルト等をもって一体に固定される。
軸受環４６は、内面４６ａが凹面に形成された円筒体よりなり、その内面４６ａが球面把持環４５の外周面４５ｂと摺接し、該球面把持環４５を回転自在に保持する。該軸受環４６は２つ割もしくはそれ以上の複数割となっている。組立てに際し、軸受環４６を球面把持環４５に組み付けた後、シリンダー１を抱持した球面把持環４５とともに支柱体４８へ装入される。
支柱体４８は、内部に大径の円孔４８ａを有し、該円孔４８ａ内に、球面把持環４５と軸受環４６との組付け体を抱き込んで保持し、その前面に押え蓋４７をもって固定する。支柱体４８の下部はフランジ４８ｂを有し、該フランジ４８ｂ・取付けボルト５０を介して下部構造Ｂに固定される。
なお、把持環４５を軸受環４６を介さず、直接的に支持体４８に装着する構成を採り得る。
【００３２】
上記以外の部分に付いては、第１実施形態に準じるものであり、本第２実施形態のダンパーＤ１においても、ロッド側取付け部５は揺動・回転自在となっている。
【００３３】
このシリンダー側取付け部４Ａによれば、中心軸回りに回転自在に、また、中心点回りに前後に回転自在すなわち揺動自在であり、要はどの回転にも対応する。
従って、本シリンダー型ダンパーＤ１によれば、シリンダー側取付け部４Ａの構造が単純化され、シリンダー側取付け部における幅方向の長さの縮減を図ることができる。
【００３４】
本発明は上記実施形態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。
(1) 先の第１・第２実施形態ではいずれも、ロッド３に膨出部７を有するが、シリンダー１の内面に膨出部を設ける態様を採ることもできる。この態様においては、シリンダー１側が強制移動を受ける側に配される。
(2) 作動物質として、鉛のほか、1)錫、亜鉛、アルミニウム、銅などの金属、2)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、3)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1)及び2)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。
3)においても、２以上の組合せも適宜採用される。
上記1)及び2)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。
上記3)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。
(3) 先の実施形態ではいずれもシリンダー側取付け部４，４Ａとロッド側取付け部５とは揺動・回転自在となっているが、揺動自在のみ（すなわち鉛直面内の回転自在）、あるいは回転自在のみ（すなわち水平面内の回転自在）の態様を採ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の構造物用シリンダー型ダンパーによれば、ロッド側取付け部とシリンダー側取付け部との支持間隔ひいては作用点間隔が短くなり、設置空間が狭い場所での取付けに有効である。
また、シリンダーに対する相対的負荷が小さくなり、ダンパー自体の自重による撓みを減ずることができ、製作精度を高めることができる。更に、シリンダー内の軸受の設置がなくなり、製作手間並びに製造費用の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のシリンダー型ダンパーの一実施形態の全体構造を示す縦断面図（図２の１−１線断面図）。
【図２】 その平面図（図１の２−２線断面図）。
【図３】 図１、図２の３−３線断面図。
【図４】 シリンダー例取付け部の拡大した中央部断面図。
【図５】 本シリンダー型ダンパーの構造物への取付け態様を示す図。
【図６】 発明のシリンダー型ダンパーの他の実施形態を示す縦断面図。
【図７】 本シリンダー例取付け部の中央縦断面図（図８の７−７線断面図）。
【図８】 図７の８−８線縦断面、８方向矢視図。
【図９】 シリンダー本体と把持環の取付け態様を示す図。
【図１０】 従来のシリンダー型ダンパーの取付け態様を示す図。
【符号の説明】
Ｄ，Ｄ１…シリンダー型ダンパー、Ｇ…上部構造、Ｂ…下部構造、１…シリンダー、２…作動物質、３…ロッド、４…シリンダー側取付け部、５…ロッド側取付け部、７…作用部（環状膨径部）
Claims (11)
- 近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；
該シリンダー内に密封される作動物質と；
棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；
からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は前記一方の構造物に連結される支持体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動自在に連結されてなる、ことを特徴とする構造物用シリンダー型ダンパー。 - 把持環はロッドの軸に直交して３部分よりなり、中間部の内径はシリンダーの外径以上とされるとともにその側面部にピンを受け入れ、両側部はシリンダーの凹部の径に合致する内径を有するとともに、少なくとも２つ割体よりなり、これらの中央部及び両側部は一体に組み付けられる請求項１に記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- シリンダーの外周に沿って形成される凹部は、把持環の全幅に、あるいは把持環を構成する両側部の幅に形成される請求項２に記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- 近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；
該シリンダー内に密封される作動物質と；
棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；
からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環を支持柱を介して支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に回転自在に連結されてなる、ことを特徴とする構造物用シリンダー型ダンパー。 - 近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；
該シリンダー内に密封される作動物質と；
棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；
からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーの外周に沿って所定幅の凹部が形成されるとともに、該凹部に嵌まり込んで該シリンダーを一体に把持する把持環が取り付けられ、該把持環をその両側からピンを介して支持柱をもってロッドの軸を含む面に揺動自在に支持し、該支持柱は回転円板を介して前記一方の構造物に連結される支持体に前記ロッドの軸を含む面に直交する面に回転自在に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする構造物用シリンダー型ダンパー。 - 近接して配されるとともに互いに相対移動する２つの構造物間に架け渡され、それぞれの構造物に取付け部をもって固設される構造物用ダンパーにおいて、
前後の蓋をもって密封空間を有する円筒状のシリンダーと；
該シリンダー内に密封される作動物質と；
棒状体をなし、前記シリンダー内で、該シリンダー内の作動物質と抵抗作用を発揮する作用部を有し、該シリンダーの前後蓋を貫通するロッドと；
からなり、
前記シリンダーの側部において、該シリンダーを一体に把持し、外周面が球面状をなす球面把持環が取り付けられ、該球面把持環をその内面が該球面把持環の外周面と摺接する軸受環をもって回転自在に受け入れ、該軸受環を前記一方の構造物に連結される支柱体に支持され、
前記ロッドの一端において、前記他方の構造物に揺動並びに回転自在に連結されてなる、
ことを特徴とする構造物用シリンダー型ダンパー。 - ロッド側取付け部はクレビス形式である請求項１ないし６のいずれかに記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- 作動物質は鉛であり、作用部は環状の膨出抵抗部である請求項１ないし６のいずれかに記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- 作動物質は粘弾性体であり、作用部は環状の膨出抵抗部又はオリフィスである請求項１ないし６のいずれかに記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- 作動物質は粘性体であり、作用部は粘性抵抗発生部である請求項１ないし６のいずれかに記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
- 作動物質は油であり、作用部はオリフィスである請求項１ないし６のいずれかに記載の構造物用シリンダー型ダンパー。
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