JP4543784B2

JP4543784B2 - 長ストローク用ダンパ

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Publication number: JP4543784B2
Application number: JP2004193690A
Authority: JP
Inventors: 照夫荒水
Original assignee: Oiles Corp
Current assignee: Oiles Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: JP2006017173A

Description

本発明は、免震構造物、橋桁等の構造物の振動を早期に減衰させるために振動エネルギを吸収するダンパ、例えば長ストローク用のダンパに関する。

ダンパとしては、軸方向の両端部が閉塞されたシリンダと、このシリンダ内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっているピストンと、一方の端部でピストンに連結されていると共にシリンダの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通したピストンロッドと、シリンダ内に充填された減衰力発生用の流動体とを具備したものが知られている。斯かるダンパを免震構造物に用いる場合には、例えば基礎にシリンダを、ピストンロッドの一方の端部を免震構造物に夫々連結し、基礎に対する免震構造物の相対的な振動をピストンロッドを介してピストンに伝達し、シリンダ内でピストンを軸方向に相対的に移動させて基礎に対する免震構造物の相対的な振動を減衰させるようになっている。

特開平２００４−６８２８９号公報

ところで、上記のようにダンパを免震構造物に用いて免震構造物の振動をロッドを介してピストンに伝達する場合、ロッドには圧縮力と引っ張り力とが生じるために、特に長ストロークで動作するようにロッドの長さを長くした場合にはロッドの座屈を招来する虞がある。

斯かる座屈を防止するために単にピストンロッドの径を大きくすると、ダンパ自体が大重量化及び大型化して運搬に支障を来たす上に免震構造物と基礎との間の狭い空間にコンパクトに設置することが困難となる。

以上は、流動体の流動により減衰力を発生させて減衰力を得るダンパの場合であるが、摩擦により減衰力を発生させて減衰力を得るダンパにおいても同様の問題が生じ得る。

本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ロッドの長さを長くしても、ロッドの座屈を防止でき長ストローク用であっても小径であると共に狭い空間にコンパクトに設置することができるダンパを提供することにある。

本発明のダンパは、ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドとを具備しており、ここで、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されている。

本発明のダンパによれば、一方の端部が互いに近接離反できるように両ロッドがそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されているために、例えば、両ロッドがそれらの他方の端部の夫々で免震構造物に固着され、ハウジングが免震構造物を支持する支持体である例えば基礎に固着されて本ダンパが免震構造物に用いられた場合、地震による免震構造物の振動で基礎に対して免震構造物が相対的に振動されると、両ロッドにより交互に引っ張られて減衰力発生体が移動される結果、両ロッドには圧縮力が生じなくなり、したがって、ロッドの長さを長くしても、圧縮力に基づくロッドの座屈を防止でき長ストローク用であっても小径であると共に狭い空間にコンパクトに設置することができる。

本発明の好ましい例では、減衰力発生体は、筒部と、この筒部の軸方向の両端部に設けられていると共に貫通孔を有した環状部とを具備しており、一方のロッドは、一方の環状部の貫通孔を貫通した一方のロッド本体と、この一方のロッド本体の一方の端部に設けられていると共に筒部内に配された鍔部とを具備しており、他方のロッドは、他方の環状部の貫通孔を貫通した他方のロッド本体と、この他方のロッド本体の一方の端部に設けられていると共に筒部内に配された鍔部とを具備しており、一方のロッドの鍔部は、一方の環状部に係合するように一方の環状部の内径よりも大きな外径を有しており、他方のロッドの鍔部は、他方の環状部に係合するように他方の環状部の内径よりも大きな外径を有しており、一方のロッドの鍔部と他方のロッドの鍔部とは、それらが互いに近接離反できるように対面している。

斯かる減衰力発生体において、筒部は、好ましくは円筒状であるが、これに必ずしも限定されず、例えば四角筒状、より一般的には角筒状であってもよく、同様に、各鍔部は、筒部に対応して円盤状であっても、又は四角板状、より一般的には角板状であってもよい。

本発明において、ハウジングは、減衰力発生用の流動体が充填されたシリンダを具備していてもよく、この場合、減衰力発生体は、シリンダ内に軸方向に移動自在に配されていると共に流動体と協働して減衰力を発生するピストンを具備している。また本発明において、減衰力発生体は、軸方向の移動においてハウジングの内周面に摩擦接触して減衰力を発生する摩擦接触部材を具備していてもよい。

本発明のダンパは、上記に加えて、両ロッドの一方の端部間に配された弾性手段を更に具備していてもよく、この場合、弾性手段は、コイルばね及びゴムブロック体のうちの少なくとも一方を具備していてもよい。

本発明のダンパにおいて、両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されていてもよく、ここで、構造物としては、免震構造物、非免震構造物、橋桁等を挙げることができるが、これらに限定されず、また支持体としては、基礎、構造物の床、橋脚等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、本発明のダンパは長ストローク用として好適であるが必ずしもこれに限定されない。

本発明によれば、ロッドの長さを長くしても、ロッドの座屈を防止でき長ストローク用であっても小径であると共に狭い空間にコンパクトに設置することができる特に長ストローク用に適するダンパを提供することができる。

次に本発明及びその実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。

図１において、ダンパ１は、軸方向Ｘの両端部２及び３が閉塞されたシリンダ４と、シリンダ４内に軸方向Ｘに移動自在に配されていると共に軸方向Ｘの移動において減衰力を発生するようになっているピストン５と、一方の端部６でピストン５に軸方向Ｘに移動自在に連結されていると共にシリンダ４の軸方向Ｘの一方の端部２を軸方向Ｘに移動自在に貫通したピストンロッドからなるロッド７と、一方の端部８でピストン５に軸方向Ｘに移動自在に連結されていると共にシリンダ４の軸方向Ｘの他方の端部３を軸方向Ｘに移動自在に貫通したピストンロッドからなるロッド９と、シリンダ４内に充填された減衰力発生用のシリコーンオイル等の粘性流動体からなる流動体１０とを具備している。

ハウジングとしてのシリンダ４は、円筒部１５と、円筒部１５の軸方向Ｘの両端部２及び３に固着して設けられた円盤状の蓋部１６及び１７とを具備しており、蓋部１６にはロッド７が軸方向Ｘに摺動自在に貫通しており、蓋部１７にはロッド９が軸方向Ｘに摺動自在に貫通している。

減衰力発生体としてのピストン５は、筒部としての円筒部２１と、円筒部２１の軸方向Ｘの両端部２２及び２３に固着して設けられていると共に貫通孔２４及び２５を有した環状部２６及び２７とを具備しており、本例では、円筒部２１の外周面と円筒部１５の内周面との間に狭い環状の通路２８が形成されるようになっており、流動体１０は、シリンダ４に対するピストン５の軸方向Ｘの移動において通路２８を流動し、而して、ピストン５と協働して減衰力を発生するようになっている。

ロッド７は、環状部２６の貫通孔２４を貫通したロッド本体３１と、ロッド本体３１の一方の端部に一体的に設けられていると共に円筒部２１内に配された円盤状の鍔部３２とを具備しており、ロッド９は、環状部２７の貫通孔２５を貫通したロッド本体３３と、ロッド本体３３の一方の端部に一体的に設けられていると共に円筒部２１内に配された円盤状の鍔部３４とを具備している。

ロッド７の鍔部３２は、環状部２６に係合するように環状部２６の内径、換言すれば貫通孔２４の外径よりも大きな外径を有しており、ロッド９の鍔部３４は、環状部２７に係合するように環状部２７の内径、換言すれば貫通孔２５の外径よりも大きな外径を有しており、ロッド７の鍔部３２とロッド９の鍔部３４とは、それらが互いに近接離反できるように軸方向Ｘにおいて対面しており、こうして、互いに同心に配されている両ロッド７及び９は、それらの各端部６及び８である鍔部３２及び３４の夫々が軸方向Ｘにおいて互いに近接離反できるようにそれらの端部６及び８である鍔部３２及び３４の夫々でピストン５に軸方向Ｘに移動自在に連結されている。

以上のダンパ１において、両ロッド７及び８は、それらの他方の端部３５及び３６の夫々で構造物としての免震構造物４１の下面４２にボルト等を介して固着されており、シリンダ４は、免震構造物４１を支持する支持体としての基礎４３の上面４４にボルト等を介して固着されている。免震構造物４１は、免震構造物４１に固着された上沓４５と基礎４３に固着された下沓４６とを有した滑り免震装置４７を介して水平方向Ｈに関して移動自在に基礎４３上に支持されていると共に免震構造物４１と基礎４３とに配されたコイルばね等からなる弾性装置５１により水平方向Ｈに関して原点位置（図１に示す初期位置）に保持されている。

斯かる免震構造物４１に地震により基礎４３に対して水平方向Ｈの振動が加わり、基礎４３に対して免震構造物４１が例えば図２に示すように水平方向ＨにおいてＨ１方向に移動すると、ピストン５もシリンダ４に対して軸方向ＸにおいてＸ１方向に移動し、ピストン５のＸ１方向の移動による流動体１０のシリンダ４内での通路２８を介する流動で免震構造物４１の移動に対して減衰力が与えられて免震構造物４１の地震による基礎４３に対する振動が早期に減衰される。弾性装置５１の伸縮を伴う免震構造物４１の振動が収まると、免震構造物４１は弾性装置５１により原点位置に復帰される。

ところでダンパ１においては、基礎４３に対する免震構造物４１のＨ１方向の移動では、ロッド７の鍔部３２が環状部２６に係合してロッド７に引っ張られてピストン５がシリンダ４に対してＸ１方向に移動される一方、基礎４３に対する免震構造物４１のＨ１方向と逆のＨ２方向の移動では、ロッド９の鍔部３４が環状部２７に係合してロッド９に引っ張られてピストン５がシリンダ４に対してＸ１方向と逆のＨ２方向に移動される。そして、ダンパ１においては、ロッド７の鍔部３２とロッド９の鍔部３４とは、それらが互いに近接離反できるように対面しているために、基礎４３に対する免震構造物４１のＨ１方向の移動では、ロッド９はロッド７を介してピストン５をＸ１方向に押すことがない一方、基礎４３に対する免震構造物４１のＨ２方向の移動では、ロッド７はロッド９を介してピストン５をＸ２方向に押すことがない結果、基礎４３に対する免震構造物４１のＨ１及びＨ２方向のいずれの方向の移動においてもロッド７及び９には圧縮力が生じなく、したがって、ロッド７及び９の長さを長くしても、圧縮力に基づくロッド７及び９の座屈を防止でき長ストローク用であっても小径であると共に狭い空間にコンパクトに設置することができる。

ダンパ１は、図１に示すようにシリンダ４を基礎４３に固着すると共にロッド７及び９を免震構造物４１に固着してもよいが、これに代えて、図３に示すようにシリンダ４を免震構造物４１に固着すると共にロッド７及び９を基礎４３に固着してもよく、また、ロッド７及び９としては、図１に示すように各他方の端部３５及び３６側を曲げて免震構造物４１に固着してもよいが、図３に示すように各他方の端部３５及び３６側を真っ直ぐにして免震構造物４１又は基礎４３に固着してもよい。

上記の例では、ロッド７の鍔部３２とロッド９の鍔部３４とを流動体１０を介在させて対面させたが、これに代えて、図４及び図５に示すように、両ロッド７及び９の一方の端部６及び８の鍔部３２及び３４間に弾性手段６１を配して鍔部３２と鍔部３４とを弾性手段６１を介在させて対面させてもよく、弾性手段６１は、図４に示すようにコイルばね６２を具備していても、また図５に示すようにゴムブロック体６３を具備していてもよい。

また上記のダンパ１は、流動体１０の流動により減衰力を発生させて減衰力を得るものであるが、図６に示すように、ハウジングとしての両端部２及び３が開放された筒体、本例では円筒体５５と減衰力発生体としての摩擦接触部材５６とを具備すると共に軸方向Ｘの移動において円筒体５５の内周面５７に摩擦接触部材５６の外周面５８を摩擦接触させて減衰力を発生させるものでもよく、この場合、摩擦接触部材５６は、円筒部２１並びに環状部２６及び２７に加えて、円筒部２１の外周面に一体的に設けられた円筒状の摩擦部材５９を具備しており、摩擦接触部材５６は、摩擦部材５９の外周面５８で円筒体５５の内周面５７に軸方向Ｘに移動自在に摩擦接触している。

図６に示すダンパ１でも、基礎４３に対する免震構造物４１の振動を内周面５７と外周面５８との摩擦により減衰できる上に、ロッド７及び９の長さを長くしても、圧縮力に基づくロッド７及び９の座屈を防止でき長ストローク用であっても小径であると共に狭い空間にコンパクトに設置することができる。

本発明の実施の形態の好ましい一例の断面説明図である。図１に示す例の動作説明図である。本発明の実施の形態の好ましい他の例の断面説明図である。本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の一部断面説明図である。本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の一部断面説明図である。本発明の実施の形態の好ましい更に他の例の断面説明図である。

符号の説明

１ダンパ
２、３、６、８端部
４シリンダ
５ピストン
７、９ロッド
１０流動体

Claims

ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドとを具備しており、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されており、減衰力発生体は、筒部と、この筒部の軸方向の両端部に設けられていると共に貫通孔を有した環状部とを具備しており、一方のロッドは、一方の環状部の貫通孔を貫通した一方のロッド本体と、この一方のロッド本体の一方の端部に設けられていると共に筒部内に配された鍔部とを具備しており、他方のロッドは、他方の環状部の貫通孔を貫通した他方のロッド本体と、この他方のロッド本体の一方の端部に設けられていると共に筒部内に配された鍔部とを具備しており、一方のロッドの鍔部は、一方の環状部に係合するように一方の環状部の内径よりも大きな外径を有しており、他方のロッドの鍔部は、他方の環状部に係合するように他方の環状部の内径よりも大きな外径を有しており、一方のロッドの鍔部と他方のロッドの鍔部とは、それらが互いに近接離反できるように対面しているダンパ。
ハウジングは、減衰力発生用の流動体が充填されたシリンダを具備しており、減衰力発生体は、シリンダ内に軸方向に移動自在に配されていると共に流動体と協働して減衰力を発生するピストンを具備している請求項１に記載のダンパ。
減衰力発生体は、軸方向の移動においてハウジングの内周面に摩擦接触して減衰力を発生する摩擦接触部材を具備している請求項１に記載のダンパ。
両ロッドの一方の端部間に配された弾性手段を更に具備している請求項１から３のいずれか一項に記載のダンパ。
弾性手段は、コイルばね及びゴムブロック体のうちの少なくとも一方を具備している請求項４に記載のダンパ。
両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されている請求項１から５のいずれか一項に記載のダンパ。
ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドとを具備しており、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されており、ハウジングは、減衰力発生用の流動体が充填されたシリンダを具備しており、減衰力発生体は、シリンダ内に軸方向に移動自在に配されていると共に流動体と協働して減衰力を発生するピストンを具備しているダンパ。
両ロッドの一方の端部間に配された弾性手段を更に具備している請求項７に記載のダンパ。
弾性手段は、コイルばね及びゴムブロック体のうちの少なくとも一方を具備している請求項８に記載のダンパ。
両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されている請求項７から９のいずれか一項に記載のダンパ。
ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドとを具備しており、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されており、減衰力発生体は、軸方向の移動においてハウジングの内周面に摩擦接触して減衰力を発生する摩擦接触部材を具備しているダンパ。
両ロッドの一方の端部間に配された弾性手段を更に具備している請求項１１に記載のダンパ。
弾性手段は、コイルばね及びゴムブロック体のうちの少なくとも一方を具備している請求項１２に記載のダンパ。
両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されている請求項１１から１３のいずれか一項に記載のダンパ。
ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドと、両ロッドの一方の端部間に配された弾性手段とを具備しており、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されているダンパ。
弾性手段は、コイルばね及びゴムブロック体のうちの少なくとも一方を具備している請求項１５に記載のダンパ。
両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されている請求項１５又は１６に記載のダンパ。
ハウジングと、このハウジング内に軸方向に移動自在に配されていると共に軸方向の移動において減衰力を発生するようになっている減衰力発生体と、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の一方の端部を軸方向に移動自在に貫通した一方のロッドと、一方の端部で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されていると共にハウジングの軸方向の他方の端部を軸方向に移動自在に貫通した他方のロッドとを具備しており、両ロッドは、互いに同心に配されていると共にそれらの一方の端部が互いに近接離反できるようにそれらの一方の端部の夫々で減衰力発生体に軸方向に移動自在に連結されており、両ロッドは、それらの他方の端部の夫々で構造物及び構造物を支持する支持体のうちの一方に固着されており、ハウジングは、構造物及び構造物を支持する支持体のうちの他方に固着されているダンパ。