JP4847915B2 - Temperature change tracking type vibration control mechanism - Google Patents
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本発明は、温度変化追従型の制震機構に関する。 The present invention relates to a temperature change tracking type vibration control mechanism.
建物等に用いられる制震機構として、プレート部間にアクリル系等の粘弾性体を介設し、地震時のプレート部同士の相対変位動作により粘弾性体をせん断変形させて震動エネルギーを吸収し、建物等の揺れを減衰するようになされたものは、従来より種々提供されている。また、粘性体に震動エネルギーを吸収させるようにしたものも提供されている。
しかしながら、制震機構に用いられる粘弾性体や粘性体は、温度依存性が強く、四季の気温変化が大きい地域では、季節によって性状が変化し、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行わせるのが難しいという問題がある。 However, viscoelastic bodies and viscous bodies used in the vibration control mechanism are highly temperature-dependent, and in regions where the temperature changes greatly during the four seasons, the properties change depending on the season and perform stable and effective vibration control throughout the year. There is a problem that it is difficult to make.
本発明は、上記のような問題点に鑑み、温度によって性状が変化する温度依存性のある粘弾性体や粘性体を震動エネルギーの吸収要素として用いるものでありながら、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行うことができる制震機構を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention uses a temperature-dependent viscoelastic body or a viscous body whose properties change depending on temperature as a vibration energy absorption element, and is stable and effective throughout the year. It is an object to provide a vibration control mechanism capable of performing a vibration control action.
上記の課題は、粘弾性体に震動エネルギーを吸収させるようになされた制震機構において、
前記粘弾性体は複数備えられ、そのうちの全部又は一部に震動エネルギーの吸収を行わせる第1の状態と、それよりも少ない一部に震動エネルギーの吸収を行わせる第2の状態とに切り換える切換え機構が備えられると共に、
一定温度以上で前記第1の状態を形成し、その温度を下回る温度で前記第2の状態を形成すべく、前記切換え機構に状態の切換えを行わせる制御機構が備えられていることを特徴とする制震機構によって解決される。
The above problem is that in the vibration control mechanism designed to absorb the vibration energy in the viscoelastic body,
A plurality of the viscoelastic bodies are provided, and are switched between a first state where all or a part of them absorbs vibration energy and a second state where a smaller part absorbs vibration energy. A switching mechanism is provided,
A control mechanism is provided that causes the switching mechanism to switch states so as to form the first state above a certain temperature and form the second state below that temperature. Solved by the vibration control mechanism.
この制震機構では、上記の一定温度以上の高い温度では、第1の状態が形成されて、地震が起こると、複数の粘弾性体のうちの全部又は一部が震動エネルギーの吸収を行い、上記の一定温度を下回る低い温度では、第2の状態が形成されて、地震が起こると、第1の状態よりも少ない一部が震動エネルギーの吸収を行うので、粘弾性体の性状が温度によって変化しても、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行うことができる。 In this seismic control mechanism, the first state is formed at a temperature higher than the above constant temperature, and when an earthquake occurs, all or part of the plurality of viscoelastic bodies absorbs vibration energy, When the second state is formed at a low temperature lower than the above constant temperature and an earthquake occurs, a part less than the first state absorbs vibration energy, so the properties of the viscoelastic body depend on the temperature. Even if it changes, stable and effective seismic control can be performed throughout the year.
また、上記の課題は、粘弾性体及び/又は粘性体に震動エネルギーを吸収させるようになされた制震機構において、
前記粘弾性体及び/又は粘性体の全部又は一部に震動エネルギーの主体的な吸収を行わせる第1の状態と、それよりも少ない一部に震動エネルギーの主体的な吸収を行わせる第2の状態とに切り換える切換え機構が備えられると共に、
一定温度以上で前記第1の状態を形成し、その温度を下回る温度で前記第2の状態を形成すべく、前記切換え機構に状態の切換えを行わせる制御機構が備えられていることを特徴とする制震機構によっても、同様に解決される(第2発明)。
In addition, the above problem is in a vibration control mechanism designed to absorb the vibration energy in the viscoelastic body and / or the viscous body,
A first state in which the whole or a part of the viscoelastic body and / or the viscous body absorbs vibration energy principally, and a second state in which a smaller part of the viscoelastic body and / or viscosity body absorbs vibration energy mainly. A switching mechanism for switching to the state of
A control mechanism is provided that causes the switching mechanism to switch states so as to form the first state above a certain temperature and form the second state below that temperature. The same problem is solved by the vibration control mechanism (second invention).
即ち、震動エネルギーを吸収する要素は、粘弾性体に限らず、粘性体であってもよいし、粘弾性体と粘性体の両方であってもよい。また、それらの震動エネルギー吸収要素は、複数備えられていてもよいし、一つ備えられたものであってもよく、「全部」「一部」の語は、複数のうちの全部あるいは一部という意味と、一つのうちの全部あるいは一部という意味と、それらの両方を含む意味とを備えている。 That is, the element that absorbs vibration energy is not limited to a viscoelastic body, and may be a viscous body, or may be both a viscoelastic body and a viscous body. In addition, a plurality of these vibration energy absorption elements may be provided, or one may be provided, and the words “all” and “part” are all or part of the plurality. , The meaning of all or part of one, and the meaning including both of them.
第1,第2発明において、前記制御機構が形状記憶バネからなり、前記切換え機構が、該形状記憶バネにより動作を行う作動体を含むものからなっているとよい(第3発明)。この場合は、簡素な切換え制御機構により、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行うことが可能になる。 In the first and second inventions, it is preferable that the control mechanism includes a shape memory spring, and the switching mechanism includes an operating body that operates by the shape memory spring (third invention). In this case, it is possible to perform stable and effective vibration control throughout the year by a simple switching control mechanism.
本発明の制震機構は、以上のとおりのものであるから、温度によって性状が変化する温度依存性のある粘弾性体や粘性体を震動エネルギーの吸収要素として用いるものでありながら、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行うことができる Since the seismic control mechanism of the present invention is as described above, it uses a temperature-dependent viscoelastic body or a viscous body whose properties change with temperature as an element for absorbing vibration energy, and is stable throughout the year. Effective seismic control
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1〜図3に示す第1実施形態は、本発明の制震機構が、図3に示すような制震壁パネル1の制震デバイス2に組み込まれている場合のもので、同制震壁パネル1は、図3(イ)に示すように、方形環状のフレーム3の上部側に上剛体4が垂れ下がり状態に一体的に備えられると共に、同下部側に下剛体5が立ち上がり状態に一体的に備えられ、方形環状フレーム3内において上下の剛体4,5が制震デバイス2を介してジョイントされたもので、図3(ロ)に示すように、地震時の層間変形により、上下の剛体4,5が左右方向に相対変位をすると、制震デバイス2に備えられたアクリル系等の粘弾性体6がせん断変形をして震動エネルギーを吸収するようになされている。
The first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 is a case where the vibration control mechanism of the present invention is incorporated in the
制震デバイス2は、図1(イ)に示すように、上剛体4に緊結される上材7と、下剛体5に緊結される下材8とを備え、下材8には、下部側から2つのプレート部8a,8bが立ち上がり状態に備えられ、上材7には、上部側から3つのプレート部7a,7b,7bが垂れ下がり状態に備えられ、下材8側のプレート部8a,8bと上材7側のプレート部7a,7b,7cとが交互配置となるようにされ、各プレート部7a,8a,7b,8b,7c間のそれぞれに合計4つの粘弾性体6…が接着状態に介設され、地震による層間変位によって、下材8側の2つのプレート部8a,8bと、上材7側の3つのプレート部7a,7b,7cとが左右方向に相対変位をすると、各粘弾性材6…がせん断変形をして震動エネルギーを吸収するようになされている。
As shown in FIG. 1A, the
この制震デバイス2に本発明の制震機構が組み込まれており、該制震デバイス2において、上材7は、中央のプレート部7bが上材7に一体化されると共に、前後のプレート部7a,7cが中央のプレート部7bに対して左右方向にスライド可能に保持されている。
The vibration control device of the present invention is incorporated in the
そして、中央のプレート部7bの基端側には、図1(ロ)に示すように、前側のプレート部7aに面するよう開口する有底孔9と、後側のプレート部7cに面するよう開口する有底孔9とが設けられ、前後のプレート部7a,7cにはそれぞれの有底孔9,9の開口部と正対して開口するロック孔10,10が設けられ、図1(ロ)〜(ニ)に示すように、各有底孔9,9にセットされた作動体としてのロックピン11,11がロック孔10,10内に進出することにより、前後のプレート部7a,7cが中央のプレート部7bにロックされて3つのプレート部7a,7b,7cが一体化されると共に、ピン11,11がロック孔10,10から退出することにより、前後のプレート部7a,7cのロックが解除されて3つのプレート部7a,7b,7cの一体化が解除されるようになされて、切換え機構を構成している。
As shown in FIG. 1B, the
更に、一方の有底孔9の底面と一方のロックピン11との間に、形状記憶合金等を用いて製作された制御手段としての第1形状記憶バネ12が介設されると共に、もう一方の有底孔9の底面ともう一方のロックピン11との間に第2形状記憶13が介設され、第1形状記憶バネ12は、例えば22.5°C以上の温度で伸長状態を維持し、その温度を下回る温度で短縮状態を維持するものからなり、第2形状記憶バネ13は、例えば7.5°C以上の温度で伸長状態を維持し、その温度を下回る温度で短縮状態を維持するものからなっていて、
夏季には、図1(ロ)に示すように、第1,第2の形状記憶バネ12,13がともに伸長状態を維持し、前後のプレート部7a,7cがともにロックピン11,11で中央のプレート部7bと一体化され、
中間期には、図1(ハ)に示すように、第1形状記憶バネ12が短縮状態を維持すると共に、第2形状記憶バネ13が伸長状態を維持し、前側のプレート部7aのみが中央のプレート部7bと一体化され、
冬季には、図1(ニ)に示すように、第1,第2の形状記憶バネ12,13がともに短縮状態を維持し、前後のプレート部7a,7cがともにロックを解除されるようになされている。
Further, a first
In the summer, as shown in FIG. 1B, both the first and second
In the intermediate period, as shown in FIG. 1C, the first
In winter, as shown in FIG. 1 (d), the first and second
上記の制震機構では、夏季は、図2(イ)に示すように、制震デバイス2における上材7の3つのプレート部7a,7b,7cが一体化された第1の状態となり、地震が発生すると、4つの粘弾性体6…のすべてがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収し、
中間期は、図2(ロ)に示すように、制震デバイス2における上材7の3つのプレート部7a,7b,7cのうちの2つ7a,7bが一体化された第2の状態となり、地震が発生すると、4つの粘弾性体6…のうちの3つがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収し、
冬季は、図2(ハ)に示すように、制震デバイス2における上材7の3つのプレート部7a,7b,7cのうちの前後のプレート部7a,7cのロックが解除された第3の状態となり、地震が発生すると、4つの粘弾性体6…のうちの2つがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収し、
これにより、温度によって性状が変化する温度依存性のある粘弾性体6…を震動エネルギーの吸収要素として用いるものでありながら、年間を通じて安定した効果的な制震作用を行わせることができ、しかも、それを、形状記憶バネ12,13とロックピン11,11による簡素な切換え制御機構により実現することができる。
In the above-described vibration control mechanism, in the summer, as shown in FIG. 2 (a), the three
In the middle period, as shown in FIG. 2 (b), the
In the winter season, as shown in FIG. 2C, the
As a result, while using the temperature-dependent
図4(イ)(ロ)に示す第2実施形態は、制震デバイスを構成する上材の中央プレート部7bにロック孔10,10が設けられ、前後のプレート部7a,7cに貫通孔9,9が設けられ、該貫通孔9,9を通じて外からロックピン11,11と形状記憶バネ12,13とを挿入して外方からボルト14,14で貫通孔9,9を閉じたもので、ロックピン11,11や形状記憶バネ12,13の組込みを容易にすることができる。その他は第1実施形態と同様である。
In the second embodiment shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), lock holes 10 and 10 are provided in the
図4(ハ)(ニ)に示す第3実施形態は、ロックピン11の先端部11aを凸球面状に形成したもので、スムーズな切換え動作を実現することができる。その他は第1実施形態と同様である。
In the third embodiment shown in FIGS. 4C and 4D, the
図5に示す第4実施形態は、図5(イ)に示すように、上材7が前後2つのプレート部7a,7bを備えて、3つの粘弾性体6…が備えられたもので、上材7は、後側のプレート部7bが上材7に一体化されると共に、前側のプレート部7aが左右方向にスライド可能に保持され、前後のプレート部7a,7bが第1形状記憶バネ12とロックピン11によって、一体化されたり、一体化を解除されたりすることができるようになされており、また、下材8については、前側のプレート部8aが下材8に一体化されると共に、後側のプレート部8bが左右方向にスライド可能に保持され、前後のプレート部8a,8bが第2形状記憶バネ13とロックピン11によって、一体化されたり、一体化を解除されたりすることができるようになされている。
In the fourth embodiment shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5 (a), the
そして、夏季は、図5(イ)に示すように、制震デバイス2における上材7の2つのプレート部7a,7bが一体化されると共に、下材8の2つのプレート部8a,8bも一体化され、地震が発生すると、3つの粘弾性体6…のすべてがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収し、
中間期は、図5(ロ)に示すように、制震デバイス2における上材7の後側プレート部7bのみの一体化が解除されて、地震が発生すると、3つの粘弾性体6…のうちの2つがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収し、
冬季は、図5(ハ)に示すように、制震デバイス2における上材7の後側プレート部7bと、下材8の後側プレート部8bとが一体化を解除されて、地震が発生すると、3つの粘弾性体6…のうちの1つがせん断変形を行って、震動エネルギーを吸収するようになされている。その他は第1実施形態と同様である。
In the summer, as shown in FIG. 5A, the two
In the interim period, as shown in FIG. 5 (b), when the integration of only the
In winter, as shown in FIG. 5C, the
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、切換え機構により切り換える状態が、第1,第2,第3の3つある場合を示したが、第1,第2の2つの状態で構成してもよいし、4つ以上の状態で構成してもよいし、状態が互いに異なる少なくとも第1,第2の2つの状態で構成されたものであればよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above-described embodiment, the case where there are the first, second, and third states to be switched by the switching mechanism has been shown, but it may be configured in the first and second states, It may be configured with four or more states as long as it is configured with at least first and second states that are different from each other.
また、上記の実施形態では、制御機構として形状記憶バネを用い、切換え機構の構成要素として、形状記憶バネにより動作を行うロックピンを用いた場合を示したが、制御機構や切換え機構に制限はなく、各種の機構が採用されてよい。 In the above embodiment, the shape memory spring is used as the control mechanism, and the lock pin operated by the shape memory spring is used as the switching mechanism component. However, the control mechanism and the switching mechanism are not limited. Instead, various mechanisms may be employed.
また、上記の実施形態では、本発明の制震機構を、特定構造の制震壁パネルに備えさせた特定構造の制震デバイスに適用した場合を示したが、その他の構造体や構造部分に適用することも可能であることはいうまでもない。 In the above embodiment, the case where the vibration control mechanism of the present invention is applied to a vibration control device having a specific structure provided in a vibration control wall panel having a specific structure has been described. Needless to say, it can be applied.
更に、上記の実施形態では、震動エネルギーを吸収する要素として粘弾性体を用いた場合を示したが、第2発明では、粘性体や、粘性体と粘弾性体の両方を震動エネルギー吸収要素として用いた構成としてもよい。また、例えば、震動エネルギー吸収要素として粘性体を用いる場合は、複数の粘性体が備えられていてもよいし、一つの粘性体が備えられていてもよく、後者の場合について用いる「全部」「一部」の語は、一つの粘性体における「全部」「一部」を意味するものであり、容器に収容された粘性体への抵抗体の進出深さや抵抗体の向きを例えば上記の実施形態で説明したような切換え機構や制御機構で変化させることにより状態の切換えが行われるようになされたものであってもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the case where a viscoelastic body is used as an element that absorbs vibration energy has been shown. However, in the second invention, a viscous body or both a viscous body and a viscoelastic body are used as vibration energy absorption elements. It is good also as the structure used. Further, for example, when a viscous body is used as the vibration energy absorbing element, a plurality of viscous bodies may be provided, or a single viscous body may be provided. The term “part” means “all” or “part” in one viscous body. For example, the depth of the resistor and the direction of the resistor in the viscous body accommodated in the container are set as described above. The state may be switched by changing the switching mechanism or the control mechanism as described in the embodiment.
6…粘弾性体
11…ロックピン(作動体/切換え機構)
12,13…形状記憶バネ(制御機構)
6 ...
12, 13 ... shape memory spring (control mechanism)
Claims (2)
前記粘弾性体は複数備えられ、そのうちの全部又は一部に震動エネルギーの吸収を行わせる第1の状態と、それよりも少ない一部に震動エネルギーの吸収を行わせる第2の状態とに切り換える切換え機構が備えられると共に、
一定温度以上で前記第1の状態を形成し、その温度を下回る温度で前記第2の状態を形成すべく、前記切換え機構に状態の切換えを行わせる制御機構が備えられ、かつ、
前記制御機構は形状記憶バネからなり、前記切換え機構が、該形状記憶バネにより動作を行う作動体を含むものからなっていることを特徴とする制震機構。 In the vibration control mechanism designed to absorb the vibration energy in the viscoelastic body,
A plurality of the viscoelastic bodies are provided, and are switched between a first state where all or a part of them absorbs vibration energy and a second state where a smaller part absorbs vibration energy. A switching mechanism is provided,
A control mechanism is provided that causes the switching mechanism to switch states to form the first state above a certain temperature and to form the second state at a temperature below that temperature ; and
The control mechanism includes a shape memory spring, and the switching mechanism includes an operating body that operates with the shape memory spring .
前記粘弾性体及び/又は粘性体の全部又は一部に震動エネルギーの主体的な吸収を行わせる第1の状態と、それよりも少ない一部に震動エネルギーの主体的な吸収を行わせる第2の状態とに切り換える切換え機構が備えられると共に、
一定温度以上で前記第1の状態を形成し、その温度を下回る温度で前記第2の状態を形成すべく、前記切換え機構に状態の切換えを行わせる制御機構が備えられ、かつ、
前記制御機構は形状記憶バネからなり、前記切換え機構が、該形状記憶バネにより動作を行う作動体を含むものからなっていることを特徴とする制震機構。 In the vibration control mechanism designed to absorb the vibration energy in the viscoelastic body and / or the viscous body,
A first state in which the whole or a part of the viscoelastic body and / or the viscous body absorbs vibration energy principally, and a second state in which a smaller part of the viscoelastic body and / or viscosity body absorbs vibration energy mainly. A switching mechanism for switching to the state of
A control mechanism is provided that causes the switching mechanism to switch states to form the first state above a certain temperature and to form the second state at a temperature below that temperature ; and
The control mechanism includes a shape memory spring, and the switching mechanism includes an operating body that operates with the shape memory spring .
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