JP5414655B2 - 制震用油圧ダンパ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、建築構造物に設けられ地震等による建築構造物の揺れを減衰させる制震用油圧ダンパに関するものである。

従来の制震用油圧ダンパとしては、図１５に示すような、シリンダチューブ１４の図中左端部に連結された延長部材１５の先端部に、ボールジョイント１８ａが連結されると共に、シリンダチューブ１４の図中右端部から突出したピストンロッド１６の先端部に、ボールジョイント１８ｂが連結されていた、第１の従来の制震用油圧ダンパ１０があった（特許文献１の図２０参照）。

上記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０は、例えば、図１６に示すような状態で建築構造物に設けられていた。すなわち、水平方向において互いに隣合って、鉛直方向に立つ２本の柱１，２（建築構造物）の間に、上下２ヶ所の高さ位置に２本の梁４，５（建築構造物）が水平方向に設けられており、その上方の高さに位置する梁４の下面には間柱７（建築構造物）が設けられると共に、その下方の高さに位置する梁５の上面には間柱８（建築構造物）が設けられていた（特許文献１の図１９参照）。

そして、上記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０は、そのボールジョイント１８ａが、間柱７の下面左端部から下垂するよう設けられたブラケット１１に接続され、そのボールジョイント１８ｂが、間柱８の上面右端部から立上がるよう設けられたブラケット１２に接続されていた。

このような上記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０は、地震等の外力によりピストンロッド１６をその軸方向に移動させることにより、地震等による建築構造物の揺れを減衰させることができるようになっていた。

しかしながら、上記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０は、ピストンロッド１６の動作する範囲を確保するために、その延長部材１５の長さ寸法を大きなものにする必要があり、これに伴い制震用油圧ダンパ１０の長さ寸法が大きくなってしまうという問題があった。

さらに、第１の従来の制震用油圧ダンパ１０は、その両端部にボールジョイント１８ａ，１８ｂが連結される構成となっていたため、これによっても制震用油圧ダンパ１０の長さ寸法が大きくなってしまうという問題があった。

そして、制震用油圧ダンパ１０の長さ方向が大きくなってしまうと、それを接続する間柱７，８の幅もこれに伴い大きくなってしまうという問題があった。

また、制震用油圧ダンパ１０の長さ方向が大きくなってしまうと、それが設けられる間柱７，８の幅について制限があるような場合には、制震用油圧ダンパ１０を取り付けることができないという問題もあった。

一方、他の従来の制震用油圧ダンパとしては、図１７に示すような、シリンダチューブ２４の図中左端部に一体的に連結された延長部材２５の先端部（図中左端部）に、連結構造体３０が設けられると共に、シリンダチューブ２４の図中右端部から突出したピストンロッド２６の先端部に、ボールジョイント１８ｂが連結されていた、第２の従来の制震用油圧ダンパ２０があった（特許文献１の図１４参照）。

この連結構造体３０は、延長部材２５の先端部の周部に固定された、凸球面部３２ａを有する凸球面部材３２と、凸球面部材３２の凸球面部３２ａに摺動可能に接触する凹球面部３４ａを有し、略環状に形成された凹球面部材３４を備えて構成されていた。

この連結構造体３０の凸球面部材３２は、その外周に凸球面部３２ａを有しており、その軸線から最も遠い部分も凸球面部３２ａの一部となっていた。そして、凸球面部材３２は、その軸線方向に貫通する軸孔が開口して形成されていた。

図１７に示すように、連結構造体３０の凸球面部材３２は、メネジ部材３８により延長部材２５の先端部に固定されており、連結構造体３０の凹球面部材３４は、オネジ部材３９によりブラケット２１の円周凹部２１ａに固定されていた。そして、連結構造体３０の凹球面部材３４は、連結構造体３０の凸球面部材３２を回転自在に支持するようになっていた。

連結構造体３０は、図１７から図２０に示すように、ブラケット２１に接続されてその上端部のフランジ部２１ｂを介して、梁４の下面に設けられた間柱２７（建築構造物）の下面に固定されていた。一方、ボールジョイント１８ｂは、図１８に示すように、ブラケット１２に接続されてそのブラケット１２を介して、梁５の上面に設けられた間柱２８（建築構造物）の上面に固定されていた。

そして、図１８に示すように、上記第２の従来の制震用油圧ダンパ２０のピストンロッド２６の図中左端部は、前記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０の延長部材１５の先端部に設けられていたようなボールジョイント１８ａは設けられていない、自由端となっていた。

このような上記第２の従来の制震用油圧ダンパ２０によれば、前記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０よりも全長の寸法を短くすることができるので、その小型化を実現することができるようになっていた。

特許第４１６２６４２号公報

しかしながら、上記第２の従来の制震用油圧ダンパ２０は、球面部材３２が延長部材２５の外周部に固定される構成となっていて、球面部材３２の凸球面部３２ａの、その軸線方向中央部の径方向の寸法が最も大きく膨らんでしまうので、制震用油圧ダンパ２０の長さ方向に垂直な方向の外形寸法が大きくなってその大型化を招くという問題があった。

そして、制震用油圧ダンパ２０の長さ方向に垂直な方向の外形寸法が大きくなってしまうと、これに伴い制震用油圧ダンパ２０を接続する、間柱２７，２８の外周に取り付ける壁が室内側に張出してしまうため、室内空間が狭くなってしまうという問題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、その小型化を実現することができる制震用油圧ダンパを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明による制震用油圧ダンパは、
ピストンロッドの長さ方向の一端部を挿通可能な径に形成された軸線方向に貫通する軸孔を有する略円筒状に形成され、前記軸線方向の中央部に前記軸孔の軸線から一定半径に設けられた外周面と、前記軸線方向両端部に設けられたその外周縁部が前記外周面と連続する円環状の球状面とを有するジョイント部材と、
前記ジョイント部材の一端部側に設けられ、前記ジョイント部材の球状面と摺動可能な球状面が形成された受け部材と、
前記ジョイント部材の他端部の球状面と摺動可能な球状面を有すると共に、前記受け部材の外周部と接合可能な内周部を有する支持部材とを備えたことを特徴とするものである。

また、本発明による制震用油圧ダンパは、前記支持部材の球状面の代りに、前記支持部材に着脱可能に設けられた第２の受け部材に第２の球状面を形成したことを特徴とするものである。

このような本発明の制震用油圧ダンパによれば、略円筒状に形成され、その軸線方向両端部に球状面が設けられたジョイント部材を備えたことにより、
制震用油圧ダンパの小型化を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０を示すその側面一部断面図である。 図１における制震用油圧ダンパ４０を建築構造物に取り付けた状態を示す図である。 図１における制震用油圧ダンパ４０に取り付けた連結構造体５０を拡大して示す部分拡大側面断面図である。 図３における連結構造体５０のＢ矢視図である。 図４における連結構造体５０を示すその上面図である。 図３における筒状部材５２を拡大して示す拡大側面断面図である。 図６における筒状部材５２のＣ矢視図である。 図３における支持部材５４を示すその側面断面図である。 図８における支持部材５４のＤ矢視図である。 図３における受け部材５６を示すその側面断面図である。 図１０における受け部材５６のＥ矢視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ６０の連結構造体を拡大して示す拡大側面断面図である。 図１２における支持部材６２を示すその側面断面図である。 図１２における受け部材６４を示すその側面断面図である。 第１の従来の制震用油圧ダンパ１０を示すその側面図である。 図１５における制震用油圧ダンパ１０を建築構造物に取り付けた状態を示す図である。 第２の従来の制震用油圧ダンパ２０を示すその側面断面図である。 図１７における制震用油圧ダンパ２０を建築構造物に取り付けた状態を示す図である。 図１７における連結構造体３０のＡ矢視図である。 図１９におけるブラケット２１を示すその上面図である。

以下、本発明に係る制震用油圧ダンパを実施するための形態について、図面に基づいて具体的に説明する。

図１ないし図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０について説明するために参照する図である。
前記従来の制震用油圧ダンパと同様の部分には同じ符号を付して説明し、従来と同様の構成についての重複する説明は一部を除き省略するものとする。

図１に示すように、制震用油圧ダンパ４０は、シリンダチューブ４４の図中左端部に一体的に連結された延長部材４５の先端部に、連結構造体５０が設けられると共に、シリンダチューブ４４の図中右端部から突出したピストンロッド４６の先端部に、ボールジョイント４８が連結されている。

そして図２に示すように、連結構造体５０は間柱４１（建築構造物）の下面に固定され、ボールジョイント４８はブラケット４９を介して間柱４２（建築構造物）の上面に固定されることにより、制震用油圧ダンパ４０は間柱４１と間柱４２の間に配置されている。

連結構造体５０は、図３，４に示すように、凸球状面５２ａ，５２ｂ（球状面）を有する筒状部材５２（ジョイント部材）と、支持部材５４と、受け部材５６とにより構成され、これらの部材は、ピストンロッド４６と軸線を共有しているので、その軸線に垂直方向に隣接する各部材は同心円の円形状となっている。

図６に示すように、筒状部材５２は、図中横方向の軸線を有し、その軸線から一定半径の外周面５２ｄを有する略円筒状に形成され、この筒状部材５２にはその軸線方向に貫通する軸孔５２ｃが形成されている。そして、その筒状部材５２の軸線方向の両端部には、凸球状面５２ａ，５２ｂがそれぞれ形成されている。

図６に示すように、筒状部材５２は、その内周部の図中右端部から、その軸線方向中央部にかけてメネジ部５２ｅが形成されており、そのメネジ部５２ｅの最奥部と軸孔５２ｃの端面５２ｆとの間には、メネジ部５２ｅのネジ山より凹んだ溝部５２ｇが形成されている。

このため、図３に示すように、筒状部材５２は、そのメネジ部５２ｅに延長部材４５の先端部のオネジ部４５ａをネジ締結することにより、軸孔５２ｃの端面５２ｆに延長部材４５の先端面が当接した状態で、延長部材４５の先端部に一体的に固定されるようになっている。

また、図３に示すように、筒状部材５２の軸孔５２ｃは、制震用油圧ダンパ４０のピストンロッド４６を緩く挿通できるような径に形成されており、ピストンロッド４６の先端部は、何も部材が設けられていないと共に、どの部材にも連結されていない自由端となっている。

このため、このような制震用油圧ダンパ４０によれば、ピストンロッド４６の先端部を自由端として、延長部材２５の先端部に筒状部材５２を設ける構造になっているため、前記第１の従来の制震用油圧ダンパ１０におけるボールジョイント１８ｂと反対側端部のボールジョイント１８ａが無い状態となるので、その全長の寸法を短くすることができる。

図８及び図９に示すように、支持部材５４には、その軸線方向（図８中、左右方向）に貫通する貫通孔５４ｈが形成されており、その軸線方向の一端部（図８中、右端部）近傍の内周部には、その軸線に向かって内側に突き出した、円環状の受け部５４ｂが形成されている。

図８に示すように、支持部材５４の受け部５４ｂの図中左側には、図３に示すように筒状部材５２の凸球状面５２ａに隙間なく接触することができる凹球状面５４ａ（球状面）が形成されている。

そして、図８に示すように、支持部材５４は、その受け部５４ｂより左側に位置する内周部にメネジ部５４ｃが形成されている。また、支持部材５４は、その受け部５４ｂの凹球状面５４ａの右隣りに、断面がＬ字形に凹んだＬ字形溝部５４ｄが形成されており、図３に示すように、そのＬ字形溝部５４ｄに環状のＯリング５８を取り付けることができるようになっている。

図５及び図９に示すように、支持部材５４は、その上面５４ｅから図９中上下方向に貫通する貫通孔５４ｆが、図５に示すように複数形成されており、その貫通孔５４ｆのそれぞれには、貫通孔５４ｈに対して上面５４ｅとは反対側からザグリ加工したように、貫通孔５４ｆの軸線方向に直角な断面において、貫通孔５４ｆより径が大きな円形状のザグリ孔５４ｇが形成されている。

そして、不図示の頭付ボルトの頭部が、支持部材５４のザグリ孔５４ｇの突当り面５４ｊに当接すると共に、不図示の頭付ボルトのオネジ部が支持部材５４の貫通孔５４ｆを緩く挿通して、間柱４１の下面に形成された不図示のネジ孔にネジ締結することにより、間柱４１に支持部材５４を固定することができる。

受け部材５６は、図１０及び図１１に示すように環状に形成されており、その内周部には、図３に示すように筒状部材５２の凸球状面５２ｂに隙間なく接触することができる凹球状面５６ａ（球状面）が形成されている。

そして、図１０に示すように、受け部材５６は、その凹球状面５６ａの左隣りに、断面がＬ字形に凹んだＬ字形溝部５６ｃが形成されており、図３に示すように、そのＬ字形溝部５６ｃに環状のＯリング５８を取り付けることができるようになっている。

図１０に示すように、受け部材５６は、その外周部にオネジ部５６ｂが形成されており、そのオネジ部５６ｂが支持部材５４のメネジ部５４ｃにネジ締結することにより、図３に示すように、筒状部材５２を支持部材５４の受け部５４ｂとこの受け部材５６の間に挟み込んで、支持部材５４の内部に固定するようになっている。

このとき、筒状部材５２は、その凸球状面５２ａが支持部材５４の凹球状面５４ａに接触すると共に、その凸球状面５２ｂが受け部材５６の凹球状面５６ａに接触するようになっていると共に、筒状部材５２の外周面５２ｄと支持部材５４のメネジ部５４ｃのネジ山との間に、０．５ｍｍ以上の隙間が形成されている。

このため、支持部材５４は、その受け部５４ｂの凹球状面５４ａと筒状部材５２の凸球状面５２ａとの摺動、及び、受け部材５６の凹球状面５６ａと筒状部材５２の凸球状面５２ｂとの摺動を介して、筒状部材５２に対して相対的に回動できるようになっている。

また、図３に示すように、支持部材５４のＬ字形溝部５４ｄと筒状部材５２の凸球状面５２ａとの間、及び、受け部材５６のＬ字形溝部５６ｃと筒状部材５２の凸球状面５２ｂとの間のそれぞれに、Ｏリング５８をその断面を圧縮させた状態で配置することにより、筒状部材５２の外周面５２ｄと支持部材５４のメネジ部５４ｃとの間に形成された隙間は密閉状態となっている。この密閉状態となった隙間の内部には、グリス等の潤滑剤が充填されるようになっている。

また、この筒状部材５２の外周面５２ｄと支持部材５４のメネジ部５４ｃとの間に形成された隙間は、筒状部材５２と支持部材５４との相対回転角度が、地震等の外力により制震用油圧ダンパ４０が動作した際に、最大設定角度である５度傾いたとしても、筒状部材５２の外周面５２ｄの両端部と支持部材５４のメネジ部５４ｃの両端部が接触しないようにするために、上記０．５ｍｍ以上に設定されている。

このため、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０における筒状部材５２は、その軸線から最も遠い部分がその軸線と平行に切除された筒状になっていると共に、支持部材５４と筒状部材５２との間には部材が何も設けられていないために、前記第２の従来の制震用油圧ダンパ２０に比べて、その径方向の外形寸法を小さくすることができるので、その大型化を防ぐことができ、その大型化に伴う重量化及び高価格化を防ぐことができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０によれば、その小型化を実現することができる。

また、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０は、建築構造物の取り付けスペースが小さくとも、制震用油圧ダンパ４０をその建築構造物に取り付けることができる。

また、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０は、その長さ方向及びその半径方向の取り付けスペースが小さくて済むため、間柱４１，４２の外周に取り付ける壁が室内側に張出すのを防止することができ、室内空間を広く利用することができる。

図１２から図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ６０の連結構造体について説明するために参照する図である。

図３に示すように、前記第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０における連結構造体５０の受け部５４ｂは支持部材５４に一体形成されていたのに対し、図１２に示すように、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ６０における連結構造体は、受け部材６４が支持部材６２から分離独立して構成されている点において異なっている。

すなわち、図１２に示すように本実施の形態における受け部材６４は、ネジ締結により支持部材６２に着脱可能になっている点において、前記第１の実施の形態における受け部５４ｂと異なるものである。

そして、図１３に示すように、本実施の形態における支持部材６２は、前記第１の実施の形態における支持部材５４の受け部５４ｂが形成されていた部分に、受け部材５６とネジ締結するメネジ部６２ａが、図１２中右方向に延長して形成されている点においても、前記第１の実施の形態における支持部材５４と異なるものである。

受け部材６４は、図１４に示すように環状に形成されており、その内周部には、図１２に示すように筒状部材５２の凸球状面５２ａに隙間なく接触することができる凹球状面６４ａ（球状面）が形成されている。

そして図１４に示すように、受け部材６４は、その凹球状面６４ａの右隣りに、断面がＬ字形に凹んだＬ字形溝部６４ｃが形成されており、図１２に示すように、そのＬ字形溝部６４ｃに環状のＯリング５８を取り付けることができるようになっている。

この受け部材６４の外周部には、図１４中軸線方向左端部にオネジ部６４ｂが形成され、その軸線方向右端部に、その半径方向においてオネジ部６４ｂのネジ山より放射外方に張り出したフランジ部６４ｄが形成され、そしてそれらの間の軸線方向中央部に、その半径方向内側に凹んだ無端状の溝部６４ｅが形成されている。

このため、図１４に示すように、受け部材６４はそのオネジ部６４ｂが、図１３に示す支持部材６２のメネジ部６２ａにネジ締結することができるようになっており、そのフランジ部６４ｄの左側の面に、支持部材６２のメネジ部６２ａの図中右側の端面が対向した状態で、受け部材６４は、支持部材６２に一体的に固定されるようになっている。

このような本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ６０によっても、前記第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態に係る制震用油圧ダンパ６０においては、凸球面部や凹球面部を含めてメッキ等の表面処理を行う必要がある部品は、筒状部材５２と受け部材５６，６４だけで足り、前記第１の実施の形態における筒状部材５２と支持部材５４及び受け部材５６をメッキする場合に比べて、そのメッキする表面積を小さくすることができるため、メッキにかかる費用を安価なものにすることができる。

なお、図２に示すように、前記第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０においては、シリンダチューブ４４に一体的に連結された延長部材４５の先端部に、筒状部材５２が取り付けられていたが、例えば、延長部材４５を備えていない場合においては、シリンダチューブ４４の、前記第１の実施の形態における延長部材４５と同じ側の先端部に、筒状部材５２が取り付けられるようにしてもよい。

このことにより、制震用油圧ダンパ４０の長さを延長部材４５の長さ分だけさらに短くすることができる。

また、前記第１の実施の形態における筒状部材５２、支持部材５４、受け部材５６には、特に図示や説明をしていないが、これらには、これらの組み付けに用いる治具を取り付けるためのネジ孔や凹部等が設けられているようになっていてもよい。

また、前記第１の実施の形態に係る制震用油圧ダンパ４０においては、そのシリンダチューブ４４から突出したピストンロッド４６の先端部に、ボールジョイント４８が連結されていたが、このようにボールジョイント４８に限定する必要は無く、クレビス継手やユニバーサルジョイント等の、他のどのような連結手段を用いてもよい。

１，２ 柱
４，５ 梁
７，８ 間柱
１０ 制震用油圧ダンパ
１１，１２ ブラケット
１４ シリンダチューブ
１５ 延長部材
１６ ピストンロッド
１８ａ，１８ｂ ボールジョイント
２０ 制震用油圧ダンパ
２１ ブラケット
２１ａ 円周凹部
２１ｂ フランジ部
２４ シリンダチューブ
２５ 延長部材
２６ ピストンロッド
２７，２８ 間柱
３０ 連結構造体
３２ 凸球面部材
３２ａ 凸球面部
３４ 凹球面部材
３４ａ 凹球面部
３８ メネジ部材
３９ オネジ部材
４０ 制震用油圧ダンパ
４１，４２ 間柱
４４ シリンダチューブ
４５ 延長部材
４５ａ オネジ部
４６ ピストンロッド
４８ ボールジョイント
４９ ブラケット
５０ 連結構造体
５２ 筒状部材
５２ａ，５２ｂ 凸球状面
５２ｃ 軸孔
５２ｄ 外周面
５２ｅ メネジ部
５２ｆ 端面
５２ｇ ザグリ孔
５４ 支持部材
５４ａ 凹球状面
５４ｂ 受け部
５４ｃ メネジ部
５４ｄ Ｌ字形溝部
５４ｅ 上面
５４ｆ 貫通孔
５４ｇ 凹部
５４ｈ 貫通孔
５４ｊ 突当り面
５６ 受け部材
５６ａ 凹球状面
５６ｂ オネジ部
５６ｃ Ｌ字形溝部
５８ Ｏリング
６０ 制震用油圧ダンパ
６２ 受け部材
６２ａ メネジ部
６４ 支持部材
６４ａ 凹球状面
６４ｂ オネジ部
６４ｃ Ｌ字形溝部
６４ｄ フランジ部
６４ｅ 溝部

Claims (2)

1. ピストンロッドの長さ方向の一端部を挿通可能な径に形成された軸線方向に貫通する軸孔を有する略円筒状に形成され、前記軸線方向の中央部に前記軸孔の軸線から一定半径に設けられた外周面と、前記軸線方向両端部に設けられたその外周縁部が前記外周面と連続する円環状の球状面とを有するジョイント部材と、
   前記ジョイント部材の一端部側に設けられ、前記ジョイント部材の球状面と摺動可能な球状面が形成された受け部材と、
   前記ジョイント部材の他端部の球状面と摺動可能な球状面を有すると共に、前記受け部材の外周部と接合可能な内周部を有する支持部材と
   を備えたことを特徴とする制震用油圧ダンパ。
2. 前記支持部材の球状面の代りに、前記支持部材に着脱可能に設けられた第２の受け部材に第２の球状面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の制震用油圧ダンパ。

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