JP5960812B2 - パッシブダンパ - Google Patents

Description

本発明は、地震により生じる応力、大きな海波による衝撃、または輸送、機械、風などの衝撃により生じる揺動などによって発生する応力等の動的応力から構造物または構造システム、例えば建物を保護するために使用されるダンパに関する。特に本発明は、様々な変位マグニチュードに応じて様々な減衰力で働くダンパに関する。

発明の背景

構造物または構造システムが励振されると、構造物の要素が相互に変位しうる。そのような変位が大きく、または周期的に生じれば、構造物の状態に深刻な影響を与える可能性があり、ひどい損傷をもたらし、倒壊にまでつながる可能性もある。

ダンパは建物等の構造物の保護に重要な役割を果たし、多くの異なる形で存在する。ダンパは典型的には、建物の骨組構造物に取り付けられた二つの部品間の摩擦力により、または絞りを通って二つのチャンバ間を流れるように圧縮される流体により、運動を減衰させている。運動または揺動を減衰させる類似の周知の方法が他に存在する。一部のダンパは、外部の条件に対応して減衰効果を積極的に変化させ、他のダンパは一定の減衰特性を有するパッシブダンパである。アクティブダンパは高価で技術的に複雑なデバイスであり、必要な時に機能するために大がかりな保守を要する。さらに、アクティブダンパは誤動作、例えば油圧油の漏れまたは電子制御システムの故障などが生じやすい。

国際公開第２０１１／０３８７４２号は、プレート間に減衰パッドが設けられ、ボルトがプレートとプレート間の減衰パッドとに圧縮力をかける、ボルトにより接続された重なり合うプレートの組により構築されるパッシブダンパを開示する。圧縮力を変化させることにより、ダンパのインピーダンスが調節される。しかし、これは設置中または点検中にのみ行われることができ、地震事象等の事象に応じて行われることはできない。

可変減衰特性を有するパッシブダンパが望ましい場合もあるが、現在利用できるこの種の商業的に実現可能なダンパはない。

国際公開第２０１１／０３８７４２号

このような背景で、さらされる振動の振幅に伴ってまたは移動の規模に伴って変化するダンパ特性またはインピーダンスを有する、ダンパが接続されうる構造物の部材間の相対移動を減衰させるパッシブダンパを提供することが本出願の目的である。

この目的は、ダンパが接続されうる構造物の部材間の相対移動を減衰させるパッシブダンパを提供することにより達成される。このダンパは、少なくとも第１組の平行配置されたプレートと；第２組の平行配置されたプレートと；前記第２組のプレートの各々に設けられる接続穴であって、前記第２組のプレートを前記部材の一つに接続するために接続ピンを受け入れるための接続穴と；を備え、前記第１組のプレートと前記第２組のプレートとは、前記プレート間に減衰パッドを挟んで回転ジョイントで交互に重なり合い、前記回転ジョイントは、前記プレートの開口部を通して挿入されるピンまたはボルトを有し；前記第２組のプレートから選択されたプレートの前記接続穴は、前記選択されたプレートが前記ダンパの減衰作用に関与することなく、前記接続ピンが前記選択されたプレートの前記接続穴内で所定量移動できるように、前記接続ピンに所定量のクリアランスを提供するべく形成および寸法決めされる。

選択されたプレートの開口部と接続ピンとの間に所定量のクリアランスを提供することにより、振動または移動の規模が比較的小さいときには減衰プロセスにおいて少数のプレートだけが働き、振動または移動の規模が増し、比較的大きな規模になったときには、より多くのプレートが作動する。そのようなダンパを作ることが可能になる。したがって、小規模の振動または移動では比較的小さな減衰力を提供し、振動または移動が大きくなり、相当の規模になると次第に増加する減衰力（インピーダンス）を提供するダンパを提供することが可能になる。これは、ダンパのインピーダンスが、ダンパの移動の大きさまたは規模に関連して段階的に変化する値を有することを意味する。

第２組のプレートから選択されたもの以外のプレートの前記接続穴の形状および大きさは、該接続穴と前記接続ピンとの間にクリアランスをほぼ有しないように、前記接続ピンの横断面の形状および大きさに対して寸法決めされることが好ましい。

前記選択されたプレートの接続穴の形状および大きさは、該接続穴と前記接続ピンとの間に第１相当量のクリアランスを設ける第１量を有するように、前記接続ピンの横断面の形状および大きさに対して寸法決めされてもよい。

一実施形態では、前記選択されたもの以外のプレートは、前記一部材の任意の移動振幅で前記一部材とともに移動し、前記選択されたプレートは、前記一部材の移動量が該当の前記接続穴と前記接続ピンとの間のクリアランスを超える場合にのみ前記一部材とともに移動する。

前記選択されたプレートの接続穴は、細長い輪郭または形状を有するのが好ましい。

一実施形態では、前記選択されたプレートの中で更に選択されたプレートの前記接続穴の形状および大きさであって、前記接続ピンの横断面の形状および大きさに対する形状および大きさは、該接続穴と前記接続ピンとの間のクリアランスの大きさが前記第１相当量より大きいようにされている。

別の実施形態では、前記複数の減衰パッドのうちの第１のパッドは、第１有効接触面積サイズを有し、前記複数の減衰パッドのうちの第２のパッドは、前記第１接触面積サイズと異なる第２有効接触面積サイズを有する。

さらに別の実施形態では、前記複数の減衰パッドは中心穴を有するディスク形状であり、その外径部および／または内径部の差によって前記有効接触面積に差がある。

上述の目的は、ダンパが接続されうる構造物の部材間の相対移動を減衰させる、次のようなパッシブダンパを提供することによっても達成される。このダンパは、第１組の平行配置されたプレートと；第２組の平行配置されたプレートと；を備え、前記第１組のプレートと前記第２組のプレートとが、前記プレート間に減衰パッドを挟んで回転ジョイントで交互に重なり合い、前記回転ジョイントは、前記プレートの開口部を通して挿入されるピンまたはボルトを備え；前記プレートから選択されたプレートの開口部は、前記選択されたプレートが減衰作用に関与することなく、前記ピンまたはボルトが前記口内で所定量移動できるように前記ピンまたはボルトに所定量のクリアランスを提供するべく形成および寸法決めされる。

本開示によるダンパのさらなる目的、特色、利点および性質は、詳細な説明から明白になる。

本記載の以下の詳細な部分においては、図示される例示的実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。

構造物の二つの部材に接続されたダンパの例示的実施形態の図である。 構造物の二つの部材に接続されたダンパの例示的実施形態の図である。 構造物の二つの部材に接続されたダンパの例示的実施形態の図である。 構造物の二つの部材に接続されたダンパの例示的実施形態の図である。 ダンパの例示的実施形態の側面図である。 図２ａに示されるダンパで使用されるプレートである。 図２ａに示されるダンパで使用されるプレートである。 図２ａに示されるダンパで使用されるプレートである。 図３ａから図３ｄは移動量が次第に増加する図２ａに示されるダンパの側面図である。 図４ａから図４ｄは移動量が次第に増加する図２ａに示されるダンパの背面図である。 ダンパにおいて使用される例示的減衰パッドを示した図２によるダンパの背面図である。 ダンパの別の実施形態の側面図である。 図６によるダンパの上部である。 図６に示されるダンパにおいて使用されるプレートである。 図６に示されるダンパにおいて使用されるプレートである。 図１０ａは本発明によるダンパの別の実施形態を示した側面図である。図１０ｂは図１０ａによるダンパを示した上面図である。図１０ｃはダンパの第２細長プレートの各々が互いに異なって構成されうる様子を示す。図１０ｄは図１０ａおよび１０ｂによるダンパの第１プレートの一構成である。図１０ｅは図１０ａおよび１０ｂによるダンパの第１プレートの別の構成である。図１０ｆは図１０ａおよび１０ｂによるダンパの第１プレートのさらに別の構成である。

好ましい実施形態の詳細な説明

以下では図を参照しながら本発明の実施形態を説明する。以下の説明では、例えば建物等の構造物の部材は、例えば支柱、梁、補剛材、筋交い、垂直材など、および例えば建物などの建造物または構造体の構造の剛性を維持する任意の部材を含むものと理解される。

図１ａから１ｄを参照すると、例示的実施形態によるダンパ１が建物等の構造物の部材２、３に接続されているのが示される。ダンパ１は、本実施形態においてはほぼＴ字状である。Ｔ字状ダンパの各端が、構造物に接続されている。Ｔの「トップ」または水平線の対向する二つの端は、それぞれのピン６とブラケット５とを介して構造物の部材３に接続される。Ｔの「レッグ」または垂直線の自由端は、ピン６およびブラケット４を介して構造物の部材２に接続される。

図２ａから２ｄ、３ａから３ｄおよび４ａから４ｄを参照すると、例示的実施形態によるダンパ１がより詳細に示されている。

パッシブダンパ１は、Ｔの「トップ」を形成する第１組のプレート７を備える。第１組のプレート７には、形状および大きさがほぼ同一の複数の細長プレート７ａが含まれる。図の実施形態では、プレートの組７には、平行に配置された、すなわちどの地点でも同じ方向に同じ間隔で延びる、六つのプレート７ａが含まれる。他の実施形態では、第１組のプレート７には、平行に設けられた三つのプレート７ａだけ、または六つを大きく上回るプレート７ａが含まれてもよい。プレート７ａは長方形の横断面とスタジアムのような輪郭とを有する、すなわち端セクションまたは少なくとも角が丸みを帯びているのが好ましい。

パッシブダンパ１は、Ｔの「レッグ」または垂直もしくは直立線を形成する第２組のプレート８を備える。第２組のプレート８には、形状および大きさがほぼ同一の複数の細長プレート８ｂ、８ｃ、８ｄが含まれる。図の実施形態では、プレートの組８には、平行に配置された、すなわちどの地点でも同じ方向に同じ間隔で延びる、五つのプレート８ｂ、８ｃ、８ｄが含まれる。他の実施形態では、第２組のプレート８には、平行に設けられた二つのプレート８ａだけ、または五つを大きく上回るプレート８ａが含まれてもよい。プレート８ａは長方形の横断面とスタジアムのような輪郭、すなわち上で第１組のプレート７について述べたような輪郭とを有する。

この第１組７のプレートと上述の第２組８のプレートとは、第１組のプレート７のプレート７ａの長手長さのほぼ中間および第２組のプレート８のプレート８ｂ、８ｃ、８ｄの一（非自由）長手方向先端に配置された回転ジョイントで、交互に重なり合う。回転ジョイントは、プレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが相互に回転することを可能にする。

減衰パッド１５ａが、回転ジョイントでプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間に設けられる。

第１組７および第２組８のプレートは、組７、８の一方のプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが、他方の組７、８の二つのプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間に挿入され、第１組のプレート７に属する二つの外側プレート７ａを除いて隣接するプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間に減衰パッド１５ａが挟まれるように、設けられる。

減衰ディスクまたはパッド１５ａは、摩擦材料から、または粘弾性材料から作られてもよい。減衰ディスク１５ａは、第２組８の細長プレート８ｂ、８ｃ、８ｄに対する第１組７の細長プレート７ａの間の移動を減衰させるために提供される。減衰ディスク１５ａに摩擦材料が使用される場合には、プレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの間の相対回転移動が摩擦およびそれに関連した力により減衰／減弱される。

黄銅およびアルミニウム等の材料、もしくはその合金、またはプラスチックとガラス、炭素など等の合成繊維材料、または任意にセラミック材料とガラス、炭素など等の合成繊維材料から選択される合成材料が、摩擦材料に使用されるのが好ましい。

減衰ディスク１５ａに適切な粘弾性材料は、例えば、ゴム、アクリルポリマー、コポリマー、任意にガラス様材料などおよびその組み合わせであり、剪断変形にさらされたときにエネルギーを分散させるものである。

減衰パッドまたはディスク１５ａは、ディスク形状であり、第１細長プレート７ａおよび第２細長プレート８ｂ、８ｃ、８ｄのそれぞれの穴または口にそれぞれ対応するための開口、穴または口を有してもよい。

回転ジョイントは、両プレート組７、８のプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの各々の口１５を通して挿入されるピンまたはボルト９を備え、ピンまたはボルト９がプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを接合し、ナット９ａがボルト９のねじ切り自由端に固定される。プレート７ａおよび８ａ、８ｂ、８ｃの口または穴は、円形の輪郭を有する。プレート８ｂ、８ｃ、８ｄが余分なバックラッシュまたはあそびなしでピンまたはボルトの周りで回転できるように、口または穴の直径はピンまたはボルト９の直径よりわずかに大きい。

例えばディスクスプリング１１およびワッシャ１２の形のクランプ部材が、ボルト９およびナット９ａを介してさらに取り付けられてもよい。第１組７のプレート７ａの外側層に位置する細長プレート７ａの外方に向いた表面上にワッシャ１０が提供されている。これらのワッシャ１０の各々の外側表面上に、ディスクスプリング１１の形のクランプ手段が設けられている。クランプ手段／ディスクスプリング１１は、圧縮力またはクランプ力のエネルギーバッファとして機能し、プレート７ａおよびプレート８ｂ、８ｃ、８ｄを一緒に減衰パッドまたはディスク１５ａに向かって押す。減衰ディスク１５ａには、ピンまたはボルト９を受け入れるための穴または口が提供されてもよい。ディスクスプリング１１のワッシャ１０と反対の側にワッシャ１２が設けられてもよい。ボルト１９がワッシャ１２、ディスクスプリング１１の穴、プレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの穴に通され、穴からボルトが突出するボルト９の先端にナット９ａが固定される。ゆるみを防止するために、二重ナット（図示せず）が使用されてもよい。

ナット９ａの締め付け量、ディスクスプリング１１のばね定数、またはディスクスプリング１１の層数を利用して、プレート７ａおよびプレート８ｂ、８ｃ、８ｄを減衰ディスク１５ａ上に押す圧縮力またはクランプ力が調節されてもよい。

第１組７のプレート７ａの対向する二つの長手方向先端付近に、回転ジョイントが提供される。このジョイントは、第１組７のプレート７ａの各々の円形穴または口１３の形であってもよい。穴または口１３は、図１ａから１ｄに示されるような接続ピン６によるブラケット５を介した構造物の部材３への接続に適し、最低限のあそびまたはバックラッシュでの接続ピン６に対するプレート７ａの回転を可能にするように、穴または口はヒンジ接続ピン６の直径よりわずかに大きな直径を有する。

第２組８のプレート８ｂ、８ｃ、８ｄの長手方向先端付近にも回転ジョイントが提供される。このジョイントは、プレートが接続ピン６に対して回転することを可能にする少量のクリアランスまたはバックラッシュを提供する接続ピン６の直径に対する直径を有する、プレート８ｂの円形接続穴または口１４ｂの形であってもよい。このジョイントは、プレート８ｃ、８ｄの拡大円形穴（図示せず）の形および／またはスタジアムのような輪郭を有する細長接続穴１４ｃ、１４ｄの形でもあってもよい。接続ピン６の（横断面の）形状および大きさに対する接続穴１４ｃ、１４ｄの形状および大きさが、所望の単数または複数の方向に所望量のクリアランスを提供する限り、接続穴１４ｃ、１４ｄの輪郭には様々な形状が使用されてもよい。円形の横断面を有する接続ピン６には、円形、楕円形、スタジアム状またはその他の丸みを帯びた輪郭の接続穴が適切である。一部の応用例ではクリアランスに特定の方向だけが必要とされるが、他の応用例は別の方向または数方向にクリアランスを必要としてもよい。

図の例示的実施形態では、該当のプレート８ｃ、８ｄが接続ピン６とともに移動することなく該当のプレート８ｃ、８ｄに対する接続ピン６の所与の方向への所定の規模の移動を可能にするために、接続穴１４ｃ、１４ｄには接続ピン６の直径に対して所定量のクリアランスが提供される。プレート８ｃの穴１４ｃのクリアランス量は、第１相当量であり、プレート８ｄの接続穴１４ｄのクリアランス量は、第１クリアランス量より大きい第２相当クリアランス量である。接続穴または口１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、図１ａから１ｄに示されるような接続ピン６によるブラケット４を介した構造物の部材２への接続に適する。

上述の第２組のプレートから選択されたプレート８ｃ、８ｄは、上述の接続ピン６に所定量のクリアランスを提供するべく形成および寸法決めされた接続穴１４ｃ、１４ｄを有する。これらの接続穴により、プレート８ｃ、８ｄがダンパ１の減衰作用に関与することなく、接続ピン６がプレート８ｃ、８ｄの接続穴１４ｃ、１４ｄ内で所定量移動することができるようになる。この効果が、連続図３ａから３ｄおよび４ａから４ｄに示される。上向きの矢印は、接続ピン６の移動を示す。これらの図３ｂおよび４ｂに示されるように、接続ピン６に対して最小量のクリアランスを有する穴１４ｂを有するプレート８ｂは、接続ピンの最初の移動時に接続ピン６とともに移動する。選択されたプレート８ｃ、８ｄは移動しない。ダンパの減衰効果（インピーダンス）は、プレート８ｂのみにより決定される接続ピン６のこの移動量である。

図３ｃおよび４ｃに示されるように、接続ピン６の移動量が所定レベルを超えると、接続ピン６に対して最小量のクリアランスを有する穴１４ｂを有するプレート８ｂと、接続ピン６に対して第１相当量のクリアランスを有する接続穴１４ｃを有するプレート８ｃとが全て移動する（図３ｃおよび４ｃの接続ピン６の移動量は、図３ｂおよび４ｂより大きい）。プレート８ｄはまだ移動しない。ダンパ１の減衰効果（インピーダンス）は、プレート８ｂおよび８ｃにより決定される接続ピン６のこの移動量である。

これらの図３ｄおよび４ｄに示されるように、接続ピン６の移動量がさらに大きくなると、接続ピン６の移動量がさらなる所定レベルを超えたときに、接続ピン６に対して最小量のクリアランスを有する穴１４ｂを有するプレート８ｂと、接続ピン６に対して第１相当量のクリアランスを有する接続穴１４ｃを有するプレート８ｃと、接続ピン６に対して第２相当量のクリアランスを有する接続穴１４ｄを有するプレート８ｄとが全て移動する。ダンパ１の減衰効果（インピーダンス）は、第２組の全てのプレート８ｂ、８ｃおよび８ｄにより決定される接続ピン６のこの移動量である。

プレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄの材料には、鋼のような金属、樹脂、セラミック、炭素繊維、その組み合わせなどが使用されてもよい。

ダンパ１の構成、および特に構造物の部材２、３に対する接続手段は、逆にされてもよいことに留意されたい。この逆になった構成では、プレート８にピンが提供され（図示せず）、構造物２、３または構造物２、３に剛接続されたブラケット４、５に、プレートのそれぞれのピンに必要量のクリアランスを提供する形状および大きさを有する口が提供される。

図５は、別の例示的実施形態を示す。この実施形態は、減衰ディスクに対するいくつかの修正を除いて本明細書に上述した実施形態と基本的に同一である。

第１組のプレート７と第２組のプレート８との間の特定の回転ジョイントに伴う摩擦パッドまたはディスク２５の組の中の個々の減衰パッドまたはディスク２５の寸法は、ダンパ１の特定の特性を得るために選択されてもよい。したがって、減衰ディスク組の中には、例えばより大きな内径を有する第１減衰ディスクがありうる一方で、減衰ディスク組の他の第２減衰ディスクはより小さな内径を有する。したがって、第１減衰ディスクは第２減衰ディスクと比較して小さな有効表面積を有する。第１減衰ディスクを間に有するプレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ間の減衰効果は、第２減衰ディスクを間に有する細長プレート７ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ間の減衰効果より小さくなる。したがって、様々な寸法の個々の減衰ディスクまたはパッドを含む減衰ディスク組またはパッド組を有することにより、ダンパの特性をニーズに適合させることができる。図５に示される例示的実施形態では、様々な寸法および有効接触表面積の三つの異なるタイプの減衰ディスク１５ａ、１５ｂ、１５ｃが使用されている。

図６は、本発明の一実施形態によるシステムのための、建造物の移動／振動を減衰させる別の例示的実施形態によるダンパ１の側面図を示す。図７は、同じダンパの上面図を示す。

ダンパ１は、二組の第１細長プレート１７と；二組の第２細長プレート１８と；二組の第１細長プレート１７と二組の第２細長プレート１８との間に挟まれた減衰パッドまたはディスク２５とを備える。第２細長プレート１８の組は、相互に回転できるように回転接続により二組の第１細長プレート１７に接続されている。

第１細長プレート１７は、スタジアム形状のプレートから形成される、すなわちプレートの端セクションまたは少なくとも角が丸みを帯びているのが好ましい。プレート１７の一先端１７ａの付近に回転ジョイント２３が提供される。ジョイント２３は、図のように組内のプレートの各々の円形の穴または口の形であればよく、本明細書に上述した実施形態に関して説明されたのと類似の接続ピンによる構造部材への接続に適する。

図の実施形態では、第１細長プレート１７および第２細長プレート１８の穴または開口により回転接続が形成され、第１細長プレート１７の縦軸に沿って連続的に各回転接続が形成される。さらに、図のように、細長プレート１７、１８をそれぞれ通って延び、これらを接合するボルト１９により回転接続が提供され、ボルト１９のねじ切り自由端にナット１９ａが固定されてもよい。

ボルト１９およびナット１９ａを介して、例えばディスクスプリング２１の形のクランプ部材およびワッシャ２２がさらに取り付けられてもよい。二組の第１細長プレート１７は平行に設けられる。一方の組の第１細長プレート１７のジョイント２３は、もう一方の組の第１細長プレート１７の反対側の端１７ａに隣接して設けられる。

二組の第２細長プレート１８は、互いに平行になるように設けられる。これらの二組の第２細長プレート１８も、スタジアムのような輪郭を有し、第１細長プレート１７の穴または口２３と一緒に回転接続の一部を形成する穴または口１４を有するプレート部材である。

第１および第２細長プレート１７、１８には、上述の実施形態のプレートと同じ材料や金属が使用されてもよい。

第１細長プレート１７と第２細長プレート１８との間にはそれぞれ、減衰ディスクまたはパッド２５が提供される。したがって、各回転ジョイントに伴う減衰ディスクまたはパッド２５の組がある。

減衰ディスクまたはパッド２５は、上述の実施形態で記載されたものと同じ摩擦材料または粘弾性材料から作られてもよい。

図７に示されるように、減衰パッドまたはディスクはディスク形状であり、第１細長プレート１７および第２細長プレート１８のそれぞれの穴２３、２４にそれぞれ対応する開口、穴または口２６を有していればよい。

図１から５に関して上述した実施形態と同様に、特定のジョイントに伴う摩擦パッドまたはディスク２５の組の中の個々の減衰パッドまたはディスク２５の寸法は、ダンパの特定の特性を得るために選択されてもよい。したがって、減衰ディスクの組の中には、例えばより大きな内径を有する第１減衰ディスクがありうる一方で、減衰ディスク組の他の第２減衰ディスクはより小さな内径を有する。したがって、第１減衰ディスクは第２減衰ディスクと比較して小さな有効表面積を有する。第１減衰ディスクを間に有する細長プレート１７、１８間の減衰効果は、第２減衰ディスクを間に有する細長プレート１７、１８間の減衰効果より小さくなる。したがって、様々な寸法の個々の減衰ディスクまたはパッドを含む減衰ディスクまたはパッドの組を有することにより、ダンパの特性をニーズに適合させてもよい。

図６および７に示されるダンパ１には、八つの第１細長プレート１７（各組に四つずつ）、十の第２細長プレート１８（各組に五つずつ）、および十六の減衰ディスクまたはパッド２５がある。

最上層に位置する第２細長プレート１８の表面上と、最下層に位置する第２細長プレート１８の表面上とにそれぞれワッシャ２０がある。これらのワッシャ２０の各々の外側表面上に、ディスクスプリング２１の形のクランプ手段が設けられている。クランプ手段／ディスクスプリング２１は、圧縮力またはクランプ力のエネルギーバッファとして機能し、第１細長プレート１７および第２細長プレート１８を一緒に減衰部材２５に向かって押す。上述の回転接続を提供するために、ディスクスプリング２１にも穴２３、２４および２６に対応する穴または口が提供されてもよい。ディスクスプリング２１のワッシャ２０と反対の側にワッシャ２２が設けられてもよい。ボルト１９がワッシャ２２、ディスクスプリング２１の穴、穴２３、２４および２６に通され、穴から突出するボルト１９の先にナット１９ａが固定される。ナット１９ａはゆるみを防止するためのものであるため、二重ナットが使用される。

ナット４２の締め付け量、ディスクスプリング２１のばね定数、またはディスクスプリング２１の層数を利用して、第１細長プレート１７および第２細長プレート１８が摩擦部材２５を押す圧縮力またはクランプ力が調節されてもよい。

ボルト１９と穴または口２４との間により大量または小量のクリアランスを提供するべく、組内の個々の第２プレート１８の穴または口２４の形状および寸法がボルト１９の形状および寸法に対して選択されてもよい。これが図８および図９に示される。

図８は、「通常」第２細長プレート１８を示す。この細長プレート１８には、その対向する二つの端のそれぞれの付近に円形の穴または口２４が提供される。ボルト１９と第２細長プレート１８との間に大きなクリアランスまたはバックラッシュは提供しないもののボルト１９の第２細長プレート１８に対する回転移動を可能にする小量または最低量のクリアランスが穴または口２４とボルト１９との間にあるように、円形の穴または口２４の直径がボルト１９の直径に対して選択される。したがって、例えば第１細長プレート１７組の例えば移動によりボルト１９が移動したときには、このタイプの第２細長プレート１８は、ボルト１９の移動が比較的小さい場合にも、ボルトとほぼ一体的に移動する。

図９は、「特殊」第２細長プレート１８を示す。特殊細長プレート１８には、その対向する二つの端の一方の付近に細長穴または口２４ａが、その反対の端付近に従来の円形の穴または口２４が提供される。通常第２細長プレートにつき記載したように、円形の穴または口２４の直径がボルト１９の直径に対して選択される。

穴または口２４とボルト１９との間に、第２細長プレート１８に対する少なくとも一方向へのボルト１９の並進移動を可能にする相当量のクリアランスがあるように、細長穴または口２４ａの寸法がボルト１９の直径に対して選択される。したがって、例えば第１細長プレート１７組の例えば移動によりボルト１９が細長穴または口２４ａの長手長さ方向に移動したときには、このタイプの第２細長プレート１８は、ボルト１９の移動が細長穴または口２４ａの長手長さより小さい場合には、ボルトと一体的に移動しない。細長穴または口２４ａの長手長さ方向のボルト１９の移動量が細長穴または口２４ａの長手長さより大きい場合にのみ、ボルト１９が第２細長プレート１８の移動を駆動または強制する。したがって、第２細長プレート１８の穴または口２４の形状および寸法を選択することにより、特定の第２細長プレート１８が移動し始め、減衰効果を提供し始める移動量または振動の振幅が決定されてもよい。これにより、該当のボルト１９と第２細長プレート１８との間に相当量のクリアランスを提供する特殊口２４を有する一つ以上の細長プレート１８を含む一組以上の第２細長プレート１８を有するダンパ１を設計することが可能になる。これにより、ある第２細長プレート１８は直ちに作動し、すなわち小さな移動時には通常プレート１８だけが作動する一方で、該当の組内の他の「特殊」細長プレート１８はボルト１９のより大きな移動時にのみ、すなわちより大きな振幅の揺動により移動が引き起こされたときにのみ作動するダンパ１の構築が可能になる。様々なタイプの第２細長プレート１８を含む準備により、ダンパ１が使用される予定の建造物の特定のニーズに応じて減衰特性（インピーダンス）を設計する可能性が開かれる。

本例示的実施形態によるダンパ１の動作は、本記載の導入部で引用した従来技術文献から詳細に知られている。簡潔に説明すると、第１細長プレート１７のほぼ長手長さ方向の力が、細長プレート１７のそれぞれのジョイント２３に対向する方向に加えられると、ダンパ１が伸長または後退し、これによりボルト１９により画成されるジョイントの周りで第１細長プレート１７と第２細長プレート１８との間の相対回転移動が起こり、この相対回転移動により、各細長プレート１７、１８とその間のダンパパッドまたはディスク２５との間でエネルギーが消散される。エネルギーの消散により減衰効果が生じる。移動の振幅または大きさに応じて、細長プレート１８の少数のみまたは細長プレート１８の全てが移動し、減衰効果に関与する。

図１０ａから１０ｆは、図６から９に示されるものと類似のダンパ１を示す。似た部品には同じ参照番号が使用されている。本実施形態のダンパ１は、六つの第１プレート１７と十二の第２プレート１８とを有するが、さらに多くのプレートを有する実施形態が作られてもよい。この説明の明確のために、図１０ａの上部に示される第１プレート１７は上側プレートと呼ばれ、参照番号１７'により表される。同様に、図１０ａの下部に示される第１プレート１７は下側プレートと呼ばれ、参照番号１７''により表される。現実のダンパでは向きが異なってもよい。

図１０ｃには、二つの異なる第２プレートが示される。図の左のプレートは、ボルト１９の寸法にマッチするクリアランスを備えた穴２４を有する。図の右のプレートは、より大きな寸法を有する穴２４ｂを有する。小さい方の穴の大きさを破線で示すことにより、図の右のプレートの穴の寸法を図の左のプレートの穴２４の寸法と比較できる。ダンパ中のこの二つのタイプのプレートの位置が、図１０ｂの上面図中に矢印で示される。

図１０ｄには、第１プレート１７の上側プレート１７'が示される。この図の左側の穴２３ｂは、ダンパを建物の構造部品に接続するブレース（図示せず）への回転接続に適する。プレート１７'は、ボルト１９を介したダンパ１の他の部品（他の第１および第２プレート、摩擦パッドなど）への接続に適する二つの穴２３ａも有する。この第１プレート１７'の位置は、図１０ｂへの矢印により示される。このプレートが三つの上側プレート１７'の真ん中のプレートであることが分かる。

図１０ｅには別の第１プレート１７が示される。これは、上側プレート１７'または下側プレート１７''として使用されてもよい。このプレートも図の左側に示される穴２３ｂを一つ有し、これはダンパを建物の構造部品に接続するブレース（図示せず）への回転接続に適する。このプレートは、ボルト１９を介したダンパ１の他の部品（他の第１および第２プレート、摩擦パッドなど）への接続に適する二つの穴２３ａも有する。図１０ｅの穴２３ａはボルト１９の寸法にマッチするようにほんの微小なクリアランスを備えるように寸法決めされる一方で、図１０ｄの穴２３ａは図１０ｅより大きいという点で、図１０ｅのプレートは図１０ｄのプレートと異なる。これが破線により図１０ｄに示される。破線は、図１０ｅの対応する穴の大きさを示す。図１０ｅのこれらの穴２３ａの大きさは、図１０ｃの左の第２プレートの穴２４と同じである。

図１０ｄおよび１０ｅのプレートは、ブレース接続用の穴２３ｂが図１０ｄのプレートの方が図１０ｅのプレートより大きいという点でも異なる。ここでも大きさの差が図１０ｄの破線により示される。図１０ｂへの矢印が、図１０ｅのタイプの四つのプレートの位置を示す。

第１プレート１７の第三のタイプが、図１０ｆに示される。これは下側プレート１７''として用いられるものである。このプレートは、図１０ｅに示されるプレートと同じ大きさの、ブレース接続用の穴２３ｂと、破線により示されるように図１０ｅの類似の穴よりも大きい穴２３ａとを有する。図１０ｂへの矢印が、図１０ｆのタイプの一つのプレートの位置を示す。

したがって、図１０ａおよび１０ｂに示されるダンパは、三つの上側第１プレート１７'を有し、その真ん中のプレートは図１０ｃのタイプであり、他の二つは図１０ｅのタイプである。さらに、図１０ａおよび１０ｂに示されるダンパは、三つの下側第１プレート１７''を有し、その真ん中のプレートは図１０ｆのタイプであり、他の二つは図１０ｅのタイプである。これにより、ダンパは、上述の実施形態と類似の仕方で、ダンパが設置された建物における様々な規模の移動を消散させるのに適する。

図１０ａから１０ｆで説明したダンパの実施形態には、摩擦を低減するために構成されたパッド５０の組がさらに提供されてもよい。このようなパッド５０は、例えばテフロン（登録商標）またはその他の類似の材料で形成されてもよい。それらは、ボールタイプのベアリングにより構築されてもよい。パッド５０は、拡大穴２３ａ、２３ｂ、２４を有するプレートのさらなるあそびを可能にするために第１および第２プレート１７、１８の層に設けられる、上記参照。

したがって図１０ｂにおいては、ダンパ１は（各ボルト１９につき）図の上から下に見て次のようなプレート１７、１８の積み重ねにより構築されてもよい。ボルト、ディスクスプリングおよびワッシャの後、図１０ｃの左側のタイプの第２プレートが設けられる。それから図１０ｅのタイプの第１プレート１７が設けられる。それから図１０ｃの左側のタイプの第２プレート１８が設けられる。それから摩擦低減パッド５０が設けられる。それから図１０ｃの右側のタイプの、すなわち拡大穴２４を有する第２プレート１８が設けられる。それから図１０ｄのタイプの、すなわち拡大穴２３ａ、２３ｂを有する上側第１プレート１７'が設けられる（図示されないが、下側層１７''には図１０ｆのタイプの第１下側プレート１７''もありうる）。それから図１０ｃの右側のタイプの、すなわち拡大穴２４を有する別の第２プレート１８が設けられる。それから摩擦低減パッド５０が設けられる。それから図１０ｃの左側のタイプの第２プレート１８が設けられる。それから図１０ｅのタイプの第１プレート１７が設けられる。それから図１０ｃの左側のタイプの第２プレートが設けられる。これにより、直径が増加させられた穴を有するプレートが真ん中に位置し、摩擦低減パッド５０に取り囲まれており、これによりそれらを取り囲むプレートとは別の滑り公差が許容される。上の図６から９で説明した実施形態で説明されるように、第１および第２プレート１７、１８の各々の間に摩擦パッドが設けられる。

本開示の教示には多数の利点がある。様々な実施形態または実施態様から、以下の利点の一つ以上がもたらされてもよい。これは網羅的なリストではなく、本明細書に記載されていない他の利点がありうる点に留意する必要がある。本開示の教示の一つの利点は、さらされる移動の規模によって変化する特性またはインピーダンスを有するパッシブダンパを提供することである。特定のニーズに容易に適応させうるダンパを提供することが、もう一つの利点である。

本記載において用いられるところの「クリアランス」という用語は、嵌合構成要素間のクリアランスを意味し、嵌合構成要素間で可能な運動の量を規定する。「クリアランス」という用語はバックラッシュまたはあそびと類似するが、本記載の文脈においては、記載されるクリアランスは望ましいものであるため、この用語はマイナスの意味を有しない。

本出願の教示が説明の目的で詳述されているが、このような詳細は説明のみを目的とし、本出願の教示の範囲を逸脱することなく当業者により変更されてもよいことを理解されたい。

特許請求の範囲において用いられるところの「含む」や「備える」という用語は、他の要素またはステップを除外しない。特許請求の範囲において用いられる単数形の用語は、その複数形を除外しない。単一のプロセッサまたはその他のユニットが、特許請求の範囲に挙げられるいくつかの手段の機能を果たしてもよい。

Claims (9)

1. 構造物に接続され、前記構造物の部材（２，３）間の相対移動を減衰させるパッシブダンパ（１）であって、
   平行配置されたプレート（７ａ）の、少なくとも第１組（７）と；
   平行配置されたプレート（８ｂ，８ｃ，８ｄ）の第２組（８）と；
   前記第２組（８）のプレートの各々に設けられる接続穴であって、前記第２組のプレート（８）を前記部材（２，３）の一つに接続するために接続ピン（６）を受け入れるための接続穴と；
   を備え、
   前記第１組（７）のプレートと前記第２組（８）のプレートとは、前記プレート（７ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）間に減衰パッドを挟んで回転ジョイントで交互に重なり合い、前記回転ジョイントは、前記プレート（７ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）の開口部（１５）を通して挿入されるピンまたはボルト（９）を有し；
   前記第２組（８）のプレートから選択されたプレート（８ｃ，８ｄ）の前記接続穴（１４ｃ，１４ｄ）は、前記選択されたプレート（８ｃ，８ｄ）が前記ダンパ（１）の減衰作用に関与することなく、前記接続ピン（６）が前記選択されたプレート（８ｃ，８ｄ）の前記接続穴（１４ｃ，１４ｄ）内で所定量移動できるように、前記接続ピン（６）に所定量のクリアランスを提供するべく形成および寸法決めされることを特徴とする；
   ダンパ。
2. 前記選択されたもの以外のプレート（８ｂ）の前記接続穴（１４ｂ）の形状および大きさは、該接続穴（１４ｂ）と前記接続ピン（６）との間にクリアランスをほぼ有しないように、前記接続ピン（６）の横断面の形状および大きさに対して寸法決めされる、請求項１に記載のダンパ。
3. 前記選択されたプレート（８ｃ，８ｄ）の接続穴（１４ｃ，１４ｄ）の形状および大きさは、該接続穴（１４ｃ，１４ｄ）と前記接続ピン（６）との間に第１相当量のクリアランスを設ける第１量を有するように、前記接続ピン（６）の横断面の形状および大きさに対して寸法決めされる、請求項１または２に記載のダンパ。
4. 前記選択されたもの以外のプレート（８ｂ）は、前記一部材の任意の移動振幅で前記一部材とともに移動し、前記選択されたプレートは、前記一部材の移動量が該当の前記接続穴（１４ｃ，１４ｄ）と前記接続ピン（６）との間のクリアランスを超える場合にのみ前記一部材とともに移動する、請求項１から３のいずれかに記載のダンパ。
5. 前記選択されたプレートの前記接続穴（１４ｃ，１４ｄ）は細長い輪郭または形状を有する、請求項１から４のいずれかに記載のダンパ。
6. 前記選択されたプレート（８ｃ，８ｄ）の中で更に選択されたプレート（８ｄ）の前記接続穴（１４ｄ）の形状および大きさであって、前記接続ピン（６）の横断面の形状および大きさに対する形状および大きさは、該接続穴（１４ｄ）と前記接続ピン（６）との間のクリアランスの大きさが前記第１相当量より大きいようにされている、請求項３に記載のダンパ。
7. 前記複数の減衰パッドのうちの第１のパッド（１５ａ）は、第１有効接触面積サイズを有し、前記複数の減衰パッドのうちの第２のパッド（１５ｂ）は、前記第１接触面積サイズと異なる第２有効接触面積サイズを有する請求項１から６のいずれかに記載のダンパ（１）。
8. 前記複数の減衰パッド（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）は中心穴を有するディスク形状であり、その外径部および／または内径部の差によって前記有効接触面積に差がある、請求項７に記載のダンパ（１）。
9. 構造物に接続され、前記構造物の部材（２，３）間の相対移動を減衰させるパッシブダンパ（１）であって、
   第１組の平行配置されたプレート（１７）と、
   第２組の平行配置されたプレート（１８）と、
   を備え、
   前記第１組のプレートと前記第２組のプレートとが、前記プレート（１７，１８）間に減衰パッド（２５）を挟んで回転ジョイントで交互に重なり合い、前記回転ジョイントは、前記プレート（１７，１８）の開口部（２４）を通して挿入されるピンまたはボルト（１９）を備え、
   前記プレートから選択されたプレート（１８）の開口部（２４ａ）は、前記選択されたプレート（１８）が減衰作用に関与することなく、前記ピンまたはボルト（１９）が前記口（２４ａ）内で所定量移動できるように前記ピンまたはボルト（１９）に所定量のクリアランスを提供するべく形成および寸法決めされることを特徴とする；
   ダンパ（１）。

Images