JP6971895B2 - 連結装置 - Google Patents

Description

この発明は、連結装置に関する。

免震装置は、地盤と構造物との間に介装されるボールアイソレータや積層ゴム等といった免震支承装置を備え、構造物を地盤に対して変位可能に支持しており、地震動の構造物への伝達を絶縁するようになっている。免震装置には、上記のような免震支承装置の他に、地盤と構造物との間に介装される免震用ダンパを備える場合があり、構造物の振動を免震用ダンパが発生する減衰力で減衰させて構造物の振動を抑制するようになっている。

免震装置は、地震が発生した場合に緩衝器の減衰力が小さければ小さいほど、地盤の振動は建物へ伝達しにくくなり、高い振動絶縁性を確保できる。しかしながら、構造物が地盤に対して大きな振幅で変位するような大規模地震動に対しては、免震用ダンパが発生する減衰力によって構造物の変位を抑制して、免震支承装置からの構造物の脱落や構造物の擁壁への衝突を回避する必要がある。

よって、免震装置では、小振幅の振動に対しては免震支承装置の振動絶縁性を阻害しないように免震用ダンパに減衰力を発揮させず、大振幅の振動に対しては免震用ダンパに積極的に減衰力を発揮させるのが好ましい。

このような要求に応えるべく、地盤と免震用ダンパとを連結する連結装置が提案されている。この連結装置は、通常時では地盤と免震用ダンパとを連結せず、構造物の地盤に対する振幅が大きくなると、ロックピンで免震用ダンパと地盤とを連結して免震用ダンパを有効に機能させるようになっている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１３−８７８５３号公報

このような連結装置を利用すれば、免震支承装置の振動絶縁性を損なうことなく大規模地震に対して免震用ダンパの減衰力の発揮で構造物の変位を抑制できる。しかしながら、大規模地震の発生によって免震用ダンパを地盤に固定する機構が必要で、一度、大規模地震が発生して免震用ダンパと地盤とが連結された状態となると、ロックピンを抜かなければ免震用ダンパと地盤との連結を解除できない。よって、その後の小規模地震に対して振動絶縁性を担保できない。

そのため、大規模地震が終息した後にロックピンを引き抜くメンテナンス作業が必要であり、このメンテナンス作業を手動で行う場合には作業負担が大きく、また、電動で行う場合にはロックピンを駆動する駆動装置と制御装置が必要でシステムが高価となってしまう。

そこで、本発明は、大規模地震発生後のメンテナンス作業が不要でコストの増大を招かずに、小規模地震に対してはダンパに減衰力を発揮させず大規模地震に対してはダンパに減衰力を発揮させる連結装置の提供を目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の連結装置は、ロッドと、ロッドに設けられた伸側ストッパと、前記伸側ストッパに対して軸方向に離間して前記ロッドに設けられる縮側ストッパと、前記伸側ストッパに対向するとともに前記ロッドの挿通を許容する伸側軸受を有する伸側対向部材と、前記伸側対向部材から前記ロッドの軸方向に離間した位置に設けられて前記縮側ストッパに対向するとともに前記ロッドの挿通を許容する縮側軸受を有する縮側対向部材とを具備し、ロッドに対してロッドの軸方向への移動が可能であって伸側ストッパに当接すると伸長方向の移動が規制され、前記縮側ストッパに当接すると収縮方向への移動が規制されるストッパ対向部材と、前記ロッドの外周に摺動自在に装着されるとともに前記伸側軸受に軸方向移動可能に挿入される伸側ブッシュと、前記ロッドの外周に摺動自在に装着されるとともに前記縮側軸受に軸方向移動可能に挿入される縮側ブッシュと、前記伸側ブッシュに設けられて前記伸側対向部材に当接すると前記縮側ブッシュから離間する方向への前記伸側ブッシュの移動を規制する伸側ブッシュ規制部と、前記縮側ブッシュに設けられて前記縮側対向部材に当接すると前記伸側ブッシュから離間する方向への前記縮側ブッシュの移動を規制する縮側ブッシュ規制部と、前記伸側ブッシュと前記縮側ブッシュとの間に介装されて前記伸側ブッシュと前記縮側ブッシュとを離間させる方向へ付勢してストッパ対向部材をロッドに対して中立位置へ位置決める中立復帰ばねと、ロッド或いはストッパ対向部材をダンパに取付ける取付部とを備え、前記ロッドの前記ストッパ対向部材に対する軸方向の移動が前記伸側対向部材と前記縮側対向部材により案内される。このように構成された連結装置は、小振幅の振動に対しては地盤の構造物に対する変位を吸収してダンパを伸縮させないので、ダンパに減衰力を発揮させず、大振幅の振動に対してはダンパを伸縮せしめてダンパに減衰力を発揮させる。また、連結装置は、中立復帰ばねを備えており、地震発生後に自動的にストッパ対向部材が中立位置に復帰するので、地震発生後にストッパ対向部材を中立位置へ手動で移動させる必要がない。このように、本発明の連結装置は、大規模地震の発生によってダンパを地盤に固定する機構を備えておらず、大規模地震が発生した後も何ら作業をせずとも小規模地震の入力に対して減衰力を発揮しない状態を維持できる。

また、ストッパ対向部材が、伸側ストッパに対向する伸側対向部材と、伸側対向部材からロッドの軸方向に離間した位置に設けられて縮側ストッパに対向する縮側対向部材とを有して、ロッドが伸側対向部材と縮側対向部材によりストッパ対向部材に対して軸方向移動が案内されるので、ロッドが軸ぶれせずに円滑にストッパ対向部材に対して軸方向へ相対移動できる。

加えてこのように構成された連結装置では、伸側ブッシュおよび縮側ブッシュが中立復帰ばねとともにストッパ対向部材を中立位置へ位置決めとロッドのストッパ対向部材に対する軸方向移動の案内をする機能のみを担う。したがって、ストッパ対向部材が伸側ストッパ或いは縮側ストッパに当接してダンパを伸縮させる際に、伸側ブッシュおよび縮側ブッシュには大きな荷重が入力されず、変形などの心配がないので、ロッドのストッパ対向部材に対する軸方向の円滑な移動を長期間に亘って保証できる。

さらに、中立復帰ばねがコイルばねであって外径が伸側軸受および縮側軸受よりも小径であり、伸側ブッシュ規制部が軸方向から見て伸側軸受の外径の範囲内に収まる形状とされて伸側軸受に当接すると伸側ブッシュの前記離間方向への移動を規制し、縮側ブッシュ規制部が軸方向から見て縮側軸受の外径の範囲内に収まる形状とされて縮側軸受に当接すると縮側ブッシュの前記離間方向への移動を規制するように連結装置を構成してもよい。このように構成された連結装置は、容易に組立できるとともにブッシュ交換も容易となる。

また、ロッドが並列配置されるとともにストッパ対向部材によって軸方向へ移動が案内される複数の軸を備えて連結装置を構成してもよい。このように構成された連結装置によれば、回り止めを別途設けずにロッドの回り止めが可能となり曲げ剛性が高くなるので強度面でも有利となる。

本発明の連結装置によれば、大規模地震発生後のメンテナンス作業が不要でコストの増大を招かずに、小規模地震に対してはダンパに減衰力を発揮させず大規模地震に対してはダンパに減衰力を発揮させ得る。

ダンパに連結された一実施の形態における連結装置の平面図である。 一実施の形態における連結装置をダンパとともに構造物と地盤との間に介装した状態を示した図である。 一実施の形態における連結装置の拡大断面図である。 一実施の形態における連結装置が最収縮した状態を示した平面図である。 一実施の形態における連結装置が最伸長した状態を示した平面図である。 一実施の形態の一変形例における連結装置の平面図である。

一実施の形態における連結装置Ｊは、図１および図３に示すように、ロッド１と、ロッド１に設けられた伸側ストッパ２および縮側ストッパ３と、ロッド１に対してロッド１の軸方向への移動が可能なストッパ対向部材４と、中立復帰ばね５とを備えて構成されている。

そして、図２に示すように、連結装置Ｊは、構造物Ｓに設けた取付部Ｂｓと地盤Ｇに設けた取付部Ｂｇとの間にダンパＤとともに介装されている。本例では、連結装置Ｊは、構造物Ｓに連結されるダンパＤの一端を地盤Ｇ側の取付部Ｂｇに連結している。また、構造物Ｓと地盤Ｇとの間には、図２に示すように、積層ゴムでなる免震支承装置Ｍが介装されている。なお、免震支承装置Ｍは、積層ゴムの他、ボールアイソレータ等といった地盤Ｇに対する構造物Ｓの相対移動を許容する構造を採用できる。

ダンパＤは、図１に示すように、シリンダ２０と、シリンダ２０内に移動自在に収容されるとともに二つの作動室を区画する図外のピストンと、一端がシリンダ２０内の前記ピストンに連結されるとともに他端がシリンダ２０外へ突出するピストンロッド２１と、シリンダ２０の端部に設けられて取付部Ｂｓに連結されるブラケット２２と、ピストンロッド２１の端部に設けられて連結装置Ｊに連結されるブラケット２３とを備えている。また、ダンパＤは、前記作動室同士を連通する通路に設けた減衰弁を備えており、シリンダ２０に対してピストンロッド２１が相対移動する伸縮時に所定の減衰力を発揮して、構造物Ｓの振動を抑制する。なお、ダンパＤは、伸縮する際に減衰力を発揮できればよいので、内部の構造については公知の種々のダンパ構造を採用できる。したがって、ダンパＤは、ユニフロー型のダンパとされてもよいし、バイフロー型のダンパとされてもよく、内部に設けられる通路、減衰弁等の構造も任意に設計できる。

そして、シリンダ２０の端部に設けられたブラケット２２は、環状のアイ型ブラケットとされており、構造物Ｓに設けた取付部Ｂｓに連結されている。具体的には、ブラケット２２は、取付部Ｂｓに設けられるピンＰｓが挿通される孔を有する球体と球体を抱持する環状の保持環とで構成されている。そして、ダンパＤは、ブラケット２２内に挿通されるピンＰｓを中心として構造物Ｓに対して図２中手前奥行方向（紙面を貫く方向）となる水平横方向と前記球体を中心とした首振り運動が可能となっている。また、ブラケット２３も同様の構成とされており、連結装置Ｊに設けたピンＰｇを中心として連結装置Ｊに対して図２中手前奥行方向（紙面を貫く方向）となる水平横方向とブラケット２３の球体を中心とした首振り運動が可能となっている。

よって、ダンパＤは、伸縮によって構造物Ｓと地盤ＧのダンパＤの軸方向に沿う相対移動を許容するだけでなく、両端がそれぞれ構造物Ｓと地盤Ｇとに水平横方向への揺動と首振り運動可能とされている。

つづいて、連結装置Ｊの各部について説明する。連結装置Ｊは、図１および図３に示すように、図中でダンパＤの軸線を中心として上下に対称な構造となっており、ロッド１と、ロッド１に設けられた伸側ストッパ２および縮側ストッパ３と、ロッド１に対してロッド１の軸方向への移動が可能なストッパ対向部材４と、中立復帰ばね５とを備えて構成されている。

ロッド１は、一対の軸１ａ，１ａを備えている。軸１ａ，１ａは、共に円柱状であって、反ダンパ側端に装着される縮側ストッパ３によって互いに離間した位置に並列配置された状態で連結されている。また、各軸１ａ，１ａのダンパ側端には、それぞれ軸１ａよりも大径の円盤状の伸側ストッパ２が取付られている。

なお、軸１ａ，１ａは、ストッパ対向部材４による軸方向への移動の案内を容易とするため、円柱状或いは円筒状とされるとよいが、外周形状はこれに限られない。

縮側ストッパ３は、プレート状とされて地盤Ｇに設けた取付部Ｂｇに固定的に取付けられており、両端には、ロッド１を構成する軸１ａ，１ａが連結されている。よって、縮側ストッパ３は、本例では、軸１ａ，１ａを連結する役割を果たしている。ロッド１は、三つ以上の軸で構成される場合、縮側ストッパ３は、各軸が並列した状態であって同一円周上で等間隔に配置されるように各軸に連結できる形状とされればよく、たとえば、円盤状等とされればよい。なお、ロッド１は、一つの軸のみで構成されていてもよい。他方の伸側ストッパ２は、本例では、各軸１ａ，１ａよりも大径の円盤状とされているが、形状は任意である。

ストッパ対向部材４は、伸側ストッパ２に対向する伸側対向部材６と、伸側対向部材６からロッド１における軸方向で離間した位置に設けられて縮側ストッパ３に対向する縮側対向部材７と、伸側対向部材６と縮側対向部材７とを連結する連結部８と、伸側対向部材６に設けた取付部としてのブラケット９とを備えて構成されている。

ブラケット９は、ダンパＤのブラケット２３における球体に設けた孔に挿通されるピンＰｇと、ピンＰｇの両端を支持する一対の支持片９ａ，９ａとを備えて構成されている。また、連結装置Ｊの縮側ストッパ３は、地盤Ｇの取付部Ｂｇに固定的に取付けられる。よって、ダンパＤは、連結装置Ｊに設けたピンＰｇを中心として地盤Ｇに対して図２中手前奥行方向（紙面を貫く方向）となる水平横方向とブラケット２３の球体を中心とした首振り運動が可能である。

伸側対向部材６は、縮側対向部材７よりもダンパ側に配置されており、図３に示すように、両端にロッド１の軸１ａ，１ａの挿通を許容する孔６ｂ，６ｂを有するプレート６ａと、プレート６ａの反ダンパ側にそれぞれ重ねられて螺子締結されるとともに内方が孔６ｂに連通される一対の環状のスペーサ６ｃと、プレート６ａのダンパ側にそれぞれ重ねられて螺子締結され内方が孔６ｂに連通される一対の環状の抜け止め６ｄと、プレート６ａの孔６ｂ、スペーサ６ｃおよび抜け止め６ｄ内に嵌合される筒状の伸側軸受６ｅとを備えて構成されている。抜け止め６ｄは、ダンパ側に内周側に突出するフランジを備えており、伸側軸受６ｅのダンパ側への抜けが防止されている。なお、プレート６ａ、スペーサ６ｃおよび抜け止め６ｄは、別部品ではなく一体化した一部品で構成されてもよいが、機械加工で伸側対向部材６を形成する場合に加工が容易となる。

さらに、伸側対向部材６は、抜け止め６ｄに伸側ストッパ２に軸方向で対向するストッパゴム６ｆを備えている。そして、伸側対向部材６は、ロッド１に対して軸方向に図３中で左側であるダンパ側へ変位していくと、やがては、ストッパゴム６ｆが伸側ストッパ２に衝合し、ロッド１の反ダンパ側への移動を規制する。

縮側対向部材７は、伸側対向部材６よりも反ダンパ側に配置されており、図３に示すように、両端にロッド１の軸１ａ，１ａの挿通を許容する孔７ｂ，７ｂを有するプレート７ａと、プレート７ａのダンパ側にそれぞれ重ねられて螺子締結されるとともに内方が孔７ｂに連通される一対の環状のスペーサ７ｃと、プレート７ａの反ダンパ側にそれぞれ重ねられて螺子締結され内方が孔７ｂに連通される一対の環状の抜け止め７ｄと、プレート７ａの孔７ｂ、スペーサ７ｃおよび抜け止め７ｄ内に嵌合される筒状の縮側軸受７ｅとを備えて構成されている。抜け止め７ｄは、ダンパ側に内周側に突出するフランジを備えており、縮側軸受７ｅの反ダンパ側への抜けが防止されている。なお、プレート７ａ、スペーサ７ｃおよび抜け止め７ｄは、別部品ではなく一体化した一部品で構成されてもよいが、機械加工で縮側対向部材７を形成する場合に加工が容易となる。

さらに、縮側対向部材７は、プレート７ａの反ダンパ側に縮側ストッパ３に軸方向で対向するストッパゴム７ｆを備えている。そして、縮側対向部材７は、ロッド１に対して軸方向に図３中で右側である反ダンパ側へ変位していくと、やがては、ストッパゴム７ｆが縮側ストッパ３に衝合してロッド１の反ダンパ側への移動を規制する。なお、本例では、伸側軸受６ｅおよび縮側軸受７ｅの外径は、共に同径とされている。

連結部８は、伸側対向部材６のスペーサ６ｃと縮側対向部材７のスペーサ７ｃとに溶接にて接続されるとともにロッド１の軸１ａの外周を覆う一対のパイプ８ａと、伸側対向部材６のプレート６ａと縮側対向部材７のプレート７ａとパイプ８ａ，８ａに溶接にて接続される十字状の鋼材でなる補強部材８ｂとで構成されている。このように、伸側対向部材６と縮側対向部材７は、連結部８によってロッド１の軸方向にて所定の間隔を空けて一体化されている。また、連結部８がロッド１の軸１ａの外周を覆うパイプ８ａを備えているので、軸１ａの外周に塵や埃の付着が防止されるとともに、伸側対向部材６と縮側対向部材７との間から軸１ａの軸方向移動を円滑にするための潤滑油やグリスの外部への漏洩も防止される。

また、ロッド１の各軸１ａには、それぞれ、筒状の伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１とが摺動自在に装着されている。伸側ブッシュ１０は、軸１ａの縮側ブッシュ１１よりダンパ側に装着されており、軸１ａの外周に摺動自在に装着される筒部１０ａと、筒部１０ａの反ダンパ側となる図３中右端の外周に設けたフランジ状の伸側ブッシュ規制部１０ｂとを備えている。また、伸側ブッシュ１０における筒部１０ａは、伸側対向部材６における伸側軸受６ｅ内に摺動自在に挿入されており、伸側ブッシュ規制部１０ｂは、外径が伸側軸受６ｅの外径より小径となっており伸側対向部材６よりも反ダンパ側に配置されている。そして、伸側ブッシュ規制部１０ｂは、図３中左端が伸側対向部材６における伸側軸受６ｅに当接すると、伸側ブッシュ１０は、伸側対向部材６によって、それ以上、ダンパ側となる図３中左方への移動が規制され、縮側ブッシュ１１からの離間が規制される。伸側ブッシュ規制部１０ｂと伸側軸受６ｅとが接触している際に、伸側軸受６ｅに伸側ブッシュ規制部１０ｂからダンパ側へ押す力が作用しても抜け止め６ｄによって伸側軸受６ｅのダンパ側への抜けが防止される。なお、伸側ブッシュ規制部１０ｂは、伸側ブッシュ１０の前記移動を規制できれば、フランジ状でなくともよく、形状および構造は任意に設計できる。また、伸側ブッシュ１０の内周には、軸１ａの外周に摺接するシールリング１０ｃが装着されており、伸側ブッシュ１０と軸１ａとの間から軸１ａの外周を潤滑する潤滑油あるいはグリスの漏洩が防止される。さらに、伸側軸受６ｅの内周にも伸側ブッシュ１０の外周に摺接するシールリング６ｇが装着されており、伸側軸受６ｅと伸側ブッシュ１０との間から伸側ブッシュ１０の外周を潤滑する潤滑油あるいはグリスの漏洩が防止される。

縮側ブッシュ１１は、軸１ａの伸側ブッシュ１０より反ダンパ側に装着されており、軸１ａの外周に摺動自在に装着される筒部１１ａと、筒部１１ａのダンパ側となる図３中左端の外周に設けたフランジ状の縮側ブッシュ規制部１１ｂとを備えている。また、縮側ブッシュ１１における筒部１１ａは、縮側対向部材７における縮側軸受７ｅ内に摺動自在に挿入されており、縮側ブッシュ規制部１１ｂは、外径が縮側軸受７ｅの外径より小径となっており縮側対向部材７よりもダンパ側に配置されている。そして、縮側ブッシュ規制部１１ｂの図３中右端が縮側対向部材７における縮側軸受７ｅに当接すると、縮側ブッシュ１１は、縮側対向部材７によって、それ以上、ダンパ側への移動が規制され、伸側ブッシュ１０からの離間が規制される。縮側ブッシュ規制部１１ｂと縮側軸受７ｅとが接触している際に、縮側軸受７ｅに縮側ブッシュ規制部１１ｂから反ダンパ側へ押す力が作用しても抜け止め７ｄによって縮側軸受７ｅの反ダンパ側への抜けが防止される。なお、縮側ブッシュ規制部１１ｂは、縮側ブッシュ１１の前記移動を規制できれば、フランジ状でなくともよく、形状および構造は任意に設計できる。また、縮側ブッシュ１１の内周には、軸１ａの外周に摺接するシールリング１１ｃが装着されており、縮側ブッシュ１１と軸１ａとの間から軸１ａの外周を潤滑する潤滑油あるいはグリスの漏洩が防止される。さらに、縮側軸受７ｅの内周にも縮側ブッシュ１１の外周に摺接するシールリング７ｇが装着されており、縮側軸受７ｅと縮側ブッシュ１１との間から縮側ブッシュ１１の外周を潤滑する潤滑油あるいはグリスの漏洩が防止される。

このように、伸側ブッシュ１０が伸側対向部材６の伸側軸受６ｅ内に摺動自在に挿入され、縮側ブッシュ１１が縮側対向部材７の縮側軸受７ｅ内に摺動自在に挿入される。

さらに、ロッド１における軸１ａが伸側ブッシュ１０および縮側ブッシュ１１内に摺動自在に挿入されている。よって、ロッド１は、ストッパ対向部材４によって軸方向の移動が案内されてストッパ対向部材４に対して軸方向へ相対移動できる。また、本例では、ストッパ対向部材４が伸側対向部材６と伸側対向部材６から軸方向に離間した縮側対向部材７を備えて両者でロッド１の軸方向の移動を案内するので、ロッド１とストッパ対向部材４は、互いに軸ぶれせずに円滑に軸方向へ相対移動できる。なお、軸１ａの設置数に応じて、ストッパ対向部材４を構成する伸側対向部材６および縮側対向部材７にそれぞれ対応する数の軸受６ｅ，７ｅ或いは軸１ａの挿通を許容する孔を設ければよい。

さらに、本例では、ロッド１が複数の軸１ａで構成されて、ストッパ対向部材４によって軸方向移動が案内されるとともに回り止めされるので、ロッド１の回転が阻止される。

そして、軸１ａの外周であって伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１との間には中立復帰ばね５が介装されている。中立復帰ばね５は、本例では、コイルばねとされており、伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１とを離間させる方向へ付勢している。また、中立復帰ばね５は、外径が伸側軸受６ｅおよび縮側軸受７ｅよりも小径とされている。なお、中立復帰ばね５の付勢力は、ロッド１のストッパ対向部材４に対する軸方向の相対移動を妨げる摩擦力と、ダンパＤが自身の伸縮を妨げる摩擦力との合力よりも大きくしてある。本例では、軸１ａと伸側ブッシュ１０との間、伸側ブッシュ１０と伸側対向部材６との間、軸１ａと縮側ブッシュ１１との間、縮側ブッシュ１１と縮側対向部材７との間のそれぞれで摩擦が発生する。また、シリンダ２０に対してピストンロッド２１が出入りする際にも、図示はしないが、ピストンロッド２１を軸支するロッドガイドとの間やピストンとピストンが摺接して作動室を形成する部品との間で摩擦が発生する。よって、中立復帰ばね５の付勢力は、前記各所で生じる摩擦力を考慮して設定される。

ここで、伸側ブッシュ規制部１０ｂを伸側対向部材６に当接させるとともに、縮側ブッシュ規制部１１ｂを縮側対向部材７に当接させると、筒部１０ａの図３中左端が伸側ストッパ２に当接し、筒部１１ａの図３中右端が縮側ストッパ３に当接するようになっている。そして、伸側ブッシュ規制部１０ｂを伸側対向部材６に当接させるとともに縮側ブッシュ規制部１１ｂを縮側対向部材７に当接させると、ストッパ対向部材４を伸側ストッパ２と縮側ストッパ３との間の中立位置に位置決めできるようになっている。ストッパ対向部材４が中立位置に位置決めされると、前記中立位置から伸側対向部材６と伸側ストッパ２とが接触するまでの距離と、前記中立位置から縮側対向部材７と縮側ストッパ３とが接触するまでの距離とが等しくなる。つまり、両ブッシュ１０，１１を最大限離間させるとストッパ対向部材４をストローク中心である中立位置へ位置決めできる。

そして、中立復帰ばね５を伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１との間に介装すると、伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１とが離間する方向へ付勢される。さらに、中立復帰ばね５の付勢力は、前述のように設定されている。そのため、中立復帰ばね５は、弾発力を発揮して、伸側ブッシュ１０を伸側ブッシュ規制部１０ｂが伸側対向部材６に当接する位置へ位置決め、縮側ブッシュ１１を縮側ブッシュ規制部１１ｂが縮側対向部材７に当接する位置へ位置決める。よって、中立復帰ばね５は、ストッパ対向部材４を伸側ストッパ２と縮側ストッパ３との間で、ストローク中心である中立位置へ位置決めできる。なお、中立復帰ばね５は、伸側ブッシュ規制部１０ｂが伸側軸受６ｅに接触中は伸側軸受６ｅを抜け止め６ｄに向けて付勢し、縮側ブッシュ規制部１１ｂが縮側軸受７ｅに接触中は縮側軸受７ｅを抜け止め７ｄに向けて付勢する。よって、伸側軸受６ｅの反ダンパ側への抜け止めと縮側軸受７ｅのダンパ側への抜け止めを設けなくとも不都合はないが、このような抜け止めを設けてもよい。

このように構成された連結装置Ｊは、以下のように作動する。まず、地震動によって地盤Ｇ側から連結装置Ｊのロッド１を図３中右方へ移動させる振動が入力される場合について説明する。振動の振幅が小さく、ストッパ対向部材４における縮側対向部材７が縮側ストッパ３に当接しない場合、ロッド１に対してストッパ対向部材４に対するダンパ側への移動が許容される。このような状況では、連結装置Ｊは、ロッド１がストッパ対向部材４に対して移動するため収縮でき、地盤Ｇの構造物Ｓに対する変位を吸収するので、ダンパＤ側へ振動が入力されない。よって、ダンパＤは、減衰力を発揮せず、連結装置Ｊが中立復帰ばね５の圧縮による反力を発揮するのみとなる。

図４に示すように、入力振動の振幅が大きく、ストッパ対向部材４における縮側対向部材７が縮側ストッパ３に当接すると、ロッド１のストッパ対向部材４に対するダンパ側への移動が規制される。ストッパ対向部材４から見れば、ロッド１に対して連結装置Ｊの収縮方向への移動が規制される。このように縮側対向部材７が縮側ストッパ３に当接してからさらに、ロッド１がダンパ側へ変位しようとするとストッパ対向部材４もロッド１と共に変位するので、ダンパＤが押し縮められて減衰力を発揮するようになる。なお、ブラケット９或いはダンパＤのブラケット２３は、ダンパＤの揺動および首振り運動の可動範囲を制限するようになっており、ダンパＤが最収縮して揺動および首振り運動しても伸側ストッパ２がシリンダ２０と接触しないように配慮されている。

他方、地震動によって地盤Ｇ側から連結装置Ｊのロッド１を図１中左方へ移動させる振動が入力される場合について説明する。振動の振幅が小さく、ストッパ対向部材４における伸側対向部材６が伸側ストッパ２に当接しない場合、ロッド１のストッパ対向部材４に対する反ダンパ側への移動が許容される。このような状況では、連結装置Ｊは、ロッド１がストッパ対向部材４に対して移動して伸長でき、地盤Ｇの構造物Ｓに対する変位を吸収するので、ダンパＤ側へ振動が入力されない。よって、ダンパＤは、減衰力を発揮せず、連結装置Ｊが中立復帰ばね５の圧縮による反力を発揮するのみとなる。

図５に示すように、入力振動の振幅が大きく、ストッパ対向部材４における伸側対向部材６が伸側ストッパ２に当接すると、ロッド１のストッパ対向部材４に対する反ダンパ側への移動が規制される。ストッパ対向部材４から見れば、ロッド１に対して連結装置Ｊの伸長方向への移動が規制される。このように伸側対向部材６が伸側ストッパ２に当接してからさらに、ロッド１が反ダンパ側へ変位しようとするとストッパ対向部材４もロッド１と共に変位するので、ダンパＤが引き伸ばされて減衰力を発揮するようになる。

このように本発明の連結装置Ｊは、小振幅の振動に対しては地盤Ｇの構造物Ｓに対する変位を吸収してダンパＤを伸縮させないので、ダンパＤに減衰力を発揮させず、大振幅の振動に対してはダンパＤを伸縮せしめてダンパＤに減衰力を発揮させる。したがって、本発明の連結装置Ｊによれば、小規模地震に対してはダンパＤに減衰力を発揮させず免震支承装置Ｍの振動絶縁性を阻害せず、大規模地震に対してはダンパＤに減衰力を発揮させて構造物Ｓの地盤Ｇに対する変位を抑制して構造物Ｓの免震支承装置Ｍからの脱落や擁壁への衝突を回避できる。

さらに、本例の連結装置Ｊでは、ストッパ対向部材４を伸側ストッパ２と縮側ストッパ３の間であって中立位置に位置決める中立復帰ばね５を備えているので、地震発生後に自動的にストッパ対向部材４が中立位置に復帰する。よって、地震発生後にストッパ対向部材４を中立位置へ手動で移動させる必要がない。また、ストッパ対向部材４が中立位置から偏心した位置に停止して、そのままの状態となって小振幅の振動の入力でダンパＤが減衰力を発揮してしまう危惧もない。したがって、小規模地震の入力時にダンパＤの減衰力の発揮を効果的に防止できる。

そして、本発明の連結装置Ｊは、大規模地震の発生によってダンパＤを地盤Ｇに固定する機構を備えておらず、大規模地震が発生した後も何ら作業をせずとも小規模地震の入力に対して減衰力を発揮しない状態を維持できる。よって、大規模地震終息後に固定を解除するメンテナンス作業が不要であり、地震の発生を検知して電動でダンパＤに減衰力を発揮させるシステムも要しない。

以上より、本発明の連結装置Ｊによれば、大規模地震発生後のメンテナンス作業が不要でコストの増大を招かずに、小規模地震に対してはダンパＤに減衰力を発揮させず大規模地震に対してはダンパＤに減衰力を発揮させ得る。

また、連結装置Ｊは、機構がシンプルであるから点検も容易である。さらに、連結装置Ｊは、通常のダンパＤに取付け可能であるから既存の構造物Ｓの耐震改修にも利用できる。そしてさらに、連結装置Ｊは、電力の供給を受けずに動作可能であるから、電力供給が必要な連結装置に比較して、ランニングコストが低いだけでなく作動信頼性も高くなる。

なお、本例では、連結装置Ｊに縮側ストッパ３を設けているが、ロッド１の軸１ａを直接に地盤Ｇに設けた取付部Ｂｇに取付けて、ロッド１がダンパＤ側へ変位した際に縮側対向部材７を取付部Ｂｇに当接させてロッド１のストッパ対向部材４に対するダンパ側への変位を規制してもよい。つまり、取付部Ｂｇを縮側ストッパとして利用してもよく、その場合、縮側ストッパ３を省略してもよい。なお、連結装置Ｊは、縮側ストッパ３を備える場合、ストッパ対向部材４に設けていたブラケット９を縮側ストッパ３に設けてロッド１をダンパＤに連結し、取付部Ｂｇを介してストッパ対向部材４を地盤Ｇに取付けるようにしてもよい。つまり、取付部は、ストッパ対向部材４をダンパＤへ取付けるように設置されてもよいし、ロッド１をダンパＤへ取付けるように設置されてもよい。

なお、本例の連結装置Ｊでは、ストッパ対向部材４は、伸側対向部材６と縮側対向部材７と連結部８を備えて構成されているが、図６に示すように、一つの対向部材１５を伸側ストッパ２と縮側ストッパ３の双方に対向させるようにしてもよい。この場合、中立復帰ばね１６，１７は、伸側ストッパ２の端部に設けたフランジ状のばね受２ａと対向部材１５との間と、縮側ストッパ３に設けた環状凹部３ａと対向部材１５との間とに設ければよい。また、ブラケット９は、対向部材１５に直接装着すればよいが、長さが足りない場合には対向部材１５に取付軸を設けて取付軸を介して装着すればよい。このようにしても、ストッパ対向部材４における対向部材１５が伸側ストッパ２と当接するとロッド１のストッパ対向部材４に対する反ダンパ側への移動を規制できる。また、対向部材１５が縮側ストッパ３と当接するとロッド１のストッパ対向部材４に対するダンパ側への移動を規制できる。よって、このように構成された連結装置Ｊにあっても本発明の効果を発揮できる。また、伸側ストッパ２と縮側ストッパ３とは、同一軸線上に並べて配置されずとも良く、伸側ストッパ２とストッパ対向部材４との当接によりロッド１のストッパ対向部材４に対する反ダンパ側への移動を規制でき、縮側ストッパ３とストッパ対向部材４との当接によりロッド１のストッパ対向部材４に対するダンパ側への移動を規制できればよい。

さらに、本例の連結装置Ｊでは、伸側ストッパ２に対向する伸側対向部材６と、伸側対向部材６からロッド１の軸方向に離間した位置に設けられて縮側ストッパ３に対向する縮側対向部材７とを有し、ロッド１が伸側対向部材６と縮側対向部材７により二点支持されてロッド１のストッパ対向部材４に対する軸方向移動が案内される。このように連結装置Ｊが構成されると、ロッド１は軸ぶれせずに円滑にストッパ対向部材４に対して軸方向へ相対移動できる。

そして、本例の連結装置Ｊは、伸側対向部材６がロッド１の挿通を許容する伸側軸受６ｅを有し、縮側対向部材７がロッド１の挿通を許容する縮側軸受７ｅを有し、ロッド１の外周に摺動自在に装着されるとともに伸側軸受６ｅに軸方向移動可能に挿入されて伸側ブッシュ規制部１０ｂを有する伸側ブッシュ１０と、ロッド１の外周に摺動自在に装着されるとともに縮側軸受７ｅに軸方向移動可能に挿入されて縮側ブッシュ規制部１１ｂを有する縮側ブッシュ１１と、伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１との間に介装される中立復帰ばね５とを備えている。このように連結装置Ｊが構成されると、伸側ブッシュ１０および縮側ブッシュ１１は、中立復帰ばね５とともにストッパ対向部材４を中立位置へ位置決めとロッド１のストッパ対向部材４に対する軸方向移動の案内をする機能のみを担う。したがって、ストッパ対向部材４が伸側ストッパ２或いは縮側ストッパ３に当接してダンパＤを伸縮させる際に、伸側ブッシュ１０および縮側ブッシュ１１には大きな荷重が入力されず、変形などの心配がないので、ロッド１のストッパ対向部材４に対する軸方向の円滑な移動を長期間に亘って保証できる。

また、伸側軸受６ｅおよび縮側軸受７ｅを用いているので、長期間の使用によって摩耗しても各軸受６ｅ，７ｅの交換により連結装置Ｊの初期機能を取り戻せる。さらに、各軸受６ｅ，７ｅを用いると伸側対向部材６および縮側対向部材７のプレート６ａ，７ａ、スペーサ６ｃ，７ｃおよび抜け止め６ｄ，７ｄの軸受６ｅ，７ｅを保持する内周面を滑らかにする加工が不要になる。なお、前記内周面に前記加工を施して軸受６ｅ，７ｅを廃止して、伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１を直接にプレート６ａ，７ａ、スペーサ６ｃ，７ｃおよび抜け止め６ｄ，７ｄの内周面に摺接させてもよい。

また、本例の連結装置Ｊでは、中立復帰ばね５がコイルばねであって外径が伸側軸受６ｅおよび縮側軸受７ｅよりも小径であって、伸側ブッシュ１０における伸側ブッシュ規制部１０ｂは、伸側軸受６ｅの外径よりも小径とされており、伸側軸受６ｅに当接するとそれ以上の伸側ブッシュ１０の縮側ブッシュ１１から離間を規制し、縮側ブッシュ１１における縮側ブッシュ規制部１１ｂは、縮側軸受７ｅの外径よりも小径とされており、縮側軸受７ｅに当接するとそれ以上の縮側ブッシュ１１の伸側ブッシュ１０から離間を規制する。このように連結装置Ｊが構成されると、ロッド１の軸１ａにそれぞれ伸側ストッパ２、伸側ブッシュ１０、縮側ブッシュ１１、伸側軸受６ｅ、縮側軸受７ｅおよび中立復帰ばね５を装着したアッセンブリ化して、予め組立てておいたストッパ対向部材４へ組付けできるようになる。具体的には、伸側対向部材６については抜け止め６ｄを組付けておき、アッセンブリ化された軸１ａをそれぞれ縮側対向部材７の孔７ｂ、伸側対向部材６の孔６ｂの順に挿通する。このアッセンブリ化された軸１ａの最大外径は伸側軸受６ｅと圧側軸受７ｅの外径となるので、アッセンブリ化された軸１ａの縮側対向部材７の孔７ｂおよび伸側対向部材６の孔６ｂへの挿通が可能となる。そして、このようにアッセンブリ化された軸１ａの縮側対向部材７の孔７ｂおよび伸側対向部材６の孔６ｂへの挿通の後、縮側対向部材７のプレート７ａに抜け止め７ｄを取付け、さらに、縮側ストッパ３に組付すれば連結装置Ｊを組立できる。このように軸１ａに装着される前記各部品を軸１ａにアッセンブリ化でき、予め抜け止め６ｄを除き、伸側対向部材６、縮側対向部材７、連結部８およびブラケット９を組み立てておいたストッパ対向部材４に組付可能となるので、連結装置Ｊを容易に組立できる。また、伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１の交換も容易となる。なお、本例では、伸側軸受６ｅの外径が縮側軸受７ｅの外径が同径であるので、抜け止め６ｄの代わりに抜け止め７ｄを後から組付けるようにして、アッセンブリ化された軸１ａを縮側対向部材７の孔７ｂから挿通して伸側対向部材６の孔６ｂへ挿通する手順も採用できる。アッセンブリ化された軸１ａの両方向からの組付が不要であれば、伸側軸受６ｅと圧側軸受７ｅの外径を必ずしも同径とする必要はないが、同径に設定すると両方向からの組付が可能となるともに、誤組立の防止も可能となる。

また、本例では、伸側ブッシュ規制部１０ｂがフランジ状であって外径が伸側軸受６ｅの外径より小径で、縮側ブッシュ規制部１１ｂがフランジ状であって外径が縮側軸受７ｅの外径より小径とされている。組立および伸側ブッシュ１０と縮側ブッシュ１１の交換を容易にするには、伸側ブッシュ規制部１０ｂが軸方向から見て伸側軸受６ｅの外径の範囲内に収まる形状であり、縮側ブッシュ規制部１１ｂが軸方向から見て縮側軸受７ｅの外径の範囲内に収まる形状とされればよい。

さらに、本例の連結装置Ｊでは、ロッド１が列配置されるとともにストッパ対向部材４によって軸方向へ移動が案内される複数の軸１ａを備えているので、ロッド１が回り止めされてロッド１の軸周りの回転が阻止され、別途に回り止めを設ける必要が無くなる。また、連結装置Ｊに曲げ荷重が作用しても、ロッド１が複数の軸１ａで構成されているので、高い曲げ剛性を発揮でき強度面でも有利となる。

また、本例の連結装置Ｊでは、ストッパゴム６ｆ，７ｆを備えており、これらストッパゴム６ｆ，７ｆが外部からアクセスしやすい箇所に設けられていて交換が容易であるから、連結装置Ｊの最伸長時と最収縮時の剛性調整も容易となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、および変更が可能である。

１・・・ロッド、１ａ・・・軸、２・・・伸側ストッパ、３・・・縮側ストッパ、４・・・ストッパ対向部材、５・・・中立復帰ばね、６・・・伸側対向部材、６ｅ・・・伸側軸受、７・・・縮側対向部材、７ｅ・・・縮側軸受、９・・・ブラケット（取付部）、１０・・・伸側ブッシュ、１０ｂ・・・伸側ブッシュ規制部、１１・・・縮側ブッシュ、１１ｂ・・・縮側ブッシュ規制部、Ｊ・・・連結装置

Claims (3)

1. ロッドと、
   前記ロッドに設けられた伸側ストッパと、
   前記伸側ストッパに対して軸方向に離間して前記ロッドに設けられる縮側ストッパと、
   前記伸側ストッパに対向するとともに前記ロッドの挿通を許容する伸側軸受を有する伸側対向部材と、前記伸側対向部材から前記ロッドの軸方向に離間した位置に設けられて前記縮側ストッパに対向するとともに前記ロッドの挿通を許容する縮側軸受を有する縮側対向部材とを具備し、前記ロッドに対して前記ロッドの軸方向への移動が可能であって、前記伸側ストッパに当接すると伸長方向の移動が規制され、前記縮側ストッパに当接すると収縮方向への移動が規制されるストッパ対向部材と、
   前記ロッドの外周に摺動自在に装着されるとともに前記伸側軸受に軸方向移動可能に挿入される伸側ブッシュと、
   前記ロッドの外周に摺動自在に装着されるとともに前記縮側軸受に軸方向移動可能に挿入される縮側ブッシュと、
   前記伸側ブッシュに設けられて前記伸側対向部材に当接すると前記縮側ブッシュから離間する方向への前記伸側ブッシュの移動を規制する伸側ブッシュ規制部と、
   前記縮側ブッシュに設けられて前記縮側対向部材に当接すると前記伸側ブッシュから離間する方向への前記縮側ブッシュの移動を規制する縮側ブッシュ規制部と、
   前記伸側ブッシュと前記縮側ブッシュとの間に介装されて前記伸側ブッシュと前記縮側ブッシュとを離間させる方向へ付勢して前記ストッパ対向部材を前記ロッドに対して中立位置へ位置決める中立復帰ばねと、
   前記ロッド或いは前記ストッパ対向部材をダンパに取付ける取付部とを備え、
   前記ロッドの前記ストッパ対向部材に対する軸方向の移動が前記伸側対向部材と前記縮側対向部材により案内される
   ことを特徴とする連結装置。
2. 前記中立復帰ばねは、コイルばねであって外径が前記伸側軸受および前記縮側軸受よりも小径であり
   前記伸側ブッシュ規制部は、軸方向から見て前記伸側軸受の外径の範囲内に収まる形状とされて、前記伸側軸受に当接すると前記伸側ブッシュの前記離間方向への移動を規制し、
   前記縮側ブッシュ規制部は、軸方向から見て前記縮側軸受の外径の範囲内に収まる形状とされて、前記縮側軸受に当接すると前記縮側ブッシュの前記離間方向への移動を規制する
   ことを特徴とする請求項１に記載の連結装置。
3. 前記ロッドは、並列配置されるとともに前記ストッパ対向部材によって軸方向へ移動が案内される複数の軸を備えた
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の連結装置。

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