JP7133722B2 - 楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー及びその製造方法 - Google Patents

Description

本出願は、２０１９年６月１３日に中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０５０９５４３．９であり、発明の名称が「楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー及びその製造方法」の中国特許出願の優先権を主張し、その内容全体は、参照により本出願に組み込まれている。

本発明は、建築用の鉄骨構造の技術分野に関し、特に楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー及びその製造方法に関する。

ダンパーは、減衰特性を利用して機械的振動を緩和し、運動エネルギーを消費する装置である。現在、一般的なフリクションダンパーには、通常のフリクションダンパー、ｐａｌｌフリクションダンパー、ｓｕｍｉｔｏｍｏフリクションダンパー、圧電スマートフリクションダンパーなどがある。フリクションダンパーは、エネルギー消費量が多く、構造が安定し、設置が簡単で便利なダンパーの一種である。しかし、従来のフリクションダンパーはエネルギー消費しか実現できず、セルフリセット機能はなかった。

これに基づき、本発明は、ダンパーにセルフリセット機能を持たせるように楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明は以下の技術的解決策を提供する。
楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーであって、これは楔形ブロックグループ、底板ねじ、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドを備え、
前記楔形ブロックグループには、下部が小さく上部が大きい第１楔形ブロック、上部が小さく下部が大きい第２楔形ブロック、左が大きく右が小さい第３楔形ブロック、及び左が小さく右が大きい楔形ブロックが含まれ、
前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックは、上下対称であり、前記第１楔形ブロックの小端と第２楔形ブロックの小端は対向して配置され、
前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックは、左右対称であり、前記第３楔形ブロックの小端と第４楔形ブロックの小端は対向して配置され、
前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックは、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成し、
前記第１楔形ブロックの２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロックの上側斜面及び前記第４楔形ブロックの上側斜面と滑り摩擦で接触され、前記第２楔形ブロックの２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロックの下側斜面及び前記第４楔形ブロックの下側斜面と滑り摩擦で接触され、
前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックには、それぞれ対応して第１取り付け穴の位置が設けられ、
前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックには、それぞれ対応して第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置が設けられ、
前記第１形状記憶合金ロッドは、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第２取り付け穴の位置を通過し、
第２形状記憶合金ロッドは、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの前記第３取り付け穴の位置を通過し、
前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドは互いに平行であり、
前記底板ねじは、順次に第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックの第１取り付け穴の位置を通過し、
前記底板ねじは、前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドの間に位置し、前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドで形成される平面と垂直に配置され、
前記底板ねじの両端には、底板ナットに締め付けて前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックを固定するためのねじ山が設置され、
前記第１形状記憶合金ロッド及び前記第２形状記憶合金ロッドの両端には、それぞれ、テンションナットに締め付けて、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックが、前記第１形状記憶合金ロッド及び前記第２形状記憶合金ロッドの軸方向に沿ってスライドすることを制限するためのねじ山が設置されている。

また、前記第１取り付け穴の位置は、前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックの上面及び下面の中心を貫通する。

また、前記第２取り付け穴の位置の軸線と前記第３取り付け穴の位置の軸線は互いに平行であり、同じ水平面上にあり、第１取り付け穴の位置の軸線の両側に対称的に分布し、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの左側及び右側の面を貫通し、
前記第２取り付け穴の位置と前記第３取り付け穴の位置の間の距離は底板ネジの直径より大きい。

また、前記第１楔形ブロックの第１斜面には、第１突出部が設けられ、前記第１突出部は、前記第３楔形ブロックの上側斜面に設けられた凹部と合致し、
前記第１楔形ブロックの第２斜面には、第２突出部が設けられ、前記第２突出部は、前記第４楔形ブロックの上側斜面に設けられた凹部と合致し、
前記第２楔形ブロックの第１斜面には、第３突出部が設けられ、前記第３突出部は、前記第３楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致し、
前記第２楔形ブロックの第２斜面には、第４突出部が設けられ、前記第４突出部は、前記第４楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致する。

また、前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの斜面と前記第１形状記憶合金ロッドとがなす鋭角の角度値が３０～６０°の間にある。

また、前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの材質が鋳鉄である。

楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの製造方法であって、前記製造方法には、
第１楔形ブロック、第２楔形ブロック、第３楔形ブロック、及び第４楔形ブロックの斜面と水平面とがなす鋭角の角度値を確定し、
前記角度値に従って前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックを加工し、前記第１楔形ブロックは下が小さく上が大きい楔形ブロックであり、前記第２楔形ブロックは下が大きく上が小さい楔形ブロックであり、前記第３楔形ブロックは左が大きく右が小さい楔形ブロックであり、前記第４楔形ブロックは左が小さく右が大きい楔形ブロックであり、
ワイヤーブラシ又はブラスト清浄法を使用して前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの斜面の浮遊錆を取り除き、
底板ねじ、第１形状記憶合金ロット及び第２形状記憶合金ロットの長さと直径をそれぞれ確定し、
前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット、前記第２形状記憶合金ロットに加工し、
前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの両端のアンカー部にそれぞれねじ山をスレッドし、
前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックに、それぞれ第１取り付け穴の位置を開け、
前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックに、それぞれ第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置を開け、
前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックは、前記第１楔形ブロックの小端と前記第２楔形ブロックの小端が対向するように、上下対称に配置し、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックは、前記第３楔形ブロックの小端と前記第４楔形ブロックの小端が対向するように、左右対称に配置して、前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックは、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成し、
前記第１形状記憶合金ロッドを、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第２取り付け穴の位置に通し、
前記第２形状記憶合金ロッドを、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第３取り付け穴の位置に通し、
前記第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの両端にそれぞれテンションナットを取り付けて固定し、
底板ねじを、順次に第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックの第１取り付け穴の位置に通し、
前記底板ねじの両端に底板ナットを取り付けて固定すること、を含む。
また、前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックに、それぞれ第１取り付け穴の位置を開けることは、具体的に、
前記第１取り付け穴の位置が、前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックの上面及び下面の中央を貫通するように、それぞれ前記第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックに前記底板ねじの直径と合致する前記第１取り付け穴の位置を開けることを含み、
前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックに、それぞれ第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置を開けることは、具体的に、
前記第２取り付け穴の位置及び前記第３取り付け穴の位置が前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの左側及び右側面を貫通し、前記第２取り付け穴の位置の軸線と前記第３取り付け穴の位置の軸線がお互いに平行し、同じ水平面上に位置するように、それぞれ前記第３楔形ブロック及び第４楔形ブロックに、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの直径と合致する前記第２取り付け穴の位置及び前記第３取り付け穴の位置を開けることを含む。

また、前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット及び前記第２形状記憶合金ロットに加工する前には、さらに、
前記底板ねじの材料、前記第１形状記憶合金ロットの材料及び前記第２形状記憶合金ロットの材料をそれぞれ熱処理することを含む。

また、前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット及び前記第２形状記憶合金ロットの長さと直径をそれぞれ確定することは、具体的に、
前記ダンパーの剛性、出力の大きさ、エネルギー消費量、セルフリセット能力に基づいて、前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット、前記第２形状記憶合金ロットの長さと直径を計算して得ることを含む。

本発明に提供された具体的な実施例によれば、本発明は以下のような技術効果を達成する。
本発明のダンパーは、第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックで第３楔形ブロック及び第４楔形ブロックを圧迫して、よって、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドが軸方向に引き伸ばされ、また、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドのより高い復元力で第３楔形ブロック及び第４楔形ブロックを駆動することで第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックを圧迫し、最後に、底板ボルトによってダンパーのセルフリセットが実現される。

本発明の実施形態又は、先行技術の技術的解決策をより明確に説明するために、以下では、実施形態で使用する必要のある図面を簡単に紹介するが、明らかに、以下説明における図面は、本発明のいくつかの実施形態にすぎず、当業者にとって、創造的な労力なしに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの構造図であり、 本発明の実施形態によって提供される、楔形ブロックグループの斜面の構造概略図であり、 本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの断面構造の概略図であり、 本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの適用の概略図である。

１ 第１楔形ブロック
２ 第２楔形ブロック
３ 第３楔形ブロック
４ 第４楔形ブロック
５ 底板ねじ
６ 第１形状記憶合金ロッド
７ 第２形状記憶合金ロッド
８ 第１取り付け穴の位置
９ 第２取り付け穴の位置
１０ 第３取り付け穴の位置
１１ 第１楔形ブロックの斜面
１２ 第３楔形ブロックの上側斜面
１３ 第３楔形ブロックの下側斜面
１４ 第２楔形ブロックの斜面
１５ ダンパー
１６ 鋼柱
１７ 底板
１８ 形鋼基礎

本発明の実施形態における技術的解決策は、本発明の実施形態における図面と併せて以下に明確かつ完全に説明されるが、明らかに、記載された実施形態は、本発明の実施形態の一部にすぎず、すべての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づいて、創造的な作業なしに当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。

本発明は、ダンパーにセルフリセット機能を持たせるように楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の上記の目的、特徴及び利点をより明白かつ理解可能にするために、本発明は、図面及び特定の実施形態と併せて、以下でさらに詳細に説明される。

図１は、本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの構造図であり、図１に示すように、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーであって、楔形ブロックグループ、底板ねじ５、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７を備える。

前記楔形ブロックグループには、下が小さく上部が大きい第１楔形ブロック１、上が小さく下部が大きい第２楔形ブロック２、左が大きく右が小さい第３楔形ブロック３、及び左が小さく右が大きい楔形ブロック４が含まれ、本実施形態では、前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの材質は鋳鉄又は鋼である。

前記第１楔形ブロック１と前記第２楔形ブロック２は、上下対称であり、前記第１楔形ブロック１の小端と第２楔形ブロック２の小端は対向して配置され、前記第３楔形ブロック３と前記第４楔形ブロック４は、左右対称であり、前記第３楔形ブロック３の小端と第４楔形ブロック３の小端は対向して配置され、前記第１楔形ブロック１、前記第２楔形ブロック２、前記第３楔形ブロック３、及び前記第４楔形ブロック４は、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成する。

前記第１楔形ブロック１の２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロック３の上側斜面及び前記第４楔形ブロック４の上側斜面と滑り摩擦で接触され、前記第２楔形ブロック２の２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロック３の下側斜面及び前記第４楔形ブロック４の下側斜面と滑り摩擦で接触される。

図２は、本発明の実施形態によって提供される、楔形ブロックグループの斜面の構造概略図であり、図２に示すように、第１楔形ブロック１の第１斜面には、第１突出部が設けられ、第１突出部は、第３楔形ブロックの上側斜面１２に設けられた凹部と合致し、又は、第１楔形ブロック１の第１斜面に、第１凹部が設けられ、第１凹部は、第３楔形ブロックの上側斜面１２に設けられた突出部と合致する。

第１楔形ブロック１の第２斜面には、第２突出部が設けられ、第２突出部は、第４楔形ブロック４の上側斜面に設けられた凹部と合致し、又は、第１楔形ブロック１の第２斜面には、第２凹部が設けられ、第２凹部は、第４楔形ブロック４の上側斜面に設けられた突出部と合致する。

第２楔形ブロック２の第１斜面には、第３突出部が設けられ、第３突出部は、第３楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致し、又は、第２楔形ブロック２の第１斜面には、第３凹部が設けられ、第３凹部は、第３楔形ブロックの下側斜面１３に設けられた突出部と合致する。

第２楔形ブロックの第２斜面には、第４突出部が設けられ、第４突出部は、第４楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致し、又は、第２楔形ブロックの第２斜面には、第４凹部が設けられ、第４凹部は、第４楔形ブロックの下側斜面に設けられた突出部と合致する。

図２に示すように、前記第１楔形ブロック１の２つの斜面には、それぞれ前記第３楔形ブロックの上側斜面１２及び第４楔形ブロックの上側斜面と合致する突出した山又は凹んだ谷が対応して設けられ、前記第２楔形ブロック２の２つの斜面には、それぞれ前記第３楔形ブロックの下側斜面１３及び第４楔形ブロックの下側斜面と合致する突出した山又は凹んだ谷が対応して設けられ、前記山又は谷は、前記楔形ブロックの斜面方向に沿って伸びている。本実施形態において、第１楔形ブロックの斜面１１（第１楔形ブロックの第１斜面及び第２斜面を含む）に、楔形ブロックの斜面の方向に沿って伸びる突出した山を設置し、第１楔形ブロックの斜面１１と摩擦接触されている第３楔形ブロックの上側斜面１２及び第４楔形ブロックの上斜面に、合致する凹んだ谷（凹んだＶ字型構造）を対応して設置し、第２楔形ブロックの斜面１４（第２楔形ブロックの第１斜面及び第２斜面を含む）に、楔形ブロックの斜面の方向に沿って伸びる突出した山を設置し、第２楔形ブロックの斜面１４と摩擦接触されている第３楔形ブロックの下側斜面１３及び第４楔形ブロックの下側斜面に、合致する凹んだ谷（凹んだＶ字型構造）を対応して設置する。

各楔形ブロックの斜面に、相互に合致する突起した山、又は凹んだ谷を設置することは、楔形ブロックグループ構造の安定性に有益であり、楔形ブロックの平面外変位や楔形ブロックグループ構造の解体を防ぐ。

図３は、本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの断面構造の概略図であり、図３に示すように、前記第１楔形ブロック１、前記第２楔形ブロック２、前記第３楔形ブロック３、及び前記第４楔形ブロック４の斜面と水平面とがなす鋭角の角度値は３０～６０°の間にある。

前記第１楔形ブロック１及び前記第２楔形ブロック２には、それぞれ対応して第１取り付け穴の位置８が設けられている。

前記第１取り付け穴の位置８は、前記第１楔形ブロック１及び前記第２楔形ブロック２の上面及び下面の中央を貫通する。

前記第３楔形ブロック３と前記第４楔形ブロック４には、それぞれ対応して第２取り付け穴の位置９及び第３取り付け穴の位置１０が設けられ、前記第２取り付け穴の位置９の軸線と前記第３取り付け穴の位置１０の軸線は互いに平行であり、同じ水平面上に位置し、第１取り付け穴の位置８の軸線の両側に対称的に分布し、前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の左側及び右側の面を貫通し、前記第２取り付け穴の位置９と前記第３取り付けの位置１０の間の距離は、前記底板ねじ５の直径より大きい。

前記第１形状記憶合金ロッド６は、順次に前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の第２取り付け穴の位置９を通過する。

第２形状記憶合金ロッド７は、順次に前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の前記第３取り付け穴の位置１０を通過する。

前記第１形状記憶合金ロッド６と前記第２形状記憶合金ロッド７は互いに平行である。

前記底板ねじ５は、順次に第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２の第１取り付け穴の位置８を通過する。

前記底板ねじ５は、前記第１形状記憶合金ロッド６と前記第２形状記憶合金ロッド７の間に位置して、前記第１形状記憶合金ロッド６と前記第２形状記憶合金ロッド７で形成される平面と垂直に配置される。

前記底板ねじ５の両端には、底板ナットに締め付けて前記第１楔形ブロック１及び前記第２楔形ブロック２を固定するためのねじ山が設置されている。

前記第１形状記憶合金ロッド６及び前記第２形状記憶合金ロッド７の両端には、それぞれ、テンションナットに締め付けて、前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４が、前記第１形状記憶合金ロッド６及び前記第２形状記憶合金ロッド７の軸方向に沿ってスライドすることを制限するためのねじ山が設置されている。

本発明のダンパーは、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７が軸方向に引き伸ばされるように、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２で第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４を圧迫し、また、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７のより高い復元力で第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４を駆動することで、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２を圧迫し、最後に、底板ボルトによってダンパーのセルフリセットが実現される。

さらに、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２は、それぞれ第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４と摩擦接触して、摩擦でエネルギー消費が生じると同時に、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７自体が有するエネルギー消費能力が利用されるので、本発明のダンパーは、より良好なエネルギー消費効果を有する。

本発明では、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーは、取り付けが簡単で、損傷しにくい形状記憶合金を使用した外部エネルギー消費部品であり、楔形ブロックグループと形状記憶合金ロッドの組み合わせ形態により、対象部品のセルフリセットが実現され、形状記憶合金ロットの直径が大きいほど、出力及びセルフリセット能力が強くなる。

本発明はさらに、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの製造方法を提供し、前記製造方法には、下記のことが含まれる。
第１楔形ブロック１、第２楔形ブロック２、第３楔形ブロック３、及び第４楔形ブロック４の斜面と水平面とがなす鋭角の角度値を確定する。

前記角度値に従って前記第１楔形ブロック１、前記第２楔形ブロック２、前記第３楔形ブロック３、及び前記第４楔形ブロック４を加工し、前記第１楔形ブロック１は下が小さく上が大きい楔形ブロックであり、前記第２楔形ブロック２は下が大きく上が小さい楔形ブロックであり、前記第３楔形ブロック３は左が大きく右が小さい楔形ブロックであり、前記第４楔形ブロック４は左が小さく右が大きい楔形ブロックである。

ワイヤーブラシ又はブラスト清浄法を使用して前記第１楔形ブロック１、前記第２楔形ブロック２、前記第３楔形ブロック３、及び前記第４楔形ブロック４の斜面の浮遊錆を取り除く。

底板ねじ５、第１形状記憶合金ロット６及び第２形状記憶合金ロット７の長さと直径をそれぞれ確定する。

前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ５、前記第１形状記憶合金ロット６、前記第２形状記憶合金ロット７に加工する。

前記底板ねじ５、前記第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７の両端のアンカー部にそれぞれねじ山をスレッドする。

前記第１楔形ブロック１と前記第２楔形ブロック２に、それぞれ第１取り付け穴の位置８を開ける。

前記第３楔形ブロック３と前記第４楔形ブロック４に、それぞれ第２取り付け穴の位置９及び第３取り付け穴の位置１０を開ける。

前記第１楔形ブロック１及び前記第２楔形ブロック２は、前記第１楔形ブロック１の小端と前記第２楔形ブロック２の小端が対向するように、上下対称に配置し、前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４は、前記第３楔形ブロック３の小端と前記第４楔形ブロック４の小端が対向するように、左右対称に配置して、前記第１楔形ブロック１、前記第２楔形ブロック２、前記第３楔形ブロック３、及び前記第４楔形ブロック４は、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成する。

前記第１形状記憶合金ロッド６を、順次に前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の第２取り付け穴の位置９に通す。

前記第２形状記憶合金ロッド７を、順次に前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の第３取り付け穴の位置１０に通す。

前記第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７の両端にそれぞれテンションナットを取り付けて固定する。

前記底板ねじ５を、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２の第１取り付け穴の位置８に順次に通す。

前記底板ねじ５の両端に底板ナットを取り付けて固定する。

前記第１楔形ブロック１と前記第２楔形ブロック２に、それぞれ第１取り付け穴の位置８を開けることは、具体的に、
前記第１取り付け穴の位置８が、前記第１楔形ブロック１及び前記第２楔形ブロック２の上面及び下面の中央を貫通するように、それぞれ前記第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２に、前記底板ねじの直径と合致する前記第１取り付け穴の位置８を開けることを含む。

前記第３楔形ブロック３と前記第４楔形ブロック４に、それぞれ第２取り付け穴の位置９及び第３取り付け穴の位置１０を開けることは、具体的に、
前記第２取り付け穴の位置９及び前記第３取り付け穴の位置１０が前記第３楔形ブロック３及び前記第４楔形ブロック４の左側及び右側の面の中央を貫通し、前記第２取り付け穴の位置９の軸線と前記第３取り付け穴の位置１０の軸線がお互いに平行し、同じ水平面上に位置するように、それぞれ前記第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４に、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７の直径と合致する、前記第２取り付け穴の位置９及び前記第３取り付け穴の位置１０を開けることを含む。

前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ５、前記第１形状記憶合金ロット６及び前記第２形状記憶合金ロット７に加工する前は、さらに、
前記底板ねじ５の材料、前記第１形状記憶合金ロット６の材料及び前記第２形状記憶合金ロット７の材料をそれぞれ熱処理することを含む。
前記底板ねじ５、前記第１形状記憶合金ロット６及び前記第２形状記憶合金ロット７の長さと直径をそれぞれ確定することは、具体的に、
前記ダンパーの剛性、出力の大きさ、エネルギー消費量、セルフリセット能力に基づいて、前記底板ねじ５、前記第１形状記憶合金ロット６、前記第２形状記憶合金ロット７の長さと直径を算出することを含む。

製造工程において、楔形ブロックの斜面と水平面との角度が小から大に変化すると伴い、ダンパーの剛性、出力、エネルギー消費、セルフリセット能力が順次増加し、回復可能な弾性変形は順次減少する。異なる用途環境に応じて、楔形ブロックの斜面と水平面との間の角度の角度値を事前に確定する。また、さまざまなコンポーネントの使用要件に応じて、製造して得られたダンパーがエネルギー消費、衝撃吸収及びセルフリセット機能の要件を満たすように、コンポーネントの剛性、減衰及び変形のパラメータを事前設定して、形状記憶合金ロッドのパフォーマンスのパラメータ、即ち、長さと直径を得る。

本発明のダンパーは、様々な環境で使用することができ、建物構造物の柱のベースノードを例にとると、本発明のダンパーは、建物構造物に適用されれば、地震の作用下での建物構造物の応答を効果的に制御し、主要構造物を損傷から保護し、又は損傷を大幅に低減することができる。地震が発生する場合、当該ベースノードのボルトが力を受けて変位し、よって第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２は第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４を圧迫することで、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７は引き伸ばされて、伸長変形が生じ、更に第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７の復元力によって、第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロックは、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２を圧迫するように駆動されて、復元力が底板ボルトに伝達され、ノードのセルフリセットを実現する。

同時に、上下に配置された第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２と、左右に配置された第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロック４との間の圧迫により、摩擦滑りが生じ、よって楔形ブロックグループの摩擦接触している各楔形ブロックの間に、摩擦及びエネルギー消費が生じる。形状記憶合金ロッドの材料自体が一定のエネルギー消費能力を有するので、ノードにおけるエネルギー消費及び衝撃の吸収は、第１楔形ブロック１及び第２楔形ブロック２と、第３楔形ブロック３及び第４楔形ブロックとの間の摩擦と、第１形状記憶合金ロッド６及び第２形状記憶合金ロッド７によって協力して提供され、主要構造への損傷を効果的に回避する。

地震の影響下でのさまざまなコンポーネントのニーズに応じて、コンポーネントの剛性、減衰、及び変形のパラメータを事前に設定し、ダンパーの各楔形ブロックの斜面と水平面との間の角度、及び形状記憶合金ロッドの長さ及び直径を設計することにより、摩擦ダンパーの剛性、出力の大きさ、エネルギー消費及びセルフリセット能力を調整でき、また、当該構造形態は、安定した摩擦性能を持ち、構造がシンプルである。

図４は、本発明の実施形態によって提供される、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの、柱のベースノードにおける適用の概略図であり、図４に示すように、鋼柱１６は底板１７に溶接され、底板１７の具体的なサイズは、鋼柱１６の断面及び基礎形状に従って計算及び確定され、形鋼基礎１８は、鋼柱１６から伝達される内力に耐える。鋼柱１６によって伝達される内力には、曲げモーメント、剪断力、及び軸力が含まれる。形鋼基礎１８には、上部及び下部鋼フランジプレート、鋼ウェブ、及び鋼補強プレートを含む。鋼柱１６の断面の形態は、Ｈ形鋼、角鋼管、長方形鋼管、丸鋼管、及び十字形鋼でありことができ、設計要件に従って具体的に決めることができる。本発明では、楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの各楔形ブロックの斜面と水平面の間の角度値が小さいほど、柱脚の減衰摩擦力は大きくなったり、摩擦エネルギーの消費が強くなったり、柱脚の全体的な剛性が高くなったりすることとなるけど、この角度は、可能なかぎり小さいのが望ましいわけではなく、対象物の剛性と変形の要件に応じて包括的に検討される必要がある。

本明細書の各実施形態は、漸進的に説明されたものであり、各実施形態は、他の実施形態との違いを中心に検討しており、様々な実施形態間の同じ、又は類似の部分は、互いに参照することができる。

本文では、特定の例を使用して、本発明の原理と実装を説明したが、上記の実施例の説明は、本発明の方法及びそのコアアイデアを理解するために提供されたものに過ぎず、同時に、当業者にとって、本発明のアイデアによれば、特定の実施形態及び適用範囲が変更されることもある。要約すると、本明細書の内容は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (10)

1. 楔形ブロックグループ、底板ねじ、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドを備え、
   前記楔形ブロックグループには、下が小さく上が大きい第１楔形ブロック、上が小さく下が大きい第２楔形ブロック、左が大きく右が小さい第３楔形ブロック、及び左が小さく右が大きい第４楔形ブロックが含まれ、
   前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックは、上下対称であり、前記第１楔形ブロックの小端と第２楔形ブロックの小端は対向して配置され、
   前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックは、左右対称であり、前記第３楔形ブロックの小端と第４楔形ブロックの小端は対向して配置され、
   前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックは、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成し、
   前記第１楔形ブロックの２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロックの上側斜面及び前記第４楔形ブロックの上側斜面と滑り摩擦で接触され、前記第２楔形ブロックの２つの斜面は、それぞれ前記第３楔形ブロックの下側斜面及び前記第４楔形ブロックの下側斜面と滑り摩擦で接触され、
   前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックには、それぞれ対応して第１取り付け穴の位置が設けられ、
   前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックには、それぞれ対応して第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置が設けられ、
   前記第１形状記憶合金ロッドは、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第２取り付け穴の位置を通過し、
   第２形状記憶合金ロッドは、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの前記第３取り付け穴の位置を通過し、
   前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドは互いに平行であり、
   前記底板ねじは、順次に第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックの第１取り付け穴の位置を通過し、
   前記底板ねじは、前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドの間に、前記第１形状記憶合金ロッドと前記第２形状記憶合金ロッドで形成される平面と垂直に配置され、
   前記底板ねじの両端には、底板ナットに締め付けて前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックを固定するためのねじ山が設置され、
   前記第１形状記憶合金ロッド及び前記第２形状記憶合金ロッドの両端には、それぞれ、テンションナットに締め付けて、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックが、前記第１形状記憶合金ロッド及び前記第２形状記憶合金ロッドの軸方向に沿ってスライドすることを制限するためのねじ山が設置されていること、
   を特徴とする楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパー。
2. 前記第１取り付け穴の位置は、前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックの上面及び下面の中心を貫通することを特徴とする請求項１に記載のセルフリセットダンパー。
3. 前記第２取り付け穴の位置の軸線と前記第３取り付け穴の位置の軸線は互いに平行であり、同じ水平面上にあり、第１取り付け穴の位置の軸線の両側に対称的に分布し、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの左側及び右側の面を貫通し、
   前記第２取り付け穴の位置と前記第３取り付け穴の位置の間の距離が底板ネジの直径より大きいことを特徴とする請求項１に記載のセルフリセットダンパー。
4. 前記第１楔形ブロックの第１斜面には、第１突出部が設けられ、前記第１突出部は、前記第３楔形ブロックの上側斜面に設けられた凹部と合致し、
   前記第１楔形ブロックの第２斜面には、第２突出部が設けられ、前記第２突出部は、前記第４楔形ブロックの上側斜面に設けられた凹部と合致し、
   前記第２楔形ブロックの第１斜面には、第３突出部が設けられ、前記第３突出部は、前記第３楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致し、
   前記第２楔形ブロックの第２斜面には、第４突出部が設けられ、前記第４突出部は、前記第４楔形ブロックの下側斜面に設けられた凹部と合致することを特徴とする請求項１に記載のセルフリセットダンパー。
5. 前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの斜面と前記第１形状記憶合金ロッドとがなす鋭角の角度値が３０～６０°の間にあることを特徴とする請求項１に記載のセルフリセットダンパー。
6. 前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの材質が鋳鉄であることを特徴とする請求項１に記載のセルフリセットダンパー。
7. 第１楔形ブロック、第２楔形ブロック、第３楔形ブロック、及び第４楔形ブロックの斜面と水平面とがなす鋭角の角度値を確定し、
   前記角度値に従って前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックを加工し、前記第１楔形ブロックは下が小さく上が大きい楔形ブロックであり、前記第２楔形ブロックは下が大きく上が小さい楔形ブロックであり、前記第３楔形ブロックは左が大きく右が小さい楔形ブロックであり、前記第４楔形ブロックは左が小さく右が大きい楔形ブロックであり、
   ワイヤーブラシ又はブラスト清浄法を使用して前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックの斜面の浮遊錆を取り除き、
   底板ねじ、第１形状記憶合金ロット及び第２形状記憶合金ロットの長さと直径をそれぞれ確定し、
   前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット、前記第２形状記憶合金ロットに加工し、
   前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの両端のアンカー部にそれぞれねじ山をスレッドし、
   前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックに、それぞれ第１取り付け穴の位置を開け、
   前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックに、それぞれ第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置を開け、
   前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックは、前記第１楔形ブロックの小端と前記第２楔形ブロックの小端が対向するように、上下対称に配置し、前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックは、前記第３楔形ブロックの小端と前記第４楔形ブロックの小端が対向するように、左右対称に配置して、前記第１楔形ブロック、前記第２楔形ブロック、前記第３楔形ブロック、及び前記第４楔形ブロックは、中央に貫通穴を有する封閉構造を形成し、
   前記第１形状記憶合金ロッドを、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第２取り付け穴の位置に通し、
   前記第２形状記憶合金ロッドを、順次に前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの第３取り付け穴の位置に通し、
   前記第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの両端にそれぞれテンションナットを取り付けて固定し、
   前記底板ねじを、第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックの第１取り付け穴の位置に順次に通し、
   前記底板ねじの両端に底板ナットを取り付けて固定すること、
   を含むことを特徴とする楔形スライディングブロックを使用した摩擦エネルギーを消費するセルフリセットダンパーの製造方法。
8. 前記第１楔形ブロックと前記第２楔形ブロックに、それぞれ第１取り付け穴の位置を開けることは、具体的に、
   前記第１取り付け穴の位置が、前記第１楔形ブロック及び前記第２楔形ブロックの上面及び下面の中央を貫通するように、それぞれ前記第１楔形ブロック及び第２楔形ブロックに前記底板ねじの直径と合致する前記第１取り付け穴の位置を開けることを含み、
   前記第３楔形ブロックと前記第４楔形ブロックに、それぞれ第２取り付け穴の位置及び第３取り付け穴の位置を開けることは、具体的に、
   前記第２取り付け穴の位置及び前記第３取り付け穴の位置が前記第３楔形ブロック及び前記第４楔形ブロックの左側及び右側の面の中央を貫通し、前記第２取り付け穴の位置の軸線と前記第３取り付け穴の位置の軸線がお互いに平行し、同じ水平面上に位置するように、それぞれ前記第３楔形ブロック及び第４楔形ブロックに、第１形状記憶合金ロッド及び第２形状記憶合金ロッドの直径と合致する前記第２取り付け穴の位置及び前記第３取り付け穴の位置を開けることを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載のセルフリセットダンパーの製造方法。
9. 前記長さと直径に応じて、旋削技術又は圧延技術を使用して、底板ねじの材料、第１形状記憶合金ロットの材料及び第２形状記憶合金ロットの材料を前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット及び前記第２形状記憶合金ロットに加工する前は、さらに、
   前記底板ねじの材料、前記第１形状記憶合金ロットの材料及び前記第２形状記憶合金ロットの材料をそれぞれ熱処理することを含む、
   ことを特徴とする請求項７に記載のセルフリセットダンパーの製造方法。
10. 前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット及び前記第２形状記憶合金ロットの長さと直径をそれぞれ確定することは、具体的に、
    前記ダンパーの剛性、出力の大きさ、エネルギー消費量、セルフリセット能力に基づいて、前記底板ねじ、前記第１形状記憶合金ロット、前記第２形状記憶合金ロットの長さと直径を算出することを含む、
    ことを特徴とする請求項７に記載のセルフリセットダンパーの製造方法。

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