JP7223670B2 - 変位表示装置、制振ダンパー及び土木建築構造物 - Google Patents

Description

本発明は、地震時に相対変位を生じる一対の相対変位部の累積変位量を表示する変位表示装置、変位表示装置を備えた制振ダンパー、及び制振ダンパーを備えた土木建築構造物に関する。

近年、橋梁、水門、ボックスカルバート、ビル、倉庫などの土木建築構造物の地震対策として、土木建築構造物の部材間に制振ダンパーが設置されている。
制振ダンパーは、鋼材を使用したものが多用されており、その一つに、座屈拘束ブレースやダンパーブレースと呼ばれるものがある。これらの制振ダンパーは、軸方向に作用する軸荷重により伸縮する軸部材と、この軸部材を内挿して軸部材の座屈を防止する補剛部材とを備え、軸部材の伸縮に伴う塑性変形によってエネルギーを吸収する。
この制振ダンパーは、安定したエネルギー吸収能を発揮するために、変形性能の限界値を表すための最大変位量と、疲労耐久性を表すための累積変位量の二つの指標によって安全性の管理を行っている。

本出願人は、特許文献１に示すように、電力を使用せずに機械式で最大変位量と累積変位量を計測する変位表示装置を備えた制振ダンパーを開発した。
特許文献１の変位表示装置は、地震時に相対変位を生じる一対の相対変位部の一方に設けられて相対変位方向に直線運動する直線運動伝達部と、一対の相対変位部の他方に設けられて直線運動伝達部に連結し、直線運動伝達部の直線運動を回転運動に変換する回転運動伝達部と、回転運動伝達部から伝達された正逆方向の回転を一方向の回転に変換する複数の回転伝達要素で構成された一方向回転変換部と、一方向回転変換部から伝達された一方向の回転を利用して一対の相対変位部の累積変位量を表示する累積変位量表示部と、一対の相対変位部の最大変位量を表示する最大変位量表示部と、を備えている。

直線運動伝達部は、相対変位方向にラック歯が形成されている長尺なラック部材であり、このラック部材のラック歯に回転運動伝達部のピニオンが噛合している。
そして、特許文献１の回転運動伝達部及び一方向回転変換部を構成するケース内には、第１回転軸、第２回転軸及び出力軸が配置されている。第１回転軸には、第１ワンウェイクラッチ及び第２ワンウェイクラッチが軸方向に離間して固定されており、直線運動伝達部から変換した回転運動が伝達される。また、第２回転軸には、回転運動伝達部から第１ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の正方向回転のみが一方向回転として伝達される。また、出力軸には、回転運動伝達部から第２ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の逆方向回転のみが一方向回転として伝達されるとともに、第２回転軸の一方向回転が合成して伝達され、この出力軸から累積変位量表示部に一方向回転が出力される。

特許第６５４６５６１号公報

ところで、特許文献１の変位表示装置は、ラック部材が一対の相対変位部の相対変位方向に延在して配置され、ケースを収納した第１、第２回転軸及び出力軸は、ラック部材の延在方向に対して垂直方向に延在して配置されている。このため、第１、第２回転軸及び出力軸に収納したケースの高さが増大した変位表示装置となるので、一対の相対変位部の一方に配置すると、地震時の揺れによる増幅によって誤作動や故障が発生しやすい、という問題がある。また、ケースの高さが高いために、変位表示装置を設置する位置の周辺にある構造部材と干渉するために、変位表示装置の設置が困難な場合がある、という問題もある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、複数本の回転軸などの回転要素を収納する一方向回転変換部のケース高さを低くすることで、地震時の揺れが伝達されても増幅せず誤作動や故障を防止することができるとともに、設置する位置の周辺に構造部材がある場合でも干渉することがなく、所定の位置に設置することができる変位表示装置、この変位表示装置を備えた制振ダンパー、及びこの制振ダンパーを備えた土木建築構造物を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る変位表示装置は、地震時に相対変位を生じる一対の相対変位部の一方に設けられて相対変位方向に直線運動する直線運動伝達部と、一対の相対変位部の他方に設けられて直線運動伝達部に連結し、直線運動伝達部の直線運動を回転運動に変換する回転運動伝達部と、回転運動伝達部から伝達された正逆方向の回転を一方向回転に変換する一方向回転変換部と、一方向回転変換部から伝達された一方向回転を利用して前記一対の相対変位部の累積変位量を表示する累積変位量表示部と、を備えている。そして、直線運動伝達部は、ラック歯が形成されている長尺なラック部材であり、ラック部材は、一方向回転変換部を収納するケースの内部を貫通して相対変位方向に配置されている。ケースの内部には、第１ワンウェイクラッチ及び第２ワンウェイクラッチが軸方向に離間して固定され、回転運動伝達部から回転運動が伝達される第１回転軸と、第１ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の正方向回転のみが一方向回転として伝達される第２回転軸と、第２ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の逆方向回転のみが一方向回転として伝達され、第２回転軸に伝達された一方向回転が合成して伝達されるとともに、これら一方向回転を前記累積変位量表示部に伝達する第３回転軸と、が配置されている。ここで、ケース内の第１回転軸、第２回転軸及び第３回転軸は、ラック部材が延在している相対変位方向に平行に配置されている。

また、本発明に係る制振ダンパーは、ダンパー本体と、ダンパー本体に設けられている上記変位表示装置とを備え、ダンパー本体は、振動エネルギーを吸収する吸収部を備え、吸収部が振動エネルギーを吸収する際に変位表示装置の一対の相対変位部が相対変位する。

また、本発明に係る土木建築構造物は、構造枠部の内部に上記制振ダンパーをブレース材として配置して振動エネルギーを吸収するようにした土木建築構造物であって、制振ダンパーの軸力材の一端側の取付け部材が、構造枠部の内部に設けた第１のガセットプレートに固定されており、軸力材の他端側の取付け部材が、構造枠部の内部に設けた第２のガセットプレートと添接板を介して固定されているとともに、添接板にケースが着脱自在に固定されている。

本発明に係る変位表示装置、制振ダンパー及び土木建築構造物によると、一方向回転変換部を収納するケースの内部に、一方向回転変換部を構成する第１回転軸、第２回転軸及び第３回転軸が、ラック部材が延在している相対変位方向に平行に配置されているので、ケースの高さを低くすることができ、それにより、地震時の揺れが伝達されても増幅せず誤作動や故障を防止することができる。また、設置する位置の周辺に構造部材がある場合でも干渉することがなく、所定の位置に変位表示装置を設置することができる。

本発明に係る土木建築構造物である橋梁を示す模式図である。 図１の橋梁を構成する橋脚と、この橋脚に配置された本発明に係る制振ダンパーを示す図である。 制振ダンパーの構造を示す図である。 制振ダンパーに連結されている一方の取付け板側に設けた一方向回転変換部及び累積変位量表示部を示す図である。 第１実施形態の一方向回転変換部を構成する部材の動作を示す図である。 一対の相対変位部の他方に配置した一方向回転変換部を側方から示した断面図である。 一方向回転変換部に一体化した累積変位量表示部を取り外して一方向回転変換部を収納しているケースの内部を示した図である。 第２実施形態の一方向回転変換部を構成する部材の動作を示す図である。

次に、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［橋梁について］
図１は、本発明に係る橋梁１を模式的に示したものである。橋梁１は、上部構造２が、地盤３から立設された複数の橋脚４で支持されている。
複数の橋脚４は、図２に示すように、地盤３に埋設された基礎５から２本の柱材６ａ，６ｂが平行に立ち上がっている。２本の柱材６ａ，６ｂの間には、水平方向に延在する複数本の水平材７ａ～７ｄが上下方向に離間して連結されており、これら柱材６ａ，６ｂ及び水平材７ａ～７ｄで囲まれた上下方向の空間に複数の構造枠部８ａ～８ｄが形成されている。所定の水平材７ａ，７ｃの長手方向両端部及び２本の柱材６ａ，６ｂの連結位置には、ガセットプレート９ａが設けられており、他の水平材７ｂ，７ｄの長手方向中央部にもガセットプレート９ｂが設けられている。

複数の構造枠部８ａ～８ｄの内部には、ガセットプレート９ａ，９ｂに連結されて斜め方向に延在する軸降伏型の複数の制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈが配置されている。このように構成された複数の橋脚４の上部に、上部構造２が連結されている。ここで、構造枠部８ｃの内部空間に配置されている制振ダンパー１０Ｅが、変位表示装置１５を備えている。

図３は、制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈの構造を示すものであり、中空形状の軸力材１１と、軸力材１１の軸方向の両端１１ａ，１１ｂに円板形状のエンドプレート１２ａ，１２ｂを介して固定された取付け部材１３ａ，１３ｂと、軸力材１１を内挿する補剛部材１４と、を備えている。軸力材１１は、履歴減衰特性（塑性変形に伴うエネルギー減衰特性）を有する普通鋼又は低降伏点鋼の鋼管からなり、軸方向に作用する軸荷重に対して伸縮して降伏する。補剛部材１４は、軸力材１１に軸方向の圧縮荷重が作用したときに軸力材１１の座屈を防止する。ここで、補剛部材１４の一方の端部１４ａはエンドプレート１２ａに固定されておらず、補剛部材１４の他方の端部１４ｂはエンドプレート１２ｂに固定されている。

制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈは、各々の取付け部材１３ａ，１３ｂを橋脚４に設けたガセットプレート９ａ，９ｂにボルト接合することで、複数の構造枠部８ａ～８ｄの内部で斜め方向に延在して配置される。
上記構成のように複数の橋脚４が上部構造２を支持している橋梁１は、図２に示すように、上部構造２が地震動によって白抜きの矢印方向に変位すると、複数の制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈの軸力材１１の伸縮（図２の実線矢印方向）に伴う塑性変形によって、地震動エネルギーを吸収することで上部構造２の変位が抑制される。

［変位表示装置を備えた制振ダンパーについて］
次に、変位表示装置１５を備えた制振ダンパー１０Ｅについて、図４から図７を参照して説明する。
図４に示すように、制振ダンパー１０Ｅの一方の取付け部材１３ａ及びガセットプレート９ｂは、所定の互いに対向する連結板１６，１７同士が、固定用添接板１８を介してボルト接合されている。また、固定用添接板１８で連結されていない連結板１６，１７同士には、変位表示装置用添接板１９がボルト接合されている。

変位表示装置用添接板１９には、後述する変位表示装置１５の一方向回転変換部２３を内蔵したケース２０が固定されている。
ここで、制振ダンパー１０Ｅの他方の取付け部材１３ｂの軸方向変位及び補剛部材１４の他方の端部１４ｂの軸方向変位は等しくなるので、軸力材１１の伸縮量は、補剛部材１４の一方の端部１４ａと一方の取付け部材１３ａとの間で生じる相対変位量と等しくなる。

変位表示装置１５は、図５（ａ）に示すように、補剛部材１４の一方の端部１４ａと一方の取付け部材１３ａとの間で生じる相対変位を正逆方向の回転運動に変換するラック＆ピニオン部２１と、ラック＆ピニオン部２１のピニオン２２から伝達された正逆方向の回転を一方向の回転に変換する一方向回転変換部２３と、一方向回転変換部２３から得られた一方向の回転により累積変位量を表示する累積変位量表示部２４と、最大変位量表示部２５と、を備えている。

ラック＆ピニオン部２１は、ラック部材２６と、ラック部材２６のラック歯２６ａに噛合しているピニオン２２と、を備えている。
ラック部材２６は、図４に示すように、補剛部材１４及び一方の取付け部材１３ａの相対変位方向に沿ってラック歯２６ａが並んでおり、その一端側が、補剛部材１４の一方の端部１４ａの外周に固定された締結バンド２７及びラック固定部材２８を介して補剛部材１４に連結されている。そして、ラック部材２６は、変位表示装置用添接板１９に固定された一方向回転変換部２３のケース２０の側壁を貫通した状態で配置され、ケース２０に配置されたピニオン２２に噛合している。

一方向回転変換部２３のケース２０内には、図５（ａ）に示すように、入力軸２９に、ラック＆ピニオン部２１のピニオン２２及びウォーム３０が軸方向に離間して固定されている。第１回転軸３１に固定されたウォーム歯車３２がウォーム３０に噛合されていることで、入力軸２９の回転が減速されてウォーム歯車３２に伝達されるようになっている。第１回転軸３１には、第１ワンウェイクラッチ３３及び第２ワンウェイクラッチ３４がウォーム歯車３２に対して同軸に、互いに軸方向に離間して固定されている。

第１ワンウェイクラッチ３３及び第２ワンウェイクラッチ３４は、図示しないが、外輪と、内輪と、外輪及び内輪の間に配置され、第１回転軸３１に伝達された正逆方向の回転の一方向の回転のみを外輪に伝達する回転制御部とを備えた装置である。第１ワンウェイクラッチ３３の外輪の外周に第１クラッチ歯車３５が固定され、第２ワンウェイクラッチ３４の外輪の外周に第２クラッチ歯車３６が固定されている。

第１クラッチ歯車３５は、第２回転軸３７に固定された第１分岐歯車３８に噛合されており、第２回転軸３７には、第１分岐歯車３８に対して軸方向に離間した位置に第２分岐歯車３９が固定されている。第２クラッチ歯車３６は、第３回転軸４０に固定された第３分岐歯車４１に噛合されている。第３回転軸４０には、第３分岐歯車４１に対して軸方向に離間した位置に合成歯車４２が固定されているとともに、出力歯車５６が固定されている。そして、合成歯車４２に、第２回転軸３７に固定された第２分岐歯車３９が噛合されている。
また、累積変位量表示部２４は、出力歯車５６に噛合する表示歯車５７が固定されている表示回転軸４３と、表示回転軸４３から回転が伝達される指針４４と、有底箱形状のケース２０の開口部を閉塞するように固定され、指針４４が回転する表示円の範囲内に表示領域が表示されている表示プレート４５と、を備えている。

最大変位量表示部２５は、図４に示すように、ラック部材２６に固定されて平行に延在している表示バー４６と、表示バー４６の長手方向に摺動自在に係合している引張り側表示部材４７及び圧縮側表示部材４８と、ケース２０の一方のケース側面２０ａに固定されて引張り側表示部材４７に接触している引張り側係止部材４９と、ケース２０の他方のケース側面２０ｂに固定されて圧縮側表示部材４８に接触している圧縮側係止部材５０と、を備えている。

表示バー４６は、ケース側面２０ａ及びラック固定部材２８の間で連結したバー固定部材５１と、ケース側面２０ａから突出しているラック部材２６の先端で連結したバー固定部材５２とに固定されてラック部材２６に平行に延在している。
引張り側表示部材４７及び圧縮側表示部材４８は互いに対向しており、引張り側表示部材４７に対向していない圧縮側表示部材４８の裏面に、ケース２０の他方のケース側面２０ｂに固定された圧縮側係止部材５０の先端側が接触している。また、圧縮側表示部材４８に対向していない引張り側表示部材４７の裏面に、ケース２０の一方のケース側面２０ａに固定された引張り側係止部材４９の先端側が接触している。

表示バー４６の表示面４６ａには、センター位置Ｓと、このセンター位置Ｓを中心位置として図４の右側方向及び左側方向に距離Ｃまで離れた位置からセンター位置Ｓに向けて目盛り（不図示）が表示されている。また、センター位置Ｓを含む右側及び左の所定範囲（図４の網かけ部分）に、伸縮量許容値オーバーゾーン４６ｂが表示されている。

次に、図６及び図７は、変位表示装置用添接板１９に固定された一方向回転変換部２３及び累積変位量表示部２４を示すものである。
ケース２０は、図６に示すように、有底箱形状の部材であり、底部が変位表示装置用添接板１９に固定されており、上方で開口しているケース２０の開口部を閉塞するように、累積変位量表示部２４の表示プレート４５が固定されている。
図４で示したように、ラック部材２６は、補剛部材１４及び一方の取付け部材１３ａの相対変位方向に長手方向（ラック歯２６ａが並んでいる方向）が沿うように配置されており、図７に示すように、ケース２０の内部に収納された第１回転軸３１、第２回転軸３７及び第３回転軸４０は、ラック部材２６に平行に配置されている。

図６に示すように、第３回転軸４０は、第１回転軸３１及び第２回転軸３７と比較してケース２０の最も開口部側に配置されている。また、表示回転軸４３は表示プレート４５の表裏を貫通した状態で、第３回転軸４０に直交して配置されている。そして、第３回転軸４０に固定した出力歯車５６は、はすば歯車で構成され、表示回転軸４３の一端に固定されて出力歯車５６に噛合する表示歯車５７もはすば歯車で構成されており、互いに直交した配置された第３回転軸４０の回転が表示回転軸４３に伝達され、表示回転軸４３の他端に固定した指針４４が回転する。

次に、制振ダンパー１０Ｅの軸力材１１が伸縮する際の変位表示装置１５の一方向回転変換部２３及び累積変位量表示部２４の動作について、図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図５（ａ）は、軸力材１１が圧縮方向に変位したときの変位表示装置１５の動作を示し、図５（ｂ）は、軸力材１１が引張り方向に変位したときの変位表示装置１５の動作を示している。なお、図５（ａ）、（ｂ）で記載しているＲ１回転は右回りの回転とし、Ｒ２回転は左回りの回転とする。

軸力材１１が圧縮方向に変位すると、図５（ａ）に示すように、ラック部材２６の往運動によりラック歯２６ａに噛合しているピニオン２２がＲ２回転し、このピニオン２２の回転がウォーム３０を介してウォーム歯車３２にＲ１回転として伝達される。ウォーム歯車３２に伝達されたＲ１回転は、第２ワンウェイクラッチ３４及び第２クラッチ歯車３６を介して第３分岐歯車４１にＲ２方向の回転として伝達される。第３分岐歯車４１に伝達されたＲ２回転は出力歯車５６にＲ２回転として伝達される。
そして、出力歯車５６に伝達されたＲ２回転は、表示歯車５７を介して表示回転軸４３にＲ１回転として伝達されることで、累積変位量表示部２４の指針４４が、軸力材１１が圧縮方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回り（Ｒ１方向）に回転する。

また、軸力材１１が引張り方向に変位すると、図５（ｂ）に示すように、ラック部材２６の復動作によりラック歯２６ａに噛合しているピニオン２２がＲ１回転し、このピニオン２２の回転がウォーム３０を介してウォーム歯車３２にＲ２回転として伝達される。
ウォーム歯車３２に伝達されたＲ２回転は、第１ワンウェイクラッチ３３及び第１クラッチ歯車３５を介して第１分岐歯車３８にＲ１回転として伝達される。第１分岐歯車３８に伝達されたＲ１回転は、第２分岐歯車３９を介してから合成歯車４２にＲ２回転として伝達される。合成歯車４２に伝達されたＲ２回転は出力歯車５６に伝達される。
そして、出力歯車５６に伝達されたＲ２回転は、表示歯車５７を介して表示回転軸４３にＲ１回転として伝達されることで、累積変位量表示部２４の指針４４が、軸力材１１が引張り方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回り（Ｒ１方向）に回転する。

［橋梁、制振ダンパー、一方向回転変換部及び累積変位量表示部の効果について］
図１及び図２に示した橋梁１は、上部構造２が地震動により変位すると、上部構造２を支持している複数の橋脚４が、複数の制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈの軸力材１１の伸縮に伴う塑性変形によって地震動エネルギーを吸収するので、上部構造２の変位を確実に抑制することができる。
また、制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈの一つ（制振ダンパー１０Ｅ）に累積変位量表示部２４を備えているので、制振ダンパー１０Ａ～１０Ｈの変形性能に関わる疲労耐久性を、目視で簡単に測定することができる。

また、一方向回転変換部２３のケース２０に配置されている第１回転軸３１、第２回転軸３７、第３回転軸４０は、ラック部材２６が延在している方向と平行に配置されているので、特許文献１（特許第６５４６５６１号公報）で示した変位表示装置のケース（ラック部材が延在している方向に対して第１、第２回転軸及び出力軸が垂直に配置されている）と比較して、ケース２０の高さを低くすることができる。したがって、高さが低いケース２０は地震時の揺れが伝達されても増幅しにくい構造となり、一方向回転変換部２３の誤作動や故障を防止することができる。また、変位表示装置１５を設置する位置の周辺に構造部材がある場合でも干渉することがなく、所定の位置に変位表示装置１５を設置することができる。

また、ケース２０は有底箱形状であり、ケース２０の開口部を閉塞するように表示プレート４５が固定されている。また、第３回転軸４０は、第１回転軸３１及び第２回転軸３７と比較してケース２０の最も開口部側に配置されている。そして、第３回転軸４０に固定したはすば歯車で構成した出力歯車５６と、表示プレート４５を貫通する表示回転軸４３に固定したはすば歯車で構成した表示歯車５７が噛合することで、互いに直交している第３回転軸４０から表示回転軸４３に、簡便な構造で回転運動を伝達することができる。
そして、高さを低くしたケース２０の広い開口部に、広い面積の表示プレート４５を固定することができるので、遠方から見ても累積変位量を正確に測定することができる。

［第２実施形態の一方向回転変換部について］
次に、図８（ａ）は、第２実施形態の一方向回転変換部２３の構成を示すものである。
第２実施形態の一方向回転変換部２３が、図５（ａ）で示した第１実施形態の一方向回転変換部２３と異なる点は、先ず、第１回転軸３１に固定されている第２ワンウェイクラッチ３４が、第１ワンウェイクラッチ３３に対してウォーム歯車３２側で固定されている点である。また、第２回転軸３７には第１分岐歯車３８のみが固定されており、この第１分岐歯車３８は、第１ワンウェイクラッチ３３の第１クラッチ歯車３５と第３回転軸４０に固定された合成歯車４２との間で噛合している。

そして、軸力材１１が圧縮方向に変位すると、図８（ａ）に示すように、ラック部材２６の往運動によりラック歯２６ａに噛合しているピニオン２２がＲ２回転し、このピニオン２２の回転がウォーム３０を介してウォーム歯車３２にＲ１回転として伝達される。ウォーム歯車３２に伝達されたＲ１回転は、第２ワンウェイクラッチ３４及び第２クラッチ歯車３６を介して第３分岐歯車４１にＲ２方向の回転として伝達される。第３分岐歯車４１に伝達されたＲ２回転は出力歯車５６にＲ２回転として伝達される。

そして、出力歯車５６に伝達されたＲ２回転は、表示歯車５７を介して表示回転軸４３にＲ１回転として伝達されることで、累積変位量表示部２４の指針４４が、軸力材１１が圧縮方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回り（Ｒ１方向）に回転する。
また、軸力材１１が引張り方向に変位すると、図８（ｂ）に示すように、ラック部材２６の復動作によりラック歯２６ａに噛合しているピニオン２２がＲ１回転し、このピニオン２２の回転がウォーム３０を介してウォーム歯車３２にＲ２回転として伝達される。

ウォーム歯車３２に伝達されたＲ２回転は、第１ワンウェイクラッチ３３及び第１クラッチ歯車３５を介して第１分岐歯車３８にＲ１回転として伝達される。第１分岐歯車３８に伝達されたＲ１回転は合成歯車４２にＲ２回転として伝達される。合成歯車４２に伝達されたＲ２回転は出力歯車５６に伝達される。
そして、出力歯車５６に伝達されたＲ２回転は、表示歯車５７を介して表示回転軸４３にＲ１回転として伝達されることで、累積変位量表示部２４の指針４４が、軸力材１１が引張り方向に変位したときの累積変位量として、所定角度だけ時計回り（Ｒ１方向）に回転する。

第２実施形態の一方向回転変換部２３によると、第２回転軸３７には第１分岐歯車３８のみが固定されており、この第１分岐歯車３８が、第１ワンウェイクラッチ３３の第１クラッチ歯車３５と第３回転軸４０に固定された合成歯車４２との間で噛合している。このように、ケース２０内に内蔵される回転要素の部品点数が減少するので、一方向回転変換部２３の小型化を図ることができる。

１ 橋梁
２ 上部構造
３ 地盤
４ 橋脚
５ 基礎
６ａ，６ｂ 柱材
７ａ～７ｄ 水平材
８ａ～８ｄ 構造枠部
９ａ，９ｂ ガセットプレート
１０Ａ～１０Ｈ 制振ダンパー
１１ 軸力材
１１ａ，１１ｂ 軸力材１１の軸方向の端部
１２ａ，１２ｂ エンドプレート
１３ａ，１３ｂ 取付け部材
１４ 補剛部材
１４ａ，１４ｂ 補剛部材の端部
１５ 変位表示装置
１６，１７ 連結板
１８ 固定用添接板
１９ 変位表示装置用添接板
２０ ケース
２０ａ 一方のケース側面
２０ｂ 他方のケース側面
２１ ラック＆ピニオン部
２２ ピニオン
２３ 一方向回転変換部
２４ 累積変位量表示部
２５ 最大変位量表示部
２６ ラック部材
２６ａ ラック歯
２７ 締結バンド
２８ ラック固定部材
２９ 入力軸
３０ ウォーム
３１ 第１回転軸
３２ ウォーム歯車
３３ 第１ワンウェイクラッチ
３４ 第２ワンウェイクラッチ
３５ 第１クラッチ歯車
３６ 第２クラッチ歯車
３７ 第２回転軸
３８ 第１分岐歯車
３９ 第２分岐歯車
４０ 第３回転軸
４１ 第３分岐歯車
４２ 合成歯車
４３ 表示回転軸
４４ 指針
４５ 表示プレート
４６ 表示バー
４７ 引張り側表示部材
４８ 圧縮側表示部材
４９ 引張り側係止部材
５０ 圧縮側係止部材
５１ バー固定部材
５２ バー固定部材
５６ 出力歯車
５７ 表示歯車

Claims (7)

1. 地震時に相対変位を生じる一対の相対変位部の一方に設けられて相対変位方向に直線運動する直線運動伝達部と、前記一対の相対変位部の他方に設けられて前記直線運動伝達部に連結し、前記直線運動伝達部の直線運動を回転運動に変換する回転運動伝達部と、前記回転運動伝達部から伝達された正逆方向の回転を一方向回転に変換する一方向回転変換部と、前記一方向回転変換部から伝達された一方向回転を利用して前記一対の相対変位部の累積変位量を表示する累積変位量表示部と、を備え、
   前記直線運動伝達部は、ラック歯が形成されている長尺なラック部材であり、
   前記ラック部材は、前記一方向回転変換部を収納するケースの内部を貫通して相対変位方向に配置されており、
   前記ケースの内部には、
   第１ワンウェイクラッチ及び第２ワンウェイクラッチが軸方向に離間して固定され、前記回転運動伝達部から回転運動が伝達される第１回転軸と、
   前記第１ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の正方向回転のみが一方向回転として伝達される第２回転軸と、
   前記第２ワンウェイクラッチに伝達された正逆方向回転の逆方向回転のみが一方向回転として伝達され、前記第２回転軸に伝達された一方向回転が合成して伝達されるとともに、これら一方向回転を前記累積変位量表示部に伝達する第３回転軸と、が配置され、
   前記ケース内の前記第１回転軸、前記第２回転軸及び前記第３回転軸は、前記ラック部材が延在している相対変位方向に平行に配置されていることを特徴とする変位表示装置。
2. 前記ケースは、前記一対の相対変位部の他方に底部が固定された有底箱形状の部材であり、
   前記累積変位量表示部は、
   前記ケースの開口部を閉塞するように固定され、表示円に累積変位量の大きさが表示されている表示プレートと、
   前記表示プレートを貫通する表示回転軸と、
   前記表示回転軸の一端に固定されて前記表示円の前記累積変位量を示す指針と、を備えており、
   互いに直交して配置された前記第３回転軸及び前記表示回転軸の間に、一方向回転伝達歯車が配置されていることを特徴とする請求項１記載の変位表示装置。
3. 前記一方向回転伝達歯車は、前記第３回転軸に固定されたはすば歯車で構成した出力歯車と、前記表示回転軸の他端に固定され、前記出力歯車に噛合するはすば歯車で構成した表示歯車と、であることを特徴とする請求項２記載の変位表示装置。
4. ダンパー本体と、前記ダンパー本体に設けられている請求項１から３の何れか１項に記載の変位表示装置とを備え、
   前記ダンパー本体は、振動エネルギーを吸収する吸収部を備え、前記吸収部が前記振動エネルギーを吸収する際に前記変位表示装置の一対の相対変位部が相対変位することを特徴とする制振ダンパー。
5. 前記ダンパー本体は、座屈拘束ブレース、鋼材ダンパー、鉛ダンパー、摩擦ダンパー、シリンダー型ダンパー、オイルダンパー、粘弾性体ダンパー、せん断ダンパー、曲げ降伏型ダンパー、せん断パネル型ダンパー、鋼管ダンパー、アンボンドプレース、波形鋼板ダンパー、慣性質量ダンパー、回転慣性質量ダンパーの何れかであることを特徴とする請求項４記載の制振ダンパー。
6. 前記吸収部は、軸方向に作用する圧縮及び引張りの軸荷重を弾性変形及び塑性変形により吸収する軸力材で構成され、
   前記軸力材の両端に取付け部材が固定され、
   前記軸力材を内挿する補剛部材の一端が前記軸力材の一端側の前記取付け部材に固定されており、
   前記補剛部材の他端が前記軸力材の他端側の前記取付け部材に固定せず、前記補剛部材の他端に前記ラック部材が固定され、前記軸力材の他端側の前記取付け部材に前記ケースが固定されていることを特徴とする請求項４又は５記載の制振ダンパー。
   
   
7. 構造枠部の内部に請求項６記載の制振ダンパーをブレース材として配置して振動エネルギーを吸収するようにした土木建築構造物であって、
   前記制振ダンパーの前記軸力材の一端側の前記取付け部材が、前記構造枠部の内部に設けた第１のガセットプレートに固定されており、
   前記軸力材の他端側の前記取付け部材が、前記構造枠部の内部に設けた第２のガセットプレートと添接板を介して固定されているとともに、前記添接板に、前記ケースが着脱自在に固定されていることを特徴とする土木建築構造物。

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