JP7316900B2 - ダンパー装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダンパー装置に関するものである。

従来から、複数のオイルダンパーの変位が互いに同一になるようにしつつ直列に配置され、ボールねじによる左右ねじ機構が設けられ、オイルダンパー単体の２倍のストロークと２倍の速度に対応可能なダンパー装置が知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。このダンパー装置は、免震層変位が１ｍ以上となるような場合にも対応可能とされ、大きなクリアランスを有する建物を設計する際に用いることができる。

また、図８及び図９に示すように、上部構造体２０１と下部構造体２０２との間に設置され、両端部がクレビス２１１，２１２で上部構造体２０１及び下部構造体２０２と固定され、ボールねじ機構２１６が設けられ、架台２２０にサスペンション２２２を介してベアリング２２３が設けられ、自重を支持しながら２方向に移動可能なダンパー装置も提案されている。

特開２０１９－３５４１６号公報

しかしながら図８及び図９に示す構成では、丸部Ｐに示すオイルダンパー２１０と架台２２０との接続部では、架台２２０とダンパー２１０とを一体化するため、ダンパー２１０の端部のクレビスを取り外した形で架台２２０と接続されている。このため、オイルダンパー２１０からクレビスを取り外す加工や、取り外した状態でオイルダンパー２１０を架台２２０に接続する加工等が必要であるという問題点がある。

また、図８及び図９に示す機構で、一般的なクレビスを有するオイルダンパーを用いた場合は、図１０及び図１１に示すような構成となる。楕円部Ｑには、平面的に横並びでオイルダンパー２１０が設置されている。オイルダンパー２１０の製造誤差から発生する±１５％以下の性能差により、オイルダンパー２１０がクレビス２１３で架台２２０と設置されていることにより、楕円部Ｑでは、図１２に示すように、オイルダンパー２１０の変形がクレビス２１３の可動範囲（２～５°程度）でガタが生じ、結果として矢印のように偶力が発生してしまうという問題点がある。また、ボールねじ機構２１６があったとしてもオイルダンパー２１０に変形差が生じてしまうという問題点がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通常のダンパーをそのまま用いて、大変形や大速度に対応可能なダンパー装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係るダンパー装置は、互いに直交する第１方向及び第２方向に相対変位可能な第１部材と第２部材との間に設けられるダンパー装置であって、前記第１部材及び前記第２部材それぞれと、前記第１方向及び前記第２方向に相対変位可能な第１支持部と、前記第１部材及び前記第２部材それぞれと、前記第１方向及び前記第２方向に相対変位可能であり、前記第１支持部と前記第１方向に離間して配置された第２支持部と、前記第１部材に、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向を軸線方向として回動可能に設けられた端部部材と、該端部部材及び前記第２支持部に前記第２方向に延びる第１回動軸線回りに相対回動可能に連結され、前記第２方向に離間して配置された複数の第１ダンパーと、前記第１ダンパーと直列に配置され、前記第２部材及び前記第１支持部に前記第３方向に延びる第２回動軸線回りに相対回動可能に連結された複数の第２ダンパーと、前記複数の第１ダンパーの変位を等しくする変位等値機構と、を備え、該変位等値機構は、前記第１方向に延び、前記第２方向に離間して配置された複数のシャフトと、前記第１支持部に設けられたシャフト支持部と、を有し、前記シャフトの一端部は前記端部部材に連結され、前記シャフトの延在方向の中間部は前記シャフト支持部に支持されていることを特徴とする。

このように構成されたダンパー装置では、第１ダンパーのクレビスの軸線方向を第２方向に向けるようにクレビスを端部部材及び第２支持部に連結すると、第１ダンパーは第２方向に延びる第１回動軸線回りに回動して端部部材及び第２支持部に対して相対回動可能となる。また、第２ダンパーのクレビスの軸線方向を第３方向に向けるようにクレビスを第２部材及び第１支持部に連結すると、第２ダンパーは第３方向に延びる第２回動軸線回りに回動して第２部材及び第１支持部に対して相対回動可能となる。よって、第１ダンパー及び第２ダンパーのクレビスに加工などを施さずに、クレビスをそのまま使用して、第１ダンパー及び第２ダンパーを設置することができる。
また、地震が生じると、複数の第１ダンパーにおいて端部部材側の端部では変形差が生じてしまう可能性があるが、一端部が端部部材に連結され延在方向の中間部が第１支持部のシャフト支持部に支持された複数のシャフトにより、第１支持部は地震前（初期）の端部部材との離間状態と平行になるように変位する。よって、端部部材が初期の状態から傾いたりすることがなく、大変形及び大速度の地震にも対応することができる。

また、本発明に係るダンパー装置では、前記第１支持部は、前記第１方向に離間して配置された一対のプレートと、該一対のプレートどうしを連結する連結プレートと、を有し、前記第２ダンパーのクレビスは、前記一対のプレートにおける前記第２ダンパー側に配置されたプレートに連結され、前記シャフト支持部は、前記一対のプレートにまたがって設けられていることが好ましい。
また、複数の第２ダンパーの変位は、同一の回動軸線となるため、等しくなる。

このように構成されたダンパー装置では、第１支持部の一対のプレートどうしは連結プレートで連結されているため、一対のプレートの間で軸力が伝達され、安定した構造とすることができる。また、一対のプレートにまたがって設けられたシャフト支持部がシャフトを支持されているため、シャフトを安定して支持することができる。

また、本発明に係るダンパー装置は、前記第１支持部と前記第２支持部とは、前記第１方向に延びる軸力伝達プレートで連結されていてもよい。

このように構成されたダンパー装置では、第１支持部と第２支持部とは第１方向に延びる軸力伝達プレートで連結されているため、第１支持部と第２支持部との間で軸力が伝達され、安定した構造とすることができる。

本発明に係るダンパー装置によれば、通常のダンパーをそのまま用いて、大変形や大速度に対応することができる。

本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す立面図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。 図２のＢ－Ｂ線断面図である。 本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す平面図である。 図２のＣ－Ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す平面図である。 ダンパーの端部のクレビスを取り外して架台と接続したダンパー装置を示す平面図である。 ダンパーの端部のクレビスを取り外して架台と接続したダンパー装置を示す立面図である。 図８及び図９に示す機構で、一般的なクレビスを有するオイルダンパーを用いたダンパー装置を示す平面図である。 図８及び図９に示す機構で、一般的なクレビスを有するオイルダンパーを用いたダンパー装置を示す立面図である。 図１０に示す構成で、ダンパー装置に変形が生じた状態を示す平面図である。

本発明の一実施形態に係るダンパー装置について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るダンパー装置を示す立面図である。なお、図１において、第１ダンパー及び第２ダンパーを示すために、後述する軸力伝達プレート及びボールねじ機構の図示を省略している。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係るダンパー装置１００は、免震構造物の免震層１０１に設けられている。免震層１０１は、水平方向に相対変位可能な上部構造体（第１部材）１０２（図２参照。以下同じ。）と下部構造体（第２部材）１０３（図２参照。以下同じ。）との間に設けられている。

ダンパー装置１００は、上部構造体１０２と下部構造体１０３とが水平方向に相対変位すると、追従して変位するように構成されている。以下の説明では、上部構造体１０２と下部構造体１０３とが相対変位していない初期状態であるものとして説明する。

水平方向の直交する２方向を、Ｘ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）とする。図１及び図２の左右方向を、Ｘ方向とする。図１の上下方向及び図２の紙面に直交する方向を、Ｙ方向とする。Ｘ方向のうち、図１及び図２の左右方向の左側を一方側とし、右側を他方側とする。Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向を上下方向、Ｚ方向（第３方向）とする。

ダンパー装置１００は、架台１（図２参照。以下同じ。）と、第１ダンパー２と、端部鋼材（端部部材）３、第２ダンパー４と、ボールねじ機構５（図７参照。以下同じ）と、シャフト機構（変位等値機構）６（図２参照。以下同じ。）と、を備えている。

図２に示すように、架台１は、第１支持部材（第１支持部）１１と、第２支持部材（第２支持部）１２と、軸力伝達プレート１３，１４，１５（図５参照。以下同じ。）と、を有している。第１支持部材１１は、外側プレート１１１と、内側プレート１１２と、を有している。第２支持部材１２は、外側プレート１２１と、内側プレート１２２と、を有している。

外側プレート１１１は、ダンパー装置１００のＸ方向の一方側に配置されている。外側プレート１１１の板面は、Ｘ方向を向いている。外側プレート１１１は、矩形状に形成されている。なお、外側プレート１１１の形状を適宜設定可能である。

外側プレート１１１には、Ｘ方向に貫通するダンパー支持孔（不図示。以下同じ。）が形成されている。ダンパー支持孔は、Ｙ方向に離間して２箇所に形成されている。

外側プレート１１１には、Ｘ方向に貫通するボールねじ挿通孔（不図示。以下同じ。）が形成されている。ボールねじ挿通孔は、外側プレート１１１の略中央に形成されている。

外側プレート１１１には、Ｘ方向に貫通するブッシュ取付孔１１１ｈ（図２参照）が形成されている。ブッシュ取付孔１１１ｈは、Ｙ方向に離間して２箇所一列がＺ方向に２段、合計４箇所に形成されている。

外側プレート１２１は、ダンパー装置１００のＸ方向の他方側に配置されている。外側プレート１２１の板面は、Ｘ方向を向いている。外側プレート１２１は、円形状に形成されている。なお、外側プレート１２１の形状を適宜設定可能である。

外側プレート１２１には、Ｘ方向に貫通するダンパー支持孔（不図示。以下同じ。）が形成されている。ダンパー支持孔は、Ｚ方向に離間して２箇所に形成されている。

外側プレート１２１には、Ｘ方向に貫通するボールねじ挿通孔（不図示。以下同じ。）が形成されている。ボールねじ挿通孔は、外側プレート１２１の略中央に形成されている。

内側プレート１１２は、外側プレート１１１のＸ方向の他方側且つ外側プレート１２１のＸ方向の一方側に配置されている。内側プレート１１２の板面は、Ｘ方向を向いている。

図３は、図２のＡ－Ａ線断面図である。
図３に示すように、内側プレート１１２は、矩形状に形成されている。なお、内側プレート１１２の形状を適宜設定可能である。

内側プレート１１２には、Ｘ方向に貫通するダンパー支持孔１１２ｊが形成されている。ダンパー支持孔１１２ｊは、Ｙ方向に離間して２箇所に形成されている。

内側プレート１１２には、Ｘ方向に貫通するボールねじ挿通孔１１２ｋが形成されている。ボールねじ挿通孔１１２ｋは、内側プレート１１２の略中央に形成されている。

内側プレート１１２には、Ｘ方向に貫通するブッシュ取付孔１１２ｈが形成されている。ブッシュ取付孔１１２ｈは、Ｙ方向に離間して２箇所一列がＺ方向に２段、合計４箇所に形成されている。

図２に示すように、内側プレート１２２は、外側プレート１２１のＸ方向の一方側且つ内側プレート１１２のＸ方向の他方側に配置されている。内側プレート１２２の板面は、Ｘ方向を向いている。

図４は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。図４において、後述するベアリング及びサスペンションの図示を省略している。
図４に示すように、内側プレート１２２は、円形状に形成されている。なお、内側プレート１２２の形状を適宜設定可能である。

内側プレート１２２には、Ｘ方向に貫通するダンパー支持孔１２２ｊが形成されている。ダンパー支持孔１２２ｊは、Ｚ方向に離間して２箇所に形成されている。

内側プレート１２２には、Ｘ方向に貫通するボールねじ挿通孔１２２ｋが形成されている。ボールねじ挿通孔１２２ｋは、内側プレート１２２の略中央に形成されている。

図５は、ダンパー装置１００を示す平面図である。なお、図５において、軸力伝達プレート１３，１４，１５及びボールねじ機構５を示すために、第１ダンパー２及び第２ダンパー４の図示を一部省略している。
図５に示すように、軸力伝達プレート１３は、内側プレート１１２と内側プレート１２２との間に配置されている。軸力伝達プレート１３のＸ方向の一方側の端部は、内側プレート１１２に固定されている。軸力伝達プレート１３のＸ方向の他方側の端部は、内側プレート１２２に固定されている。本実施形態では、軸力伝達プレート１３は、内側プレート１１２，１２２に溶接により固定されている。

図６は、図２のＣ－Ｃ線断面図である。図６において、後述するベアリング及びサスペンションの図示を省略している。
図６に示すように、軸力伝達プレート１３は、筒状板部１３１と、放射板部１３２と、を有している。

筒状板部１３１は、Ｘ方向を軸線方向とする円筒状に形成されている。放射板部１３２は、筒状板部１３１の外周面から周方向に間隔を有して４箇所に設けられている。放射板部１３２は、Ｚ方向及びＹ方向に交差する方向に延びている。隣り合う放射板部１３２の間に、第１ダンパー２及び第２ダンパー４が配置されている。

図５に示すように、軸力伝達プレート（連結プレート）１４は、外側プレート１１１と内側プレート１１２との間に配置されている。軸力伝達プレート１４のＸ方向の一方側の端部は、外側プレート１１１に固定されている。軸力伝達プレート１４のＸ方向の他方側の端部は、内側プレート１１２に固定されている。本実施形態では、軸力伝達プレート１４は、外側プレート１１１及び内側プレート１１２に溶接により固定されている。

図３に示すように、軸力伝達プレート１４は、筒状板部１４１と、放射板部１４２と、上板部１４３と、下板部１４４と、を有している。

筒状板部１４１は、Ｘ方向を軸線方向とする円筒状に形成されている。放射板部１４２は、筒状板部１４１の外周面から周方向に間隔を有して４箇所に設けられている。放射板部１４２は、Ｚ方向及びＹ方向に交差する方向に延びている。上板部１４３は、筒状板部１４１から上方に延びている。下板部１４４は、筒状板部１４１から下方に延びている。Ｙ方向の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、Ｚ方向に離間して配置された２枚の放射板部１４２の間に、第１ダンパー２が配置されている。

図５に示すように、軸力伝達プレート１５は、外側プレート１２１と内側プレート１２２との間に配置されている。軸力伝達プレート１５のＸ方向の一方側の端部は、内側プレート１２２に固定されている。軸力伝達プレート１５のＸ方向の他方側の端部は、外側プレート１２１に固定されている。本実施形態では、軸力伝達プレート１５は、内側プレート１２２及び外側プレート１２１に溶接により固定されている。

図４に示すように、軸力伝達プレート１５は、筒状板部１５１と、放射板部１５２と、横板部１５３，１５４と、を有している。

筒状板部１５１は、Ｘ方向を軸線方向とする円筒状に形成されている。放射板部１５２は、筒状板部１５１の外周面から周方向に間隔を有して４箇所に設けられている。放射板部１５２は、Ｙ方向及びＺ方向に交差する方向に延びている。横板部１５３は、筒状板部１５１からＹ方向の一方側に延びている。横板部１５４は、筒状板部１５１からＹ方向に他方側に延びている。Ｚ方向の一方側及び他方側のそれぞれにおいて、Ｙ方向に離間して配置された２枚の放射板部１５２の間に、第２ダンパー４が配置されている。

図２に示すように、外側プレート１１１の下端部と内側プレート１１２の下端部とを連結する連結部材（不図示。以下同じ。）、及び外側プレート１２１の下端部と内側プレート１２２の下端部とを連結する連結部材（不図示。以下同じ。）等には、サスペンション１６が設けられている。サスペンション１６の下部には、ベアリング１７が設けられている。

サスペンション１６は、架台１の自重を支持しつつ下部構造体１０３の上面に段差等がありベアリング１７が上下方向の衝撃を受けた場合に、その衝撃を吸収して架台１に伝達しないように構成されている。ダンパー装置１００は、ベアリング１７が受けた上下方向の衝撃が架台１に伝達しないことにより、第１ダンパー２、第２ダンパー４及びボールねじ機構５に衝撃が伝達しないように構成されている。

ベアリング１７は、サスペンション１６を介して、架台１、架台１に作用する第１ダンパー２、第２ダンパー４及びボールねじ機構５の荷重を受けている。ベアリング１７は、これらの荷重を受けながら、下部構造体１０３の上面に沿って水平２方向（Ｘ方向及びＹ方向）に走行可能とされている。本実施形態では、下部構造体１０３の上面にはステンレスプレートが設置されている。ベアリング１７は、ステンレスプレート上を走行可能とされている。

本実施形態では、第１ダンパー２及び第２ダンパー４は、オイルダンパーである。なお、第１ダンパー２及び第２ダンパー４として、粘性ダンパーや慣性質量ダンパー等の軸抵抗型制振装置を採用することができる。

第１ダンパー２と第２ダンパー４とは、架台１を介して直列に設けられている。本実施形態では、ダンパー装置１００には、２台の第１ダンパー２が並列に設けられ、２台の第２ダンパー４が並列に設けられている。換言すると、第１ダンパー２及び第２ダンパー４は、２台ずつ直列且つ並列に接続されている。

図１に示すように、２台の第１ダンパー２は、互いにＹ方向に間隔を有して配置されている。第１ダンパー２は、第１シリンダ２１と、第１ロッド２２と、を有している。

第１シリンダ２１は、Ｘ方向を軸線方向として配置されている。第１シリンダ２１には、作動油が封入されている。第１シリンダ２１は、外側プレート１１１のダンパー支持孔及び内側プレート１１２のダンパー支持孔１１２ｊ（図３参照）に挿通され、支持されている。

第１ロッド２２は、第１シリンダ２１にＸ方向に進退可能に挿入されている。Ｘ方向の一方側に第１ロッド２２が配置されるとともにＸ方向に他方側に第１シリンダ２１が配置されるように、第１ダンパー２は配置されている。

第１シリンダ２１のＸ方向に他方側の端部には、第１クレビス２６ａが設けられている。第１クレビス２６ａは、Ｙ方向を軸線方向として配置されている。第１クレビス２６ａは、第１シリンダジョイント部材２７ａを介して内側プレート１２２に連結されている。第１クレビス２６ａは、内側プレート１２２及び第１シリンダジョイント部材２７ａに対して、第１回動軸線２８ａ回りに回動可能とされている。第１シリンダ２１は、第２支持部材１２に支持されている。

第１ロッド２２のＸ方向に一方側の端部には、第１クレビス２６ｂが設けられている。第１クレビス２６ｂは、Ｙ方向を軸線方向として配置されている。第１クレビス２６ｂは、第１ロッドジョイント部材２７ｂを介して端部鋼材３に連結されている。第１クレビス２６ｂは、端部鋼材３及び第１ロッドジョイント部材２７ｂに対して、第１回動軸線２８ｂ回りに回動可能とされている。

端部鋼材３は、平板状に形成されている。端部鋼材３の板面は、Ｘ方向を向いている。端部鋼材３は、第１支持部材１１及び第２支持部材１２と平行に配置されている。

端部鋼材３には、端部クレビス３６が設けられている。端部クレビス３６は、Ｚ方向を軸線方向として配置されている。端部クレビス３６は、端部ジョイント部材３７を介して上部構造体１０２に設けられた上部取付部１０２ａに連結されている。端部クレビス３６は、上部取付部１０２ａ及び端部ジョイント部材３７に対して、端部回動軸線３８回りに回動可能とされている。本実施形態では、端部クレビス３６は、２，０００ｋＮの荷重に対応できるものが好ましい。

図２に示すように、２台の第２ダンパー４は、互いにＺ方向に間隔を有して配置されている。第２ダンパー４は、第２シリンダ４１と、第２ロッド４２と、を有している。

第２シリンダ４１は、Ｘ方向を軸線方向として配置されている。第２シリンダ４１には、作動油が封入されている。第２シリンダ４１は、外側プレート１２１のダンパー支持孔及び内側プレート１２２のダンパー支持孔１２２ｊ（図４参照）に挿通され、支持されている。

第２ロッド４２は、第２シリンダ４１にＸ方向に進退可能に挿入されている。Ｘ方向の一方側に第２シリンダ４１が配置されるとともにＸ方向に他方側に第２ロッド４２が配置されるように、第２ダンパー４は配置されている。

図１に示すように、第２シリンダ４１のＸ方向に一方側の端部には、第２クレビス４６ａが設けられている。第２クレビス４６ａは、Ｚ方向を軸線方向として配置されている。第２クレビス４６ａは、第２シリンダジョイント部材４７ａを介して内側プレート１１２に連結されている。第２クレビス４６ａは、内側プレート１１２及び第２シリンダジョイント部材４７ａに対して、第２回動軸線４８ａ回りに回動可能とされている。第２シリンダ４１は、第１支持部材１１に支持されている。

第２ロッド４２のＸ方向に他方側の端部には、第２クレビス４６ｂが設けられている。第２クレビス４６ｂは、Ｚ方向を軸線方向として配置されている。第２クレビス４６ｂは、第２ロッドジョイント部材４７ｂを介して下部構造体１０３に設けられた下部取付部１０３ｂに連結されている。第２クレビス４６ｂは、下部取付部１０３ｂ及び第２ロッドジョイント部材４７ｂに対して、第２回動軸線４８ｂ回りに回動可能とされている。

第１ダンパー２の第１シリンダ２１は、内側プレート１１２に形成されたダンパー支持孔１１２ｊに挿通されている。ダンパー支持孔１１２ｊの径は、第１シリンダ２１の径よりも僅かに大きい。第２ダンパー４の第２シリンダ４１は、内側プレート１２２に形成されたダンパー支持孔１２２ｊに挿通されている。ダンパー支持孔１２２ｊの径は、第２シリンダ４１の径よりも僅かに大きい。第１ダンパー２及び第２ダンパー４は、内側プレート１１２，１２２に支持（変位等値）されるとともに、軸力伝達プレート１３，１４，１５を介して内側プレート１１２，１２２と連結されて外側プレート１１１，１２１に支持されている。

図７は、ダンパー装置１００を示す平面図であり、主にボールねじ機構５の構成を示し、後述する連結管の図示を省略している。
図７に示すように、ボールねじ機構５は、第１ボールねじ５１と、第２ボールねじ５２と、連結管５３（図５参照）と、第１ボールナット５４と、第２ボールナット５５と、第１軸受け５６と、第２軸受け５７と、を有している。ボールねじ機構５は、第１ダンパー２及び第２ダンパー４の変形を揃えるために設けられている。

第１ボールねじ５１は、Ｘ方向を軸線方向として配置されている。第１ボールねじ５１は、内側プレート１１２のボールねじ挿通孔１１２ｋ（図３参照）及び外側プレート１１１のボールねじ挿通孔に挿通されている。

第１ボールねじ５１のＸ方向の一方側の端部は、第１ボールねじクレビス５１１が設けられている。第１ボールねじ５１のＸ方向の一方側の端部は、第１ボールねじクレビス５１１で軸線（Ｘ方向）回りの回転が拘束されている。

第１ボールねじクレビス５１１は、Ｚ方向を軸線方向として配置されている。第１ボールねじクレビス５１１は、第１ボールねじジョイント部材５１２を介して端部鋼材３に連結されている。第１ボールねじクレビス５１１は、端部鋼材３及び第１ボールねじジョイント部材５１２に対して、第１ボールねじ回動軸５１３線回りに回動可能とされている。

第２ボールねじ５２は、Ｘ方向を軸線方向として配置されている。第２ボールねじ５２は、第１ボールねじ５１と同軸に配置されている。第２ボールねじ５２は、内側プレート１２２のボールねじ挿通孔１２２ｋ（図４参照）及び外側プレート１２１のボールねじ挿通孔に挿通されている。

第２ボールねじ５２のＸ方向の他方側の端部は、第２ボールねじクレビス５２１が設けられている。第２ボールねじ５２のＸ方向の他方側の端部は、第２ボールねじクレビス５２１で軸線（Ｘ方向）回りの回転が拘束されている。

第２ボールねじクレビス５２１は、Ｚ方向を軸線方向として配置されている。第２ボールねじクレビス５２１は、第２ボールねじジョイント部材５２２を介して下部構造体１０３に設けられた下部取付部１０３ｂに連結されている。第２ボールねじクレビス５２１は、下部取付部１０３ｂ及び第２ボールねじジョイント部材５２２に対して、第２ボールねじ回動軸５２３線回りに回動可能とされている。

第１ボールねじ５１のリード（ねじ山間隔）と第２ボールねじ５２のリードとは、同じである。第１ボールねじ５１及び第２ボールねじ５２のいずれか一方が右ねじであり、他方が左ねじとなるように、第１ボールねじ５１のネジ山と第２ボールねじ５２のネジ山とは、互いに反対方向に形成されている。

図５に示すように、連結管５３は、Ｘ方向を軸線方向とする筒状に形成されている。連結管５３には、第１ボールねじ５１及び第２ボールねじ５２がＸ方向に進退可能に挿通されている。

図７に示すように、第１ボールナット５４は、第１ボールねじ５１の中央部に螺合されている。第２ボールナット５５は、第２ボールねじ５２の中央部に螺合されている。第１ボールナット５４及び第２ボールナット５５は、連結管５３を介して一体化されている。第１ボールナット５４のネジ山と第２ボールナット５５のネジ山とは、互いに反対方向に形成されている。

第１軸受け５６の外輪は、外側プレート１１１に固定されている。第１軸受け５６の内輪は、第１ボールナット５４固定されている。

第２軸受け５７の外輪は、外側プレート１２１に固定されている。第２軸受け５７の内輪は、第２ボールナット５５固定されている。

このようにして、外側プレート１１１，１２１とボールねじ機構５とは、第１軸受け５６及び第２軸受け５７を介して接合されている。連結管５３、第１ボールナット５４及び第２ボールナット５５のみが回転する機構とされている。

なお、ボールねじ機構５に作用する軸力は、第１ダンパー２及び第２ダンパー４の減衰特性や慣性質量の違い（ばらつき）によるものだけであり、わずかなものとなる。ばらつきは、ダンパー性能の１５％以下である。

図２に示すように、シャフト機構６は、複数のブッシュ（シャフト支持部）６１と、複数のシャフト６２と、を有している。

ブッシュ６１は、外側プレート１１１のブッシュ取付孔１１１ｈから内側プレート１１２のブッシュ取付孔１１２ｈ（図３参照）にまたがって配置されている。ブッシュ６１は、外側プレート１１１のブッシュ取付孔１１１ｈ及び内側プレート１１２のブッシュ取付孔１１２ｈに固定されている。

図３に示すように、ブッシュ６１は、円筒状に形成されている。ブッシュ６１は、Ｙ方向に離間して２箇所一列がＺ方向に２段、合計４箇所に設けられている。

図２に示すように、シャフト６２は、Ｘ方向に延びている。シャフト６２は、Ｘ方向を軸線方向として円柱状に形成されている。

平面上に２本、立面上に２本で合計４本のダンパー２，４が配置されている。Ｙ方向に離間された２本のシャフト６２があれば、平面方向の第１ダンパー２の性能差によるモーメントに抵抗できる。しかし、立面上に配置された２本の第２ダンパー４の性能差から発生するモーメントはＺ方向に離間して配置されたシャフト６２が無いと抵抗できない。このため、４本のシャフト６２が設けられている。

シャフト６２のＸ方向の一端部は、端部鋼材３に固定されている。シャフト６２は、各ブッシュ６１に挿通されている。シャフト６２の外径は、ブッシュ６１の内径よりも僅かに小さい。シャフト６２は、ブッシュ６１に保持されている。

シャフト６２のＸ方向の他端部は、内側プレート１１２よりもＸ方向の他端部側に延びている。シャフト６２における内側プレート１１２からＸ方向の他端部側に突出する突出長さは、第２ダンパー４のストローク長さ以上とされている。

このように構成されたダンパー装置１００では、第１ダンパー２の第１クレビス２６ａ，２６ｂの軸線方向をＹ方向に向けるように第１クレビス２６ａ，２６ｂを端部鋼材３及び第２支持部材１２に連結すると、第１ダンパー２はＹ方向に延びる第１回動軸線２８ａ，２８ｂ回りに回動して端部鋼材３及び第２支持部材１２に対して相対回動可能となる。また、第２ダンパー４の第２クレビス４６ａ，４６ｂの軸線方向をＺ方向に向けるように第２クレビス４６ａ，４６ｂを下部構造体１０３及び第１支持部材１１に連結すると、第２ダンパー４はＺ方向に延びる第２回動軸線４８ａ，４８ｂ回りに回動して下部構造体１０３及び第１支持部材１１に対して相対回動可能となる。よって、第１ダンパー２及び第２ダンパー４の第１クレビス２６ａ，２６ｂ及び第２クレビス４６ａ，４６ｂに加工などを施さずに、第１クレビス２６ａ，２６ｂ及び第２クレビス４６ａ，４６ｂをそのまま使用して、第１ダンパー２及び第２ダンパー４を設置することができる。

また、地震が生じると、複数の第１ダンパー２において端部鋼材３側の端部では変形差が生じてしまう可能性があるが、一端部が端部鋼材３に連結され延在方向の中間部が第１支持部材１１のブッシュ６１に支持された複数のシャフト６２により、第１支持部材１１は地震前（初期）の端部鋼材３との離間状態と平行になるように、本実施形態では第１支持部材１１は端部鋼材３と平行な状態を維持して変位する。よって、端部鋼材３が初期の状態から傾いたりすることがなく、ダンパーの変形差を抑制して、偶力を相殺させる。したがって、大変形及び大速度の地震にも対応することができる。また、複数の第２ダンパー４の変位は、同一の回動軸線となるため、等しくなる。

また、第１支持部材１１の外側プレート１１１と内側プレート１１２とは軸力伝達プレート１４で連結されているため、外側プレート１１１と内側プレート１１２との間で軸力が伝達され、安定した構造とすることができる。

また、第１支持部材１１の外側プレート１１１と内側プレート１１２とにまたがって設けられたブッシュ６１がシャフト６２を支持されているため、シャフト６２を安定して支持することができる。

また、第１支持部材１１と第２支持部材１２とは第１方向に延びる軸力伝達プレート１３で連結されているため、第１支持部材１１と第２支持部材１２との間で軸力が伝達され、安定した構造とすることができる。

２台の第２ダンパー４は上下間隔を有して配置されているため、免震層１０１がダンパー軸直方向に変位した場合、第２ダンパー４どうしの相対間隔は変化せず、互いに接触することがない。

また、第１ダンパー２及び第２ダンパー４の自重の一部は、第１支持部材１１及び第２支持部材１２で支持されているため、ダンパー装置１００の全長が長くなっても第１ダンパー２及び第２ダンパー４に大きなたわみが生じることが抑制される。

また、ダンパーを２列２段（第１ダンパー２をＹ方向に２列、第２ダンパー４をＺ方向に２段）配置することで。平面的にも高さもコンパクトになり、免震層１０１内に設置しやすい。

また、第１ダンパー２、第２ダンパー４及びボールねじ機構５は剛体として稼働するため、ダンパー間の距離が変化することなくＸ方向及びＹ方向の２方向稼働でき、ダンパー装置１００をコンパクトに製作できる。

また、２台の第１ダンパー２の第１シリンダ２１がＹ方向から見て重ねるように配置されるとともに、２台の第２ダンパー４の第２シリンダ４１がＺ方向から見て重ねるように配置されている。よって、第１ダンパー２及び第２ダンパー４を単に直列配置するよりも、ダンパー装置１００の全長を短縮することができる。

また、第１支持部材１１及び第２支持部材１２にサスペンション１６を設けることにより、地面の平滑度を要さずともＸ方向及びＹ方向の２方向稼働が可能となる。また、一般的なころがり免震では支承下部にステンレス板を設けているが、サスペンション１６で多少の凹凸にも対応できるので、ベアリング１７に当接するステンレス板を省略することができる。

また、上部構造体１０２と端部鋼材３とは端部クレビス３６により接続しているため、クリープによる鉛直変位が生じてダンパー軸方向が水平面から傾斜しても、クレビス（スフェリカル）の可動角度範囲内で対応することが可能となる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記に示す実施形態では、ダンパー装置１００は上部構造体１０２と下部構造体１０３との間の免震層１０１に設けられているが、本発明はこれに限られない。ダンパー装置１００は柱と梁との間など相対変位可能な２つの部材の間に設けられていてもよい。

また、上記に示す実施形態では、ダンパー装置１００は直列に設けられる第１ダンパー２と第２ダンパー４とを軸線が延びるＸ方向に直交するＹ方向に配列しているが、本発明はこれに限られない。第１ダンパー２と第２ダンパー４とをＸ方向に配列してもよい。

また、上記に示す実施形態では、ダンパー装置１００には２台の第１ダンパー２を並列に設け、２台の第２ダンパー４を並列に設けているが、本実施形態はこれに限られない。第１ダンパー２及び第２ダンパー４がそれぞれ２台以上並列に設けていてもよい。

また、上記に示す実施形態では、４本のシャフト６２が設けられているが、本発明はこれに限られない。少なくともＹ方向に離間して２本のシャフト６２が設けられていればよい。

また、上記に示す実施形態では、ダンパー装置１００にはボールねじ機構５が設けられているが、本実施形態はこれに限られず、ボールねじ機構５が省略されていてもよい。

１…架台
２…第１ダンパー
３…端部鋼材（端部部材）
４…第２ダンパー
５…ボールねじ機構
６…シャフト機構（変位等値機構）
１１…第１支持部材（第１支持部）
１２…第２支持部材（第２支持部）
１３，１５…軸力伝達プレート
１４…軸力伝達プレート（連結プレート）
２６ａ，２６ｂ…第１クレビス
２８ａ，２８ｂ…第１回動軸線
３６…端部クレビス
３８…端部回動軸線
４６ａ，４６ｂ…第２クレビス
４８ａ，４８ｂ…第２回動軸線
５１…第１ボールねじ
５２…第２ボールねじ
５３…連結管
５４…第１ボールナット
５５…第２ボールナット
６１…ブッシュ（シャフト支持部）
６２…シャフト
１００…ダンパー装置
１０１…免震層
１０２…上部構造体（第１部材）
１０３…下部構造体（第２部材）
１１１，１２１…外側プレート
１１１ｈ…ブッシュ取付孔
１１２，１２２…内側プレート
１１２ｈ…ブッシュ取付孔
５１１…第１ボールねじクレビス
５１３…第１ボールねじ回動軸
５２１…第２ボールねじクレビス
５２３…第２ボールねじ回動軸

Claims (3)

1. 互いに直交する第１方向及び第２方向に相対変位可能な第１部材と第２部材との間に設けられるダンパー装置であって、
   前記第１部材及び前記第２部材それぞれと、前記第１方向及び前記第２方向に相対変位可能な第１支持部と、
   前記第１部材及び前記第２部材それぞれと、前記第１方向及び前記第２方向に相対変位可能であり、前記第１支持部と前記第１方向に離間して配置された第２支持部と、
   前記第１部材に、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向を軸線方向として回動可能に設けられた端部部材と、
   該端部部材及び前記第２支持部に前記第２方向に延びる第１回動軸線回りに相対回動可能に連結され、前記第２方向に離間して配置された複数の第１ダンパーと、
   前記第１ダンパーと直列に配置され、前記第２部材及び前記第１支持部に前記第３方向に延びる第２回動軸線回りに相対回動可能に連結された複数の第２ダンパーと、
   前記複数の第１ダンパーの変位を等しくする変位等値機構と、を備え、
   該変位等値機構は、
   前記第１方向に延び、前記第２方向に離間して配置された複数のシャフトと、
   前記第１支持部に設けられたシャフト支持部と、を有し、
   前記シャフトの一端部は前記端部部材に連結され、前記シャフトの延在方向の中間部は前記シャフト支持部に支持されていることを特徴とするダンパー装置。
2. 前記第１支持部は、
   前記第１方向に離間して配置された一対のプレートと、
   該一対のプレートどうしを連結する連結プレートと、を有し、
   前記第２ダンパーのクレビスは、前記一対のプレートにおける前記第２ダンパー側に配置されたプレートに連結され、
   前記シャフト支持部は、前記一対のプレートにまたがって設けられていることを特徴とする請求項１に記載のダンパー装置。
3. 前記第１支持部と前記第２支持部とは、前記第１方向に延びる軸力伝達プレートで連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載のダンパー装置。

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