JP7479304B2 - 粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造に関する。

配管系の地震応答を低減させる制振装置が、特許文献１、特許文献２に記載されている。

特許文献１には、「上記目的を達成するために、本発明は、配管径等の可動系の周囲と静止系に固定される固定部材において、可動系と静止系の間に良好な疲労特性を有するワイヤーロープ耐震サポートを配し、このワイヤーロープ耐震サポートを静止系あるいは可動系のいずれか一方で支持し、他方は摩擦板を介して摺動可能に接触するように構成されたものである。」(第２頁右上欄第９行～第１６行；問題点を解決するための手段)と記載されている。

特許文献２には、「シリンダーと、このシリンダーの一端を貫通するピストンと、このピストン内端に設けたオリフィスを有する円板と、前記シリンダーと円板及びピストンとの間に設けた球軸受と、前記シリンダー内室の円板両端部に設けた永久磁石からなる制振部材と、前記シリンダーとピストンの間に積層ゴムからなる弾性部材とを有し、シリンダーと弾性部材から構成される容積内には少しの空間を設けて粘性流体を充てんしたことを特徴とする配管用制振装置。」（第１頁左欄第５行～第１４行；特許請求の範囲）及び、「すなわち、配管１４に装着した支持具１５にピストン２の取付アイ１２を取付け、取付具１３を建屋の床、壁１６に設けたブラケット１７に取り付ける。これらの取付けは、取付ボルトを中心とする回転が許容されるように行なう。」（第２頁右上欄第９行～第１４行）と記載されている。

また、建築物の地震応答を低減させる免震装置が、特許文献３に記載されている。
特許文献３には、「建築物１２に取り付けたロッド体１４の先端部にピストン１４ｂを形成する。基礎部１６に取り付けた筒状ケース体１８内に皿ばね２０を積層状態で収納し、この皿ばね２０を筒状ケース体１８の底部１８ａと、筒状ケース体１８内に摺動可能に挿入したピストン１４ｂとの間に挟持する。皿ばね２０の鉛直ばね定数を、建築物１２の静的荷重Ｗ１が作用した状態で、皿ばね２０の鉛直ばね特性Ｓの変位点Ｐに位置するように予め設定する。筒状ケース体１８の内部を密閉して粘性流体を封入する。ピストン１４ｂに上下両側面を貫通するオリフィス２２を形成する。」（第１頁；要約の解決手段）と記載されている。

特開昭６４－２１２８９号公報 特開昭６１－１１９８８８号公報 特開平１０－３１１３６９号公報

特許文献１に記載されている固定部材では、螺旋状に巻かれたワイヤーロープが、荷重を受けて圧縮、引張り、ロールを起こして、柔軟なスプリング支持を行うとともに、ストランド間の摩擦により適度のダンピングを生ずる。また、配管の軸方向の振動に対しては、ワイヤーロープのリテーナと摩擦板間に生ずる摩擦力によって振動を減衰している。
しかしながら、特許文献１に記載された固定部材における、摩擦による配管応答減衰は、静止摩擦力が動摩擦力より大きいという特性を有しているため、配管系の熱移動に追従させられない問題があった。

特許文献２に記載された配管用制御装置は、永久磁石による磁力、及び、粘性流体による粘性抵抗を利用している。
しかしながら、特許文献２に記載された永久磁石は、ピストンの両側に配置されていることから、配管の自重荷重を支持できない問題があった。
また、特許文献２に記載された配管用制御装置は、取付用アイに取付ボルトを通すことで、配管を支持する支持具と接続することにより、配管系への取付を行っており、熱移動量の大きい配管系には適用できない問題点があった。

特許文献３に記載された免振装置は、皿ばねによる弾性力、及び、粘性流体による粘性抵抗を利用している。
しかしながら、特許文献３に記載された免振装置は、皿ばねの弾性力が据付前に予め決められている必要があるため、装置を分解しないと、支持する荷重を変更できない問題点があった。

本発明の目的は、熱移動量の大きい配管系等の、支持する対象物の自重荷重及び地震応答を低減し、かつ、対象物の熱移動を拘束しない、粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造を提供することにある。

また、本発明の上記の目的及びその他の目的と本発明の新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本発明の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造の粘弾性ダンパは、粘性流体を内包するハウジング部と、ハウジング部に挿入されたピストン部と、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体と、板状の天板を有し、ピストン部のハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、ピストン部と天板部を接離可能に係合して、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備える。
そして、本発明の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造の粘弾性ダンパは、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴が、ピストン部に設けられ、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触する構成である。
さらに、本発明の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造は、上記の構成の粘弾性ダンパを使用して支持する対象物が配管であり、少なくとも配管を下方から支持する位置および配管を上方から支持する位置にそれぞれ粘弾性ダンパが設置された構成である。
さらに、上記の粘弾性ダンパにおいて、穴は、ピストン部が対象物に向かう方向に移動する際には穴の断面積が大きくなり、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際には穴の断面積が小さくなる機構を有し、この機構は、穴がピストン部の底を貫通する穴であって、穴の中間部に穴の他の部分より幅の広い空間が設けられ、空間内に穴の他の部分より幅の大きい球状の物体が入れられて、空間の両側の穴の断面を共に四角形状として、両側の穴で四角形の辺の長さ又は縦横比が異なることにより、両側の穴で球状の物体との隙間の大きさが異なる構成である。

本発明の粘弾性ダンパによれば、粘弾性ダンパが支持する対象物の熱移動量に関わらず、対象物の自重荷重を調整でき、かつ、対象物の地震応答を低減できるようにした、粘弾性ダンパを提供することができる。

なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施例１の粘弾性ダンパの全貌を示す破断側面図である。 本発明の実施例１の粘弾性ダンパにおいて、ピストン部の下部板から天板部の天板までの高さを大きくなるように調整した状態を示す破断側面図である。 本発明の実施例２の粘弾性ダンパの全貌を示す破断側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態及び実施例について、文章もしくは図面を用いて説明する。ただし、本発明に示す構造、材料、その他具体的な各種の構成等は、ここで取り上げた実施の形態や実施例に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

本発明の粘弾性ダンパは、粘性流体を内包するハウジング部と、ハウジング部に挿入されるピストン部と、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体と、板状の天板を有し、ピストン部のハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、を備える。
さらに、本発明の粘弾性ダンパは、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備える。
そして、本発明の粘弾性ダンパは、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴が、ピストン部に設けられ、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触する構成である。

上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としている。対象物としては、配管、建物、重量物、等が挙げられる。

上記の粘弾性ダンパにおいて、ハウジング部の内部に収納され、ピストン部と接続された弾性体には、例えば、バネを用いることができる。
弾性体として、バネを用いた場合には、弾性体を比較的簡単な構成とすることができ、弾性体が占める容積を小さくできる。
なお、弾性体は、バネに限定されず、ゴム等の他の弾性体を用いることも可能である。

上記の粘弾性ダンパにおいて、弾性体は、ピストン部を対象物に近づける方向に弾性力を作用させる構成とすることが好ましい。
この構成としたときには、弾性体の弾性力によって、天板部の天板を、粘弾性ダンパが支持する対象物の移動に追随させて、対象物に接触させることができる。

上記の粘弾性ダンパにおいて、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部は、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを、連続的に、或いは、間欠的に、変化できる構成とする。

高さを連続的に変化できる機構部の構成としては、例えば、ネジ、ターンバックル、等が挙げられる。ターンバックルには、長さを変えてワイヤーの張力を調整するタイプ、建築用の鋼製束のように重量物と床との距離を変えて調整するタイプ、等が挙げられるが、当該機構部には後者のタイプを採用する。
上記の機構部にネジを採用する場合には、例えば、天板部とピストン部にネジを設けて、天板部を回すことにより、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させる。
上記の機構部にターンバックルを採用する場合には、例えば、建築用の鋼製束に使用されているターンバックルと同様に、ターンバックルを回すことにより、上下の板の間隔を変化させる。

高さを間欠的に変化できる機構部の構成としては、様々な構成が考えられる。
例えば、天板部とピストン部のうち、一方に突起部、他方に深さの異なる溝をそれぞれ設けて、突起部を溝に差し込むことで、ピストン部の底から天板部の天板までの高さが決まる構成が考えられる。突起部は、中心軸から放射状に２個以上設けて、突起部と同じ個数で同じ深さの溝を１組として、深さの異なる複数の組の溝を設ける。この構成では、天板部を持ち上げて、突起部を差し込む溝を変えることにより、高さを変化させることができる。

なお、上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としているので、対象物を支持している、通常の使用時には、ピストン部の底から天板部の天板までの高さがあまり変化しないように、保持できることが望ましい。従って、上記の機構部は、高さを連続的に変化できる構成、高さを間欠的に変化できる構成、のいずれであっても、対象物の振動や移動に対して、高さを保持できることが望ましい。
そして、メンテナンスや上記の高さを変える必要がある際に、機構部を調整して、高さを変える。

また、機構部に、上記のネジを採用する場合や、上記の突起部と溝を採用する場合には、天板部とピストン部のうち、一方を円柱形の部材、他方を円筒形の部材として、円柱形の部材を円筒形の部材で収容する構成とすることが好ましい。この構成とすれば、天板部を回すことにより、ネジの締め具合を変えたり、突起部を差し込む溝を変えたりすることができるので、容易に高さを変化させることができる。
そして、例えば、天板部の方を円柱形、ピストン部の方を円筒形とすれば、天板部を簡略化及び小型化できる。

上記の粘弾性ダンパにおいて、ピストン部には、ピストン部が移動する際に、粘性流体が通過するための穴が設けられている。
ピストン部に設ける穴の個数や位置は限定されないが、特に、ピストン部の中心軸からの距離が同じで、中心軸から見た角度が等間隔であるように、２個以上の穴を設ければ、穴を通過して移動する粘性流体からピストン部が受ける力が均等になる。

さらに、ピストン部の穴に、ピストン部が対象物に向かう方向に移動する際には穴の断面積が大きくなり、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際には穴の断面積が小さくなる、機構を設けることが可能である。
このような機構を設けることにより、ピストン部が対象物に向かい方向に移動する際に、穴の断面積を大きくして粘性抵抗が小さくなるので、ピストン部が移動しやすくなり、天板及びピストン部が対象物の移動に追随しやすくなる。また、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際に、穴の断面積を小さくして粘性抵抗が大きくなるので、対象物の振動が減衰する。

上記の穴の断面積が変わる機構としては、例えば、以下の（１）～（３）の例が考えられる。以下の（１）～（３）の例では、粘弾性ダンパが、支持する対象物の下方に配置され、ピストン部が上昇することによってピストン部が対象物に向かう方向に移動する場合について、説明している。
なお、上記の穴の断面積が変わる機構の構成は、以下の例に限定されるものではなく、他の構成を採用することも可能である。

（１）ピストン部の穴を、ピストン部の底を貫通する穴として、穴の中間部に、穴の他の部分より幅の広い空間を設け、空間内に穴の他の部分より幅の大きい物体を入れる。この物体は、穴の他の部分より幅が大きいので、穴を塞ぐ栓として作用する。物体が穴を塞ぐことにより、穴の断面積が小さくなる。物体は、ピストン部が上下に動く際に、粘性流体に押されて移動する。
さらに、例えば、空間の上側（天板部側）の穴の断面を円形状にして、空間の底側（弾性体）側の穴の断面を四角形状にして、球状の物体を空間に入れる構成が考えられる。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、粘性流体により物体が上側に押されるので、円形状の穴を球状の物体が完全に塞ぐ。一方、ピストン部が上昇する際は、粘性流体により物体が下側に押されるので、四角形状の穴を球状の物体が塞ぐが、四角形状の穴と球状の物体との間に隙間が残ることから、ピストン部が下降する際と比較して、穴の断面積が隙間の分大きくなる。
なお、空間の上側の穴と下側の穴の断面を共に四角形状として、空間の上側の穴と空間の底側の穴とで、四角形の辺の長さ又は縦横比を変えて、下側の穴の方を上側の穴よりも球状の物体との隙間が大きい構成としても、同様に穴の断面積を変えることができる。

（２）（１）と同様に、ピストン部の穴を、ピストン部の底を貫通する穴として、穴の中間部に、穴の他の部分より幅の広い空間を設け、空間内に穴の他の部分より幅の大きい物体（栓）を入れる。
さらに、例えば、空間以外の穴の断面を円形状にして、球状の物体を空間に入れ、球状の物体の材質を、粘性流体と比重が同程度の物質、又は粘性流体より比重が軽い物質とする。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、（１）と同様に空間の上側の穴が物体で塞がれるが、ピストン部が上昇する際は、粘性流体が下方に押す力に対して浮力等が抗力となるので、空間の底側の穴が物体で塞がれにくくなる。このように、空間の底側の穴が塞がれにくいので、（１）の構成と比較して、穴の断面積の変化を大きくすることができる。

なお、上記の（１）及び（２）の各構成において、物体を入れる空間は、物体が空間の上側の穴や底側の穴に移動できる広さとする。ただし、空間の横幅が広すぎると、移動する粘性流体による力が効率良く物体に作用しないので、ピストン部の上昇又は下降に対して、物体の移動が追随しにくくなる。従って、空間の横幅を、物体の幅よりやや広い程度とすることにより、移動する粘性流体による力を効率良く物体に作用させることが好ましい。

（３）ピストン部の穴の底側（弾性体側）の出口に、上下方向に開閉する扉状の部材を設けて、扉状の部材が閉じると穴が塞がり、扉状の部材が開くと穴が開くようにする。扉状の部材が閉じて穴が塞がると、穴の断面積が小さくなる。扉状の部材は、ピストン部が上下に動く際に、粘性流体に押されて開閉する。このように構成すると、ピストン部が下降する際は、粘性流体により扉状の部材が上側に押され、扉状の部材が閉じて穴を完全に塞ぐので、穴の断面積が小さくなる。一方、ピストン部が上昇する際は、粘性流体により扉状の部材が下側に押され、扉状の部材が開いて穴が開くので、穴の断面積が大きくなる。
扉状の部材の枚数は、１枚のみの構成も、穴を囲うように複数枚に分けた構成も、可能である。

また、上記の粘弾性ダンパは、対象物を支持することを目的としているので、少なくとも対象物を下方から支持する位置に１個設置される。これにより、対象物の荷重を粘弾性ダンパで支持することができる。

なお、上記の粘弾性ダンパは、支持する対象物が配管等の場合には、対象物を上方から支持する位置や、対象物を側方から支持する位置にも、設置することが可能である。
ただし、前述したピストン部の穴の断面積が変化する機構は、特に対象物を下方から支持する位置に設置された場合に、有効である。対象物を上方から支持する位置や、対象物を側方から支持する位置に、粘弾性ダンパが設置される場合には、対象物を支持する方向に合うように当該機構の構成を変更するか、当該機構を設けない。

本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、ピストン部と天板部を接離可能に係合し、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることが可能な機構部を備えている。この機構部によって、ピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させることにより、ピストン部に接続された弾性体の状態を変化させて、弾性体から作用する弾性力の大きさを変化できる。
これにより、粘弾性ダンパを分解しなくても、機構部を調整することによってピストン部の底から天板部の天板までの高さを変化させて、粘弾性ダンパが支持する荷重を調整できる。

また、本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、弾性体の弾性力によってピストン部が移動することにより、支持する対象物に天板部の天板が接触するので、天板が対象物の熱移動を拘束しないで、対象物を支持することができる。

さらに、本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、ピストン部が移動する際に粘性流体が通過するための穴がピストン部に設けられているので、穴を通過する粘性流体によりピストン部の動きに対して粘性抵抗が発生する。
これにより、粘性抵抗によって、ピストン部が移動する方向と同じ方向の対象物の振動を減衰できるので、対象物の地震応答を低減できる。

本発明の粘弾性ダンパの構成によれば、以上のことから、粘弾性ダンパが支持する対象物の熱移動量に関わらず、対象物の自重荷重を調整でき、かつ、対象物の地震応答を低減できる。

さらに、ピストン部の穴が、ピストン部が対象物に向かう方向に移動する際には穴の断面積が大きくなり、ピストン部が対象物から離れる方向に移動する際には穴の断面積が小さくなる機構を有する構成としたときには、穴の断面積を変えて、穴に発生する粘性抵抗の大きさを変えることができる。
これにより、粘性抵抗を大きくして、対象物の振動を大きく減衰させたり、粘性抵抗を小さくして、ピストン部が対象物の動きに追随しやすくしたりすることができる。

以下、本発明の具体的な実施例を、図面を用いて説明する。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１の粘弾性ダンパを、図１～図２を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例１の粘弾性ダンパの全貌を示す破断側面図である。

図１に示す粘弾性ダンパ１は、配管１００を支持するための粘弾性ダンパである。
そして、粘弾性ダンパ１は、天板２と、ピストン部４と、ハウジング部５と、コイルバネ６と、を備え、建物床１１の上に設置されている。

天板２は、水平な板状であり、配管１００に下方から接触する。
また、天板２と、天板２から下方に延びる接続部３ａとにより、天板部３が構成される。

ピストン部４は、下部板４ａ、流量調整穴４ｂ、主軸部４ｃ、上部板４ｄ、収容部４ｅを有している。
下部板４ａは、水平な板状であり、例えば、円板状に形成されている。
流量調整穴４ｂは、下部板４ａを貫通しており、下部板４ａに２個以上設けられている。
主軸部４ｃは、上下に延びて形成され、下端部が下部板４ａに接続され、上端部が上部板４ｄに接続されている。
上部板４ｄは、水平な板状であり、例えば、円板状に形成されている。上部板４ｄは、下部板４ａよりも、横幅（下部板４ａ及び上部板４ｄが共に円板状の場合は直径）が大きく形成されている。
収容部４ｅは、上部板４ｄの上に設けられ、天板部３の接続部３ａを収容する。

ハウジング部５は、筐体状の本体部５ａと、本体部５ａの下の底板５ｂとから構成され、本体部５ａの上面の中央部に、穴５ｃが形成されている。
そして、ハウジング部５は、本体部５ａと底板５ｂで囲まれた空間に、粘性流体を内包している。
また、ハウジング部５の穴５ｃを通すように、ピストン部４が取り付けされている。即ち、ピストン部４の上部板４ｄはハウジング部５の外部にあるが、下部板４ａはハウジング部５の内部に挿入されている。そして、下部板４ａは、ハウジング部５内の空間を、上部空間７ａと下部空間７ｂに仕切っている。

コイルバネ６は、ハウジング部５の内部に収納され、ピストン部４の下部板４ａと接続され、ハウジング部５の底板５ｂ上に設置されている。
コイルバネ６は、その自然長よりも縮められた状態で下部板４ａと底板５ｂの間に取り付けられている。即ち、コイルバネ６の弾性力によって、ピストン部４の下部板４ａは、ハウジング部５の底板５ｂから離れ、支持する対象物である配管１００に向かう方向（図１の場合は上方向）に作用する力が加えられる。これにより、この粘弾性ダンパ１は、配管１００の自重荷重をコイルバネ６の弾性力により支持することができる。

さらに、本実施例の粘弾性ダンパ１において、ピストン部４の流量調整穴４ｂは、流量調整穴４ｂの断面積が変化する機構を有する。この機構により、流量調整穴４ｂの断面積が変化して、流量調整穴４ｂを通る粘性流体の流量が変化して、粘性流体に対する粘性抵抗が変化する。
この機構は、上部空間７ａから下部空間７ｂに粘性流体が移動する際には、流量調整穴４ｂの断面積が大きくなり粘性抵抗を小さくし、逆に下部空間７ｂから上部空間７ａに粘性流体が移動する際には、流量調整穴４ｂの断面積が小さくなり粘性抵抗を大きくする。
この機構により、粘弾性ダンパ１は、配管１００が下方に移動した際に反力を与えることで、地震等による上下の振動を減衰させる。
即ち、配管１００が下方に移動した際には、天板２及びピストン部４が下方（配管１００から離れる方向）に移動し、下部空間７ｂの粘性流体が流量調整穴４ｂを通して上部空間７ａに移動することで、ピストン部４に粘性抵抗が上方に作用する。このとき、流量調整穴４ｂは断面積が小さくなることで、より大きな粘性抵抗を発生させる。また、コイルバネ６の弾性力も上方に作用する。これらの反力により、配管１００の振動を減衰させる。
一方、配管１００が上方に移動した際には、コイルバネ６の弾性力によりピストン部４が上方（配管１００に向かう方向）に押し上げられ、上部空間７ａの粘性流体が流量調整穴４ｂを通して下部空間７ｂに移動する。このとき、流量調整穴４ｂは、その断面積が大きくなることにより、発生する粘性抵抗が小さくなり、ピストン部４の移動を妨げにくくなる。これにより、天板２及びピストン部４が配管１００の上昇に追従できるようにする。
このようにして、配管１００の下降時に反力を発生することで、振動を減衰させる効果を発揮する。

流量調整穴４ｂの断面積が変化するための、流量調整穴４ｂの構成としては、前述した（１）～（３）の穴の断面積が変化する構成等の各種の構成を採用することができる。即ち、例えば、流量調整穴４ｂの幅よりも大きい幅を有する物体（栓）と流量調整穴４ｂの中間部に設けられ物体を収容する空間を設ける、あるいは、流量調整穴４ｂの底側に設けられた扉状の部材を設ける。

また、本実施例の粘弾性ダンパ１において、天板部３の接続部３ａと、ピストン部４の収容部４ｅまたは上板部４ｄとには、ピストン部４の下部板４ａから天板部３の天板２までの高さＨを調節できる機構が設けられている。
この機構により、天板部３の接続部３ａと、ピストン部４の上板部４ｄとの間の空間８の高さが変化するので、その結果、ピストン部４の下部板４ａから天板部３の天板２までの高さＨも変化する。

空間８の高さが変化して、ピストン部４の下部板４ａから天板部３の天板２までの高さＨが変化するように調整する機構の構成としては、前述した、ネジ、ターンバックル、スリット等の各種の構成を採用することができる。

図１に示す破断側面図では、空間８を低くして、高さＨを小さくするように調整されている。
これに対して、図２は、空間８を高くして、高さＨを大きくするように調整した状態を示す破断側面図である。

空間８を高くして、高さＨを大きくするように調整したときには、図２に示すように、ピストン部４が配管１００に対して下方に移動し、コイルバネ６が縮められ、より大きな弾性力が上方に作用することになる。
一方、空間８を低くして、高さＨを小さくするように調整したときには、図１に示すように、コイルバネ６が伸び、より小さな弾性力が上方に作用することになる。
このように、空間８の高さを変化させて高さＨを調整することによって、コイルバネ６から作用する弾性力の大きさを調整して、粘弾性ダンパ１が支持する荷重を調整できる。

プラント運転時等における温度変化により、配管１００に熱膨張による熱移動が発生することがある。
しかし、本実施例の粘弾性ダンパ１では、天板２が配管１００と接触しているのみで固定されていないことから、図１～図２の左右方向及び紙面に垂直な方向の配管１００の熱移動に対しては、この粘弾性ダンパ１が配管１００に反力を加えることはない。
一方、上下方向の配管１００の熱移動に対しては、配管１００の移動に伴い天板２及びピストン部４が上下し、コイルバネ６が伸び縮みすることで弾性力が変化する。そこで、コイルバネ６のバネ定数を十分小さいものにしておくことにより、弾性力の変化を小さくすることができ、熱移動に対する反力を無視可能な程度にできる。このようにして、配管１００の熱移動を拘束しない機構とすることが好ましい。

本実施例の粘弾性ダンパ１の構成によれば、ピストン部４と天板部３を接離可能に係合し、ピストン部４の底から天板部３の天板２までの高さＨを変化させることが可能な機構部を備えている。この機構部は、天板部３の接続部３ａとピストン部４の上板部４ｄとの間の空間８の高さを変えることによって、ピストン部４のピストン部４の底から天板部３の天板２までの高さＨを変化させることができる。
この機構部によって、高さＨを変化させることにより、ハウジング部５とピストン部４を接続するコイルバネ６の状態を変化させて、コイルバネ６から作用する弾性力の大きさを変化できる。
これにより、粘弾性ダンパ１を分解しなくても、機構部を調整することによってピストン部４の底から天板部３の天板２までの高さＨを変化させて、粘弾性ダンパ１が支持する荷重を調整できる。

また、本実施例の粘弾性ダンパ１の構成によれば、コイルバネ６の弾性力により、支持する対象物である配管１００に天板部３の天板２が接触するので、天板２が配管１００の熱移動を拘束しないで、配管１００を支持することができる。

さらに、本実施例の粘弾性ダンパ１の構成によれば、ピストン部４が上下に動く際に、ピストン部４の底に設けられた流量調整穴４ｂを通して、粘性流体が移動し、流量調整穴４ｂを通過する粘性流体により、ピストン部４の移動に対して粘性抵抗が発生する。
これにより、粘性抵抗によって、ピストン部４を移動させる上下方向の配管１００の振動を減衰できるので、配管１００の地震応答を低減できる。

さらにまた、本実施例の粘弾性ダンパ１の構成によれば、ピストン部４の流量調整穴４ｂが、ピストン部４が上昇する時には穴の断面積が大きくなり、ピストン部４が下降する際には穴の断面積が小さくなる機構を有する。この機構によって、穴の断面積を変えて、穴に発生する粘性抵抗の大きさを変えることができる。
これにより、粘性抵抗を大きくして、配管１００の振動を大きく減衰させたり、粘性抵抗を小さくして、ピストン部４が配管１００の動きに追随しやすくしたりすることができる。

本実施例の粘弾性ダンパ１の構成によれば、以上のことから、粘弾性ダンパ１が支持する配管１００の熱移動量に関わらず、配管１００の自重荷重を調整でき、かつ、配管１００の地震応答を低減できる。

（実施例２）
次に、本発明の実施例２の粘弾性ダンパを、図３を参照して説明する。なお、図３において、図１～図２と同一の符号は同一の部品を示すので、再度の説明は省略する。

実施例１では、配管１００と建物床１１の間の空間が狭いことを想定し、建物床１１の上に粘弾性ダンパ１を設置した。
実施例２では、建物床１１に固定された架構１２に粘弾性ダンパを固定することとし、配管１００の上方と下方の両方に粘弾性ダンパを設置する点が実施例１と比較した場合の変更点である。
図３は、本発明の実施例２の粘弾性ダンパの全貌を示す概略側面図である。

図３に示すように、実施例２は、配管１００の下方に、天板２が接触するように粘弾性ダンパ１を設置する点では、実施例１と同じである。

本実施例では、配管１００の上方に、粘弾性ダンパ１と同様の構成の粘弾性ダンパ（第２の粘弾性ダンパ）２１を、粘弾性ダンパ（第１の粘弾性ダンパ）１とは上下の向きを逆にして設置している。
即ち、粘弾性ダンパ（第２の粘弾性ダンパ）２１は、底板５ｂが上方にあり、天板２が下方にあって下方の配管１００に接触するように、設置されている。
このように、配管１００の上方に粘弾性ダンパ２１を設置することで、配管１００に地震等による上下振動が発生した際に、配管１００の上昇時及び下降時の両方で反力を発生できるため、振動減衰の効果を高めることができる。

なお、本実施例の配管１００の上方に設けられた粘弾性ダンパ（第２の粘弾性ダンパ）２１は、配管１００の振動や移動に対する応答の方向が、配管１００の下方に設けられた粘弾性ダンパ（第１の粘弾性ダンパ）１とは上下逆の方向である。そのため、粘弾性ダンパ（第２の粘弾性ダンパ）２１では、粘弾性ダンパ（第１の粘弾性ダンパ）１の流量調整穴４ｂの断面積が変化する機構が、粘弾性ダンパ（第１の粘弾性ダンパ）１とは同じように作用しない。
従って、粘弾性ダンパ（第２の粘弾性ダンパ）２１では、配管１００の振動や移動に対する応答の方向に合わせて、穴の断面積が変化する機構の構成を変更するか、あるいは、穴の断面積が変化する機構を設けないで、断面積が変化しない通常の穴とする。

本実施例の構成によれば、配管１００の下方に設置された粘弾性ダンパ１により、実施例１の構成と同様に、粘弾性ダンパ１が支持する配管１００の熱移動量に関わらず、配管１００の自重荷重を調整でき、かつ、配管１００の地震応答を低減できる。

また、本実施例の構成によれば、配管１００の上方に粘弾性ダンパ２１が設置されているので、粘弾性ダンパ１と合わせて、配管１００に地震等による上下振動が発生した際に、配管１００の上昇時及び下降時の両方で反力を発生できる。
これにより、配管１００の下方のみに粘弾性ダンパ１を設置した場合と比較して、振動減衰の効果を高めることができる。

（変形例）
実施例１では、配管１００の下方に１個の粘弾性ダンパ１を配置し、実施例２では、配管１００の下方及び上方にそれぞれ合計２個の粘弾性ダンパ１，２１を設置していた。
配管に対して設置する粘弾性ダンパの数は１個又は２個に限定されず、例えば、特許文献１のワイヤーロープ耐震サポートのように、配管の上下左右に合計４個の粘弾性ダンパを設置することも可能である。

実施例１及び実施例２では、粘弾性ダンパ１，２１が支持する対象物が、配管１００であった。
本発明の粘弾性ダンパは、配管系の支持の用途には限定されず、その他の対象物の支持の用途に適用することが可能である。例えば、建物やその他の重量物を対象物とする支持の用途にも、本発明の粘弾性ダンパを適用することができる。

実施例１では、粘弾性ダンパ１のピストン部４の底に、穴の断面積を変化させることができる機構を有する、流量調整穴４ｂが設けられていた。
粘弾性ダンパのピストン部の底に、実施例１の流量調整穴４ｂの代わりに、断面積が変化せずに断面積が一定である穴を設けることも可能である。そして、断面積が一定である穴を設けた場合でも、穴を通る粘性流体によりピストン部の動きに対して粘性抵抗を発生させて、ピストン部が動く方向の対象物の振動を減衰できるので、対象物の地震応答を低減できる。

なお、本発明は、上述した実施の形態及び実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施の形態及び実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１，２１ 粘弾性ダンパ、２ 天板、３ 天板部、３ａ 天板部の（ピストン部との）接続部、４ ピストン部、４ａ ピストン部の下部板、４ｂ ピストン部の下部板の流量調整穴、４ｃ ピストン部の主軸部、４ｄ ピストン部の上部板、４ｅ ピストン部の収容部、５ ハウジング部、５ａ ハウジング部の本体部、５ｂ ハウジング部の底板、５ｃ ハウジング部の上部穴、６ コイルバネ、７ａ ピストン部の下部板の上部にある空間、７ｂ ピストン部の下部板の下部にある空間、８ 天板部の接続部とピストン部の上部板の間にある空間、１１ 建物床、１２ 架構、１００ 配管

Claims (4)

1. 粘性流体を内包するハウジング部と、
   前記ハウジング部に挿入されたピストン部と、
   前記ハウジング部の内部に収納され、前記ピストン部と接続された弾性体と、
   板状の天板を有し、前記ピストン部の前記ハウジング部とは反対側に設けられた天板部と、
   前記ピストン部と前記天板部を接離可能に係合して、前記ピストン部の底から前記天板部の前記天板までの高さを変化させることが可能な機構部と、を備え、
   前記ピストン部が移動する際に前記粘性流体が通過するための穴が、前記ピストン部に設けられ、
   前記弾性体の弾性力によって前記ピストン部が移動することにより、支持する対象物に前記天板部の前記天板が接触する粘弾性ダンパを使用して、
   支持する前記対象物が配管であり、少なくとも前記配管を下方から支持する位置および前記配管を上方から支持する位置にそれぞれ前記粘弾性ダンパが設置され、
   前記粘弾性ダンパにおいて、前記穴は、前記ピストン部が前記対象物に向かう方向に移動する際には前記穴の断面積が大きくなり、前記ピストン部が前記対象物から離れる方向に移動する際には前記穴の断面積が小さくなる機構を有し、
   前記機構は、前記穴が前記ピストン部の底を貫通する穴であって、前記穴の中間部に前記穴の他の部分より幅の広い空間が設けられ、前記空間内に前記穴の他の部分より幅の大きい球状の物体が入れられて、前記空間の両側の前記穴の断面を共に四角形状として、両側の前記穴で四角形の辺の長さ又は縦横比が異なることにより、両側の前記穴で前記球状の物体との隙間の大きさが異なる構成である
   粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造。
2. 前記弾性体は、前記ピストン部が前記対象物に向かう方向に弾性力を作用させる、請求項１に記載の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造。
3. 前記機構部は、前記ピストン部と前記天板部にそれぞれ設けられたネジで構成され、前記天板部に設けられたネジを回転させることにより、前記ピストン部の底から前記天板部の前記天板までの高さが変化する請求項１に記載の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造。
4. 前記弾性体がバネである請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の粘弾性ダンパで配管を支持する支持構造。

Images