JPH0366935A - ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建物で代表される構造物の制振、免震、防振
等に用いられるダンパーで、詳しくは、入力に伴って相
対移動する２つの受け部材と、それら受け部材にそれら
の相対移動に対する抵抗を付与する抵抗付与手段とを設
けてあるダンパーに関する。

〔従来の技術〕

例えば、構造物の制振や免震等に用いられるダンパーと
しては、摩擦力を抵抗として付与する抵抗付与手段を設
けた摩擦ダンパーで知られている。具体的に言うと、第
１１図に示すように、軸芯方向に相対移動自在に嵌合す
る２つの受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）のうち内側の
軸状受け部材（１Ｂ）に、外側の筒状受け部材（１Ａ）
の内周面に相対移動範囲の全域で摺動するシュー（４）
を取付け、そのシュー（４）を筒状受け部材（１Ａ）の
内周面に押付けるバネ（７）を設け、もって、摩擦力を
抵抗として両受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）に付与す
るように構成したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来のダンパーによるときは、２つの受
け部材に作用する摩擦力、つまり、相対移動に対する抵
抗が相対移動範囲の全域で一定であるため、次のような
不都合があった。

つまり、構造物の制振や免震を考えた場合、構造物に作
用する地震力や風力等の入力のうち、制振や免震が必要
となるものの大きさは千差万別である。従って、従来の
摩擦ダンパーを用いた場合、通常レベルの大きさの入力
に対応した摩擦力に設定しであると、激震や大型台風な
どの大人力時、減衰力が不足して減衰性能が低いものと
なる。他方、大入力に対応した摩擦力に設定しであると
、通常レベルの入力時、抵抗が大き過ぎて剛体として作
用し、入力に対する構造物の応答を小さくできない。

本発明の目的は、広い人力レベルに対して効果的な減衰
を行える摩擦ダンパーを提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるダンパーの特徴構成は、前記抵抗付与手段
を構成するに、前記受け部材にそれらの相対移動に対す
る抵抗を受け部材の増大に伴って段階的に増大させる状
態で付与する複数の抵抗付与装置を設けてある点にある
。

前記複数の抵抗付与装置が、摩擦力を抵抗するものであ
ることが好ましい。

〔作　用〕

２つの受け部材の相対移動量の増大に応じて、それら受
け部材に付与する相対移動に対する抵抗が段階的に増大
する。

そして、構造物では、地震や風等の人力の大きさが大き
いほど変位量が大きくなる。

その結果、構造物の制振や免震に用いた場合、構造物の
変位量が小さくて２つの受け部材の相対移動量も小さい
通常レベルの入力時には、抵抗を小さくして効果的な減
衰を行なえる一方、構造物の変位量が大きくて２つの受
け部材の相対移動量も大きい大レベルの入力時には、抵
抗を大きくして効果的な減衰を行えるといったように、
入力レベルに応じた減衰を効果的に行える。

しかも、複数の抵抗付与装置を設けて、抵抗を有段階に
変化させるため、無段階に変化させる場合に比較して構
造が簡単である。

特に、抵抗付与装置が摩擦力を抵抗として付与するもの
である場合、つまり、摩擦ダンパーとする場合には、例
えば油圧ダンパーに比較して、減衰力の大なるものにし
ながらも、小型、コンパクトに構成でき、かつ、メンテ
ナンスが不要である。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、効果的な減衰を広い人力レベ
ル範囲で行うことができ、入力レベルの範囲が広い構造
物の制振や免震に有用なダンパーを提供できるようにな
った。特に、摩擦式とした場合には、人力レベルの面で
はもとより、設定面、メンテナンス面でより一層有利に
構造物の制振、免震に用いることができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

本実施例は、第３図に示すように、上下で隣合う階層の
構造部（Ａ）間に介装されて、地震や風による上下階層
の構造部（Ａ）の眉間変位を低減する建物制振用のダン
パー（Ｂ）を対象とする。

前記ダンパー（Ｂ）は、第１図、第２図に示すように、
入力に伴って直線経路に沿って相対移動する２つの受け
部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）と、それら受け部材（１Ａ
）　、　（１Ｂ）にそれらの相対移動に対する抵抗を付
与する抵抗付与手段とから戒る。

前記受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）のうち一方は筒状
のものであり、他方は、その筒状の受け部材（１Ａ）に
軸芯方向に移動自在に挿入する軸状のものである。そし
て、両受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）のうち挿入側と
は反対側の端部には、構造物（Ａ）への固定部（ｌａ）
　、　（ｌｂ）が形成されている。そして、ダンパー（
Ｂ）は、前記受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）の相対移
動方向を層間変位方向に一致させる姿勢に取付けられて
いる。

前記抵抗付与手段は、前記受け部材（１Ａ）　、　（１
Ｂ）の間に筒状の中間部材（２）を、前記受け部材（１
Ａ）　、　（１Ｂ）の相対移動範囲（以下、ストローク
と称する）の半分のストロークで両受け部材（１Ａ）　
、　（１Ｂ）の夫々に対して移動自在に介装し、前記中
間部材（２）及び筒状の受け部材（１Ａ）にそれらの相
対移動に対する抵抗として摩擦力を付与する第１の抵抗
付与装置（３ＡＩ）と、前記中間部材（２Ａｌ）および
筒状の受け部材（１Ｂ）にそれらの相対移動に対する抵
抗として摩擦力を付与する第２の抵抗付与装置（３＾ｇ
）とを設けて構威しである。つまり、ダンパー（Ｂ）は
摩擦ダンパーである。

なお、以下の説明を行い易くするため、筒状の受け部材
（１Ａ）の固定部（１ａ）側を一端側とし、筒状の受け
部材（１Ｂ）の固定部（１ｂ）側を他端側とする。

前記第１の抵抗付与装置（３ＡＩ）は、前記中間部材（
２Ａ　Ｉ）の外周のうち軸芯方向に間隔を隔てた２箇所
の夫々に、前記筒状の受け部材（１Ａ）の内周面に対し
て摺動自在なシュー（４＾、）を周方向に複数個づつ配
設し、前記シュー（４＾１）を中間部材（２ＡＩ）に対
して軸芯方向で位置規制した状態で筒状の受け部材（１
＾）の内周面に押付ける第１押付手段を設けて構威しで
ある。

前記第１押付手段は、前記シュー（４ＡＩ）のうち一端
側に位置するシュー群の中間部材（２Ａ＋）に対する一
端側への軸芯方向移動および他端側に位置するシュー群
の中間部材（２Ａｌ）に対する他端側への軸芯方向移動
を阻止する一対の環状ストッパー（５Ａｌ）を固着する
と共に、一端側に位置するシュー群の中間部材（２ＡＩ
）に対する他端側への移動および他端側に位置するシュ
ー群の中間部材＜２ＡＩ）に対する一端側への移動を阻
止する一対の環状ストッパー（５Ｂ＋）を軸芯方向に移
動自在に取付け、前記環状ストッパー（５ＡＩ）。

（５Ｂ＋）のシュー（４Ａ　Ｉ　＞に対する当たり面を
、可動側の環状ストッパー（５Ｂ＋）が固定側の環状ス
トッパー（５Ａｌ）へ近接移動するに伴ってシュー群を
半径方向外方に押圧するカム面（６ａ＋）、　（６ｂ＋
）に形威し、前記可動側の環状ストッパー（５Ｂ＋）に
近接移動力を付与する皿バネ（７ＡＩ）を設けて構威し
である。

前記第２の抵抗付与装置（３６１）は、前記軸状の受け
部材（１Ｂ）の外周のうち軸芯方向に間隔を隔てた２箇
所の夫々に、前記中間部材（２Ａ　Ｉ）の内周面に対し
て摺動自在なシュー（ｔａｚ）を周方向に複数個づつ配
設し、前記シュー（４Ａ２）を軸状の受け部材（２Ｂ）
に対して軸芯方向で位置規制した状態で中間部材（２Ａ
　＋　）の内周面に押付ける第２押付手段を設けて構成
しである。

前記押付手段は、前記シュー（４Ａｚ）のうち−端側に
位置するシュー群の受け部材（２Ｂ）に対する一端側へ
の軸芯方向移動および他端側に位置するシュー群の受け
部材（２Ｂ）に対する他端側への軸芯方向移動を阻止す
る一対の環状ストッパー（５Ａ２）を固着すると共に、
一端側に位置するシュー群の受け部材（２Ｂ）に対する
他端側への移動および他端側に位置するシュー群の受け
部材（２Ｂ）に対する一端側への移動を阻止する一対の
環状ストッパー（５Ｂりを軸芯方向に移動自在に取付け
、前記環状ストッパー（５ＡＺ）　、　（５８２）のシ
ュー（４１ｈ）に対する当たり面を、可動側の環状スト
ッパー（５ｏｚ）が固定側の環状ストッパー（５ＡＺ）
の近接移動するに伴ってシュー群を半径方向外方に押圧
するカム面（６ａｚ）　、　（６ｂｚ）に形威し、前記
可動側の環状ストッパー（５Ｂりに近接移動力を付与す
る皿バネ（７Ａ２）を設けて構威しである。

前記筒状の受け部材（１Ａ）の内周面および中間部材（
２ＡＩ）の内周面は、耐摩擦性に勝れたセラ主ツク層（
８）から構成されている。

前記中間部材（２ＡＩ）の一端側には、その中間部材（
２ＡＩ）に対する軸状の受け部材（１Ｂ）の一端側への
ストロークを越えての移動を接当阻止するストッパー（
９Ｓりが固着されており、端部側には、その中間部材（
２ＡＩ）に対する軸状の受け部材（１Ｂ）の他端側への
ストロークを越えての移動を接当阻止するストッパー（
ｌＯ３２）が連設されている。かつ、前記筒状の受け部
材（１Ａ）の一端側には、その受け部材（１Ａ）に対す
る中間部材（２Ａ　Ｉ　）の一端側へのストロークを越
えての移動を接当阻止するストッパー（９ｓ＋）が固定
部（Ｉａ）の取付座を兼ねる状態に固着され、他端側に
は、その受け部材（１Ａ）に対する中間部材（２Ａ　ｔ
　）の他端側へのストロークを越えての移動を接当阻止
するストッパー（１０Ｓ、）が連設されている。

そして、第１、第２の抵抗付与装置（３Ａ　ｌ　）　。

（３Ａりにおける皿バネ（７＾、）、（７＾２）の力を
変えることにより、第１の抵抗付与装置（３ＡＩ）によ
る摩擦力を第２の抵抗付与装置（３Ａｚ）による摩擦力
よりも小にしである。

従って、今、中間部材（２Ａｌ）が筒状の受け部材（ｌ
＾〉に対して一端側のストロークエンドにあり、輪状の
受け部材（１Ｂ）が中間部材（２Ａｌ）に対して一端側
のストロークエンドにあって、固定部（ｌａ）　、　（
ｌｂ）の間隔が最小となっている収縮状態において、固
定部（ｌａ）　、　（ｌｂ）を離間させる方向の人力、
つまり、引張力が作用した場合には次のように作動する
。

つまり、第４図（（）　、　（ｒｌ）に示すように、第
１の抵抗付与装置（３Ａ＋）による摩擦力よりも入力が
大になると、筒状の受け部材（１Ａ）に対して中間部材
（２Ａ　Ｉ）が移動し、更に、第２の抵抗付与装置（３
＾ｇ）による摩擦力よりも入力が大になると、筒状の受
け部材（１Ａ）に対して中間部材（２Ａｌ）が他端側の
ストロークエンドまで移動したのち、中間部材（２ＡＩ
）に対して輪状の受け部材（１Ｂ）が移動する。

又、中間部材（２Ａ　ｔ　）が筒状の受け部材（１Ａ）
に対して他端例のストロークエンドにあり、軸状の受け
部材（１Ｂ）が中間部材（２Ａ　ｒ　）に対して他端例
のストロークエンドにあって、固定部（ｌａ）　。

（１ｂ）の間隔が最大となっている伸張状態において、
固定部（ｌａ）　、　（ｌｂ）を接近させる方向の入力
、つまり、圧縮力が作用した場合には次のように作動す
る。

つまり、第１の抵抗付与装置（３Ａ　Ｉ　）による摩擦
力よりも入力が大になると、筒状の受け部材（１Ａ）に
対して中間部材（２Ａｌ）が移動し、更に、第２の抵抗
付与装置（３Ａｚ）による摩擦力よりも入力が大になる
と、筒状の受け部材（１Ａ）に対して中間部材（２ＡＩ
）が一端側のストロークエンドまで移動したのち、中間
部材（２Ａ　ｔ　）に対して軸状の受け部材（１Ｂ）が
移動する。

つまり、上記の摩擦ダンパー（Ｂ）では、ストロークの
増大に伴ってそのストロークに対する抵抗が小から大に
切替わる。

そして、このように構成された摩擦ダンパー（Ｂ）は、
通常、第１図に示すように、筒状の受け部材（１Ａ）に
対して中間部材（２Ａｒ）をストロークの中央に位置さ
せ、かつ、中間部材（２Ａ　＋　）に対して筒状の受け
部材（１Ｂ）をストロークの中央にいつさせた状態で取
付けられて、いずれの方向の層間変位にも対応できるよ
うになっている。

〔別実施例〕

以下に本発明の別実施例を示す。

［１］上記実施例では、第１の抵抗付与装置（３Ａ〉に
よる摩擦力を第２の抵抗付与装置（３Ａｚ）による摩擦
力よりも小にしたが、反対であっても良い。

［２］上記実施例では、受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ
）の相対移動範囲を２つに分けるにあたって等分したが
、大摩擦力を受ける範囲部分と小摩擦力を受ける範囲部
分との比率は適宜変更自在である。そして、上記実施例
のように制振に用いる場合は、力の大なる振動は力の小
なる振動よりも振幅が大きいため、大摩擦力を受ける範
囲部分を、小摩擦力を受ける範囲部分よりも大にするこ
とが好ましい。

［３］上記実施例では、中間部材（２ＡＩ）を１つ設け
て受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）の相対移動範囲を２
つに分けたが、第５図や第６図に示すように、隣合うも
の同士が相対移動自在な複数個（ｎ個）の中間部材（２
Ａ１・・２Ａ　ａ）を設けることにより、受け部材（１
Ａ）　、　（１Ｂ）の相対移動範囲を（ｎ＋１）個の部
分に分けて実施しても良い。この場合、一方の受け部材
（１＾）と第１の中間部材（２Ａｌ）とに摩擦力を付与
する第１の抵抗付与装置（３Ａｌ）と、相対移動する中
間部材（２Ａ２・・・２Ａ７）に摩擦力を付与する第２
から第（ｎ−１）の抵抗付与装置！（３Ａ２・３Ａ、）
と、第ｎの中間部材（２Ａ、）と他方の受け部材（１Ｂ
）とに摩擦力を付与する第ｎの抵抗付与装置（３Ａ、）
を設けて実施する。

もちろん、各抵抗付与装置（３Ａ、・・・３八７）によ
る摩擦力は、互いに異なる。なお、第５図は２つの中間
部材（２Ａ　＋　）　、　（２Ａ　ｚ）を設けたものを
示し、第６図は３つの中間部材（２Ａ１・・２Ａ３）を
設けたものを示す。

［４］第７図に示すように、受け部材（１４）　、　（
１Ｂ）、中間部材（２＾、）を摺動自在に重なる板状に
構成する。この場合の抵抗付与装置（３＾＋）、　（３
ＡＺ）としては、受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）、中
間部材（２ＡＩ）を重なり方向で押し付は合せるバネ（
７Ｂ　＋）　、　（７８ｚ）を設けて構成したものを挙
げることができる。（Ｉ１ＡＩ）、　（ｌｌｌｈ）は、
受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）に形成の長孔（１２ａ
）　、　（１２ｂ）を貫通して受け部材（１Ａ）　、　
（１Ｂ）に対する中間部材（２ＡＩ）の摺動方向を規制
するとともに、それに螺合するナツト（Ｉ１Ｂ＋）、　
（１１Ｂｚ）と共同して前記バネ（７Ｂ＋）、　（７Ｂ
りの押圧力を調整するボルトである。

［５］上記実施例では、押付力を変えることにより、複
数の抵抗付与装置（３Ａ１・・・３Ａｎ）による摩擦力
を異なるようにしたが、摩擦面の摩擦係数を変えて摩擦
力を異なるようにしても良い。

もちろん、押圧力を変えることと、摩擦係数を変えるこ
とを併用しても良い。

［６］上記実施例では、受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ
）、中間部材Ｃ２Ａ＋＞を直線経路に沿って相対移動す
るものを示したが、それらは、第８図、第９図に示すよ
うに、軸芯（Ｘ）周りで相対回転するものであっても良
い。その場合の抵抗付与装置（３Ａ＋＞、（３Ａｚ）と
しては、受け部材（１Ａ）　。

（１Ｂ）　ｉｐ夫々を中間部材（２Ａ　＋　）に軸芯方
向から各別に押付けるバネ（７ＣＩ）、　（’ｙｃｔ）
を設けたものを挙げることができる。（ＩＩＣＩ）（Ｉ
ＩＣり（ＩＩＣりは受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）の
支軸を兼ねる状態でそれに螺合するナツト（１１０１）
　、　（１１０りと共同して前記バネ（７Ｇ＋）、　（
７Ｃｚ）の押圧力を調整するボルトである。なお、受け
部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）と中間部材（２Ａ　Ｉ）　
との間に介装するシュー（４ＡＩ）。

（４Ａｔ）は、受け部材（１Ａ）　、　（１Ｂ）と中間
部材（２Ａ　Ｉ）とのいずれに固定してあっても良い。

［７］上記実施例では、摩擦力を抵抗とする摩擦ダンパ
ーを示したが、油圧ダンパーであっても良い。

［８］上記実施例では、建物制振用のダンパーに適用し
たが、本発明は、振子を用いて建物制振用のダイナミッ
クダンパーのダンパーや、第１０図に示すように、橋梁
における橋桁（Ｃ）の長手方向一端と固定部との間に介
装される免震用のダンパー（Ｂ）といったような構造物
の免震用のダンパー等、各種のダンパーに適用できる。

なお、第１０図中の（１２）は橋桁（Ｃ）の長手方向他
端と摺動自在に固定部に連結する可動支承具であり、（
１３）は橋脚（Ｄ）に橋桁（Ｃ）を防振支持する防振具
である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示し、第１図は縦
断面図、第２図は第１図における■−■線での断面図、
第３図は使用状態の正面図、第４図＜４）　、　（Ｅｌ
）は動作を示す縦断面図であり、第５図乃至第１０図は
本発明の別実施例を示し、第５図、第６図は概略縦断面
図、第７図、第８図は縦断面図、第９図は正面図、第１
０図は使用状態の概略正面図である。第１１図は従来例
を示す縦断面図である。 （１Ａ）、（１Ｂ）・・・・・・受け部材、　（ｆ＋）
、（ｆ２）・・・・・・範囲部分、（３Ａ１・・・・３
Ａｎ）・・・・・・抵抗付与装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力に伴って相対移動する２つの受け部材（１Ａ）
   、（１Ｂ）と、それら受け部材（１Ａ）、（１Ｂ）にそ
   れらの相対移動に対する抵抗を付与する抵抗付与手段と
   を設けてあるダンパーであって、前記抵抗付与手段を構
   成するに、前記受け部材（１Ａ）、（１Ｂ）にそれらの
   相対移動に対する抵抗を受け部材（１Ａ）、（１Ｂ）の
   増大に伴って段階的に増大させる状態で付与する複数の
   抵抗付与装置（３Ａ＿１・・・３Ａ＿ｎ）を設けてある
   ダンパー。 ２、前記複数の抵抗付与装置（３Ａ＿１・・・３Ａ＿ｎ
   ）が、摩擦力を抵抗するものである請求項１記載のダン
   パー。