JPH0434184A - 液柱管ダンパ - 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、建物のような構造物のための制振装置として
使用される液柱管タンパに関する。

（従来の技術） 従来、建物の制振のために建物に液柱管ダンパを設置す
ることが行なわれている。液柱管ダンパは、上下方向に
伸びる一対の柱状部および両柱状部に連なる連通部とを
有する容器に各柱状部の部および前記連通部か満たされ
るように液体を収容して成り、さらに、減衰率を高める
ため、前記容器の連通部にオリフィスが設けられている
。

（発明が解決しようとする課題） 建物に設置された前記従来の液柱管タンパによれば、地
震のために建物が揺れると、容器内の液体か一方の柱状
部から他方の柱状部へ向けて連通部内を流れ、一方の柱
状部の液面が低下し、また、他方の柱状部の液面が上昇
する。すなわち、容器内に液体の振動現象が生じる。液
体は連通部内のオリフィスを通過するときに抵抗を受け
、その通過量が制限される。その結果、液体の振動すな
わち両柱状部における液面の上下動か減衰され、建物の
揺れか軽減される。

ところが、前記従来の液柱管ダンパには前記建物の揺わ
すなわち前記容器に対する外力の作用に伴なう前記液体
の前記オリフィスにおける通過速度に応じて減衰定数が
変化するという特性があり、その制振効果は特定の大き
さの通過速度において最大となり、それ以外の大きさで
は不十分となるという問題があフた。

本発明の目的は常に最大の制振効果を得ることができる
液柱管ダンパを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る液柱管ダンパは、相対する一対の柱状部お
よび両柱状部に連なる連通部を有する容器と、前記容器
に収容され、水平状態において各柱状部内に液面を有す
る液体と、財記容器内に配置され、前記液面の高さが変
化するように前記容器に外力が加えられるときに流動す
る前記液体の流量を可変制限する手段とを含む。

本発明に係る他の液柱管ダンパは、相対する対の柱状部
および両柱状部に連なる一対の連通部を有する容器と、
前記容器に収容され、水平状態において各柱状部内に液
面を有する液体および前記液面に接する気体と、前記容
器内に配置され、前記液面の高さが変化するように前記
容器に外力が加えられるときに流動する前記気体の流量
を可変に制限する手段を含む。

前記制限手段は、例えば、前記連通部を横断して伸びる
軸線の周りに回転可能の弁体で構成することができる。

（発明の作用および効果） 本発明によれば、例えば液柱管ダンパを建物に設置する
場合、前記建物の揺れのために前記容器の両柱状部にお
ける液面の高さ位置が変化するとき、すなわち一方の柱
状部から他方の柱状部へ向けて液体の移動が生じるとき
、前記制限手段を操作することにより、前記液体の流量
を任意の一定の値にすること、すなわち液柱管タンパの
減衰率を任意の一定の値に設定することができる。した
がって、建物の揺れの大きさに拘らず、最大の制振効果
を得ることができる。

また、本発明によれば、容器内の液体の移動に伴なって
移動する、前記液体に接する気体の流量を一定にするこ
とができる。この気体の流量を制限することによっても
両柱状部における液面の変動を一定の割合で減衰するこ
とができる。

（実施例） 第１図〜第３図を参照すると、建物のような構造物に設
置され制振装置として使用される液柱管ダンパが全体を
符号１０で示されている。

液柱管ダンパ１０は、水のような液体１２と空気のよう
な気体１６とが収容された容Ｎ１４を含む。液柱管ダン
パ１０は、これを制振装置として例えば建物に設置する
とき、後述する両柱状部２６ａ、２６ｂが上下方向へ伸
びるように前記建物の屋上、床等に固定される。

図示の容器１４は、同軸的に配置された矩形の断面形状
を有する内外二つの筒体１８，２０および両筒体の両端
面を覆う一対の板２２．２４で形成され、相対する左右
一対の柱状部２６ａ２６ｂと、両柱状部に連なる上下一
対の連通部２８ａ、２８ｂとを有する。

液体１２は、容器１４か水平におかわた図示の状態にお
いて、各柱状部２６ａ、２６ｂの一部と下方の連通部２
８ｂの全部とを満たしている。

図示の例ては、液面３０ａ、３０ｂが各柱状部２６ａ、
２６ｂの高さの半分の位置にあるが、他の高さ位置にあ
るように設定することかできる。

気体１６は、両液面３０ａ、３０ｂで液体１２に接して
いる。したかって、例えば地震や風力のような外力の作
用のために前記建物か揺れ、前記建物に設置された液柱
管ダンパ１０の容器１４内の液体１２に振動（例えば共
振現象）が生じると、例えば一方の液面３０ａが下降し
、他方の液面３０ｂが上昇する。液体１２は一方の柱状
部２６ａから他方の柱状部２６ｂに向けて下方の連通部
２８ｂを流動し、これに応じて、気体１６は他方の柱状
部２６ｂから一方の柱状部２６ａに向けて上方の連通部
２８ａを流動する。

ところで、上方の連通部２８ａ内に、液体１２の流動に
伴なって連通部２８ａを気体１６が流動するときの該気
体の流量を可変に制限するための制限手段３２が設けら
れている。図示の制限手段３２は、連通部２８ａをその
横断方向すなわち筒体１８，２０の前記軸線方向へ伸び
る矩形板状の弁体３４から成り、前記横断方向へ伸びる
軸部材３６を介して該軸部材とともに回転可能に両板２
２．２４に支持されている。軸部材３６を介して弁体３
４を角度的に回転させることにより、連通部２８ａの一
箇所すなわち弁体３４の配置箇所において、はぼ全閉と
ほぼ全開との間の任意の開度か得られる。

制限手段３２によれば、気体１６の移動速度の大きさに
応じてその流量を任意に設定することができることから
、流動する気体１６に対して、前記建物のその時々の揺
れを緩和するのに最適な流動抵抗を与え、これにより最
適な減衰率を設定することかできる。

図示の例に代えて、二以上の制限手段３２を連通部２８
ａ内に互いに間隔をおいて配置することができる。また
、制限手段３２の配置位置を各柱状部２６ａ、２６ｂ内
の液面３０ａまたは３０ｂの上方に定めることができる
。さらに、制限手段３２は回転可能の弁体とする例に代
えて、例えば、内筒体２０の側面２０ａ上を外筒体１８
に向けて移動可能の板部材から成り、柱状部２６ｂと連
通部２８ａとの境界を全閉および全開の間で開度調整可
能のスライド式の弁体とすることができる。さらに、制
限手段３２は、例えば、開度が可変であるオリフィスで
構成することができる。

制限手段は、気体１６の流量ではなく液体１２の流量を
制限すべく、例えば第１図に符号３２′を付しかつ仮想
線で示すように、連通部２８ｂ内に設けることができる
。

液体中に制限手段を配置する場合には、第４図に示すよ
うに、容器１４における上方の連通部２８ａを有しない
、全体にＵ字形の容器３６を用いることができる。容器
３６の両柱状部２６ａ、２６ｂの頂部は、液体１２の蒸
発を防ぐために蓋がされている。この液体１２の制限手
段３２パによれば、気体１６におけると同様、流動する
液体１２に対して、前記構築物の種々の大きさの揺れを
緩和するのに最も適する流動抵抗を与え、これにより、
最適な減衰率を設定することができる。制限手段３２”
は、これを気体流に通用する例におけると同様にその種
類、数量、配置位置等を適宜選択することができる。

制限手段３２を構成する前記弁体３４は、容器１４の頂
部に据えつけられたステッピングモータ３８を駆動する
ことにより回転操作することができる。弁体３４への駆
動力の伝動は、ステッピングモータの出力軸に取り付け
られたプーリ４０と、弁体３４の軸部材３６に取り付け
られたプーリ４２と、両プーリを巡るベルト４４を介し
て行なわれる。

ステッピングモータ３８の出力軸の回転角度の制御は、
例えば第５図または第６図に示す装置を用いて行なうこ
とができる。

第５図に示す例では、建物Ａの矢印５０の方向への揺れ
を検出するための振動計５２が建物に取り付けられ、ま
た、ステッピングモータ３８と振動計５２とか建物Ａ上
に配置された制御装置５４に電気的に接続されている。

制御装置５４は振動計５２が発する建物Ａの揺れの大き
さに比例した電圧を受信したとき、受信電圧のうちの最
大値に対応する前記開度が得られるように、ステッピン
グモータ３８に信号を送り、これを起動する。制御装置
５４には、建物Ａの揺れと最適な前記開度とに関する関
係式がプログラムされており、制御装置５４はこの計算
式による計算を実行し、これを出力する。

第６図に示す例では、建物Ａの揺れの大きさを検出する
ための手段として、第５図に示された振動計５２に代え
て、液柱管ダンパ１０中の液体１２の波高を検出しこれ
を電圧信号として制御装置５４に送信する機能を有する
波高計５４が用いられている。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に係る液柱管ダンパの正面図、
右側面図、および平面図、第４図は本発明に係る他の液
柱管ダンパの斜視図、第５図および第６図は液柱管ダン
パの制限手段を駆動するためのステッピングモータを制
御する装置の概略図である。 １０：液柱管ダンパ、 １２：液体、 １４：容器、 １６：気体、 ２６ａ、２６ｂ：柱状部、 ２８ａ、２８ｂ：連通部、 ３０ａ、３０ｂ：液面、 ３２．３２°、３２”　二制限手段、 ３４二弁体、 ３６：軸部材、 ３８ニスチツピングモータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対する一対の柱状部および両柱状部に連なる連
   通部を有する容器と、前記容器に収容され、水平状態に
   おいて各柱状部内に液面を有する液体と、前記容器内に
   配置され、両液面の高さが変化するように前記容器に外
   力が加えられるときに流動する前記液体の流量を可変に
   制限する手段とを含む、液柱管ダンパ。
2. （２）相対する一対の柱状部および両柱状部に連なる一
   対の連通部を有する容器と、前記容器に収容され、水平
   状態において各柱状部内に液面を有する液体および前記
   液面に接する気体と、前記容器内に配置され、前記液面
   の高さが変化するように前記容器に外力が加えられると
   きに流動する前記気体の流量を可変に制限する手段を含
   む、液柱管ダンパ。
3. （３）前記制限手段は、前記連通部を横断して伸びる軸
   線の周りに回転可能の弁体から成る、請求項（１）また
   は（２）に記載の液柱管ダンパ。