JPH04370437A - ストッパ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はストッパ装置に関し、詳
しくは、地震・風・交通振動・機械振動などの振動入力
により建築物や機器類などを保護する免震装置、動吸振
装置や減衰装置などの各種振動抑制装置に使用され、転
動体が転動面上をその転動面に対して荷重を受けながら
移動する構造で上記転動体の移動範囲を規制するストッ
パ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】地震・風・交通振動・機械振動などの各
種振動から建築物や機器類などを保護する場合には、免
震装置、動吸振装置や減衰装置などの各種の振動抑制装
置が使用される。

【０００３】この免震装置、動吸振装置や減衰装置など
の各種の振動抑制装置では、通常、ボールやコロなどの
転動体が転動面上をその転動面に対して荷重を受けなが
ら移動することにより、地震・風・交通振動・機械振動
などの振動を速やかに吸収するようにしている。このよ
うな振動抑制装置では、過大振幅の振動が入力された場
合、上記転動体がその転動面における移動範囲を越えて
移動したのでは装置自体が破壊されるため、転動体が転
動面での移動範囲内で移動するようにその移動範囲を規
制する必要がある。

【０００４】従来、上述したような振動抑制装置におい
て、過大振幅の振動入力時、転動体の転動面での移動範
囲を規制するためのストッパ装置としては、図１１及び
図１２に示すような構造のものがある。

【０００５】まず、振動抑制装置は、図１１及び図１２
に示すように複数の転動体（１）をその転動面を形成す
る平板（２）上に載置し、その転動体（１）上に移動体
〔免震装置では上部構造物、動吸振装置では質量体、減
衰装置では被減衰体など〕を積載した基本構造を有し、
この基本構造を一段或いは二段以上構成するものである
。 尚、上記基本構造を二段以上構成する場合、その最上部
に位置するもの以外は移動体（３）の代わりに転動体（
１）の上に平板が積載されることになる。

【０００６】この振動抑制装置におけるストッパ装置は
、上記平板（２）の転動体（１）の転がり方向に沿う両
端部位に突片（４）を設けた構造を有するものである。

【０００７】上記振動抑制装置では、地震・風・交通振
動・機械振動などの振動が入力されると、転動体（１）
が平板（２）上を転がることによりその振動を速やかに
吸収する。ここで、過大振幅の振動が入力された際、上
記ストッパ装置では、転動体（１）がその移動範囲の限
界で上記突片（４）に当接し、これにより転動体（１）
が平板（２）上でその移動範囲を越えて転がっていくこ
とを未然に防止し、上記転動体（１）の移動範囲を規制
するようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した振
動抑制装置に使用されるストッパ装置では、平板（２）
の転動体（１）の転がり方向に沿う両端部位に突片（４
）を設け、過大振幅の振動が入力された際に転動体（１
）がその移動範囲の限界で上記突片（４）に当接するこ
とにより転動体（１）の移動範囲を規制しているが、こ
のように転動体（１）を突片（４）との衝突でもって停
止させようとすると、その転動体（１）の移動範囲の限
界での停止状態が非常に急激でその衝撃による振動が発
生したり、装置自体が破壊したりすることがあった。

【０００９】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、転動体の移動
範囲の限界での停止状態をスムーズにし、振動が発生し
たり、装置自体が破壊することのないストッパ装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、転動体が転動面上をそ
の転動面に対して荷重を受けながら移動する構造で上記
転動体の移動範囲を規制するものにおいて、上記転動面
における転動体の移動範囲の限界領域にエラストマーを
配置したものである。

【００１１】また、本発明は、転動体がエラストマーで
形成された転動面上をその転動面に対して荷重を受けな
がら移動する構造で上記転動体の移動範囲を規制するも
のにおいて、上記転動面を形成するエラストマーの厚み
を、転動体の移動範囲の限界領域でその他の領域よりも
大きくしたものである。

【００１２】更に、本発明は、転動体がエラストマーで
形成された転動面上をその転動面に対して荷重を受けな
がら移動する構造で上記転動体の移動範囲を規制するも
のにおいて、上記転動面を形成するエラストマーを、転
動体の移動範囲の限界領域でその他の領域と材質を異な
らせてその限界領域を高減衰材料で構成したものである
。

【００１３】

【作用】本発明に係るストッパ装置では、転動面におけ
る転動体の移動範囲の限界領域にエラストマーを配置し
たことにより、移動範囲の限界領域に達した転動体は、
その限界領域でエラストマーに沈み込みその粘弾性変形
とそれと同時に発生するエラストマーと転動体との摩擦
でもって抵抗力が発現する。この抵抗力でもって転動体
に粘性及び摩擦減衰作用が付与されることになり、転動
体は衝撃振動が発生することなくスムーズに停止状態に
達する。

【００１４】また、本発明のストッパ装置では、転動面
を形成するエラストマーの厚みを、転動体の移動範囲の
限界領域でその他の領域よりも大きくしたことにより、
過大振幅の振動が入力された場合、移動範囲の限界に達
した転動体は、その限界領域で他の領域よりも厚みが大
きいエラストマーに深く沈み込んでより一層大きな抵抗
力が発現する。この抵抗力の増大により上記転動体に大
きな粘性及び摩擦減衰作用が付与されることになり、転
動体は衝撃振動が発生することなくスムーズに停止状態
に達する。

【００１５】更に、本発明のストッパ装置では、転動面
を形成するエラストマーを、転動体の移動範囲の限界領
域でその他の領域と材質を異ならせてその限界領域を高
減衰材料で構成したことにより、過大振幅の振動入力時
、移動範囲の限界に達した転動体は、その限界領域で他
の領域と材質を異ならせて高減衰材料で構成したエラス
トマーでもってより一層大きな抵抗力が発現する。この
抵抗力の増大により上記転動体に大きな粘性及び摩擦減
衰作用が付与されることになり、転動体は衝撃振動が発
生することなくスムーズに停止状態に達する。

【００１６】

【実施例】本発明に係るストッパ装置の実施例を図１乃
至図１０を示して説明する。

【００１７】本発明のストッパ装置は、前述したように
ボールやコロなどの転動体を使用することにより、その
転動体が転動面上をその転動面に対して荷重を受けなが
ら移動することでもって、地震・風・交通振動・機械振
動などの各種振動を速やかに吸収する免震装置、動吸振
装置や減衰装置などの各種の振動抑制装置に適用される
ものであり、以下、上述した免震装置、動吸振装置や減
衰装置などの各種の振動抑制装置について共通して詳述
する。

【００１８】まず、図１乃至図３に示す第１及び第２の
実施例は、例えば、複数の転動体（１１）をその転動面
（１２）を形成する平板（１３）上に載置し、その転動
体（１１）上に移動体（１４）〔免震装置では上部構造
物、動吸振装置では質量体、減衰装置では被減衰体など
〕を積載した振動抑制装置の基本構造に適用した場合で
ある。 尚、以下で説明する転動体の材質は、鉛直荷重に耐え得
るものであればよく、例えば、金属、コンクリート、セ
ラミックス、硬質プラスチック、ＦＲＰ等が好ましい。 また、エラストマーの材質は、通常、温度依存性の少な
い天然ゴムやブタジエンゴム、シリコンゴム等の圧縮永
久歪みの少ない配合物が好ましいが、使用条件により他
の各種ゴム材料又はプラスチック等の樹脂材料でもよい
。

【００１９】まず、第１の実施例のストッパ装置は、図
１及び図２に示すように平板（１３）の転動体（１１）
の移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）にエラストマー（１
５）を配置したもので、具体的に、上記平板（１３）の
転動体（１１）の移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）に凹
部（１６）を形成し、その凹部（１６）にエラストマー
（１５）を加硫接着などにより一体的に埋設してそのエ
ラストマー（１５）の表面を平板（１３）の表面と面一
としたものである。

【００２０】また、第２の実施例のストッパ装置は第１
の実施例の変形例であり、図３に示すように平板（１３
）の転動体（１１）の移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）
に凹部（１７）を形成し、その凹部（１７）にエラスト
マー（１８）を加硫接着などにより一体的に埋設する。 この第２の実施例が第１の実施例と異なる点は、平板（
１３）に埋設したエラストマー（１７）の表面が平板（
１３）の表面よりも突出し、而も、上述した限界領域（
ｂ）にあるエラストマー（１８）の限界領域導入部位（
ｍ）をテーパ状に形成していることである。

【００２１】上記第１及び第２の実施例は振動抑制装置
の基本構造に適用した場合であるが、上記振動抑制装置
はその基本構造を一段或いは二段以上構成するものもあ
り、その基本構造を二段以上構成する場合、その最上部
に位置するもの以外は上記移動体の代わりに転動体（１
１）の上に平板が積載されることになる。この最上部に
位置するもの以外に適用した場合を図４及び図５に示す
第３及び第４の実施例で説明する。

【００２２】まず、第３及び第４の実施例のストッパ装
置は、上述した第１及び第２の実施例で説明したそれぞ
れの平板（１３）と同一構造のものを上下逆にして転動
体（１１）上に積載したものである。

【００２３】上述した第１〜第４の実施例では、過大振
幅の振動が入力された際、移動体（１４）或いは上方に
位置する平板（１３）の変位により転動体（１１）が転
動してその移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）に達した場
合、その平板（１３）の限界領域（ｂ）に配置されたエ
ラストマー（１５）（１８）に上記転動体（１１）が沈
み込んで抵抗力が発現する。このエラストマー（１５）
（１８）の粘弾性変形とそれと同時に発生するエラスト
マー（１５）（１８）と転動体（１１）との摩擦により
発現した抵抗力によって転動体（１１）に大きな粘性及
び摩擦減衰作用が付与されることになり、転動体（１１
）は衝撃振動が発生することなくスムーズに停止状態に
達する。

【００２４】次に、第５及び第６の実施例を図６及び図
７に示し説明する。

【００２５】第５の実施例は、複数の転動体（１１）を
、その上面にエラストマー（１９）を貼着して転動面（
１２）を形成した平板（１３）上に載置し、その転動体
（１１）上に移動体（１４）〔免震装置では上部構造物
、動吸振装置では質量体、減衰装置では被減衰体など〕
を積載した振動抑制装置の基本構造に適用した場合であ
る。

【００２６】まず、第５の実施例は、転動面（１２）を
形成するエラストマー（１９）の厚みを転動体（１１）
の移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）でその他の領域（ｃ
）〔移動範囲の中央領域〕よりも大きくしたものである
。即ち、上記平板（１３）の厚みを転動体（１１）の移
動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）で小さくすることにより
その領域（ｂ）でのエラストマー（１９）の厚肉に形成
する。この時、平板（１３）上のエラストマー（１９）
の表面は全体的に平坦化されている。尚、上記移動範囲
（ａ）の限界領域導入部位（ｍ）ではそのエラストマー
（１９）の厚みが徐々に大きくなるようにテーパ状に形
成されている。

【００２７】第６の実施例は、上記振動抑制装置の基本
構造を二段以上構成する場合、その最上部に位置するも
の以外に適用した場合であり、上述した第５の実施例で
説明した平板（１３）と同一構造のものを上下逆にして
転動体（１１）上に積載したものである。この時、エラ
ストマー（１９）において限界領域（ｂ）の表面をその
他の領域（ｃ）の表面より突出させると効果が大になる
。

【００２８】この第５及び第６の実施例のストッパ装置
では、過大振幅の振動が入力された際、移動体（１４）
或いは上方に位置する平板（１３）の変位により転動体
（１１）が転動してその移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ
）に達した場合、その平板（１３）の限界領域（ｂ）に
配置されたエラストマー（１９）の厚みがその他の領域
（ｃ）よりも大きいため、上記転動体（１１）がエラス
トマー（１９）により一層沈み込んで抵抗力が増大する
。このエラストマー（１９）による抵抗力の増大によっ
て転動体（１１）に大きな粘性及び摩擦減衰作用が付与
されることになり、転動体（１１）は衝撃振動が発生す
ることなくスムーズに停止状態に達する。

【００２９】最後に、第７及び第８の実施例を図８及び
図９に示し説明する。

【００３０】第７の実施例は、複数の転動体（１１）を
、その上面にエラストマー（２０）を貼着して転動面（
１２）を形成した平板（１３）上に載置し、その転動体
（１１）上に移動体（１４）〔免震装置では上部構造物
、動吸振装置では質量体、減衰装置では被減衰体など〕
を積載した振動抑制装置の基本構造に適用した場合であ
る。

【００３１】まず、第７の実施例は、転動面（１２）を
形成するエラストマー（２０）を、転動体（１１）の移
動範囲（ａ）の限界領域（ｂ）でその他の領域（ｃ）〔
移動範囲の中央領域〕と材質を異ならせてその限界領域
（ｂ）を高減衰材料で構成したものである。即ち、上記
平板（１３）の転動体（１１）の移動範囲（ａ）の中央
領域（ｃ）に、温度依存性、圧縮永久歪みの少ないＮＲ
、ＢＲ、シリコンゴム配合物などの通常のエラストマー
（２０ａ）を貼着し、その移動範囲（ａ）の限界領域（
ｂ）に、ｔａｎδが０．１以上の、ＩＩＲ、ＮＢＲ、Ｃ
Ｒ、減衰性を高めたＮＲ、シリコンゴム配合物などの高
減衰材料のエラストマー（２０ｂ）を連続して貼着する
。

【００３２】第８の実施例は、上記振動抑制装置の基本
構造を二段以上構成する場合、その最上部に位置するも
の以外に適用した場合であり、上述した第７の実施例で
説明した平板（１３）と同一構造のものを上下逆にして
転動体（１１）上に積載したものである。この時、エラ
ストマー（２０）において限界領域（ｂ）の表面をその
他の領域（ｃ）の表面より突出させると効果が大になる
。

【００３３】この第７及び第８の実施例のストッパ装置
では、過大振幅の振動が入力された際、移動体（１４）
或いは上方に位置する平板（１３）の変位により転動体
（１１）が転動してその移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ
）に達した場合、その平板（１３）の限界領域（ｂ）に
配置されたエラストマー（２０ｂ）がその他の領域（ｃ
）と材質を異ならせてその限界領域（ｂ）を高減衰材料
で構成したので、上記転動体（１１）に対するエラスト
マー（２０ｂ）での抵抗力が増大する。このエラストマ
ー（２０ｂ）による抵抗力の増大によって転動体（１１
）に大きな粘性及び摩擦減衰作用が付与されることにな
り、転動体（１１）は衝撃振動が発生することなくスム
ーズに停止状態に達する。

【００３４】以上、上述した第１〜第８の各実施例では
、転動体（１１）がその移動範囲（ａ）の限界領域（ｂ
）に達した時、図１０に示すように設計最大振幅（ｎ）
を越えると、エラストマー（１５）（１８）〜（２０）
による抵抗が高くなるので大きな減衰力を発揮して過大
な振幅での作動を未然に防止することができる。尚、上
記設計最大振幅（ｎ）は、図１０に示す設定位置よりも
小振幅域でも大振幅域であってもよい。

【００３５】尚、上記第１〜第８の各実施例では転動体
（１１）が転がる転動面（１２）は平坦であるが、本発
明はこれに限定されることなく上記転動面（１２）は曲
面であったもよいのは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係るストッパ装置によれば、転
動面における転動体の移動範囲の限界領域にエラストマ
ーを配置したことにより、過大振幅の振動入力時、移動
範囲の限界領域に達した転動体は、その限界領域でエラ
ストマーに沈み込みその粘弾性変形とそれと同時に発生
するエラストマーと転動体との摩擦でもって抵抗力が発
現する。

【００３７】また、転動面を形成するエラストマーの厚
みを、転動体の移動範囲の限界領域でその他の領域より
も大きくしたことにより、過大振幅の振動の入力時、移
動範囲の限界に達した転動体は、その限界領域で他の領
域よりも厚みが大きいエラストマーに深く沈み込んでよ
り一層大きな抵抗力が発現する。

【００３８】更に、転動面を形成するエラストマーを、
転動体の移動範囲の限界領域でその他の領域と材質を異
ならせてその限界領域を高減衰材料で構成したことによ
り、過大振幅の振動入力時、移動範囲の限界に達した転
動体は、その限界領域で他の領域と材質を異ならせて高
減衰材料で構成したエラストマーでもってより一層大き
な抵抗力が発現する。

【００３９】以上のように、上記抵抗力の発現及びその
増大により転動体に大きな粘性及び摩擦減衰作用が付与
されることになり、転動体は衝撃振動が発生することな
くスムーズに停止状態に達し、装置自体が破壊されるこ
ともなく信頼性が高く安全性に富み、免震装置、動吸振
装置や減衰装置などの各種の振動抑制装置に好適なスト
ッパ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストッパ装置の第１の実施例を示
す断面図

【図２】図１の一部省略部分を含む平面図

【図３】本発
明の第２の実施例を示す断面図

【図４】本発明の第３の
実施例を示す断面図

【図５】本発明の第４の実施例を示
す断面図

【図６】本発明の第５の実施例を示す断面図

【
図７】本発明の第６の実施例を示す断面図

【図８】本発
明の第７の実施例を示す断面図

【図９】本発明の第８の
実施例を示す断面図

【図１０】第１〜第８の実施例での
エラストマーでの変位に対する抵抗力との関係を示す特
性図

【図１１】各種の振動抑制装置に使用されるストッパ装
置の従来例を示す断面図

【図１２】図１１の一部省略部分を含む平面図

【符号の説明】

１１　　　　　　転動体 １２　　　　　　転動面 １５　　　　　　エラストマー １８　　　　　　エラストマー １９　　　　　　エラストマー ２０　　　　　　エラストマー ａ　　　　　　移動範囲 ｂ　　　　　　限界領域 ｃ　　　　　　その他の領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　転動体が転動面上をその転動面に対し
   て荷重を受けながら移動する構造で上記転動体の移動範
   囲を規制するものにおいて、上記転動面における転動体
   の移動範囲の限界領域にエラストマーを配置したことを
   特徴とするストッパ装置。
2. 【請求項２】　　転動体がエラストマーで形成された転
   動面上をその転動面に対して荷重を受けながら移動する
   構造で上記転動体の移動範囲を規制するものにおいて、
   上記転動面を形成するエラストマーの厚みを、転動体の
   移動範囲の限界領域でその他の領域よりも大きくしたこ
   とを特徴とするストッパ装置。
3. 【請求項３】　　転動体がエラストマーで形成された転
   動面上をその転動面に対して荷重を受けながら移動する
   構造で上記転動体の移動範囲を規制するものにおいて、
   上記転動面を形成するエラストマーを、転動体の移動範
   囲の限界領域でその他の領域と材質を異ならせてその限
   界領域を高減衰材料で構成したことを特徴とするストッ
   パ装置。