JPH08277872A - Energy absorber for structure - Google Patents
Energy absorber for structureInfo
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- JPH08277872A JPH08277872A JP8026995A JP8026995A JPH08277872A JP H08277872 A JPH08277872 A JP H08277872A JP 8026995 A JP8026995 A JP 8026995A JP 8026995 A JP8026995 A JP 8026995A JP H08277872 A JPH08277872 A JP H08277872A
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- lead
- rod
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- Pending
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、建築物・配管等の構造
物に作用する地震等の周期的な振動エネルギーを吸収す
るいわゆる構造物のエネルギー吸収装置に関し、さらに
詳しくは、鉛の塑性変形を利用したエネルギー吸収装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called energy absorbing device for a structure, which absorbs periodic vibration energy such as an earthquake acting on a structure such as a building or a pipe, and more specifically, a plastic deformation of lead. The invention relates to an energy absorption device.
【0002】[0002]
【従来の技術】鉛の塑性変形を利用したエネルギー吸収
装置、いわゆる鉛ダンパのうち、シリンダ型鉛ダンパと
呼ばれるものは、例えば特公昭58−30470号(特
開昭48−72941号)公報により公知であり、ま
た、揺動型鉛ダンパと呼ばれるものは、特開平2−26
332号公報により公知である。2. Description of the Related Art An energy absorbing device utilizing plastic deformation of lead, a so-called lead damper, which is called a cylinder type lead damper, is known, for example, from Japanese Patent Publication No. 58-30470 (Japanese Patent Laid-Open No. 48-72941). Further, what is called an oscillating lead damper is disclosed in JP-A-2-26.
It is known from Japanese Patent No. 332.
【0003】従来のシリンダ型鉛ダンパは、図3に示す
ように、シリンダ7と、このシリンダ7内の軸心方向に
沿って貫通状に挿通された突起のついたロッド8と、こ
のシリンダ7とロッド8との空所に封入された鉛6から
なり、シリンダ7とロッド8との相対移動により空所部
に形成された断面縮小部を鉛6が通過することによって
鉛6がせん断変形され、このときのエネルギー消費によ
って周期エネルギーを吸収するものである。As shown in FIG. 3, a conventional cylinder type lead damper includes a cylinder 7, a rod 8 having a protrusion inserted through the cylinder 7 in the axial direction, and the cylinder 7. And lead 8 enclosed in the space between rod 8 and rod 6, and lead 6 is sheared and deformed by passing through the reduced cross-section formed in the space by the relative movement of cylinder 7 and rod 8. , The periodic energy is absorbed by the energy consumption at this time.
【0004】従来の揺動型鉛ダンパは、図4に示すよう
に、ケーシング4と、ケーシング4内中央に置かれた異
形の回転子5と、このケーシング4と回転子5の空所に
封入された鉛6と、回転子5に固定された回転子アーム
9と、制振対象に取り付けられた連結棒10からなる。
連結棒10の往復運動は回転子アーム9により回転子5
の回転運動となるが、回転子5がケーシング4内で回転
するときに、鉛6がせん断変形され、このときのエネル
ギー消費によって周期エネルギーを吸収するものであ
る。As shown in FIG. 4, a conventional swing-type lead damper has a casing 4, a deformed rotor 5 placed in the center of the casing 4, and a casing 4 and the rotor 5 enclosed in a space. It is composed of lead 6 that has been removed, a rotor arm 9 that is fixed to rotor 5, and a connecting rod 10 that is attached to a vibration suppression target.
The reciprocating motion of the connecting rod 10 is caused by the rotor arm 9 to rotate the rotor 5
However, when the rotor 5 rotates in the casing 4, the lead 6 is sheared and deformed, and the energy consumption at this time absorbs the periodic energy.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】大規模な吊り天井等の
地震時の制振には、抵抗力は小さくとも大きなストロー
クを持つ制振装置が必要である。前記従来のシリンダ型
鉛ダンパにおいてストロークを大きくするためには、シ
リンダ7およびロッド8を長くする必要があり、このた
め鉛6の量が増え、また強度上シリンダの肉厚を厚くす
る等、小さな抵抗力に比べ装置の重量が大きくなるとい
う問題点がある。前記従来の揺動型鉛ダンパにおいてス
トロークを大きくするためには、回転子アーム9の長さ
を大きくする必要があり、装置をコンパクトにすること
ができないという問題点がある。For damping an earthquake such as a large-scale suspended ceiling during an earthquake, a damping device having a small stroke but a large stroke is required. In order to increase the stroke in the conventional cylinder type lead damper, it is necessary to lengthen the cylinder 7 and the rod 8, which increases the amount of lead 6 and increases the wall thickness of the cylinder in terms of strength. There is a problem that the weight of the device is larger than the resistance force. In order to increase the stroke in the conventional swing-type lead damper, it is necessary to increase the length of the rotor arm 9 and there is a problem that the device cannot be made compact.
【0006】また、鉛ダンパは、鉛のせん断変形による
塑性変形を利用してエネルギーを吸収するので、個々の
鉛ダンパに関し、任意の抵抗力を持つものを設計するの
は困難であるという問題点がある。Further, since the lead damper absorbs energy by utilizing plastic deformation due to shear deformation of lead, it is difficult to design an individual lead damper having arbitrary resistance. There is.
【0007】本発明は、以上の問題点を解決することが
できる構造物のエネルギー吸収装置を提供しようとする
ものである。The present invention is intended to provide an energy absorbing device for a structure which can solve the above problems.
【0008】[0008]
(1)本発明の構造物のエネルギー吸収装置は、制振対
象の構造物に取り付けられ構造物の振動によって往復動
しラックギアが設けられたロッド、及び前記ラックギア
に噛合うピニオンギアに接続され鉛の中で回転する回転
子と前記鉛と前記回転子を収容し両者を拘束するケーシ
ングよりなる回転エネルギー吸収部を備えたことを特徴
とする。 (2)また、本発明の構造物のエネルギー吸収装置は、
前記(1)の本発明において、前記ロッドに複数の前記
回転エネルギー吸収部を設けたことを特徴とする。(1) The energy absorbing device for a structure according to the present invention is connected to a rod attached to a structure to be damped and provided with a rack gear that reciprocates by vibration of the structure, and a pinion gear that meshes with the rack gear. And a rotation energy absorbing part formed of a casing for accommodating the lead and the rotor and constraining them. (2) Also, the energy absorbing device for a structure of the present invention is
In the invention of (1) above, the rod is provided with a plurality of the rotational energy absorbing portions.
【0009】[0009]
【作用】前記本発明(1)では、構造物の振動によって
ロッドが往復動し、ロッドに設けられたラックギアに噛
合うピニオンギアを介して回転子が鉛の中で回転する。
これによって回転子と鉛を拘束するケーシング内で鉛が
せん断変形され、このときのエネルギー消費によって構
造物の周期的な振動エネルギーを吸収する。In the present invention (1), the rod reciprocates due to the vibration of the structure, and the rotor rotates in the lead through the pinion gear that meshes with the rack gear provided on the rod.
As a result, the lead is shear-deformed in the casing that restrains the rotor and lead, and the periodic vibration energy of the structure is absorbed by the energy consumption at this time.
【0010】また、前記本発明(2)では、構造物の振
動によって往復動するロッドに設けられたラックギアに
噛合うピニオンギアに接続され鉛の中で回転する回転子
と前記鉛と前記回転子を収容し両者を拘束するケーシン
グよりなる回転エネルギー吸収部をロッドに複数設けて
いるので、往復動するロッドのぐらつきを防止して確実
に回転子を回転させることができ、かつ、回転エネルギ
ー吸収部の個数を適宜選定することによって本発明に係
る構造物のエネルギー吸収装置の抵抗力を調整すること
ができる。Further, in the present invention (2), a rotor that is connected to a pinion gear that meshes with a rack gear provided on a rod that reciprocates due to vibration of a structure and that rotates in lead, the lead, and the rotor. Since the rod is provided with a plurality of rotational energy absorbing portions each of which includes a casing that accommodates the two and restrains the two, the wobble of the reciprocating rod can be prevented, and the rotor can be reliably rotated. The resistance of the energy absorbing device for a structure according to the present invention can be adjusted by appropriately selecting the number of the above.
【0011】[0011]
【実施例】本発明の第1の実施例を、図1によって説明
する。1は振動する図示しない構造物に取り付けられ構
造物の振動によって往復動するロッドであり、同ロッド
1の上面にはラックギア1aが設けられている。2は前
記ラックギア1aに噛合うピニオンギアであり、同ピニ
オンギア2にほゞ正六角形の異形の回転子5が接続され
ピニオンギア2と共に回転するようになっている。4は
回転子5をほゞ断面の円形の空所に収容したケーシング
であり、同ケーシング4の前記空所と回転子5との間に
は鉛6が封入され、回転子5と鉛6はケーシング4によ
って拘束されている。前記ピニオンギア2、回転子5、
鉛6及びケーシング4によって回転エネルギー吸収部3
が構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes a rod which is attached to a vibrating structure (not shown) and reciprocates by the vibration of the structure. A rack gear 1a is provided on the upper surface of the rod 1. Reference numeral 2 denotes a pinion gear that meshes with the rack gear 1a, and a substantially hexagonal deformed rotor 5 is connected to the pinion gear 2 so as to rotate together with the pinion gear 2. Reference numeral 4 denotes a casing in which the rotor 5 is housed in a circular space having a substantially cross section. Lead 6 is enclosed between the space of the casing 4 and the rotor 5, and the rotor 5 and the lead 6 are It is restrained by the casing 4. The pinion gear 2, the rotor 5,
The lead 6 and the casing 4 allow the rotational energy absorption portion 3
Is configured.
【0012】本実施例では、構造物が振動するとロッド
1が往復動し、ロッド1に設けられたラックギア1aに
噛合うピニオンギア2が回転し、これによって回転子5
がケーシング4の空所内の鉛6の中で回転する。回転子
5がケーシング4の空所内の鉛6の中で回転することに
よってケーシング4の空所内で拘束されている鉛6がせ
ん断変形され、このときのエネルギー消費によって構造
物の周期的な振動エネルギーが吸収される。In this embodiment, when the structure vibrates, the rod 1 reciprocates, and the pinion gear 2 meshing with the rack gear 1a provided on the rod 1 rotates, which causes the rotor 5 to rotate.
Rotate in the lead 6 in the cavity of the casing 4. As the rotor 5 rotates in the lead 6 in the void of the casing 4, the lead 6 constrained in the void of the casing 4 undergoes shear deformation, and the energy consumption at this time causes periodic vibration energy of the structure. Is absorbed.
【0013】本実施例では、以上の通り、制振対象の構
造物の振動をラックギアとピニオンギアを介して回転運
動にして回転エネルギー吸収部3に伝えて鉛6をせん断
変形させるようにしているので、構造物の変位が大きい
場合でも装置全体の重量と体積が大きくする必要がな
く、また、前記構造物の振動によって往復動するロッド
1の長いストロークを可能にして振動エネルギーを効果
的に吸収することができる。In the present embodiment, as described above, the vibration of the structure to be damped is rotated through the rack gear and the pinion gear to be transmitted to the rotational energy absorbing portion 3 so that the lead 6 is sheared and deformed. Therefore, even if the displacement of the structure is large, it is not necessary to increase the weight and volume of the entire apparatus, and a long stroke of the rod 1 that reciprocates due to the vibration of the structure is enabled to effectively absorb the vibration energy. can do.
【0014】本発明の第2の実施例を図2によって説明
する。本実施例は、前記第1の実施例のロッド1の上下
両面にラックギア1aを設け、前記第1の実施例と同様
な構成の2個の回転エネルギー吸収部3をロッド1を挟
むように上下に対をなして配置し、この対をなす2個の
回転エネルギー吸収部3のピニオンギア2をそれぞれロ
ッド1の上下両面のラックギア1aに噛合わせ、かつ、
このような対をなす回転エネルギー吸収部3の2対をロ
ッド1の軸方向に間隔をおいて配置した。A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, rack gears 1a are provided on both upper and lower surfaces of the rod 1 of the first embodiment, and two rotational energy absorbing parts 3 having the same structure as the first embodiment are vertically arranged so as to sandwich the rod 1. The pair of pinion gears 2 of the two rotational energy absorbing portions 3 are meshed with the rack gears 1a on the upper and lower surfaces of the rod 1, respectively, and
Two pairs of such rotational energy absorbing portions 3 are arranged at intervals in the axial direction of the rod 1.
【0015】本実施例では、図示しない構造物が振動す
るとロッド1が往復動し、各回転エネルギー吸収部3に
おいてピニオンギア2を介して回転子5が回転すること
によって、前記第1の実施例におけると同様に振動エネ
ルギーの吸収が行われる。In this embodiment, when a structure (not shown) vibrates, the rod 1 reciprocates, and the rotor 5 rotates through the pinion gear 2 in each rotational energy absorbing portion 3, whereby the first embodiment described above. The vibration energy is absorbed in the same manner as in.
【0016】また、対をなす2個の回転エネルギー吸収
部3をロッド1を上下に挟むように配置し、かつ、この
ような対をなす2個の回転エネルギー吸収部3の2対を
ロッド1の軸方向に間隔をおいて配置しているので、ロ
ッド1の上下方向のぐらつきを防止して、ロッド1の往
復動をピニオンギア2の回転運動に円滑に変えることが
できる。Further, two pairs of rotational energy absorbing portions 3 are arranged so that the rod 1 is vertically sandwiched, and two pairs of such two rotational energy absorbing portions 3 are connected to the rod 1. Since the rods 1 are arranged at intervals in the axial direction, wobbling of the rod 1 in the vertical direction can be prevented, and the reciprocating motion of the rod 1 can be smoothly converted into the rotational motion of the pinion gear 2.
【0017】また、本実施例における構造物の振動に対
する抵抗力は、回転エネルギー吸収部3の個数によって
調整することができる。The resistance of the structure to vibration in this embodiment can be adjusted by the number of the rotational energy absorbing parts 3.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲の請求項1及
び2に記載された構成を有しているので、制振対象の構
造物の変位が大きい場合でも、装置全体の重量ならびに
体積を大きくすることなくコンパクトで長いロッドのス
トロークを可能にして効果的に振動エネルギーを吸収す
ることができ、かつ、振動に対する抵抗力の容易な調整
を可能とするものである。従って、本発明によって、大
きな変位を伴う屋根付き野球場の構造物に設けられた大
規模な吊り天井等の地震時等の構造安全性を確保するこ
とができる。Since the present invention has the structure described in claims 1 and 2 of the claims, even if the displacement of the structure to be damped is large, the weight and volume of the entire device are increased. It is possible to make the stroke of the rod compact and long without increasing the size, to effectively absorb the vibration energy, and to easily adjust the resistance force against the vibration. Therefore, according to the present invention, it is possible to ensure structural safety during an earthquake such as a large-scale suspended ceiling provided in a structure of a baseball field with a roof that undergoes large displacement.
【図1】本発明の第1の実施例を示し、図1(a)はそ
の立面図、図1(b)はそのケーシング、回転子及び鉛
を示す断面図である。1 shows a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is an elevational view thereof, and FIG. 1 (b) is a sectional view showing its casing, rotor and lead.
【図2】本発明の第2の実施例の立面図である。FIG. 2 is an elevational view of a second embodiment of the present invention.
【図3】従来のシリンダ型鉛ダンパの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional cylinder type lead damper.
【図4】従来の揺動型鉛ダンパの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional swing-type lead damper.
1 ロッド 1a ラックギア 2 ピニオンギア 3 回転エネルギー吸収部 4 ケーシング 5 回転子 6 鉛 1 Rod 1a Rack Gear 2 Pinion Gear 3 Rotational Energy Absorber 4 Casing 5 Rotor 6 Lead
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 濱村 奨 神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1号 三 菱重工業株式会社神戸造船所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hamamura recommended 1-1-1, Wadasaki-cho, Hyogo-ku, Kobe Sanryo Heavy Industries Ltd. Kobe Shipyard
Claims (2)
の振動によって往復動しラックギアが設けられたロッ
ド、及び前記ラックギアに噛合うピニオンギアに接続さ
れ鉛の中で回転する回転子と前記鉛と前記回転子を収容
し両者を拘束するケーシングよりなる回転エネルギー吸
収部を備えたことを特徴とする構造物のエネルギー吸収
装置。1. A rod which is attached to a structure to be damped and which reciprocates by vibration of the structure and which is provided with a rack gear, and a rotor which is connected to a pinion gear meshing with the rack gear and rotates in lead, and An energy absorbing device for a structure, comprising: a rotational energy absorbing portion including a casing that accommodates lead and the rotor and restrains both of them.
吸収部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の構造
物のエネルギー吸収装置。2. The energy absorbing device for a structure according to claim 1, wherein the rod is provided with a plurality of the rotational energy absorbing portions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8026995A JPH08277872A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Energy absorber for structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8026995A JPH08277872A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Energy absorber for structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08277872A true JPH08277872A (en) | 1996-10-22 |
Family
ID=13713584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8026995A Pending JPH08277872A (en) | 1995-04-05 | 1995-04-05 | Energy absorber for structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08277872A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001187938A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Suspension structure |
CN105040850A (en) * | 2015-07-29 | 2015-11-11 | 彭凌云 | Gear transmission lead damper |
CN105484384A (en) * | 2016-01-25 | 2016-04-13 | 北京工业大学 | Double-rack driven lead damper provided with rotary gear with inner square slots |
CN111364634A (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-03 | 江南大学 | Metal damping device |
-
1995
- 1995-04-05 JP JP8026995A patent/JPH08277872A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001187938A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Suspension structure |
CN105040850A (en) * | 2015-07-29 | 2015-11-11 | 彭凌云 | Gear transmission lead damper |
CN105484384A (en) * | 2016-01-25 | 2016-04-13 | 北京工业大学 | Double-rack driven lead damper provided with rotary gear with inner square slots |
CN105484384B (en) * | 2016-01-25 | 2017-07-04 | 北京工业大学 | Double rack drives rotary type square internal groove gear lead damper |
CN111364634A (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-03 | 江南大学 | Metal damping device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020205 |