JPH09158538A - 制振ダンパー - Google Patents

制振ダンパー

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JPH09158538A
JPH09158538A JP31455095A JP31455095A JPH09158538A JP H09158538 A JPH09158538 A JP H09158538A JP 31455095 A JP31455095 A JP 31455095A JP 31455095 A JP31455095 A JP 31455095A JP H09158538 A JPH09158538 A JP H09158538A
Authority
JP
Japan
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fixed
gear
damper
vibration
support frame
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP31455095A
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English (en)
Inventor
Yoshito Honda
義人 本多
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
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Publication of JPH09158538A publication Critical patent/JPH09158538A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の制振ダンパーにおいては、小型化が困
難であり、高密度化、集積化しにくく、また、微小振動
に対しての感度が悪かった。 【解決手段】 建築構造物の振動を減衰させるために該
建築構造物の相対変位可能な梁22と柱23との間に介
装されて用いられる制振ダンパーであって、梁22側に
固定された歯付きレール21と、柱23側に保持された
支持フレーム30と、この支持フレーム30に固定され
た捩りシャフトと、この捩りシャフトに固定されその歯
が歯付きレール21の固定歯21aに噛合された歯車5
0とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築構造物の振動
を減衰させるために該建築構造物に設けられる制振ダン
パーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】地震時の振動エネルギを吸収するために
建築構造物に備えられる制振ダンパーとしては、例えば
オイルダンパー、粘性ダンパー、鋼材ダンパー、摩擦ダ
ンパー等種々のものが知られている。なかでも、鋼材ダ
ンパーは、鋼材を塑性化させて振動エネルギを吸収する
ようにしたものである。
【0003】上記鋼材ダンパーのうち、水平変形を回転
運動に変換して鋼材を捩ることにより振動エネルギを吸
収するタイプのものが特開平5−239952号公報に
紹介されている。
【0004】図3ないし図5は、上記公報記載の図であ
り、図において、ダンパー1は、梁15、15間に配設
されたものであって、トッププレート2、ベースプレー
ト3、固定プレート4、鋼管5、捩りプレート6、変位
伝達部7から主に構成されている。鋼管5は、伸び性能
が良好な極軟鋼からなるもので、トッププレート2、固
定プレート4に対して固定されている。捩りプレート6
は、鋼管5に対して端面5b、5cにおいて固着された
ものであり、下部において鋼棒9が固定されている。変
位伝達部7は、梁15、15間の相対変位を捩りプレー
ト7に伝達するもので、係止板10、10が鋼棒9を両
側から摺動自在に挟み込んだ構成とされている。
【0005】上記ダンパー1においては、梁15、15
間が相対的に変位したときには、図5に示すように、ベ
ースプレート3の移動に係止板10、10が鋼棒9を挟
み込んだまま移動する。鋼棒9は、係止板10、10内
において回転するとともに上方に移動する。これによ
り、捩りプレート6が回転し、鋼管5に回転力を伝達す
る。結局、鋼管5は、この回転力により、相対的に静止
状態の固定プレート4と捩りプレート6との間において
捩られることとなる。このようにして、鋼管5が捩られ
ることによる鋼管5の塑性化によって振動エネルギが吸
収される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ダ
ンパー1においては、鋼管5の軸心Pと鋼棒9の軸心9
aとの間の距離に相当する捩り半径R1 と、鋼管5の半
径R2 との比で鋼管5を捩ることになり、梁15、15
間の相対的変位に伴う鋼棒9の上方移動を小さくして有
効な捩り力を十分に確保するためには、半径R2 に対し
て捩り半径R1 を十分に確保する必要があるため、結
局、ダンパー1の小型化が困難であった。また、鋼管5
および鋼棒9を配設する必要があること、さらにこれら
を捩りプレート6で挟む必要があることなど、装置構成
が複雑であることもダンパー1の小型化を困難とする要
因となっている。ダンパー1の小型化が困難であること
から、ダンパー1の高密度化、集積化が困難であるとい
う問題があり、同様に、ダンパー1の小型化が困難であ
るために捩り半径R1 を小さく設計できず、微小変位に
対しては小さな回転角度しか得られないため、微小振動
に対する感度が悪いという問題があった。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、小型化を達成することにより、高密度化、集積化が
可能であるとともに、微小振動に対しての感度を高め得
る制振ダンパーを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の制振ダン
パーにおいては、建築構造物の振動を減衰させるために
該建築構造物の相対変位可能な一方の部材と他方の部材
との間に介装されて用いられる制振ダンパーであって、
前記一方の部材側に固定された歯付きレールと、前記他
方の部材側に保持された支持フレームと、この支持フレ
ームに固定された捩りシャフトと、この捩りシャフトに
固定されその歯が前記歯付きレールの固定歯に噛合され
た歯車とを備えてなることを特徴としている。請求項2
記載の制振ダンパーにおいては、請求項1記載の制振ダ
ンパーにおいて、前記支持フレームに固定された少なく
とも1つの付加捩りシャフトと、該付加捩りシャフト
に、前記歯車を第1段目として互いの歯どうしが順次前
段の歯に連続して噛合するよう固定された第n段目(n
は2以上の整数)の付加歯車とを備えることを特徴とし
ている。
【0009】請求項1記載の構成によると、一方の部材
と他方の部材とが相対的に変位したときに、支持フレー
ムは、一方の部材に対して他方の部材と共に相対変位
し、歯車は、歯付きレール上を回転変位する。したがっ
て、捩りシャフトは、支持フレームと歯車との間に固定
されていることから、歯車の回転変位により支持フレー
ムと歯車との間において捩られることになる。この場
合、捩りシャフトを歯車により捩るだけの単純な構成で
ダンパー機能が実現されていることにより、小型化が容
易になされる。請求項2記載の構成によると、歯車を第
1段目として順次前段に噛合させて第n段目(nは2以
上の整数)の付加歯車を積み重ねるため、容易に高密度
化、集積化が実現される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の制振ダンパーの一
実施形態について、図面を参照して説明する。
【0011】図1は、本発明の制振ダンパーの一実施形
態を示すもので、歯付きレール21、支持フレーム3
0、捩りシャフト40、歯車50から主に構成されてい
る。
【0012】歯付きレール21は、固定歯21aを上面
側に露出させた状態で梁22(一方の部材)上に固定さ
れている。
【0013】支持フレーム30は、梁22を挟む2本の
柱23(他方の部材)間に保持されたものであり、支持
ロッド31、スライド部32、支持格子33、補強体3
4を有して構成されている。支持ロッド31は、梁22
と平行に、柱23間に架け渡されたもので、鉛直方向に
対しては、スライド部32によりスライド自在とされて
おり、水平方向に対しては、柱23の梁22に対する相
対的な水平変位と共に水平に変位する。支持格子33
は、支持ロッド31の下方に固定されたものであって、
支持ロッド31と共に変位する。支持格子33の交差部
分には、後述の捩りシャフト40(図2に図示)が支持
されている。補強体34は、支持格子33の交差部分の
間を連結するもので、支持格子33の強度を高めてい
る。
【0014】捩りシャフト40は、伸び性能が良好な極
軟鋼からなるもので、図2に示すように、一端40aが
支持フレーム30の支持格子33の交差部分に固定され
ている。捩りシャフト40の他端40bは、後述の歯車
50に固定されている。
【0015】歯車50は、両側から捩りシャフト40、
40によりこれら捩りシャフト40、40と軸線を合わ
せて固定されており、図1例においては4個設けられて
いる。この場合、歯車50の歯50aは、歯付きレール
21の固定歯21aに噛合した状態とされている。ここ
で、歯車50の半径R3 と捩りシャフト52の半径R4
との比で捩り力を確保している。また、歯車50の半径
R3 は、柱23と梁22との水平方向の変位量に対応し
た歯車50の回転角度を決定するパラメータであり、半
径R3 が小さいほど微小水平変位に対しても大きな回転
変位が得られ敏感に反応し得ることになる。
【0016】また、図1に示すように、歯車50を第1
段目として、互いの歯どうしが順次前段の歯に連続して
噛合するよう第2段目の付加歯車51、第3段目の付加
歯車52、第4段目の付加歯車53が鉛直方向に積み重
ねて設けれられている。これら付加歯車51、52、5
3は、図1例において各4個ずつ設けられており、すべ
て歯車50と同一構成であり、配置状況も歯車50と全
く同様に、支持格子33の交差部分にそれぞれ固定され
た2本の付加捩りシャフト(図示せず)に軸線を合わせ
て両側から固定されている。
【0017】上記構成を有する制振ダンパーにおいて
は、梁22を挟む2つの柱23が梁22に対して相対的
に水平に変位したときに、支持フレーム30の支持格子
33は、柱23と共に水平に変位し、歯車50は、歯付
きレール21の固定歯21a上を回転変位する。したが
って、捩りシャフト40が、その一端40aが支持フレ
ーム30の支持格子33に固定されその他端40bが歯
車50に固定されていることから、歯車50の回転変位
により支持格子33と歯車51との間において捩られる
ことになる。このようにして、捩りシャフト40を捩る
ことにより、この捩りシャフト40の塑性化に基づいて
振動エネルギを吸収することができる。
【0018】この場合、全く同様のことが第2段目の付
加歯車51、第3段目の付加歯車52、第4段目の付加
歯車53においても起こる。すなわち、付加歯車51〜
53が、それぞれ前段の歯車から回転変位を伝達されて
回転変位し、それぞれに固定された付加捩りシャフトを
捩ることとなり、これら付加捩りシャフトの塑性化に基
づいて振動エネルギを吸収することができる。
【0019】一方、支持フレーム30の鉛直変位に関し
ては、スライド部32により対応している。
【0020】上記制振ダンパーによれば、歯車50の捩
りシャフト52を歯車50により捩るだけの単純な構成
でダンパー機能を実現していることにより、小型化を容
易に達成することができる。よって、高密度化、集積化
が可能である。また、微小振動に対しての感度を高める
ことができる。このような微小振動は、特に、鉄筋コン
クリート造の建築構造物等において発生しやすいため、
このような建築構造物に対して好適に適用することがで
きる。
【0021】また、歯車50を第1段目として順次前段
に噛合させて第2段目の付加歯車51、第3段目の付加
歯車52、第4段目の付加歯車53を積み重ねるため、
容易に高密度化、集積化を実現することができる。この
場合、異なる歯車半径R3 を有するものを付加歯車5
1、52、あるいは53として使用すれば、種々の感度
特性を単一の制振ダンパーで実現でき、単一であっても
幅広い負荷特性を有する制振ダンパーを得ることができ
る。
【0022】なお、本発明の制振ダンパーは、上記実施
形態に何ら限定されるものではなく、以下のような変形
を行っても、もちろん本発明の主旨を逸脱することはな
い。 a)付加歯車の段数を第4段目までとすることに代え
て、任意の段数に構成すること。あるいは付加歯車を設
けなくても構わない。 b)歯車50、付加歯車51〜53として図示の如き大
きさのものを使用することに代えて、歯車半径R3 、捩
りシャフトの半径R4 、捩りシャフトの長さ、材質等の
パラメータを自由に設計すること。また、捩りシャフト
の半径、長さ、材質等を変化させることにより、塑性化
の特性を自由に設定できる。 c)図示形状の支持フレーム30に代えて、任意形状の
支持フレームを使用すること。 d)梁22を一方の部材、柱23を他方の部材として制
振ダンパーを介装し、水平方向の振動エネルギを吸収す
ることに代えて、柱23を一方の部材、梁24を他方の
部材として制振ダンパーを介装し、鉛直方向の振動エネ
ルギを吸収すること。 e)第n段目の付加歯車を第1段目の歯車に対して鉛直
に積み重ねることに代えて、任意の方向に積み重ねるこ
と。
【0023】
【発明の効果】本発明の制振ダンパーによれば、以下の
効果を奏する。請求項1記載の制振ダンパーによれば、
一方の部材と他方の部材とが相対的に変位したときに、
歯車を回転変位させて、これにより捩りシャフトを捩る
ことができる。この場合、捩りシャフトを歯車により捩
るだけの単純な構成でダンパー機能を実現できるので、
小型化を容易になすことができる。よって、高密度化、
集積化が可能であるとともに、微小振動に対しての感度
を高めることができる。請求項2記載の制振ダンパーに
よれば、歯車を第1段目として順次前段に噛合させて第
n段目(nは2以上の整数)の付加歯車を積み重ねるた
め、容易に高密度化、集積化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制振ダンパーの一実施形態を示す正面
図である。
【図2】図1に示す制振ダンパーに使用される歯車を拡
大して示す斜視図である。
【図3】制振ダンパーの従来例を示す正面図である。
【図4】図3に示す制振ダンパーの側面図である。
【図5】図3に示す制振ダンパーの作動状態を示す正面
図である。
【符号の説明】
22 梁(一方の部材) 23 柱(他方の部材) 21 歯付きレール 21a 固定歯 30 支持フレーム 40 捩りシャフト 50a 歯 50 歯車 51 第2段目の付加歯車 52 第3段目の付加歯車 53 第4段目の付加歯車

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 建築構造物の振動を減衰させるために該
    建築構造物の相対変位可能な一方の部材と他方の部材と
    の間に介装されて用いられる制振ダンパーであって、 前記一方の部材側に固定された歯付きレールと、前記他
    方の部材側に保持された支持フレームと、この支持フレ
    ームに固定された捩りシャフトと、この捩りシャフトに
    固定されその歯が前記歯付きレールの固定歯に噛合され
    た歯車とを備えてなることを特徴とする制振ダンパー。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の制振ダンパーにおいて、 前記支持フレームに固定された少なくとも1つの付加捩
    りシャフトと、該付加捩りシャフトに、前記歯車を第1
    段目として互いの歯どうしが順次前段の歯に連続して噛
    合するよう固定された第n段目(nは2以上の整数)の
    付加歯車とを備えることを特徴とする制振ダンパー。
JP31455095A 1995-12-01 1995-12-01 制振ダンパー Withdrawn JPH09158538A (ja)

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JP31455095A JPH09158538A (ja) 1995-12-01 1995-12-01 制振ダンパー

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JP31455095A Withdrawn JPH09158538A (ja) 1995-12-01 1995-12-01 制振ダンパー

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109488048A (zh) * 2018-11-15 2019-03-19 辽宁科技大学 一种抗震防倾翻的长廊

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20030204