JPH09242384A - 減衰装置 - Google Patents

減衰装置

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JPH09242384A
JPH09242384A JP4752396A JP4752396A JPH09242384A JP H09242384 A JPH09242384 A JP H09242384A JP 4752396 A JP4752396 A JP 4752396A JP 4752396 A JP4752396 A JP 4752396A JP H09242384 A JPH09242384 A JP H09242384A
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進悟 浦
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正彦 菊池
Yasuhiko Tsuji
靖彦 辻
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 減衰装置の配置に関して工夫を凝らすことに
より、必要な設置スペースを小さくすることを可能とし
つつ、従来と遜色のない減衰性能を確保することができ
る減衰装置を提供する。 【解決手段】 第1,第2ビル12,14を所定間隔を
もって対峙して立設する。第2ビル14から第2梁部材
18を第1ビル12の外側柱20の近傍まで突設し、第
1ビル12から突設する第1梁部材16を第2梁部材1
8の下側に受梁として突設する。第2梁部材18の先端
部の下側フランジ18b下面に、第2梁部材18の延設
方向に沿ってラックギア22を設け、第1梁部材16の
上側フランジ16b上面に、ラックギア22に噛合する
ピニオンギア24を軸受26を介して取付ける。ピニオ
ンギア24の回転軸24aの両側に回転により粘性抵抗
を発生する一対の粘性減衰器28を取付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対峙させて立設し
た構造物相互間でこれらの振動を減衰するようにした減
衰装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高層ビル等の高層化した構造物で
は、地震等の振動外力が入力した場合に大きく揺動する
のを抑制するため各種減衰装置が提案されている。例え
ば、特公昭54−1391号公報(E04H 9/0
2)には、複数の相隣接する構造物同士を、バネまたは
ダンパーの性能を有する発揮する減衰装置で接合するよ
うにしたものが開示されている。
【0003】即ち、複数の構造物同士をバネまたはダン
パーで接合することにより、接合したそれぞれの構造物
の揺動を相互緩衝させることができ、延いては、それぞ
れの構造物に作用している地震力を低減できるようにな
っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の減衰装置にあっては、構造物同士を減衰装置を介
して相互に接合するにあたって、図15に示すように図
示省略した一方の構造物から梁状の部材1を水平に突設
し、この梁状部材1の先端部と相手側となる構造物2と
の間にバネまたはダンパーの性能を有する減衰装置、例
えばいわゆるショックアブソーバ様のシリンダを備えた
粘性ダンパー3を水平に配設する構造が考えられる。こ
の場合、相手側の構造物2からは、梁状部材1の下側に
重ね合わせて配置させて、当該梁状部材1の先端部を下
方から支持するための短尺な受梁4が突設されている。
ところで、このように梁状部材1の先端部と構造物2と
の間に粘性ダンパー3を水平に取付ける構造では、粘性
ダンパー3の配置のために梁状部材1と構造物2との間
に確保すべきスペースが大きくなり、必然的に構造物相
互間の間隔を大きく設定しなければならないという課題
があった。
【0005】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、減衰装置の配置に関して工夫を凝らすことにより、
必要な設置スペースを小さくすることを可能としつつ、
従来と遜色のない減衰性能を確保することができる減衰
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、対峙させて立設した構造物それぞれから
相対向させて梁部材を突設すると共に、これら梁部材を
上下方向に所定間隔をもって重ね合わせて配置し、これ
ら重なり合う梁部材の対向面の一方にラックギアを設け
ると共に、他方の対向面に前記ラックギアと噛合するピ
ニオンギアを回転自在に設け、これら梁部材の相対変位
をラックと噛合するピニオンギアの回転として取出すと
共に、このピニオンギアに、回転力に抵抗する減衰器を
設けたことを特徴とする。
【0007】また、前記減衰器が前記ピニオンギアに着
脱自在に取り付けられることを特徴とする。
【0008】さらに、対峙する前記構造物の少なくとも
一方に、他方の構造物側の前記梁部材を相対移動可能に
保持しつつその移動を案内する誘導部材を設けたことを
特徴とする。
【0009】以上の構成により本発明の減衰装置にあっ
ては、構造物からそれぞれ突設されて互いに上下に重ね
合わせて配置された梁部材の対向面間にラックギアおよ
びピニオンギアを設けて、このピニオンギアにその回転
力に抵抗する減衰器を設けたので、地震等の振動外力が
構造物に作用してそれぞれの梁部材が相対変位した場合
に、この相対変位によりピニオンギアが回転して減衰器
による抵抗力が発生し、これにより構造物の揺動を抑制
することができる。ところで、前記減衰器は互いに上下
に重なり合う梁部材間のピニオンギアの側方、すなわち
梁部材の側方に設ければよいため、一方の構造物から突
設した梁部材と他方の構造物との間のスペースは、予め
想定されるこれら両者間の相対変位量に設定しておけば
よく、構造物相互間の間隔を小さくすることができる。
【0010】また、前記減衰器をピニオンギアに着脱自
在に設けるようにしたので、減衰器が故障した場合など
にも、この減衰器の交換を容易にし、かつ、減衰性能の
異なる減衰器の交換のみで所望の減衰能に調整すること
ができる。
【0011】更に、前記対峙する構造物の少なくとも一
方に、他方の構造物側の梁部材を相対移動可能に保持し
つつ、その移動を案内する誘導部材を設けることによ
り、ラックギアとピニオンギアとの噛合を常時保証する
ことができて、減衰作用を確実に発揮させることができ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を添付図面
を参照して詳細に説明する。図1から図6は本発明の減
衰装置の一実施例を示し、図1は要部の側面図、図2は
要部の断面正面図、図3は粘性減衰器の取外し状態を示
す正面断面図、図4は粘性減衰器の横断面図、図5は粘
性減衰器の取付け部分の正面断面図、図6は本発明の減
衰装置を用いた構造物の一例を示す概略図である。
【0013】即ち、本発明の減衰装置10は図6に示す
ように、一対の構造物としての第1,第2ビル12,1
4間に跨がって配置される。第1,第2ビル12,14
は所定間隔をもって対峙して立設され、これら第1,第
2ビル12,14は固有周期の異なる高層建築物として
構築される。そして、前記減衰装置10は、前記第1,
第2ビル12,14の各階の柱部分から水平方向に対向
させて突設したH型鋼でなる第1,第2梁部材16,1
8の先端部間に構成される。
【0014】図1に示すように前記第2梁部材18は、
第1ビル12の外側柱20の近傍まで突設されると共
に、前記第1梁部材16はこの外側柱20から第2梁部
材18の下側に突設され、これら第1,第2梁部材1
6,18の先端部は上下方向に所定間隔をもって互いに
重ね合わされる。そして、前記第1梁部材16は前記第
2梁部材18の自由端部となった先端部の短尺な受梁と
して構成される。尚、H型鋼で形成された前記第1,第
2梁部材16,18は、図2に示すようにウエブ16
a,18aが縦向きとなるように配置される。
【0015】前記第2梁部材18の先端部の下側フラン
ジ18b下面に、この第2梁部材18の延設方向に沿っ
てラックギア22が設けられると共に、前記第1梁部材
16の上側フランジ16b上面に、前記ラックギア22
に噛合するピニオンギア24が軸受26を介して支持さ
れる。このピニオンギア24の両側にはこれと一体的に
回転する回転軸24aが連結される。このとき、前記ピ
ニオンギア24の回転軸24aは第1梁部材16の延設
方向に対して直角で水平に配置される。そしてこの回転
軸24aの両側に、これの回転に抵抗する粘性抵抗力を
発生する一対の粘性減衰器28が着脱自在に取付けられ
ることにより、前記減衰装置10が構成される。
【0016】前記粘性減衰器28は図3,図4に示すよ
うに、筒状のケーシング28a内に回転羽根30を回転
可能に取付けると共に、この回転羽根30の外周りに沿
って適宜間隙を隔てて複数の仕切板32をケーシング2
8a内側に放射状に取付け、さらに前記ケーシング28
a内にシリコンオイル等の粘性流体を封入することによ
り、取り外し可能な単体として構成される。また、前記
回転羽根30の回転軸30aの一端部はケーシング28
aの一端面28bから液密状態を保持しつつ突出され、
この突出端部に第1ラッチ34が設けられる。更に、前
記ケーシング28aの前記一端面28bの外周にはねじ
部28cが形成され、このねじ部28cに連結ナット3
6が螺合される。
【0017】一方、前記ピニオンギア24の軸受26に
は、その両側の前記粘性減衰器28側に延出させて当該
粘性減衰器28の取付面26aが設けられ、この取付面
26aに粘性減衰器28が着脱可能に取付けられる。即
ち、図3に示すように前記取付面26aの外側には前記
ケーシング28aの一端面28bと同径の筒状突起26
bが突設され、この筒状突起26bの外周にねじ部26
cが形成されている。そして、図5に示すようにケーシ
ング28aと筒状突起26bとを突合わせた状態で、そ
れぞれのねじ部28c,26cに跨がって連結ナット3
6が螺合されるようになっている。
【0018】また、前記筒状突起26bの中心部には前
記ピニオンギア24の回転軸24a端部が突出してお
り、この回転軸24aの端部には前記回転羽根30の回
転軸30aに設けた第1ラッチ34に噛合する第2ラッ
チ38が設けられる。そして、前記ケーシング28aが
筒状突起26bに固定された状態で第1,第2ラッチ3
4,38が互いに噛合され、ピニオンギア24の回転を
回転羽根30に伝達できるようになっている。
【0019】以上の構成により本実施例の減衰装置10
にあっては、第1,第2ビル12,14に地震等の振動
外力が作用して、それぞれから水平方向に突設した第
1,第2梁部材16,18が突設方向に相対変位した場
合に、この相対変位によりラックギア22に噛合したピ
ニオンギア24が回転する。すると、ピニオンギア24
の回転軸24aに連結した粘性減衰器28の回転羽根3
0が回転してケーシング28a内に封入した粘性流体を
撹拌し、これにより粘性抵抗が発生する。このため、前
記第1,第2梁部材16,18の相対変位力に対して前
記粘性減衰器28による粘性抵抗が作用し、延いては、
前記第1,第2ビル12,14の揺動を抑制することが
できる。
【0020】ところで、前記粘性減衰器28を、第1,
第2梁部材16,18の重合部分に設けたピニオンギア
24、ひいてはこのピニオンギア24の両側から突設し
た回転軸24aから回転力を取出して作動させるように
したので、この粘性減衰器28を第1,第2梁部材1
6,18の延設方向に対して直角方向であるこれら梁部
材16,18の側方に配置することができる。従って、
第2梁部材18と第1ビル12との間のスペースを、予
め想定される地震発生時における第2梁部材18と第1
ビル12との間の相対変位量に設定しておけばよく、延
いては、第1,第2ビル12,14間の間隔を小さくす
ることができる。
【0021】また、本実施例では前記粘性減衰器28を
単体で取り扱うことができる構成とし、ケーシング28
aに形成したねじ部28cと、取付面26aの筒状突起
26bに形成したねじ部26cとの間に跨がって連結ナ
ット36を螺合することで装着するようにしたので、こ
の連結ナット36により前記粘性減衰器28を着脱する
ことができる。したがって、前記粘性減衰器28が故障
した場合などにも、この粘性減衰器28の交換を容易に
行うことができると共に、かつまた、粘性流体の種類や
羽根数を変えた減衰性能の異なる粘性減衰器28の交換
のみで所望の減衰能に調整することができる。
【0022】図7,図8は他の実施例を示し、前記実施
例と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省
略して述べる。尚、図7は要部の側面図、図8は要部の
平面図である。
【0023】この実施例では第1梁部材16を突設した
第1ビル12に、第2梁部材18の先端部を相対移動可
能に保持しつつ、この第2梁部材18を第1梁部材16
の延設方向に案内する誘導部材42を設けてある。即
ち、前記第1梁部材16を設けた前記第1ビル12の柱
20に、この第1梁部材16の延設方向に対して直角方
向に梁40が突設されており、この梁40に前記誘導部
材42が取付けられる。前記誘導部材42は前記柱20
を挟んだ両側に構成され、前記梁40に溶接等により固
設した取付ブラケット44に、ボルト46,ナット46
aを介して取付けられる取付部42aと、この取付部4
2aから前記第2梁部材18方向に向かって斜めに突設
する一対の腕部42bと、これらの腕部42bの先端部
それぞれに回転自在に取付けられ、第2梁部材18のウ
エブ18aを両側から挟圧しつつ転動する一対のローラ
42cとを備える。
【0024】また、図7に示すように第1,第2梁部材
16,18のラックギア22およびピニオンギア24が
取付けられる部分のウエブ16a,18a高さを小さく
して、これらラックギア22およびピニオンギア24の
取付による上下方向高さの増加を抑えるようになってい
る。
【0025】従って、この実施例では一対の腕部42b
を、第2梁部材18の先端部の振れを抑制する水平反力
受けとして機能させながら、誘導部材42の一対のロー
ラ42cが第2梁部材18のウエブ18aの両側を挟持
して、この第2梁部材18を第1梁部材16に沿った方
向に案内することができるので、ラックギア22とピニ
オンギア24との噛合を確実化させて、粘性減衰器28
による振動減衰効果を十分に発揮させることができる。
【0026】図9は他の実施例を示し、前記各実施例と
同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略し
て述べる。尚、図9は要部の断面正面図である。
【0027】即ち、この実施例にあっても誘導部材50
を設けたもので、この誘導部材50は粘性減衰器28を
取り付けるための一対の取付面26aの上端部に水平方
向の取付座52をそれぞれ形成し、これらの取付座52
にコ字状ブラケット54を介してローラ56を回転自在
に取付けて構成してある。これらのローラ56は両側に
形成した一対の取付座52に互いに対向させて配置され
ている。そして、前記一対のローラ56を第2梁部材1
8の下方フランジ18bの両側にこれを挟み込むように
当接させてある。
【0028】従って、この実施例にあっても一対のロー
ラ56が第2梁部材18の両側を挟持して、第1,第2
梁部材16,18の相対変位に際して第2梁部材18を
第1梁部材16の延設方向に案内することができる。
【0029】図10は他の実施例を示し、前記各実施例
と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略
して述べる。尚、図10は要部の断面正面図である。
【0030】即ち、この実施例ではピニオンギア24の
回転軸24aを途中で分断して、ピニオンギア24に連
なる基軸24bと、第2ラッチ38に連なる先端軸24
cとし、これら基軸24bと先端軸24cとを上下に配
置すると共に、これら基軸24bと先端軸24cとを小
ギア60a,大ギア60bからなる変速ギア60を介し
て連結してある。
【0031】従って、この実施例では前記変速ギア60
によってピニオンギア24の回転数を変化させて粘性減
衰器28に伝達することができるため、この粘性減衰器
28の回転羽根30による粘性流体の撹拌力を変化させ
て粘性抵抗を調節することができる。尚、本実施例では
前記変速ギア60によってピニオンギア24の回転数を
減速する場合を開示したが、これに限ることなく粘性流
体の粘度とか粘性減衰器28の大きさ等に応じて小ギア
60a,大ギア60bを入替えて増速させる構成とする
こともできる。
【0032】尚、この実施例では前記大ギア60bの下
側、つまり前記小ギア60bの噛合側とは反対側にアイ
ドラギア60cを噛合させて、このアイドラギア60c
で小ギア60bの噛合圧力を受止めて、先端軸24cを
安定させている。
【0033】図11は他の実施例を示し、前記実施例と
同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略し
て述べる。尚、図11は要部の断面正面図である。
【0034】即ち、この実施例では第2梁部材18の下
側フランジ18b下面に、断面が二等辺三角形状の座6
2の底辺を取付け、この座62の斜め下方を指向する両
辺に一対のラックギア22,22を傾斜状態で取付ける
と共に、これらラックギア22,22にそれぞれ一対の
ピニオンギア24,24を噛合してある。前記ピニオン
ギア24,24のそれぞれの軸受26,26は、前記ラ
ックギア22,22と平行となるように傾斜した状態で
第1梁部材16の上側フランジ16bに断面直角三角形
状の座64を介して取付けられる。そして、傾斜された
ピニオンギア24,24の回転軸24a,24aのそれ
ぞれの上端部に粘性減衰器28,28が連結される。
【0035】従って、この実施例にあっては傾斜したラ
ックギア22,22をピニオンギア24,24で支持す
ることができるため、傾斜したそれぞれのラックギア2
2,22およびピニオンギア24,24の組み合わせ構
造自体を誘導部材として用いることができ、第2梁部材
18の先端部を第1梁部材16の延設方向に案内するこ
とができる。
【0036】ところで以上の実施例にあっては、図12
の(a)に示すように、梁部材16,18の相対変位方
向がこれらの延設方向である場合に限って説明してきた
が、これに限らず、図12(b)のように両梁部材1
6,18の相対変位方向がそれらの幅方向であったり、
図12(c)のように一方の梁部材16に関しては延設
方向であって、他方の梁部材18にとっては幅方向とな
る場合など、一対の構造物12,14の隣接配置のバリ
エーションにしたがって梁部材16,18の配置がいか
なる関係となっても、本発明を適用することができる。
【0037】殊に図12(b)の場合には、粘性減衰器
28,28が梁部材16,18の直上若しくは直下に位
置することを避けるために、ピニオンギア24と粘性減
衰器28との間を連結する軸系に、ベベルギア100を
介設して回転力の伝達方向を変更する構成としている。
【0038】また、図12(c)では、粘性減衰器28
を梁部材16,18の直上若しくは直下に位置しないよ
うに外側に張り出させた場合において、回転軸24aが
片持ち支持となることを避けるために、粘性減衰器28
とは反対側に錘102を付した構成を示していて、これ
によりバランスを確保しつつ減衰装置10を構成するこ
とができる。
【0039】ところで、上述した各実施例は減衰装置1
0を図6に示した第1,第2ビル12,14間に適用し
た場合を開示したが、これに限ることなく図13および
図14に示す場合にあっても本発明を適用することがで
きる。
【0040】即ち、図13は大きな間隔をもって両側に
立設した一対の支柱(またはビル)70,72の上端部
間に跨がってケーブル74を懸垂状態で配索し、このケ
ーブル74に柱76を支持させるとともにさらに梁78
を組み込んで、前記支柱70,72間にビル躯体80を
構築したもので、このビル躯体80の梁78の両側と前
記一対の支柱70,72との間に前記減衰装置10を組
み込むようにしている。従って、この実施例では前記支
柱70,72とビル躯体80との間で減衰装置10が作
用して、これらの揺動を抑えることができる。
【0041】一方、図14は同様に両側に立設した構造
物としての一対の支柱(ビルでもよい)82,84間
に、柱86および梁88を組込んでビル躯体90を構築
したもので、このビル躯体90の梁88の両側と前記一
対の支柱82,84との間に減衰装置10が組み込まれ
ている。従って、この実施例にあっても前記支柱82,
84とビル躯体90との間で減衰装置10が作用して、
これらの揺動を抑えることができる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
示す減衰装置にあっては、対峙させて立設した構造物そ
れぞれから互いに上下に重なり合うように突設した梁部
材の対向面間にラックギアおよびピニオンギアを設け、
このピニオンギアに減衰器を設けたので、地震等の振動
外力が構造物に作用してそれぞれの梁部材が相対変位し
た場合に、この相対変位によりピニオンギアが回転して
減衰器による抵抗力を発生させることができる。従っ
て、前記減衰器が発生する抵抗力により、構造物の揺動
を抑制することができる。また、前記減衰器は互いに上
下に重なり合う梁部材間のピニオンギアの側方、すなわ
ち梁部材の側方に設けることができるので、一方の構造
物の梁部材と他方の構造物との間のスペースは、予め想
定されるこれら両者間の相対変位量に設定しておけばよ
く、構造物相互間の間隔を小さくすることができる。
【0043】また、本発明の請求項2にあっては、前記
減衰器をピニオンギアに対して着脱自在としたので、減
衰器が故障した場合などにも、この減衰器の交換を容易
にし、かつ、減衰性能の異なる減衰器の交換のみで所望
の減衰能に調整することができる。
【0044】更に、本発明の請求項3にあっては、前記
対峙する構造物の少なくとも一方に、他方の構造物側の
梁部材を相対移動可能に保持しつつ、その移動を案内す
る誘導部材を設けたので、ラックギアとピニオンギアと
の噛合を常時保証して減衰作用を確実に発揮させること
ができ、延いては、減衰器による抵抗力を効率よく発生
させて、構造物の揺動抑制効果を向上させることができ
るという各種優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の減衰装置の一実施例を示す要部の側面
図である。
【図2】本発明の減衰装置の一実施例を示す要部の正面
断面図である。
【図3】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性
減衰器の取外し状態の正面断面図である。
【図4】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性
減衰器の横断面図である。
【図5】本発明の減衰装置の一実施例に用いられる粘性
減衰器の取付け部分の正面断面図である。
【図6】本発明の減衰装置を用いた構造物の一実施例を
示す概略図である。
【図7】本発明の他の実施例を示す要部の側面図であ
る。
【図8】本発明の他の実施例を示す要部の平面図であ
る。
【図9】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図で
ある。
【図10】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図
である。
【図11】本発明の他の実施例を示す要部の正面断面図
である。
【図12】本発明に係る梁部材が異なる位置関係にある
場合の他の実施例を示す概略平面図である。
【図13】本発明の減衰装置を用いた構造物の他の実施
例を示す概略図である。
【図14】本発明の減衰装置を用いた構造物の他の実施
例を示す概略図である。
【図15】従来の減衰装置を示す要部の側面図である。
【符号の説明】 10 減衰装置 12 第1ビル
(構造物) 14 第2ビル(構造物) 16 第1梁部
材 18 第2梁部材 22 ラックギ
ア 24 ピニオンギア 24a 回転軸 28 粘性減衰器 42,50 誘
導部材 70,72,82,84 支柱(構造物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐野 剛志 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対峙させて立設した構造物それぞれから
    相対向させて梁部材を突設すると共に、これら梁部材を
    上下方向に所定間隔をもって重ね合わせて配置し、これ
    ら重なり合う梁部材の対向面の一方にラックギアを設け
    ると共に、他方の対向面に前記ラックギアと噛合するピ
    ニオンギアを回転自在に設け、これら梁部材の相対変位
    をラックと噛合するピニオンギアの回転として取出すと
    共に、このピニオンギアに、回転力に抵抗する減衰器を
    設けたことを特徴とする減衰装置。
  2. 【請求項2】 前記減衰器が前記ピニオンギアに着脱自
    在に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の
    減衰装置。
  3. 【請求項3】 対峙する前記構造物の少なくとも一方
    に、他方の構造物側の前記梁部材を相対移動可能に保持
    しつつその移動を案内する誘導部材を設けたことを特徴
    とする請求項1または2に記載の減衰装置。
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