JPS59645B2 - 粘弾性ダンパ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 造物の温度変化による変位を吸収する機構を備え、地震
時に粘弾性物質の有する振動減衰効果を完全に発揮させ
ることを可能とした粘弾性ダンパーに係はる。

本発明者達は、さきに昭和５１年特許願第４７８８８号
により粘弾性物質による制振装置（ダンパー）の発明を
出願したが、その装置の１例は第１図に示される如きも
ので、それを橋梁の如き長大な構造物に取付けた状態は
第２図に示される。

第１図において、１は被制振構造物を支持する基礎（地
表、支持架台等）ｇに固定され、その上部の平面部１ａ
が固定拘束板となっているダンパーの箱体、２は移動可
能な拘束板、３は両面を夫夫両拘束板の相対する面に接
着剤により接着された粘弾性物質層、４は箱体上部を貫
通し、自在継手５ａ、５ｂを介して両拘束板を連結する
竪杆であって、該竪杆の上端は自在継手５ｔにより斜杆
６に連結され、該斜杆６の他の１端７は被割振構造物と
自在継手によって連結されている。

（前記自在継手は、制振の方向性によっては、通常の蝶
番状継手であってもよい。

）上記ダンパーにおいては、被制振構造物の振動変位が
斜杆６及び竪杆４を介して移動可能な拘束板に伝達され
、両拘束板の相対変位δが粘弾性物質層３の剪断変形に
変換され、被割振構造物の振動エネルギーを吸収して、
被制振構造物の振動の減衰効果を表はす。

第２図において、Ｂは橋梁、Ｐは橋脚、Ｄは橋脚と橋梁
を連結するように取付けられまた粘弾性ダンパー、Ｒは
ローラー、Ｐはピンを示す。

今、前記粘弾性ダンパーの設計量を考察すれば、その許
容変位δａは、 ダンパーの剛性に１は、 される。

上記２式において、 Ｇは粘弾性物質の剪断剛性 Ａは粘断性物質層の水平断面積 りは粘断性物質層の厚さ ｒｌは竪杆の箱体より突出している部分の旋回半径 ｒ２は移動可能な拘束板を変位させる、竪杆の旋回半径 然して、地震時の振動減衰効果は、上記ダンパーの剛性
に１が大きい程有効であるが、通常Ｇ。

Ａ ） ｈ ｙ ｒ ２は製造上或はコスト面から制約
される程度が大きく、剛性に１を大きくするためには竪
杆の箱体より突出している部分の旋回半径ｒ１を小さく
することが比較的自由で、又ｒ１を小さくすることは２
乗のオーダーで効くので、その効果も太きい。

然し、δａは被制振構造物によって決定されるもので、
これが与えられるとｒｌは（１）式により自動的に定ま
るので、ｒｌを小さくするためには、δａをできるだけ
小さくとらなければならない。

然し、第２図の如く橋梁等長大な被割振構造物にダンパ
ーを設置する場合、被割振構造物の長手の方向（図の矢
印の方向）に相轟に大きな温度変形が生ずることを避け
られない。

このような被制振構造物の温度変化による変位をもδａ
に含めると、温度変位は地震時変位に比べて数倍のオー
ダーとなり、δａが非常に大きくなるために、ダンパー
としての効率は非常に悪くなる。

従って、このような被割振構造物の温度変形に対する対
策が望まれていた。

本発明は、前記の要望を満し、割振を目的とする被割振
構造物の温度変形を地震による振動とは別個に吸収する
機構を備え、粘弾性物質層の許容変位（変形能力）を完
全に地震時の変位のために役立たせることを可能とし、
かつ前記箱体外に突出している竪杆の旋回半径ｒ１を小
さくしてダンパーの効率を増大した粘弾性ダンパーを提
供するものである。

第３図ａ、ｂ、ｃは本発明の粘弾性ダンパーの実施態様
の１例を示すもので、ａ及び０図はその縦断面図〔ａは
ｂのローロ視図、Ｃは同じくハーバ視図〕、ｂは横断面
〔ａのイーイ視図〕を示す。

図において１は中空体であるダンパーの箱体、１ａは該
箱体の１部をなす固定拘束板、２は移動可能な拘束板、
３は両面を夫々両拘束板の相対する面に接着剤により接
着された粘弾性物質層、４は自在継手５ａ 、ｓｂを介
して両拘束板を連結し、その上部が自在継手５ｔにより
斜杆６に連結される竪杆で、該斜杆６の他の１端７は自
在継手によって被割振構造物に連結されている。

したがって、杆４，６によってリンクを形成し、変位伝
達機構を作っている。

８は基礎に固定され、その容積がダンパー箱体１の体積
よりも１方向（吸収することを目的とする構造物による
変位の方向）のみに大きく、その中にダンパー箱体１を
摺動可能に収納するダンパー外箱（容器）である。

ｔはダンパー外箱８とダンパー箱体１の間の空間に充填
された液体で、箱体１の極めて緩徐な移動がある場合は
、これに応じてダンパー外箱８とダンパー箱体１の間の
微小な間隙Ｃよりなる横断面の小さい流路を通って流通
することができる。

なお、Ｃの部分には０図に示す如くオリフィス９を設け
てもよい。

上記の如き粘弾性ダンパーに構造物から力が加はる時は
、それが温度変形の如く速度が極めて小さい場合には、
液体ｔは大きな抵抗を示さずに微小な間隙又はオリフィ
スよりなる横断面の小さい流路を通って移動するので、
ダンパー箱体１はダンパー外箱８内を、外箱内空間の長
手の方向に剛体移動することが出来るが、地震荷重の如
く速度が大きい場合には、横断面の小さい流路よりの液
体の流路は抵抗が大きく、゛そのためにダンパーに加は
る力はダンパー箱体を移動させないで、第１図に点線で
示された状態と同様に粘弾性物質層に剪断変形を生じさ
せる。

従ってダンパーは振動減衰効果を発揮する。

第４図は、本発明の他の実施態様を示すもので、図にお
いて記号１〜７は第３図と同じものを示すが、斜杆６は
ピストン部とシリンダ一部に２分されており、シリンダ
ー１０とピストン１１にヨリ構成され、ピストン１１に
はオリフィス１２が設けられ、液体ｔがシリンダー内の
空間を満たしている。

この場合、シリンダ一部は第３図におけるダンパー外箱
（容器）に相轟し、ピストン部は容器内を剛体移動する
ダンパー箱体に相蟲する作用をなし、緩徐な変位を吸収
し、急激な変位を粘弾性物質層に伝達する。

上記本発明の粘弾性ダンパーは、温度変化による緩徐な
変位に対する機構と地震による急激な変位に対する機構
とを別個にタンパ−に備えるものであるので、両変位に
対して効果的に作動出来るという利点を有する。

又従来のオイルダンパーの如き液体単味使用のものに、
上記２つの目的を持たせることを企図する場合と比べて
、使用液体、オリフィス形状等からの制約がなく、設計
の自由度が大いに増加するという利点もある。

以上述べたように、本発明の粘弾性ダンパーは、被割振
構造物の温度変化による変位を吸収し、地震時の制振能
力を高めることを可能としたもので、応用範囲の広い優
れたダンパーである。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な粘弾性ダンパーの作用の説明図で縦断
面を示す。 第２図は粘弾性ダンパーを橋梁に設置した状態を示す図
、第３図は本発明の粘弾性ダンパーの実施態様の１例を
示す図で、ａはｂのローロ視図、ｂはａのイーイ視図、
Ｃはｂのハーバ視図である。 第４図は本発明の粘弾性ダンパーの実施態様の他の１例
を示す縦断面図である。 １：ダンパー箱体、１ａ：固定拘束板、２：移動可能な
拘束板、３：粘弾性物質層、４：竪杆、５ａ〜５ｔ：自
在継手、６：斜杆、７：自在継手、８：ダンパー外箱、
９，１２ニオリフイス、１０ニジリンダ−１１１：ラム
、ｔ：液体、Ｂ：橋梁、Ｐ：橋脚、Ｄ＝ダンパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）内部ｉこ流体を満した固定した容器と、（ロ
   ）該容器の内部に収納した摺動可能な中空体と、ｅつ
   線中空体の内部に配設した粘弾性物質と、に）前記中空
   体の外部に位置する被制振構造物の振動によって前記粘
   弾性物質を剪断変形させるために、前記被割振構造物と
   前記粘弾性物質とを杆で連結し、リンクを形成した変位
   伝達機構と、 （ホ）前記容器の内部の流体を前記中空体の内部に流入
   出せしめるために、前記中空体に設けた横断面の小さい
   流路と、 を備えたことを特徴とする粘弾性ダン／ ＮＯ−３