JPS62274125A

JPS62274125A - 鉛弾塑性振動吸収装置

Info

Publication number: JPS62274125A
Application number: JP11852786A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujita; 隆史藤田; Satoshi Fujita; 聡藤田; Shigeru Fujimoto; 滋藤本; Noboru Narukawa; 昇成川; Chiaki Tsuruya; 鶴谷　千明
Original assignee: Toshiba Corp; Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1987-11-28
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: JPH0754133B2

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】３、発明の詳細な説明［発明の技術分野］゛この発明は、鉛の弾塑性変形を利用して振動エネルギー
を吸収するいわゆる鉛弾塑性振動吸収装置（緩衝装置、
ダンパーともいう。）に関し、更に詳しくは、鉛よりな
るエネルギー吸収体の外径を拘束する形式に屈する鉛弾
塑性振動吸収装置に関する。

［従来の技術］鉛を使用したりｐ・塑性振動吸収装置は、例えば特開昭
５９−６２７４２号公報（以下「従来技術」という。）
により公知である。

第４図はその主要部の構造と変形時の状態を示すもので
あって、イは鉛からなる円柱状のエネルギー吸収体１口
は該エネルギー吸収体の外周に螺旋状に捲回された拘束
部材、ハは更にその外周に配された弾性支持部材である
。該拘束部材口はばね鋼等よりなる帯状部材を螺旋状に
捲回してエネルギー吸収体イの外径を拘束する。また、
りｉ性支持部材ハはゴムからなる弾性材料のパッドと鋼
あるいはアルミニウム等からなる補強材料の補強板とを
交互に積層した構造を有し、荷重支持機能を奏する。

この構成により、振動を受けてエネルギー吸収体イが変
形した際、拘束部材口がエネルギー吸収体イの塑性変形
による有害な現象（くびれ部や膨出部の発生）を阻止す
る作用を奏するものである。

しかし、本発明者らの研究により、該従来技術の振動時
の挙動を仔細に検討すると次の問題点があることが間引
した。

該従来技術によれば、エネルギー吸収体に純せん断力が
加わり９　エネルギー吸収体が変形するとの想定のもと
に、拘束部材の構成が考えられているが、実際には振動
の挙動として（又は構造系の特性として）、エネルギー
吸収体に曲げ力の加わった曲げせん断力が作用するもの
である。換言すれば、円柱状のエネルギー吸収体の一方
の側面に引張り力が、また、他方の側面に圧縮力が作用
し、これらが交互に入れ替って作用することになる。

この結果、従来技術においては拘束部材は単に螺旋状に
捲回されたもので他に格別の配慮のなされていないもの
であるので、拘束部材も円筒体としてみたとき、引張り
カを受ける側面では隣り合う拘束部材間では隙間が生じ
、塑性化して振動エネルギーを吸収する鉛物質がこの隙
間から容易にはみ出ることになる。また、圧縮力を受け
る側面では１咳拘東部材間では衝突・＋４合いが生じる
ことになる。

実際には、引張り力と圧縮力とを交互に受けるものであ
るので、はみ出た鉛物質は拘束部材間に１１み込まれ、
該拘束部材間を不揃えにするとともに圧縮力を受けた際
には応力集中を生じて拘束部材が破損する場合もある。

しかして、従来技術における拘束部材はその所期の作用
、すなわちエネルギー吸収体の塑性変形に伴う局部的な
くびれ部や膨出部の発生を阻止する作用を有効に果して
いるとは言い難いのが実情である。

［本発明の技術的課題］本発明は上記実情に鑑み、この種弾塑性振動吸収装置に
おける拘束部材の特性の改善を図ることをその目的（技
術的課題）とする。

そこで１本発明は波形管とりがとの協働作用に着Ｈする
ことにより上記目的を達成しようとするものである。

すなわち１本発明は現実のこの種装置が多かれ少なかれ
曲げせん断を受けるものであるとの前提のもとに、波形
管とタガとの協働作用を利用して該曲げせん断変形を拘
束して可及的純せん断変形に近づけようとするものであ
る。

［本発明の構成及び作用］本発明の鉛弾塑性振動吸収装置は上記目的を達成するた
め、次の構成（技術的手段）を採る。すなわち、■金属
製の波形管と、■前記波形管の谷部の外周に嵌め込まれ
た金属製タガと、■該外径拘東部材内に鋳込みによって
封入された鉛からなるエネルギー吸収体と、からなるこ
とを特徴とする。

ここに、波形管とタカとにより外径拘束部材を構成する
。

この構成において、波形管とりがとの協働作用により水
上方向に同−断面積を保ってずれる水平可撓性が伸縮性
よりも卓越することになる。

この構成により１本装置の外径拘束部材は以下の作用を
なす。

構造物等が強力かつ急激な振動を受けて本装置に伝達さ
れると１本装置は強制振動による塑性変形を受ける。し
かして、本装置内の鉛の円柱体はそのせん新型性変形に
より振動エネルギーを速やかに吸収する。このとき、未
装置の外径拘束部材は軸方向の伸縮よりも水平方向に同
一断面積を保ってずれる（水モ）可Ｉ＾性が卓越する特
性を有するので、円柱状船体は純せん断に近い変形（若
干の曲げは残る。）を僅り返えすことになる。

円柱体の変形が大きくなると、外径拘束部材の強い拘束
力が働いて円柱体のそれ以上の変形を防１卜する。

［本発明の効果］本発明の鉛弾塑性振動吸収装置は上記構成よりなるので
、以下の特有の効果を有する。

■　本装置の外径拘束部材により船体は可及的純せん断
変形を受けるので、振動エネルギーの吸収効率を向上す
ることができる。

１．７）　　エネルギー吸収体は波形管により一体的に
包み込まれているので、エネルギー吸収体のはみ出しあ
るいはＩＩＩＩｉみ込みによる機能障害がない。

■　残存する曲げせん断変形に対しても、本装置の外径
拘束部材は若干の伸縮性により吸収することができ、外
径拘束部材に無理な応力が生じない。

（リ　本装置に対する過大な変形力の作用に対しては、
本拘束部材は強力な抵抗力を発揮し、エネルギー吸収体
の過大な変形を阻止することができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は本発明の鉛？＃塑性振動吸収装置（
ダンパー）Ｄの一実施例を示す。

本装置りはエネルギー吸収体ｌ及び外径拘束部材２の主
要部からなる。そして、本装置りは上部構造Ｇと下部構
造Ｂとの間に上下部フランジ５゜６を介して設置される
。

エネルギー吸収体１は鉛からなり、鉛合金、あるいは鉛
その他の物質との混合物の使用を妨げるものではない、
また、その形状は実質的に円柱状に形成される。

外径拘束部材２は波形管３とタガ４とからなる。

波形管３は金属型のベローズ管であって、エネルギー吸
収体１を封入抱持する。該波形管３はそれ自体で可撓性
を有する。

タガ４は断面が円形の環状をなし、波形管３のそれぞれ
の谷部に密接して嵌装される。

タガ４をｉＮ装させたことにより、本装置りの谷部（断
面縮小部）での座屈を防止することはいうに及ばず、波
形管３の機能とＶ；ａｍしてエネルギー吸収体１の曲げ
変形を拘束し純せん断変形をさせるという重要なＭｊ、
　鋤を持つ。

波形管３内にエネルギー吸収体ｌを封入するには、外径
拘束部材２を組み立て、外周を保持した状態で、該外径
拘束部材内に融かした鉛（融点３２７．５℃）を鋳込ん
で形成する。

上下部フランジ５，６にはそれぞれ四部５ａ。

６ａが形成され、該凹部５ａ、６ａに本装置りの−Ｌ下
端部が嵌め込まれて固定される。

第３図に本装置りの他の実施例を示す、この実施例にお
いて波形管３のそれぞれの谷部に断面が凸状の環状のり
が７を嵌装させたものである。

以上のように構成された本実施例の装置は次のように機
能する。

風、自動車等の制動荷重あるいは小＃Ａ震等を受けて構
造物が微小な振動を起こしたとき、円柱、にの鉛体ｌは
そのター性変形により該微小振動を吸収する。

強力かつ急激な地震振動が生ずると、該振動は構造物に
伝播し、上部・下部構造物Ｇ、Ｂ間に急激な相対的変位
が生ずる。そして、該上部・下部構造物Ｇ、Ｂ間にはフ
ランジ５．６を介して本装置δＤが介装されているので
、該振動は本装置０を強制振動させる。しかして１本装
置りの鉛の円柱状部材１は塑性変形を受け、該塑性変形
に伴うエネルギー消費により振動エネルギーを吸収する
ことになる。

すなわち、船体の塑性変形は比較的低せん断応力度（１
０５ｋｇ／ｃｍ’　）で始まり、熱間加工的変化により
回復と組織の肉詰晶化の相互作用によりあたかも粘弾性
体として挙動を示す、そして、この変形によって生じた
組織がもとの状態に回復するときにエネルギーの吸収が
行われるものである。

本装置の外径拘束部材２はこのエネルギーの吸収をより
効率的なものとなす、すなわち、該外径拘束部材２は軸
方向への伸縮性に比べ断面積を一定に保ち水上方向への
可撓性が卓越した特性を有するので、エネルギー吸収体
１は外径拘束部材２とともに変形し純せん断変形に近い
変形をなすことになる。

また、本外径拘束部材２は軸方向への伸縮性（側面にお
ける引張り・圧１ｉｉ）は若干許容するものであるので
、残存する曲げせん断変形の影響に対してもこれを吸収
することができ、該外径拘束部材２自体が破損すること
はない。

更に、エネルギー吸収体ｌに過大なせん断力が作用する
と本外径拘束部材２は強い拘束力を発揮し、エネルギー
吸収体ｌの過大な変形を阻ＩＦする。

未発ＩＩは上記実施例に限定されるものではなく。

本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更が可能
である。すなわち、以下の態様は未発明の技術的範囲内
に包含されるものである。

■　本装置りのフランジ５．６への取付けは、以上の実
施例では凹凸嵌合としたが、フランジと外径拘束筒体と
を溶接接合で固定すること、あるいは、フランジに船内
柱体をロウ接により直接固定する態様を採ることができ
る。

（φ　本装置りの周りに弾性支持部材を配し、該弾性支
持部材により構造物の荷重を支持する態様を採ること（
第４図の従来例参照）。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鉛弾塑性振動吸収装置の一実施例の一
部断面側面図、第２図は要部の拡大断面側面図、第３図
は他の実施例の部分断面側面図。第４図は従来技術の弾塑性振動吸収装置の構造を示す部
分断面図である。ｌ・・・エネルギー吸収体、２・・・外径拘束部材、３
・・・波形管、４，７・・・タガ、　Ｄ・・・鉛弾塑性
振動吸収装置

Claims

【特許請求の範囲】１、金属製の波形管（３）と、前記波形管の谷部の外周に嵌め込まれた金属製タガ（４
）と、前記波形管（３）内に鋳込みによって封入された鉛から
なるエネルギー吸収体（１）とからなる、ことを特徴と
する鉛弾塑性振動吸収装置。