TW201839234A - 制振裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種:既能抑制彎曲力矩的發生,又能簡略化「連結複數個板材之連結部的構造」,提高組裝性的制振裝置。   本發明具備:複數個第1板材(10A)~(10C),由第1連結部(12)連結成並列,安裝於上側構造構件(2)及下側構造構件(3)的其中一方;複數個第2板材(11A)、(11B),由第2連結部(13)連結成並列,安裝於上側構造構件(2)及下側構造構件(3)的另一方,並且配置成與複數個第1板材(10A)~(10C)交錯排列;抵抗力發生構件14,位於彼此相鄰的第1板材(10A)~(10C)與第2板材(11A)、(11B)之間,藉由前述兩者的相對性水平移動,使抵抗力發生於複數個第1板材(10A)~(10C)及複數個第2板材(11A)、(11B),第1連結部(12),分別設在複數個第1板材(10A)~(10C)之水平方向的兩端部(17),並在兩端部(17)連結複數個第1板材(10A)~(10C)。

Description

制振裝置
本發明關於:用來抑制「作用於建築物之地震等的振動」的制振裝置。
傳統以來,揭示了一種制振裝置(譬如,請參考專利文獻1),配置於上樑(上側構造物)與下樑(下側構造物)之間,具備「被組裝於下樑的複數個第1板材」、「被組裝於上樑的複數個第2板材」、「被設在相鄰的第1板材與第2板材之間的摩擦構件」。
接著,該制振裝置,當地震等的振動時,下樑與上樑於水平方向上相對地移動,藉由複數個第1板材與複數個第2板材在水平方向上的移動,摩擦構件所產生的摩擦力,作用於複數個第1板材與複數個第2板材,由該摩擦力使地震等的振動衰減。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]:日本特許第5406042號公報
[發明欲解決之問題]
但是,在專利文獻1的制振裝置中,複數個第1板材,彼此是在其下端部沿著水平方向由連結部所連結,複數個第2板材,彼此是在其上端部沿著水平方向由連結部所連結。由於該構造,使「摩擦構件的摩擦力作用於複數第1板材或者複數個第2板材整體所引發的彎曲力矩」產生於連結部,因此,由連結部連結的部位變多,有必要加大板材的板厚,制振裝置的組裝性不彰。
有鑑於此,本發明的目的在於提供一種:既能抑制彎曲力矩的發生,又能簡化「連結複數個板材之連結部」的構造,且能提高組裝性的制振裝置。 [解決問題之手段]
本發明其中一種樣態的制振裝置,是設置於上側構造構件、與位於前述上側構造構件下側的下側構造構件之間的制振裝置,具備:由連結部連結成並列,安裝於前述上側構造構件(2)及前述下側構造構件其中一方的複數個板材;由其它的連結部連結成並列,安裝於前述上側構造構件及前述下側構造構件的另一方,配置成與前述複數個板材交錯排列的複數個其它板材;位在彼此相鄰的板材與其它板材之間,藉由前述複數個板材與前述複數個其它板材間的相對性水平移動,使抵抗力發生於前述複數個板材及前述複數個其它板材的抵抗力發生手段,前述連結部分別設在:當前述複數個板材與其它板材設置時及運作時,從正面方向觀看時不會重疊之前述板材的水平方向兩側的領域,在前述兩側的領域連結前述複數個板材。
亦可構成:作用於各板材之抵抗力的中心、與連結於各板材之前述連結部的中心形成大致一致。
前述複數個板材安裝於前述下側構造構件,前述複數個板材之中,在其排列的方向中位於兩端的板材,構成「於上部具有開口,形成可收容作動流體之收容空間」的容器的一部分,前述抵抗力發生手段,也可以是前述作動流體。
亦可構成:作用於各板材(10A~10E)之抵抗力的中心、與由前述抵抗力而發生於前述連結部(12)之反作用力的中心形成大致一致。
前述抵抗力發生手段,是摩擦構件,亦可設成被挾持於相鄰的前述板材與前述其它板材之間。
前述其它的連結部,亦可分別設在前述複數個其它板材之水平方向的兩端部,在前述兩端部連結前述複數個其它板材。 [發明的效果]
根據本發明,可提供一種:既能抑制彎曲力矩的發生,又能簡化「連結複數個板材之連結部」的構造,且能提高組裝性的制振裝置。
以下,針對本發明實施形態的制振裝置1,參考圖面進行說明。
首先,參考第1圖,針對本實施形態之制振裝置1的概略構造進行說明。第1圖(a),顯示本實施形態之制振裝置1的概略前視圖,第1圖(b),顯示本實施形態之制振裝置1的概略側視圖。
本實施形態的制振裝置1,是設置在上樑等未圖示的上側構造構件2、及下樑等未圖示的下側構造構件3之間制振裝置1。
如第1圖所示,制振裝置1具備:複數個(3個)第1板材10A~10C;複數個(2個)第2板材11A、11B;第1連結部12;第2連結部13;抵抗力發生構件14。
各第1板材10A~10C,是由鋼材等所構成,且形成矩形平板狀,由第1連結部12連結成並列。複數個第1板材10A~10C中,位於中央的第1板材10B,透過下安裝部15固定於下側構造構件3,藉此,複數個第1板材10A~10C安裝於下側構造構件3。
各第2板材11A、11B,是由鋼材等所構成,且形成矩形平板狀,藉由第2連結部13,彼此並列地連結於上安裝部16。藉由將上安裝部16固定於上側構造構件2,複數個第2板材11A、11B安裝於上側構造構件2。第2板材11A配置於第1板材10A、10B之間,第2板材11B配置於第1板材10B、10C之間。如此一來,第1板材10A~10C及第2板材11A、11B,配置成交錯排列。
第1連結部12,譬如是由螺栓與螺帽所構成,在複數個第1板材10A~10C之水平方向中的兩端部(兩側的領域)17,沿著垂直方向設於單側的3個位置,將複數個第1板材10A~10C彼此連結。在複數個第1板材10A~10C的排列方向中,位於外側的第1板材10A、10C,是由第1連結部12,連結在位於中央的第1板材10B。兩端部17相當於:複數個第1板材10A~10C、與複數的第2板材11A、11B,於設置時及運作時,從正面觀看制振裝置1時不會重疊的位置。
第2連結部13,譬如是由螺栓與螺帽所構成,在複數個第2板材11A、11B的上端部18,沿著水平方向設有複數個,將複數個第2板材11A、11B固定於上安裝部16。
相當於抵抗力發生手段的抵抗力發生構件14,位在彼此相鄰的第1板材10A~10C與第2板材11A、11B之間。抵抗力發生構件14,譬如稍後所述,是由摩擦構件,或者由黏性體或者黏彈性體之類的作動流體所構成。藉由該抵抗力發生構件14位在彼此相鄰的第1板材10A~10C與第2板材11A、11B之間,而構成:當複數個第1板材10A~10C與複數個第2板材11A、11B相對性水平移動時,在複數個第1板材10A~10C及複數個第2板材11A、11B發生抵抗力。
然後,作用於各第1板材10A~10C之抵抗力B的中心H、與連結於各第1板材10A~10C之6處的第1連結部12的中心F形成大致一致。中心H,是抵抗力B的作用位置,亦即抵抗力發生構件14為摩擦構件的場合中,從正面方向觀看制振裝置1時的摩擦構件、與接觸滑動於摩擦構件的構件(第1板材)之間的接觸面Z(第1圖(a)的斜線部)的圖心(centroid)位置。中心F為:當連結於各第1板材10A~10C之6處的第1連結部12,沿著垂直方向以單側3的位置,且均等配置所設置的場合中的正中央位置。亦即,作用於各第1板材10A~10C之抵抗力B的中心H、與藉由作用於第1板材10A~10C的抵抗力B而在6處的第1連結部12所發生之反作用力D的中心F形成大致一致。
接著,參考第1圖,說明制振裝置1所產生之振動的衰減動作。
舉例來說,一旦地震發生,藉由上側構造構件2與下側構造構件3朝水平方向相對性地移動,複數個第1板材10A~10C與複數個第2板材11A、11B相對地水平移動,而由抵抗力發生構件14,在複數個第1板材10A~10C及複數個第2板材11A、11B產生(發生)抵抗力B。由該抵抗力B抑制複數個第1板材10A~10C與複數個第2板材11A、11B的位移,使振動衰減。
亦即,下側構造構件3,相對於上側構造構件2,在水平方向上如箭號A所示地形成相對性位移。伴隨於此,被安裝於下側構造構件3的複數個第1板材10A~10C,也朝箭號A的方向位移。
藉由複數個第1板材10A~10C的位移,由抵抗力發生構件14將抵抗力B作用於複數個第1板材10A~10C,藉此抑制位移並使振動衰減。
此外,藉由將抵抗力B作用於複數個第1板材10A~10C,而在複數個第1板材10A~10C朝下側構造構件3的安裝部分,發生彎曲力矩C。然後,在本實施形態中,位於外側的第1板材10A、10C,是在其水平方向的兩端部17由第1連結部12所連結,因此可降地抵抗力B所產生的彎曲力矩C。此外,在本實施形態中,是由第1連結部12連結於位在中央的第1板材10B,而構成作用於各第1板材10A~10C之抵抗力B的中心、與連結於各第1板材10A~10C之6處的第1連結部12的中心形成大致一致,因此,能防止「作用於第1板材10A~10C的抵抗力B」所產生之彎曲力矩的發生。
因此形成:在位於外側的第1板材10A、10C,僅作用抵抗力B。如此一來,能減少(簡略化)「將複數個第1板材10A~10C彼此連結的第1連結部12」的連結場所(連結數量),並且能薄化「位於外側之第1板材10A、10C的板厚」。因此,能提高制振裝置1的組裝性。
另外,如第2圖所示,傳統的制振裝置101,在複數個第1板材10A、10C排列的方向中,位於外側的第1板材10A、10C,在其下端部25,相對於位在中央的第1板材10B,沿著水平方向由複數個第1連結部12所連結。因此,「由作用於複數第1板材10整體的抵抗力B所引發之大量的彎曲力矩」不會作用於第1連結部12,為了能承受該彎曲力矩,有必要增加第1連結部12的連結場所(數量),和加大位於外側之第1板材10A、10C的板厚,制振裝置101的組裝性變差。
接著,參考第3圖,說明抵抗力發生構件為作動流體之實施形態的制振裝置31。對於與上述實施形態相同的構造,標示相同的參考圖號並省略其說明,僅對不同的部分進行說明。
第3圖(a),顯示本實施形態之制振裝置31的概略前視圖,第3圖(b),顯示本實施形態之制振裝置31的概略縱剖面圖。在第3圖中,省略了上側構造構件2及下側構造構件3的圖示。
本實施形態的制振裝置31具備:複數個(5個)第1板材10A~10E;複數個(4個)第2板材11A~11D。複數個第1板材10A~10E,是在其水平方向的兩端部17,由第1連結部12連結成並列。此外,一對側板10F及一對底板10G,是設成封閉由第1板材10A~10C所形成的間隙。如此一來,構成具有開口10h,且收容作動流體14的容器。
複數個第2板材11A~11D,是在其上端部18,由第2連結部13而相互連結成並列。第2板材11A~11D,是透過開口10h插入容器內,而浸漬於作動流體14。各第2板材11A~11D,是具有間隙地配置於第1板材10A~10E之間。
作動流體14,是由高黏度的高分子材料所構成,其黏性抵抗力具有速度依賴性及溫度依賴性。
在本實施形態之制振裝置31的構造中,藉由複數個第1板材10A~10E朝箭號A的方向位移,而由作動流體14將剪斷力(shear force)B作用於複數個第1板材10A~10E,藉此抑制位移並使振動衰減。
接著,即便是本實施形態的制振裝置31,由於位在中央之第1板材10B以外的第1板材10A、10C~10E,在其水平方向的兩端部17,由第1連結部12所連結,作用於各第1板材10A~10E之剪斷力B的中心(作用位置,亦即第1板材10A~10E於其排列方向中重疊於第2板材11A~11D的部分,作動流體所接觸的面的圖心位置)、與連結於各第1板材10A~10E之第1連結部12的中心形成一致,因此,能防止作用於第1板材10A、10C的剪斷力B所引發之彎曲力矩的產生。
據此形成:在位於中央之第1板材10B以外的第1板材10A、10C~10E,僅作用剪斷力B。如此一來,能減少「將複數個第1板材10A~10E彼此連結的第1連結部12」的連結場所(數量),並且能薄化「位於中央之第1板材10B以外的第1板材10A、10C~10E的板厚」。因此,能提高制振裝置31的組裝性。
接著,參考第4圖、第5圖,說明抵抗力發生構件為摩擦構件之實施形態的制振裝置41。對於與上述實施形態相同的構造,標示相同的參考圖號並省略其說明,僅對不同的部分進行說明。
第4圖(a),顯示本實施形態之制振裝置41的概略前視圖,第4圖(b),顯示本實施形態之制振裝置41的概略縱剖面圖,第4圖(c),顯示制振裝置41之摩擦構件14的說明圖。第5圖,顯示本實施形態之制振裝置41的概略分解立體圖。在第4圖中,省略了上側構造構件2及下側構造構件3的圖示,在第5圖中,省略了上側構造構件2、下側構造構件3、摩擦構件14的圖示。
在本實施形態中,對各第1板材10A~10C形成圖面中未顯示的圓孔。此外,對各第2板材11A、11B形成:對應於圖面中未顯示圓孔,沿著水平方向延伸的複數個長孔10i。
摩擦構件14,位在彼此相鄰的第1板材10A~10C與第2板材11A、11B之間。摩擦構件14,如第4圖(c)所示,是由鋁板14A、滑動板14B、對向材(opposite material)14C所構成。鋁板14A固定於第1板材10A~10C,對向材14C固定於第2板材11A、11B。滑動板14B固定於鋁板14A。
鋁板14A,藉由其柔軟性,防止滑動板14B從第1板材10A~10C的位置偏移。
滑動板14B具備:由多孔金屬(expand metal)或鐵絲網所形成之網狀體的基材、充填於該網狀體的網眼並形成於該基材其中一側面之合成樹脂製的滑動層。該滑動層,含有聚四氟乙烯樹脂(polytetrafluoroethylene),成為和對向材14C之間接觸面。
對向材14C,是由不鏽鋼鋼材所形成,藉由「與滑動板14B間之水平方向的相對位移所產生的摩擦力」,使振動衰減。
制振裝置41,對應於各長孔10i,具有一對應力分散配件19、PC鋼棒20、一對鎖附螺帽21。
應力分散配件19,是由鋼材所構成且形成圓環狀,是為了將PC鋼棒20及一對鎖附螺帽21的鎖附力分散至第1板材10A、10C而設置。
在第4圖(b)中,PC鋼棒20及一對鎖附螺帽21,透過應力分散配件19從左右兩側將第1板材10A、10C鎖附,而在滑動板14B與對向材14C之間作用摩擦力。
如第5圖所示,制振裝置41具備:用確保彼此相鄰的第1板材10A~10C與複數個第2板材11A、11B之間隙的間隔件24。
在本實施形態之制振裝置41的構造中,藉由複數個第1板材10A~10C朝箭號A的方向位移,而由摩擦構件14將摩擦力B作用於複數個第1板材10A~10C,藉此抑制位移並使振動衰減。
接著,即便是本實施形態的制振裝置41,由於在複數個第1板材10A~10C排列的方向中,位於外側的第1板材10A、10C,在其水平方向的兩端部17,由第1連結部12所連結,作用於各第1板材10A~10C之摩擦力B的中心(作用位置,亦即從正面方向觀看制振裝置41時,摩擦構件14、與滑動接觸於摩擦構件14的構件(第1板材)間之接觸面的圖心位置)、與連結於各第1板材10A~10C之第1連結部12的中心(沿著垂直方向單側4個位置且以均等配置所設置之場合中的正中央)形成大致一致,因此,能防止作用於第1板材10A、10C的摩擦力B所引發之彎曲力矩的產生。
因此形成:在位於外側的第1板材10A、10C,僅作用摩擦力B。如此一來,能減少「將複數個第1板材10A~10C彼此連結的第1連結部12」的連結數量,並且能薄化「位於外側之第1板材10A、10C的板厚」。據此,能提高制振裝置41的組裝性。
然而,本發明並不侷限於上述的實施例。只要是該業者,能在本發明的範圍內,執行各種的追加和變更等。
舉例來說,雖然在上述的實施形態中,複數個第2板材11A~11D在其上端部18由第2連結部13所連結,而安裝於上安裝構件6,但亦可僅將第2板材11C、11D安裝於上安裝構件6,並由第2連結部13,在水平方向中的兩端部連結複數個第2板材11A~11D。在該構造中,作用於各第2板材11A~11D之摩擦力的中心、與連結於各第2板材11A~11D之複數個第2連結部13的中心亦可形成大致一致。
藉由以上的構造,可抑制「作用於第2板材11A、11B的摩擦力」所引發之彎曲力矩的產生(發生)。據此,能減少「將複數個第2板材11A~11D彼此連結的第2連結部13」的連結數量,並且能薄化「位於外側之第2板材11A、11B的板厚」。因此,能更進一步提高制振裝置41的組裝性。
此外,雖然在上述的實施形態中,複數個第1板材10A~10E在其水平方向中的兩端部17由第1連結部12所連結,但亦可將複數個第1板材10A~10E,在其下端部由第1連結部12所連結,並由第2連結部13,在水平方向中的兩端部連結複數個第2板材11A~11D。
此外,抵抗力發生構件14,也可以是由黏彈性材料所構成黏彈性構件。此外,第1板材10A~10C(或者10A~10D)及第2板材11A、11B(或者11A~11D)的數量,並不侷限於以上的說明,亦可視需要而變更。
1、31、41、101‧‧‧制振裝置
2‧‧‧上側構造構件
3‧‧‧下側構造構件
10A~10E‧‧‧第1板材
10h‧‧‧開口
11A~11D‧‧‧第2板材
12‧‧‧第1連結部
13‧‧‧第2連結部
14‧‧‧抵抗力發生構件(在第3圖的實施例中為作動流體,在第4圖的實施例中為摩擦構件)
17‧‧‧兩端部
第1圖:(a)顯示本實施形態之制振裝置的概略前視圖,(b)顯示本實施形態之制振裝置的概略側視圖。   第2圖:(a)顯示傳統制振裝置的概略前視圖,(b)顯示傳統制振裝置的概略側視圖。   第3圖:(a)顯示本實施形態之制振裝置的概略前視圖,(b)顯示本實施形態之制振裝置的概略縱剖面圖。   第4圖:(a)顯示本實施形態之制振裝置的概略前視圖,(b)顯示本實施形態之制振裝置的概略縱剖面圖,(c)顯示摩擦構件的說明圖。   第5圖:是顯示實施形態之制振裝置的概略分解立體圖。

Claims (6)

  1. 一種制振裝置,是設置在上側構造構件、與位於前述上側構造構件之下側的下側構造構件之間的制振裝置,   具備:   複數個板材,由連結部連結成並列,且安裝於前述上側構造構件及前述下側構造構件的其中一方;   複數個其它板材,由其它連結部連結成並列,且安裝於前述上側構造構件及前述下側構造構件的另一方,配置成與前述複數個板材交錯排列;   抵抗力發生手段,位在彼此相鄰的板材與其它板材之間,藉由前述複數個板材與前述複數個其它板材之間的相對性水平移動,使抵抗力發生於前述複數個板材及前述複數個其它板材,   前述連結部,分別設在:前述複數個板材與其它板材設置時及運作時,從正面方向觀看時不會重疊之前述板材的水平方向兩側的領域,且在前述兩側的領域連結前述複數個板材。
  2. 如請求項1所記載的制振裝置,其中構成:作用於各板材之抵抗力的中心、與連結於各板材之前述連結部的中心形成大致一致。
  3. 如請求項1所記載的制振裝置,其中作用於各板材之抵抗力的中心、與由前述抵抗力而發生於前述連結部之反作用力的中心形成大致一致。
  4. 如請求項1至請求項3之任一項所記載的制振裝置,其中前述複數個板材,安裝於前述下側構造構件,   前述複數個板材之中,在其排列方向中位於兩端的板材,構成容器的一部分,該容器於上部具有開口,且形成可收容作動流體的收容空間,   前述抵抗力發生手段,是前述作動流體。
  5. 如請求項1至請求項3之任一項所記載的制振裝置,其中前述抵抗力發生手段,是摩擦構件,且設成被挾持於相鄰的前述板材與前述其它板材之間。
  6. 如請求項1至請求項5之任一項所記載的制振裝置,其中前述其它的連結部,分別設在前述複數個其它板材之水平方向的兩端部,在前述兩端部連結前述複數個其它板材。
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