JP2000220691A - 振動エネルギ吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環状空間に配された鉛の圧縮応力を容易に調
整し得る振動エネルギ吸収装置を提供すること。 【解決手段】 振動エネルギ吸収装置１は、円筒部２及
び円筒部２の両端３及び４を夫々閉塞するように、円筒
部２に溶接等により固着された蓋部材５及び６を有した
シリンダ７と、シリンダ７内に、円筒部２に対して相対
的に軸方向Ａに移動自在に配されたロッド８と、シリン
ダ７の内周面９及びシリンダ７内のロッド８の外周面１
０間の環状空間１１に収容された鉛１２と、シリンダ７
内に設けられており、円筒部２に対するロッド８の軸方
向相対移動に抗する抵抗力を鉛１２との関係でロッド８
に発生させる抵抗力発生部１３と、シール手段１４及び
１５とを具備しており、蓋部材５に、環状空間１１と外
部とを連通する貫通孔１６を設けると共に、貫通孔１６
において、環状空間１１の鉛１２の圧縮応力を調整する
ための調圧栓１７を設けてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震、風等の自然
現象又は人工的な地殻変動によって建物の構造物に伝達
される振動エネルギを吸収する振動エネルギ吸収装置に
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】この種のエネルギ吸収
装置としては、特公昭５８−３０４７０号公報及び特開
平６−３０７４８３号公報等に記載されているようなも
のが知られており、特公昭５８−３０４７０号公報に記
載のエネルギ吸収装置は、シリンダと、このシリンダと
協力して環状空間を形成するように、シリンダ内に配さ
れ、かつ膨径部を有したロッドと、環状空間に封入され
た鉛とを具備し、ロッドのシリンダに対する相対的な移
動で主に生じる鉛の塑性抵抗力により、地震、風等の自
然現象に起因して建物に伝達される振動エネルギを吸収
するようになっている。

【０００３】また、特開平６−３０７４８３号公報に記
載の振動エネルギ吸収装置は、シリンダを貫通してロッ
ドを配し、シリンダ内に配されたロッドの外周面に凹所
を形成し、ロッドの外周面とシリンダの内周面との間の
前記凹所を含む環状空間に鉛を封入し、ロッドのシリン
ダに対する相対的な移動において凹所の部位で主に生じ
る鉛の剪断抵抗力により、地震、風等の自然現象に起因
して建物に伝達される振動エネルギを吸収するようにな
っている。

【０００４】振動エネルギ吸収装置に対しては、その出
荷前若しくは設置前に、通常、その性能試験が実施され
るが、その結果において所望の特性が得られない振動エ
ネルギ吸収装置を発見する場合がある。所望の特性が得
られない主な原因は、環状空間に配された鉛量の不足に
基づくこの環状空間における鉛の圧縮応力不足によると
考えられることから、これを解消するために環状空間に
鉛を追加するが、この際、シリンダに既にボルト又は溶
接止め等により固着された蓋部材を一旦取り外す等の生
産性、コスト等の面で非常に面倒な作業が必要になる。

【０００５】本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、環状空間に配され
た鉛の圧縮応力を容易に調整し得る振動エネルギ吸収装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様の振
動エネルギ吸収装置は、円筒部及びこの円筒部の両端を
閉塞する蓋部材を有したシリンダと、このシリンダ内
に、円筒部に対して相対的に軸方向に移動自在に配され
たロッドと、シリンダの内周面及びシリンダ内のロッド
の外周面間の環状空間に収容された鉛と、シリンダ内に
設けられており、円筒部に対するロッドの軸方向相対移
動に抗する抵抗力を鉛との関係でロッドに発生させる抵
抗力発生部とを具備しており、シリンダに、環状空間と
外部とを連通する少なくとも一つの貫通孔を設けると共
に、この貫通孔において、環状空間の鉛の圧縮応力を調
整するための調圧栓を設けてなる。

【０００７】第一の態様の振動エネルギ吸収装置によれ
ば、シリンダに環状空間の鉛の圧縮応力を調整するため
の調圧栓を設けてなるから、シリンダを構成する円筒部
及び蓋部材間等のボルト又は溶接止め等による固着を解
除することなしに、シリンダに対する調圧栓の位置を調
節して貫通孔まで延在した鉛を更に環状空間まで押込ん
だり、シリンダから調圧栓を一旦取り外して貫通孔を介
して鉛を環状空間に追加したりして、容易に環状空間の
鉛の圧縮応力を増大させることができる。

【０００８】本発明の第二の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一の態様の振動エネルギ吸収装置において、調
圧栓をシリンダに螺合してなる。

【０００９】第二の態様の振動エネルギ吸収装置によれ
ば、調圧栓をシリンダに螺合しているために、シリンダ
に対する調圧栓の位置を連続的に細かく調節できる上
に、環状空間の鉛の圧縮応力の調整を容易に行うことが
できる。

【００１０】本発明の第三の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一又は第二の態様の振動エネルギ吸収装置にお
いて、環状空間の鉛の圧縮応力調整を行い得るように、
調圧栓を回転させて調圧栓のシリンダへの螺合状態を変
化させる調圧栓回転手段を調圧栓の外部露出面側に設け
てなる。

【００１１】調圧栓回転手段の一つの好ましい例とし
て、調圧栓の露出表面に凹設された例えば六角凹所等の
角付き凹所を挙げることができるが、その他の例とし
て、調圧栓の露出表面に凸設された例えば六角突起のよ
うな角形突起又は調圧栓回転ジグと噛合い係合する多数
の凹所若しくは突起等を挙げることができる。

【００１２】本発明の第四の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一から第三の態様のいずれかの振動エネルギ吸
収装置において、シリンダに設けられた貫通孔を介して
外部から環状空間へ鉛を補充できるように、調圧栓を取
り外し自在に設けてなる。

【００１３】第四の態様の振動エネルギ吸収装置のよう
に、調圧栓を取り外し自在にシリンダに設けることによ
り、貫通孔に延在した鉛のみの環状空間への追加では、
所望の圧縮応力を得られない場合、外部からの鉛を環状
空間に追加して、所望の圧縮応力に容易に設定できるよ
うになる。

【００１４】本発明の第五の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一から第四の態様のいずれかの振動エネルギ吸
収装置において、調圧栓に、環状空間の鉛の体積温度膨
張に対し、鉛の圧力変動を緩和するバネ機構を設けてな
る。

【００１５】第五の態様の振動エネルギ吸収装置のよう
に、調圧栓にバネ機構を設けることにより、シリンダ内
に封入された鉛が、季節による温度変化又は連続運転に
よるエネルギー吸収に伴う発熱温度上昇によって膨張
し、その結果貫通孔及び調圧栓を介して鉛がシリンダ外
へ漏出するという問題をなくすことができる。

【００１６】本発明の第六の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一から第五の態様のいずれかの振動エネルギ吸
収装置において、鉛を環状空間及び貫通孔に密に配して
なる。

【００１７】本発明の第七の態様の振動エネルギ吸収装
置は、第一から第六の態様のいずれかの振動エネルギ吸
収装置において、調圧栓を円筒部及び蓋部材の少なくと
も一方に設けてなる。

【００１８】本発明の第八の態様の振動エネルギ吸収装
置では、第一から第七の態様のいずれかの振動エネルギ
吸収装置において、抵抗力発生部は、ロッド又は円筒部
に形成された膨出部からなる。

【００１９】本発明の第九の態様の振動エネルギ吸収装
置では、第一から第八の態様のいずれかの振動エネルギ
吸収装置において、抵抗力発生部は、ロッド又は円筒部
に形成された凹所からなる。

【００２０】本発明の第十の態様の振動エネルギ吸収装
置では、第一から第九の態様のいずれかの振動エネルギ
吸収装置において、蓋部材は、円筒部に固着されてお
り、ロッドは、蓋部材に対して相対的に軸方向に移動自
在に配されている。

【００２１】本発明の第十一の態様の振動エネルギ吸収
装置では、第一から第九の態様のいずれかの振動エネル
ギ吸収装置において、蓋部材は、ロッドに固着されて、
円筒部に対して相対的に軸方向に移動自在に配されてい
る。

【００２２】本発明の振動エネルギ吸収装置では、円筒
部及び蓋部材のいずれか一方又は両方に貫通孔を複数個
設けると共に、全ての貫通孔に調圧栓を設けて環状空間
の鉛の圧縮応力を調整できるようにしてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明及び本発明の実施の
形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に説明する。

【００２４】図１及び図２において、本例の振動エネル
ギ吸収装置１は、円筒部２及び円筒部２の両端３及び４
を夫々閉塞するように、円筒部２に溶接等により固着さ
れた蓋部材５及び６を有したシリンダ７と、鉄系の剛性
材料で形成されたシリンダ７内に、円筒部２に対して相
対的に軸方向Ａに移動自在に配されたロッド８と、シリ
ンダ７の内周面９及びシリンダ７内のロッド８の外周面
１０間の環状空間１１に収容された鉛１２と、シリンダ
７内に設けられており、円筒部２に対するロッド８の軸
方向相対移動に抗する抵抗力を鉛１２との関係でロッド
８に発生させる抵抗力発生部１３と、シール手段１４及
び１５とを具備しており、蓋部材５に、環状空間１１と
外部とを連通する貫通孔１６を設けると共に、貫通孔１
６において、環状空間１１の鉛１２の圧縮応力を調整す
るための調圧栓１７を設けてなる。

【００２５】ロッド８は、例えば高張力鋼から形成され
ており、蓋部材５及び６の孔１８（蓋部材６側は図示せ
ず）を貫通して配されており、孔１８において蓋部材５
及び６に固着された円筒状のベアリング２３（蓋部材６
側は図示せず）を介して蓋部材５及び６に軸方向Ａに移
動自在に支持されている。

【００２６】抵抗力発生部１３は、本例ではロッド８に
一体形成された膨出部３０からなる。鉛１２は、環状空
間１１に加えて貫通孔１６まで延在して、これらに密に
配されている。

【００２７】調圧栓１７は、貫通孔１６において蓋部材
５に螺合して且つ貫通孔１６を介して外部から環状空間
１１へ鉛１２を補充して、環状空間１１の鉛１２の圧縮
応力を増大できるように、蓋部材５から取り外し自在に
設けられている。調圧栓１７の外部露出面２６側には、
環状空間１１の鉛１２の圧縮応力調整を行い得るよう
に、調圧栓１７を回転させて調圧栓１７の蓋部材５への
螺合状態を変化させる調圧栓回転手段としての六角凹所
２７が形成されている。調圧栓１７は、蓋部材５に対し
てめくら栓となるべく、軸方向Ａにおけるその長さが蓋
部材５の厚みよりも十分に短くなるように、形成されて
いる。

【００２８】シリンダ７の内側環状凹所１９に設けられ
たシール手段１４は、プレッシャーリング２０と、シー
ルリング２１とを具備しており、シリンダ７の外側環状
凹所２２に配されたシール手段１５は、プレッシャーリ
ング２０及びシールリング２１と同等のプレッシャーリ
ング２４及びシールリング２５を具備している。これら
シール手段１４及び１５は、蓋部材６側にも同様に設け
られている（図３参照）。

【００２９】以上の振動エネルギ吸収装置１では、その
出荷前若しくは設置前に、通常、その性能試験が実施さ
れる。この性能試験の結果において、振動エネルギ吸収
装置１が所望の特性を得られないような場合であって、
その原因が環状空間１１への鉛１２の封入量の不足に基
づく鉛１２の圧縮応力の不足と考えられる場合には、振
動エネルギ吸収装置１では、六角凹所２７に回転ジグの
先端を挿入して調圧栓１７を回転して、調圧栓１７を貫
通孔１６に更に螺入し、貫通孔１６に延在した鉛１２を
環状空間１１へ押し込むことにより、環状空間１１の鉛
１２の量を増大させることができ、所望の鉛１２の圧縮
応力を得るようにすることができる。

【００３０】また振動エネルギ吸収装置１では、貫通孔
１６に鉛１２が延在していない場合又は上記の押し込み
によっても、なお環状空間１１の鉛１２の量が不足して
いると考えられる場合には、調圧栓１７を貫通孔１６か
ら一旦取り外して、貫通孔１６に新たな鉛を供給して、
その後、調圧栓１７を貫通孔１６に螺入し、貫通孔１６
に供給された新たな鉛１２を環状空間１１へ押し込むこ
とにより、上記と同様に、環状空間１１の鉛１２の量を
増大させることができ、而して、所望の特性を得るよう
にすることができる。

【００３１】したがって、振動エネルギ吸収装置１で
は、円筒部２に溶接止め等により固着された蓋部材５又
は６を一旦取り外すという、生産性、コスト等の面で非
常に面倒な作業を必要としなくなる。

【００３２】所望の特性を得るようにされた振動エネル
ギ吸収装置１は、例えばシリンダ７の円筒部２が地殻に
固定され、ロッド８が建物に連結されて用いられる。そ
して地震などで建物が振動すると、ロッド８は円筒部２
に対してＡ方向に移動する。ロッド８の円筒部２に対す
る相対的なＡ方向の移動の際、環状空間１１においてロ
ッド８の膨出部３０とシリンダ７の内周面９とで規定さ
れる環状通路を通って鉛１２が塑性流動し、このとき環
状通路の大きさにより決定されるシリンダ７内圧がシリ
ンダ７の両端閉塞部、すなわち蓋部材５及び６に交互に
作用してロッド８の円筒部２に対する相対的なＡ方向の
移動の抵抗力として現れるようになり、塑性流動におけ
る鉛１２の変形により振動エネルギが吸収される。

【００３３】蓋部材５に貫通孔１６及び調圧栓１７を設
けた振動エネルギ吸収装置としては、前記例の他に、図
３に示すように、抵抗力発生部１３をロッド８に形成さ
れた環状の凹所３１で実施し、環状空間１１に配された
鉛１２を凹所３１まで延在させた振動エネルギ吸収装置
１００が挙げられる。

【００３４】図３に示す振動エネルギ吸収装置１００
は、ロッド８の軸方向Ａの振動における凹所３２の環状
開口面３３での鉛１２の剪断変形により振動エネルギが
吸収されることになる。振動エネルギ吸収装置１００で
も、調圧栓１７により環状空間１１の鉛１２の圧縮応力
を容易に増大させることができる。

【００３５】また、図４及び図５に示す振動エネルギ吸
収装置１１０及び１２０の夫々においても、蓋部材５に
貫通孔１６及び調圧栓１７を設けることにより環状空間
１１の鉛１２の圧縮応力を容易に増大させることができ
る。図４に示す振動エネルギ吸収装置１１０は、シリン
ダ７の蓋部材５及び６をねじ部３５及び３６によりロッ
ド８に固着し、蓋部材５及び６をシリンダ７の円筒部２
の内周面９に軸方向Ａに摺動自在に嵌装し、円筒部２の
内周面９に絞り加工により抵抗力発生部としての環状の
膨出部３７を設けてなり、また、図５に示す振動エネル
ギ吸収装置１２０は、抵抗力発生部としての環状の膨出
部３７を複数設けてなる。

【００３６】振動エネルギ吸収装置１１０及び１２０で
は、ロッド８の円筒部２に対する相対的なＡ方向の移動
において、蓋部材５及び６も同様にＡ方向に移動される
結果、鉛１２もまたＡ方向に移動され、而して膨出部３
７により鉛１２に塑性流動が生起され、振動エネルギが
吸収される。

【００３７】さらに図６及び図７に示す振動エネルギ吸
収装置１３０及び１４０の夫々においても、前記例と同
様に、蓋部材５及び６に貫通孔１６及び調圧栓１７を設
けることにより環状空間１１の鉛１２の圧縮応力を容易
に増大させることができる。図６に示す振動エネルギ吸
収装置１３０は、ロッド８に螺着された蓋部材５及び６
を円筒部２の内周面９に軸方向Ａに摺動自在に嵌装し、
円筒部２の内周面９に抵抗力発生部としての環状の凹所
３８を設けてなり、また、図７に示す振動エネルギ吸収
装置１４０は、抵抗力発生部としての環状の凹所３８を
複数設けてなる。

【００３８】なお、振動エネルギ吸収装置１３０及び１
４０では、円筒部２は、フランジ部４０及び４１付きの
一対の円筒体４２及び４３がそのフランジ部４０及び４
１で突き合わされてボルト４４及びナット４５により互
いに連結されて一体化されて形成されている。

【００３９】振動エネルギ吸収装置１３０及び１４０で
は、ロッド８の軸方向Ａの振動における凹所３８の環状
開口面３９の剪断変形により振動エネルギが吸収され
る。

【００４０】図３に示す振動エネルギ吸収装置１００で
は、ロッド８に環状の凹所３１を一個形成したが、図８
に示すようにロッド８に複数の環状の凹所５０をＡ方向
に配列して形成して振動エネルギ吸収装置を構成しても
よく、また、図９に示すようにロッド８に複数の円形の
穴５０を形成して振動エネルギ吸収装置を構成してもよ
く、更には、図１に示す振動エネルギ吸収装置１におい
て、ロッド８にＡ方向に配列した複数の膨出部３０を一
体的に形成して振動エネルギ吸収装置を構成してもよ
く、これらのいずれの振動エネルギ吸収装置において
も、貫通孔１６及び調圧栓１７を円筒部２、蓋部材５及
び６の少なくとも一方に設けることにより、環状空間１
１の鉛１２の圧縮応力を容易に増大させることができ
る。

【００４１】図１から７に示したいずれの振動エネルギ
吸収装置においても、図１０に示すように、調圧栓１７
に、コイルバネ５２及び押え板５３を具備したバネ機構
５１を設けて振動エネルギ吸収装置を構成してもよい。
押え板５３は、貫通孔１６において可動に配されてい
る。調圧栓１７にバネ機構５１を設けることにより、環
状空間１１の鉛１２の体積温度膨張に対し、押え板５３
がコイルバネ５２の弾性力に抗して調圧栓１７の方へ移
動するため、鉛１２の圧力変動を緩和することができ
る。尚、バネ機構５１を、コイルバネ５２で構成する代
わりに又はこれと共に皿バネ、ゴム弾性体を用いて構成
してもよい。

【００４２】また、調圧栓１７は、環状空間１１の鉛１
２の圧縮応力の減少のために用いてもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、環状空間に配された鉛
の圧縮応力を容易に調整し得る振動エネルギ吸収装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい一実
施の形態の例の断面図である。

【図２】図１に示す例の調圧栓を取り外した一部拡大図
である。

【図３】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい他の
実施の形態の例の断面図である。

【図４】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい更に
他の実施の形態の例の断面図である。

【図５】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい第４
の実施の形態の例の断面図である。

【図６】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい第５
の実施の形態の例の断面図である。

【図７】本発明の振動エネルギ吸収装置の好ましい第６
の実施の形態の例の断面図である。

【図８】本発明における抵抗力発生部の他の例の説明図
である。

【図９】本発明における抵抗力発生部の更に他の例の説
明図である。

【図１０】本発明におけるバネ機構の説明図である。

【符号の説明】

１ 振動エネルギ吸収装置 ２ 円筒部 ３、４ 両端部 ５、６ 蓋部材 ７ シリンダ ８ ロッド １１ 環状空間 １２ 鉛 １３ 抵抗力発生部 １６ 貫通孔 １７ 調圧栓 ５１ バネ機構

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒部及びこの円筒部の両端を閉塞する
   蓋部材を有したシリンダと、このシリンダ内に、円筒部
   に対して相対的に軸方向に移動自在に配されたロッド
   と、シリンダの内周面及びシリンダ内のロッドの外周面
   間の環状空間に収容された鉛と、シリンダ内に設けられ
   ており、円筒部に対するロッドの軸方向相対移動に抗す
   る抵抗力を鉛との関係でロッドに発生させる抵抗力発生
   部とを具備しており、シリンダに、環状空間と外部とを
   連通する少なくとも一つの貫通孔を設けると共に、この
   貫通孔において、環状空間の鉛の圧縮応力を調整するた
   めの調圧栓を設けてなる、振動エネルギ吸収装置。
2. 【請求項２】 調圧栓をシリンダに螺合してなる請求項
   １に記載の振動エネルギ吸収装置。
3. 【請求項３】 環状空間の鉛の圧縮応力調整を行い得る
   ように、調圧栓を回転させて調圧栓のシリンダへの螺合
   状態を変化させる調圧栓回転手段を調圧栓の外部露出面
   側に設けてなる請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸
   収装置。
4. 【請求項４】 シリンダに設けられた貫通孔を介して外
   部から環状空間へ鉛を補充できるように、調圧栓を取り
   外し自在に設けてなる請求項１から３のいずれか一項に
   記載の振動エネルギ吸収装置。
5. 【請求項５】 調圧栓に、環状空間の鉛の体積温度膨張
   に対し、鉛の圧力変動を緩和するバネ機構を設けてなる
   請求項１から４のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸
   収装置。
6. 【請求項６】 鉛を環状空間及び貫通孔に密に配してな
   る請求項１から５のいずれか一項に記載の振動エネルギ
   吸収装置。
7. 【請求項７】 調圧栓を円筒部及び蓋部材の少なくとも
   一方に設けてなる請求項１から６のいずれか一項に記載
   の振動エネルギ吸収装置。
8. 【請求項８】 抵抗力発生部がロッド又は円筒部に形成
   された膨出部からなる請求項１から７のいずれか一項に
   記載の振動エネルギ吸収装置。
9. 【請求項９】 抵抗力発生部がロッド又は円筒部に形成
   された凹所からなる請求項１から８のいずれか一項に記
   載の振動エネルギ吸収装置。
10. 【請求項１０】 蓋部材は、円筒部に固着されており、
    ロッドは、蓋部材に対して相対的に軸方向に移動自在に
    配されている請求項１から９のいずれか一項に記載の振
    動エネルギ吸収装置。
11. 【請求項１１】 蓋部材は、ロッドに固着されて、円筒
    部に対して相対的に軸方向に移動自在に配されている請
    求項１から９のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収
    装置。