JP2658802B2 - 構造物用減衰装置 - Google Patents
構造物用減衰装置Info
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- JP2658802B2 JP2658802B2 JP13355393A JP13355393A JP2658802B2 JP 2658802 B2 JP2658802 B2 JP 2658802B2 JP 13355393 A JP13355393 A JP 13355393A JP 13355393 A JP13355393 A JP 13355393A JP 2658802 B2 JP2658802 B2 JP 2658802B2
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- Japan
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- spring
- damping device
- damping
- cylinder
- pressure regulating
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- Expired - Lifetime
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- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は地震や風等の振動外力に
対する構造物の応答について高い減衰性を与え、その振
動を低減するための構造物用減衰装置に関するものであ
る。
対する構造物の応答について高い減衰性を与え、その振
動を低減するための構造物用減衰装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】減衰装置は、コンピュータ等による制御
システムを必要としない受動型の制震を可能とするもの
であり、構造物に高い減衰機能を持たせ、地震や風等の
外乱による構造物の揺れを低減し、快適な居住空間を実
現するために用いられる。
システムを必要としない受動型の制震を可能とするもの
であり、構造物に高い減衰機能を持たせ、地震や風等の
外乱による構造物の揺れを低減し、快適な居住空間を実
現するために用いられる。
【０００３】従来の減衰装置としては、例えば特開平４
−３７１６７９号公報に記載されたもの等がある。
−３７１６７９号公報に記載されたもの等がある。
【０００４】従来の減衰装置の基本的な構成としては、
シリンダ内を移動するピストンと、シリンダの一端より
出入するピストンロッドを有し、ピストンの両側の油圧
室を連通させる流路に調圧弁が設けられている。
シリンダ内を移動するピストンと、シリンダの一端より
出入するピストンロッドを有し、ピストンの両側の油圧
室を連通させる流路に調圧弁が設けられている。
【０００５】調圧弁の設計により、振動特性等に応じた
所定の減衰係数ｃが実現され、このような構成の減衰装
置を柱梁架構内に適切に配置することで、構造物に高い
減衰性を与えることができる。
所定の減衰係数ｃが実現され、このような構成の減衰装
置を柱梁架構内に適切に配置することで、構造物に高い
減衰性を与えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】減衰装置の減衰係数ｃ
は調圧弁の設計等によって設定することができるが、構
造物の揺れを抑えるための最適減衰係数は、構造物自体
の振動特性の他、個々の地震や風外力の特性によっても
異なる。
は調圧弁の設計等によって設定することができるが、構
造物の揺れを抑えるための最適減衰係数は、構造物自体
の振動特性の他、個々の地震や風外力の特性によっても
異なる。
【０００７】これに対し、本願出願人等は、特願平５−
５９８４１号において、異なる減衰係数を与えるための
調圧弁や、装置の性能以上の外力に対処するためのリリ
ーフ弁等を組み合わせた折れ線型減衰係数を持つ制震構
造物用高減衰装置も提案している。
５９８４１号において、異なる減衰係数を与えるための
調圧弁や、装置の性能以上の外力に対処するためのリリ
ーフ弁等を組み合わせた折れ線型減衰係数を持つ制震構
造物用高減衰装置も提案している。
【０００８】本発明は、これら従来の技術の項で述べた
減衰装置あるいは上記の折れ線型減衰係数を持つ制震構
造物用高減衰装置等の改良を図ったもので、減衰装置の
調圧弁を介した作動に対し、バネ要素を並列に設けるこ
とで、減衰効果に加えて剛性による抵抗力を保持できる
構造とし、地震や風に対する応答低減効果を拡大するこ
とを目的としたものである。
減衰装置あるいは上記の折れ線型減衰係数を持つ制震構
造物用高減衰装置等の改良を図ったもので、減衰装置の
調圧弁を介した作動に対し、バネ要素を並列に設けるこ
とで、減衰効果に加えて剛性による抵抗力を保持できる
構造とし、地震や風に対する応答低減効果を拡大するこ
とを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の減衰装置は、構
造物の柱梁架構内に設置されるシリンダ形式のダンパ装
置であり、例えばシリンダ本体を架構の梁に連結し、シ
リンダの一端より出入するピストンロッドをブレースま
たは耐震壁等の耐震要素側に連結する。
造物の柱梁架構内に設置されるシリンダ形式のダンパ装
置であり、例えばシリンダ本体を架構の梁に連結し、シ
リンダの一端より出入するピストンロッドをブレースま
たは耐震壁等の耐震要素側に連結する。
【００１０】架構または耐震要素に対するシリンダ本体
及びロッドの連結関係は上述した場合の逆であってもよ
く、また架構内の耐震要素間に設置し、耐震要素どうし
を連結する形でもよい。
及びロッドの連結関係は上述した場合の逆であってもよ
く、また架構内の耐震要素間に設置し、耐震要素どうし
を連結する形でもよい。
【００１１】ピストンの両側に形成された油圧室どうし
を連通させる流路には調圧弁が設けられており、この調
圧弁により所定の減衰係数ｃが与えられる。
を連通させる流路には調圧弁が設けられており、この調
圧弁により所定の減衰係数ｃが与えられる。
【００１２】調圧弁は、ピストンを貫通する流路または
シリンダ本体外に形成される流路に設けられる。また、
必要に応じ、調圧弁と並列に所定の圧力で作動するリリ
ーフ弁を設けて減衰装置に性能以上の外力が作用しない
ようにしたり、異なる圧力で作動する複数の調圧弁を組
み合わせることで多折れ線型減衰係数を持つ減衰装置と
することもできる。
シリンダ本体外に形成される流路に設けられる。また、
必要に応じ、調圧弁と並列に所定の圧力で作動するリリ
ーフ弁を設けて減衰装置に性能以上の外力が作用しない
ようにしたり、異なる圧力で作動する複数の調圧弁を組
み合わせることで多折れ線型減衰係数を持つ減衰装置と
することもできる。
【００１３】本発明は、このような構造物用減衰装置に
おいて、ピストンロッドの作動に関し、調圧弁と並列に
非線形バネを配置したことを特徴とするものであり、バ
ネ要素を並列に設けたことで、減衰効果に加えて剛性に
よる抵抗力を保持することができる。
おいて、ピストンロッドの作動に関し、調圧弁と並列に
非線形バネを配置したことを特徴とするものであり、バ
ネ要素を並列に設けたことで、減衰効果に加えて剛性に
よる抵抗力を保持することができる。
【００１４】非線形バネとして、例えばコイルバネ等
で、所定の変形量δ0 以下でバネ係数Ｋ＝Ｆ／δ（Ｆは
バネに作用する力、δはバネの変形量）が０または十分
小さい値となるようにしたバネを用いれば、装置部に発
生する変位がδ0 以下の範囲では、ダッシュポットとし
ての特性を発揮して減衰効果を構造物に付加し、装置部
に発生する変位がδ0 より大きい範囲では、減衰効果に
加えバネ効果も発揮して構造物の架構に掛かる力を軽減
することができる。
で、所定の変形量δ0 以下でバネ係数Ｋ＝Ｆ／δ（Ｆは
バネに作用する力、δはバネの変形量）が０または十分
小さい値となるようにしたバネを用いれば、装置部に発
生する変位がδ0 以下の範囲では、ダッシュポットとし
ての特性を発揮して減衰効果を構造物に付加し、装置部
に発生する変位がδ0 より大きい範囲では、減衰効果に
加えバネ効果も発揮して構造物の架構に掛かる力を軽減
することができる。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明の減衰装置１０の一実施例を
概略的に示したもので、シリンダ１１内に両ロッド形式
のピストン１２が組み込まれている。本実施例では、ピ
ストンロッド１２ａは一方向のみシリンダ１１から突出
し、その突出する側のロッド１２ａ及びシリンダ１１の
反対側に、耐震要素または柱梁架構と連結するための取
付部１５、１６を設けている。
概略的に示したもので、シリンダ１１内に両ロッド形式
のピストン１２が組み込まれている。本実施例では、ピ
ストンロッド１２ａは一方向のみシリンダ１１から突出
し、その突出する側のロッド１２ａ及びシリンダ１１の
反対側に、耐震要素または柱梁架構と連結するための取
付部１５、１６を設けている。
【００１６】ピストン１２を貫通して両側の油圧室１４
を連通させる流路には、調圧弁１７が設けられ、装置に
所定の減衰係数ｃを与えている。なお、調圧弁は、図中
１７’で示すように、シリンダ１１本体外の流路に設け
ても良い。
を連通させる流路には、調圧弁１７が設けられ、装置に
所定の減衰係数ｃを与えている。なお、調圧弁は、図中
１７’で示すように、シリンダ１１本体外の流路に設け
ても良い。
【００１７】上述のような減衰装置１０の基本構成にお
いて、本実施例では、油圧室１４内にピストン１２と油
圧室１４の内壁間をつなぐ形で、非線型バネ２２をピス
トンロッド１２ａと平行に配置することで、調圧弁１７
による減衰効果に加え、剛性による抵抗力を保持できる
ようにしている。
いて、本実施例では、油圧室１４内にピストン１２と油
圧室１４の内壁間をつなぐ形で、非線型バネ２２をピス
トンロッド１２ａと平行に配置することで、調圧弁１７
による減衰効果に加え、剛性による抵抗力を保持できる
ようにしている。
【００１８】図２は、本発明の減衰装置１０の他の実施
例を概略的に示したもので、非線型バネ２２を油圧室１
４内に設置する代わりに、ピストンロッド１２ａの端部
に設けた取付部１５側と、シリンダ１１本体の外周面
に、それぞれフランジ部２３，２４を形成し、これらの
フランジ部２３，２４をつなぐ形で、非線型バネ２２を
ピストンロッド１２ａと平行に配置している。
例を概略的に示したもので、非線型バネ２２を油圧室１
４内に設置する代わりに、ピストンロッド１２ａの端部
に設けた取付部１５側と、シリンダ１１本体の外周面
に、それぞれフランジ部２３，２４を形成し、これらの
フランジ部２３，２４をつなぐ形で、非線型バネ２２を
ピストンロッド１２ａと平行に配置している。
【００１９】図１の形式では装置がコンパクトになる利
点があるのに対し、図２の形式では非線型バネの取り付
け、交換等が容易であるという利点がある。
点があるのに対し、図２の形式では非線型バネの取り付
け、交換等が容易であるという利点がある。
【００２０】図３〜図５は、本発明で用いる非線型バネ
２２の例を示したものである。
２２の例を示したものである。
【００２１】図３(a) は、径が徐々に広がるコイルバネ
の例であり、バネに作用する力Ｆとバネの変形量δの関
係が図３(b) のようになり、δ0 を越えた範囲でバネ係
数Ｋの増加の割合が大きくなる。
の例であり、バネに作用する力Ｆとバネの変形量δの関
係が図３(b) のようになり、δ0 を越えた範囲でバネ係
数Ｋの増加の割合が大きくなる。
【００２２】図４(a) は、バネ係数の異なる線型バネの
組み合わせによる非線型バネの例であり、図４(b) に示
すようにδ0 以下では小さいバネ係数Ｋ1 を有し、δ0
を越えた範囲で大きいバネ係数Ｋ2 となる。
組み合わせによる非線型バネの例であり、図４(b) に示
すようにδ0 以下では小さいバネ係数Ｋ1 を有し、δ0
を越えた範囲で大きいバネ係数Ｋ2 となる。
【００２３】図５(a) は、図４(a) の小さいバネ係数Ｋ
1 の線型バネを外したものに相当し、バネの取り付けに
関し隙間を設ける等して、変形量δ0 以下ではバネが機
能しないようにしたものである。その場合のバネ特性
は、図５(b) のようになる。
1 の線型バネを外したものに相当し、バネの取り付けに
関し隙間を設ける等して、変形量δ0 以下ではバネが機
能しないようにしたものである。その場合のバネ特性
は、図５(b) のようになる。
【００２４】図６は、図３〜図５の非線型バネを用いた
場合の、減衰装置の特性を示したもので、装置部におけ
る変位がδ0 以下では、図６(a) に示すように、ほとん
どダッシュポットのみの振動特性となり、変位がδ0 を
越える範囲では、図６(b) に示すように、ダッシュポッ
トに加えてバネを併せ持った振動特性となる。
場合の、減衰装置の特性を示したもので、装置部におけ
る変位がδ0 以下では、図６(a) に示すように、ほとん
どダッシュポットのみの振動特性となり、変位がδ0 を
越える範囲では、図６(b) に示すように、ダッシュポッ
トに加えてバネを併せ持った振動特性となる。
【００２５】このような特性の利用方法としては、例え
ばδ0 を２５kineレベルの地震及び再現５年の風におい
て装置部に発生する変位程度に設定する。
ばδ0 を２５kineレベルの地震及び再現５年の風におい
て装置部に発生する変位程度に設定する。
【００２６】図７は、建物１の柱２、梁３等からなるフ
レーム内に、局所的に耐震要素としての逆Ｖ字型ブレー
ス４と減衰装置１０を設置して、その部分で建家の振動
エネルギーを吸収するようにしたものであり、この場
合、２５kineレベルの地震及び再現５年の風程度に対し
ては、ダッシュポットとしての特性を発揮して、減衰効
果を建物１に付加する。
レーム内に、局所的に耐震要素としての逆Ｖ字型ブレー
ス４と減衰装置１０を設置して、その部分で建家の振動
エネルギーを吸収するようにしたものであり、この場
合、２５kineレベルの地震及び再現５年の風程度に対し
ては、ダッシュポットとしての特性を発揮して、減衰効
果を建物１に付加する。
【００２７】それ以上の外力に対しては、バネの効果も
発揮してブレース４に力を伝達し、フレームに掛かる力
を軽減する。特に、これまで低減できなかった風の静的
外力によるフレームのせん断力を、大変形時においてブ
レース４が負担することで低減することが可能となる。
発揮してブレース４に力を伝達し、フレームに掛かる力
を軽減する。特に、これまで低減できなかった風の静的
外力によるフレームのせん断力を、大変形時においてブ
レース４が負担することで低減することが可能となる。
【００２８】
【発明の効果】 構造物用減衰装置において、調圧弁と並列に非線形
バネを配置したことで、減衰効果に加えて剛性による抵
抗力を保持することができる。
バネを配置したことで、減衰効果に加えて剛性による抵
抗力を保持することができる。
【００２９】 大変形時には、バネ効果も発揮してフ
レームのせん断力をブレースに負担させることができる
ため、風の静的外力に対してもフレームのせん断力を低
減させることができる。
レームのせん断力をブレースに負担させることができる
ため、風の静的外力に対してもフレームのせん断力を低
減させることができる。
【００３０】 受動的制震機構を与えるものであるた
め、設置の際の構造物の特性に応じた設計及び調整を必
要とするだけであり、複雑な制御システムや付帯設備を
必要とせず、能動型制震機構に比べ低コストで設置する
ことができる。
め、設置の際の構造物の特性に応じた設計及び調整を必
要とするだけであり、複雑な制御システムや付帯設備を
必要とせず、能動型制震機構に比べ低コストで設置する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例における減衰装置の構造を示
す概略図である。
す概略図である。
【図２】本発明の他の実施例における減衰装置の構造を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図３】(a) は本発明で用いる非線型バネの一例を示し
たもので、(b) はその特性図である。
たもので、(b) はその特性図である。
【図４】(a) は本発明で用いる非線型バネの他の例を示
したもので、(b) はその特性図である。
したもので、(b) はその特性図である。
【図５】(a) は本発明で用いる非線型バネのさらに他の
例を示したもので、(b) はその特性図である。
例を示したもので、(b) はその特性図である。
【図６】(a) 、(b) は、それぞれ図３〜図５の非線型バ
ネを用いた場合の、減衰装置の振動特性をモデル化した
図である。
ネを用いた場合の、減衰装置の振動特性をモデル化した
図である。
【図７】建物における減衰装置の配置と外力との関係を
示した概要図である。
示した概要図である。
１…建物、２…柱、３…梁、４…ブレース、１０…減衰
装置、１１…シリンダ、１２…ピストン、１４…油圧
室、１５，１６…取付部、１７…調圧弁、２２…非線型
バネ、２３，２４…フランジ部
装置、１１…シリンダ、１２…ピストン、１４…油圧
室、１５，１６…取付部、１７…調圧弁、２２…非線型
バネ、２３，２４…フランジ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 孝之 東京都調布市飛田給２丁目19番１号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 栗野 治彦 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島 建設株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダと、前記シリンダ内を移動する
ピストンと、前記シリンダの一端より出入するピストン
ロッドと、前記ピストンの両側に形成された油圧室と、
前記両油圧室を連通させる流路に設けた調圧弁とを有す
る構造物用減衰装置において、前記ピストンロッドの作
動に関し、前記調圧弁と並列に非線形バネを配置したこ
とを特徴とする構造物用減衰装置。 - 【請求項２】 前記非線形バネは、所定の変形量δ0 以
下でバネ係数Ｋ＝Ｆ／δ（Ｆはバネに作用する力、δは
バネの変形量）が０または十分小さい値となるようにし
た非線形バネである請求項１記載の構造物用減衰装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13355393A JP2658802B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 構造物用減衰装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13355393A JP2658802B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 構造物用減衰装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346625A JPH06346625A (ja) | 1994-12-20 |
| JP2658802B2 true JP2658802B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=15107508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13355393A Expired - Lifetime JP2658802B2 (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 構造物用減衰装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658802B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100520112B1 (ko) * | 2003-05-09 | 2005-10-11 | 용인송담대학 | 댐퍼 |
| JP5838568B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2016-01-06 | ヤマハ株式会社 | 電子打楽器用のペダル装置 |
| EP2913460B1 (en) | 2014-02-19 | 2017-08-23 | Chihiro Sangyo Co., Ltd. | Vibration control device for a building |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP13355393A patent/JP2658802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06346625A (ja) | 1994-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970506 |