JPH0230829A - 制震装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は上下部構造体間の、または上下階間の相対水
平移動時に、あるいは設備機器と構造体間の相対移動時
に粘性減衰性能を発揮する制震装置に関するものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

積層ゴム等を免震装置として使用する免震構造物では、
建物の揺れの増大を抑え、その変位時の安全性を確保す
る必要からダンパー、または減衰装置等のエネルギー吸
収装置が併用されるが、特に粘性を利用した減衰装置ど
してこれまで、対向する水平板間に介在する粘性流体の
層流により両者間に発生する粘性せん断力を利用して減
衰性能を発揮させる機構の粘性ダンパーが提案されてい
る。

ところが粘性ダンパーは粘性体に接触する板の面積が大
きい程せん断抵抗力が大きくなる機構であるため有効な
減衰力を得るには装置自身の規模を大きくする必要があ
り、その結果設置に場所を取るという難点がある。

この発明はこの従来の粘性ダンパーの実情を踏まえてな
されたもので、設置に場所を取らない構造のダンパーを
新たに提案しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では装置を、上下部構造体間に水平に、あるいは
建築設備機器と上部、または下部構造体間に水平、もし
くは鉛直に配置され、その一方に軸支される中空の外管
とこの中に挿通され、他方に軸支されるロッドとから二
重管構造とすることにより装置の占有面積を狭小化し、
もしくは構造物のフレームの一部を構成する内管とその
回りに被せられ、フレーム面内に架設されるブレースが
接続される外管とから、またはブレース自身を二重管と
して装置を構成することによりこれをフレーム内に組み
込み、従来構造の問題を解決する。

前者の、上下部構造体間に設置される場合、外管は中央
部で一方の構造体Ｇコ鉛直軸回りに回転自在に軸支され
、ロッドは一端で他方の構造体に同じく鉛直軸回り・に
回転自在に軸支され、このロッド外周面と外管内周面間
に粘性流体が充填される。

建築設備機器と構造体間に設置される場合は、外管とロ
ッドは鉛直軸、水平軸のいずれか一方の軸回りに軸支さ
れる。

そしてロッド軸方向の、上下部構造体の相対水平移動時
には外管は回転せず、口・ノドが外管内を往復動し、他
の方向の相対水平移動時には外管が回転すると同時に、
ロッドが往復動するという機構で装置は水平２方向の減
衰性能を発揮する。

設備機器に取り付く場合は構造体との間の水平、または
鉛直の相対移動に対して減衰性能を発揮する。

また後者の、フレーム内に組み込まれる場合は、フレー
ム面内の水平変形時にフレームの一部である内管に沿っ
てブレースが接続される外管が軸方向に往復動じ、二重
管となったブレースも同じく内外管が軸方向に相対移動
して両管間に充填される粘性流体によってフレーム面内
方向の減衰性能が発揮される。

装置は粘性流体を粘弾性体で置き換えても同様の効果を
発揮する。

〔実　施　例〕

以下本発明を一実施例を示す図面に基づいて説明する。

まず第１請求項記載の発明を説明する。

この発明の制震装置Ａは第１図に示すように上部構造体
Ｂ，と下部構造体８２間に水平に設置され、いずれか一
方の構造体Ｂ２に鉛直軸回りに回転自在に軸支される中
空の外管１と、他方の構造体Ｂ１に同じく鉛直軸回りに
回転自在に軸支されるロッド２と、両者間に充填される
粘性流体３とから構成され、両構造体Ｂ１．Ｂ２の水平
２方向の相対変位に対して粘性減衰性能を発揮するもの
である。

外管１は図示するように取り付く側の構造体、図示の実
施例の場合下部構造体Ｂ２に鉛直に立設される起立軸４
を軸として下部構造体Ｂ２に水平面内を回転自在に軸支
される。

外管１は下部構造体Ｂ２に対して回転自在となればよい
から起立軸４は例えば下端が下部構造体Ｂ２に固定され
、上端で外管ｌを軸支する等少なくとも一端がその側に
対して回転する状態にあればよい。

ロッド２はこの外管ｌ内に間隙を設けて挿通され、一端
が、外管ｌを軸支する構造体（下部構造体）Ｂｚに対向
する構造体（上部構造体）Ｂ、から鉛直に垂下する垂下
軸５によって外管とともに下部構造体Ｂ２に対して回転
自在に上部構造体Ｂ、に軸支される。

この垂下軸５もコンド２側と上部構造体Ｂ。

側の少なくとも一方がその側に対して回転すればよい。

ロッド２の外周面と外管１の内周面間の間隙には図示す
るように粘性流体３が充填され、外管１の両端には粘性
流体３の流出を防止し、ワンド２往復動時にこれを原位
置に復帰させるゴムシール６がワンド２回りを周回し、
ロッド２と外管ｌとに接着されている。

以上の構成からなる本制震装置Ａは、上部構造体Ｂ１と
下部構造体Ｂｚの、ワンド２軸方向の相対移動時にはロ
ッド２が外管１に対して伸縮することにより、またコン
ド２軸に交差する方向の相対移動時には第２図に示すよ
うに外管１が起立軸４回りに回転すると同時に、ロッド
２が伸縮することにより上下部構造体Ｂ、、８つの水平
２方向の相対変位に対して粘性減衰効果を発揮する仕組
になっている。

ロッド２は外管ｌに対する相対移動後、ゴムシール６に
よって元の位置に復帰する。

ロッド２は外管１と同じく中空部材でもよく、また外管
１内に複数本並列して配置されることによって減衰効果
を高めることができる。

第２請求項記載の発明は上記発明の粘性流体３を第３図
に示すように適量の粘弾性体７に置き換えたもので、第
１請求項発明と全く同様の働きをするものである。

粘弾性体７はロッド２外周面と外管１内周面とに、双方
が軸方向に相対移動可能に接着され、この発明では外管
１両端のゴムシール６は不要となる。

第３請求項記載の発明は第１、もしくは第２請求項記載
発明と同一構造の制震装置Ａを、上下部構造体Ｂ＋、Ｂ
ｚ間に代えて建築設備機器と上部、もしくは下部構造体
Ｂ、　、Ｂ、間に外管ｌとロッド２とを鉛直軸回り、も
しくは水平軸回りに回転自在に軸支して設置し、建築設
備機器の制振に利用するもので、第１、第２請求項発明
と同様の機構を示すものである。

次に第４請求項記載の発明を説明する。

この発明の制震装置Ａは第４図−Ｉ〜■に示すように構
造物のフレームＦの一部、すなわち梁、もしくは柱を構
成する内管８とその回りに被せられる外管９と両者間に
充填される粘性流体３とから構成され、フレームＦ面内
の水平変形、すなわち上下階の水平相対変位に対して粘
性減衰性能を発揮するものである。

内管８は第４図に示すように梁の場合と柱の場合とがあ
り、外管９はこの内管８に沿って軸方向に往復動可能に
、内管８の中間部回りに、その外周面との間に第５図に
示すように間隙を設けて被せられる。

この間隙は第５図−Ｈに示すようにスペーサ１０によっ
て保持され、ここには第５図に示すように粘性流体３が
充填され、外管９の両端と内管８とにはゴムシール６が
接着される。

外管９にはまた図示するようにフレームＦ内に架設され
るブレースＢが接続されており、このブレースＢによっ
て零制震装置ＡはフレームＦの変形に対して第１請求項
発明と同様の挙動を示すことになる。このブレースＢは
外力には抵抗しない。

第４図−■は内管８が梁の場合であるが、この実施例の
場合フレームＦが水平変形し、内管８が下階側の内管８
に対して相対変位した際、制震装置Ａは外管９に接続さ
れたブレースＢが元の状態を保ち、外管９を内管８に対
して相対的に逆方向へ移動させ、その相対移動によって
粘性抵抗力を発揮する。

Ｈの、内管８が柱の場合は梁の変位方向側のブレースＢ
がそれに接続する外管９を柱に対して押し下げ、逆側の
ブレースＢがその側の外管９を押し上げることによって
変位を減衰させる仕組になっている。

■は■と■の組み合わせである。

内管８と外管９の相対移動後はゴムシール６によって原
位置に復帰する。

第５請求項記載の発明は第４請求項発明の粘性流体３を
第６図に示すように適量の粘弾性体７に置き換えたもの
で、機構は上記発明と同じである。

続いて第６請求項記載の発明を説明する。

この発明は第７図に示すようにフレームＦ内に架設され
るブレースＢを制震装置Ａとして構成したもので、一端
がフレームＦに接続され、他端がフレームＦから切り離
される内管１１と、その他端側かフレームＦに接続され
る外管１２と、間に充填される粘性流体３とからなり、
フレームＦの変形に追随し、その変位を減衰させるもの
である。

外管１２は図示するように内管１１とは逆に内管１１の
切り離される側のフレームＦに接続され、接続される側
のフレームＦから切り離され、第４請求項発明と同様に
内管１１との間にスペーサｌＯによる間隙を設けてその
回りに被せられる。

また第８図に示すように内管１１の端部と外管１２の端
部にゴムシール６が内外管１１．１２に接着されること
は第４請求項発明と全く同様である。

フレームＦの変形時、本装置装置Ａは内管１１が変位量
に応じて外管１２に対して伸長、あるいは収縮して変位
に追従し、その相対移動により減衰力を発揮し、相対移
動後はゴムシール６によって復元する。

この制震装置Ａは第９図のように外管１２の内部に複数
本の内管１１を配置する構成を採ることもできる。

第７請求項記載の発明は第１０図に示すように第５請求
項発明の粘性流体３を適量の粘弾性体７に置換したもの
で、機構は上記発明と全く同じである。

以上の第４乃至第７請求項発明の制震装置Ａは単独で制
置構造物を形成するが、積層ゴム支承等の免震装置と組
み合わせて制置及び免震効果の高い構造物を実現するこ
ともできる。

〔発明の効果〕

この発明は以上の通りであり、外管とその中に挿通され
るロッド、もしくは内管間に粘性流体、または粘弾性体
を充填したもので、外管の軸方向の相対移動によって減
衰力を発揮する構造であるため小さい設置スペースで大
変位に追従させることができ、特に第４乃至第７請求項
発明では構造物のフレーム内に組み込まれるため設置ス
ペースの確保が難しい構造物（鉄塔等）に据え付けるこ
とができる。

また第４乃至第７請求項発明はフレーム自身の振動を減
衰するものであるため特別な装置を付加せずに構造物に
弾性領域内での高い減衰性能を保有させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図−１，ＩＩは第１請求項発明の実施例を示したそ
れぞれ立面図、側面図、第２図はその挙動の様子を示し
た平面図、第３図は第２請求項発明の実施例を示した立
面図、第４図−Ｉ。 ｎ、　　ｔｉｔは第４請求項発明の実施例を示した立面
図、第５図−■はその一部を拡大した断面図、■は軸方
向断面図、第６図−Ｉ、　　Ｉｆは第５請求項発明の一
部を示したそれぞれ拡大断面図、軸方向断面図、第７図
は第６請求項発明の実施例を示した立面図、第８図はそ
の一部を拡大した断面図、第９図は他の実施例を示した
軸方向断面図、第１０図は第７請求項発明の一部を示し
た断面図である。 Ａ・・・・・・制震装置、■・・・・・・外管、２・・
・・・・ロッド、３・・・・・・粘性流体、４・・・・
・・起立軸、５・・・・・・垂下軸、６・・・・・・ゴ
ムシール、Ｂ１・・・・・・上部構造体、Ｂ２・・・・
・・下部構造体、７・・・・・・粘弾性体、Ｆ・・・・
・・フレーム、８・・・・・・内管、９・・・・・・外
管、１０・・・・・・スペーサ、Ｂ・・・・・・ブレー
ス、１１・・・・・・内管、１２・・・・・・外管。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）上下部構造体間に水平に配置され、中央部が一方
   の構造体に、鉛直軸回りに回転自在に軸支される中空の
   外管と、外管内に挿通され、一端が他方の構造体に、鉛
   直軸回りに回転自在に軸支され、上下部構造体の水平２
   方向の相対移動時に外管内を軸方向に往復動するロッド
   と、外管内周面とロッド外周面間に充填される粘性流体
   とからなる制震装置。
2. （２）外管内周面とロッド外周面間には粘性流体に代え
   て粘弾性体が双方に接着されて充填されていることを特
   徴とする第１請求項記載の制震装置。
3. （３）上下部構造体間に代え、建築設備機器と上部、も
   しくは下部構造体間に、外管とロッドとが鉛直軸回り、
   もしくは水平軸回りに回転自在に軸支されて設置されて
   いることを特徴とする第１請求項または第２請求項記載
   の制震装置。
4. （４）構造物のフレームの一部を構成する内管と、内管
   の中間部回りに被せられるとともに、フレーム面内に架
   設されるブレースが接続され、フレーム面内の水平変形
   時に内管に沿って軸方向に往復動する外管と、内管外周
   囲と外管内周面間に充填される粘性流体とからなる制震
   装置。
5. （５）内管外周面と外管内周面間には粘性流体に代えて
   粘弾性体が双方に接着されて充填されていることを特徴
   とする第４請求項記載の制震装置。
6. （６）構造物のフレーム面内に、一端がフレームに接続
   され、他端がフレームから切り離された状態に架設され
   る内管と、内管の回りに被せられるとともに、内管の切
   り離される側のフレームに接続され、接続される側のフ
   レームから切り離され、フレーム面内の水平変形時に内
   管に沿って軸方向に往復動する外管と、内管外周面と外
   管内周面間に充填される粘性流体とからなる制震装置。
7. （７）内管外周面と外管内周面間には粘性流体に代えて
   粘弾性体が双方に接着されて充填されていることを特徴
   とする第６請求項記載の制震装置。