JPH0443630Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 考案の目的 〔産業上の利用分野〕 この考案は、斜張橋、吊橋等の橋梁等の構造物
に作用する地震力、風荷重を吸収し、当該構造物
の制振を行う橋梁構造物用ダンパに関し、更に詳
しくは、オリフイス孔を流動する油の流体抵抗を
利用して減衰力を得るオイルダンパに関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

橋梁等の構造物の制振装置としてオイルダンパ
が一般的に使用されている。このものは筒状のシ
リンダとこのシリンダ内において軸心方向に移動
するピストン及びこのピストンに連結されたピス
トンロツドとシリンダ内に封入されたオイル
（油）とからなり、シリンダ側は橋脚すなわち下
部構造側に固定され、ピストンロツド側は橋桁す
なわち上部構造側に固定され、上・下部構造の相
対的変位をピストンの移動に変換し、このピスト
ンに設けたオリフイス孔によつて油圧を発生さ
せ、振動エネルギーを吸収するものである。

そして、このオイルダンパによれば、オリフイ
ス孔を適切に定めうれば速度２乗に比例して一義
的に定まる流体抵抗を得ることができ、ピストン
の受圧面積に応じて大きな減衰力を得ることがで
きる、等の特長を有する。

しかしながら、この従来のオイルダンパによつ
ては、橋梁が長大化し上部構造の長さすなわちス
パンが長大になるとピストンの移動距離すなわち
ストロークも大きく採る必要があり、かつ大きな
受圧面積を得るためシリンダを大径にする必要が
あり、このため装置自体が大型化し、上部構造と
下部構造との所定位置に設置され難いものとな
る。また、シリンダ内に封入されるオイルを密封
するためにピストンロツドとシリンダとの摺動部
分にパツキンよりなるシール機構が必須で、この
パツキンの損傷・劣化も問題となる。

〔考案の技術的課題〕

本考案は上記実情に鑑みなされたものであり、
オイルダンパの特性を活かしつつ、長大スパンの
上部構造における大きな変位量に対し、装置を大
型化することなく容易に対処でき、また、パツキ
ンによるシール機構を不要となし従来のオイルダ
ンパの欠点を克服した構造用ダンパを提供するこ
とを目的（技術的課題）とする。

Ｂ 考案の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本考案の橋梁構造物用揺動ダンパは上記目的を
達成するため、以下の構成（技術的手段）を採
る。すなわち、橋桁等の上部構造と橋脚等の下
部構造との間に配置され、該上部構造に卓越して
作用する長周期振動を吸収する橋梁構造物用揺動
ダンパであつて、前記上部構造には、下面に所
定の間隔をもつて相対設するクレビスを一体に備
えた上部取付け体が該クレビスを下方に向けて固
定され、前記上部取付け体の両クレビス間に
は、有底の中空シリンダ部を備えた揺動シリンダ
が、該クレビスに設けられた円孔に挿通され、該
クレビスに回転可能に枢支された回転軸に、前記
中空シリンダ部の開口部を下方に向けて該クレビ
スに対し揺動可能に嵌合固定され、前記揺動シ
リンダの中空シリンダ部には、直円柱状の摺動ピ
ストン部と；該摺動ピストン部の下端に該摺動ピ
ストン部の軸線と直交する両方向に実質的に等長
にわたつて一体に延設された回転軸部と；該回転
軸部の該摺動ピストン部を挟んで相対向する位置
に該回転軸部の軸線方向に沿つて一体に突設され
た２つの回転翼と；該回転軸部の両端に形成され
たジヤーナル部と；を備えた揺動腕が、前記摺動
ピストン部を摺動自在に嵌挿させて配され、前
記下部構造には、取付け板部と；該取付け板部に
一体に形成され内面に円筒内周壁を有する下部シ
リンダ体と；該下部シリンダ体の両端開口部を閉
塞する側蓋と；該下部シリンダ体の円筒内周壁底
部に該下部シリンダ体の長手方向に沿つて設けら
れたオリフイス孔を有する隔壁と；を備えた固定
シリンダが、該取付け板部を介して固定され、
前記下部シリンダ体の内面にシリンダ室が形成さ
れ、前記下部シリンダ体の隔壁の頂部には、そ
の長手方向にわたつて凹溝が形成されるととも
に、該凹溝には弁体が該凹溝と該弁体との間に配
されたばねに押圧されて配され、前記固定シリ
ンダの下部シリンダ体内には、前記揺動シリンダ
の中空シリンダ部に摺動ピストン部を挿通させて
配された揺動腕の回転軸部が両端のジヤーナル部
において前記側蓋に回転可能に枢支されていると
ともに、前記回転翼を該下部シリンダ体の円筒内
周壁に摺接させ、該回転軸部の底部を前記隔壁の
弁体に摺接させて配されており、前記下部シリ
ンダ体のシリンダ室は前記隔壁に形成されたオリ
フイス孔を連通孔とする第１及び第２の密閉空間
に区画され、前記第１及び第２の密閉空間に
は、油が封入されてなる、ことを特徴とする。

〔作用〕

上部及び下部構造に地震力あるいは風荷重等の
強制振動力が作用し、上部構造物と下部構造物と
の間に相対的変位が生じると、該上部構造物に対
し揺動可能に枢支された揺動シリンダは、この相
対変位の方向に揺動する。

この揺動シリンダの揺動は、該揺動シリンダの
中空シリンダ部に摺動ピストン部を挿通させ、該
摺動ピストン部と一体に形成された回転軸部を該
固定シリンダの側蓋に回転可能に枢支させて配さ
れた揺動腕に伝達される。

該揺動腕の揺動により、該揺動腕の回転軸部に
一体に形成された回転翼は、固定シリンダの下部
シリンダ体内面の円筒内周壁に摺接しながら回転
する。

該回転翼の回転により、下部シリンダ体のシリ
ンダ室に、円筒内周壁と該円筒内周壁と摺接する
回転翼と該下部シリンダ体の底部に形成された隔
壁の弁体と該弁体と摺動する回転軸部の底面とで
区画される第１及び第２の密閉空間に封入された
油が該隔壁に設けられ、該第１及び第２の密閉空
間の連通孔として作用するオリフイス孔を流動す
る。この油がオリフイス孔を流動する流動抵抗に
より、揺動腕ひいては揺動シリンダは回転方向と
反対方向に抵抗力を受け、上部及び下部構造間の
相対変位は制動させられることになる。

〔実施例〕

本考案の橋梁構造物用揺動ダンパの実施例を図
面に基づいて説明する。

第１図〜第３図はその一実施例を示す。

図において、Ｇは橋桁等の上部構造、Ｂは橋脚
等の下部構造である。

本実施例の橋梁構造物用揺動ダンパ（以下単に
「ダンパ」という）Ｄは上部構造Ｇと下部構造Ｂ
との間に介装され、上部構造Ｇに作用する振動を
吸収する機能を主体とするものであり、上部構造
Ｇの荷重を支持する機能はない。

本ダンパＤは、上部構造Ｇに取り付けられる上
部取付け体１と、該上部取付け体１に回転軸２を
介して揺動自在に取り付けられた揺動シリンダ３
と、該揺動シリンダ３に連動する揺動腕４と、該
揺動腕４を回転自在に支持し、内部にシリンダ室
を有するとともに下部構造Ｂに取り付けられる固
定シリンダ５の主要構成部分からなり、固定シリ
ンダ５のシリンダ室内には油Ｌが封入されてな
る。

以下、各部の細部構造を説明する。

上部取付け体１は平板状の取付け板１０とこの
取付け板１０の下面に相平行して対設されたクレ
ビス１１，１１とからなる。取付け板１０の上面
中央には上部構造Ｇとの固定を図るボス１ａが突
設され、またその四隅にはアンカー挿通孔１ｂが
穿設されている。クレビス１１には後記する回転
軸を受け入れる円孔１２が穿設されている。

この相対設するクレビス１１，１１間に回転軸
２を介して揺動シリンダ３が揺動可能に取り付け
られている。すなわち、回転軸２は円柱状をな
し、その両端部はクレビス１１の円孔１２に嵌装
されたすべり軸受材１４内に挿通され、両端面に
は鍔材１５が固定ボルト１６によつて固設されて
いる。そして、回転軸２は更に、揺動シリンダ３
の回転軸嵌合孔１８内に一体的に嵌合されて取り
付けられている。

揺動シリンダ３の下部は中空のシリンダ部に形
成され、このシリンダ部の内面にすべり軸受２０
が嵌装固定されている。

揺動腕４は摺動ピストン部４Ａと回転軸部４Ｂ
とからなる。

揺動ピストン部４Ａは直円柱状に形成され、そ
の上半部を上記すべり軸受２０を介して揺動シリ
ンダ３のシリンダ部内に摺動自在に挿入される。

回転軸部４Ｂはその本体部を横長の直円柱状に
延設され、摺動ピストン部４Ａの下端に直交して
形成される。直円柱の軸心は回転中心となる。本
体部の両側方には回転翼２２がそれぞれ長手方向
に突出して形成され、また、両端部はジヤーナル
部２４となつている。

固定シリンダ５は下部シリンダ体６と上蓋７と
側蓋８とを含み、これらによつて内部に円筒状の
シリンダ室９が区画形成されている。換言すれ
ば、このシリンダ室９を形成するように下部シリ
ンダ体６と上蓋７と側蓋８とが組み立てられ、該
シリンダ室９に揺動腕４の回転軸部４Ｂが嵌装さ
れる。

下部シリンダ体６はその下部の取付け板部２５
を介して下部構造Ｂに固定される。取付け板部２
５の下面の中央には下部構造Ｂとの固定を図るボ
ス５ａが突設され、またその四隅にはアンカー挿
通孔５ｂが穿設されている。

上蓋７は下部シリンダ体６の上部の両側に窓部
を存して固定ボルトをもつて載置固定される。

側蓋８はこの上蓋７を嵌め込むとともに回転軸
部４Ｂのジヤーナル部２４をすべり軸受２６を介
して嵌合するように上蓋７及び下部シリンダ体６
に対して多数の固定ボルトをもつて強固に固定さ
れる。側蓋８は回転軸部４Ｂの軸受の役目を果
す。

シリンダ室９の内周壁９Ａは回転軸部４Ｂの回
転翼２２の先端と接し、回転軸部４Ｂがその回転
中心軸を中心として回転する場合この回転翼２２
の先端の描く軌跡に一致して形成されている。換
言すれば、回転軸部４Ｂと同心状になる。従つ
て、回転軌跡に含まれないシリンダ室９の内周壁
は格別円筒壁面に形成する必要はない。

シリンダ室９には２つの回転翼２２の間に介在
して隔壁２８が長手方向に突設形成される。隔壁
２８の頂部は回転軸部４Ｂの回転に追従して常時
接する。

シリンダ室９には油Ｌが充填される。この油Ｌ
にはシリコン油が好適なものとして使用される。

このようにして、隔壁２８を介して回転翼２２
との間に油Ｌが充填される第１及び第２の密閉空
間すなわち油圧室Ａ，Ｂが区画形成される。

隔壁２８には１箇所もしくは多くとも２箇所、
オリフイス孔３０が第１の油圧室Ａと第２の油圧
室Ｂとを連通するように設けられる。オリフイス
孔３０に臨んで隔壁２８の両側には凹部２９が凹
設される。換言すれば、オリフイス孔３０はこの
凹部２９間に穿設される。これにより、オリフイ
ス孔３０は可及的短くされ、効果的な乱流特性を
得ることができる。

このオリフイス孔３０は隔壁２８の長手方向に
みてどの場所に設けられてもよいが、本実施例の
ように調整弁３２が介装される場合には調整弁３
２の取付け勝手から隔壁２８の端部近傍を適当と
する。

詳述すれば、オリフイス孔３０に直交して弁体
挿通孔３１が隔壁２８の側部より穿設されてい
る。弁体挿通孔３１の径はオリフイス孔３０の径
より大きい。

調整弁３２は丸棒体をなし、先端にはオリフイ
ス孔３０の径とほぼ等しい弁孔３３が設けられ、
中間には鍔体３４が設けられるとともに他端には
回動用頭部（スパナかけ）３５が形成されてい
る。側蓋８にはこの調整弁３２の頭部を受け入れ
る凹部３６が凹設され、鍔体押え３７を介して調
整弁３２を固定する。該調整弁３２は弁体挿通孔
３１に密嵌状態で挿入され、頭部のスパナかけ３
５を強い力で回すことにより先端の弁孔３３を両
側のオリフイス孔３０に傾斜し、流路断面を可変
とする。

隔壁２８と回転軸部４Ｂとの摺接部は密封構造
とされる。

第３図に隔壁２８と回転軸部４Ｂとの摺接部の
密封構造の一例を示す。すなわち、隔壁２８の頂
部に長手方向にわたつて凹溝４０が穿設され、こ
の凹溝４０内に弁体４１がばね４２により外方に
付勢されるように収容されている。

回転翼２２とシリンダ内壁面９Ａとの摺接部も
同様の密封構造とされうる。

この実施例において、隔壁２８は固定シリンダ
６に一体的に突出形成されているが、通常は成形
性の観点から別体で製作され、これを固定シリン
ダ６内の嵌合溝に収縮ばめにより強固に取り付け
る態様を採るものである。

上記のように構成されたこの実施例の揺動ダン
パＤと、上部構造Ｇ及び下部構造Ｂとの取付け位
置関係は次のとおりである。

地震動に対しては、橋桁はその固有周期をもつ
て振動するが、橋軸方向への変位が卓越するの
で、クレビス１１の作る方向（クレビス面）すな
わち揺動方向は橋軸方向に向けられ、従つて回転
ピストン部４Ｂの回転軸は橋軸直角方向に向けら
れる。

斜張橋を含む吊橋系においては、風荷重を受け
て橋軸直角方向に揺れを生じるので、このためク
レビス面は橋軸直角方向に向けられ、また回転ピ
ストン部４Ｂの回転軸は橋軸方向に向けられる。

本実施例の揺動ダンパＤは次のように作動す
る。

地震あるいは風荷重等の強制振動力を受けて上
部構造Ｇが揺れると、この振動は揺動シリンダ３
を介して揺動腕４の回転軸部４Ｂの回転となつて
あらわれる。

今、上部構造Ｇが第１図右方向に平行に変位し
たとすると、揺動シリンダ３は回転軸２を中心に
回転自由となつているので、時計方向に回転す
る。揺動腕４はこの揺動シリンダ３に連動してい
るので揺動シリンダ３の回転に合わせて回転変位
するが、揺動シリンダ３の回転中心は回転軸部４
Ｂの円筒中心軸となつているので、揺動腕４は回
転軸部４Ｂの回転軸まわりに時計方向に回転す
る。水平変位に伴いアーム長ｒが変化するが、揺
動シリンダ３と揺動腕４の摺動ピストン部４Ａと
の摺動変位で吸収される。

この回転において、油圧室Ｂから油圧室Ａへオ
リフイス孔３０を介して油Ｌが流れ、これによつ
て生ずる流動抵抗によつて回転翼２２が抵抗を受
け、その反作用として上部構造Ｇの右方向の変位
を阻止する方向に作用する。

上部構造Ｇが第１図左方向に変位すると上述の
逆の回転変位となり、油Ｌは油圧室Ａから油圧室
Ｂへと流れる。

このときオリフイス孔３０に生じる流動抵抗は
乱流域においてなされる。

乱流域をより効果的に得るため、オリフイス孔
３０の長さｌは所定長（孔径の2.5〜3.5倍、少く
とも５倍以上）にされ、またオリフイス孔３０の
開口縁は丸みをもつて形成される。また、油は可
及的粘度の低いものが使用される。

乱流域での流動抵抗を利用することにより、油
の粘度変化すなわち温度変化に影響されず、速度
２乗比例の一義的な圧力降下が得られるものであ
る。このため、橋梁の耐震設計に当つて減衰量を
所定精度の中に納めることができ、理想的なダン
パを得ることができる。

また、この作動において明らかなように、上・
下部構造Ｇ，Ｂ間の相対変位量ｘは、回転軸２の
軸心と回転軸部４Ｂの回転軸心との距離すなわち
アーム長ｒによつて回転翼２２の回転角θに変換
される。従つて、ｘ，ｒ，θを適宜に定めれば、
大きな変位量ｘであつてもアーム長ｒをそれに対
応して長く採ることにより、回転角θを小さくし
得る。

そして、減衰力は回転翼２２の受圧面積に比例
するものであるから、回転翼２２の長さｂ（従つ
てシリンダ室９の長さ）を適宜長くすることによ
り、シリンダ室９の径を大きくすることなく、大
きな減衰力を得ることができるものである。

本考案は上記実施例に限定されるものではな
く、本考案の基本的技術理想の範囲内で種々設計
変更が可能である。すなわち、以下の態様は本考
案の技術的範囲内に包含されるものである。

揺動腕４の回転軸部４Ｂの本体は必ずしも円
筒体に形成する必要はなく、要は回転中心軸が
保持され、この回転中心軸より等距離にシリン
ダ室９の内壁９Ａに接する外面が形成され得れ
ばよい。

オリフイス孔３０に格別調整弁３２を設ける
必要はない。

オリフイス孔３０を２か所配し、１か所を調
整弁３２付きとし、他を調整弁なしとする。

回転翼２２とシリンダ内壁面９Ａとの摺接
部、及び隔壁２８と回転軸部４Ｂとの摺接部は
両者の合わせ部が精度よく形成されうれば、弁
体による密封構造は不要である。

Ｃ 考案の効果 本考案の構造物用揺動ダンパは上述した構成よ
りなり作用を奏するものであるので、上部構造が
長大スパンで大ストロークを要するものであつて
も、アーム長を適宜の長さに設定することにより
容易に対処でき、かつ、シリンダ室の長さ（すな
わち回転軸部の長さ）を適宜に設定することによ
り、この大ストロークに見合う受圧面積を容易に
確保できる。このため、このダンパのシリンダ室
すなわち減衰力発生部は小径を維持したままでよ
く、ダンパの小型化を達成することができる。更
に、従来のオイルダンパのようにピストンロツド
との摺動部分のパツキンは不要であり、このた
め、パツキンに対する維持管理の手間を省くこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の構造物用揺動ダンパの実施例を
示し、第１図はその一実施例の縦断面図（第２図
の−線断面図）、第２図は第１図の−線
横断面図、第３図は部分拡大図である。 Ｇ……上部構造、Ｂ……下部構造、１……上部
取付け体、２……回転軸、３……揺動シリンダ、
４……揺動腕、４Ａ……摺動ピストン部、４Ｂ…
…回転軸部、５……回転シリンダ、６……下部シ
リンダ体、７……上蓋、８……側蓋、９……シリ
ンダ室、９Ａ……内周壁、１１……クレビス、２
２……回転翼、２８……隔壁、３０……オリフイ
ス孔、Ａ，Ｂ……密閉空間、Ｌ……油。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 橋桁等の上部構造と橋脚等の下部構造との間
   に配置され、該上部構造に作用する振動を吸収
   する橋梁構造物用揺動ダンパであつて、 前記上部構造には、下面に所定の間隔をもつ
   て相対設するクレビスを一体に備えた上部取付
   け体が該クレビスを下方に向けて固定され、 前記上部取付け体の両クレビス間には、有底
   の中空シリンダ部を備えた揺動シリンダが、該
   クレビスに設けられた円孔に挿通され、該クレ
   ビスに回転可能に枢支された回転軸に、前記中
   空シリンダ部の開口部を下方に向けて該クレビ
   スに対し揺動可能に嵌合固定され、 前記揺動シリンダの中空シリンダ部には、直
   円柱状の摺動ピストン部と；該摺動ピストン部
   の下端に該摺動ピストン部の軸線と直交する両
   方向に実質的に等長にわたつて一体に延設され
   た回転軸部と；該回転軸部の該摺動ピストン部
   を挟んで相対向する位置に該回転軸部の軸線方
   向に沿つて一体に突設された２つの回転翼と；
   該回転軸部の両端に形成されたジヤーナル部
   と；を備えた揺動腕が、前記摺動ピストン部を
   摺動自在に嵌挿させて配され、 前記下部構造には、取付け板部と；該取付け
   板部に一体に形成され内面に円筒内周壁を有す
   る下部シリンダ体と；該下部シリンダ体の両端
   開口部を閉塞する側蓋と；該下部シリンダ体の
   円筒内周壁底部に該下部シリンダ体の長手方向
   に沿つて設けられたオリフイス孔を有する隔壁
   と；を備えた固定シリンダが、該取付け板部を
   介して固定され、 前記下部シリンダ体の内面にシリンダ室が形
   成され、 前記下部シリンダ体の隔壁の頂部には、その
   長手方向にわたつて凹溝が形成されるととも
   に、該凹溝には弁体が該凹溝と該弁体との間に
   配されたばねに押圧されて配され、 前記固定シリンダの下部シリンダ体内には、
   前記揺動シリンダの中空シリンダ部に摺動ピス
   トン部を挿通させて配された揺動腕の回転軸部
   が両端のジヤーナル部において前記側蓋に回転
   可能に枢支されているとともに、前記回転翼を
   該下部シリンダ体の円筒内周壁に摺接させ、該
   回転軸部の底部を前記隔壁の弁体に摺接させて
   配されており、 前記下部シリンダ体のシリンダ室は前記隔壁
   に形成されたオリフイス孔を連通孔とする第１
   及び第２の密閉空間に区画され、 前記第１及び第２の密閉空間には、油が封入
   されてなる、 ことを特徴とする橋梁構造物用揺動ダンパ。 (2) 隔壁に形成されたオリフイス孔には、調整弁
   が介装されている実用新案登録請求の範囲第１
   項に記載の橋梁構造物用揺動ダンパ。