(57)【要約】【課題】構造が簡単で部品点数も少なく設置が容易でエネルギー吸収性能が高く低コストのエネルギー吸収用ダンパーを提供することを目的とする。【解決手段】エネルギー吸収用ダンパーにおいて、負荷される応力に応じて変位する第１の部材と、前記第１の部材の変位に応じて前記第１の部材の変位方向とは異なる方向に変位する円周方向に分割された複数の第２の部材と、前記複数の第２の部材の変位をガイドする第３の部材を備え、前記複数の第２の部材の外側にリング状のゴム系弾性部材を配することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷される応力に応じて変位する第１の部材と、前記第１の部材の変位に応じて前記第１の部材の変位方向とは異なる方向に変位する円周方向に分割された複数の第２の部材と、前記複数の第２の部材の変位をガイドする第３の部材を備え、前記複数の第２の部材の外側にリング状のゴム系弾性部材を配することを特徴とするエネルギー吸収用ダンパー。
【請求項２】
前記リング状のゴム系弾性部材の外側にリング状の拘束部材を配することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー吸収用ダンパー。
【請求項３】
前記第１の部材の端部に傾斜面を形成し、前記複数の第２の部材の内側に前記第１の部材の傾斜面と係合する傾斜面を形成し前記傾斜面の傾斜角に応じて前記第２の部材の変位の方向を前記第１の部材の変位方向と異なる方向に変換することを特徴とする請求項１又は２に記載のエネルギー吸収用ダンパー。
【請求項４】
前記複数の第２の部材に変位方向に伸びる長穴を形成し、前記第３の部材に一端を固定したガイドピンを前記長穴に配することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のエネルギー吸収用ダンパー。
【請求項５】
前記第３の部材は、前記第１の部材の変位方向に空所を設け、前記空所に底板を配し、前記底板と第１の部材の端部とを弾性変形可能な弾性連結部材で連結することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエネルギー吸収用ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震等のエネルギーを吸収し建築物や橋梁等の構造物の破壊を防止するエネルギー吸収用ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等のエネルギーを吸収するためのエネルギー吸収用ダンパーとしては、オイルダンパー、エアーダンパー、粘弾性体ダンパー等が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７８４１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１３８６７０号公報
【特許文献３】特開２００７−８５０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のエネルギー吸収用ダンパーとしてのオイルダンパー、エアーダンパー、粘弾性ダンパー等は、構造が複雑で、コストも高く、定期的メンテナンスが必要となるという問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、構造が簡単で部品点数も少なく設置が容易でエネルギー吸収性能が高く低コストのエネルギー吸収用ダンパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本第１発明は、前記課題を解決するために、エネルギー吸収用ダンパーにおいて、負荷される応力に応じて変位する第１の部材と、前記第１の部材の変位に応じて前記第１の部材の変位方向とは異なる方向に変位する円周方向に分割された複数の第２の部材と、前記複数の第２の部材の変位をガイドする第３の部材を備え、前記複数の第２の部材の外側にリング状のゴム系弾性部材を配することを特徴とする。
【０００７】
本第２発明は、本第１発明のエネルギー吸収用ダンパーにおいて、前記リング状のゴム系弾性部材の外側にリング状の拘束部材を配することを特徴とする。
【０００８】
本第３発明は、本第１又は第２発明のエネルギー吸収用ダンパーにおいて、前記第１の部材の端部に傾斜面を形成し、前記複数の第２の部材の内側に前記第１の部材の傾斜面と係合する傾斜面を形成し前記傾斜面の傾斜角に応じて前記第２の部材の変位の方向を前記第１の部材の変位方向と異なる方向に変換することを特徴とする。
【０００９】
本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかのエネルギー吸収用ダンパーにおいて、前記複数の第２の部材に変位方向に伸びる長穴を形成し、前記第３の部材に一端を固定したガイドピンを前記長穴に配することを特徴とする。
【００１０】
本第５発明は、本第１〜第４発明のいずれかのエネルギー吸収用ダンパーにおいて、前記第３の部材は、前記第１の部材の変位方向に空所を設け、前記空所に底板を配し、前記底板と第１の部材の端部とを弾性変形可能な弾性連結部材で連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の負荷される応力に応じて変位する第１の部材と、前記第１の部材の変位に応じて前記第１の部材の変位方向とは異なる方向に変位する円周方向に分割された複数の第２の部材と、前記複数の第２の部材の変位をガイドする第３の部材を備え、前記複数の第２の部材の外側にリング状のゴム系弾性部材を配する構成により、第１の部材に入力された応力を、複数に分割された第２の部材に伝達し、第２の部材の外周に配されたリング状のゴム系弾性部材の引張力により吸収できるので、構造がコンパクトで設置が容易なエネルギー吸収性の高いエネルギー吸収用ダンパーとすることができる。
リング状のゴム系弾性部材の外側にリング状の拘束部材を配する構成により、第１の部材に入力された応力を、複数に分割された第２の部材に伝達し、第２の部材の外周に配されたリング状の拘束部材で拘束されたリング状のゴム系弾性部材の圧縮力により吸収できるので、構造がコンパクトで設置が容易なエネルギー吸収性の高いエネルギー吸収用ダンパーとすることができる。
第１の部材の端部に傾斜面を形成し、複数の第２の部材の内側に前記第１の部材の傾斜面と係合する傾斜面を形成し前記傾斜面の傾斜角に応じて前記第２の部材の変位の方向を前記第１の部材の変位方向と異なる方向に変換する構成により、簡単な構成で変位方向を変換可能であるのでコンパクトなエネルギー吸収用ダンパーとすることができる。
複数の第２の部材に変位方向に伸びる長穴を形成し、前記第３の部材に一端を固定したガイドピンを前記長穴に配する構成により、第２の部材の変位を確実にガイドできる。
第３の部材は、第１の部材の変位方向に空所を設け、前記空所に底板を配し、前記底板と第１の部材の端部とを弾性変形可能な弾性連結部材で連結する構成により、第１の部材の変位力を弾性連結部材の弾性変形により吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明のエネルギー吸収用ダンパーの第１の実施形態の断面図であり、図２は平面図である。
【００１４】
本発明のエネルギー吸収用ダンパー１は、振動、衝撃等の応力に応じて変位する第１の部材２を有する。第１の部材２は、載頭円錐形状の部材として形成され、一方の端部に応力が負荷される平面形状の入力部３と、他方の端部に入力した応力に応じた変位力を第２の部材５に伝達するための傾斜した変位力伝達傾斜部４を備える。図１、２に示される第１の実施形態では、変位力伝達傾斜部４の形状は円錐形状にしているが、多角形の錐体としても良い。平面形状の入力部３は、相対変位する構造物等の一方の部材に固定する。
【００１５】
第１の部材２の変位力伝達傾斜部４からの応力に応じた変位力を受け、第１の部材２の変位方向と異なる方向に変位する第２の部材５は、円周方向に分割された複数の部材で構成される。図２に示される第１の実施形態では、第２の部材５を円周方向に４分割しているが、分割数はこれに限定されるものではない。第２の部材５の内側端部には、第１の部材２の変位力伝達傾斜部４と係合する傾斜した傾斜入力部６が形成される。第１の部材２の変位力伝達傾斜部４の傾斜角度と第２の部材の傾斜入力部６の傾斜角度を変えることにより、第２の部材の変位方向を変えることができる。
【００１６】
複数の第２の部材５の外側端部７には、リング状のゴム系弾性部材８が配置される。複数の第２の部材５の外側端部７は、リング上のゴム系弾性部材８を収容するための円弧状の溝を形成するのが望ましい。
【００１７】
複数の第２の部材５の表裏面側には第２の部材５の変位方向に伸びる長穴９が貫通して形成される。長穴９の表側の面には長穴９に沿って段部１０が形成される。
【００１８】
第３の部材１１には、第２の部材５の裏面とスライド面を形成する表面１２を備える。第３の部材１１の第１部材２の変位方向に対応する位置に央空所１３が形成される。空所１３は第１の部材２の変位方向に位置し第１の部材２の変位量を確保する。空所１３の底に底板１４を配置し、底板１４と第１の部材２の変位力伝達傾斜部４の先端を弾性変形可能な弾性連結部材１５で連結しても良い。弾性連結部材１５としては、ゴム、スプリング等である。弾性連結部材１５は、第１の部材２の変位力を弾性変形して吸収する機能を備える。
【００１９】
第３の部材１１の表面１２にガイドピン１６の一端が固定される。ガイドピン１６は、第２の部材５に形成した長穴９に位置し、その頭部に大径部１７を備え、大径部１７が、長穴９に沿って形成された段部１４と係合し、第２の部材５と第３の部材１１との抜け止めの機能を果たす。段部１４の深さは、ガイドピン１６の頭部が第２の部材の表面から突出しない深さとする。第２の部材５が第３の部材１１の表面１２をスライド面として変位する際、長穴９とガイドピン１６は第２の部材５のガイド部材として機能する。第３の部材の裏面１８は、相対変位する構造物等の他方の部材に固定する。
【００２０】
第１の実施形態のエネルギー吸収用ダンパー１の作用について説明する。地震等による応力が構造物の相対変位する部材の一方に固定された第１の部材２の入力部３に負荷されると、第１の部材２は、応力に応じて変位する。第１の部材２の変位に伴う変位力は、変位力伝達傾斜部４と第２の部材５の傾斜入力部６の係合を介して複数の第２の部材５に伝達される。複数の第２の部材５は、第１の部材２の変位力伝達傾斜部４と傾斜入力部６の傾斜角度に応じて、第１の部材５の変位方向と異なる方向に変位する。第１の部材２の変位力伝達傾斜部４と第２の部材５の傾斜入力部６とのスライドに伴う摩擦により入力された一部のエネルギーが吸収される。
【００２１】
第２の部材５と第３の部材１１の表面１２とのスライドに伴う摩擦により入力された一部のエネルギーが吸収される。さらに、第１の部材２の変位に伴う弾性連結部材１５の弾性変形により入力されたエネルギーが吸収される。入力されたエネルギーを最も多く吸収するのは、複数の第２の部材５の外周に配されたリング状のゴム系弾性部材８である。リング状のゴム系弾性部材８は、第２の部材５の変位力を引張力により吸収する。
【００２２】
図３は、本発明のエネルギー吸収用ダンパーの第２の実施形態の断面図であり、図４は平面図である。
【００２３】
本発明の第２の実施形態のエネルギー吸収用ダンパー１は、リング状のゴム系弾性部材８の外周にリング状の拘束部材１９を配する構成以外の他の構成は、本発明の第１の実施形態のエネルギー吸収用ダンパーの構成と同様なので説明を省略する。
【００２４】
第２の実施形のエネルギー吸収用ダンパー１の作用について説明する。地震等による応力が構造物の相対変位する部材の一方に固定された第１の部材２の入力部３に負荷されると、第１の部材２は、応力に応じて変位する。第１の部材２の変位に伴う変位力は、変位力伝達傾斜部４と第２の部材５の傾斜入力部６の係合を介して複数の第２の部材５に伝達される。複数の第２の部材５は、第１の部材２の変位力伝達傾斜部４と傾斜入力部６の傾斜角度に応じて、第１の部材５の変位方向と異なる方向に変位する。第１の部材２の変位力伝達傾斜部４と第２の部材５の傾斜入力部６とのスライドに伴う摩擦により入力された一部のエネルギーが吸収される。
【００２５】
第２の部材５と第３の部材１１の表面１２とのスライドに伴う摩擦により入力された一部のエネルギーが吸収される。さらに、第１の部材２の変位に伴う弾性連結部材１５の弾性変形により入力されたエネルギーが吸収される。入力されたエネルギーを最も多く吸収するのは、複数の第２の部材５の外周に配されリング状の拘束部材１９により外側への変形を拘束されたリング状のゴム系弾性部材８である。リング状の拘束部材１９により外側への変形を拘束されたリング状のゴム系弾性部材８は、第２の部材５の変位力を圧縮力により吸収する。
【００２６】
以上のように、本発明の第１の実施形態では、リング状のゴム系弾性部材８の引張力によりエネルギーを吸収し、本発明の第２の実施形態では、リング状のゴム系弾性部材８の圧縮力によりエネルギーを吸収する。
【００２７】
本発明のエネルギー吸収用ダンパーは、構造がコンパクトで、部品点数も少なく、構造物への設置も容易でエネルギー吸収性の高い低コストのエネルギー吸収用ダンパーである。
【符号の説明】
【００２８】
１：エネルギー吸収用ダンパー、２：第１の部材、３：入力部、４：変位力伝達傾斜部、５：第２の部材、６：傾斜入力部、７：外側端部、８：リング状のゴム系弾性部材、９：長穴、１０：段部、１１：第３の部材、１２：表面、１３：空所、１４：底板、１５：弾性連結部材、１６：ガイドピン、１７：大径部、１８：裏面、１９：リング状の拘束部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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