(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺れに伴って相対変位する１対の連結箇所を持つ構造体に設けられる免制震機構であって、
外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である直動軸と前記螺旋溝に倣って案内される回転体と前記回転体を回転自在に支持するフレームとを有するダンパーと、
１対の連結箇所に前記直動軸と前記フレームとを各々に連結する１対の連結部材と、
を備え、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、
前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と連結箇所との間の前記直動軸の中心軸の回りの相対的な回転変位であり、
前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所に前記回転変位を拘束するトルクによる力である当該特定力から生ずる前記直動軸の中心軸に沿った反力を越える前記直動軸の中心軸に沿った推力が作用すると前記特定相対変位を許し、
前記直動軸は端部に雄ねじと平坦な外周面とを形成され、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は前記直動軸の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記直動軸の前記外周面に接触可能な接触面を形成される取付部材と該接触面を前記直動軸の前記外周面に押付ける押付部材とを有し、
前記取付部材が構造体に連結箇所で固定され、
前記特定力が前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である、
ことを特徴とする免制震機構。
【請求項２】
揺れに伴って相対変位する１対の連結箇所を持つ構造体に設けられる免制震機構であって、
外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である直動軸と前記螺旋溝に倣って案内される回転体と前記回転体を回転自在に支持するフレームとを有するダンパーと、
１対の連結箇所に前記直動軸と前記フレームとを各々に連結する１対の連結部材と、
を備え、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、
前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と連結箇所との間の前記直動軸の中心軸の回りの相対的な回転変位であり、
前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所に前記回転変位を拘束するトルクによる力である当該特定力から生ずる前記直動軸の中心軸に沿った反力を越える前記直動軸の中心軸に沿った推力が作用すると前記特定相対変位を許し、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は雄ねじと平坦な外周面とを形成される軸部材と前記軸部材の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記軸部材の前記外周面に接触可能な接触面を形成される取付部材と該接触面を前記軸部材の前記外周面に押付ける押付部材とを有し、
前記軸部材又は前記取付部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、
前記軸部材又は前記取付部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定され、
前記特定力が前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である、
ことを特徴とする免制震機構。
【請求項３】
揺れに伴って相対変位する１対の連結箇所を持つ構造体に設けられる免制震機構であって、
外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である直動軸と前記螺旋溝に倣って案内される回転体と前記回転体を回転自在に支持するフレームとを有するダンパーと、
１対の連結箇所に前記直動軸と前記フレームとを各々に連結する１対の連結部材と、
を備え、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、
前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所に当該特定力を越える力が作用すると前記特定相対変位を許し、
前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記連結箇所との間の前記直動軸の中心軸に沿った相対的な直線変位であり、
１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は固定端と自由端とをもつ長尺の部材であり該固定端の端面を構造体の連結箇所に設けられた取付面に離間可能に接触させ該取付面に平行な方向への移動を拘束される支持部材と該支持部材を所定の弾性力で自由端から固定端へ向いた方向に引っ張る緊張部材とを有し、
前記支持部材が自由端の側を前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、
前記特定力が前記自由端を前記取付面に対して相対変位させたときに前記緊張部材の前記弾性力により前記支持部材と前記直動軸または前記フレームのうちの一方との固定部に生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力である、
ことを特徴とする免制震機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物に設けられる免制震機構に係る。
【背景技術】
【０００２】
地震が発生すると、建物、構造物等の構造体が水平、垂直に揺すられる。
地震等による加速度レベルが大きいと、構造体が損傷をうけたり、構造体の中にあるものが予想を越えて加速度を受けたり、予想を超える変位をうけたりする。
そこで、基礎から構造体へ伝達する振動エネルギーを減少させて振動を免震する免震装置、または構造体が振動した際に振動エネルギーを吸収し振動レベルを小さくして振動を制振する制振装置として各種の構造の装置が試されている。
構造とその構造を構成する要素の諸元を適正に設定することにより、所望の免震性能や制振性能を発揮できる。
【０００３】
その様な目的で、回転運動と直線運動の変換機構を持つダンパーが用いられる。
例えば、ダンパーは、摩擦ダンパー、粘性ダンパー、マスダンパー、粘性マスダンパー、同調粘性マスダンパー等がある。
【０００４】
摩擦ダンパーは、長手方向に沿って所定のリードを持つ螺旋溝を設けられた直動軸と螺旋溝に倣って案内される回転体と回転体を回転自在に支持するフレームとで構成される。
摩擦ダンパーは、摩擦に起因して、直動軸を一定の相対速度で直動変位させた際に作用する反力を相対速度で割った値に対応する減衰係数ｃを持つ。
【０００５】
粘性ダンパーは、長手方向に沿って所定のリードを持つ螺旋溝を設けられた直動軸と螺旋溝に倣って案内される回転体と回転体を回転自在に支持するフレームとフレームの内面と回転体との隙間に封入された粘性流体とで構成される。
粘性ダンパーは、粘性に起因して、直動軸を一定の相対速度で直動変位させた際に作用する反力を相対速度で割った値に対応する減衰係数ｃを持つ。
【０００６】
マスダンパーは、長手方向に沿って所定のリードを持つ螺旋溝を設けられた直動軸と螺旋溝に倣って案内される回転体と回転体を回転自在に支持するフレームとで構成される。
マスダンパーは、回転体の回転慣性モーメントに起因して、直動軸を所定の相対加速度で直動変位させたさいに作用する反力を直動変位の相対加速度で割った値であるみかけの慣性質量ｍｒを持つ。
【０００７】
粘性マスダンパーは、長手方向に沿って所定のリードを持つ螺旋溝を設けられた直動軸と螺旋溝に倣って案内される回転体と回転体を回転自在に支持するフレームとフレームの内面と回転体との隙間に封入された粘性流体とで構成される。
粘性マスダンパーは、粘性と回転慣性モーメントに起因して、直動軸を所定の相対加速度で直動変位させたさいに作用する反力を直動変位の相対加速度で割った値であるみかけの慣性質量ｍｒと直動軸を一定の相対速度で直動変位させた際に作用する反力を相対速度で割った値に対応する減衰係数ｃとを持つ。
【０００８】
同調粘性マスダンパーは、粘性マスダンパーに弾性体を直列接続されたものである。
同調粘性マスダンパーは、バネ要素を直動方向に相対距離だけ変位させた際に発生する反力を相対距離で割った値である弾性係数ｋｂと粘性マスダンパーの直動軸を直動方向に所定の相対加速度で直動させたさいに直動方向に作用する反力を相対加速度で割った値であるみかけの慣性質量ｍｒとに対応するダンパー固有振動数ωｒと粘性マスダンパーの直動軸を一定の相対速度で直動させた際に直動方向に作用する反力を相対速度で割った値に対応する減衰係数ｃとを持つ。
【０００９】
直動軸が直動変位すると回転体が回転する。
回転体の回転慣性能率に対応した回転反力が発生する。回転反力は螺旋溝と回転体との作用で直動変位する方向の反力に変換される。
回転体が回転すると回転体とフレームとの隙間に封入した粘性流体に剪断力が生じ、その剪断力に対応した回転反力が発生する。回転反力は、雄ねじと雌ねじの作用で直動変位する方向の反力に変換される。
この慣性力と剪断力による反力は回転体の質量と粘性流体の量に比較してみかけ上の大きな質量と大きな減衰により組み合わされた動特性をもつ。
粘性マスダンパーと弾性体が直列接続されるので、見掛け上の大きな質量と大きな減衰により組み合わされた動特性をもつ。
【００１０】
発明者らは、これらのダンパーを構造体に連結し、構造体の固有振動数と同調粘性マスダンパーの固有振動数とを適当な関係にすると、構造体を効率よく免震し、制振できることを見いだした。
【００１１】
地震が発生しないときは、風等の力により揺すられ、構造体は構造体の固有振動数に対応して微小に揺れる。
地震が発生すると、地盤の加速度により構造体が強制的に揺すられ、構造体は地震の加振力に対応して大きく揺れる。
従って、地震が発生せずに構造体が微小に揺れるときと地震が発生し構造体がゆれるときで、ダンパーの最適の特性が異なる場合がある。
【００１２】
またダンパーの構造的特徴として、直動体の直進変位の速度、加速度が大きくなると直動軸またはフレームと構造体との連結箇所に大きな反力が発生する。
地震が発生した際に、ダンパーに予期しない大きさの速度または加速度が作用した場合であっても、連結部に大きな反力が発生しないようにしたい場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、簡易な構成で免震・制振性能を最適化するのに適した構造体に設けられる免制震機構を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明に係る揺れに伴って相対変位する１対の連結箇所を持つ構造体に設けられる免制震機構を、外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である直動軸と前記螺旋溝に倣って案内される回転体と前記回転体を回転自在に支持するフレームとを有するダンパーと、１対の連結箇所に前記直動軸と前記フレームとを各々に連結する１対の連結部材と、を備え、１対の前記連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所に当該特定力を越える力が作用すると前記特定相対変位を許す、ものとした。
【００１５】
上記本発明の構成により、ダンパーが、外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である直動軸と前記螺旋溝に倣って案内される回転体と前記回転体を回転自在に支持するフレームとを有する。１対の連結部材が、１対の連結箇所に前記直動軸と前記フレームとを各々に連結する。１対の前記連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束する。前記直動軸または前記フレームのうちの一方の連結される前記連結箇所に当該特定力を越える力が作用すると前記特定相対変位を許す。
その結果、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると特定相対変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００１６】
以下に、本発明の実施形態に係る免制震機構を説明する。本発明は、以下に記載した実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【００１７】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と連結箇所との間の前記直動軸の中心軸の回りの相対的な回転変位である。
上記の実施形態の構成により、前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と連結箇所との間の前記直動軸の中心軸の回りの相対的な回転変位である。
その結果、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００１８】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、前記直動軸は端部に雄ねじを形成され、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は前記直動軸の前記雄ねじに嵌合する雌ねじが形成される取付部材を有し、前記取付部材が構造体に連結箇所で固定され、前記特定力が前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
上記の実施形態の構成により、前記直動軸は端部に雄ねじを形成される。１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は取付部材を有する。取付部材は、前記直動軸の前記雄ねじに嵌合する雌ねじが形成される。前記取付部材が構造体に連結箇所で固定される。前記特定力が前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
その結果、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーの前記直動軸と連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００１９】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、前記直動軸は端部に雄ねじと平坦な外周面とを形成され、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は前記直動軸の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記直動軸の前記外周面に接触可能な接触面を形成される取付部材と該接触面を前記直動軸の前記外周面に押付ける押付部材とを有し、前記取付部材が構造体に連結箇所で固定され、前記特定力が前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
上記の実施形態の構成により、前記直動軸は端部に雄ねじと平坦な外周面とを形成される。１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は取付部材と押付部材とを有する。取付部材は、前記直動軸の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記直動軸の前記外周面に接触可能な接触面を形成される。押付部材は、該接触面を前記直動軸の前記外周面に押付ける。前記取付部材が構造体に連結箇所で固定される。前記特定力が前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
その結果、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーの前記直動軸と連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２０】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は雄ねじを形成された軸部材と該軸部材の前記雄ねじに嵌合する雌ねじが形成される取付部材とを有し、前記軸部材又は前記取付部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、前記軸部材又は前記取付部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定され、前記特定力が前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
上記の実施形態の構成により、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は軸部材と取付部材とを有する。軸部材は、雄ねじを形成される。取付部材は、該軸部材の前記雄ねじに嵌合する雌ねじが形成される。前記軸部材又は前記取付部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定される。前記軸部材又は前記取付部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定される。前記特定力が前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
その結果、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は雄ねじと平坦な外周面とを形成される軸部材と前記軸部材の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記軸部材の前記外周面に接触可能な接触面を形成される取付部材と該接触面を前記軸部材の前記外周面に押付ける押付部材とを有し、前記軸部材又は前記取付部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、前記軸部材又は前記取付部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定され、前記特定力が前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
上記の実施形態の構成により、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は軸部材と取付部材と押付部材とを有する。軸部材は、雄ねじと平坦な外周面とを形成される。取付部材は、前記軸部材の前記雄ねじに嵌合する雌ねじと前記軸部材の前記外周面に接触可能な接触面を形成される。押付部材は、該接触面を前記軸部材の前記外周面に押付ける。前記軸部材又は前記取付部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定される。前記軸部材又は前記取付部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定される。前記特定力が前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
その結果、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２２】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は前記直動軸の中心軸に一致する中心軸を持つ円板状の部材である円板部材と該円板部材を円板状の両面の側から挟み込む挟持部材とを有し、前記円板部材または前記挟持部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、前記円板部材または前記挟持部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定され、前記特定力が前記円板状部材と前記挟持部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
上記の実施形態の構成により、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は円板部材と１対の挟持部材とを有する。円板部材は、前記直動軸の中心軸に一致する中心軸を持つ円板状の部材である。挟持部材は、該円板部材を円板状の両面の側から挟み込む。前記円板部材または前記挟持部材のうちの一方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定される。前記円板部材または前記挟持部材のうちの他方が構造体に連結箇所で固定される。前記特定力が前記円板状部材と前記挟持部材との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸の回りのトルクによる力である。
その結果、前記円板部材と前記挟持部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと前記ダンパーの連結する連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２３】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記連結箇所との間の前記直動軸の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
上記の実施形態の構成により、前記特定相対変位が前記直動軸または前記フレームのうちの一方と前記連結箇所との間の前記直動軸の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
その結果、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２４】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は固定端と自由端とをもつ長尺の部材であり該固定端の端面を構造体の連結箇所に設けられた取付面に離間可能に接触させ該取付面に平行な方向への移動を拘束される支持部材と該支持部材を所定の弾性力で自由端から固定端へ向いた方向に引っ張る緊張部材とを有し、前記支持部材が自由端の側を前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、前記特定力が前記自由端を前記取付面に対して相対変位させたときに前記緊張部材の前記弾性力により前記支持部材と前記直動軸または前記フレームのうちの一方との固定部に生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力である。
上記の実施形態の構成により、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は支持部材と緊張部材とを有する。支持部材は、固定端と自由端とをもつ長尺の部材であり該固定端の端面を構造体の連結箇所に設けられた取付面に離間可能に接触させ該取付面に平行な方向への移動を拘束される。緊張部材は、該支持部材を所定の弾性力で自由端から固定端へ向いた方向に引っ張る。前記支持部材が自由端の側を前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定される。前記特定力が前記自由端を前記取付面に対して相対変位させたときに前記緊張部材の前記弾性力により前記支持部材と前記直動軸または前記フレームのうちの一方との固定部に生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力である。
その結果、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００２５】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は、前記直動軸の前記中心軸に平行な面である第一面を形成された第一板部材と前記直動軸の前記中心軸に平行な面である第二面を形成された第二板部材と前記第一板部材の前記第一面と前記第二板部材の前記第二面とを所定の力で押付け合わせる押付部材とを有し、前記第一板部材または前記第二板部材の一方が構造体に連結箇所で固定され、前記第一板部材または前記第二板部材の他方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定され、前記特定力が前記第一面と前記第二面との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力である。
上記の実施形態の構成により、１対の前記連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は、第一板部材と第二板部材と押付部材とを有し、第一板部材は、前記直動軸の前記中心軸に平行な面である第一面を形成される。第二板部材は、前記直動軸の前記中心軸に平行な面である第二面を形成される。押付部材は、前記第一板部材の前記第一面と前記第二連結部材の前記第二面とを所定の力で押付け合わせる。前記第一板部材または前記第二板部材の一方が構造体に連結箇所で固定される。前記第一板部材または前記第二板部材の他方が前記直動軸または前記フレームのうちの一方に固定される。前記特定力が前記第一面と前記第二面との間の摩擦により生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力である。
その結果、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明に係る免制震機構は、その構成により、以下の効果を有する。
前記直動軸と前記回転体と前記フレームとを有する前記ダンパーの前記直動軸と前記フレームとを１対の連結箇所に各々に連結し、前記連結部材が前記ダンパーと連結箇所との間の特定の相対変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用すると特定の相対変位を許す様にしたので、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、特定相対変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記ダンパーの前記直動軸と前記フレームとを１対の連結箇所に各々に連結し、連結部材がダンパーと連結箇所との間の直動軸の中心軸の回りの相対的な回転変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用するとその回転変位を許す様にしたので、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記直動軸の雄ねじと前記取付部材の雌ねじとが嵌合し、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力が前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーの前記直動軸と連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記直動軸の雄ねじと前記取付部材の雌ねじとが嵌合し、前記押付部材が前記取付部材を前記直動軸に押付け、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力が前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記取付部材と前記直動軸との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、前記ダンパーの前記直動軸と連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記ダンパー又は構造体の一方に固定される前記軸部材の雄ねじと前記ダンパー又は構造体の他方に固定される前記取付部材の雌ねじとが嵌合し、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力が前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所に固定される取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記ダンパー又は構造体の一方に固定される前記軸部材の前記雄ねじと前記ダンパー又は構造体の他方に固定される前記取付部材の雌ねじとが嵌合し、前記押付部材が前記取付部材を前記軸部材に押付け、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力が前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記取付部材と前記軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所に固定される前記取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、１対の前記挟持部材が前記円板部材を両側から挟み、一方を前記直動軸または前記フレームに固定し、他方を構造体に固定し、前記円板部材と前記挟持部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力で前記ダンパーと構造体との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記円板部材と前記挟持部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーとダンパーの連結する連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記ダンパーの前記直動軸と前記フレームとを１対の連結箇所に連結し、前記連結部材が前記ダンパーと連結箇所との間の前記直動軸の中心軸に沿った相対的な直線変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用するとその直線変位を許す様にしたので、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、長尺の前記支持部材の前記固定端を構造体の連結箇所に設けられた取付面に離間可能に接触させ、前記自由端の側に前記ダンパーを固定し、前記緊張部材の弾性力で前記支持部材を前記固定端の側へ引っ張り、前記緊張部材の前記弾性力により前記支持部材と前記ダンパーとの固定部に生ずる前記直動軸の前記中心軸に沿った力が前記特定相対変位を拘束する様にしたので、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、前記押付部材が構造体に固定される前記第一板部材の前記第一面とダンパーに固定される前記第二板部材の前記第二面とを所定の力で押付けあい、前記第一面と前記第二面との間の摩擦により生ずる力が前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、前記ダンパーが構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が前記連結箇所に作用すると、前記ダンパーと連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
従って、簡易な構成で免震・制振性能を最適化するのに適した構造体に設けられる免制震機構を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係るダンパーの斜視断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るダンパーの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るダンパーの質点系モデル図である。
【図４】本発明の第一、三の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【図５】本発明の第二、四の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【図６】本発明の第五の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【図７】本発明の第五の実施形態に係る免制震機構のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】本発明の第五の実施形態に係る免制震機構のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の全体図である。
【図１０】本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【図１１】本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の特性図である。
【図１２】本発明の第七の実施形態に係る免制震機構の分解斜視図である。
【図１３】本発明の第一〜七の実施形態に係る免制震機構の応用図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
【００２９】
本発明の実施形態にかかる免制震機構は、揺れに伴って相対変位する１対の連結箇所を持つ構造体に設けられる機構である。
本発明の実施形態にかかる免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
本発明の実施形態にかかるダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０とで構成される。
直動軸１１０は、外周面に長手方向に沿って所定のピッチを持つ螺旋状の溝である螺旋溝を設けられた軸体である。
回転体１２０は、螺旋溝に倣って案内される。
フレーム１３０は、回転体を回転自在に支持する。
【００３０】
最初に、本発明の実施形態にかかるダンパーの一例を詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係るダンパーの斜視断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るダンパーの断面図である。図３は、本発明のの実施形態に係るダンパーの質点系モデル図である。
【００３１】
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０とで構成される。
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と粘性体１４０とで構成されてもよい。
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と付加回転部材１５０とで構成されてもよい。
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０とで構成されてもよい。
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と粘性体１４０と付加回転部材１５０とで構成されてもよい。
本発明の実施形態に係るダンパー１００は、直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と粘性体１４０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０とで構成されてもよい。
図２は、ダンパー１００が直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０と粘性体１４０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０とで構成され、ダンパー１００と弾性体３００とが連結部材２００により直列に繋がれた様子を示す、
【００３２】
直動軸１１０は、外周面に長手方向に沿って所定のピッチＰを持つ螺旋状の溝である螺旋溝Ｇを設けられた軸体である。
螺旋溝Ｇが直動軸１１０の外周面の一部または全部に設けられる。
一条または複数条の螺旋溝Ｇが、直動軸１１０の外周面に設けられる。
【００３３】
回転体１２０は、螺旋溝Ｇに倣って案内される機構である。
例えば、回転体１２０は、直動軸１１０の外周面に設けられた螺旋溝Ｇに倣って、直動軸１１０に対して相対的に螺旋運動をする。
回転体１２０の長手方向への移動を拘束しつつ、直動軸１１０を長手方向に移動させると、回転体１２０は回転運動をする。
回転体１２０は、回転体本体１２１と回転体ボール１２２とで構成されてもよい。
回転体ボール１２２は、回転体本体１２１に保持され、直動軸１１０の螺旋溝Ｇに案内される。
複数の回転体ボール１２２は、回転体本体１２１に保持され、循環移動して直動軸１１０の螺旋溝Ｇに案内される。
【００３４】
フレーム１３０は、回転体１２０を回転自在に支持する構造体である。
フレーム１３０は、フレーム本体１３１と回転体軸受１３２とで構成される。
回転体軸受１３２は、フレーム本体１３１を基礎として回転体１２０を直動軸の長手方向の移動を拘束し、回転自在に支持する。
【００３５】
直動体１１０と回転体１２０とが長手方向に相対変位するときに、直動軸１１０の直動変位に応じて回転体が回転変位する。
直動体１１０と回転体１２０とが長手方向に相対変位するときに、相対変位に対応して直動軸１１０の直動変位と回転体１２０の回転変位との比が変化する様になっていてもよい。
【００３６】
粘性体１４０は、回転体１２０とフレーム１３０との隙間に充填される粘性流体である。
粘性体１４０は、後述する付加回転部材１５０とフレーム１３０との隙間に充填させれてもよい。
粘性体１４０が充填されたダンパーを、粘性ダンパーと呼称する。
【００３７】
付加回転部材１５０は、回転体１２０に同期して回転する部材である。
付加回転部材１５０は、回転体１２０に互いの回転軸を一致して固定されてもよい。
付加回転部材軸受１３３が、フレーム本体１３１を基礎として付加回転部材１５０を回転自在に支持してもよい。
粘性体１４０は、付加回転部材１５０とフレーム１３０との隙間に充填されてもよい。
【００３８】
外部付加回転部材１６０は、回転体１２０に同期して回転する部材である。
外部付加回転部材１６０は、回転体１２０に脱着可能に付加される。
外部付加回転部材１６０は、複数の部分で構成され、複数の部分を脱着することで、回転慣性能率を増減できる。
【００３９】
１対の連結部材２００は、１対の連結箇所に直動軸１１０とフレーム１３０とを各々に連結する部材である。
図２は、トラニオン形式の連結部材２１０が、直動軸１１０を弾性体３００を介して連結箇所に連結し、フレーム１３０を連結箇所に連結する様子を占めす。
但し、図２に示す連結部材２００は、本願の「直動軸またはフレームのうちの一方の連結される連結箇所に特定力を越える力が作用すると特定相対変位を許す、」という技術的特徴を有しないものである。
本願に係る連結部材の説明を後述する。
【００４０】
弾性体３００は、直動軸の長手方向に弾性変形する部材である。
例えば、弾性体３００は、直動軸の長手方向に弾性変形する弾性部材と弾性部材を間に挟んだ１対のフランジ構造とで構成される。
【００４１】
図３は、粘性マスダンパーと弾性体３００とを直接に接続した同調粘性マスダンパーを構造物に固定した場合の、質点系モデルを示す。
ここで、ｍｒは、直動軸１１０と回転体１２０または直動軸１１０と回転体１２０と付  加回転部材１５０とを組み合わされた構造による見かけの慣性質量である。
ｃは、直動軸１１０と粘性体１４０の構造による見かけの減衰係数である。
Ｋｂは、弾性体３００の長手方向に沿った変位に係る弾性係数である。
ｍは、構造体の同調粘性ダンパーを取り付けた箇所の見かけの質量である。
Ｋは、構造体の同調粘性ダンパーを取り付けた箇所の見かけの弾性係数である。
【００４２】
本発明の実施形態にかかる１対の連結部材２００は、１対の連結箇所に直動軸１１０とフレーム１３０とを各々に連結する部材である。
１対の連結部材のうちの少なくとも１つの連結部材２００が、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方と直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方の連結される連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方の連結される連結箇所に特定力を越える力が作用すると特定相対変位を許す。
例えば、連結箇所に直動軸１１０を連結する連結部材２００は、直動軸１１０と直動軸１１０の連結される連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、直動軸１１０の連結される連結箇所に特定力を越える力が作用すると特定相対変位を許す。
例えば、連結箇所にフレーム１３０を連結する連結部材２００は、フレーム１３０とフレーム１３０の連結される連結箇所との間の特定の相対変位である特定相対変位を特定の力である特定力で拘束し、フレームの連結される連結箇所に特定力を越える力が作用すると特定相対変位を許す。
【００４３】
以下に、本発明の第一〜第五の実施形態に係る免制震機構の構造を、図を基に、個別に説明する。
特定相対変位が、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸の回りの相対的な回転変位である。
例えば、特定相対変位が、直動軸１１０と直動軸１１０の連結する連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸の回りの相対的な回転変位である。
例えば、特定相対変位が、フレーム１３０とフレーム１３０の連結する連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸の回りの相対的な回転変位である。
特定力は、直動軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力である。
【００４４】
本発明の第一、第三の実施形態に係る免制震機構の構造を、個別に、説明する。
図４は、本発明の第一、三の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【００４５】
本発明の第一の実施形態にかかる免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
直動軸１１０は、端部に雄ねじＨを形成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００が、直動軸１１０の雄ねじＨに嵌合する雌ねじＩが形成される取付部材２３０で構成する。
取付部材２３０が構造体に連結箇所で固定される。
特定力が取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずる直動軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力である。
【００４６】
図４は、本発明の実施形態に係る連結部材２００が直動軸１１０の雄ねじＨに固定される構造を図示する。
取付部材２３０は、取付部材本体２３１で構成される。
取付部材本体２３１は、フランジ部と胴部とで構成される。
フランジ部は、第一連結部材２１０又は第二連結部材２２０を介して、連結箇所に固定される。
【００４７】
取付部材２３０の雌ねじＩと直動軸１１０の雄ねじＨとの摩擦により生ずる直線軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力を、特定力と呼称する。
取付部材２３０と直動軸１１０との間の相対的な回転変位を、特定相対変位と呼称する。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラスとが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するトルクによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するトルクによる力がさらに大きくなる。
転慣性能率に対応するトルクが特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００４８】
本発明の第三の実施形態にかかる免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００が、雄ねじＨを形成された軸部材（図示せず）と軸部材の雄ねじＨに嵌合する雌ねじＩが形成される取付部材２３０とで構成される。
軸部材（図示せず）または取付部材２３０のうちに一方が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定される。
軸部材（図示せず）または取付部材２３０のうちに他方が構造体に連結箇所で固定される。
特定力が取付部材２３０と軸部材との間の摩擦により生ずる直動軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力である。
【００４９】
取付部材２３０の雌ねじＩと軸部材の雄ねじＨとの摩擦により生ずる直線軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力を、特定力と呼称する。
取付部材２３０と軸部材との間の相対的な回転変位を、特定相対変位と呼称する。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラスとが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するトルクによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するトルクによる力がさらに大きくなる。
回転慣性能率に対応するトルクが特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００５０】
次に、本発明の第二、第四の実施形態に係る免制震機構の構造を、個別に、説明する。
図５は、本発明の第二、四の実施形態に係る免制震機構の部分図である。
【００５１】
本発明の第二の実施形態にかかる免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
直動軸１１０は、端部に雄ねじＨと平坦な外周面Ｊとを形成される。
例えば、直動軸１１０は、端部に雄ねじＨと雄ねじＨに隣り合う平坦な外周面Ｊとを形成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００は、直動軸１１０の雄ねじＨに嵌合する雌ねじＩと直動軸１１０の外周面Ｊに接触可能な接触面Ｋを形成される取付部材２３０と接触面Ｋを直動軸１１０の外周面Ｊに押付ける押付部材２４０とで構成する。
取付部材２３０が構造体に連結箇所で固定される。
特定力が、取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずる直動軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力である。
【００５２】
図５は、本発明の実施形態に係る連結部材２００が直動軸１１０の雄ねじＨに固定される構造を図示する。
取付部材２３０は、取付部材本体２３１と摩擦部材２３２とで構成される。
取付部材本体２３１は、フランジ部と胴部とで構成される。
フランジ部は、第一連結部材２１０又は第二連結部材２２０を介して、連結箇所に固定される。
摩擦部材２３２は、取付部材本体２３１の貫通孔の内周面に設けられた窪みに嵌め込まれ、接触面Ｋを直動軸１１０の外周面Ｊに接触する様に取付部材本体２３１に保持される。
押付部材２４０は、摩擦部材２３２を直動軸１１０に押付けて、接触面Ｋを直動軸１１０の外周面Ｊに押付ける。
【００５３】
取付部材２３０の雌ねじＩと直動軸１１０の雄ねじＨとの摩擦と取付部材２３０の接触面Ｋと直動軸１１０の外周面Ｊとの摩擦とにより生ずる直線軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力が、特定力である。
取り付部材２３０と直動軸１１０との間の相対的な回転変位を、特定相対変位と呼称する。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラストが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するトルクによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するトルクによる力がさらに大きくなる。
回転慣性能率に対応するトルクが特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００５４】
本発明の第四の実施形態にかかる免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００は、雄ねじＨと雄ねじＨに隣り合う平坦な外周面Ｊとを形成される軸部材（図示せず）と軸部材の雄ねじＨに嵌合する雌ねじＩと軸部材の外周面Ｊに接触可能な接触面Ｋを形成される取付部材２３０と接触面Ｋを軸部材の外周面Ｊに押付ける押付部材２４０とで構成する。
軸部材（図示せず）または取付部材２３０のうちの一方が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定される。
軸部材（図示せず）または取付部材２３０のうちの他方が構造体に連結箇所で固定される。
特定力が取付部材２３０と軸部材との間の摩擦により生ずる直動軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力である。
例えば、軸部材（図示せず）が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定され、取付部材２３０が構造体に連結箇所で固定される。
例えば、取付部材２３０が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定され、軸部材（図示せず）が構造体に連結箇所で固定される。
【００５５】
取付部材２３０の雌ねじＩと軸部材（図示せず）の雄ねじＨとの摩擦と取り付部材２３０の接触面Ｋと軸部材の外周面Ｊとの摩擦とにより生ずる直線軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力を、特定力と呼称する。
取り付部材２３０と軸部材との間の相対的な回転変位を、特定相対変位と呼称する。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラスとが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するトルクによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するトルクによる力がさらに大きくなる。
回転慣性能率に対応するトルクが特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００５６】
次に、本発明の第五の実施形態に係る免制震機構の構造を、個別に、説明する。
図６は、本発明の第五の実施形態に係る免制震機構の部分図である。図７は、本発明の第五の実施形態に係る免制震機構のＣ−Ｃ断面図である。図８は、本発明の第五の実施形態に係る免制震機構のＤ−Ｄ断面図である。
【００５７】
本発明の第五の実施形態に係る免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００は、直動軸１１０の中心軸に一致する中心軸を持つ円板状の部材である円板部材２５０と円板部材２５０を円板状の両面の側から挟み込む挟持部材２６０とで構成される。
円板部材２５０または挟持部材２６０のうちの一方が、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定される。
円板部材２５０または挟持部材２６０のうちの他方が、構造体に連結箇所で固定される。
特定力が、円板部材２５０と挟持部材２６０との間の摩擦により生ずる直動軸の中心軸の回りのトルクによる力である。
例えば、円板部材２５０が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定され、挟持部材２６０が構造体に連結箇所で固定される。
例えば、挟持部材２６０が直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定され、円板部材２５０が構造体に連結箇所で固定される。
【００５８】
図６は、円板部材２５０が直動軸１１０に固定され、１対の挟持部材２６０が第一連結部材２１０を介して構造体の連結箇所に固定される様子を示している。
円板部材２５０は、円板部材本体２５１と第一摩擦円板２５２と第二摩擦円板２５３とで構成される。
第一摩擦円板２５２と第二摩擦円板２５３とは摩擦材料でできた環状の部材である。
第一摩擦円板２５２が、円板部材本体２５１の一方の面に固定される。
第二摩擦円板２５３が、円板部材本体２５１の他方の面に固定される。
挟持部材２６０が、第一挟持部材２６１と第二挟持部材２６２と複数の締付ロッド２６３とで構成される。
例えば、締付ロッド２６３は、ボルトとナットとで構成される。
第一挟持部材２６１と第二挟持部材２６２とが円板部材２５０の両面を挟む。
複数の締付ロッド２６３が、第一挟持部材２６１と第二挟持部材２６２とを貫通する。
第一挟持部材２６１が第一摩擦円板２５２に当接して摩擦によるトルクを生じさせる。
第二挟持部材２６２が第二摩擦円板１５３に当接して摩擦によるトルクを生じさせる。
【００５９】
円板部材２５０と挟持部材２６０との摩擦とにより生ずる直線軸１１０の中心軸の回りのトルクによる力が、特定力である。
円板部材２５０と挟持部材２６０との間の相対的な回転変位を、特定相対変位と呼称する。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラストが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するトルクによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するトルクによる力がさらに大きくなる。
回転慣性能率に対応するトルクが特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００６０】
以下に、本発明の第六〜七の実施形態に係る免制震機構の構造を、図を基に、個別に説明する。
特定相対変位が、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
例えば、特定相対変位が、直動軸１１０と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
例えば、特定相対変位が、フレーム１３０と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
特定力は、直動軸１１０の中心軸に沿った相対的な直線変位である。
【００６１】
本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の構造を、個別に、説明する。
図９は、本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の全体図である。図１０は、本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の部分図である。図１１は、本発明の第六の実施形態に係る免制震機構の特性図である。
【００６２】
本発明の第六の実施形態に係る免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
１対の連結部材のうちの少なくとも一つの連結部材は、支持部材２７０と緊張部材２８０とで構成される。
支持部材２７０は、固定端と自由端とをもつ長尺の部材であり、固定端の端面を構造体の連結箇所に設けられた取付面に離間可能に接触させ、取付面と平行な方向への移動を拘束される。
緊張部材２８０は、支持部材を所定の弾性力で自由端から固定端へ向いた方向に引っ張る。
支持部材２７０が、自由端の側を直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定される。
特定力が自由端が取付面に対して相対変位したときに緊張部材２８０の弾性力により支持部材２７０と直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方との固定部に生ずる直動軸１１０の中心軸に沿った力である。
【００６３】
図９、１０は、直動軸１１０の中心軸を水平にしたダンパー１００を構造体の上層と下層との間に配し、軸心を垂直にした支持部材２７０の固定端の支持面Ｍを構造体１０の上層に設けられた取付用構造体１５の取付面Ｌに離間可能に接触させ、支持部材２７０の自由端の側にフレーム１３０が第二連結部材２２０を介して固定され、直動軸１１０が第一連結部材２１０を介して下層に固定される様子を示す。
【００６４】
支持部材２７０は、支持部材本体２７１と滑り拘束部材２７２とで構成される。
支持部材本体２７１は、固定端と自由端とを持つ構造体である。
例えば、支持部材本体２７１は、Ｈ型鋼材でできている。
Ｈ型鋼材の固定端の端面は、フランジ状の支持面Ｍが形成される。
例えば、支持面Ｍにはダボ用穴が設けられる。
滑り拘束部材２７２は、支持面Ｍが取付面Ｌに対して平行に移動するのを阻止する部材である。
例えば、滑り拘束部材２７２は、ダボ用穴に嵌まりあうダボである。
【００６５】
緊張部材２８０は、支持部材を所定の弾性力で自由端から固定端へ向いた方向に引っ張る部材である。
例えば、緊張部材２８０は、緊張ロッド２８１と弾性力調整部材２８２とで構成される。
緊張ロッド２８１は、両端にナットをねじ込まれた長尺の鋼材である。
緊張ロッド２８１は、一端を構造体の取り付け構造部材に固定され他端を支持部材２７０に固定され、予め張力を与えられる。
弾性力調整部材２８２は、緊張部材２８０の弾性力を調整する部材である。
例えば、弾性力調整部材２８２は、さらばね、圧縮ばね、等である。
緊張ロッド２８１の長さと弾性力調整部材２８２とにより、弾性力の大きさを調整できる。
【００６６】
支持部材２７０の自由端を取付面Ｌに対して軸心に交差する向きに相対変位させたときに、緊張部材２８０の弾性力により支持部材２７０とフレーム１３０との固定部に生ずる直動軸１１０の中心軸に沿った力が、特定力である。
取付部材２３０と直動軸１１０との間の相対的な直線変位が、特定相対変位である。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラスとが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するスラストによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するスラストによる力がさらに大きくなる。
スラストによる力が特定力を越えると、特定相対変位を許す。
その結果、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００６７】
図１１は、特定力と相対直線変位との関係を示す。
図１１において、原点からＰ１までの実線は、支持部材２７０と緊張部材２８０との弾性変形により水平方向のスラストによる力を示す。Ｐ１からＰ２までの実線は、支持部材２７０の支持面Ｍと取付用構造体の取付面Ｌとの一部が離間した状態での水平方向のスラストによる力を示す。Ｐ２から外部への実線は、緊張部材２８０が降伏した状態での水平方向のスラストによる力を示す。
【００６８】
本発明の第七の実施形態に係る免制震機構の構造を、個別に、説明する。
図１２は、本発明の第七の実施形態に係る免制震機構の分解斜視図である。
【００６９】
本発明の第七の実施形態に係る免制震機構は、ダンパー１００と１対の連結部材２００とで構成される。
１対の連結部材２００のうちの少なくとも一つの連結部材２００は、第一板部材２９１と第二板部材２９２と押付部材２９４とで構成される。
第一板部材２９１は、直動軸１１０の中心軸に平行な面である第一面を形成される部材である。
第二板部材２９２は、直動軸１１０の中心軸に平行な面である第二面を形成される部材である。
押付部材２９４は、第一連結部材２９１の第一面と第二連結部材２９２の第二面とを所定の力で押付け合わせる部材である。
第一板部材２９１又は第二板部材２９２のうちの一方が、構造体に連結箇所で固定される。
第一板部材２９１又は第二板部材２９２のうちの他方が、直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方に固定される。
特定力が、第一面と第二面との間の摩擦により生ずる直動軸の中心軸に沿った力である。
【００７０】
図１２は、第一板部材２９１がフランジとフランジのフランジ面に直角に交差して固定された１枚の板部材とで構成されて板部材の面が第一面を形成し、第二板部材２９２がフランジとフランジのフランジ面に直角に交差して固定された２枚の板部材とで構成され板部材の面が第二面を形成し、押付部材２９４が第一面と第二面とを摩擦板材２９３を介して押付けている様子を示している。
第二板部材９２９の２枚の板部材には、直動軸１１０の中心軸に沿って延びる長穴が設けられる。
押付部材２９４は、ボルトとナットとで構成される。
ボルトが第二板部材２９２の長穴を貫通する。
第一面と第二面との間に摩擦が生じる。
【００７１】
第一面と第二面との間の摩擦により生ずる直動軸１１０の中心軸に沿った力が、特定力である。。
直動軸１１０またはフレーム１３０のうちの一方と連結箇所との間の直動軸の中心軸に沿った相対的な直線変位が、特定相対変位である。
特定力が、特定相対変位を拘束する。
１対の連結箇所が相対的に直線変位すると、直動軸１１０と回転体１２０が相対的に直線変位する。直動軸１１０が直線変位すると、回転体１２０が回転する。
回転体１２０と付加回転部材１５０と外部付加回転部材１６０との回転慣性能率に対応するトルクとスラスとが、直動軸１１０とフレーム１３０とを介して連結箇所に作用する。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が小さいとき、連結箇所に作用するスラストによる力が特定力より小さい。
１対の連結箇所の相対直線変位の変位速度が大きくなると、連結箇所に作用するスラストによる力がさらに大きくなる。
スラストによる力が特定力を越えると、特定相対変位を許す。
この様にすると、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００７２】
本発明の第一〜第七の実施形態にかかる免制震機構の構造体１０への取り付け構造を、図を基に、説明する。
図１３は、本発明の第一〜第七の実施形態に係るダンパーの応用を示す概念図その１である。
【００７３】
図１３は、ダンパー１００を構造体１０の層間、構造体１０と基礎との間、または構造体と構造体との間に設ける形式を示している。
図１３（Ａ）は、ダンパー１００を構造体１０の層間に配し、構造体１０が上層に剛性の大きな取付用構造体１５を設けられ、直動軸１１０の長手方向を水平方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０の両端を構造体１０の下層に各々に連結し、第二連結部材２２０がフレーム１３０を取付用構造体１５に連結する様子を示している。
図１３（Ｂ）は、ダンパー１００を構造体１０の層間に配し、構造体１０が上層に弾性を持つ取付用構造体１５を設けて、直動軸１１０の長手方向を水平方向に沿わせて、第一連結部材２１０が直動軸１１０を取付用構造体１５に連結し、第二連結部材２２０がフレーム１３０を構造体１０の下層に連結する様子を示している。
図１３（Ｃ）は、ダンパー１００を構造体１０の層間に配し、構造体１０が上層に剛性の大きな取付用構造体１５を設けて、直動軸１１０の長手方向を水平方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０を取付用構造体１５に連結し、第二連結部材２２０がフレーム１３０を構造体１０の下層に連結する様子を示している。
図１３（Ｄ）は、ダンパー１００を構造体１０の層間に配し、直動軸１１０の長手方向を構造体１０の層間の対角方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０を構造物の上層に連結し、第二連結部材がフレーム１３０を構造体１０の下層に連結する様子を示している。
図１３（Ｅ）は、ダンパー１００を構造体１０の層間に配し、直動軸１１０の長手方向を垂直方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０を構造物の上層に連結し、第二連結部材がフレーム１３０を構造体１０の下層に連結する様子を示している。
図１３（Ｆ）は、ダンパー１００を構造体１０と基礎との間に配し、直動軸１１０の長手方向を水平方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０を構造物に連結し、第二連結部材がフレーム１３０を基礎に連結する様子を示している。
図１３（Ｇ）は、ダンパー１００を１対の構造体１０の間に配し、直動軸１１０の長手方向を水平方向に沿わせ、第一連結部材２１０が直動軸１１０を一方の構造物に連結し、第二連結部材がフレーム１３０を他方の構造体に連結する様子を示している。
【００７４】
本発明の実施形態に係る免制震機構は、その構成により、以下の効果を有する。
直動軸１１０と回転体１２０とフレーム１３０とを有するダンパー１００の直動軸１１０とフレーム１３０とを１対の連結箇所２００に連結し、連結部材２００がダンパー１００と連結箇所との間の特定の相対変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用すると特定の相対変位を許す様にしたので、ダンパー１００が構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が連結箇所に作用すると、特定相対変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、ダンパー１００の直動軸１１０とフレーム１３０とを１対の連結箇所に連結し、連結部材２００がダンパー１００と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸の回りの相対的な回転変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用するとその回転変位を許す様にしたので、ダンパー１００が構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパーと連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、直動軸１１０の雄ねじと取付部材２３０の雌ねじとが嵌合し、取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずるトルクによる力がダンパー１００と連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００の直動軸１１０と連結箇所に固定される取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、直動軸１１０の雄ねじと取付部材２３０の雌ねじとが嵌合し、押付部材２４０が取付部材２３０を直動軸１１０に押付け、取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずるトルクによる力がダンパー１００と連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、取付部材２３０と直動軸１１０との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００の直動軸１１０と連結箇所に固定される取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、フレーム１３０に固定される軸部材の雄ねじＨと構造体に固定される取付部材２３０の雌ねじＩとが嵌合し、取付部材２３０と軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力がダンパー１００と連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、取付部材と軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００と連結箇所に固定される取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、フレーム１３０に固定される軸部材の雄ねじＨと構造体に固定される取付部材の雌ねじとが嵌合し、押付部材２４０が取付部材２３０を軸部材に押付け、取付部材２３０と軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力がダンパー１００と連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、取付部材２３０と軸部材との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００と連結箇所に固定される取付部材との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、１対の挟持部材２６０が円板部材２５０を両側から挟み、一方を直動軸１１０またはフレーム１３０に固定し、他方を構造体に固定し、円板部材２５０と挟持部材２６０との間の摩擦により生ずるトルクによる力でダンパー１００と構造体との間の想定的な回転変位を拘束する様にしたので、円板部材２５０と挟持部材２６０との間の摩擦により生ずるトルクによる力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００とダンパー１００の連結する連結箇所との間の相対的な回転変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、ダンパー１００の直動軸１１０とフレーム１３０とを１対の連結箇所に連結し、連結部材２００がダンパー１００と連結箇所との間の直動軸１１０の中心軸に沿った相対的な直線変位を特定の力で拘束し、特定の力を越える力が作用するとその直線変位を許す様にしたので、ダンパー１００が構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００と連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、長尺の支持部材２７０の固定端を構造体の連結箇所に設けられた取付面Ｌに離間可能に接触させ、自由端の側にダンパー１００を固定し、緊張部材２８０の弾性力で支持部材を固定端の側へ引っ張り、緊張部材２８０の弾性力により支持部材２７０とダンパー１００との固定部に生ずる直動軸１１０の中心軸に沿った力が特定相対変位を拘束する様にしたので、ダンパー１００が構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００と連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
また、押付部材２９４が構造体に固定される第一板部材２９１の第一面とダンパーに固定される第二板部材２９２の第二面とを所定の力で押付けあい、第一面と第二面との間の摩擦により生ずる力がダンパー１００と連結箇所との間の相対的な回転変位を拘束する様にしたので、ダンパー１００が構造体の揺れを押さえることをでき、特定の力を越える力が連結箇所に作用すると、ダンパー１００と連結箇所との間の相対的な直線変位を許して、連結箇所に過大な力が生ずるのを抑制できる。
【００７５】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
第一〜第七の実施形態にかかる免制震機構の説明において、ダンパーが、外部付加回転部材を備えることを前提に説明したが、これに限定されず、例えば、回転部材、粘性体、外部付加回転部材を備えていなくてもよい。
第六の実施形態にかかる免制震機構の説明において、緊張部材２８０は緊張ロッド２８１と弾性力調整部材２８２とで構成されるとして説明したが、これに限定されず、例えば、緊張部材２８０は緊張ロッド２８１のみであってもよい。
第五、第七の実施形態にかかる免制震機構の説明において、連結部材１００が摩擦板を備えるとして説明したが、これに限定されず、摩擦板を備えていなくてもよい。
第六の実施形態にかかる免制震機構の説明において、支持部材２７０は支持部材本体２７１と滑り拘束部材２７２とを備え、滑り拘束部材２７２はダボであるとして説明したがこれに限定されず、例えば、支持部材２７０の固定端の端面に凸凹の形状があり、その凸凹の形状が取付用構造体１６の取付面にくい込んでいても良い。
【符号の説明】
【００７６】
Ｇ  螺旋溝
Ｈ  雄ねじ
Ｉ  雌ねじ
Ｊ  外周面
Ｋ  接触面
Ｌ  取付面
Ｍ  支持面
１０  構造体
１５  取付用構造体
１００  ダンパー
１１０  直動軸
１２０  回転体
１２１  回転体本体
１２２  回転体ボール
１３０  フレーム
１３１  フレーム本体
１３２  回転体軸受
１３３  付加回転部材軸受
１４０  粘性体
１５０  付加回転部材
１６０  外部付加回転部材
２００  連結部材
２１０  第一連結部材
２２０  第二連結部材
２３０  取付部材
２３１  取付部材本体
２３２  摩擦部材
２４０  押付部材
２５０  円板部材
２５１  円板部材本体
２５２  第一摩擦円板
２５３  第二摩擦円板
２６０  挟持部材
２６１  第一挟持部材
２６２  第二挟持部材
２６３  締付ロッド
２７０  支持部材
２７１  支持部材本体
２７２  滑り拘束部材
２８０  緊張部材
２８１  緊張ロッド
２８２  弾性力調整部材
２９１  第一板部材
２９２  第二板部材
２９３  摩擦板材
２９４  押付部材
３００  弾性体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開平１０−１００９４５号
【特許文献２】特開平１０−１８４７５７号
【特許文献３】特開２０００−０１７８８５号
【特許文献４】特開２００３−１３８７８４号
【特許文献５】特開２００４−２３９４１１号
【特許文献６】特開２００５−１８０４９２号
【特許文献７】特開２００５−２０７５４７号
【特許文献８】特開平０５−２６３８９１号
【特許文献９】特開２００９−０２９２４６号
【特許文献１０】特開２００５−０９６５８７号
【図１】
0005555393.tif 000002
【図２】
0005555393.tif 000003
【図３】
0005555393.tif 000004
【図４】
0005555393.tif 000005
【図５】
0005555393.tif 000006
【図６】
0005555393.tif 000007
【図７】
0005555393.tif 000008
【図８】
0005555393.tif 000009
【図９】
0005555393.tif 000010
【図１０】
0005555393.tif 000011
【図１１】
0005555393.tif 000012
【図１２】
0005555393.tif 000013
【図１３】
0005555393.tif 000014