(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する二つの構造物間に介装する緩衝ダンパーにおいて、
各構造物側にその一端が該構造物に回動自在に支持された管体に連結され、他端が該構造物によって回動を拘束された金属管部と、
その基端が上記管体に固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部とで構成されたダンパー機構をそれぞれ設け、
上記各金属管部のねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、
上記各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させてなることを特徴とする緩衝ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼製煙突における筒身と支持鉄塔、あるいは蒸気発生装置におけるボイラーとその支持架構等、二つの構造物の間に介装する緩衝ダンパーに関し、特に、構造物において、互いに相対変位を生ずる部位の間に介装する緩衝ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は二つの構造物間に従来の緩衝ダンパーを配置した際の水平断面図、図７はその詳細図を示す。
【０００３】
図６において、１１が従来の緩衝ダンパーであり、一の構造物である円筒構造物Ａの外面に巻回したリングフレーム３と、他の一の構造物である支持架構Ｂとの間に対称的に配置されている。
上記緩衝ダンパー１１は、図７に示すように、構造物Ａ側には構造物Ａのリングフレーム３及び受台３ａで支持されている。
そして、その下端１６は、拘束板１５でその回転が拘束され、上端が構造物Ａに突設された１対の軸受１８によって軸支された鋼管部材１７と連結された金属管１４と、基端が鋼管部材１７に固定され、先端が支持架構Ｂ側へ伸びるレバーフアーム１２とを備えている。
また、一方の支持架構Ｂ側には、支持架構Ｂ上に設置され、上記レバーアーム１２に先端から垂設された棒体２０を挟接する１対のストッパー１３を備えており、構造物Ａと支持架構Ｂ間に水平方向の相対変位が発生すると、レバーアーム１２を介してねじりモーメントが金属管１４へ伝達されて金属管１４断面にはねじり変形が発生し、このねじり変形によって上記相対変位が吸収されるようになっている。
【０００４】
この際、金属管１４のねじり耐力は他部材のいかなる耐力よりも小さく設定されており、大地震時、このねじり耐力より大きいねじりモーメントを受けると金属管１４断面が降伏し、その時発生する塑性変形によって構造物全体の振動エネルギーが吸収され、構造物の地震応答が低減される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来のこの種の緩衝ダンパーは、他部材より最も弱く設定された金属管１４断面にねじりモーメントを作用させて塑性変形を生ぜしめ、この塑性変形によって構造物に作用する振動エネルギーを吸収して、構造物本体の損傷と破壊を抑止するもので、金属管１４断面のねじり変形能（降伏点を越えて破壊するまでの塑性変形領域）が大きい程吸収される塑性変形エネルギーも大きくなる。
【０００６】
従って、金属管１４断面寸法は出来るだけ大きく設定したいが、他部材との強度上のバランスを考慮した設計が必要であるため、従来の緩衝ダンパーではねじり変形能を大きくする上で一定の限度があった。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑み、従来に比べて塑性変形エネルギー吸収能が増加する緩衝ダンパーを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明に係る緩衝ダンパーの構成は、相対する二つの構造物間に介装する緩衝ダンパーにおいて、各構造物側にその一端が該構造物に回動自在に支持された管体に連結され、他端が該構造物によって回動を拘束された金属管部と、その基端が上記管体に固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部とで構成されたダンパー機構をそれぞれ設け、上記各金属管部のねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、上記各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させてなることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
相対する二つの構造物間に水平方向相対変位が生ずると、各構造物側に設置されたダンパー機構のレバー部を介してそれぞれの金属管部に同じ大きさのねじりモーメントが作用してその各断面にねじり変形が発生し、この二つの断面のねじり変形（塑性変形）によって構造物間の相対変位が吸収されるようになり、従来に比べて塑性変形エネルギー吸収能力が倍増する。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例を図面を参照して説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【００１１】
図１は本発明の緩衝ダンパーを二つの構造物間に配置した場合の平面図、図２は緩衝ダンパーの構成を示す図１のＩＩ−部分図、図３はレバーアーム構造の第１実施例を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図、図４は同じく第２実施例を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図、図５は金属管の拘束状態を示す図２のＶ−Ｖ  矢視図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本実施例にかかる緩衝ダンパー２１は、相対する二つの構造物Ａ，Ｂ間に介装するものであり、その一端が該構造物Ａ，Ｂに軸受５ａ，５ｂを介して回動自在に支持された管体としての鋼管部材２ａ，２ｂに連結されており、他端が該構造物Ａ，Ｂによって回動を拘束された金属管１ａ，１ｂと、その基端が上記鋼管部材２ａ，２ｂに固定され、先端が対向する構造物側へ伸びるレバー部としてのレバーアーム１０ａ，１０ｂとで構成されたダンパー機構２１ａ，２１ｂをそれぞれ設けてなり、上記各金属管１ａ，１ｂのねじり耐力を他部材の何れの降伏耐力よりも小さく設定すると共に、上記各ダンパー機構２１ａ、２１ｂのレバーアーム１０ａ，１０ｂの先端同士を係合させて成り、上記二つの構造物Ａ，Ｂ間の相対変位に基づく各金属管部の回転を制止するようにしてなるものである。
【００１３】
すなわち、一方の構造物Ａ側のダンパー機構２１ａは、図２に示すように、構造物Ａに設けた受台９ａで支持され、その下端が剛板３ａを介して拘束板４ａによって回転が拘束され、上端が構造物Ａに突設された１対の軸受５ａによって軸支された鋼管部材２ａとフランジ６ａ，６ｂを介して連結された金属管１ａと、その基端が鋼管部材２ａに固定され、先端が構造物Ｂ側へ水平方向に伸びるレバーアーム１０ａより成っている。
【００１４】
一方、構造物Ｂ側のダンパー機構２１ｂは、上記同様、構造物Ｂに設けた受台９ｂで支持され、その下端が剛板３ｂを介して拘束板４ｂによって回転が拘束され、上端が構造物Ｂに突設された１対の軸受５ｂによって軸支された鋼管部材２ｂとフランジ７ａ，７ｂを介して連結された金属管１ｂと、その基端が鋼管部材２ｂに固定され、先端が構造物Ａ側へ水平方向に伸びるレバーフレーム１０ｂより成っている。
【００１５】
そして、両構造物Ａ，Ｂに設けた上記図中の左，右ダンパー機構２１ａ，２１ｂの各レバーフレーム１０ａと１０ｂとは、図２に示すように、それぞれの先端部同士が係合している。
【００１６】
図３はその係合状態に係る第１の実施例を示す。
同図に示すように、本実施例においては、上記一方の構造物Ｂ側のレバーフレーム１０ｂはその断面が箱状に形成されており、その内部の開口部には他の一方の構造物Ａ側であるレバーフレーム１０ａの先端部をゆるく嵌挿した構成としている。
これによって、両構造物Ａ，Ｂ間に生ずる対向方向の相対水平変位は許容され、前後方向（図２の紙面垂直方向）の相対変位は阻止されるようになっている。
【００１７】
また、図４は同じく係合状態に係る第２の実施例を示し、前述した上記一方の構造物Ｂ側の箱状レバーアーム１０ａの先端部の上・下壁を切除してレバーアーム１０ｂを形成しており、その中央空間に構造物Ａ側のレバーアーム１０ａをゆるく嵌挿した構成としている。
【００１８】
図３及び図４に示す構成とすることによって、両構造物Ａ，Ｂ間に生ずる対向方向の相対水平変位及び上下方向相対変位は許容され、前後方向（図２の紙面垂直方向）の相対変位のみ阻止されるようになっている。
【００１９】
図５は、金属管の拘束状態を示す図２のＩＶ−ＩＶ  矢視図である。
同図に示すように、ダンパー機構２１の金属管１ｂの剛板３ｂと、これを支持する受台９ｂ上の拘束板４ｂとの拘束状態の一例を示している。
４角状の剛板３ｂの各コーナ部に、該コーナ部と対応する形状の拘束板４ｂを配設したもので、これによって上記金属板１ｂの回転が拘束されるようになっている。
尚、一方の構造物側であるダンパー機構２１の金属管１ａも同様にしており、その説明は省略する。
【００２０】
なお、上記両ダンパー機構の金属管１ａ，１ｂの強度は、ダンパー機構を構成するすべての他部材即ち、レバーアーム１０ａ，１０ｂ、鋼管部材２ａ，２ｂ、フランジ６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂ、拘束板４ａ，４ｂ、剛板３ａ，３ｂ等の強度より弱く設定されている。
【００２１】
以下、本発明の緩衝ダンパーの作用を説明する。
【００２２】
相対する二つの構造物Ａ，Ｂ間に、前後方向（図２の紙面垂直方向）の相対水平変位が生ずると、互いに係合するレバーアーム１０ａと１０ｂを介して構造物Ａ側の鋼管部材２ａ及び構造物Ｂ側の鋼管部材２ｂにはそれぞれ同じ大きさのねじりモーメントが作用する。
このねじりモーメントは連結された金属管１ａ，１ｂに伝達されて金属管１ａ，１ｂに回転作用を与えるが、この回転は剛板３ａ，３ｂを介して拘束板４ａ，４ｂによって阻止され、これによって金属管１ａ，１ｂ断面にはねじり変形が発生する。
【００２３】
また、上記において、構造物Ａ，Ｂ間の相対変位が更に増加しこれに伴って作用するねじりモーメントが増大すると、遂に金属管１ａ，１ｂ断面が全断面せん断降伏として塑性変形するが、この時構造物Ａ側の金属管１ａと構造物Ｂ側の金属管１ｂそれぞれの断面に塑性変形が生じて、エネルギー吸収能力が倍増するようになり、大規模地震時等の構造物全体の振動応答が低減され、構造物の主要部材に対する損傷や破壊が阻止される。
【００２４】
なお、大地震時等により金属管１ａ，１ｂ断面の塑性変形が大きく進行した場合には鋼管部材２ａ，２ｂとを連続するフランジ６ａ，６ｂまたは７ａ，７ｂを解放することにより、新しい金属管と交換することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の緩衝ダンパーによると、各構造物間に設けた各ダンパー機構のレバー部の先端同士を係合させて成り、上記二つの構造物間の相対変位に基づく各金属管部の回転を制止するようにしたことにより、相対する二つの構造物間に相対水平変位が生ずると、各構造物側に設けたダンパー機構のレバー部を介してそれぞれの金属管に同じ大きさのねじりモーメントが作用してその各断面に同じ大きさのねじり変形が発生し、この二つの断面に発生する倍増されたねじり変形（塑性変形）によって大地震時等の構造物の振動エネルギーが吸収され、構造物の主要部材の損傷や破壊が阻止されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る緩衝ダンパーの配置図である。
【図２】緩衝ダンパーの構成を示す図１のＩＩ−部分図である。
【図３】レバーアーム構造の第１実施例を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図である。
【図４】同じく第２実施例を示す図２のＩＩＩ−ＩＩＩ  矢視図である。
【図５】金属管の拘束状態を示す図２のＶ−Ｖ  矢視図である。
【図６】従来の緩衝ダンパー構造とその配置を示す図。
【図７】従来の緩衝ダンパー構造とその配置を示す図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  金属管
２ａ，２ｂ  鋼管部材
３ａ，３ｂ  剛板
４ａ，４ｂ  拘束板
５ａ，５ｂ  軸受
６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ  フランジ
８ａ，８ｂ  リング
９ａ，９ｂ  受台
１０ａ，１０ｂ  レバーアーム
２１  緩衝ダンパー
Ａ，Ｂ  構造物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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