(57)【要約】【課題】本発明はダンパ装置を取り付ける際の位置合わせを容易に行えると共に、取付作業を容易に行えることを課題とする。【解決手段】ダンパ装置は、ボールジョイント８０に与圧を与えない仮締め状態のまま建築現場に搬送される。ダンパ装置を取付る際は、ボールジョイント８０のボールスタッド８６に対してボール押さえ部材１００及びボール受け部材１１０を相対的に回動させることができるので、ボール押さえ部材１００のボルト挿通孔１０９及びボール受け部材１１０のボルト挿通孔１１８を取付部９２のボルト挿通孔に位置合わせを容易に行える。次いで第２の締結ボルト１３０とナット１４０による締結力により、受け部１１２によるボール部８２に対する与圧が増大してボール部８２を保持部１０４と受け部１１２との間で固定する。そのため、取付部９２に対して第２の締結ボルト１３０とナット１４０を用いて本締めする際にボールジョイント８０も同時に固定される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に相対変位する二部材からなり、該相対変位に抵抗する力を発生するダンパ本体と、該ダンパ本体を構造物の固定部に固定するために設けられたボールジョイントからなるダンパ装置において、
前記ボールジョイントは、前記ボールジョイントのボール部を、一側から保持するボール押さえ部材と、他側から保持する受け部材との間で回動可能な状態に仮締めする第１の締結手段と、前記受け部材を前記取付部に固定する際に前記ボール押さえ部材と前記受け部材とが前記ボール部に与圧を付与する固定状態に本締めする第２の締結手段とを有することを特徴とするダンパ装置。
【請求項２】
前記第１の締結手段は、前記受け部材と前記ボール押さえ部材とを仮締めする仮締め用ボルトであり、
前記第２の締結手段は、前記ボール押さえ部材と前記受け部材と前記取付部を締結する本締め用ボルトであることを特徴とする請求項１に記載のダンパ装置。
【請求項３】
前記ボールジョイントは、
前記仮締め後には前記ボール押さえ部材と前記受け部材との間に微小な隙間が形成され、前記本締め後には前記隙間をゼロにされ、前記ボール押さえ部材と前記受け部材とが当接状態に締結されることを特徴とする請求項１または２に記載のダンパ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダンパ装置に係り、特にピストンロッド及びシリンダロッドの端部がボールジョイントを介して構造物の取付部に固定されるよう構成されたダンパ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄骨を組み合わせて建設されるビル等の構造物では、地震による揺れを油圧ダンパや摩擦ダンパなどのダンパ装置により吸収する制振構造の開発が進められている。例えば、一対の柱の上端に上梁と連結し、一対の柱の下端に下梁と連結して形成された四角形状の対角方向に油圧ダンパからなるダンパ装置を配置する制振構造のものがある。
【０００３】
このようにダンパ装置を鉄骨の枠内に取り付ける場合、鉄骨側に固定された取付部にダンパ装置のピストンロッド及びシリンダロッドの端部を結合させる際にボルトを取付部のボルト挿通孔と、ピストンロッド及びシリンダロッドの端部のボルト挿通孔とを一致させてボルトを挿通させることになる。その際のボルト挿通孔の位置合わせが行えるように、ピストンロッド及びシリンダロッドの端部には、ボールジョイントが取り付けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ボールジョイントは、金属製のスタッドボールと、スタッドボールの外周面に対応する曲率半径を有する球面状の受け部とから構成されており、スタッドボールの外周面が受け部の球面に沿って回動することで、固定側の取付部とダンパ装置との相対的な角度調整を行える。
【０００５】
一方、油圧ダンパや摩擦ダンパなどのダンパ装置では、両端部が鉄骨の取付部に対して遊びの無い状態で固定されることが望ましい。その理由は、構造物が地震によって揺れる際は、ダンパ装置に損失なく振動が入力されることで、ダンパ装置のピストン動作による振動エネルギの吸収が効率良く行なわれるためであり、取付部に対してガタツキ（遊び）があると、その分ダンパ装置の減衰動作が遅れて構造物の制振効果が十分に得られない。
【０００６】
そのため、ダンパ装置を製造する工場では、ボールジョイントに与圧（スタッドボールの外周面に受け部を押圧する力）を加えた状態にして出荷するようにしている。
【特許文献１】特開平１０−２７４２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、構造物の建設現場に搬送されたダンパ装置を構造物に取り付ける際は、ダンパ装置の両端に設けられたボールジョイントが与圧によってガタツキの無い状態に保持されて回動させることができないので、鉄骨に固定された取付部のボルト挿通孔と、ボールジョイントのフランジのボルト挿通孔との位置合わせが難しく、全てのボルト挿通孔にボルトを挿通させてダンパ装置の両端を固定するのにかなりの手間と労力を要するという問題があった。
また、ボールジョイントの与圧を小さくして取付作業を容易に行なおうとした場合には、位置合わせした後で、ボールジョイントに対する与圧を増大させるための調整作業が必要になり、ダンパ装置を固定するのに多くの手間と時間がかかることになる。
【０００８】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したダンパ装置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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【００１０】
本発明は、軸方向に相対変位する二部材からなり、該相対変位に抵抗する力を発生するダンパ本体と、該ダンパ本体を構造物の固定部に固定するために設けられたボールジョイントからなるダンパ装置において、前記ボールジョイントは、前記ボールジョイントのボール部を、一側から保持するボール押さえ部材と、他側から保持する受け部材との間で回動可能な状態に仮締めする第１の締結手段と、前記受け部材を前記取付部に固定する際に前記ボール押さえ部材と前記受け部材とが前記ボール部に与圧を付与する固定状態に本締めする第２の締結手段とを有することにより、上記課題を解決するものである。
【００１１】
本発明は、前記第１の締結手段が、前記受け部材と前記ボール押さえ部材とを仮締めする仮締め用ボルトであり、前記第２の締結手段が、前記ボール押さえ部材と前記受け部材と前記取付部を締結する本締め用ボルトであることにより、上記課題を解決するものである。
【００１２】
本発明は、前記ボールジョイントが、前記仮締め後には前記ボール押さえ部材と前記受け部材との間に微小な隙間が形成され、前記本締め後には前記隙間をゼロにされ、前記ボール押さえ部材と前記受け部材とが当接状態に締結されることにより、上記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ダンパ装置を構造物の取付部に固定する際には、ボールジョイントのボール部を一側から保持するボール押さえ部材とボールジョイントのボール部を他側から保持する受け部材との間で回動可能な状態に仮締めしてあるだけなので、ボールジョイントの回動動作によりボールジョイント側と構造物側とのボルト挿通孔の位置合わせを行なうことができ、構造物の取付部とダンパ装置の位置ずれを修正して容易に取付けることができる。そして、ダンパ装置の端部を構造物の取付部に固定する際は、受け部材を取付部に固定する際にボール押さえ部材と受け部材とがボールジョイントのボール部に与圧を付与する固定状態に本締めされるため、取付け作業終了後は、構造物の揺れを直接的に吸収して制振効果を高めることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明によるダンパ装置の一実施例を示す縦断面図である。図１に示されるように、ダンパ装置１０は、油圧ダンパを用いてビル等の構造物の揺れを制振する建築用ダンパ装置であり、両端を構造物に固定された状態に取り付けられる。ダンパ装置１０は、シリンダ２０と、ピストン３０と、シリンダ２０の端部より一方（図１中左方）に延在するシリンダロッド４０と、ピストン３０の端部より他方（図１中右方）に延在するピストンロッド５０、ピストンロッド５０に結合された筒状部材６０とを有する。
【００１６】
シリンダ２０は、内部に作動油が充填されたシリンダ室２２を有し、ピストン３０は、シリンダ室２２を摺動する過程で作動油が通過する減衰力発生部３２を有する。この減衰力発生部３２は、作動油が調圧弁３４を通過する際に減衰力（抵抗する力）を発生するように構成されている。
【００１７】
また、ピストン３０は、ピストンロッド５０と反対側に体積補償機構７０が設けられている。この体積補償機構７０は、図１中左方に延在形成された予備シリンダ７２と、予備シリンダ７０内に収納された予備ピストン７４及び予備ピストン７４を付勢するコイルバネ７６とを有する。そして、ピストン３０がシリンダ室２２を往復動する際に増圧側（移動側）の作動油のうち調圧弁３２を通過できない作動油が通路７８を介して予備シリンダ７２に流入する。さらに、ダンパ装置１０は、ベース４０の端部、及び筒状部材６０の端部にボールジョイント８０が組み付けられている。
【００１８】
本発明の請求項に記載の軸方向に相対変位する二部材とは、シリンダ２０とピストンロッド５０からなり、これらの部材によりダンパ本体を構成している。また、ボールジョイント８０は、ベース４０や筒状部材６０を介して前記ダンパ本体に接続されている。
【００１９】
図２はダンパ装置１０の取付状態を示す図である。図２に示されるように、ボールジョイント８０は、格子状に組み立てられた鉄骨９０に対して対角方向に延在する向きで取り付けられる。鉄骨９０の対角方向の角部には、取付部９２が設けられており、この取付部９２にボールジョイント８０を締結することでダンパ装置１０が取り付けられる。よって、ダンパ装置１０は、構造物の揺れが取付部９２及びボールジョイント８０を介して伝達されると、ピストン３０がシリンダ室２２を摺動することにより減衰力を発生させて振動を吸収する。そのため、ボールジョイント８０でガタ（遊び）があると、構造物の振動の伝達が遅れ、ダンパ装置１０の減衰動作による制振効果が低下してしまう。
【００２０】
ここで、ボールジョイント８０の構成について説明する。図３はボールジョイント８０の構成を示す縦断面図である。ボールジョイント８０は、ボール部８２に軸８４が結合されたボールスタッド８６と、ボール部８２を一側から保持するボール押さえ部材１００と、ボール部８２を他側から保持するボール受け部材１００とを有する。ボールスタッド８６の軸８４は、ベース４０または筒状部材６０の端部、筒状部材６０の端部に螺合され、ナット８５の締め付けにより固定されている。
【００２１】
ボール押さえ部材１００は、ボールスタッド８６の軸８４が挿通される挿通孔１０２と、ボール部８２の一側の曲面が摺接する保持部１０４と、ボール部８２を収納する収納室１０６と、フランジ１０８とから構成されている。また、収納室１０６の開口側には、ボール受け部材１１０が嵌合するための嵌合凹部１０５が形成されている。
ボール受け部材１１０は、ボール部８２の他側の曲面に摺接する受け部１１２と、受け部１１２の周囲を囲むように形成された嵌合凸部１１４と、ボール押さえ部材１００のフランジ１０８に対向するように形成されたフランジ１１６とを有する。嵌合凸部１１４は、ボール押さえ部材１００の嵌合凹部１０５に嵌合することにより、受け部１１２の嵌合位置が位置決めされる。
【００２２】
図４はボール押さえ部材１００の底面図である。図４に示されるように、ボール押さえ部材１００のフランジ１０８には、仮締め用の第１の締結ボルト（第１の締結手段）１２０が螺入されるネジ孔１０７と、本締め用の第２の締結ボルト１３０（第２の締結手段：図３中破線で示す）が挿通されるボルト挿通孔１０９とを有する。尚、ネジ孔１０７は、少なくとも周方向の９０度間隔で４箇所に設けられている。また、ボルト挿通孔１０９は、ネジ孔１０７より半径方向の外側に形成されており、少なくとも８箇所に設けられている。さらに、第２の締結ボルト１３０は、第１の締結ボルト１２０よりも太いので、第１の締結ボルト１２０よりも締め付けトルクが大となるように形成されている。
図５はボール受け部材１１０の底面図である。図５に示されるように、ボール受け部材１１０は、仮締め用の第１の締結ボルト１２０が挿通されるボルト挿通孔１１７と、本締め用の第２の締結ボルト１３０が挿通されるボルト挿通孔１１８とがフランジ１１６に設けられている。ボルト挿通孔１１７は、ボール押さえ部材１００のネジ孔１０７と対向する位置に設けられている。さらに、ボルト挿通孔１１８は、ボール押さえ部材１００のボルト挿通孔１０９と対向する位置に設けられている。
【００２３】
第１の締結ボルト１２０をボルト挿通孔１１７に挿通させ、ネジ孔１０７に螺入させると、第１の締結ボルト１２０は頭部がボルト挿通孔１１７の段部に当接してボール押さえ部材１００とボール受け部材１１０とを仮締め状態に締結する。この仮締め状態とは、フランジ１０８,１１６間に例えば、０．１mm程度の微小な隙間Ｓ（図３参照）が介在しており、ボールジョイント８０のボールスタッド８６がボール押さえ部材１００及びボール受け部材１１０に対して回動可能な状態に保持されている状態である。そのため、第１の締結ボルト１２０のみによってボール押さえ部材１００とボール受け部材１１０とを結合させた仮締め状態では、ダンパ装置１０の取付作業を行なう際に鉄骨９０の取付部９２に対するボールジョイント８０の位置合わせを容易に行なうことができる。
また、ボール押さえ部材１００の保持部１０４及びボール受け部材１１０の受け部１１２は、ボール部８２の外周に対応する曲率半径の曲面を有するため、第１の締結ボルト１２０をネジ孔１０７に螺入させて締結することで、ボール部８２をガタツキのない状態に保持することができる。
【００２４】
また、ボール部８２に対する保持力は、ボール押さえ部材１００の保持部１０４及びボール受け部材１１０の受け部１１２と一体なフランジ１０８,１１６を挟持する締結ボルト１２０，１３０の締結力（締め付けトルク）によって決まる。このボール押さえ部材１００の保持部１０４及びボール受け部材１１０の受け部１１２によるボール部８２に対する保持力が小さい場合（仮締め状態）は、ボール部８２が回動してボールスタッド８６の取付角度を調整することが可能になり、ボール部８２に対する保持力を増大させた場合（本締め状態）では、ボール部８２を回動不可状態に固定することが可能になる。
【００２５】
従って、工場で組み立てられたダンパ装置１０は、図３に示すようにボールジョイント８０に与圧を与えない仮締め状態のまま建築現場に搬送される。そのため、ダンパ装置１０を鉄骨９０の取付部９２に固定する際は、ボールジョイント８０のボールスタッド８６に対してボール押さえ部材１００及びボール受け部材１１０を相対的に回動させることができるので、ボール押さえ部材１００のボルト挿通孔１０９及びボール受け部材１１０のボルト挿通孔１１８を取付部９２のボルト挿通孔に合致させるように位置合わせを容易に行える。
【００２６】
図６はボールジョイント８０を鉄骨９０の取付部９２に固定した状態を示す縦断面図である。図６に示されるように、ボール押さえ部材１００のボルト挿通孔１０９及びボール受け部材１１０のボルト挿通孔１１８を取付部９２のボルト挿通孔９６に合致させて本締め用の締結ボルト１３０をボルト挿通孔１０９,１１８，９６に挿通させる。そして、取付部９２の裏面に突出した締結ボルト１３０の先端にナット１４０を螺合させ、ナット１４０を締め付ける。
【００２７】
これにより、フランジ１０８,１１６間に微小な隙間Ｓがゼロになり、フランジ１０８,１１６が互いに当接してガタツキの無い状態に挟持される。これと共に、ボルト挿通孔１１７の段部が第１の締結ボルト１２０の頭部から離間して隙間Ｓがボルト挿通孔１１７の段部と第１の締結ボルト１２０の頭部との間に形成される。
この締結状態では、第２の締結ボルト１３０とナット１４０による締結力が仮締め用の第１の締結ボルト１２０よりも強いので、受け部１１２によるボール部８２に対する与圧が増大してボール部８２をボール押さえ部材１００の保持部１０４とボール受け部材１１０の受け部１１２との間で固定することができる。そのため、ダンパ装置１０は、鉄骨９０の取付部９２に対して第２の締結ボルト１３０とナット１４０を用いて本締めする際にボールジョイント８０も同時に固定された状態に取り付けられる。すなわち、作業員は、従来からの取付作業と同じ作業を行なうことによりボール部８２に対する与圧を増大させてボールジョイント８０をガタツキ（遊び）の無い状態に固定することができる。
【００２８】
これにより、ボールジョイント８０における剛性が強化されるため、比較的大きな地震が発生した場合でもボールジョイント８０でガタツキが生じない。そのため、ダンパ装置１０は、地震による振動を確実に吸収して構造物を制振することができる。
【００２９】
従って、ダンパ装置１０は、例えば、建築現場において、第２の締結ボルト１３０及びナット１４０によりボールジョイント８０のフランジ１０８,１１６を鉄骨９０の取付部９２に締結させることで、地震の振動エネルギがボールジョイント８０を介してシリンダ２０、ピストン３０に直接的に伝達され、シリンダ２０とピストン３０との相対動作（減衰動作）によって減衰力に変換されて構造物の揺れを吸収することが可能になる。
【００３０】
図７は変形例を示す縦断面図である。図７に示されるように、変形例では、ボール押さえ部材１００の嵌合凹部１０５がテーパ状に形成されている。また、ボール受け部材１１０の嵌合凸部１１４も嵌合凹部１０５と同様な勾配を有するテーパ状に形成されている。すなわち、嵌合凹部１０５及び嵌合凸部１１４は、夫々が挿入方向に向けて先細になっているため、締結ボルト１３０とナット１４０による締結力により嵌合凹部１０５に嵌合凸部１１４が食い込むように取り付けられる。
【００３１】
そのため、ボールジョイント８０が取付部９２に固定されると共に、ボール受け部材１１０の嵌合凸部１１４には、嵌合凹部１０５との嵌合により内側に向かう押圧力が作用して受け部１１２の曲率半径を小さくするように変形する。これにより、受け部１１２は、ボール部８２に対する与圧をより増大させることができるので、ボールジョイント８０を回動不可状態に固定することが可能になり、且つボールジョイント８０の剛性をより強化することができる。
【００３２】
上記変形例では、このように、嵌合凹部１０５及び嵌合凸部１１４のテーパを利用してボールジョイント８０における剛性がより強化されるため、地震による振動が大きい場合でもダンパ装置１０により確実に振動を吸収して構造物を制振することができる。
【００３３】
なお、本実施例において仮締め用の第１の締結ボルト１２０は、ボール受け部材１００の底面（図面の右側）から挿入される例を説明したが、ボール押さえ部材１００のダンパ本体側（図面の左側）から挿入される構成も可能である。
【００３４】
上記実施例では、両ロッドタイプの鉄骨用のダンパ装置を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、片側からのみロッドが延びるダンパ装置にも適用でき、さらに、特開２００４−３５３８１３号公報に示すような摩擦ダンパや電磁力を利用した電磁ダンパ、橋梁や高速道路、振動を発生する大型機械等に取り付けられる油圧ダンパや摩擦ダンパ、電磁ダンパにも適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるダンパ装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】ダンパ装置１０の取付状態を示す図である。
【図３】ボールジョイント８０の構成を示す縦断面図である。
【図４】ボール押さえ部材１００の底面図である。
【図５】ボール受け部材１１０の底面図である。
【図６】ボールジョイント８０を鉄骨９０の取付部９２に固定した状態を示す縦断面図である。
【図７】変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ダンパ装置
２０  シリンダ
３０  ピストン
３２  減衰力発生部
４０  シリンダロッド
５０  ピストンロッド
７０  体積補償機構
８０  ボールジョイント
９０  鉄骨
９２  取付部
８２  ボール部
１００  ボール押さえ部材
１０４  保持部
１０５  嵌合凹部
１０７  ネジ孔
１０８,１１６  フランジ
１０９,１１７  ボルト挿通孔
１１０  ボール受け部材
１１２  受け部
１１４  嵌合凸部
１２０  第１の締結ボルト
１３０  第２の締結ボルト
１４０  ナット
【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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