(57)【要約】      （修正有）【課題】減衰装置に関し、振動エネルギーによる発熱を抑制し、駆動エネルギーを省エネとする。【解決手段】振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、ネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部４と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部８とでなる減衰装置１において、前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置９の流路の一部を設けると共に、前記往復運動部の往復運動を冷媒液用ポンプの駆動源にして前記冷却装置の冷媒液９ｂが一方向に流出されて循環され、前記冷却装置の流路における、ネジ機構部と冷媒液用ポンプとの流路との間に、冷媒液を貯留するとともにポンプの流量変動及び内部圧力を逃す圧力弁を有したタンクが設けられている減衰装置１とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、
前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置の流路の一部を設けると共に、
前記往復運動部の往復運動を冷媒液用ポンプの駆動源にして前記冷却装置の冷媒液が一方向に流出されて循環され、
前記冷却装置の流路における、ネジ機構部と冷媒液用ポンプとの流路との間に、冷媒液を貯留するとともにポンプの流量変動及び内部圧力を逃す圧力弁を有したタンクが設けられていること、
を特徴とする減衰装置。
【請求項２】
ネジ機構部からタンクに至るまでの配管が外部に露出され、その外部露出部分の配管には、複数枚の放熱板が固着され若しくは着脱自在にされて設けられていること、
を特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
【請求項３】
ネジ減衰部の筐体と、粘性減衰部の筐体とが間隙を有して分離され、ネジ減衰部におけるネジ機構部の回転するネジ軸が、粘性減衰部の内筒に連結されていること、
を特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の減衰装置。
【請求項４】
往復運動部における往復直線運動する棒状の往復体にピストン部が形成され、そのピストン部の前後方向の両側に冷媒液用の流路が配設され、この流路の流入側と流出側とに設けられた逆止弁により、冷媒液が一方向に流れて循環すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の減衰装置。
【請求項５】
振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、取付部材を介して往復運動部の相対往復運動として、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、
前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置の流路の一部を設けると共に、ネジ減衰部に冷媒液を貯留するタンクを設け、
前記ネジ機構部の近傍に配設された流路と、前記タンクとが少なくとも上下位置の２箇所で連結用流路若しくは連結用配管で連結され、これらの中を冷媒液がその温度差により自然循環すること、
を特徴とする減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、地震等の振動エネルギーによって生じる構造物の慣性エネルギーは構造物上下層の層間によって相違して、層間変位となって現れる。その構造物の上下層における層間変位を利用して当該構造物に設けられた取付部材を介して相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構により回転運動に変換、且つ、ネジ摩擦によるネジ減衰部と、粘性減衰部とにより吸収して減衰するもので、前記ネジ機構部の発熱を抑制するようにした減衰装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震等における振動エネルギーを減衰させる減衰装置として、上記のように往復直線運動を回転運動に変換する運動エネルギー変換部のある従来例１と従来例２とが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来例１の減衰装置は、回転運動変換手段に、粘性減衰手段の減衰能力が低下しないように、減衰量の一部を負担させたものである。また、前記従来例２は、減衰により発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段を設けたものである。
【特許文献１】特開２００４−８４８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７２５１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、従来例１の減衰装置では、回転運動変換部におけるネジ部において、摩擦熱の発生により、ネジ部の膨張等により焼き付きが課題となる。また、従来例２においては、冷却手段を機能させるために、駆動部、制御部に外部エネルギーを要すること、冷却装置の設置場所、また、冷却手段の維持管理に多大な費用を要する等の課題がある。本発明に係る減衰装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る減衰装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置の一部を設けると共に、前記冷却装置の一部を前記往復運動部に設け、前記往復運動部の往復運動を冷媒液用ポンプの駆動源にして前記冷却装置の冷媒液が一方向に流出されて配管により循環され、前記冷却装置におけるネジ機構部と、冷媒液用ポンプの配管との間に、冷媒液を貯留するとともにポンプの流量変動及び内部圧力を逃す圧力弁を有したタンクが設けられていることである。
【０００６】
前記ネジ機構部からタンクに至るまでの配管が外部に露出され、その外部露出部分の配管には、複数枚の放熱板が固着され若しくは着脱自在にされて設けられていること、；
前記ネジ減衰部の筐体と、粘性減衰部の筐体とが間隙を有して分離され、ネジ減衰部におけるネジ機構部の回転するネジ軸が、粘性減衰部の内筒に連結されていること、；
前記往復運動部における往復直線運動する棒状の往復体にピストン部が形成され、そのピストン部の前後方向の両側に冷媒液用の流路が配設され、この流路の流入側と流出側とに設けられた逆止弁により、冷媒液が一方向に流れて循環すること、；
を含むものである。
【０００７】
また、減衰装置の要旨は、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、取付部材を介して往復運動部の相対往復運動として、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置の流路の一部を設けると共に、ネジ減衰部に冷媒液を貯留するタンクを設け、前記ネジ機構部の近傍に配設された流路と、前記タンクとが少なくとも上下位置の２箇所で連結用流路若しくは連結用配管で連結され、これらの中を冷媒液がその温度差により自然循環することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の減衰装置によれば、冷却装置において、往復運動部の往復運動を冷媒液用ポンプの駆動源にして、冷媒液が一方向に流出されて配管により循環されるので、別に冷媒液循環用の駆動源を必要とせず、地震等のエネルギーを活用することができる。
また、冷却装置の冷媒液は振動などにより自動的に循環するので、地震を検知して冷媒液の循環を起動させるような起動装置が不要である。よって、冷却装置全体が簡易でコンパクトな装置になる。
【０００９】
このほか、タンクを設けることで、冷却装置全体に循環させるために必要な冷媒液を確実に確保することができるとともに、その必要量の調整が容易となる。なお、タンクには若干の空間を設けて冷媒液を充填することにより、相対往復運動部における往復時の冷媒液の流量差を吸収可能となる。また、タンクを設けることにより吸収した熱を一時蓄積可能となり、熱放散の効果が期待できる。
【００１０】
配管に設けた複数枚の放熱板により、放熱量が増大して冷媒装置の冷却能力が向上する。
ネジ減衰部の筐体と、粘性減衰部の筐体とが間隙を有して分離されているので、筐体を通してネジ機構部の熱が伝達しないようになり、粘性減衰部の内筒を支持するベアリングの負荷が軽減されて、製品寿命が向上する。
往復運動部における往復直線運動する棒状の往復体にピストン部が形成され、そのピストン部の前後方向の両側に冷媒液用の配管が配設され、この配管の流入側と流出側とに設けられた逆止弁により、冷媒液が一方向に流れて循環するように構成されているので、冷媒液が間欠することなく、連続して流出するようになる。よって、発熱部の冷却能力が向上する。
【００１１】
更に、ネジ機構部における発熱部の近傍に冷却装置の一部を設けると共に、ネジ減衰部にタンクを設け、前記ネジ減衰部におけるネジ機構部の近傍に配設された流路と、前記タンクとが連結用流路若しくは連結用配管で直接的に連結され、これらの中を冷媒液がその温度差により自然循環することにより、冷媒液循環用の特別な駆動源が不要となり、減衰装置全体の構成が簡易となって取り扱いが容易となり、且つ、コンパクトで軽量小型化され、製造コストの低減となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る減衰装置の第１実施例は、図１に示すように、例えば、地震等の振動エネルギーによる構造物の層間変位に伴う、減衰装置の往復運動部における往復体２の相対的な往復直線運動をネジ機構部３を介して回転運動に変換するネジ減衰部４と、当該回転運動によって回転される内筒５とその外側を囲繞して前記内筒５を回転自在に支持する外筒６との間に充填された粘性体７の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部８とでなる減衰装置１において、前記ネジ機構部３における発熱部の近傍に冷却装置９の一部を設けると共に、前記冷却装置９の一部を前記往復運動部に設け、前記往復運動部２の往復運動を冷媒液用ポンプ９ａの駆動源にして前記冷却装置９の冷媒液９ｂが一方向に流出されて配管１０により循環される減衰装置１である。
【００１３】
前記ネジ機構部３における発熱部は、前記往復運動部である往復体２の一部外周面に刻設された雄ネジ溝と、この雄ネジ溝に螺合するようにナット１１の内周壁面に刻設された雌ネジ溝との摺接部分である。図２に示すように、前記往復体２の図において右側にピストンロッド１２が軸方向に遊び無く若しくは回転方向に自在に連結して設けられ、図において左側端部には前記内筒５にボルト１３で連結する円盤状の鍔部２ａが形成されている。
【００１４】
前記ナット１１を固定して支持するのは、ネジ減衰部４の筒体４ａであり、冷却装置９の冷媒液９ｂを貯留する圧力弁４ｅを有した円筒状のタンク４ｂが形成されている。また、前記ナット１１には、冷却装置９の流路１１ａ，１１ｂ，…が前記ネジ機構部３の近傍に配設され、前記筒体４ａの内部に配設された流路４ｃ，４ｄ，…に連通するようにされている。前記流路１１ａ，１１ｂ，…は、往復体２の軸心に沿って平行に配設され、周方向に均等配置で複数本設けられているものである。
【００１５】
図２において、前記筒体４ａの右側にはピストン駆動部１４が形成されている。このピストン駆動部１４は、前記ピストンロッド１２の先端部が駆動筒体１５のリンダー１５ａ内に挿通されて、液漏れの無いようにパッキン付蓋（ヘッド）１５ｂが設けられ、液密に封止されている。このパッキン付蓋（ヘッド）１５ｂには、シリンダー１５ａと配管１０とに連通する冷媒用の流路が設けられている。
【００１６】
前記駆動筒体１５のシリンダー１５ａには、その内部に、例えば、水溶液若しくは難燃性油等の冷媒液９ｂが満たされ、冷媒液用ポンプ９ａの右側の配管１０ａ，１０ｂと、左側の配管１０ｃ，１０ｄとが配設されている。
【００１７】
前記配管１０の配設の道順を説明することで冷却装置９の構成を説明する。前記駆動筒体１５のシリンダー１５ａに連通される配管１０ａは、逆止弁１６付三方継手１７に接続されている。この配管１０ａは、専ら外部からシリンダー１５ａへと冷媒液９ｂが流れる流路となる。同様に、配管１０ｂは、シリンダー１５ａから外部へ冷媒液９ｂを流す流路となる。
【００１８】
前記配管１０ａ，１０ｂに対して、ピストン部の反対側に配管１０ｃ，１０ｄが配設されている。配管１０ｃは、前記三方継手１７の一端部が接続され、他端部がパッキン付蓋（ヘッド）１５ｂを介してシリンダー１５ａに連通している。配管１０ｄは、一端部がパッキン付蓋（ヘッド）１５ｂを介してシリンダー１５ａに連通しており、他端部が逆止弁１６付の三方継手１８に接続されている。
【００１９】
こうして、往復運動部における往復直線運動するピストンロッド１２にピストン部が形成され、そのピストン部の前後方向の両側に冷媒液用の配管１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが配設され、この配管の流入側と流出側とに設けられた逆止弁１６により、冷媒液９ｂが一方向に流れて循環するものである。
【００２０】
前記三方継手１８に接続される外部の配管１０は、その他端部がネジ減衰部４のナット１１に連結されている。このナット１１においては、冷媒液９ｂが、ネジ機構部３に至る流路を流れて、その外周面に回って、筒体４ａの上部の流路４ｃを通り、配管１０ｅの一端部に連通していて流入する。
【００２１】
前記配管１０ｅは、他端部が筒体４ａの右側端部の、タンク４ｂの内部に連通する流路に接続される。そして、このタンク４ｂは、その右側端部の下部で、排出用の流路が設けられていて、そこに、配管１０ｆの一端部が接続されている。この配管１０ｆの他端部が、前記三方継手１７に接続されていて、全体として、冷媒液９ｂが、循環するようになっている。これが冷却装置９の配管と流路の構成である。
【００２２】
このような冷却装置９を有する減衰装置１により、地震等が発生した場合には、往復運動部における往復体２が、左右に往復直線運動をする。冷媒液用ポンプ９ａにおいて、ピストンロッド１２が左右に往復直線運動する。まず、ピストンが、右に動くと、シリンダー１５ａ内の右側にある冷媒液９ｂが右側に押し出され、配管１０ｂから逆止弁１６を通過して配管１０に流れる。一方、配管１０ａでは、逆止弁１６により弁が働き冷媒液９ｂは流れない。
【００２３】
前記冷媒液用ポンプ９ａのピストンが右に移動したと同時に、シリンダー１５ａ内の左側にある冷媒液９ｂが吸い込まれることになり、三方継手１７の逆止弁１６を介して配管１０ｃ及びパッキン付蓋（ヘッド）１５ｂから冷媒液９ｂが供給され充填される。また、配管１０ｄの冷媒液９ｂは、逆止弁１６により流路が閉蓋されて流れない。
【００２４】
前記冷媒液用ポンプ９ａのピストンが左側に移動すると、今度は、シリンダー１５ａの左側の冷媒液９ｂが押し出されて、配管１０ｄに冷媒液９ｂが流れて配管１０に流出していき、配管１０ｃの冷媒液９ｂは流れない。反対側の、配管１０ｂでは冷媒液９ｂが流れず、配管１０ａは冷媒液９ｂが三方継手１７から流入してシリンダー１５ａの右側に供給され充填される。このように、ピストン駆動部１４においては、ピストンロッド１２が往復直線運動するたびに、常に冷媒液９ｂが配管１０ｆから配管１０ａ若しくは配管１０ｃに供給され、配管１０ｂ若しくは配管１０ｄから三方継手１８を介して配管１０に流出される。
【００２５】
前記冷媒液９ｂは、配管１０からネット１１の流路１１ａ，１１ｂ，…に流入し、ネジ機構部３の熱を吸収する。これにより、ネジ機構部３が冷却される。その後、冷媒液９ｂは、前記ナット１１の外周部に流れてそこから筒体４ａの流路４ｃ、更に、配管１０ｅへと流れる。なお、流路４ｄは、その開口部が蓋２０で閉蓋されており、冷媒液９ｂの排出時に開口させて利用される。
【００２６】
前記配管１０ｅは筒体４ａの外部に出されているので、この部分で冷媒液９ｂが放熱して冷却される。その後、冷媒液９ｂは、タンク４ｂに至る。このタンク４ｂにおいて、冷媒液９ｂが貯留され、冷却装置９の全体に冷媒液９ｂが循環するために必要な量が確保される。
【００２７】
前記タンク４ｂの下部に下向きに流れ出る流路があり、そこに配管１０ｆの端部が接続されているので、冷媒液９ｂが、前記ピストンロッド１２の往復直線運動の度に、三方継手１７に供給され、前述の配管１０ａ，１０ｃに交互に流れて行く。
【００２８】
このようにして、冷却用ポンプ９ａが、地震等の振動によって別体の駆動源を必要としないで自然に駆動され、冷媒液９ｂがネジ機構部３を通ってこれを冷却し、更に、タンク４ｂで冷媒液９ｂの温度が冷却されて、そこから全体に冷媒液９ｂが循環されるようになっている。
【００２９】
第２実施例に係る減衰装置は、前記ネジ機構部３における流路１１ａ，１１ｂ，…を往復体２の軸心方向に各々別に平行にするのではなく、当該軸心回りに螺旋状にして、発熱部であるネジ機構部３に配設する例である（図示せず）。この場合、螺旋状の流路１１ａ，１１ｂは、配管で構成したり、若しくは、ナット１１の内部周壁面に刻設する螺旋ネジにおけるネジ山の間隙で構成したりするものである。このようにすれば、ネジ機構部３の周方向において、摩擦で発生する熱を間欠的に放熱させるのではなく、周方向に連続的に放熱させてネジ機構部３の全体として均一に放熱させることができる。よって、放熱が効率的に行われ、冷却装置の性能が向上する。
【００３０】
また、第３実施例に係る冷却装置は、図３に示すように、ネジ機構部３からタンク４ｂに至るまでの配管１０ｅが外部に露出され、その外部露出部分の配管１０ｅには、複数枚の放熱板１９が固着され若しくは着脱自在にされて設けられている。これにより、冷媒液９ｂの温度調節が容易となる。
【００３１】
第４実施例に係る冷却装置は、図４に示すように、冷却装置９の冷媒液９ｂを循環させる循環駆動手段を、その冷媒液９ｂ自身の温度差による自然環流とするものである。即ち、前記ネジ機構部３で熱せられて温度が上昇した冷媒液９ｂが連結用流路若しくは連結用配管で上方に移動し、温度の低い冷媒液９ｂが、その分だけ連結用の配管１０ｆを介してタンク４ｂの底部から補給される。上昇した冷媒液９ｂは、連結用の配管１０ｅを通ってタンク４ｂの上部に流出する。こうして、タンク４ｂで上部の冷媒液９ｂよりも温度が下がった冷媒液９ｂがタンク４ｂの底部に溜まり、自然に循環することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る減衰装置１の縦断面図である。
【図２】同本発明の減衰装置１の一部拡大縦断面図である。
【図３】第３実施例に係るネジ減衰部４とピストン駆動部１４との縦断面図である。
【図４】第４実施例に係るネジ減衰部４の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１            減衰装置、
２            往復体、                      ２ａ              鍔部、
３            ネジ機構部、
４            ネジ減衰部、                  ４ａ              筒体、
４ｂ          タンク、                      ４ｃ，４ｄ        流路、
４ｅ          圧力弁、
５            内筒、
６            外筒、
７            粘性体、
８            粘性減衰部、
９            冷却装置、                    ９ａ              冷媒液用ポンプ、
９ｂ          冷媒液、
１０          配管、                        １０ａ〜１０ｆ    配管、
１１          ナット、                      １１ａ，１１ｂ    流路、
１２          ピストンロッド、      
１３          ボルト、  
１４          ピストン駆動部、
１５          駆動筒体、                    １５ａ            シリンダー、
１５ｂ        パッキン付蓋（ヘッド）、
１６          逆止弁、
１７，１８    三方継手、
１９          放熱板、
２０          蓋。
【図１】
2008138826.tif 000003
【図２】
2008138826.tif 000004
【図３】
2008138826.tif 000005
【図４】
2008138826.tif 000006