(57)【要約】【課題】回転支承の施工性を向上させると共に回転支承の設計精度を確保することを課題とする。【解決手段】継手板１８に形成された連結孔２０と継手板２６、２８に形成された連結孔３２、３０とにピンシャフト１２が挿入され、継手板１８と継手板２６、２８とが回転可能に連結され、回転支承構造を形成する。ここで、連結孔３２、連結孔２０、連結孔３０の順に孔径が小さくなっている。また、ピンシャフト１２は、小径部１２Ａ、中径部１２Ｂ、大径部１２Ｃと段差が設けられており、連結孔３２、２０、３０とそれぞれ嵌合する大きさとされている。従って、大きい方の連結孔３２へピンシャフト１２の小径部１２Ａ側から差し込めば、十分なクリアランスがあるため、かじることなくピンシャフト１２を挿入できる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材に形成された第１孔と第２部材に形成された第２孔とに挿入され、第１部材と第２部材とを回転可能に連結する連結部材において、
孔径が相違する第１孔と第２孔にそれぞれ嵌合する大きさの第１連結部と第２連結部を備えることを特徴とする連結部材。
【請求項２】
前記第１連結部と前記第２連結部との間に生じる段差にテーパーを付けたことを特徴とする請求項１に記載の連結部材。
【請求項３】
前記第１孔と第２孔の孔径と相違する孔が形成された部材を第１部材と第２部材へ回転可能に連結するため、前記孔と嵌合する大きさの連結部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の連結部材。
【請求項４】
請求項１に記載の第１孔が形成された第１部材と第１孔と相違する孔径の請求項１に記載の第２孔が形成された第２部材を重ね合わせ、第１孔と第２孔にそれぞれ嵌合する大きさの第１連結部と第２連結部を備えた連結部材を孔径の大きい第１孔から挿入し、第１部材と第２部材とを回転可能に連結したことを特徴とする連結構造。
【請求項５】
架構を構成する第１構材へ前記第１部材を回転可能に取付ける上部連結部、架構に作用する外力により前記第１構材と相対変位する第２構材へ前記第２部材を回転可能に取付ける下部連結部、前記第１部材と前記第２部材との軸線が交わる角度を所定の角度とし、第１部材と第２部材の自由端を回転可能とする中部連結部を、それぞれ請求項４に記載の連結構造とし、前記中部連結部にダンパーの一端を回転可能に連結し、このダンパーの他端を前記架構へ回転可能に連結したことを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２つの部材を回転可能に連結する連結部材、及びこの連結部材を用いた連結構造、並びに連結構造を備えた制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、簡単な機構で、構造物の大きさに左右されずに効率良く配置でき、また、取付部位に曲げ応力を発生させることなく、大地震時にも制振効果を発揮できるトグル制振装置を提案している。
【０００３】
図１９に示すトグル制振装置８０では、構造物に作用する外力によって相対変形する上階の梁材８２と下階の梁材８４に、第１アーム８６と第２アーム８８の一端がそれぞれ回転可能に取付けられている。そして、第１アーム８６と第２アーム８８の自由端部は、第１アーム８６と第２アーム８８が所定の角度を持つように回転可能に連結されている。
【０００４】
また、ダンパー９０の一端が梁材８２へ回転可能に連結され、ダンパー９０の他端が第１アーム８６と第２アーム８８との連結部に回転可能に連結されている。
【０００５】
上記構成では、１つのトグル制振装置８０を構築するために、アーム同士の連結部、アームと梁材との連結部、少なくとも計３カ所に回転支承を設ける必要がある。
【０００６】
ところで、連結構造としての現状の回転支承は、図２０に示すように、例えば、第１アーム８６と第２アーム８８の端部にそれぞれ設けられた継手板９０、９２に、孔９４、９６を穿設し、二股の継手板９０の間へ継手板９２を入れて孔軸を一致させ、ストレートのピンシャフト９８を差し込む構成である。
【０００７】
しかし、回転支承は、トグル制振装置８０の動きを支配する重要な部分であり、設計上非常に高い精度を要求している。このため、孔９４、９６とピンシャフト９８のクリアランスが小さく、公差だけでは施工現場においてピンシャフト９８が差し込み難いという難点がある。
【０００８】
すなわち、図２０に示すように、ピンシャフト９８を若干傾けただけでも差し込みが困難となり、また、図２１に示すように、継手板９０へ継手板９２がねじれて差し込まれたときは、ピンシャフト９８の挿入性の悪さが顕著となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る事実を考慮し、回転支承の施工性を向上させると共に回転支承の設計精度を確保することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、第１部材に形成された第１孔と第２部材に形成された第２孔とに挿入され、第１部材と第２部材とを回転可能に連結する連結部材において、孔径が相違する第１孔と第２孔にそれぞれ嵌合する大きさの第１連結部と第２連結部を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明では、第１部材に形成された第１孔と第２部材に形成された第２孔とに連結部材が挿入され、第１部材と第２部材とが回転可能に連結され、連結構造を構成する。
【００１２】
ここで、第１孔の孔径と第２孔の孔径は相違している。例えば、第１孔が大きく、第２孔が小さいとする。そして、第１孔と第２孔へ連結部材が挿入されるが、連結部材は、第１孔と第２孔にそれぞれ嵌合する大きさの第１連結部と第２連結部を備えている。
【００１３】
従って、大きい方の第１孔から第２孔に嵌合する大きさの第２連結部を差し込むと、第１孔と第２連結部とには十分なクリアランスがあるため、かじることなく連結部材を挿入できる。
【００１４】
また、第１連結部が第１孔へ挿入され始めたときに、連結部材が孔軸に対して傾いたとしても、ストレートの連結部材と異なり、第１連結部と第１孔、第２連結部と第２孔のクリアランスはそれぞれ保たれるので、挿入作業が容易に行える。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記第１連結部と前記第２連結部との間に生じる段差にテーパーを付けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、第１連結部と第２連結部との間に生じる段差にテーパーを付けることで、連結部材が第１部材と第２部材の合わせ面をスムーズに通過することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、前記第１孔と第２孔の孔径と相違する孔が形成された部材を第１部材と第２部材へ回転可能に連結するため、前記孔と嵌合する大きさの連結部を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項３に記載の発明では、連結部材が、第１部材と第２部材の２つの部材を連結するだけではなく、第１孔と第２孔の孔径と相違する孔を、第１部材と第２部材へ回転可能に連結する部材に形成し、そして、この孔と嵌合する大きさの連結部を連結部材に設けることで、３つ以上の部材を回転可能に連結できる。
【００１９】
従って、例えば、４つの部材を回転可能に連結する場合、孔径がそれぞれ相違する孔を形成し、４つの連結部を持つ３つの段差付き連結部材を挿入すればよい。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、第１孔が形成された第１部材と第１孔と相違する孔径の第２孔が形成された第２部材を重ね合わせ、第１孔と第２孔にそれぞれ嵌合する大きさの第１連結部と第２連結部を備えた連結部材を孔径の大きい第１孔から挿入し、第１部材と第２部材とを回転可能に連結したことを特徴としている。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、架構を構成する第１構材へ前記第１部材を回転可能に取付ける上部連結部、架構に作用する外力により前記第１構材と相対変位する第２構材へ前記第２部材を回転可能に取付ける下部連結部、前記第１部材と前記第２部材との軸線が交わる角度を所定の角度とし、第１部材と第２部材の自由端を回転可能とする中部連結部を、それぞれ前記連結構造とし、前記中部連結部にダンパーの一端を回転可能に連結し、ダンパーの他端を前記架構へ回転可能に連結したことを特徴としている。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、第１構材と第２構材で架構が構成されており、第１構材には、上部連結部により第１部材が回転可能に取付けられている。また、第２構材には、下部連結部により第２部材が回転可能に取付けられている。
【００２３】
さらに、第１部材と第２部材の自由端は、中部連結部で回転可能に連結され、第１部材と第２部材の軸線が交わる角度を所定の角度とされている。これにより、架構の中には、第１部材と第２部材で幾何学的なトグル機構が構成される。
【００２４】
そして、上部連結部、下部連結部、及び中部連結部はそれぞれ請求項４に記載した連結構造とされており、連結部材の差し込みが容易で、且つ設計精度を満足する精度となっている。
【００２５】
また、中部連結部にはダンパーの一端が回転可能に連結され、ダンパーの他端は架構へ回転可能に連結されている。
【００２６】
このような構成において、地震等により第１構材と第２構材が、小さく水平方向或いは鉛直方向へ相対変形しても、幾何学的な特性から中部連結部の大きな変形に増幅されダンパーは大きく移動する。
【００２７】
このため、小さい変形×大きな力＝大きな変形×小さな力という関係が成立し、ダンパーが小さな力によって、構造物の振動を抑制する。また、第１構材と第２構材の小さな相対変形が、ダンパーの大きな変形に増幅されて構造物が制振されるので、中小の地震や風による小さな振動も効果的に制振することができ、さらに、耐震補強に活用することもできる。
【００２８】
また、トグル機構の重要な動き（回転運動）を支配する重要な連結部が精度の高い連結構造とされているので、制振性能を支障なく発揮できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１８に示すように、本実施形態に係る連結部材としてのピンシャフト１２、及びピンシャフト１２を用いた連結構造としての回転支承は、トグル制振装置１０の第１アーム１４と第２アーム１６の連結部、第１アーム１４と上梁材１７の連結部、及び第２アーム１６と下梁材１９の連結部に使用されている。
【００３０】
ピンシャフト１２の基本的な構造は、どの連結部でもほぼ同じであるので、第１アーム１４と第２アーム１６の連結部を例に採って説明する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、ピンシャフト１２は段付きシャフトであり、挿入側には小径の小径部１２Ａ、中央には中径の中径部１２Ｂ、押し込み側には大径の大径部１２Ｃが形成されている。なお、理解を容易にしたため、図面上では大きな段差があるように見えるが、本実施例では一例として、各段部の直径の寸法差を１ｍｍとしている（２ｍｍでも構わない）。そして、各段部が挿入される連結孔の孔径とのクリアランスを０．３ｍｍとしているが、以下に示す数値は一例でありこれに限定される訳ではない。
【００３２】
詳細には、小径部１２Ａがφ９９．７ｍｍ，中径部１２Ｂがφ１００．７ｍｍ、大径部１２Ｃがφ１０１．７ｍｍとされている。
【００３３】
円柱形状の第１アーム１４の端部からは、継手板１８が突設されている。この継手板１８は略三角形状をしており、第１アーム１４の軸線上には、φ１０１ｍｍの連結孔２０が穿設されている。また、第１アーム１４の軸線上から離れた位置には、油圧ダンパーを連結するためにピンシャフト１２が挿入される孔２４が穿設されている。
【００３４】
一方、円柱形状の第２アーム１６の端部からは、２枚の継手板２６、２８が突設され、この継手板２６、２８の間に第１アーム１４の継手板１８が挿入されるようになっている。
【００３５】
継手板２８に穿設された連結孔３０はφ１００ｍｍ，継手板２６に穿設された連結孔３２はφ１０２ｍｍとされている。すなわち、継手板２６、２８の間に第１アーム１４の継手板１８を挿入すると、φ１０２ｍｍφ→１０１ｍｍ→φ１００ｍｍと段階的に孔径が小さくなる連結孔が形成される。
【００３６】
また、各継手板１８、２６、２８の板厚は、図６に示すように、ピンシャフト１２が完全に挿入された状態で、ピンシャフト１２の小径部１２Ａ、中径部１２Ｂ、大径部１２Ｃが連結孔３０、２０、３２にそれぞれ嵌合する大きさとされている。
【００３７】
さらに、ピンシャフト１２の小径部１２Ａ、中径部１２Ｂ、及び大径部１２Ｃの間に生じる段差にはテーパー１２Ｅが形成されており、ピンシャフト１２の段差部が継手板の合わせ部で引っ掛からないようにしている。
【００３８】
また。小径部１２Ａの先端部にもテーパー状のガイド部１２Ｄが形成され、小径部１２Ａが連結孔３０へ嵌合したとき、挿入性、施工性、意匠性を考慮して、継手板２８の外側へ、突き出る小径部１２Ａの長さを決定する。
【００３９】
また、図１に示すように、継手板２８の外面には、矢印マークＭが付されており、作業者が間違うことなく孔径の大きい連結孔３２の方からピンシャフト１２を差し込めるように工夫されている。
【００４０】
次に、ピンシャフト１２で連結構造を施工する場合の施工の容易性について説明する。
【００４１】
図２に示すように、継手板２６、２８の間に第１アーム１４の継手板１８を挿入すると、φ１０２ｍｍφ→１０１ｍｍ→φ１００ｍｍと段階的に孔径が小さくなる連結孔３２、２０、３０が形成される。
【００４２】
ここで、連結孔３２側からピンシャフト１２を差し込む。このとき、ピンシャフト１２の小径部１２Ａと連結孔３２とのクリアランスは２．３ｍｍとなっており、簡単にピンシャフト１２を差し込むことができる。
【００４３】
次に、図３に示すように、小径部１２Ａが連結孔２０へ至ると、小径部１２Ａと連結孔２０、中径部１２Ｂと連結孔３２のクリアランスはそれぞれ１．３ｍｍであり、ピンシャフト１２は連結孔に干渉することはなく大きな挿入力を必要としない。
【００４４】
次に、図４に示すように、中径部１２Ｂが連結孔２０へ入り始めると、中径部１２Ｂの一部と連結孔２０とのクリアランスが０．３ｍｍとなり、小径部１２Ａの先端部にあるガイド部１２Ｄが連結孔３０に当たり始める。
【００４５】
次に、図５に示すように、大径部１２Ｃが連結孔３２に入り始めると、大径部１２Ｃと連結孔３２のクリアランスと中径部１２Ｂと連結孔２０とのクリアランスが０．３ｍｍとなり、小径部１２Ａが連結孔３０に入り始める。このとき、連結孔３２、２０、３０においてクリアランスが０．３ｍｍとなるため、挿入力が大きくなってくる。
【００４６】
ここで、大きな挿入力で押し込むと、図６に示すように、ガイド部１２Ｄが連結孔３０から突出した状態で、ピンシャフト１２の大径部１２Ｃ、中径部１２Ｂ、小径部１２Ａが、連結孔３２、２０、３０に精度良く嵌合し、第１アーム１４と第２アーム１６を回転可能に連結する。
【００４７】
なお、図７及び図８に示すように、継手板２６、２８の間へ継手板１８がねじれた状態で差し込まれ、継手板の間に隙間が生じて傾いた場合でも、ピンシャフト１２を押し込むにつれて、継手板２６、２８或は継手板１８の姿勢を正すので、ピンシャフト１２を押し込むことができる。
【００４８】
以上のように、ピンシャフトの径を３段階に大きさを変え、また、孔の大きさも３段階に分けてることで、仮に、製作過程で誤差が生じた場合でも、連結孔の寸法に合わせてピンシャフトを加工することで、ピンシャフトとの取り合いを１対１とすることができる。これにより、回転支承を施工する際の施工性が向上し、設計で要求される高い精度も確保することができる。
【００４９】
これがストレートのピンシャフトであると、３枚の連結孔の寸法に誤差が生じると、どれか一つの連結孔の孔径に残りの連結孔を加工して合わせなければならず、作業効率が良くない。
【００５０】
なお、第１実施形態では、ピンシャフトの径を３段階の大きさに変えるようにしたが、３段に特定される訳ではなく、図９に示すように、さらに、継手板３８、４０を回転可能に連結する場合、継手板４０に連結孔３２より大きな連結孔３６を、また、継手板３８には、連結孔３０より小さい連結孔４４を形成し、径が５段階で小さくなるピンシャフト４６を差し込むようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、トグル制振装置を構成するアームの連結部を例に挙げて回転支承を説明したが、例えば、バックフォーのアームの関節部、アームとバケットの連結部のように、スムーズな回転運動が要求される連結部位にはすべて適用することができる。
【００５２】
次に、連結構造を備えたトグル制振装置１０の施工手順を説明する。
【００５３】
図１８に示すように、トグル制振装置１０は、上梁材１７と下梁材１９、及び柱４８で構成される１つの架構５０内に左右対称に取付けられる場合について、同じ工程の繰り返しなので、左側のトグル制振装置１０の施工手順について説明する。
【００５４】
図１０に示すように、下梁材１９と柱４８の隅部、上梁材１７の中央部、また、上梁材１７と柱４８の隅部には、鉄骨ブラケット５６、５２、５４が取付けられている。鉄骨ブラケット５６に回転支承板６２をボルトで仮止めし、また、鉄骨ブラケット５４にダンパーブラケット６０を固定する。
【００５５】
図１１に示すように、上梁材１７に吊下げ治具６１を取付け、この吊下げ治具６１にチェーンブロック５８を取付ける。
【００５６】
図１２に示すように、第１アーム１４の継手板６４と回転支承板６６とをピンシャフト１２で地組みして連結し、第１アーム１４をチェーンブロック５８で吊下した状態で、回転支承板６６を鉄骨ブラケット５２にボルトで仮固定する。
【００５７】
図１３に示すように、ピンシャフト１２を抜き取り、回転支承板６６をトルシア型ＨＴＢ（ハイテンションボルト６８）で本締め固定する。
【００５８】
図１４に示すように、第２アーム１６をチェーンブロック５８で吊下し、ピンシャフト１２で継手板１８、２６、２８を連結する。図１５に示すように、第１アーム１４の継手板６４と回転支承板６６をピンシャフト１２で連結する。
【００５９】
図１６に示すように、第２アーム１６の継手板７０と回転支承板６２をピンシャフト１２で連結する。図１７に示すように、油圧ダンパー７２を吊り込み、ダンパーブラケット６０と油圧ダンパー７２の継手板７４をピンシャフト１２で連結する。
【００６０】
最後に、図１８に示すように、油圧ダンパー７２の継手板７６と第１アーム１４の継手板１８（孔２４）をピンシャフト１２で連結し、回転支承板６２をトルシア型ＨＴＢ（ハイテンションボルト６８）で本締め固定して、施工を完了する。
【００６１】
なお、回転支承板６２，６６を固定する際に、トルシエ型ＨＴＢ以外にもＪＩＳ型ＨＴＢを使用することもあり、回転支承板６２にトルシエ型ＨＴＢ、回転支承板にＪＩＳ型ＨＴＢという使い方もあり、使用箇所は限定されるものではない。また、取付手順も、図１２→図１５→図１６→図１７とする場合もあり、施工状況に応じて柔軟に対応できる。
【００６２】
以上のように取付けられたトグル制振装置は、地震等によって、架構５０が水平方向へ変形すると、トグル機構を構成する第１アーム１４及び第２アーム１６が回転支承板６２、６６を中心に回転運動を行うため、継手板１８の部位で上梁材１７と下梁材１９との変位量が増幅され、油圧ダンパー７２を大きく作動させる。これにより、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。そして、油圧ダンパー７２の小さな制動力で、架構５０の振動が減衰され、中小の地震や風による建物１８の小さな振動が効果的に制振される。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、回転支承の施工性を向上させると共に回転支承の設計精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る連結構造及び連結部材を示す分解斜視図である。
【図２】本実施形態に係る連結部材の挿入状態を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る連結部材の挿入状態を示す断面図である。
【図４】本実施形態に係る連結部材の挿入状態を示す断面図である。
【図５】本実施形態に係る連結部材の挿入状態を示す断面図である。
【図６】本実施形態に係る連結部材の挿入状態を示す断面図である。
【図７】継手板がねじれた状態で連結部材を挿入している状態を示す断面図である。
【図８】継手板がねじれた状態で連結部材を挿入している状態を示す断面図である。
【図９】継手板が５つ連結された状態を示す断面図である。
【図１０】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１１】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１２】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１３】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１４】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１５】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１６】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１７】トグル制振装置の施工手順を示す正面図である。
【図１８】トグル制振装置の仕上がり状態を示す正面図である。
【図１９】従来のトグル制振装置を示す正面図である。
【図２０】従来の連結構造のピンシャフトの挿入性を説明する断面図である。
【図２１】従来の連結構造のピンシャフトの挿入性を説明する断面図である。
【符号の説明】
１２　　ピンシャフト（連結部材）
１２Ｅ　テーパー
１４　　第１アーム（第１部材）
１６　　第２アーム（第２部材）
１７　　上梁材（第１構材）
１８　　継手板（中部連結部）
１９　　下梁材（第２構材）
２０　　連結孔（第１孔）
２６　　継手板（中部連結部）
２８　　継手板（中部連結部）
３０　　連結孔（第２孔）
３２　　連結孔（第２孔）
３６　　連結孔（孔）
３８　　継手板（部材）
４０　　継手板（部材）
４４　　連結孔（孔）
４６　　ピンシャフト（連結部材）
６２　　回転支承板（下部連結部）
６６　　回転支承板（上部連結部）
７２　　油圧ダンパー（ダンパー）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004044755.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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