(57)【要約】【課題】例えば建物の免震装置や制振装置もしくは各種機器や配管等の防振振動等として用いる振動吸収装置、特に地震や各種機械振動等の振動エネルギーを吸収するための振動吸収装置およびその製造方法に係り、構造簡単で且つ前記のような鉛等の金属よりなる振動吸収体の漏出を確実に防止できるようにする。【解決手段】筒状のシリンダ１内に進退ロッド５を同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ１内の進退ロッド５の周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体７を収容し、上記進退ロッド５またはシリンダ１に設けた突出部等の抵抗部Ｒが、振動発生時に上記振動吸収体７内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収するようにした振動吸収装置において、上記振動吸収体７の両端部に、該振動吸収体と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層７ａ・７ｂを形成したことを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004100766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容し、上記進退ロッドまたはシリンダに設けた凸部等の抵抗部が、振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収するようにした振動吸収装置において、上記振動吸収体の両端部に、該振動吸収体と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層を形成したことを特徴とする振動吸収装置。
【請求項２】
前記振動吸収体として鉛を用い、前記金属層として鉛合金を用いてなる請求項１記載の振動吸収装置。
【請求項３】
前記鉛合金を形成する金属として亜鉛または錫またはアルミニウムを用いた請求項２記載の振動吸収装置。
【請求項４】
筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容し、上記進退ロッドまたはシリンダに設けた凸部等の抵抗部が、振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収する構成とし、上記振動吸収体の両端部に、該振動吸収体と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層を形成した振動吸収装置を製造するに当たり、上記振動吸収体を形成する金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入固化させて振動吸収体を形成した後、その振動吸収体の両端部に、それぞれ上記金属層を形成するための金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入固化させて上記金属層を順に形成したことを特徴とする振動吸収装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建物の免震装置や制振装置もしくは各種機器や配管等の防振振動等として用いる振動吸収装置およびその製造方法に関する。更に詳しくは、地震や各種機械振動等の振動エネルギーを吸収するための振動吸収装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、地震等の振動エネルギーを吸収する装置として、下記特許文献１のように鉛等の金属よりなる振動吸収体を用いた振動吸収装置（エネルギー吸収装置）が提案されている。上記の振動吸収装置は、筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、鉛等の金属よりなる振動吸収体を収容し、上記進退ロッドまたはシリンダに設けた凸部等の抵抗部が、振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収する構成である。すなわち、上記の抵抗部が振動吸収体内を相対移動することによって振動吸収体が流動的に塑性変形しながら振動エネルギーを吸収するものである。
【０００３】
この場合、振動による上記の変形を繰り返すと、それにより発生する熱で振動吸収体が軟化して流動性が増すと共に、熱膨張により圧力が増大してシリンダの両端側から漏出するおそれがある。そのため上記特許文献１においては、シリンダの両端部に山形密封装置等の液圧密封装置を設けるようにしているが、振動時の漏出圧力は高く、上記のような液圧密封装置を設けただけでは、必ずしも上記の漏出を良好に防ぐことができない等の不具合があった。
【０００４】
そこで、下記の特許文献２および３においては、密封装置としてシールリングとプレッシャーリングとを併用することが提案されているが、部品点数や組立工数が増し、製作コストが増大する等の問題がある。しかも上記プレッシャーリングの進退ロッドまたはシリンダに対する接触圧力が弱いと、振動吸収体が漏出し、逆に接触圧力が強すぎると、プレッシャーリングの一部が進退ロッドまたはシリンダに食い込んで進退ロッドの相対移動を妨げるおそれがある。そのため、寸法精度の調整や維持管理が難しく、信頼性や安定性に欠けるきらいがある。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５８−３０４７０号公報
【特許文献１】
特開平６−３３７０３０号公報
【特許文献１】
特開２０００−３２９１８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような振動エネルギーを吸収する振動吸収装置における上記のような問題点に鑑みて提案されたもので、構造簡単で且つ前記のような鉛等の金属よりなる振動吸収体の漏出を確実に防止することのできる振動吸収装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による振動吸収装置は、以下の構成としたものである。すなわち、筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容し、上記進退ロッドまたはシリンダに設けた凸部等の抵抗部が、振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収するようにした振動吸収装置において、上記振動吸収体の両端部に、該振動吸収体と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層を一体に形成したことを特徴とする。
【０００８】
また本発明による振動吸収装置の製造方法は、筒状のシリンダ内に進退ロッドを同心状に且つ軸線方向に相対移動可能に設け、そのシリンダ内の進退ロッドの周囲に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体を収容し、上記進退ロッドまたはシリンダに設けた凸部等の抵抗部が、振動発生時に上記振動吸収体内を相対移動することによって振動エネルギーを吸収する構成とし、上記振動吸収体の両端部に、該振動吸収体と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層を一体に形成した振動吸収装置を製造するに当たり、上記振動吸収体を形成する金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入固化させて振動吸収体を形成した後、その振動吸収体の両端部に、それぞれ上記金属層を形成するための金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入固化させて上記金属層を順に形成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による振動吸収装置およびその製造方法を、図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１０】
図１は本発明による振動吸収装置一実施形態を示すもので同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。
【００１１】
図において、１は円筒状のシリンダで、そのシリンダ１の一端側の外周面には取付フランジ２が溶接等で一体的に設けられ、シリンダ１の両端部近傍の内周面にはリング状の振れ止めフランジ３，４が溶接等で一体的に設けられている。上記シリンダ１内には、上記の振れ止めフランジ３，４を貫通して棒状の進退ロッド５がシリンダ１と同心状に且つシリンダ１の軸線方向に相対移動可能に設けられ、その進退ロッド５の一端部には取付フランジ６が溶接等で一体的に設けられている。
【００１２】
上記進退ロッド５の長手方向ほぼ中央部には、抵抗部Ｒとしての凸部５ａがロッド５と一体に設けられ、その凸部５ａを覆うようにして進退ロッド５の周囲のシリンダ１内に、塑性変形可能な金属よりなる振動吸収体７が設けられている。その振動吸収体７の両端部には、その振動吸収体７と同材質の金属を含む合金及び又は他の金属層７ａ・７ｂが振動吸収体７と一体に設けられ、その各金属層７ａ・７ｂの振動吸収体７と反対側の端部には、前記の振れ止めフランジ３，４が密着固定されている。
【００１３】
上記各構成部材１〜６の材質は適宜であるが、本実施形態においては鉄等の鋼材が用いられている。また振動吸収体７の材質は、塑性変形可能な金属であれば適宜であるが、本実施形態においては純鉛が用いられ、前記各金属層７ａ・７ｂとしては鉛合金が形成されている。その鉛合金としては、鉛とそれよりも融点の低い金属との合金でれば、例えばインジウム、錫、ビスマス等を用いることができる。また鉛とそれよりも融点の高い金属との合金でれば、例えば亜鉛、アルミニウム、アンチモン等を用いることができる。
【００１４】
なお上記の振動吸収体７としては鉛以外に、例えばアルミニウム、インジウム、錫等を用いることができ、また金属層７ａ・７ｂとしては、上記の金属を含む合金を用いることができる。この場合にも、上記の金属の両端に配置する金属層７ａ・７ｂとしては、上記の金属よりも融点の低い金属を用いるか、いずれか一方のみ上記の金属よりも融点の高い金属を用いることができる。
【００１５】
上記のように構成した振動吸収装置を用いて例えば地震発生時に建物等に伝達される振動エネルギーを吸収する場合には、図１に示すように前記両取付フランジ２，６の一方を基礎等の構造体Ａに、他方を建物等の構造体Ｂに取付けるもので、本実施形態においては各フランジ２，６に形成した取付孔２ａ，６ａに、それぞれボルト８を挿通して取付ければよい。
【００１６】
その状態で、地震等により建物が揺れると、進退ロッド５がシリンダ１に対して相対的に図中矢印のように軸線方向に往復移動する。すると、進退ロッド５に設けた抵抗部Ｒとしての凸部５ａも同方向に往復移動し、それによって振動吸収体７が流動的に塑性変形しながら振動エネルギーを吸収するものである。
【００１７】
なお、その際、振動吸収体７の両端部には金属層７ａ・７ｂが強固に一体化され、かつ各金属層７ａ・７ｂの振動吸収体７と反対側の端部には、シリンダ１に溶接等で固着した振れ止めフランジ３，４が当接して固定されているので、それらはシリンダ１に対して移動することはない。また上記の往復動を繰り返すことによって熱が発生し、振動吸収体７は徐々に軟化して流動性が増すと共に、熱膨張により圧力が増大するが、振動吸収体７の両端部の金属層７ａ・７ｂは流動化することがないため、振動吸収体７の漏出を防止することができる。
【００１８】
しかも、振動吸収体７の圧力によって金属層７ａ・７ｂが半径方向外方および内方に膨張する傾向となって、シリンダ１および進退ロッド５との密着性や密着圧力が増大し、振動吸収体７の漏出を更に確実に防止することができる。また特に後述するように振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂを形成する金属（溶融金属）をシリンダ内に直接注入して成形する場合には、シリンダ１および進退ロッド５との間に隙間なく密着した状態で振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂを形成することが可能となり、振動吸収体７の漏出を更に確実に防止することが可能となる。よって、振動吸収体７の漏出を確実に防止できれば、必ずしも合金でなくてもよく、また合金と他の金属を併用するようにしてもよい。
【００１９】
次に、上記のような振動吸収装置を製造する場合のプロセスの一例を図２に基づいて説明する。先ず、同図（ａ）のようにシリンダ１の一端側に設けた取付フランジ２を床面Ｆ等に載置してシリンダ１を起立状態に配置し、そのシリンダ１内に進退ロッド５を、シリンダ１と同心状に且つ凸部５ａが所定の高さ位置になるように配置固定する。
【００２０】
その固定手段は適宜であるが、例えば図のようにシリンダ１内の下部に固定具１１を挿入して、その固定具１１の上面中央部に形成した凹部１１ａ内に進退ロッド５の下端部を挿入嵌合すると共に、進退ロッド５の上端部を図のような係止具１２等によってシリンダ１と同心状に位置決め保持させる。図中、１３は石綿等よりなるリング状の断熱材で、図のように固定具１１の上面に予め載置しておく。
【００２１】
その状態で、振動吸収体７を形成する金属を、溶融した状態で上記係止具１２に形成した開口部１２ａからシリンダ１内に注入し固化させて振動吸収体７を形成する。次いで、その振動吸収体７の上部に、金属層７ｂを形成するための金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入し固化させて図２（ｂ）のように金属層７ｂを形成する。
【００２２】
次に、それらを図２（ｃ）のように上下反転させて床面Ｆ等に載置すると共に、前記の固定具１１および断熱材１３をシリンダ１内から取り出して、振動吸収体７の上部に、他方の金属層７ａを形成するための金属を溶融した状態で上記シリンダ内に注入し固化させて図のように金属層７ａを形成すればよい。
【００２３】
なお上記のように振動吸収体７を形成してから金属層７ｂ・７ａを形成する場合、それらの金属層７ａ・７ｂとしては振動吸収体７よりも融点の低い金属を用いるのが望ましく、そのようにすると金属層７ｂ・７ａを形成する際に、先に形成した振動吸収体７が溶融するのを防ぐことができる。
【００２４】
上記のようにして振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂを形成した後は、その各金属層７ａ・７ｂの振動吸収体７と反対側の面に図２（ｄ）のように振れ止めフランジ３，４を密着させてシリンダ１の内面に溶接等で一体的に固着すると共に、進退ロッド５の端部に取付フランジ６を嵌めて溶接等で固着して作業が終了する。なお図の場合は、シリンダ１の取付フランジ２を予め取付けてから振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂを形成したが、それらを形成した後に取付けるようにしてもよい。
【００２５】
また上記の振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂを形成する際に、振動吸収体７として鉛を用い、金属層７ａ・７ｂとして鉛と亜鉛や錫もしくはアルミニウムを用い、さらにシリンダ１や進退ロッド５として鉄等の鋼材を用いた場合には、振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂと、シリンダ１および進退ロッド５とが合金化して一体化され、進退ロッド５が移動不能となるおそれはない。しかし、材質によって進退ロッド５が移動不能となるおそれがある場合には、それぞれ合金化しない材質に変更するか、あるいは上記実施形態においては少なくとも進退ロッド５の周面に一体化を防止するための表面処理等を施せばよい。その表面処理としては、例えば振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂと合金化しない金属をめっきする等その他適宜である。
【００２６】
さらに上記実施形態においてシリンダ１の内面には、必要に応じて振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂとの一体化を促進するための表面処理等を施してもよく、その表面処理としては、振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂとして鉛および鉛合金を用いる場合には、例えば半田等のめっきを施せばよい。
【００２７】
なお上記実施形態は、振動吸収体７を形成したのち金属層７ｂおよび金属層７ａを形成したが、いずれか一方、例えば金属層７ａを形成した後、振動吸収体７を形成し、次いで他方の金属層７ｂを形成するようにしてもよい。このようにすると、シリンダ１や進退ロッド５を反転することなく連続的に形成することができる。この場合、先に形成する金属層７ａとしては、振動吸収体７よりも融点の高い金属を用い、後から形成する金属層７ｂは振動吸収体７よりも融点の低い金属を用いるのが望ましい。
【００２８】
また上記実施形態においては、抵抗部Ｒとして進退ロッド５に凸部５ａを形成したが、例えば図３に示すように進退ロッド５の周面に凹部５ｂを形成し、その凹部５ｂ内に振動吸収体７の一部が入り込むようにしてもよい。そのようにすると、凹部５ｂ内に入り込んだ振動吸収体７に対して上記凹部５ｂが抵抗部Ｒとなり、振動発生時に進退ロッド５がシリンダ１に対して軸線方向に相対的に進退移動する際に上記凹部５ｂ内に入り込んだ振動吸収体７が流動的に塑性変形しながら振動エネルギーを吸収することができる。また上記図３のような実施形態においても前記と略同様の要領で製造することができる。
【００２９】
さらに上記抵抗部Ｒを進退ロッド５に設ける代わりにシリンダ１に設けることも可能であり、図４は抵抗部Ｒとしてシリンダ１の内面に凸部１ａを形成した例、図５はシリンダ１の内面に凹部１ｂを設けた例である。この場合、振れ止めフランジ３，４は、進退ロッド５に溶接等で固着し、シリンダ１に対しては互いに相対移動可能に構成する。また振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂは、進退ロッド５および振れ止めフランジ３，４とともにシリンダ１に対して相対移動可能に構成する。その際、進退ロッド５の外周面には必要に応じて振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂとの一体化を促進するための前記のような表面処理等を施し、またシリンダ１の内面には、必要に応じて振動吸収体７および金属層７ａ・７ｂとの一体化を防止するための表面処理等を施すようにしてもよい。
【００３０】
上記のような構成にすると、前記図１および図３の場合とほぼ同様の作用効果が得られ、また製造時は振れ止めフランジ３，４を進退ロッド５に固着する以外は前記と略同様の要領で製造することができる。なお上記各実施形態においては、抵抗部Ｒとしての凸部５ａ，１ａおよび凹部５ｂ，１ｂを進退ロッド５またはシリンダ１の周方向に全長にわたってリング状に設けたが、周方向に不連続な単なる突起状もしくは窪み状のものを周方向に１個または複数個設けるようにしてもよく、また必要に応じて軸線方向複数箇所に設けることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明による振動吸収装置は、振動吸収体７の両端部に、その振動吸収体７と同材質の金属を含む金属層７ａ・７ｂを形成したことによって、前記従来例のような密封装置等を用いることなく、鉛等の金属よりなる振動吸収体の漏出を確実に防止することが可能となるもので、構造簡単で、しかも信頼性および安定性のよい振動吸収装置を安価に製作できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による振動吸収装置の一実施形態を示す一部縦断正面図。（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図２】上記振動吸収装置の製造プロセスの一例を示す説明図。
【図３】（ａ）は本発明による振動吸収装置の他の実施形態を示す一部縦断正面図。（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図４】（ａ）は本発明による振動吸収装置の他の実施形態を示す一部縦断正面図。（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図５】（ａ）は本発明による振動吸収装置の他の実施形態を示す一部縦断正面図。（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【符号の説明】
１　シリンダ
２、６　取付フランジ
３、４　振れ止めフランジ
５　進退ロッド
７　振動吸収体
７ａ、７ｂ　金属層
８　ボルト
Ａ、Ｂ　構造体
Ｒ　抵抗部
【図１】
2004100766.tif 000003
【図２】
2004100766.tif 000004
【図３】
2004100766.tif 000005
【図４】
2004100766.tif 000006
【図５】
2004100766.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月18日(2002.10.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５８−３０４７０号公報
【特許文献２】
特開平６−３３７０３０号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２９１８２号公報