(57)【要約】【課題】薄く且つ小型に構成することができる上に、薄く小型であっても、所望の振動エネルギ吸収機能を発揮することができる振動エネルギ吸収装置を提供する。【解決手段】振動エネルギ吸収装置１は、鉛収容空間２が形成された相対可動体３と、相対可動体３の鉛収容空間２に対面してこれに連通する鉛収容空間４が形成されており、相対可動体３と協同して鉛収容空間２及び４を密封している相対可動体５と、鉛収容空間２及び４に密に充填された鉛６とを具備している。相対可動体３は、鉛収容空間２と鉛収容空間４との対面する面３５及び３６内で鉛６にＡ方向の剪断を生じさせるように、相対可動体５に対して相対的にＡ方向に移動自在に配されており、鉛収容空間２としての凹所１７及び１８のそれぞれは、面３５及び３６にそれぞれ実質的に直交する無端環状壁面３７及び３８によりそれぞれ画成されており、鉛収容空間４としての貫通孔３１は、面３５及び３６のそれぞれに実質的に直交する無端環状壁面３９により画成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の鉛収容空間が形成された第一の相対可動体と、この第一の相対可動体の第一の鉛収容空間に対面してこれに連通する第二の鉛収容空間が形成されており、第一の相対可動体と協同して第一及び第二の鉛収容空間を密封している第二の相対可動体と、第一及び第二の鉛収容空間に密に充填された鉛とを具備しており、第一の相対可動体は、第一の鉛収容空間と第二の鉛収容空間との対面する面内で鉛に剪断を生じさせるように、第二の相対可動体に対して相対的に移動自在に配されており、第一及び第二の鉛収容空間は、対応の相対可動体の、前記対面する面に実質的に交差する無端壁面により画成されている振動エネルギ吸収装置。
【請求項２】
第一の相対可動体は、第二の相対可動体を摺動自在に挟持する一対の挟持体を具備しており、両挟持体のそれぞれは、第二の相対可動体に摺動自在に接触する面側に、第一の鉛収容空間として凹所を具備しており、第二の相対可動体は、両凹所間に介在された第二の鉛収容空間としての貫通孔を具備している請求項１に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項３】
第一の鉛収容空間は、円柱状の凹所である請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項４】
第一の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長辺を有する角柱状の凹所である請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項５】
第一の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長軸を有する楕円柱状の凹所である請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項６】
第一の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に伸びた長円柱状の凹所である請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項７】
第二の鉛収容空間は、円柱状の貫通孔である請求項１から６のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項８】
第二の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長辺を有する角柱状の貫通孔である請求項１から６のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項９】
第二の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長軸を有する楕円柱状の貫通孔である請求項１から６のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１０】
第二の鉛収容空間は、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に伸びた長円柱状の貫通孔である請求項１から６のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１１】
第一及び第二の相対可動体の相対可動方向における第一及び第二の鉛収容空間の長さが互いに実質的に同一である請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１２】
第一及び第二の相対可動体の相対可動方向における第一及び第二の鉛収容空間の長さが異なる請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１３】
第一及び第二の相対可動体の相対可動方向における第一の鉛収容空間の長さは、同方向における第二の収容空間の長さよりも長い請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１４】
第一及び第二の相対可動体の相対可動方向における第一の鉛収容空間の長さは、同方向における第二の収容空間の長さよりも短い請求項１から１０のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【請求項１５】
鉛は、５ｋｇｆ／ｃｍ２  乃至１０００ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力をもって加圧されて第一及び第二の鉛収容空間に配されている請求項１から１４のいずれか一項に記載の振動エネルギ吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震、風等の自然現象又は人工的な地殻変動によって建物に伝達される振動エネルギを吸収する振動エネルギ吸収装置に関する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
この種の振動エネルギ吸収装置としては、特公昭５８−３０４７０号公報に記載されているようなものが知られており、ここに記載のエネルギ吸収装置は、鉛を収容したシリンダと、このシリンダ内に配される膨径部を有したロッドとを具備し、ロッドのシリンダに対する相対的な移動で生じる鉛の塑性流動により、地震、風等の自然現象に起因して建物に伝達される振動エネルギを吸収するようになっている。
【０００３】
かかる振動エネルギ吸収装置は、シリンダ内で鉛に塑性流動を生起させるものであるため、それによって生じる抵抗力Ｆは、Ｆ＝Ｋ・Ｓ・ｌｎＥＲ＋Ｍ（ここで、Ｋは実験により求められる定数、Ｓはシリンダの鉛に対する軸方向の受圧面積、ＥＲは鉛が流動する環状通路を決定する面積比、Ｍはシリンダ内壁と鉛との間及びロッド外周と鉛との間の摩擦に基づく抵抗力）で概略表され、この式からも明らかであるように、シリンダ内壁と鉛との間及びロッド外周と鉛との間の潤滑状態により大きく左右されることになり、その結果、設計通りの抵抗力を長期に亘って得るためにはそれらの間の潤滑状態を常に所定の値に維持しておく必要があり、また、抵抗力Ｆの決定要因はかなり複雑であるため、十分に高い設計精度を得ることが困難である。
【０００４】
そこで、本出願人は、先に、両端が閉塞されたシリンダと、このシリンダに対して相対移動自在に当該シリンダの両端を貫通して配されており、シリンダ内に配された部位の外周面に凹所が形成されたロッドと、このロッドの凹所まで延在してシリンダ内に配された鉛とを具備した振動エネルギ吸収装置を提案した（特開平６−３０７４８３号公報参照）。
【０００５】
この提案に係る振動エネルギ吸収装置は、シリンダ及びロッドと鉛との間の潤滑状態にそれほど左右されず、設計通りの抵抗力を長期に亘って得ることができ、精度よく所望の特性を有して設計し得る等の初期の目的を好ましく達成し得ることを確認し得た。
【０００６】
しかるに、この振動エネルギ吸収装置は、鉛を貫通する部位においてロッドの周面に凹所を形成し、この凹所に鉛を延在させて、凹所内の鉛とロッドの周面を取り囲む鉛との間に剪断変形を生じさせて、振動エネルギを吸収するものであるが、所望の剪断変形を鉛に確実に生じさせるためには、所定の深さの凹所を必要とし、しかも、機械的強度を保持するためには、凹所の部位でのロッド径を一定以上にする必要がある。したがって、この振動エネルギ吸収装置では、凹所の深さにロッド径を加えた厚み（幅）を必要とし、薄く且つ小型のものを提供することが困難であって、例えば、薄い壁にこの種の振動エネルギ吸収装置を埋め込んで制震壁とする場合等には、振動エネルギ吸収機能の小さいものを採用せざるを得ない。
【０００７】
本発明は、前記諸点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、薄く且つ小型に構成することができる上に、薄く小型であっても、所望の振動エネルギ吸収機能を発揮することができる振動エネルギ吸収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の振動エネルギ吸収装置は、第一の鉛収容空間が形成された第一の相対可動体と、この第一の相対可動体の第一の鉛収容空間に対面してこれに連通する第二の鉛収容空間が形成されており、第一の相対可動体と協同して第一及び第二の鉛収容空間を密封している第二の相対可動体と、第一及び第二の鉛収容空間に密に充填された鉛とを具備しており、第一の相対可動体は、第一の鉛収容空間と第二の鉛収容空間との対面する面内で鉛に剪断を生じさせるように、第二の相対可動体に対して相対的に移動自在に配されており、第一及び第二の鉛収容空間は、対応の相対可動体の、前記対面する面に実質的に交差する無端壁面により画成されている。
【０００９】
本発明の振動エネルギ吸収装置において、第一の相対可動体は、第二の相対可動体を摺動自在に挟持する一対の挟持体を具備しており、両挟持体のそれぞれは、第二の相対可動体に摺動自在に接触する面側に、第一の鉛収容空間として凹所を具備しており、第二の相対可動体は、両凹所間に介在された第二の鉛収容空間としての貫通孔を具備している。
【００１０】
第一の鉛収容空間は、円柱状の凹所であっても、これに代えて、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長辺又は長軸を有する角柱状又は楕円柱状の凹所であっても、或いは、断面において第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に伸びた長円の柱状（長円柱状）の凹所であってもよい。
【００１１】
第二の鉛収容空間は、第一の鉛収容空間と同様に、円柱状の凹所であっても、これに代えて、第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に長辺又は長軸を有する角柱状又は楕円柱状の凹所であっても、或いは、断面において第一及び第二の相対可動体の相対可動方向に伸びた長円の柱状（長円柱状）の凹所であってもよい。
【００１２】
第一及び第二の相対可動体の相対可動方向における第一及び第二の鉛収容空間の長さは、互いに実質的に同一であっても、異なっていてもよく、異なっている場合には、同方向における第一の鉛収容空間の長さは、第二の収容空間の長さよりも長くても、短くてもよい。
【００１３】
なお、第一及び第二の鉛収容空間のそれぞれは、一個でもよいが、二個以上設けてもよい。
【００１４】
鉛は、加圧されて配されていてもよく、具体的には、５ｋｇｆ／ｃｍ２  乃至１０００ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力をもって加圧されて配されているとよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、薄く且つ小型に構成することができる上に、薄く小型であっても、所望の振動エネルギ吸収機能を発揮することができる。
【発明の実施の形態】
【００１６】
次に本発明及び本発明の実施の形態を、図に示す好ましい実施例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に何等限定されないのである。      
【実施例】
【００１７】
図１から図３において、本例の振動エネルギ吸収装置１は、第一の鉛収容空間２が形成された第一の相対可動体３と、相対可動体３の鉛収容空間２に対面してこれに連通する第二の鉛収容空間４が形成されており、相対可動体３と協同して鉛収容空間２及び４を密封している第二の相対可動体５と、鉛収容空間２及び４に密に充填された鉛６とを具備している。
【００１８】
相対可動体３は、相対可動体５をその両面１１及び１２側からＡ方向に摺動自在に挟持する一対の挟持体１３及び１４を具備しており、両挟持体１３及び１４のそれぞれは、相対可動体５の各面１１及び１２にＡ方向に摺動自在に接触する面１５及び１６側に、鉛収容空間２として凹所１７及び１８を具備している。
【００１９】
挟持体１３は、凹所１７が形成された断面コ字状の本体１９と、本体１９の両側に一体的に形成されたフランジ部２０及び２１とを具備しており、挟持体１４は、板状の部材からなり、ボルト２２により挟持体１３のフランジ部２０及び２１に固着されている。
【００２０】
相対可動体５は、両凹所１７及び１８間に介在された鉛収容空間４としての貫通孔３１を具備して、板状体から形成されている。
【００２１】
而して、相対可動体３は、鉛収容空間２と鉛収容空間４との対面する面３５及び３６内で鉛６にＡ方向の剪断を生じさせるように、相対可動体５に対して相対的にＡ方向に移動自在に配されており、鉛収容空間２としての凹所１７及び１８のそれぞれは、面３５及び３６にそれぞれ実質的に交差する、本例では直交する無端環状壁面３７及び３８によりそれぞれ画成されており、鉛収容空間４としての貫通孔３１は、面３５及び３６のそれぞれに実質的に交差する、本例では直交する無端環状壁面３９により画成されている。
【００２２】
なお、凹所１７及び１８並びに貫通孔３１としては、図４の（ａ）に示すように円柱状、図４の（ｂ）に示すように相対可動方向Ａに長軸を有する楕円柱状、図４の（ｃ）に示すように正方形角柱状、図４の（ｄ）に示すように相対可動方向Ａに長辺を有する角柱状、更には、図４の（ｅ）に示すように相対可動方向Ａに伸びた長円柱状であってもよい。また、例えば、凹所１７及び１８が楕円柱状であって、貫通孔３１が角柱状の凹所であるように、これらの任意の組み合わせであってもよい。
【００２３】
また、相対可動方向Ａにおける凹所１７及び１８並びに貫通孔３１の長さが、図２に示すように、互いに実質的に同一であっても、一方、図５の（ａ）に示すように、凹所１７及び１８の長さが貫通孔３１の長さよりも長くても、逆に、（ｂ）に示すように、凹所１７及び１８の長さが貫通孔３１の長さよりも短くてもよい。
【００２４】
鉛６は、５ｋｇｆ／ｃｍ２  乃至１０００ｋｇｆ／ｃｍ２  の圧力をもって加圧されて凹所１７及び１８並びに貫通孔３１に密に充填されて配されている。なお、このように鉛６が加圧されて配される必要は、必ずしもない。
【００２５】
以上の振動エネルギ吸収装置１は、例えば、挟持体１４の孔５１及び孔５１に挿入されるボルトを介して建物の壁を画成する上桟に相対可動体３が回動自在に連結、取り付けられ、相対可動体５の孔５２及び孔５２に挿入されるボルトを介して建物の壁を画成する下桟に当該相対可動体５が回動自在に連結、取り付けられて、制震壁を構成するようにして用いられる。
【００２６】
そして、地震等により構造物が振動されると、相対可動体３に対して相対可動体５がＡ方向に振動され、こうして相対可動体５がＡ方向に相対移動されると、相対可動体３の凹所１７及び１８に配された鉛６が相対可動体５の貫通孔３１にも延在されているため、仮想剪断面である面３５及び３６において鉛６に剪断変形が生じ、鉛６のこの剪断変形で相対可動体５のＡ方向の相対移動のエネルギは吸収され、吸収されたエネルギの一部は直ちに熱として放出され、残りは剪断変形された鉛６に蓄えられてそれの回復、再結晶に寄与する。
【００２７】
ところで、振動エネルギ吸収装置１では、貫通孔３１に相対可動体５が延在しないため、振動エネルギ吸収装置１の厚みＴを薄くすることができ、それ故に、建物の薄い壁にも、大きな減衰機能を所望に維持し得て好ましく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の好ましい一実施例の斜視図である。
【図２】図１に示す実施例のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１に示す第二の相対可動体の斜視図である。
【図４】凹所並びに貫通孔の種々の例の図２に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】凹所並びに貫通孔の種々の例の図１に示すＩＩ−ＩＩ線一部断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  振動エネルギ吸収装置
２  第一の鉛収容空間
３  第一の相対可動体
４  第二の鉛収容空間
５  第二の相対可動体
６  鉛
３７、３８、３９  無端環状壁面
【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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