(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、このシリンダの軸方向の両端開口を閉塞する一対の閉塞部材と、この閉塞部材を貫通するロッドと、シリンダ内に収容された鉛と、シリンダ内に設けられていると共にシリンダに対するロッドの軸方向相対移動に抗する抵抗力を鉛との関係でロッドに発生させる抵抗力発生部と、各閉塞部材とロッド及びシリンダのうちで閉塞部材に対して軸方向に移動する一方の部材との間をシールすべく、当該一方の部材の表面に摺動自在に接触する環状のシール面を有するシール部材と、一方の部材の表面への各シール面の押圧力を可変調節する調節手段と、シリンダ内に収容された鉛の回りに空間が生じないようにする空間除去手段とを具備しており、各閉塞部材は、一方の部材の表面と協働して環状の楔状空間を形成する楔状空間形成面を有しており、各シール部材は楔状空間形成面と相補的な形状であって当該楔状空間形成面に接触すると共に軸方向に対して傾斜した接触面を有しており、各シール部材に軸方向の力を付与してシール部材の接触面を閉塞部材の楔状空間形成面に押圧させるようになっている各調節手段は、閉塞部材に対して軸方向に移動自在な可動部材と、この可動部材に螺合していると共に回転により可動部材を軸方向に移動させるねじ部材とを具備しており、一方の閉塞部材は、シリンダの軸方向の一方の端面に当該端面と当該端面に対面する閉塞部材の側面との間に隙間が生じるように取付けられており、空間除去手段は、一方の閉塞部材をシリンダの軸方向の一方の端面に取付けると共に回転により一方の閉塞部材を軸方向に移動させることができるねじを具備している振動エネルギ吸収装置。
【請求項２】
シール部材は、シール面に環状の凹所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】
可動部材はシール部材に係合面を介して係合しており、この係合面は軸方向に対して傾斜している請求項１又は２に記載の振動エネルギ吸収装置。
【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等を吸収する振動エネルギ吸収装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
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大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の際、ロッドの膨大部とシリンダの内周面とで規定される環状通路を通って鉛が塑性流動し、このとき環状通路の大きさにより決定されるシリンダ内圧がシリンダの一端閉塞面に作用してロッドのシリンダに対する相対的な移動の抵抗力として現れるようになっており、塑性流動における鉛の変形によりエネルギを吸収するようになっている。
【０００３】
この種の振動エネルギ吸収装置には、シリンダ内圧の上昇にともなってシリンダとロッドとの間の隙間から鉛が漏出しないように、５乃至６回程度巻かれたスパイラル状の銅合金製のリングからなる密封装置が用いられており、このリングは、そのスプリング力によって隙間に押し出されようとする鉛を受け止めてそれを阻止し、これにより鉛の漏出を防止するものである。
【０００４】
スパイラル状のリングからなる密封装置は、そのスプリング力によって隙間に押し出されようとする鉛を受け止めるだけのものであり、ロッドの外周面への押圧力は極めて小さく、ロッドの移動と共にロッドの外周面に引き摺られて展延する鉛の隙間からの漏出を防止し難く、したがって鉛がシリンダ内から徐々に漏出する虞があり、長期の使用で鉛圧が低下して、エネルギ吸収特性が劣化してしまうことがある。
【０００５】
上記のような問題を好ましく解決し得るシール手段が特開２０００−３２９１８２号公報において提案されているのであるが、斯かる提案のシール手段では、鉛圧との関連でシール性が決定される結果、鉛圧に応じてシール手段を選定、設計しなければならず煩雑な作業を必要とする。
【０００６】
本発明は前記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、鉛圧に拘らず最適なシール性を簡単に得ることができ、而して、ロッドの外周面又はシリンダの内周面に展延する鉛がシリンダ外へ漏出するのを効果的に阻止し得て、長期の使用でのシリンダ内の鉛圧の低下を防ぎ得て、エネルギ吸収特性の劣化をなくし得る振動エネルギ吸収装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の振動エネルギ吸収装置は、シリンダと、このシリンダの軸方向の両端開口を閉塞する閉塞部材と、この閉塞部材を貫通するロッドと、シリンダ内に収容された鉛と、シリンダ内に設けられていると共にシリンダに対するロッドの軸方向相対移動に抗する抵抗力を鉛との関係でロッドに発生させる抵抗力発生部と、閉塞部材とロッド及びシリンダのうちで閉塞部材に対して軸方向に移動する一方の部材との間をシールすべく、当該一方の部材の表面に摺動自在に接触する環状のシール面を有するシール部材と、一方の部材の表面へのシール面の押圧力を可変調節する調節手段とを具備している。
【０００８】
第一の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、ロッド及びシリンダのうちで閉塞部材に対して軸方向に移動する一方の部材の表面へのシール面の押圧力を可変調節する調節手段を具備しているために、鉛圧に拘らずに最適なシール性を簡単に得ることができ、而して、ロッドの外周面又はシリンダの内周面に展延する鉛がシリンダ外へ漏出するのを効果的に阻止し得て、長期の使用でのシリンダ内の鉛圧の低下を防ぎ得て、エネルギ吸収特性の劣化をなくし得る。
【０００９】
本発明の第二の態様の振動エネルギ吸収装置では、第一の態様の振動エネルギ吸収装置において、閉塞部材は、一方の部材の表面と協働して環状の楔状空間を形成する楔状空間形成面を有しており、シール部材は楔状空間形成面と相補的な形状であって当該楔状空間形成面に接触すると共に軸方向に対して傾斜した接触面を有しており、調節手段は、シール部材に軸方向の力を付与してシール部材の接触面を閉塞部材の楔状空間形成面に押圧させるようになっている。
【００１０】
第二の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、シール部材の接触面が閉塞部材の楔状空間形成面に押圧されるようになっているために、この押圧により一方の部材の表面へのシール面の押圧が効率よく確実になされ、而して、一方の部材の表面へのシール面の押圧力を確実に調節することができる。
【００１１】
本発明の第三の態様の振動エネルギ吸収装置では、第一又は第二の態様の振動エネルギ吸収装置において、シール部材は、シール面に環状の凹所を具備している。
【００１２】
第三の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、凹所によりシール部材の変形性が増大して、ぴったりと一方の部材の表面にシール面を接触させることができ、しかも、斯かる凹所にグリース等の潤滑剤を溜めることができるために、一方の部材とシール部材とを相対的に滑らかに抵抗なしに摺動させることができる。
【００１３】
本発明の第四の態様の振動エネルギ吸収装置では、第一から第三のいずれかの態様の振動エネルギ吸収装置において、調節手段は、閉塞部材に対して軸方向に移動自在な可動部材と、この可動部材に螺合していると共に回転により可動部材を軸方向に移動させるねじ部材とを具備しており、可動部材は、その移動をシール部材に伝達するようにシール部材に係合している。
【００１４】
第六の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、ねじ部材を回転させて可動部材を軸方向に移動させることにより、簡単に一方の部材の表面へのシール面の押圧力を可変調節することができる。
【００１５】
本発明の第五の態様の振動エネルギ吸収装置では、第四の態様の振動エネルギ吸収装置において、可動部材はシール部材に係合面を介して係合しており、この係合面は軸方向に対して傾斜している。
【００１６】
第五の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、係合面が軸方向に対して傾斜しているために、ねじ部材の回転による可動部材の移動において、シール部材を一方の部材の表面に向かって押し付けることができ、而して、シール部材の座屈等の不都合を回避できる。
【００１７】
本発明の第六の態様の振動エネルギ吸収装置は、第一から第五のいずれかの態様の振動エネルギ吸収装置において、シリンダ内に収容された鉛の回りに空間が生じないようにする空間除去手段を更に具備している。
【００１８】
第六の態様の振動エネルギ吸収装置によれば、調節手段による一方の部材の表面へのシール面の押圧力の調節後に、鉛の回りに空間が生じても、この空間を空間除去手段により除去できるために、鉛をシリンダ内に密に収容でき、従って鉛の塑性流動に基づくエネルギ吸収を所望に行うことができる。
【００１９】
本発明の振動エネルギ吸収装置においては、シリンダが固定側に、ロッドが振動側に夫々連結されても、逆に、シリンダが振動側に、ロッドが固定側に夫々連結されてもよく、好ましくは、シリンダが固定側に、ロッドが振動側に夫々連結される。
【００２０】
本発明において抵抗力発生部としては、シリンダ又はロッドに設けられた膨出部又は凹所を好ましい例として挙げることができるが、膨出部及び凹所としては、環状のものであっても又は円形若しくは矩形のものであってもよく、複数個を設ける場合には、互いに一定の間隔をもって規則的に若しくはランダムに配してよい。
【００２１】
シール部材の形成材料としては、潤滑性を有しているものが好ましく、その例として、鉄系の材料、一般の板ばね材又は高張力黄銅若しくはりん青銅等を提示することができる。
【００２２】
更に本発明において閉塞部材は、ロッド及びシリンダのうちで当該閉塞部材に対して軸方向に移動しない他方の部材にねじ等を介して固着されていてもよいが、これに代えて、閉塞部材の少なくとも一方は他方の部材と一体形成されていてもよい。
【００２３】
次に本発明の実施の形態を、図に示す好ましい例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら例に何等限定されないのである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１から図４において、本例の振動エネルギ吸収装置１は、鉄系材料から形成された円筒状のシリンダ２と、シリンダ２の軸方向Ａの両端開口を閉塞する閉塞部材３及び４と、閉塞部材３及び４を貫通する例えば高張力鋼から形成されたロッド５と、シリンダ２内に密に収容された鉛６と、シリンダ２内に設けられていると共にシリンダ２に対するロッド５の軸方向相対移動に抗する抵抗力を鉛６との関係でロッド５に発生させる抵抗力発生部７と、閉塞部材３及び４とロッド５及びシリンダ２のうちで閉塞部材３及び４に対して軸方向Ａに移動する一方の部材、本例ではロッド５との間をシールするべく、ロッド５の円筒状の表面８に摺動自在に接触する環状のシール面９を有する環状のシール部材１０及び１１と、ロッド５の表面８へのシール面９の押圧力を可変調節する調節手段１２及び１３と、シリンダ２内に収容された鉛６の回りに空間（隙間）が生じないようにする空間除去手段１４とを具備している。
【００２５】
環状の閉塞部材３は、円周方向に複数個等間隔に配されたねじ２１によりシリンダ２の軸方向Ａの一方の環状の端面２２に取付けられており、本例では、端面２２と端面２２に対面する閉塞部材３の環状の側面２３との間に隙間２４が生じるようになっている。閉塞部材３は、ロッド５の表面８と協働して環状の楔状空間、本例では環状の截頭楔状空間２５を形成する楔状空間形成面２６を有している。
【００２６】
閉塞部材４は、円周方向に複数個等間隔に配されたねじ２７によりシリンダ２の軸方向の他方の環状の端面２８にぴったりと取付けられた鍔部材２９と、シリンダ２の内周面３０とロッド５の表面８との間に嵌装されていると共に、ロッド５の表面８と協働して環状の楔状空間、本例では環状の截頭楔状空間３１を形成する楔状空間形成面３２を有した環状部材３３と、鍔部材２９と環状部材３３との間に配された環状のスペーサ部材３４とを具備している。環状部材３３及びスペーサ部材３４は、本例のように、シリンダ２の内周面３０とロッド５の表面８とに対して軸方向Ａに摺動自在であってもよいが、ロッド５の表面８に対してのみ軸方向Ａに摺動自在であってもよい。
【００２７】
シリンダ２は、閉塞部材４の鍔部材２９を介して又は直接に本例では固定側に連結されて固定される。
【００２８】
ロッド５は、一端にねじ部３５を有しており、ねじ部３５を介して振動エネルギを吸収しようとする例えば振動体に連結される。
【００２９】
鉛６は、シリンダ２の内周面３０、ロッド５の表面８、シール部材１０及び１１並びに調節手段１２及び１３の可動部材４１及び４２に囲まれた環状空間４３に隙間なしに収容されている。
【００３０】
抵抗力発生部７は、本例では、ロッド５の表面８に一体的に形成された環状の膨出部４５を具備しており、膨出部４５は、本例のように一個でもよいが、これに代えて軸方向Ａに複数個互いに所定の間隔をもって並んで形成されていてもよく、また、環状に形成する代わりに、一個の円柱状の突起又は複数個の互いに独立した円柱状の突起のように形成してもよい。
【００３１】
断面において変形五角形状のシール部材１０は、そのシール面９に複数、本例では三個の環状の凹所４６を具備している上に、楔状空間形成面２６と相補的な形状であって当該楔状空間形成面２６に摺動自在に接触すると共に軸方向Ａに対して傾斜した接触面４７と、可動部材４１の環状の係合面４８に係合すると共に軸方向Ａに対して傾斜している係合面４９とを有している。
【００３２】
シール部材１０と同様に断面において変形五角形状のシール部材１１は、シール部材１０と同様に構成されており、そのシール面９に複数、本例では三個の環状の凹所５１を具備している上に、楔状空間形成面３２と相補的な形状であって当該楔状空間形成面３２に摺動自在に接触すると共に軸方向Ａに対して傾斜した環状の接触面５２と、可動部材４２の環状の係合面５３に係合すると共に軸方向Ａに対して傾斜している環状の係合面５４とを有している。
【００３３】
調節手段１２は、閉塞部材３に対して軸方向Ａに移動自在な環状の可動部材４１と、可動部材４１に当該可動部材４１の凹所６０で螺合していると共に閉塞部材３を回転自在に貫通しており、回転により可動部材４１を軸方向Ａに移動させる調節用のねじ部材６１とを具備しており、ねじ部材６１は、円周方向に等間隔に複数個設けられており、可動部材４１は、その移動をシール部材１０に伝達するように、軸方向Ａに対して傾斜している環状の係合面４８を介してシール部材１０の同じく軸方向Ａに対して傾斜している環状の係合面４９に係合しており、シール部材１０に軸方向Ａの力を付与してシール部材１０の環状の接触面４７を閉塞部材３の楔状空間形成面２６に押圧させるようになっている。
【００３４】
調節手段１２は、閉塞部材３の他方の環状の側面６２に配されたねじ部材６１の膨大部６３を回転させることにより、可動部材４１を軸方向Ａに移動させ、可動部材４１の移動で同じくシール部材１０を軸方向Ａに移動させ、シール部材１０の截頭楔状空間２５への挿抜により表面８へのシール部材１０のシール面９の押圧力を調節するようになっている。
【００３５】
調節手段１３は、調節手段１２と同様に構成されており、閉塞部材４の環状部材３３に対して軸方向Ａに移動自在な環状の可動部材４２と、可動部材４２に当該可動部材４２の凹所６４で螺合していると共に環状部材３３を回転自在に貫通しており、回転により可動部材４２を軸方向Ａに移動させるねじ部材６５とを具備しており、ねじ部材６５は、ねじ部材６１と同様に円周方向に等間隔に複数個設けられており、可動部材４２は、その移動をシール部材１１に伝達するように、軸方向Ａに対して傾斜している環状の係合面５３を介してシール部材１１の同じく軸方向Ａに対して傾斜している環状の係合面５４に係合しており、シール部材１１に軸方向Ａの力を付与してシール部材１１の環状の接触面５２を環状部材３３の楔状空間形成面３２に押圧させるようになっている。
【００３６】
調節手段１３は、環状部材３３の側面７１であってスペーサ部材３４の貫通孔７２に配されたねじ部材６５の膨大部７３を回転させることにより、可動部材４２を軸方向Ａに移動させ、可動部材４２の移動で同じくシール部材１１を軸方向Ａに移動させ、シール部材１１の截頭楔状空間３１への挿抜により表面８へのシール部材１１のシール面９の押圧力を調節するようになっている。
【００３７】
空間除去手段１４は、本例では前述の円周方向に複数個等間隔に配されたねじ２１を具備しており、調節手段１２及び１３による可動部材４１及び４２並びにシール部材１０及び１１の移動の結果、シリンダ２内における鉛６の収容空間が変化してシリンダ２内に収容された鉛６の回りに空間（隙間）が生じた際に、ねじ２１を回転させて閉塞部材３を軸方向Ａに移動させ、鉛６がシリンダ２内に密に収容された状態にする。なお、表面８へのシール部材１０及び１１のシール面９の押圧力を小さくする場合には、予めねじ２１を緩めておくとよい。
【００３８】
以上の振動エネルギ吸収装置１は、例えばシリンダ２又は鍔部材２９が地殻に固定され、ロッド５が、その一端部に形成されたねじ部３５を介して建物に連結されて用いられる。そして地震などで建物が振動すると、ロッド５はシリンダ２に対して軸方向Ａに移動する。ロッド５のシリンダ２に対する相対的な軸方向Ａの移動の際、ロッド５の膨出部４５とシリンダ２の内周面３０とで規定される環状通路を通って鉛６が塑性流動し、このとき環状通路の大きさにより決定されるシリンダ２の内圧がシリンダ２の両端部の閉塞部材３及び４に交互に作用してロッド５のシリンダ２に対する相対的な軸方向Ａの移動の抵抗力として現れるようになり、塑性流動における鉛６の変形により振動エネルギが吸収される。
【００３９】
振動エネルギ吸収装置１では、ロッド５の表面８へのシール面９の押圧力を可変調節する調節手段１２及び１３を具備しているために、鉛圧に拘らずに最適なシール性を簡単に得ることができ、而して、ロッド５の表面８に展延する鉛６がシリンダ２外へ漏出するのを効果的に阻止し得て、長期の使用でのシリンダ２内の鉛圧の低下を防ぎ得て、エネルギ吸収特性の劣化をなくし得る。
【００４０】
そして、振動エネルギ吸収装置１では、シール部材１０及び１１の接触面４７及び５２が閉塞部材３及び閉塞部材４の環状部材３３の楔状空間形成面２６及び３２に押圧されるようになっているために、この押圧によりロッド５の表面８へのシール面９の押圧が効率よく確実になされ、而して、ロッド５の表面８へのシール面９の押圧力を確実に調節することができる。
【００４１】
また振動エネルギ吸収装置１では、凹所４６及び５１によりシール部材１０及び１１の変形性が増大して、ぴったりとロッド５の表面８にシール面９を接触させることができ、しかも、斯かる凹所４６及び５１にグリース等の潤滑剤を溜めることができるために、ロッド５とシール部材１０及び１１とを相対的に滑らかに抵抗なしに摺動させることができる。
【００４２】
加えて振動エネルギ吸収装置１によれば、ねじ部材６１及び６５を回転させて可動部材４１及び４２を軸方向Ａに移動させることにより、簡単にロッド５の表面８へのシール面９の押圧力を可変調節することができる。
【００４３】
更に振動エネルギ吸収装置１によれば、係合面４８及び５３が軸方向Ａに対して傾斜しているために、ねじ部材６１及び６５の回転による可動部材４１及び４２の移動において、シール部材１０及び１１をロッド５の表面８に向かって押し付けることができ、而して、シール部材１０及び１１の座屈等の不都合を回避できる。
【００４４】
その上、振動エネルギ吸収装置１によれば、調節手段１２及び１３によるロッド５の表面８へのシール面９の押圧力の調節後に、鉛６の回りに空間が生じても、この空間を空間除去手段１４により除去できるために、鉛６をシリンダ２内に密に収容でき、従って鉛６の塑性流動に基づくエネルギ吸収を所望に行うことができる。
【００４５】
上記の例では、断面変形五角形状のシール部材１０及び１１を用いたが、本発明はこれに限定されないのであって、三角形状、四角形状又は六角形状以上の多角形であってもよく、これを例えばシール部材１１について図５及び図６に示すと、図５の断面変形四角形状のシール部材１１も、ロッド５の表面８に押圧されるそのシール面９に複数、本例では三個の環状の凹所５１を具備している上に、環状部材３３の楔状空間形成面３２と相補的な形状であって当該楔状空間形成面３２に摺動自在に接触すると共に軸方向Ａに対して傾斜した接触面５２と、可動部材４２の係合面５３に係合すると共に、軸方向Ａに対して傾斜している係合面５４とを有しており、図６の断面三角形状のシール部材１１も、ロッド５の表面８に押圧されるそのシール面９に複数、本例では三個の環状の凹所５１を具備している上に、環状部材３３の楔状空間形成面３２と相補的な形状であって当該楔状空間形成面３２に摺動自在に接触すると共に軸方向Ａに対して傾斜した接触面５２と、可動部材４２の係合面５３に係合すると共に、軸方向Ａに対して傾斜している係合面５４とを有している。
【００４６】
また、係合面４８及び４９並びに５３及び５４は、傾斜していることが好ましいのであるが、例えばシール部材１１に関して図７に示すように、係合面５３及び５４を軸方向Ａに対して直交するようにしてもよい。
【００４７】
加えて、閉塞部材４としては、上記の例のように、鍔部材２９、環状部材３３及びスペーサ部材３４の複数の部材から構成することなしに、図８に示すように閉塞部材３と同様に一個の部材から構成してもよい。
【００４８】
上記では閉塞部材３及び４に対してロッド５が軸方向Ａに相対的に移動するようにし、ロッド５に膨出部４５からなる抵抗力発生部７を設けて振動エネルギ吸収装置１を形成したが、これに代えて図９に示すように、閉塞部材３及び４に対してシリンダ２が軸方向Ａに相対的に移動するようにし、シリンダ２の内周面３０に抵抗力発生部７としての環状の凹所８１を設けて、シール部材１０及び１１のシール面９をシリンダ２の表面である内周面３０に摺動自在に接触させて振動エネルギ吸収装置８２を形成してもよい。
【００４９】
振動エネルギ吸収装置８２の場合には、空間除去手段１４は、ロッド５の表面８に形成した雌ねじに螺合するナット８３を具備して構成して、ナット８３を回転させて閉塞部材４を軸方向Ａに移動させて、シリンダ２内に収容された鉛６の回りに空間が生じないようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、鉛圧に拘らず最適なシール性を簡単に得ることができ、而して、ロッドの外周面又はシリンダの内周面に展延する鉛がシリンダ外へ漏出するのを効果的に阻止し得て、長期の使用でのシリンダ内の鉛圧の低下を防ぎ得て、エネルギ吸収特性の劣化をなくし得る振動エネルギ吸収装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施の形態の一例の一部切欠き側面図である。
【図２】図１に示す例の一部拡大断面図である。
【図３】図１に示す例の一部拡大断面図である。
【図４】図２及び図３の一部を更に拡大した図である。
【図５】本発明の好ましい実施の形態の他の例の一部側面図である。
【図６】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の一部側面図である。
【図７】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の一部側面図である。
【図８】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の一部切欠き側面図である。
【図９】本発明の好ましい実施の形態の更に他の例の一部切欠き側面図である。
【符号の説明】
１  振動エネルギ吸収装置
２  シリンダ
３、４  閉塞部材
５  ロッド
６  鉛
７  抵抗力発生部
８  表面
９  シール面
１０、１１  シール部材
１２、１３  調節手段
【図１】
0004186441.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004186441.tif 000006
【図６】
0004186441.tif 000007
【図７】
0004186441.tif 000008
【図８】
0004186441.tif 000009
【図９】
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