(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管による管状弾塑性部材の両端が、２つの取付部材に溶接により固定され、前記管状弾塑性部材の略中心に通し前記両端の取付部材との交点に形成された第１、第２の回転軸支点で両端支持された回転軸とから成り、前記２つの取付部材の相対的な回転に伴い前記管状弾塑性部材に生起するねじれ変形による弾塑性挙動により振動エネルギーを吸収させる弾塑性型回転制振用ダンパーであって、
少なくとも一方の取付部材の外側部分に、同取付部材から回転軸の軸線方向外側へ距離をあけた位置に剛性部材が溶接により固定して設けられ、前記回転軸の延長部分が前記剛性部材を貫通した交点部位が第３の回転軸支点として形成され同回転軸が支持されていることを特徴とする、弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項２】
他方の取付部材の外側部分にも、同取付部材から回転軸の軸線方向外側へ距離をあけた位置に剛性部材が溶接により固定して設けられ、前記回転軸の延長部分が前記剛性部材を貫通した交点部位が第４の回転軸支点として形成され同回転軸が支持されていることを特徴とする、請求項１に記載した弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項３】
第３の回転軸支点を形成する剛性部材は、取付部材の外側部分へ溶接により固定されたＣ型鋼若しくは山型鋼を組み合わせてＣ型断面形状にしたもの、或いは取付部材がＣ型鋼若しくはＨ型鋼である場合に同取付部材のフランジ部の外側部分を繋ぐように溶接により固定された鋼板であることを特徴とする、請求項１に記載した弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項４】
第４の回転軸支点を形成する剛性部材は、取付部材の外側部分へ溶接により固定されたＣ型鋼若しくは山型鋼を組み合わせてＣ型断面形状にしたもの、或いは取付部材がＣ型鋼若しくはＨ型鋼である場合に同取付部材のフランジ部の外側部分を繋ぐように溶接により固定された鋼板であることを特徴とする、請求項２に記載した弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一に記載した弾塑性型回転制振用ダンパーが少なくとも２個、各々の回転軸が共通の中心線上に位置する配置で並列に組み合わされ、前記２個の弾塑性型回転制振用ダンパーそれぞれの２つの取付部材が、隣接する構造物の角変形を吸収する制振用コネクタを構成する２つのコネクタビームと別々に接合されていることを特徴とする、複合型の弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項６】
２つのコネクタビームのうち一方のコネクタビームはＨ型鋼とされ、２個の弾塑性型回転制振用ダンパーのそれぞれを構成する２つの取付部材の一方は前記Ｈ型鋼のフランジとウエブとが形成する２つの凹部内にスペーサを介して嵌め込み接合されており、前記Ｈ型鋼のフランジの外側に位置する他方の取付部材の端部は他方のコネクタビームと接合されていることを特徴とする、請求項５に記載した複合型の弾塑性型回転制振用ダンパー。
【請求項７】
２個の弾塑性型回転制振用ダンパーが、その一方の取付部材と共に嵌め込まれたＨ型鋼でなるコネクタビームにおける前記弾塑性型回転制振用ダンパーの直下のフランジ下面に、柱の上端が接合されていることを特徴とする、請求項６に記載した複合型の弾塑性型回転制振用ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、鋼管等の管状弾塑性部材に生起するねじれ変形による弾塑性挙動により振動エネルギーを吸収する弾塑性型回転制振用ダンパーの技術分野に属し、更に云えば、ラック状格納棚の制振用コネクタ等の回転変位が生じる位置に好適に適用される弾塑性型回転制振用ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋼管等の管状弾塑性部材に生起するねじれ変形による弾塑性挙動により振動エネルギーを吸収する弾塑性型回転制振用ダンパー及び同ダンパーによる制振方法として、例えば▲１▼特開平５−２３９９５２号公報、▲２▼特開平１０−２９７７２５号公報等に種々開示されて公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術▲１▼の弾塑性型回転制振用ダンパー及び同ダンパーによる制振方法は、上下構造体の梁等の２つの部材間に生じる水平変位を利用して減衰性能を発揮する構成であり、ラック状格納棚の制振用コネクタ等の回転変位の生じる位置に転用しても、その変位伝達部のみが回転して鋼管にねじれモーメントが一切伝達されず用を為さないという問題がある。
【０００４】
また、上記従来技術▲２▼の弾塑性型回転制振用ダンパー（同公報図８）は、互い違いに配置した３枚の剛性板（取付部材）の間に２体の管状弾塑性部材がサンドイッチ状に固定され、その略中心に回転軸を通した構成であり、十分な減衰性能を発揮できる。しかしながら、ダンパーが変形・破損した場合に左右のコネクタビームの絶縁状態を回避してその交換作業を容易にするためには、２個のダンパーを並列配置に設置して実施することが考えられるが、ダンパーの設置面積が限られていることや、剛性板の枚数が倍増することなどから、実施化にあたって納まりの決定に困難を極め、コストも嵩むなどして現実的ではない。
【０００５】
そこで、２個のダンパーを並列配置に設置して実施する場合には、図９に示したような、ダンパー構造を単純化してコネクタビーム８、９に接合する実施形態が考えられるが、この弾塑性型回転制振用ダンパー１’は、ねじれ以外の方向に取付部材３、４を相対的に変位させる剪断力が生じた際に、回転軸５が前記剪断力を負担しきれず、図１０Ａ、Ｂに示したように、前記回転軸５では、前記取付部材３、４との交点での回転軸支点５ａ、５ｂで略２点支持された状態なので、前記取付部材３、４の板幅の両端に矢印で示したような大きな集中応力が発生し、管状弾塑性部材２に局所的な降伏の発生から変形が進むことで、所謂ピン支持状態となって不安定な状態を誘発する虞があり、結果として十分な減衰性能を発揮できない。
【０００６】
従って、本発明の目的は、製作加工が容易、且つシンプルな構造で、十分な減衰性能を発揮でき、特にラック状格納棚の制振用コネクタ等の回転変位の生じる位置に好適に実施できる、弾塑性型回転制振用ダンパーを提供することである。
【０００７】
本発明の次の目的は、ダンパーが変形・破損した場合に左右のコネクタビーム間の絶縁状態を回避してその交換作業を容易に行える、複合型弾塑性型回転制振用ダンパーを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１記載の発明に係る弾塑性型回転制振用ダンパーは、
鋼管による管状弾塑性部材２の両端が、２つの取付部材３、４に溶接により固定され、前記管状弾塑性部材２の略中心に通し前記両端の取付部材３、４との交点に形成された第１、第２の回転軸支点で両端支持された回転軸５とから成り、前記２つの取付部材３、４の相対的な回転に伴い前記管状弾塑性部材２に生起するねじれ変形による弾塑性挙動により振動エネルギーを吸収させる弾塑性型回転制振用ダンパー１であって、
少なくとも一方の取付部材３の外側部分に、同取付部材３から回転軸５の軸線方向外側へ距離をあけた位置に剛性部材６が溶接により固定して設けられ、前記回転軸５の延長部分が前記剛性部材６を貫通した交点部位が第３の回転軸支点５ｃとして形成され同回転軸５が支持されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した弾塑性型回転制振用ダンパーにおいて、
他方の取付部材４の外側部分にも、同取付部材４から回転軸５の軸線方向外側へ距離をあけた位置に剛性部材７が溶接により固定して設けられ、前記回転軸５の延長部分が前記剛性部材７を貫通した交点部位が第４の回転軸支点５ｄとして形成され同回転軸５が支持されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載した弾塑性型回転制振用ダンパーにおいて、
第３の回転軸支点５ｃを形成する剛性部材６は、取付部材の外側部分へ溶接により固定されたＣ型鋼若しくは山型鋼を組み合わせてＣ型断面形状にしたもの、或いは取付部材３、４がＣ型鋼若しくはＨ型鋼である場合に同取付部材のフランジ部の外側部分を繋ぐように溶接により固定された鋼板であることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項２に記載した弾塑性型回転制振用ダンパーにおいて、
第４の回転軸支点５ｄを形成する剛性部材７は、取付部材の外側部分へ溶接により固定されたＣ型鋼若しくは山型鋼を組み合わせてＣ型断面形状にしたもの、或いは取付部材３、４がＣ型鋼若しくはＨ型鋼である場合に同取付部材のフランジ部の外側部分を繋ぐように溶接により固定された鋼板であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載した発明に係る複合型の弾塑性型回転制振用ダンパーは、
請求項１〜４のいずれか一に記載した弾塑性型回転制振用ダンパー１が少なくとも２個、各々の回転軸５、５が共通の中心線上に位置する配置で並列に組み合わされ、前記２個の弾塑性型回転制振用ダンパー１、１それぞれの２つの取付部材３と４が、隣接する構造物の角変形を吸収する制振用コネクタを構成する２つのコネクタビーム８、９と別々に接合されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５に記載した複合型の弾塑性型回転制振用ダンパーにおいて、
２つのコネクタビームのうち一方のコネクタビーム８はＨ型鋼とされ、２個の弾塑性型回転制振用ダンパー１、１のそれぞれを構成する２つの取付部材の一方４は前記Ｈ型鋼８のフランジ８ｆとウエブ８ｗとが形成する２つの凹部内にスペーサ１０を介して嵌め込み接合されており、前記Ｈ型鋼８のフランジ８ｆの外側に位置する他方の取付部材３の端部は他方のコネクタビーム９と接合されていることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６に記載した複合型の弾塑性型回転制振用ダンパーにおいて、
２個の弾塑性型回転制振用ダンパー１、１が、その一方の取付部材４と共に嵌め込まれたＨ型鋼でなるコネクタビーム８における前記弾塑性型回転制振用ダンパー１の直下のフランジ８ｆ下面に、柱１２の上端が接合されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施形態及び実施例】
図１〜図４は請求項１〜３に記載した発明に係る弾塑性型回転制振用ダンパーの実施形態を示している。図６及び図７は前記ダンパーの具体的な適用例として、請求項４に記載した発明に係る複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの実施形態を示している。
【００１３】
図１Ａ〜Ｃに例示したダンパー１は、管状弾塑性部材として用いられる１体の鋼管２と、その両端に溶接等により固定された２つの取付部材３、４と、前記鋼管２の中心に通して前記取付部材３、４との交点で両端支持された回転軸５とから成り、前記２つの取付部材３、４の回転に伴い前記鋼管２に生起するねじれ変形による弾塑性挙動により振動エネルギーを吸収する構成の弾塑性型回転制振ダンパーが基本形態となっている。図１中の符号５ａ及び５ｂは前記回転軸５における前記２つの取付部材３、４との交点に形成された第１及び第２の回転軸支点をそれぞれ示している。
【００１４】
前記図１Ａ〜Ｃに例示したダンパー１では、取付部材３、４として鋼板が用いられ、一方の取付部材３の外側面に、Ｃ型鋼（剛性部材６）が、フランジ６ｆ、６ｆの端面を溶接等により固定され、前記Ｃ型鋼６のウエブ部分６ｗと回転軸５との交点が、同取付部材３から軸線方向へ距離をあけた位置の第３回転軸支点５ｃに形成されている。これにより、図５Ａ、Ｂに示したように、回転軸５は、全体で３つの回転軸支点５ａ、５ｂ、５ｃで剪断力を負担するように支持され、鋼管２のねじれ変形による弾塑性挙動の回転変位の中心が安定状態に拘束される。よって、図１Ｃに示したように、２つの取付部材３、４が相対的に回転変位し、管状弾塑性部材である鋼管２に期待される減衰性能を十分に発揮できるのである。
【００１５】
なお、図示は省略したが、第３の回転軸支点５ｃを形成する剛性部材６としては、例えばＣ型鋼の代わりに山型鋼を組み合わせてＣ型の断面形状にしたものを用いることもできる。また、取付部材３が例えばＨ型鋼である場合にはＣ型鋼の場合と同様に剛性部材６として鋼板を用いて第３の回転軸支点５ｃを形成するなどその他様々な形態での実施が可能である。
【００１６】
また、前記管状弾塑性部材２としては、必要とされる減衰性能に応じて例えば鉛、極低降伏点鋼その他を用いたものも適用できる。
【００１７】
図２Ａ〜Ｃに例示したダンパー２１は、取付部材３、４としてＣ型鋼が用いられ、前記一方の取付部材３の開口部を外側に向け、そのウェブ部分３ｗが鋼管２に溶接等により固定され、その両フランジ部分３ｆ、３ｆを繋いで鋼板６の両端が溶接等により固定され、前記鋼板６と回転軸５との交点に第３の回転軸支点５ｃが形成されている。これにより、前記図１Ａ〜Ｃに例示したダンパー１と同様、回転軸５では３つの回転軸支点５ａ、５ｂ、５ｃで剪断力が負担され、図２Ｃのように取付部材３、４が相対的に回転変位する。なお、他方の取付部材４は、無駄な幅を取らないために開口部を内側に向け、ウェブ部分４ｗが鋼管２に溶接等により固定されている。
【００１８】
図３Ａ、Ｂに例示したダンパー３１では、前記図１Ａ〜Ｃに例示したダンパー１と多くを共通するが、更に他方の取付部材４の外側面にＣ型鋼７がそのフランジ部分７ｆ、７ｆの端面で溶接等により固定され、前記Ｃ型鋼７のウェブ部分７ｗと回転軸５との交点で同取付部材４から軸線方向へ距離をあけた位置に第４の回転軸支点５ｄが追加して形成されている。これにより、回転軸５では４つの回転軸支点５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで一層安定状態に剪断力が負担されている。
【００１９】
図４Ａ、Ｂに例示したダンパー４１では、前記図２Ａ〜Ｃに例示したダンパー２１と多くを共通するが、更に他方の取付部材４も一方の取付部材３と同様、開口部を外側に向け、そのウェブ部分４ｗが鋼管２に溶接等により固定され、その両フランジ部分４ｆ、４ｆを繋いで鋼板７がその両端で溶接等により固定され、前記鋼板７と回転軸５との交点で同取付部材４から軸線方向へ距離をあけた位置に第４の回転軸支点５ｄが追加して形成されている。これにより、前記図３Ａ、Ｂに例示したダンパー３１と同様、回転軸５では４つの回転軸支点５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄで一層安定状態に剪断力が負担されている。
【００２０】
なお、図示は省略したが、第４の回転軸支点５ｄを形成する剛性部材７としては、第３の回転軸支点５ｃを形成する剛性部材６と同様、例えばＣ型鋼の代わりに山型鋼を組み合わせてＣ型の断面形状にしたものを用いることもできる。また、取付部材４が例えばＨ型鋼である場合にはＣ型鋼の場合と同様に剛性部材７として鋼板を用いて第４の回転軸支点５ｄを形成するなどその他様々な形態での実施が可能である。
【００２１】
次に、上記した弾塑性型回転制振用ダンパーを利用した複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの実施例について説明する。
【００２２】
図６は、ラック状格納棚のような複数並立する背の高い構造物の頂部を角変形を吸収する制振用コネクタにより相互に連結する制振方法に好適な複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの実施例を示す。隣接する構造物を連結する前記制振用コネクタとして、上記図１Ａ〜Ｃに例示した弾塑性型回転制振用ダンパー１を２個並列配置に使用し、各々の回転軸５、５が共通の中心線上に位置する配置に組み合わされ、前記２個のダンパー１、１の取付部材３、４は、左右２つのコネクタビーム８、９とそれぞれ別々に（左右に別れ別れに）接合して構成した実施形態を示している。これにより、一方のダンパー１を取り外しても、他方のダンパー１により前記両コネクタビーム８、９が相対的に一定の位置関係に保持されるので、ダンパー１の交換作業が容易に行えるのである。
【００２３】
図７Ａ〜Ｃは、上記図２Ａ〜Ｃに例示した弾塑性型回転制振用ダンパー２１を２個並列配置に使用し、前記２個のダンパー２１、２１の取付部材３、４をコネクタビーム８、９とそれぞれ接合して設置した実施形態を示している。同実施形態では、一方のコネクタビーム８にＨ型鋼を用い、ダンパー２１の取付部材４を前記コネクタビーム８のフランジ部分８ｆ、８ｆとウェブ部分８ｗとで形成された２つの凹部にスペーサ１０を介してそれぞれ嵌め込み接合するので、この接合段階で材軸方向の寸法調整が可能である。また、前記ダンパー２１の取付部材３はその端部をエンドプレート１１を介して他方のコネクタビーム９の端部に接合するので、この接合段階で前記材軸方向に直交する水平方向の寸法調整が可能である。よって、加工及び組立における多少の誤差は吸収可能となり、ダンパーの交換作業のみならず、組立時のダンパーの設置作業をも容易に行えるのである。
【００２４】
因みに、前記図７Ａ〜Ｃに例示した複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの実施形態は、図８に例示したように、一方のコネクタビーム８の下側フランジ部分８ｆの下面へ柱１２の上端を接合した形態に応用できる。よって、例えばこれを応力が集中し大きな回転変位が生じるラック状格納棚のラック柱の頂部とコネクタビームとの交点部分へ適用すれば、効率的に振動エネルギーを吸収可能な構成を容易に実現することができる。
【００２５】
このように、前記ダンパー１をはじめとする本発明のダンパー２１、３１、４１は、ダンパー設置面積が狭い場合にも好適に設置できるようにコンパクトな構成として容易に製作でき、前記したように２個並列配置で設置する場合には特にその有効性を発揮する。
【００２６】
【発明の奏する効果】
請求項１〜４に記載した発明に係る弾塑性型回転制振用ダンパーは、製作加工が容易、且つシンプルな構造で、十分な減衰性能を発揮でき、特にラック状格納棚の制振用コネクタ等の回転変位の生じる位置に好適に実施できる。
【００２７】
また、請求項５〜７に記載した発明に係る複合型の弾塑性型回転制振用ダンパーによれば、複数並立するラック状格納棚のような背の高い構造物の制振用コネクタとして、前記請求項１〜４に記載した発明に係る弾塑性型回転制振用ダンパーを２個並列配置に使用して容易にコンパクトに製作できるので、ダンパーが変形・破損した場合に左右のコネクタビーム間の絶縁状態を回避してその交換作業を容易に行える等の優れた効果を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  Ａ〜Ｃはそれぞれ本発明の弾塑性型回転制振用ダンパーの第１の実施形態を示した平面図と側面図、正面図である。
【図２】  Ａ〜Ｃはそれぞれ本発明の弾塑性型回転制振用ダンパーの第２の実施形態を示した平面図と側面図、正面図である。
【図３】  Ａ〜Ｃはそれぞれ本発明の弾塑性型回転制振用ダンパーの第３の実施形態を示した平面図と側面図、正面図である。
【図４】  Ａ〜Ｃはそれぞれ本発明の弾塑性型回転制振用ダンパーの第４の実施形態を示した平面図と側面図、正面図である。
【図５】  Ａは本発明の弾塑性型回転制振用ダンパーを示した側面図であり、Ｂは前記ダンパーの回転軸における剪断力図である。
【図６】  本発明の複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの実施形態を示した平面図である。
【図７】  Ａ〜Ｃはそれぞれ本発明の複合型弾塑性型回転制振用ダンパーの異なる実施形態を示した平面図と正面図、ａ−ａ線矢視断面図である。
【図８】  前記図７の複合型弾塑性型回転制振用ダンパーを応用した実施形態を示した正面図である。
【図９】  単純化した弾塑性型回転制振用ダンパーの実施形態を示した平面図である。
【図１０】  Ａは単純化した複合型弾塑性型回転制振用ダンパーを示した側面図であり、Ｂは前ダンパーの回転軸における剪断力図である。
【図１】
0004215908.tif 000002
【図２】
0004215908.tif 000003
【図３】
0004215908.tif 000004
【図４】
0004215908.tif 000005
【図５】
0004215908.tif 000006
【図６】
0004215908.tif 000007
【図７】
0004215908.tif 000008
【図８】
0004215908.tif 000009
【図９】
0004215908.tif 000010
【図１０】
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