(57)【要約】      （修正有）【課題】減衰装置に関し、粘性体の温度上昇による減衰力のへたりを防止して、減衰力の初期性能を維持する。【解決手段】振動エネルギーによって構造物に生じる相対往復運動をネジ機構部３により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部４と、当該回転運動によって回転される内筒５とその外側を囲繞する外筒６との間に充填された粘性体７の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部８とでなる減衰装置１において、前記ネジ機構部３における発熱部の近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置１１を設けると共に、前記外筒６の内壁部に前記粘性減衰部の近傍に冷媒液用の流路の一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置１２を前記粘性減衰部８に設け、前記ネジ部用冷却装置１１における冷媒供給ポンプと前記粘性部用冷却装置１２における冷媒供給ポンプとの駆動源は、前記往復運動部の往復運動を駆動源にしている。【選択図】図１
2009052650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、
前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置を前記ネジ減衰部に設けると共に、前記外筒の内壁部に前記粘性減衰部の近傍に冷媒液用の流路の一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置を前記粘性減衰部に設け、
前記ネジ部用冷却装置における冷媒供給ポンプと前記粘性部用冷却装置における冷媒供給ポンプとの駆動源は、前記往復運動部の往復運動を駆動源にしていると共に、前記両冷媒供給ポンプはこの減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されていること、
を特徴とする減衰装置。
【請求項２】
粘性減衰部に直列に接続され変位を伝達する中空接続柱は、その内部が粘性部用冷却装置の冷媒タンクとして兼用されていること、
を特徴とする請求項１に記載の減衰装置。
【請求項３】
振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、
前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置を前記ネジ減衰部に設けると共に、前記外筒の内壁部に前記粘性減衰部の近傍に冷媒液用の流路の一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置を前記粘性減衰部に設け、
前記ネジ部用冷却装置と前記粘性部用冷却装置とに接続され共用される冷媒供給ポンプ及び冷媒タンクを前記ネジ減衰部に設け、
前記冷媒供給ポンプはこの減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されているとともに、当該冷媒供給ポンプの駆動軸が前記外筒の端部に固定されるブラケットにより駆動支持されていること、
を特徴とする減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、地震等の振動エネルギーによって生じる構造物の慣性エネルギーは構造物上下層の層間によって相違して、層間変位となって現れる。その構造物の上下層における層間変位を利用して当該構造物に設けられた取付部材を介して相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構により回転運動に変換、且つ、ネジ摩擦によるネジ減衰部と、粘性減衰部とにより吸収して減衰する減衰装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震等における振動エネルギーを減衰させる減衰装置として、上記のように往復直線運動を回転運動に変換する運動エネルギー変換部のある従来例１と従来例２とが知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
従来例１の減衰装置は、回転運動変換手段に、粘性減衰手段の減衰能力が低下しないように、減衰量の一部を負担させたものである。また、前記従来例２は、減衰により発生する熱エネルギーを放熱させる冷却手段を設けたものである。
【特許文献１】特開２００４−８４８４５号公報
【特許文献２】特開２００６−１７２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来例１の減衰装置では、回転運動変換部におけるネジ部において、摩擦熱の発生により、ねじ部の膨張，発熱による焼き付きが問題となる。また粘性減衰部においても粘性体のせん断摩擦により発熱し、粘性体粘度が低下し粘性減衰能力が低下する。また、従来例２においては、冷却手段を機能させるために、駆動部、制御部に外部エネルギーを要すること、冷却装置の設置場所、また、冷却手段の維持管理に多大な費用を要する等の課題がある。本発明に係る減衰装置は、このような課題を解決するために提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る減衰装置の上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置を前記ネジ減衰部に設けると共に、前記外筒の内壁部に前記粘性減衰部の近傍に冷媒液用の流路の一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置を前記粘性減衰部に設け、
前記ネジ部用冷却装置における冷媒供給ポンプと前記粘性部用冷却装置における冷媒供給ポンプとの駆動源は、前記往復運動部の往復運動を当該冷媒供給ポンプにおける駆動源にしていると共に、前記両冷媒供給ポンプはこの減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されていることである。
【０００６】
また、前記粘性減衰部に直列に接続され変位を伝達する中空接続柱は、その内部が粘性部用冷却装置の冷媒タンクとして兼用されていることを含むものである。
【０００７】
本発明に係る減衰装置の要旨は、振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部と、当該回転運動によって回転される内筒とその外側を囲繞して前記内筒を回転自在に支持する外筒との間に充填された粘性体の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部とでなる減衰装置において、前記ネジ機構部における発熱部の近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置を前記ネジ減衰部に設けると共に、前記外筒の内壁部に前記粘性減衰部の近傍に冷媒液用の流路の一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置を前記粘性減衰部に設け、前記ネジ部用冷却装置と前記粘性部用冷却装置とに接続され共用される冷媒供給ポンプ及び冷媒タンクを前記ネジ減衰部に設け、
前記冷媒供給ポンプはこの減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されているとともに、当該冷媒供給ポンプの駆動軸が前記外筒の端部に固定されるブラケットにより駆動支持されていることである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の減衰装置によれば、粘性減衰部にも粘性部用冷却装置を設けて粘性体の発熱による温度上昇を防ぐので、この粘性減衰部の減衰力の低下が抑制される。これにより、減衰装置の初期性能が長期に亘り維持されることになる。
また、前記粘性部用冷却装置における冷媒供給ポンプの駆動源は、地震エネルギーによる相対変位のエネルギーを利用するので、動力源を必要としないばかりか、減衰力として計算することができる。
更に、前記ネジ部用冷却装置における冷媒供給ポンプと前記粘性部用冷却装置における冷媒供給ポンプとは、当該減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されているので、地震時の相対移動力をバランスよく伝達する。またこれにより流路の配管は伸縮部がなくなり，振動による損傷を抑制できる。
前記粘性部用冷却装置における冷媒タンクは、粘性減衰部に直列に接続され変位を伝達する中空接続柱の内部に兼用して設けられるので、減衰性能に影響せず、減衰装置の大きさに影響しないようにコンパクトに納めることができる。
前記ネジ部用冷却装置と前記粘性部用冷却装置とに接続され共用される冷媒供給ポンプ及び冷媒タンクを前記ネジ減衰部に設け、前記冷媒供給ポンプはこの減衰装置の長手方向の軸心を中心に対向配置に配設されているとともに、当該冷媒供給ポンプの駆動軸である往復ピストンロッドが前記外筒の端部に固定されるブラケットにより駆動支持されているようにすることで、ブラケットを介して３本の軸で装置を支えるようになり、減衰装置の撓み及び座屈に対する強度が向上する。また、冷媒タンクを１槽としているので、減衰装置が全体的にコンパクトになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る減衰装置１は、図１に示すように、地震等の振動エネルギーによって構造物に生じる層間変位を、当該構造物に設けられた取付部材２を介して往復運動部の相対往復運動とし、その相対往復運動をネジ機構部３により回転運動に変換し、且つ、摩擦減衰を発生させるネジ減衰部４と、当該回転運動によって回転される内筒５とその外側を囲繞して前記内筒５を回転自在に支持する外筒６との間に充填された粘性体７の抵抗によりエネルギーを減衰させる粘性減衰部８とでなる。
【００１０】
前記ネジ機構部３における発熱部３ａの近傍に冷媒液９用の流路１０の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置１１を前記ネジ減衰部４に設けると共に、前記外筒６の内壁部に前記粘性減衰部８の近傍に冷媒液９ａ用の流路１０ａの一部（後述の冷媒流路１０ｂ）を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置１２を前記粘性減衰部８に設ける。
【００１１】
前記ネジ部用冷却装置１１における冷媒供給ポンプ１３と前記粘性部用冷却装置１２における冷媒供給ポンプ１４とが、そのポンプ軸である往復ピストンロッド１３ａ，１４ａをそれぞれブラケット１８、１９で支持されている。このポンプ軸の取付精度の誤差は、スラスト軸受けを使用して径方向にも移動できるようにして吸収している。
【００１２】
また、これらを駆動させる駆動源は、地震エネルギーによる前記往復運動部の往復運動を、当該冷媒供給ポンプ１３，１４における駆動軸である往復ピストンロッド１３ａ，１４ａの駆動源にしている。
【００１３】
更に、前記両冷媒供給ポンプ１３，１４は、シリンダー内のピストンの移動により、冷媒液９，９ａを、一方の流路１０，１０ａから吸入し、他方の流路１０，１０ａへ吐出するものであり、この減衰装置１の長手方向の軸心ａを中心に対向配置に配設されている。よって、冷媒流路の配管は伸縮部がなくなり，振動による損傷を抑制できる。またポンプ軸を含む３本の軸で装置を支えることにより、この減衰装置１の撓みや座屈強度を向上させている。
【００１４】
前記粘性減衰部８に直列に接続され変位を伝達する取付部材２としての中空接続柱１５は、その内部が粘性部用冷却装置１２の冷媒タンク１２ａとして兼用されている。
【００１５】
前記外筒６の内壁部には、図２に示すように、内壁６ａと外壁６ｂとの二重壁の間の空間（円筒状）を設け、ここを冷媒用の流路１０ｂとしている。この流路１０ｂの後部から、冷媒タンク１２ａには、流路１０ｄを介して連結され、冷媒液９ａが流出する。
【００１６】
前記粘性部用冷却装置１２は、前記粘性減衰部８における粘性体７の温度上昇に伴う粘性抵抗の減少を抑制するために設けられている。この構成は、冷媒供給ポンプ１４と、往復ピストンロッド１４ａ（駆動軸）と、冷媒タンク１２ａと、これらを接続する冷媒液（低粘度鉱油、難燃性油、エチレングリコール、水希釈冷媒等）９ａ用の流路１０ａ，１０ｂとでなるものである。
【００１７】
前記流路１０ｂが、前記粘性体７の減衰層による粘性減衰部８の近傍でその周囲に、筒状に形成され、そこに冷媒液９ａを前記冷媒供給ポンプ１４で強制循環させて、前記粘性体７の熱を吸収し流路10ｄを通り冷媒タンク１２ａで貯留させて放熱させているものである。放熱手段として流露10ｄに放熱板16を付けてもよい。放熱された冷媒液９ａが、流路１０ａを介して再び冷媒供給ポンプ１４に供給されるものである。これにより、粘性体７が、地震時において高温になって粘性抵抗が減少する（へたり）ということが防止され、粘性抵抗の初期状態が長く維持されるものである。
【００１８】
なお、図１と図３とに示すように、減衰装置１のネジ減衰部４にも、ネジ部用冷却装置１１が設けられており、ネジ機構部３の発熱部３ａ（ネジ軸３ｂと雌ネジ部との摩擦部分）の近傍に、流路１０の一部の流路１０ｃが設けられ、冷媒供給ポンプ１３から冷媒液９が流路１０を介して供給され、発熱部3aの熱を吸収する。その後、前記冷媒液９が、外部に配設された流路１０を通り、放熱板１６で放熱された後、円筒状の冷媒タンク１７に戻り、その後、前記冷媒供給ポンプ１３に供給され、循環するものである。
【００１９】
このように、本発明に係る減衰装置１は、ネジ減衰部４と粘性減衰部８とに、それぞれネジ部用冷却装置１１と粘性部用冷却装置１２とを設けている。また、その冷却装置に必要な冷媒の強制循環の駆動源は、地震エネルギーを利用するので、特に他の駆動源を必要とするものではない。そして、この減衰装置１の主減衰力は、粘性抵抗減衰力と、ネジ部摩擦減衰力と、ポンプ駆動減衰力となる。前記粘性抵抗減衰力においては前記粘性部用冷却装置１２によって初期性能が維持されて、ネジ部摩擦減衰力に過度な負担が掛からず、このネジ部の焼き付きも防止できる。
【００２０】
この減衰装置１の使用方法は、図４に示すように、例えば、構造物２０における支柱２１のブレースとして使用する。前記冷却装置１１，１２によりネジ減衰部４と粘性減衰部８との初期性能が維持されて、減衰力の低下がなく減衰装置としての製品性能を良好に保つことになる。
【００２１】
本発明の他の実施例に係る減衰装置１ａは、図５に示すように、基本的には上記減衰装置１の構造とほぼ同じで、相違するところは、前記ネジ機構部３における発熱部３ａの近傍に冷媒液用の流路の一部を設けて放熱させるネジ部用冷却装置１１を前記ネジ減衰部４に設けると共に、前記外筒６の内壁部に前記粘性減衰部８の近傍に冷媒液用の流路１０ａの一部を埋設させて放熱させる粘性部用冷却装置１２を前記粘性減衰部８に設け、前記ネジ部用冷却装置１１と前記粘性部用冷却装置１２とに接続され共用される冷媒供給ポンプ１３，１３及び冷媒タンク１７を前記ネジ減衰部４に設け、前記冷媒供給ポンプ１３，１３はこの減衰装置１ａの長手方向の軸心ａを中心に対向配置に配設されているとともに、当該冷媒供給ポンプ１３の往復ピストンロッド１３ａが前記外筒６の端部に固定される円盤状のブラケット１８により駆動支持されていることである。
【００２２】
前記減衰装置１ａは、円筒状の冷媒タンク１７を一つにして、前記粘性部用冷却装置１２の冷媒タンクを兼用しているのである。また、前記ブラケット１８によりポンプ軸である二つの往復ピストンロッド１３ａ，１３ａを支持して、３本の軸で装置を支えるので、撓みおよび座屈強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る減衰装置１における、（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った断面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）とである。
【図２】同本発明に係る減衰装置１の一部拡大詳細断面図である。
【図３】同本発明に係る減衰装置１の一部拡大詳細断面図である。
【図４】同減衰装置１の使用状態の説明図である。
【図５】他の実施例に係る減衰装置１ａの縦断面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、冷媒液の流れを示す概略図（Ｃ）である。
【符号の説明】
【００２４】
１，１ａ    減衰装置、
２          取付部材、
３          ネジ機構部、                ３ａ        発熱部、
３ｂ        ネジ軸、
４          ネジ減衰部、  
５          内筒、
６          外筒、                      ６ａ        内壁、
６ｂ        外壁、
７          粘性体、
８          粘性減衰部、
９          冷媒液、                      ９ａ      冷媒液、
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ        流路、
１１        ネジ部用冷却装置、
１２        粘性部用冷却装置、            １２ａ        冷媒タンク、
１３        冷媒供給ポンプ、              １３ａ        往復ピストンロッド、
１４        冷媒供給ポンプ、              １４ａ        往復ピストンロッド、
１５        中空接続柱、
１６        放熱板、      
１７        冷媒タンク、
１８，１９      ブラケット、
２０        構造物、
２１        支柱。
【図１】
2009052650.tif 000003
【図２】
2009052650.tif 000004
【図３】
2009052650.tif 000005
【図４】
2009052650.tif 000006
【図５】
2009052650.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月29日(2007.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009052650.tif 000008
【図２】
2009052650.tif 000009
【図３】
2009052650.tif 000010
【図４】
2009052650.tif 000011
【図５】
2009052650.tif 000012