JP6520474B2 - Rotary inertia mass damper - Google Patents

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Description

本発明は、回転慣性質量ダンパーに関するものである。   The present invention relates to a rotary inertia mass damper.

オフィスビルや大型施設などの大スパン床では、通常の歩行時においても微小な振動が発生する。このために、居住性の向上を目的として床制振システムを導入する場合がある。
そのシステムの一つに、同調する振り子を用いて揺れを抑制する技術があるが、高い効果を得るには大型の重い錘が必要となり、コンパクトで軽量な床制振システムのニーズが高まっている。 In a large span floor such as an office building or a large facility, a minute vibration occurs even during normal walking. For this purpose, a floor vibration control system may be introduced for the purpose of improving the habitability.
One of the systems is a technology to control shaking using a synchronized pendulum, but a large heavy weight is required to obtain high effects, and the need for a compact and lightweight floor vibration control system is increasing. .

コンパクトで軽量な床制振システムとして、例えば特許文献１の回転慣性質量ダンパーが知られている。
特許文献１の回転慣性質量ダンパーは、互いに近接離反する方向に相対変位する２部材のうちいずれか一方の部材に基端部が固定されたボールネジと、ボールネジのネジに螺合して回転すると共に、２部材のうち他方の部材に対して回転可能に支持されたボールナットと、ボールナットと共にボールネジの回転中心を回転軸として回転するフライホイールと、ボールナットを保持するハウジングに固定されるとともに、ボールネジに対してネジ軸方向に摺動可能に支持された摺動支持部材とを備え、ボールネジに、摺動支持部材に対してネジ軸方向に変位自在で、且つネジ中心軸を中心とするボールネジの回転を規制するボールスプラインが設けられた装置である。 As a compact and lightweight floor damping system, for example, the rotary inertia mass damper of Patent Document 1 is known.
The rotational inertia mass damper of Patent Document 1 is rotated by being screwed into a ball screw whose ball screw has its base end fixed to one of two members which are relatively displaced in a direction in which they approach and move away from each other. A ball nut rotatably supported relative to the other member of the two members, a flywheel rotating with the ball nut around the rotation center of the ball screw as a rotation axis, and fixed to a housing for holding the ball nut, And a slide support member slidably supported in a screw axial direction with respect to the ball screw, wherein the ball screw is freely displaceable in the screw axial direction with respect to the slide support member and centered on a screw central axis Is a device provided with a ball spline that regulates the rotation of the lens.

そして、微振動の振動エネルギが、軸方向の力としてボールネジに加わると、ボールネジは、ボールスプラインを設けて回転が規制されているので直線運動し、ボールナットが回転運動をする。ボールナットの回転運動とともにフライホイールが同期して回転し、このフライホイールの回転体によって慣性力が発生し、ボールネジに伝達された軸方向の運動エネルギが、回転方向の回転エネルギに変換され、微振動の振動エネルギが吸収される。   Then, when vibration energy of slight vibration is applied to the ball screw as an axial force, the ball screw is linearly regulated since its rotation is restricted by providing a ball spline, and the ball nut rotates. The flywheel rotates in synchronization with the rotational movement of the ball nut, and an inertial force is generated by the rotating body of the flywheel, and the axial kinetic energy transmitted to the ball screw is converted to rotational energy in the rotational direction, Vibration energy of vibration is absorbed.

特許第５４１０８２５号公報Patent No. 5410825 gazette

しかし、特許文献１に記載されている回転慣性質量ダンパーは、歩行時などの微小な振動に対するものであり、地震時の巨大な振動には追従できない。
また、巨大な地震時のエネルギが床を介して回転慣性質量ダンパーに伝わるため、回転慣性質量ダンパーの一部が破損する恐れがある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、歩行時などの微小な振動を制振することができるとともに、巨大な地震時のエネルギに対する損傷を防止することができる回転慣性質量ダンパーを提供することを目的としている。 However, the rotary inertia mass damper described in Patent Document 1 is for minute vibrations during walking or the like, and can not follow huge vibrations during earthquakes.
In addition, since energy during a huge earthquake is transmitted to the rotary inertia mass damper via the floor, part of the rotary inertia mass damper may be damaged.
Therefore, the present invention has been made focusing on the unsolved problems of the above-described conventional example, and can suppress minute vibrations at the time of walking etc. and prevent damage to energy at the time of a huge earthquake. The purpose is to provide a rotary inertia mass damper that can

上記目的を達成するために、一の実施形態に係る回転慣性質量ダンパーは、互いに近接離反する方向に相対変位する第１構造体及び第２構造体のうち第１構造体に、ネジナットが回転自在に支持され、ネジナットに同軸にフライホイールが固定され、第１構造体のネジナットに対して同軸に離間した位置にスプラインナットが固定され、ネジナットに、一端がスプラインナットに向けて延在するネジ軸が螺合し、スプラインナットに、一端が第２構造体に固定され、他端がネジ軸の一端に対向するスプライン軸が軸方向に摺動自在に支持されているとともに、スプライン軸の他端側とネジ軸の一端側との間に、スプライン軸及びネジ軸を相対回転不能とし、軸方向に所定の制限値を超える外力が作用したときにスプライン軸及びネジ軸の軸方向の相対移動を可能とする過負荷調整機構を装着している。   In order to achieve the above object, in a rotary inertia mass damper according to one embodiment, a screw nut is rotatable on a first structure of a first structure and a second structure which are relatively displaced in a direction in which they approach each other. Supported by the screw nut and coaxially fixed to the screw nut, and a spline nut fixed at a position coaxially spaced with respect to the screw nut of the first structure, the screw nut having one end extending toward the spline nut Are screwed together, and a spline shaft, one end of which is fixed to the second structure and the other end of which is opposed to one end of the screw shaft, is slidably supported in the axial direction and the other end of the spline shaft The spline shaft and screw shaft can not be relatively rotated between the side and one end side of the screw shaft, and when an external force exceeding a predetermined limit value is applied in the axial direction, the spline shaft and screw shaft are axially aligned Wearing the overload adjusting mechanism where the movement of the relative.

本発明に係る回転慣性質量ダンパーによれば、オフィスビルや大型施設に設置した場合に、施設内の通常の歩行時において微小な振動が発生すると、第１構造体及び第２構造体の間の相対変位をスプライン軸、過負荷調整機構及びネジ軸を介して伝達し、フライホイールが回転して発生する慣性質量と、ネジ軸とネジナットの相対加速度に比例した軸方向の反力が発生することで、施設内の微小な上下振動を減衰することができる。   According to the rotary inertia mass damper of the present invention, when it is installed in an office building or a large facility, if a minute vibration occurs during normal walking in the facility, the space between the first structure and the second structure is generated. The relative displacement is transmitted through the spline shaft, the overload adjustment mechanism, and the screw shaft, and an inertial mass generated by rotation of the flywheel and an axial reaction force proportional to the relative acceleration of the screw shaft and the screw nut are generated. Can dampen minute vertical vibrations in the facility.

また、軸方向に所定の制限値を超える外力が作用したときには、過負荷調整機構の筒状挟持面が、ネジ軸の一端及びスプライン軸の他端を軸方向に相対移動させ、スプライン軸から過負荷調整機構を介してネジ軸に軸方向変位が入力せず、ネジナット及びフライホイールが回転しないので、回転慣性質量ダンパーの損傷を防止することができる。
できる。 Also, when an external force exceeding the predetermined limit value is applied in the axial direction, the cylindrical clamping surface of the overload adjusting mechanism moves the one end of the screw shaft and the other end of the spline shaft relatively in the axial direction, Since no axial displacement is input to the screw shaft via the load adjustment mechanism and the screw nut and the flywheel do not rotate, damage to the rotary inertia mass damper can be prevented.
it can.

本発明に係る第１実施形態の回転慣性質量ダンパーの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the rotation inertia mass damper of 1st Embodiment which concerns on this invention. 第１実施形態の回転慣性質量ダンパーの過負荷調整機構を構成するカップリング及び締付けボルトを示す図である。It is a figure which shows the coupling and clamping bolt which comprise the overload adjustment mechanism of the rotation inertia mass damper of 1st Embodiment. 図２のIII-III線矢視図である。It is an III-III arrow line view of FIG. 図２のIV-IV線矢視図である。It is an IV-IV arrow line view of FIG. 図２のV-V線矢視図である。FIG. 5 is a view on arrow VV in FIG. 2;

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that parts having different dimensional relationships and ratios among the drawings are included.

また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下、本発明の一態様に係る回転慣性質量ダンパーの一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。 In addition, the first embodiment described below exemplifies an apparatus and a method for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention includes materials, shapes, and structures of component parts. , Arrangement, etc. are not specified to the following. The technical idea of the present invention can be variously modified within the technical scope defined by the claims described in the claims.
Hereinafter, an embodiment of a rotary inertia mass damper according to one aspect of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.

［回転慣性質量ダンパーの構成］
図１に示す第１実施形態の回転慣性質量ダンパー１は、例えば建物の柱梁や床或いはばねなどで互いの近接離反する方向に相対変位する第１構造体２及び第２構造体３の間に介装されている。
回転慣性質量ダンパー１は、第１構造体２側に配置したネジナット５と、ネジナット５とともに回転するフライホイール６と、ネジナット５に螺合しているネジ軸７と、第２構造体３に連結したスプライン軸１１と、第１構造体２及び第２構造体３の間に生じる変位をスプライン軸１１からネジ軸７に伝達する過負荷調整機構１５と、を備えたものである。 [Configuration of rotary inertia mass damper]
The rotary inertia mass damper 1 according to the first embodiment shown in FIG. Is interspersed with.
The rotary inertia mass damper 1 is connected to the screw nut 5 disposed on the first structure 2 side, the flywheel 6 rotating with the screw nut 5, the screw shaft 7 screwed to the screw nut 5, and the second structure 3 And an overload adjusting mechanism 15 for transmitting the displacement generated between the first structural body 2 and the second structural body 3 from the spline shaft 11 to the screw shaft 7.

ここで、第１構造体２は、互いに所定間隔をあけて平行に配置され、同一方向に変位する第１ユニット体２ａ及び第２ユニット体２ｂで構成されている。
ネジナット５は、第１構造体２の第１ユニット体２ａに軸受４を介して回転自在に支持されている。軸受４は、ネジナット５とともに一体回転する内輪（不図示）と、第１ユニット体２ａに固定されている外輪（不図示）と、内輪及び外輪の間に介装した複数の転動体（不図示）とで構成されている。また、軸受４の内輪に、略円盤形状のフライホイール６が同軸に固定されている。 Here, the first structural body 2 is configured by a first unit body 2a and a second unit body 2b which are disposed in parallel with each other at a predetermined interval and displaced in the same direction.
The screw nut 5 is rotatably supported by the first unit body 2 a of the first structure 2 via a bearing 4. The bearing 4 includes an inner ring (not shown) integrally rotating with the screw nut 5, an outer ring (not shown) fixed to the first unit body 2a, and a plurality of rolling elements (not shown) interposed between the inner ring and the outer ring. And consists of. Further, a substantially disc-shaped flywheel 6 is coaxially fixed to the inner ring of the bearing 4.

ネジナット５にネジ軸７が螺合している。ネジナット５のネジ溝及びネジ軸７のネジ溝の間に多数の転動部材（不図示）が介装されており、これらネジナット５及びネジ軸７は、ボールネジ機構を構成している。
ネジ軸７の一端側には、円筒形状のネジ軸側連結部８が同軸に形成されており、このネジ軸側連結部８の外周に、先端から軸方向に延在する一条のキー溝９が形成されている。 The screw shaft 7 is screwed into the screw nut 5. A large number of rolling members (not shown) are interposed between the screw groove of the screw nut 5 and the screw groove of the screw shaft 7, and the screw nut 5 and the screw shaft 7 constitute a ball screw mechanism.
A cylindrical screw shaft side connecting portion 8 is coaxially formed on one end side of the screw shaft 7, and a single key groove 9 extending in the axial direction from the tip on the outer periphery of the screw shaft side connecting portion 8. Is formed.

第１構造体２の第２ユニット体２ｂには、ネジナット５と同軸にスプラインナット１０が固定されており、このスプラインナット１０にスプライン軸１１が軸方向に摺動自在に支持されている。
スプライン軸１１の一端側には固定部１２が同軸に一体形成されており、この固定部１２は、第２構造体３に固定されている。 A spline nut 10 is fixed to the second unit body 2 b of the first structure 2 coaxially with the screw nut 5, and the spline shaft 11 is slidably supported in the axial direction by the spline nut 10.
A fixed portion 12 is coaxially integrally formed on one end side of the spline shaft 11, and the fixed portion 12 is fixed to the second structure 3.

スプライン軸１１の他端（スプライン軸側連結部１１ａと称する）は、ネジ軸７のネジ軸側連結部８に対向しており、このスプライン軸側連結部１１ａの外周に、先端から軸方向に延在する一条のキー溝１３が形成されている。
過負荷調整機構１５は、図２から図５で示すように、カップリング１６、第１キー１７、第２キー１８、第１締付けボルト１９ａ及び第２締付けボルト１９ｂを備えている。 The other end of the spline shaft 11 (referred to as a spline shaft side connecting portion 11a) is opposed to the screw shaft side connecting portion 8 of the screw shaft 7, and in the outer periphery of the spline shaft side connecting portion 11a A series of extending key grooves 13 are formed.
The overload adjusting mechanism 15 includes a coupling 16, a first key 17, a second key 18, a first tightening bolt 19a and a second tightening bolt 19b, as shown in FIGS.

カップリング１６は、円筒部材の軸方向に沿って１本のスリット２０を入れることで横断面略Ｃ字形状の部材とし、カップリング１６の軸方向一端側に形成したネジ軸側連結部８の外周を挟持する第１円筒挟持面２１と、カップリング１６の軸方向他端側に形成したスプライン軸側連結部１１ａの外周を挟持する第２円筒挟持面２２とを備えている。
カップリング１６の軸方向一端側（第１円筒挟持面２１）には、スリット２０を通過する位置に、ボルト頭部係止穴２３ａ及びネジ穴２３ｂが形成されており、カップリング１６の軸方向他端側（第２円筒挟持面２２）にも、スリット２０を通過する位置に、ボルト頭部係止穴２４ａ及びネジ穴２４ｂが形成されている。 The coupling 16 is a member having a substantially C-shaped cross section by inserting one slit 20 along the axial direction of the cylindrical member, and the screw shaft side connecting portion 8 formed on one axial end side of the coupling 16 A first cylindrical sandwiching surface 21 sandwiching the outer periphery, and a second cylindrical sandwiching surface 22 sandwiching the outer periphery of the spline shaft side connecting portion 11a formed on the other axial end side of the coupling 16 are provided.
A bolt head locking hole 23 a and a screw hole 23 b are formed at a position passing through the slit 20 at one axial end side (first cylindrical holding surface 21) of the coupling 16, and the axial direction of the coupling 16 is The bolt head locking hole 24 a and the screw hole 24 b are also formed on the other end side (second cylindrical holding surface 22) at a position passing through the slit 20.

カップリング１６のスリット２０を入れた位置に対して周方向に１８０°（半周）離れて軸方向に沿う位置には、カップリング１６が弾性変形により第１円筒挟持面２１及び第２円筒挟持面２２の縮径動作が容易となるように、変形促進溝２５が形成されている。
図３及び図４に示すように、カップリング１６の第１円筒挟持面２１には、一端部から軸方向に沿って一条のキー溝２６が形成されている。このキー溝２６は、図１に示すように、ネジ軸側連結部８の外周に形成したキー溝９に対向する位置に形成されており、これらキー溝９，２６の内部に第１キー１７が装着されている。 The first cylindrical holding surface 21 and the second cylindrical holding surface of the coupling 16 are elastically deformed at a position separated axially by 180 ° (half circumference) from the position where the slit 20 of the coupling 16 is inserted and in the circumferential direction. The deformation promoting groove 25 is formed so as to facilitate the diameter reducing operation of 22.
As shown in FIGS. 3 and 4, in the first cylindrical holding surface 21 of the coupling 16, a single key groove 26 is formed along the axial direction from one end. As shown in FIG. 1, the key groove 26 is formed at a position facing the key groove 9 formed on the outer periphery of the screw shaft side connection portion 8, and the first key 17 is formed inside the key grooves 9 and 26. Is attached.

また、図３及び図５に示すように、カップリング１６の第２円筒挟持面２２には、他端部から軸方向に沿って一条のキー溝２７が形成されている。このキー溝２７は、図１に示すように、スプライン軸側連結部１１ａの外周に形成したキー溝１３に対向する位置に形成されており、これらキー溝１３，２７の内部に第２キー１８が装着されている。
そして、カップリング１６の第１円筒挟持面２１に形成したボルト頭部係止穴２３ａ及びネジ穴２３ｂに第１締付けボルト１９ａを装着し、第１締付けボルト１９ａの頭部をボルト頭部係止穴２３ａに当接してネジ部をネジ穴２３ｂに螺合することで、第１円筒挟持面２１の縮径による所定の締付け力でネジ軸側連結部８を挟持する。 Further, as shown in FIGS. 3 and 5, on the second cylindrical sandwiching surface 22 of the coupling 16, a single key groove 27 is formed along the axial direction from the other end. The key groove 27 is formed at a position opposed to the key groove 13 formed on the outer periphery of the spline shaft side connection portion 11 a as shown in FIG. 1, and the second key 18 is formed inside the key grooves 13 and 27. Is attached.
Then, the first tightening bolt 19a is attached to the bolt head locking hole 23a and the screw hole 23b formed in the first cylindrical holding surface 21 of the coupling 16, and the head of the first tightening bolt 19a is bolt head locked By screwing the screw portion into the screw hole 23 b in contact with the hole 23 a, the screw shaft side connecting portion 8 is held with a predetermined tightening force due to the diameter reduction of the first cylindrical holding surface 21.

また、カップリング１６の第２円筒挟持面２２に形成したボルト頭部係止穴２４ａ及びネジ穴２４ｂに第２締付けボルト１９ｂを装着し、第２締付けボルト１９ｂの頭部をボルト頭部係止穴２４ａに当接してネジ部をネジ穴２４ｂに螺合することで、第２円筒挟持面２２の縮径による所定の締付け力でスプライン軸側連結部１１ａを挟持する。
上記構成の過負荷調整機構１５は、キー溝９，２６の内部に第１キー１７が装着され、キー溝１３，２７の内部に第２キー１８が装着された状態で、カップリング１６がネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａを挟持しているので、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａは相対回転不能に連結されている。 Further, the second tightening bolt 19b is attached to the bolt head locking hole 24a and the screw hole 24b formed in the second cylindrical holding surface 22 of the coupling 16, and the head of the second tightening bolt 19b is bolt head locked The spline shaft side connecting portion 11a is held with a predetermined tightening force due to the diameter reduction of the second cylindrical holding surface 22 by screwing the screw portion into the screw hole 24b by contacting the hole 24a.
In the overload adjusting mechanism 15 configured as described above, with the first key 17 attached to the inside of the key grooves 9 and 26 and the second key 18 attached to the inside of the key grooves 13 and 27, the coupling 16 is screwed Since the shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11a are held, the screw shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11a are connected so as not to be relatively rotatable.

ここで、本発明に係る筒状挟持面が第１円筒挟持面２１及び第２円筒挟持面２２に対応し、本発明に係る締付けボルトが第１締付けボルト１９ａ，第２締付けボルト１９ｂに対応し、本発明に係る軸側キー溝がキー溝９，１３に対応し、本発明に係る挟持面側キー溝がキー溝２６，２７に対応し、本発明に係るキーが第１キー１７，第２キー１８に対応している。   Here, the cylindrical holding surface according to the present invention corresponds to the first cylindrical holding surface 21 and the second cylindrical holding surface 22, and the tightening bolt according to the present invention corresponds to the first tightening bolt 19a and the second tightening bolt 19b. The shaft side key groove according to the present invention corresponds to the key grooves 9 and 13, the sandwiching surface side key groove according to the present invention corresponds to the key grooves 26 and 27, and the key according to the present invention is the first key 17, the first It corresponds to the 2 key 18.

［回転慣性質量ダンパーの動作］
次に、第１実施形態の回転慣性質量ダンパー１を、オフィスビルや大型施設などの大スパン床に設置した場合の動作について説明する。
オフィスビルや大型施設内において、通常の歩行時においても微小な振動が発生すると、回転慣性質量ダンパー１は、第１構造体２及び第２構造体３の間に生じる変位方向の相対加速度に応じた減衰力を発生することで、オフィスビルや大型施設で発生する微小な振動を減衰することができる。 [Operation of rotary inertia mass damper]
Next, the operation when the rotary inertia mass damper 1 of the first embodiment is installed on a large span floor of an office building or a large facility will be described.
In a office building or a large facility, when minute vibrations occur even during normal walking, the rotary inertia mass damper 1 responds to the relative acceleration in the displacement direction generated between the first structure 2 and the second structure 3. By generating a damping force, it is possible to damp minute vibrations generated in office buildings and large facilities.

すなわち、スプライン軸１１から過負荷調整機構１５を介してネジ軸７に入力した軸方向変位ｘによりフライホイール６がθ回転すると、軸方向の力（反力）Ｆは、以下の（１）式で表せる。

Figure 0006520474
That is, when the flywheel 6 rotates θ by axial displacement x input from the spline shaft 11 to the screw shaft 7 through the overload adjusting mechanism 15, the axial force (reaction force) F is given by the following equation (1) Can be represented by
Figure 0006520474

ここで、Ｉθは回転する部分全体の回転慣性モーメント、αはフライホイールの角加速度、Ｌｄはネジ軸７のリード（ねじ山のピッチ）、Ｄはフライホイール６の外径、ｍはフライホイール６の質量、Ψは軸方向の慣性質量、ｘ″はネジ軸７とネジナットの相対加速度である。ここで、軸方向の慣性質量Ψは、フライホイール６の質量ｍの数１００倍〜数１０００倍の値が得られる。 Here, I θ is the rotational moment of inertia of the entire rotating part, α is the angular acceleration of the flywheel, L d is the lead of the screw shaft 7 (thread pitch), D is the outer diameter of the flywheel 6, m is the fly The mass of the wheel 6, Ψ is the inertial mass in the axial direction, x ′ ′ is the relative acceleration of the screw shaft 7 and the screw nut. Here, the inertial mass Ψ in the axial direction is several hundred times the mass m of the flywheel 6 A value of 1000 is obtained.

このように、オフィスビルや大型施設に設置した第１実施形態の回転慣性質量ダンパー１は、施設内の通常の歩行時において微小な振動が発生すると、スプライン軸１１から過負荷調整機構１５を介してネジ軸７に軸方向変位ｘが入力すると、フライホイール６が回転して発生する慣性質量Ψに対して、ネジ軸７とネジナット５の相対加速度ｘ″に比例した軸方向の力（反力）Ｆが発生することで、施設内の微小な上下振動が制振する。   As described above, the rotary inertia mass damper 1 of the first embodiment installed in an office building or a large facility receives an overload adjustment mechanism 15 from the spline shaft 11 when a minute vibration occurs during normal walking in the facility. When an axial displacement x is input to the screw shaft 7, an axial force (reaction force) proportional to the relative acceleration x ′ ′ of the screw shaft 7 and the screw nut 5 with respect to an inertial mass す る generated by rotation of the flywheel 6 The occurrence of) F damps minute vertical vibrations in the facility.

次に、地震が発生したときの回転慣性質量ダンパー１の動作について説明する。
第１実施形態の過負荷調整機構１５は、カップリング１６に螺合した第１締付けボルト１９ａが第１円筒挟持面２１を縮径し、第２締付けボルト１９ｂが第２円筒挟持面２２を縮径することで、第１円筒挟持面２１がネジ軸側連結部８を所定の締付け力で挟持し、第２円筒挟持面２２がスプライン軸側連結部１１ａを所定の締付け力で挟持している。 Next, the operation of the rotary inertia mass damper 1 when an earthquake occurs will be described.
In the overload adjusting mechanism 15 of the first embodiment, the first tightening bolt 19a screwed to the coupling 16 reduces the diameter of the first cylindrical holding surface 21, and the second tightening bolt 19b contracts the second cylindrical holding surface 22. By the diameter, the first cylindrical holding surface 21 holds the screw shaft side connecting portion 8 with a predetermined tightening force, and the second cylindrical holding surface 22 holds the spline shaft side connecting portion 11a with the predetermined tightening force. .

前述した所定の締付け力は、回転するネジナット５やフライホイール６などに損傷を与えそうな所定震度の地震が発生したときには、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａが軸方向に相対移動し、所定震度の地震を下回るときには、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａの軸方向相対移動を不能とする力に設定されている。
このような過負荷調整機構１５を備えた回転慣性質量ダンパー１は、所定震度以上の地震が発生し、第１構造体２及び第２構造体３の間に相対変位が生じると、第１円筒挟持面２１に挟持されているネジ軸側連結部８と、第２円筒挟持面２２に挟持されているスプライン軸側連結部１１ａが軸方向に相対移動し、スプライン軸１１から過負荷調整機構１５を介してネジ軸７に軸方向変位が入力せず、ネジナット５及びフライホイール６は回転しない。
これにより、所定震度以上の地震が発生したときには、過負荷調整機構１５の第１円筒挟持面２１及び第２円筒挟持面２２が、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａを軸方向に相対移動させることで、回転慣性質量ダンパー１の損傷を防止する。 When an earthquake with a predetermined seismic intensity that may damage the rotating screw nut 5 or the flywheel 6 occurs, the screw shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11a are axially relative to each other. When it moves and falls below the earthquake of a predetermined seismic intensity, it is set as the force which makes axial direction relative movement of screw axis side connecting part 8 and spline shaft side connecting part 11a impossible.
The rotary inertia mass damper 1 having such an overload adjusting mechanism 15 generates the first cylinder when a relative displacement occurs between the first structure 2 and the second structure 3 when an earthquake having a predetermined seismic intensity or more occurs. The screw shaft side connecting portion 8 held by the holding surface 21 and the spline shaft side connecting portion 11 a held by the second cylindrical holding surface 22 are relatively moved in the axial direction, and the overload adjusting mechanism 15 is moved from the spline shaft 11. No axial displacement is input to the screw shaft 7 via the and the screw nut 5 and the flywheel 6 do not rotate.
Thereby, when an earthquake having a predetermined seismic intensity or more occurs, the first cylindrical sandwiching surface 21 and the second cylindrical sandwiching surface 22 of the overload adjusting mechanism 15 axially move the screw shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11a. The relative movement of the rotary inertia mass damper 1 prevents the rotary inertia mass damper 1 from being damaged.

［回転慣性質量ダンパーの効果］
次に、上述した第１実施形態の回転慣性質量ダンパー１の効果について説明する。
オフィスビルや大型施設に設置した回転慣性質量ダンパー１は、施設内の通常の歩行時において微小な振動が発生すると、第１構造体２及び第２構造体３の間の相対変位をスプライン軸１１、過負荷調整機構１５及びネジ軸７を介して伝達し、フライホイール６が回転して発生する慣性質量と、ネジ軸７とネジナット５の相対加速度ｘ″に比例した軸方向の力（反力）Ｆが発生することで、施設内の微小な上下振動を減衰することができる。 [Effect of rotational inertia mass damper]
Next, the effect of the rotary inertia mass damper 1 of the first embodiment described above will be described.
In the rotary inertia mass damper 1 installed in an office building or a large facility, when minute vibrations occur during normal walking in the facility, the relative displacement between the first structural body 2 and the second structural body 3 is taken as the spline shaft 11 , An inertial mass generated by rotation of the flywheel 6 by transmitting through the overload adjusting mechanism 15 and the screw shaft 7, and an axial force proportional to the relative acceleration x ′ ′ of the screw shaft 7 and the screw nut 5 By generating F), it is possible to attenuate minute vertical vibrations in the facility.

また、所定震度以上の地震が発生したときには、過負荷調整機構１５の第１円筒挟持面２１及び第２円筒挟持面２２が、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａを軸方向に相対移動させ、スプライン軸１１から過負荷調整機構１５を介してネジ軸７に軸方向変位が入力せず、ネジナット５及びフライホイール６が回転しないので、回転慣性質量ダンパー１の損傷を防止することができる。   Further, when an earthquake having a predetermined seismic intensity or more occurs, the first cylindrical sandwiching surface 21 and the second cylindrical sandwiching surface 22 of the overload adjusting mechanism 15 axially align the screw shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11a. Since the screw nut 5 and the flywheel 6 do not rotate because axial displacement is not input from the spline shaft 11 to the screw shaft 7 via the overload adjusting mechanism 15 relative to each other, damage to the rotary inertia mass damper 1 is prevented. Can.

また、過負荷調整機構１５は、第１締付けボルト１９ａ及び第２締付けボルト１９ｂの螺合状態を調整することで、第１円筒挟持面２１のネジ軸側連結部８に対する締付け力と、第２円筒挟持面２２のスプライン軸側連結部１１ａに対する締付け力を簡単に調整することができる。
さらに、ネジ軸側連結部８及びスプライン軸側連結部１１ａの相対回転不能な構造は、カップリング１６の第１円筒挟持面２１に形成したキー溝２６とネジ軸側連結部８に形成したキー溝９との間に第１キー１７を装着し、カップリング１６の第２円筒挟持面２２に形成したキー溝２７とスプライン軸側連結部１１ａに形成したキー溝１３との間に第２キー１８を装着することで、簡単に実現することができる。 In addition, the overload adjusting mechanism 15 adjusts the screwing state of the first tightening bolt 19a and the second tightening bolt 19b to fix the tightening force of the first cylindrical holding surface 21 on the screw shaft side connecting portion 8, and the second adjusting force. The tightening force of the cylindrical holding surface 22 on the spline shaft side connecting portion 11a can be easily adjusted.
Further, the structure in which relative rotation between the screw shaft side connecting portion 8 and the spline shaft side connecting portion 11 a is not possible is the key formed on the first cylindrical sandwiching surface 21 of the coupling 16 and the key formed on the screw shaft side connecting portion 8. A first key 17 is attached between the second key and the groove 9, and a second key is provided between a key groove 27 formed on the second cylindrical sandwiching surface 22 of the coupling 16 and a key groove 13 formed on the spline shaft side connection portion 11a. It can be easily realized by attaching the 18.

１ 回転慣性質量ダンパー
２ 第１構造体
２ａ 第１ユニット体
２ｂ 第２ユニット体
３ 第２構造体
４ 軸受
５ ネジナット
６ フライホイール
７ ネジ軸
８ ネジ軸側連結部
９ キー溝
１０ スプラインナット
１１ スプライン軸
１１ａ スプライン軸側連結部
１２ 固定部
１３ キー溝
１５ 過負荷調整機構
１６ カップリング
１７ 第１キー
１８ 第２キー
１９ａ 第１締付けボルト
１９ｂ 第２締付けボルト
２０ スリット
２１ 第１円筒挟持面
２２ 第２円筒挟持面
２３ａ ボルト頭部係止穴
２３ｂ ネジ穴
２４ａ ボルト頭部係止穴
２４ｂ ネジ穴
２５ 変形促進溝
２６，２７ キー溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rotation inertia mass damper 2 1st structure 2a 1st unit body 2b 2nd unit body 3 2nd structure 4 bearing 5 screw nut 6 flywheel 7 screw shaft 8 screw shaft side connection part 9 key groove 10 spline nut 11 spline shaft 11a Spline shaft side connection portion 12 Fixing portion 13 Key groove 15 Overload adjustment mechanism 16 Coupling 17 1st key 18 2nd key 19a 1st tightening bolt 19b 2nd tightening bolt 20 Slit 21 1st cylindrical holding surface 22 2nd cylinder Clamping surface 23a Bolt head locking hole 23b Screw hole 24a Bolt head locking hole 24b Screw hole 25 Deformation promoting groove 26, 27 Key groove

Claims (5)

互いに近接離反する方向に相対変位する第１構造体及び第２構造体のうち前記第１構造体に、ネジナットが回転自在に支持され、
当該ネジナットに同軸にフライホイールが固定され、
前記第１構造体の前記ネジナットに対して同軸に離間した位置にスプラインナットが固定され、
前記ネジナットに、一端が前記スプラインナットに向けて延在するネジ軸が螺合し、
前記スプラインナットに、一端が前記第２構造体に固定され、他端が前記ネジ軸の前記一端に対向するスプライン軸が軸方向に摺動自在に支持されているとともに、
前記スプライン軸の前記他端側と前記ネジ軸の前記一端側との間に、前記スプライン軸及び前記ネジ軸を相対回転不能とし、前記軸方向に所定の制限値を超える外力が作用したときに前記スプライン軸及び前記ネジ軸の前記軸方向の相対移動を可能とする過負荷調整機構を装着した、ことを特徴とする回転慣性質量ダンパー。 A screw nut is rotatably supported by the first structure of the first structure and the second structure which are relatively displaced in the directions of approaching and separating from each other,
The flywheel is coaxially fixed to the screw nut,
A spline nut is fixed at a position coaxially spaced apart from the screw nut of the first structure body,
A screw shaft having one end extending toward the spline nut is screwed into the screw nut,
The spline nut has one end fixed to the second structure and the other end supported by the one end of the screw shaft axially slidably supported.
When the spline shaft and the screw shaft can not be relatively rotated between the other end side of the spline shaft and the one end side of the screw shaft, and an external force exceeding a predetermined limit value acts in the axial direction A rotary inertia mass damper, equipped with an overload adjusting mechanism that enables relative movement of the spline shaft and the screw shaft in the axial direction. 前記過負荷調整機構は、
縮径可能な筒状挟持面を有するカップリングと、
前記筒状挟持面を縮径させて前記ネジ軸の前記一端及び前記スプライン軸の前記他端を挟持する縮径手段と、
前記ネジ軸の前記一端及び前記スプライン軸の前記他端と前記筒状挟持面との間に設けた相対回転不能手段と、を備えていることを特徴とする請求項１記載の回転慣性質量ダンパー。 The overload adjustment mechanism is
A coupling having a collapsible cylindrical clamping surface;
Diameter reducing means for reducing the diameter of the cylindrical holding surface to hold the one end of the screw shaft and the other end of the spline shaft;
The rotary inertia mass damper according to claim 1, further comprising: a relative non-rotatable means provided between the one end of the screw shaft and the other end of the spline shaft and the cylindrical holding surface. . 前記カップリングは、円筒部材の軸方向に沿って１本のスリットを入れることで横断面略Ｃ字形状の部材とされ、その内面を前記筒状挟持面としているとともに、
前記縮径手段として、前記カップリングの前記スリットを通過する位置に形成したボルト頭部係止穴及びネジ穴と、締付けボルトとを備え、前記締付けボルトの頭部を前記ボルト頭部係止穴に当接し、当該締付けボルトのネジ部を前記ネジ穴に螺合することで、前記筒状挟持面を縮径することを特徴とする請求項２記載の回転慣性質量ダンパー。 The coupling is made into a member having a substantially C-shaped cross section by inserting one slit along the axial direction of the cylindrical member, and the inner surface thereof is used as the cylindrical holding surface,
A bolt head locking hole and a screw hole formed at a position passing through the slit of the coupling as the diameter reducing means, and a tightening bolt, the head of the tightening bolt being the bolt head locking hole The rotary inertia mass damper according to claim 2, characterized in that the cylindrical clamping surface is reduced in diameter by abutting on and screwing the screw portion of the tightening bolt into the screw hole. 前記相対回転不能手段は、前記ネジ軸の前記一端の外周と、前記スプライン軸の前記他端の外周に設けた軸側キー溝と、これら軸側キー溝に対向する前記筒状挟持面に形成した挟持面側キー溝と、前記軸側キー溝と前記挟持面側キー溝との間に装着したキーと、で構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転慣性質量ダンパー。   The relative non-rotational means is formed on the outer periphery of the one end of the screw shaft, the shaft side key groove provided on the outer periphery of the other end of the spline shaft, and the cylindrical holding surface facing the shaft side key groove The rotary inertia mass according to claim 2 or 3, characterized in that the holding surface side key groove and the key mounted between the shaft side key groove and the holding surface side key groove. Damper. 前記所定の制限値を超える外力とは、前記ネジナットや前記フライホイールが回転したときに損傷を与える可能性がある所定震度の地震力であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の回転慣性質量ダンパー。   The external force exceeding the predetermined limit value is a seismic force having a predetermined seismic intensity that may cause damage when the screw nut or the flywheel is rotated. The rotary inertia mass damper according to the item.
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