JP7499087B2 - ダンパーシステムおよびこれを備えた免震構造物 - Google Patents
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Description
まず、本発明のダンパー装置の実施の形態について説明する。
図1に示すように、本発明の実施の形態に係るダンパー装置10は、オイルなどの粘性体F(作動流体)が封入されるとともに左右方向の筒軸を有する筒状容器のシリンダー12と、シリンダー12の内部に設けられ、シリンダー12の内部を左右に区画するピストン14と、ピストン14の右端面に連結してシリンダー12の右から外側右方に突出するピストンロッド16と、シリンダー12の左から外側左方に延びるロッド18と、開閉弁20と、バイパス管22を備える。
図2(1)に示すように、ピストンロッド16が縮んだ状態から引張荷重を加えると、バイパス管22および開いた開閉弁20から粘性体Fが容易に移動できるため、減衰力は極めて小さい状態になる。
図2(2)に示すように、ピストンロッド16が伸びてくるとバイパス管22を通る粘性体Fはなくなるが、開閉弁20は開いた状態のため、減衰力は小さいままである。
図2(3)に示すように、ピストンロッド16が伸びている状態から圧縮荷重を加えた場合は、開閉弁20が閉じるため、粘性体Fは開閉弁20に設けられた***34を通るだけとなり、大きな減衰力が発生する。
図2(4)に示すように、さらにピストンロッド16が縮んでくると、開閉弁20は閉じているもののバイバス管22を通って粘性体Fが移動できるのでダンパーの減衰力は小さくなる。
次に、本発明のダンパーシステムの実施の形態について説明する。
図3に示すように、本発明の実施の形態に係るダンパーシステム40は、上層の柱42(上部躯体)に固定されたシアキー44(軸体)と、シアキー44の外側周囲に間隔をあけて設けられた円筒状の内側リンク46と、内側リンク46の外側に間隔をあけて設けられた円筒状の外側リンク48と、内側リンク46と外側リンク48との間に設けられた上記のダンパー装置10と、下層の梁50(下部躯体)に固定された規制体52とを備える。ダンパー装置10は、ピストンロッド16を伸ばした状態でシリンダー12の筒軸方向を水平にして外側リンク48の円の半径方向に配置される。本実施の形態のダンパー装置10は、平面視で円の周方向に等間隔に8つ設けているが、本発明はこれに限るものではなく、これ以外の個数を配置してもよい。
地震時に柱42とともにシアキー44が水平移動すると、内側リンク46に接触して内側リンク46が水平変位し、ダンパー装置10のピストンロッド16が伸びている状態から収縮する。これにより、ダンパー装置10のピストン14の開閉弁20が閉じ、粘性体Fが***34を通過する際に大きな減衰力が発生する。ダンパー装置10の両端はボールジョイントで連結されているため、シアキー14の任意方向の水平変位に有効に対応することができる。
次に、本発明の免震構造物の実施の形態について説明する。
図6に示すように、本発明の実施の形態に係る免震構造物100は、免震層76に上記のダンパーシステム70と、積層ゴムからなる免震装置78と、硬化型装置80を備えた免震建物である。免震構造物100は、免震層76に配置される積層ゴムからなる免震装置78の一部をダンパーシステム70に置換して構築することができる。
次に、上記のダンパー装置10、ダンパーシステム40,70、免震構造物100で得られる復元力特性について説明する。
12 シリンダー
14 ピストン
16 ピストンロッド
16A,18A 端部
18 ロッド
20 開閉弁
22 バイパス管
26 分岐位置
28,50A 躯体
30 通路
32 支軸
34 ***
40,70 ダンパーシステム
42 柱(上部躯体)
44 シアキー(軸体)
46 内側リンク
48 外側リンク
50 梁(下部躯体)
52 規制体
54 押え板
56 滑り板
58,86 ボルト
60 水平プレート
62 鉛直プレート
72,74 固定治具
76 免震層
78 免震装置
80 硬化型装置
82 リンク
84 板ばね
100 免震構造物
F 粘性体(作動流体)
G 隙間
Z 軸線
Claims (2)
- 上部躯体から下側に向けて突出するとともに下部躯体の上面に対して滑動可能に当接する軸体を囲むように隙間をあけて設けられた円筒状の内側リンクと、前記内側リンクの外側に隙間をあけて配置された規制体と、前記内側リンクと前記規制体との間に設けられたダンパー装置とを含んで構成されるダンパーシステムであって、
前記ダンパー装置は、作動流体が封入されたシリンダーと、前記シリンダーの内部において一方向と他方向の双方に摺動可能に設けられるとともに前記シリンダーの内部を一方側と他方側に区画するピストンと、前記ピストンに連結されるとともに前記シリンダーの他方側から外側に突出するピストンロッドと、前記シリンダーの一方側から外側に延びるロッドと、前記ピストンに設けられるとともに前記ピストンの一方側と他方側を連通可能な開閉弁と、前記シリンダーから分岐して平行に配置されるバイパス管を備え、
前記ピストンは、前記バイパス管の分岐位置を跨いで摺動可能であり、前記開閉弁には、前記作動流体に通過抵抗を与えるための穴が開けられており、前記開閉弁は、前記ピストンが他方向に動くと開き、前記ピストンが一方向に動くと閉じ、前記開閉弁が閉じた状態で前記作動流体が前記穴を通過する際に減衰力が発生することを特徴とし、片効き機能により見かけ上の負剛性を実現するものであり、
前記ダンパー装置は、上から見て前記内側リンクの前後左右の四方に設けられ、前記内側リンクの外周面に対する前記ピストンロッドの連結高さは、左右方向に配置される前記ダンパー装置と、前後方向に配置される前記ダンパー装置とで異なる高さに設定され、前記ダンパー装置の前記ロッドは前記規制体に固定されることを特徴とするダンパーシステム。 - 請求項1に記載のダンパーシステムを備えることを特徴とする免震構造物。
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