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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-11-01
(45)【発行日】2022-11-10
(54)【発明の名称】ダンパー装置
(51)【国際特許分類】
   F16F 15/023 20060101AFI20221102BHJP
   F16F 9/54 20060101ALI20221102BHJP
   F16F 15/02 20060101ALI20221102BHJP
   E04H 9/02 20060101ALI20221102BHJP
【FI】
F16F15/023 A
F16F9/54
F16F15/02 C
E04H9/02 351
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2019032551
(22)【出願日】2019-02-26
(65)【公開番号】P2020133877
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2021-12-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】杉本 浩一
(72)【発明者】
【氏名】磯田 和彦
(72)【発明者】
【氏名】小槻 祥江
【審査官】杉山 豊博
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-281394(JP,A)
【文献】特開2012-117564(JP,A)
【文献】特開2011-047421(JP,A)
【文献】特開2000-027919(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16F 15/023
F16F 9/54
F16F 15/02
E04H 9/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに直交する第1方向および第2方向に相対変位可能な第1部材と第2部材との間に設けられるダンパー装置において、
前記第1部材および前記第2部材それぞれと前記第1方向および前記第2方向に相対変位可能な架台と、
前記第1部材に連結されるとともに前記架台に連結される第1ダンパーと、
前記第1ダンパーと直列に配置され、前記第2部材に連結されるとともに前記架台に連結される第2ダンパーと、を有するダンパー装置において、
前記第1ダンパーは、前記第1部材に対して前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に延びる第1回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記架台に対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように固定され、かつ前記第1部材と前記架台との相対変位に追従するように構成され、
前記第2ダンパーは、前記第2部材に対して前記第3方向に延びる第2回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記架台に対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように固定され、かつ前記第2部材と前記架台との相対変位に追従するように構成されていることを特徴とするダンパー装置。
【請求項2】
複数の前記第1ダンパーが並列に設けられているとともに、複数の前記第2ダンパーが並列に設けられていて、
複数の前記第1ダンパーは、それぞれ前記第1部材に対して同一の前記第1回動軸線回りに相対回動可能に連結され、
複数の前記第2ダンパーは、それぞれ前記第2部材に対して同一の前記第2回動軸線回りに相対回動可能に連結されていることを特徴とする請求項1に記載のダンパー装置。
【請求項3】
複数の前記第1ダンパーは、それぞれ第1クレビスを介して前記第1部材と連結され、
複数の前記第1ダンパーそれぞれの前記第1クレビスは、前記第3方向に配列されている、
または/および、
複数の前記第2ダンパーは、それぞれ第2クレビスを介して前記第2部材と連結され、
複数の前記第2ダンパーそれぞれの前記第2クレビスは、前記第3方向に配列されていることを特徴とする請求項2に記載のダンパー装置。
【請求項4】
前記第1部材および前記第2部材に連結され、前記第1ダンパーの変位量と前記第2ダンパーの変位量とを同一にするダンパー変位同一機構を有し、
前記ダンパー変位同一機構は、前記第1部材に対して前記第1回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記第2部材に対して前記第2回動軸線回りに相対回動可能に連結され、かつ、前記架台、前記第1ダンパーおよび前記第2ダンパーに対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のダンパー装置。
【請求項5】
前記第1部材は、前記第2部材の鉛直方向の上側に間隔をあけて設けられ、前記第1部材と前記第2部材とは水平方向に相対変位可能に構成され、
前記架台は、前記第2部材の上面を水平方向に走行可能に構成され、前記第1ダンパーおよび前記第2ダンパーの荷重を支持していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のダンパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダンパー装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数のオイルダンパーを直列に配置し、各オイルダンパーのストロークが小さいものであっても、全体として大きなストロークを実現することができるダンパー装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このようなダンパー装置は、相対変位する2つの部材間において大きなクリアランスを必要とする建物に用いることが可能である。
このようなダンパー装置では、各オイルダンパーの減衰係数を異なる値とする場合や、各オイルダンパーの変位量を同一の値とする場合がある。各オイルダンパーの変位量を同一の値とするダンパー装置では、直列に配置されるオイルダンパー同士を、例えば、ネジ機構やピニオンラックギア機構などで連結することで各オイルダンパーの変位量が同一となるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2014-114867号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
2つの部材間に設けられたダンパー装置を、建物の地震時の動きに対応するために2方向に稼働させる場合、各オイルダンパーそれぞれの両端にクレビスを設けている。例えば、上部構造体と下部構造体との間に設けられX方向およびY方向の2方向に移動可能なダンパー装置で、オイルダンパーが下部構造体の上面に沿って移動可能でリニアガイドで支持された架台に載置され、架台が両端のクレビスの中央に配置されているとする。そして、複数のオイルダンパーのうちの半分は、両端部が上部構造体および架台にクレビスを介して連結され、残りの半分は、両端部が下部構造体および架台にクレビスを介して連結されている。
このような場合、上部構造体が下部構造体に対してY方向に1m変位すると、架台も下部構造体に対して1mの半分の0.5mY方向に変位することになる。
【0005】
このとき、両端がクレビスを介して上部構造体および下部構造体と連結されたオイルダンパーはZ軸(鉛直軸)まわりに回転可能であるが、リニアガイドで支持された架台はZ軸まわりに回転しないため、架台やオイルダンパー同士が接触する虞がある。このような接触を回避するためには、オイルダンパー間の距離を大きく取る必要があり、ダンパー装置の設置スペースが大きくなってしまうという問題がある。
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、2つの部材が相対変位した際に、架台やダンパーなどの構成部材が接触することを防止できるダンパー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明に係るダンパー装置は、互いに直交する第1方向および第2方向に相対変位可能な第1部材と第2部材との間に設けられるダンパー装置において、前記第1部材および前記第2部材それぞれと前記第1方向および前記第2方向に相対変位可能な架台と、前記第1部材に連結されるとともに前記架台に連結される第1ダンパーと、前記第1ダンパーと直列に配置され、前記第2部材に連結されるとともに前記架台に連結される第2ダンパーと、を有するダンパー装置において、前記第1ダンパーは、前記第1部材に対して前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に延びる第1回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記架台に対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように固定され、かつ前記第1部材と前記架台との相対変位に追従するように構成され、前記第2ダンパーは、前記第2部材に対して前記第3方向に延びる第2回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記架台に対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように固定され、かつ前記第2部材と前記架台との相対変位に追従するように構成されていることを特徴とする。
【0008】
本発明では、第1ダンパーおよび第2ダンパーが架台に固定されていることにより、第1ダンパー、第2ダンパーおよび架台が一体化する。これにより、上部構造体と下部構造体とが第1方向および第2方向に相対変位し、第1ダンパーが第1回動軸線回りに回動すると、第2ダンパーおよび架台も第1ダンパーとともに第1回動軸線回りに回動し、第2ダンパーが第2回動軸線回りに回動すると、第1ダンパーおよび架台も第2ダンパーとともに第2回動軸線回りに回動する。
このように、第1ダンパー、第2ダンパーおよび架台は、一体的に変位することにより、上部構造体と下部構造体とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。
本発明では、ダンパー軸方向をX方向(第1方向)、水平面内でダンパー軸直交方向をY方向(第2方向)、鉛直方向をZ方向(第3方向)と定義する。
【0009】
また、本発明に係るダンパー装置では、複数の前記第1ダンパーが並列に設けられているとともに、複数の前記第2ダンパーが並列に設けられていて、複数の前記第1ダンパーは、それぞれ前記第1部材に対して同一の前記第1回動軸線回りに相対回動可能に連結され、複数の前記第2ダンパーは、それぞれ前記第2部材に対して同一の前記第2回動軸線回りに相対回動可能に連結されていてもよい。
このような構成とすることにより、並列に設けられた複数の第1ダンパーは、一体的に変位するため、上部構造体と下部構造体とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。また、並列に設けられた複数の第2ダンパーは、一体的に変位するため、上部構造体と下部構造体とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。
【0010】
また、本発明に係るダンパー装置では、複数の前記第1ダンパーは、それぞれ第1クレビスを介して前記第1部材と連結され、複数の前記第1ダンパーそれぞれの前記第1クレビスは、前記第3方向に配列されている、または/および、複数の前記第2ダンパーは、それぞれ第2クレビスを介して前記第2部材と連結され、複数の前記第2ダンパーそれぞれの前記第2クレビスは、前記第3方向に配列されていてもよい。
このような構成とすることにより、第1部材に対して複数の第1ダンパーをそれぞれ取り付けても一体的に変位させることができるとともに、第2部材に対して複数の第2ダンパーをそれぞれ取り付けても一体的に変位させることができる。このため、複数の第1ダンパーや第2ダンパーを連結して一体的に取り付ける際に、接合部を高価な1つの高耐力クレビスとせず安価な複数のクレビスとすることで、コスト軽減を図ることができる。
【0011】
また、本発明に係るダンパー装置では、前記第1部材および前記第2部材に連結され、前記第1ダンパーの変位量と前記第2ダンパーの変位量とを同一にするダンパー変位同一機構を有し、前記ダンパー変位同一機構は、前記第1部材に対して前記第1回動軸線回りに相対回動可能に連結されるとともに、前記第2部材に対して前記第2回動軸線回りに相対回動可能に連結され、かつ、前記架台、前記第1ダンパーおよび前記第2ダンパーに対して前記第3方向に延びる軸線回りに相対回動しないように構成されていてもよい。
このような構成とすることにより、ダンパー変位同一機構も、第1ダンパー、第2ダンパーおよび架台と一体的に挙動し、上部構造体と下部構造体とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、第1ダンパー、第2ダンパーおよび架台との距離が変化することなく、第1ダンパー、第2ダンパーおよび架台と接触することを防止できる。
【0012】
また、本発明に係るダンパー装置では、前記第1部材は、前記第2部材の鉛直方向の上側に間隔をあけて設けられ、前記第1部材と前記第2部材とは水平方向に相対変位可能に構成され、前記架台は、前記第2部材の上面を水平方向に走行可能に構成され、前記第1ダンパーおよび前記第2ダンパーの荷重を支持していてもよい。
このような構成とすることにより、架台が第1ダンパーおよび第2ダンパーの荷重を支持することができるため、第1ダンパーや第2ダンパーが大型となっても、第1ダンパーや第2ダンパーに大きなたわみが生じたり、圧縮時に座屈したりすることを防止できる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、2つの部材が相対変位した際に、架台やダンパーなどの構成部材が接触することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の実施形態によるダンパー装置の一例を示す図で図3のA-A線断面に対応する図である。
図2】本発明の実施形態によるダンパー装置の一例を示す図で図3のB-B線断面に対応する図である。
図3】本発明の実施形態によるダンパー装置の一例を示す図で図1のC-C線断面に対応する図である。
図4】上部構造体と下部構造体とがY方向に相対変位した際のダンパー装置を示す図である。
図5】本発明の実施形態の変形例によるダンパー装置の水平断面図である。
図6】本発明の実施形態の変形例によるダンパー装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態によるダンパー装置について、図1乃至図4に基づいて説明する。
図1および図2に示すように、本実施形態によるダンパー装置1は、免震構造物の免震層13に設けられている。免震層13は、水平方向に相対変位可能な上部構造体11(第1部材、図1参照)と下部構造体12(第2部材)との間に設けられている。
上部構造体11の下面11aおよび下部構造体12の上面12aは、それぞれ水平面に形成され、互いに上下方向に間隔をあけて対向している。
【0016】
ダンパー装置1は、上部構造体11と下部構造体12とが水平方向に相対変位すると、追従して変位するように構成されている。以下の説明では、ダンパー装置1が上部構造体11と下部構造体12とが相対変位していない初期状態であるものとする。
水平方向の直交する2方向をX方向(第1方向)およびY方向(第2方向)とし、図1および図2の左右方向をX方向、図1の紙面に直交する方向および図2の上下方向をY方向とする。X方向のうち、図1および図2の左右方向の左側を一方側とし、右側を他方側とする。X方向およびY方向に直交する方向を上下方向、鉛直Z方向(第3方向)とする。
【0017】
ダンパー装置1は、上部構造体11および下部構造体12と水平方向に相対変位可能で下部構造体12の上面12aを水平2方向に走行可能に構成された架台2と、架台2と連結される第1ダンパー3と、架台2と連結される第2ダンパー4と、第1ダンパー3の変位量と第2ダンパー4の変位量を同一とするダンパー変位同一機構5と、第1ダンパー3を上部構造体11に連結する第1連結部6と、第2ダンパー4を下部構造体12に連結する第2連結部7と、を有している。
第1連結部6と第2連結部7とはX方向に離間して配置されている。第1連結部6が第2連結部7のX方向の一方側に配置されている。
【0018】
図1図3に示すように、架台2は、第1ダンパー3および第2ダンパー4が連結される本体部21と、本体部21の下側に取り付けられて下部構造体12の上面12aを走行可能なベアリング22(図1および図3参照)と、ベアリング22と本体部21との間に設けられたサスペンション23(図1および図3参照)と、を有している。
【0019】
本体部21は、板面がX方向長い長方形となる平板状に形成され下部構造体12の上面12aと平行に配置される下板部24と、下板部24のX方向の他方側の縁部から上方に延びて第1ダンパー3の第1シリンダ31が固定される第1シリンダ固定板25と、下板部24のX方向の一方側の縁部から上方に延びて第2ダンパー4の第2シリンダ41が固定される第2シリンダ固定板26と、X方向およびY方向の中央部から上方に延びてダンパー変位同一機構5の軸受56が固定される軸受固定部27と、を有している。
【0020】
第1シリンダ固定板25および第2シリンダ固定板26は、それぞれ平板状に形成され、板面がX方向を向くように配置されている。第1シリンダ固定板25および第2シリンダ固定板26は、それぞれ下板部24に対して回動したり変位したりしないように構成されている。
軸受固定部27は、上下方向に延びる棒状または板状の部材で、下板部24に対して回動したり変位したりしないように構成されている。
本実施形態では、第1シリンダ固定板25は、下板部24のX方向の他方側の縁部にY方向に間隔をあけて2つ設けられている。第2シリンダ固定板26は、下板部24のX方向の一方側の縁部のY方向の略中央に1つ設けられている。
【0021】
ベアリング22およびサスペンション23は、下板部24の下側に設けられている。ベアリング22は、サスペンション23を介して本体部21および本体部21に作用する第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5の荷重を受け、これらの荷重を受けながら下部構造体12の上面12aを水平2方向に走行可能に構成されている。
サスペンション23は、架台2の自重を支持しつつ下部構造体12の上面12aに段差などがありベアリング22が上下方向の衝撃を受けた場合に、その衝撃を吸収して本体部21に伝達しないように構成されている。ダンパー装置1は、ベアリング22が受けた上下方向の衝撃が本体部21に伝達しないことにより、第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5に衝撃が伝達しないように構成されている。
【0022】
架台2は、下部構造体12の上面12aに沿って水平方向(X方向およびY方向)に移動可能に構成されている。また、架台2は、下部構造体12の上面12aにおいて水平面内で回転可能(上下方向に延びる鉛直Z軸回りに回転可能)に構成されている。本実施形態では、下部構造体12には、架台2の走行をガイドするリニアガイドなどが設けられていない。
【0023】
第1連結部6は、上部構造体11の下面11aから下側に突出する第1取付部61と、第1ダンパー3の第1ロッド32が固定される第1ロッド固定板62と、第1ロッド固定板62を第1取付部61に連結する第1クレビス63と、を有している。
第1取付部61は、下部構造体12の上面12aと離間している。第1取付部61は、上部構造体11と固定、または一体に設けられ、上部構造体11に対して変位しないように構成されている。
【0024】
第1ロッド固定板62は、平板状の部材で、一方の面側に第1ダンパー3の第1ロッド32が固定され、他方の面側に第1クレビス63が取り付けられている。
第1クレビス63は、軸線が上下方向に延びるように配置されている。本実施形態では、2つの第1クレビス63が1つの第1ロッド固定板62を第1取付部61に連結している。2つの第1クレビス63は、回転軸線が同一となるように上下方向に配列されている。2つの第1クレビス63の回動軸線を第1回動軸線64とする。
第1クレビス63は、第1ロッド固定板62を第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動可能に連結している。
【0025】
第2連結部7は、下部構造体12の上面12aから上側に突出する第2取付部71と、第2ダンパー4の第2ロッド42を第2取付部71に連結する第2クレビス72と、を有している。
第2取付部71は、上部構造体11の下面11aと離間している第2取付部71は、下部構造体12と固定、または一体に設けられ、下部構造体12に対して変位しないように構成されている。
第2クレビス72は、回転軸線が同一となるように上下方向に配置されている。本実施形態では、2つの第2クレビス72が第2取付部71に取り付けられている。2つの第2クレビス72は上下方向に同軸に配列されている。2つの第2クレビス72の回動軸線を第2回動軸線73とする。
【0026】
第1ダンパー3および第2ダンパー4は、オイルダンパーで構成されている。なお、第1ダンパー3および第2ダンパー4は、オイルダンパー以外に、例えば、粘性ダンパーや慣性質量ダンパーなどの軸線方向の変位を低減させる軸抵抗型のダンパーで構成されていてもよい。
第1ダンパー3と第2ダンパー4とは、架台2を介して直列に設けられている。
本実施形態では、ダンパー装置1には、2つの第1ダンパー3が並列に設けられ、2つの第2ダンパー4が並列に設けられている。
【0027】
2つの第1ダンパー3は、それぞれ作動油が封入された第1シリンダ31と、第1シリンダ31に軸線方向に進退可能に挿入される第1ロッド32と、を有している。2つの第1ダンパー3は、それぞれ軸線方向がX方向となる向きで、X方向の一方側に第1ロッド32が配置され、X方向の他方側に第1シリンダ31が配置されるように設けられている。
2つの第1ダンパー3は、互いにY方向に間隔をあけて配列されている。
【0028】
2つの第1ダンパー3は、それぞれの第1シリンダ31のX方向の他方側の端部が第1シリンダ固定板25に固定されている。2つの第1シリンダ31のうち、Y方向の一方側に配置された第1シリンダ31が、2つの第1シリンダ固定板25のうちのY方向の一方側に配置された第1シリンダ固定板25に固定され、Y方向の他方側に配置された第1シリンダ31が、Y方向の他方側に配置された第1シリンダ固定板25に固定されている。
2つの第1シリンダ31は、第1シリンダ固定板25に対して回動したり変位したりしないように構成されている。2つの第1シリンダ31は、それぞれ第1シリンダ固定板25に固定されているため、互いの間隔が一定に維持されている。
2つの第1シリンダ31は、架台2の下板部24の上方に間隔をあけて配置されている。
【0029】
2つの第1ダンパー3は、それぞれの第1ロッド32のX方向の一方側の端部が第1ロッド固定板62に固定されている。2つの第1ロッド32は、第1ロッド固定板62に対して回動したり変位したりしないように構成されている。2つの第1ロッド32は、それぞれ第1ロッド固定板62に固定されているため、互いの間隔が一定に維持されている。
【0030】
上述したように、第1ロッド固定板62は、上下方向に配列された2つの第1クレビス63を介して第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動可能に連結されている。このため、第1ロッド32が第1ロッド固定板62に固定された第1ダンパー3も第1ロッド固定板62とともに第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動可能に構成されている。
また、上述したように、第1シリンダ固定板25が設けられた架台2は、下部構造体12の上面12aを走行可能に構成されている。このため、第1ダンパー3が第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動したり、第1シリンダ31と第1ロッド32とが軸線方向に変位したりすると、第1ダンパー3の回動および変位に追従して架台2が下部構造体12の上面12aを走行するように構成されている。
【0031】
2つの第2ダンパー4は、それぞれ作動油が封入された第2シリンダ41と、第2シリンダ41に軸線方向に進退可能に挿入される第2ロッド42と、を有している。2つの第2ダンパー4は、軸線方向がX方向となる向きで、X方向の一方側に第2シリンダ41が配置され、X方向の他方側に第2ロッド42が配置されるように設けられている。
2つの第2ダンパー4は、上下方向に間隔をあけて配列されている。2つの第2ダンパー4のうちの、一方が2つの第1ダンパー3の間の空間の上側に配置され、他方が2つの第1ダンパー3の間の空間の下側に配置されている。
【0032】
2つの第2ダンパー4は、それぞれの第2シリンダ41のX方向の一方側の端部が第2シリンダ固定板26に固定されている。2つの第2シリンダ41は、第2シリンダ固定板26に対して回動したり変位したりしないように構成されている。また、第2シリンダ固定板26は、架台2に対して回動したり変位したりしないように構成されている。2つの第2シリンダ41は、それぞれ第2シリンダ固定板26に固定されているため、互いの間隔が一定に維持されている。
2つの第2シリンダ41のうちの下側の第2シリンダ41は、架台2の下板部24の上方に間隔をあけて配置されている。
【0033】
2つの第2ダンパー4は、それぞれの第2ロッド42のX方向の他方側の端部が第2クレビス72を介して第2取付部71に連結されている。2つの第2ロッド42のうちの上側の第2ロッド42が2つの第2クレビス72のうちの上側の第2クレビス72を介して第2取付部71に連結され、下側の第2ロッド42が下側の第2クレビス72を介して第2取付部71に連結されている。
2つの第2ロッド42は、第2クレビス72を介して第2取付部71に連結されているため、第2取付部71に対して同軸の第2回動軸線73回りに回動可能に構成されている。このため、第2ダンパー4は、第2取付部71に対して同軸の第2回動軸線73回りに回動可能に構成されている。
【0034】
また、上述したように、第2シリンダ固定板26が設けられた架台2は、下部構造体12の上面12aを走行可能に構成されている。このため、第2ダンパー4が第2取付部71に対して第2回動軸線73回りに回動したり、第2シリンダ41と第2ロッド42とが軸線方向に変位したりすると、第2ダンパー4の回動および変位に追従して架台2が下部構造体12の上面12aを走行するように構成されている。
2つの第2ダンパー4は、第2取付部71に対して同軸の第2回動軸線73回りに回動可能に構成され、それぞれの第2シリンダ41が架台2に固定されているため、互いの間隔が一定に維持される。
【0035】
ダンパー変位同一機構5は、第1ロッド固定板62および第1クレビス63を介して第1取付部61に連結された第1ボールねじ51と、第3クレビス57を介して第2取付部71と連結された第2ボールねじ52と、第1ボールねじ51に鋼球(ボール)を介して螺合する第1ボールナット53と、第2ボールねじ52に鋼球を介して螺合する第2ボールナット54と、第1ボールナット53と第2ボールナット54とを連結する連結管55と、架台2の軸受固定部27に固定され連結管55を回転可能に支持する軸受56と、を有している。
ダンパー変位同一機構5の各部材は、軸線がX方向となる向きに配置されている。
【0036】
第1ボールねじ51と第2ボールねじ52とはリード(ねじ山間隔)が同じで、いずれか一方が右ねじ、他方が左ねじとなるように、ねじ山が形成される方向が互いに反対方向となっている。第1ボールねじ51に螺合する第1ボールナット53、および第2ボールねじ52に螺合する第2ボールナット54についても、ねじが形成される方向が互いに反対方向となっている。
第1ボールねじ51と第2ボールねじ52とは同軸に配置され、端部で軸まわりの回転を拘束されている。
第3クレビス57は、第2クレビス72と回転軸線が同一になるように第2取付部71に固定されている。第3クレビス57は、上下方向で2つの第2クレビス72の間に配置されている。第3クレビス57の回動軸線は、第2クレビス72の回動軸線と同じ第2回動軸線73となっている。
【0037】
第1ボールナット53と第2ボールナット54とは、連結管55を介して同軸に固定されている。連結管55には、第1ボールねじ51および第2ボールねじ52が進退可能に挿通されている。
連結管55は、1つの軸受56を介して架台と一体化した軸受固定部27に回転可能に支持されているため、第1ボールナット53と、第2ボールナット54とは、軸線回りに常に同じ向きに等しい量だけ回転する。これにより、第1ボールねじ51と第1ボールナット53との軸線方向の相対変位量と、第2ボールねじ52と第2ボールナット54との相対変位量とは、同一となる。第1ボールねじ51の第1ボールナット53に対する変位方向と、第2ボールねじ52の第2ボールナット54に対する変位量は、それぞれのねじの向きが異なるため、逆向きとなる。
【0038】
軸受56は、第1取付部61と第2取付部71との間の中央に配置されている。上述したように、第1取付部61に連結された第1ボールねじ51の第1ボールナット53に対する軸線方向相対変位と、第2取付部71に連結された第2ボールねじ52の第2ボールナット54に対する軸線方向相対変位とは、逆向きで同じ値となるため、軸受56は、常に第1取付部61と第2取付部71との間の中央に位置することとなる。
そして、軸受56は、架台2の軸受固定部27に設置されているため、架台2も常に第1取付部61と第2取付部71との間の中央に位置することとなる。
【0039】
ダンパー変位同一機構5は、架台2と第1取付部61との間隔と、架台2と第2取付部71との間隔とを常に同じ値とすることができるため、第1ダンパー3のストローク量(第1シリンダ31と第1ロッド32との相対変位量)と、第2ダンパー4のストローク量(第2シリンダ41と第2ロッド42との相対変位量)とを常に同じ値とすることができる。
【0040】
ダンパー変位同一機構5は、軸受56が架台2と相対変位を生じないように設置されているため、連結管55を介して軸受56と連結された第1ボールナット53および第2ボールナット54もその軸線回りに回転可能であるが、架台2と相対変位しない。このような第1ボールナット53に挿通された第1ボールねじ51および第2ボールナット54に挿通された第2ボールねじ52は、連結管55に対する曲げ固定度が高くなり、架台2に対して鉛直軸回りに相対回転しないように構成されている。
【0041】
上部構造体11と下部構造体12とがX方向に相対変位すると、第1取付部61と架台2との間隔が変化し、第2取付部71と架台2との間隔が変化し、第1ダンパー3および第2ダンパー4が伸縮する。第1ダンパー3および第2ダンパー4の軸線方向は初期状態と変わらずX方向となっている。
なお、第1取付部61と架台2との間隔と、第2取付部71と架台2との間隔は、ダンパー変位同一機構5によって同じ寸法となり、架台2は、第1取付部61と第2取付部71との間の中央部に配置されている。
【0042】
図4に示すように、上部構造体11と下部構造体12とがY方向に変位すると、第1取付部61と第2取付部71を結ぶ方向は、X方向およびY方向に対して傾斜する斜めの水平方向(斜め方向とする)となる。このため、第1ダンパー3は、第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動して軸線方向が斜め方向となり、第2ダンパー4は、第2取付部71に対して第2回動軸73回りに回動して軸線方向が斜め方向となる。架台2は、第1ダンパー3および第2ダンパーの回動に追従して下部構造体12の上面12aで回動する。
また、第1取付部61と架台2との間隔が変化し、第2取付部71と架台2との間隔が変化するため、第1ダンパー3および第2ダンパー4が伸縮する。
【0043】
ダンパー変位同一機構5は、第1取付部61および第2取付部71と連結されているため、第1取付部61に対して第1回動軸線64回りに回動するとともに、第2取付部71に対して第2回動軸73回りに回動し軸線方向が斜め方向となる。架台2は、ダンパー変位同一機構5も連結されているため、ダンパー変位同一機構5の回動にも追従して下部構造体12の上面12aで回動する。
【0044】
第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5はそれぞれ架台2に固定されていることにより、架台2、第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5は、一体に変位するように構成されている。また、架台2、第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5は、第1取付部61に対して同一の第1回動軸線64回りに回動するとともに、第2取付部71に対して同一の第2回動軸73回りに回動するように構成されている。
このため、架台2、第1ダンパー3、第2ダンパー4およびダンパー変位同一機構5は、互いの間隔が変化することがなく、接触することを防止されている。
【0045】
次に、上述した本実施形態によるダンパー装置1の作用・効果について図面を用いて説明する。
上述した本実施形態によるダンパー装置1では、第1ダンパー3および第2ダンパー4が架台2に固定されていることにより、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2が一体化する。これにより、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位し、第1ダンパー3が第1回動軸線64回りに回動すると、第2ダンパー4および架台2も第1ダンパー3とともに第1回動軸線64回りに回動し、第2ダンパー4が第2回動軸線73回りに回動すると、第1ダンパー3および架台2も第2ダンパー4とともに第2回動軸線73回りに回動する。
このように、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2は、一体的に変位することにより、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。
【0046】
また、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2は、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することないため、ダンパー装置1をコンパクトな形状とすることができるとともに、ダンパー装置1の設置スペースを省スペースとすることができる。
また、直列に設けられる第1ダンパー3と第2ダンパー4とを軸線が延びるX方向に配列せずに、Y方向に配列しているため、ダンパー装置1が軸線方向(X方向)に長い形状とならず、コンパクトな形状とすることができるとともに、ダンパー装置1の設置スペースを省スペースとすることができる。
【0047】
また、並列に設けられた2つの第1ダンパー3は、一体的に変位するため、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。また、並列に設けられた複数の第2ダンパー4は、一体的に変位するため、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、互いの距離が変化することなく、互いに接触することを防止できる。
【0048】
また、2つの第2ダンパー4は、それぞれ第2クレビス72を介して下部構造体12と連結され、2つの第2ダンパー4それぞれの第2クレビス72は、上下方向に配列されている。これにより、下部構造体12に対して2つの第2ダンパー4をそれぞれ取り付けても一体的に変位させることができる。このため、2つの第2ダンパー4を連結して一体的に取り付ける高耐力のクレビスを使用しなくてもよいため、コスト軽減を図ることができる。
また、2つの第1ダンパー3は、それぞれ第1シリンダ固定板25に固定され、第1シリンダ固定板25および上下方向に配列された2つの第1クレビス63を介して上部構造体11と連結されている。このように2つの第1クレビス63上下方向に配列することで、2つの第1ダンパー3を一体的に取り付ける高価な高耐力のクレビスを使用しなくても一般的なダンパーに用いられている安価なクレビスを使用できるため、コスト軽減を図ることができる。
【0049】
また、ダンパー変位同一機構5も、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2と一体的に変位することにより、上部構造体11と下部構造体12とが第1方向および第2方向に相対変位した際に、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2との距離が変化することなく、第1ダンパー3、第2ダンパー4および架台2が互いに接触することを防止できる。
【0050】
また、架台2が第1ダンパー3および第2ダンパー4の荷重を支持できるため、第1ダンパー3や第2ダンパー4が大型化して重量が増しても、第1ダンパー3や第2ダンパー4に大きなたわみが生じることを防止できる。
また、架台2と下部構造体12の上面12aを走行するベアリング22との間にはサスペンション23が設けられていることにより、下部構造体12の上面12aの平滑度が低い場合でも、ダンパー装置1に大きな上下衝撃荷重を生じることなく下部構造体12に対して水平方向に変位することが可能となる。また、一般的なころがり免震では支承下部にステンレス板を設け、平滑な面を設けているが、サスペンション23が設けられていることにより、多少の凹凸にも対応できるため、ベアリング22に当接するステンレス板を省略することができ、コスト軽減を図ることができる。
【0051】
以上、本発明によるダンパー装置1の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記の実施形態では、ダンパー装置1は、上部構造体11と下部構造体12との間の免震層13に設けられているが、柱と梁との間など相対変位可能な2つの部材の間に設けられていてもよい。
また、上記の実施形態では、ダンパー装置1は、直列に設けられる第1ダンパー3と第2ダンパー4とを軸線が延びるX方向に直交するY方向に配列しているが、X方向に配列してもよい。
【0052】
また、上記の実施形態では、ダンパー装置1は、2つの第1ダンパー3を並列に設け、2つの第2ダンパー4を並列に設けているが、第1ダンパー3および第2ダンパー4を1つずつ設けてもよいし、それぞれ3つ以上の並列に設けてもよい。第1ダンパー3および第2ダンパー4の数は適宜設定されてよい。
また、上記の実施形態では、第1ダンパー3は、Y方向に並んで配置され、第2ダンパー4は、上下方向に並んで配置されているが、平行に配置されるのであれば、並ぶ方向は適宜設定されてよい。
【0053】
また、上記の実施形態では、2つの第2ダンパー4は、それぞれの第2ロッド42が第2クレビス72を介して下部構造体12と連結され、2つの第2ダンパー4それぞれの第2クレビス72は、上下方向に配列されている。これに対し、2つの第2ダンパー4それぞれの第2ロッド42が固定される固定部材を設け、この固定部材をクレビスなどを介して下部構造体12に連結してもよい。
また、上記の実施形態では、2つの第1ダンパー3は、それぞれ第1シリンダ固定板25に固定され、第1シリンダ固定板25および上下方向に配列された2つの第1クレビス63を介して上部構造体11と連結されている。これに対し、第1シリンダ固定板25が、所定の耐力を有する1つのクレビスで上部構造体11と連結されてもよいし、3つ以上のクレビスで上部構造体11と連結されてもよい。
【0054】
また、上記の実施形態では、左右ねじを利用したダンパー変位同一機構5が設けられているが、これに限定せずボールねじおよびボールナットを利用したダンパー変位同一機構5に代わってラックアンドピニオンなどを利用したダンパー変位同一機構5を設けてもよい。
【0055】
また、上記の実施形態では、架台2は、第1ダンパー3および第2ダンパー4の荷重を支持するように構成されているが、第1ダンパー3および第2ダンパー4が固定されていれば、荷重を支持しなくてもよい。
また、上記の実施形態では、架台2と下部構造体12の上面12aを走行するベアリング22との間にはサスペンション23が設けられているが、サスペンション23が設けられていなくてもよい。また、下部構造体12の上面12aには、ステンレス板が設けられ、ステンレス板の上面をベアリング22が走行するように構成されていてもよい。また、ダンパー装置1には、ベアリング22に代わってキャスター車輪などが設けられていてもよい。
【0056】
また、上記の実施形態では、架台2の本体部21は、板状の下板部24を有し、下板部24に第1ダンパー3および第2ダンパー4が固定されている。これに対し、図5および図6に示すダンパー装置1Bのように、架台2Bの本体部21Bが第1ダンパー3および第2ダンパー4が収容される中空のケース状に形成されていてもよい。
このケース状の本体部21Bは、例えば、両端に端部板28を設けた角形鋼管等で、第1ダンパー3の第1シリンダ31(図5参照)および第2ダンパー4の第2シリンダ41(図5参照)をそれぞれ接合して一体化し、その本体部21Bの下側に下部構造体12の上面12aを走行可能なベアリング22Bが設けられている構成としてもよい。このような場合、ダンパー変位同一機構5も本体部21Bに収容され、本体部21Bの両端それぞれにある端部板28で軸受56Bを介して第1ボールナット53および第2ボールナット54を支持する構成としてもよい。
【0057】
また、上記の実施形態では、第1ダンパー3は第1クレビス63を介して上部構造体11と連結され、第2ダンパー4は第2クレビス72を介して連結されている。これに対して、第1ダンパー3および第2ダンパー4は、スフェリカルベアリングを介して上部構造体11または下部構造体12と連結されてもよい。このようにすることにより、上部構造体11と下部構造体12とがクリープによって鉛直方向に相対変位し、ダンパー装置1が傾斜しても機能することが可能となる。
【符号の説明】
【0058】
1 ダンパー装置
2 架台
3 第1ダンパー
4 第2ダンパー
5 ダンパー変位同一機構
11 上部構造体(第1部材)
12 下部構造体(第2部材)
63 第1クレビス
64 第1回動軸線
72 第2クレビス
73 第2回動軸線
図1
図2
図3
図4
図5
図6