JP3544756B2 - 弾塑性ダンパ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾塑性ダンパ装置に係り、特に、震災時の制振装置として好適な弾塑性ダンパ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から弾塑性ダンパ装置は、摩擦ダンパ装置，粘性ダンパ装置等の数あるダンパ装置と比較して、構造が簡単で安価である，維持管理が容易である，経年変化が少ない等の理由により、震災時における構造物の応答振動の軽減等の制振装置として用いられ、また、自動車等の衝突時に内部乗員へ緩衝効果を促す緩衝装置として用いられている。
【０００３】
図７に一従来例を示す。この従来の弾塑性ダンパ装置５０は、建造物の下部に配設された建物基礎部分Ｔと直接地面上に設けられた地盤基礎部分Ｊとの間に直立方向で配設された金属製の棒状部材５１と、この棒状部材５１と建物基礎部分Ｔ及び地盤基礎部分Ｊに配設された球面軸受け５２とにより構成されている。
【０００４】
この従来の弾塑性ダンパ装置５０は、震災等の原因で地盤基礎部分Ｊ側に大きな振動が発生すると、金属製の棒状部材５１を介して建物基礎部分Ｔに振動が伝達される。この時，金属製の棒状部材５１に塑性変形が生じ、これにより、建物基礎部分Ｔ側の振動エネルギが吸収されると共に建物基礎部分Ｔ側に伝達される振動が低減され、この従来の弾塑性ダンパ装置５０により制振が行われる。
【０００５】
さらに、図８に他の従来の弾塑性ダンパ装置６０を示す。この弾塑性ダンパ装置６０は、花弁状をした無端の金属部材６１と、この金属部材６１の図８（Ａ）における中央部分で図８（Ｂ）における上下にそれぞれ取り付けられた固定治具６２とから構成される。この金属部材６１は、中央部分で直交する形状に成形されたリング状部材であり、この直交部分に上下の隔たりをもたせている。即ち、この隔たりが押し縮められることにより、金属部材６１に塑性変形が生じる。そして、この塑性変形により、この弾塑性ダンパ装置６０の上下方向の振動エネルギが吸収される構造となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記各従来例にあっては、棒状部材及び金属部材（以下、可塑性素材とする）に塑性変形を発生せしめて制振し、特に、弾塑性ダンパ装置５０の場合には、この塑性変形が二箇所に集中的に発生する構造であるため、繰り返しの振動に際しては、可塑性素材に破断が発生し、耐久性が低くなっていた。
【０００７】
さらに、従来の各弾塑性ダンパ装置は、ダンパ装置に加えられる変位の大きさにより、制振効果が変化し、一定の性能とならなかった。即ち、可塑性素材は外力により変形する際の変化が小さい場合には、塑性変形ではなく弾性変形が発生するため、従来の各弾塑性ダンパ装置は、制振装置として使用する場合に、外部から加えられる振動がある一定の変位より小さいと本来の制振効果が得られなかった。
【０００８】
また、従来の各弾塑性ダンパ装置は、変形によって可塑性素材の形状が変化し、抵抗力特性が変化するので、制振装置として使用する場合に、外部から加えられる振動がある一定の変位を越えると、やはり本来の制振効果が得られなかった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、耐久性が高く，微小変形時から抵抗力を発揮し，変位が変化しても一定の制振効果を供給する弾塑性ダンパ装置を提供することを、その目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願記載の発明では、中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラと、これら巻取りローラを同一平面上で回転自在に保持する枠体と、各巻取りローラに同軸上で固定されたピニオンと、これら双方のピニオンに係合する一つのラックと、このラックとの一体的な移動が自在に枠体に保持された往復ロッドと、二つの巻取りローラ間に架設された可塑性を備えた金属製の棒状の架設部材とを備え、この棒状の架設部材を各巻取りローラの外周部上に幾分巻回させてから各両端をそれぞれ当該各外周部上に固定している。
【００１１】
そして、上記構成に加えて、往復ロッドに、往復動作を所定位置で規制するストッパを設けている。
【００１２】
また、本願記載の発明では、中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラと、これら巻取りローラを同一平面上で回転自在に保持する枠体と、各巻取りローラに同軸上で固定されたピニオンと、これら双方のピニオンに係合する一つのラックと、このラックとの一体的な移動が自在に枠体に保持された往復ロッドと、二つの巻取りローラ間に架設された可塑性を備えた金属製の棒状の架設部材とを備え、この棒状の架設部材を各巻取りローラの外周部上に幾分巻回させてから各両端をそれぞれ当該各外周部上に固定し、金属製の棒状の架設部材を、両端からそれぞれ少なくとも巻取りローラの外周部を４分の１周以上巻回した状態で配設している。
【００１３】
さらに、本願記載の発明では、中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラと、これら巻取りローラを同一平面上で回転自在に保持する枠体と、各巻取りローラに同軸上で固定されたピニオンと、これら双方のピニオンに係合する一つのラックと、このラックとの一体的な移動が自在に枠体に保持された往復ロッドと、二つの巻取りローラ間に架設された可塑性を備えた金属製の棒状の架設部材とを備え、この棒状の架設部材を各巻取りローラの外周部上に幾分巻回させてから各両端をそれぞれ当該各外周部上に固定し、各巻取りローラの外周部上に、一又は二以上の金属製の棒状の架設部材を着脱自在に保持する装着部材を付設している。そして、上記各巻取りローラの外周部上には、棒状の架設部材の位置決めを行う溝を円周方向に設けても良い。これらの構成により前述した目的を達成しようとするものである。

【００１４】
上記構成により、枠体に対して一定の方向に往復自在に装備された往復ロッドを，この一定の方向に移動させると、この往復ロッドと共にラックが移動する。そして、ラックの移動動作に合わせてこのラックに係合する二つのピニオンがそれぞれ回転し、これと同時に二つの巻取りローラが回転する。
【００１５】
そして、これらの巻取りローラの外周部上に両端を固定された棒状の架設部材は、一方の巻取りローラから他方の巻取りローラへと巻取られる。このとき、棒状の架設部材の一方の端部は，巻取り側の巻取りローラの外周部に沿って塑性変形し、また他方の端部は巻取りローラの外周部上に沿って湾曲した形状から巻取り側の巻取りローラ側に向かう直線状に塑性変形する。
【００１６】
即ち、往復ロッドの往復動作が行われると、それと同時に、棒状の架設部材の両端部における塑性変形が行われる構造となっている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態は、中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラ２，４と、これら巻取りローラ２，４を同一平面上で回転自在に装備する枠体６と、各巻取りローラ２，４に同軸で固定されたピニオン１２，１４と、これら双方のピニオン１２，１４に係合するラックを側面に有する往復ロッド１６と、二つの巻取りローラ２，４間に架設されると共に可塑性を備える金属からなる棒状の架設部材８とを備える弾塑性ダンパ装置１０である。
【００１９】
以下、各部を詳説すると、まず、枠体６は、略直方体形状の箱体に形成されており、図１（Ａ）における両側壁６Ａ，６Ｂは、この枠体６の上下方向長さよりやや短めに形成されている。これらの両側壁６Ａ，６Ｂは、互いに平行状態を保持し，図示しないボルト等の固定手段を用いて着脱自在に固定されている。そして、これらの両側壁６Ａ，６Ｂの間には、後述する二つの巻取りローラ２，４の回転軸２Ｂ，４Ｂが軸受け２ａ，４ａを介して回転自在に挟持されている。
【００２０】
また、上述したように、両側壁６Ａ，６Ｂは、枠体６の全体的な構成から着脱自在であるために、側壁６Ａ，６Ｂのどちらか一方を取り外すことにより、巻取りローラ２，４は、枠体６から取り外せる構成となっている。さらに、これにより、巻取りローラ２，４の外周部上に架設される棒状の架設部材８の交換が容易となっている。
【００２１】
各巻取りローラ２，４は、それぞれ、円筒状部材２Ａ，４Ａと回転軸２Ｂ，４Ｂとにより構成され、これらの円筒状部材２Ａ，４Ａと回転軸２Ｂ，４Ｂとは、各々が固定され、同軸で回転する構造となっている。
【００２２】
円筒状部材２Ａ，４Ａの外周部上には棒状の架設部材８の一端と他端とをそれぞれ固定する装着部材２２，２４が設けられている。これら装着部材２２，２４は、互いに同一の構造を有しているので、以下、装着部材２２のみ詳説する。即ち、この装着部材２２は、巻取りローラ２の外周部との間で棒状の架設部材８の一端を挟持する挟持部２２Ａと、この挟持部２２Ａを巻取りローラ側に押圧する二つのボルト２２Ｂとから構成されている。このボルト２２Ｂを締めることにより、棒状の架設部材８の一端の挟持が行われる。
【００２３】
また、挟持部２２Ａは、巻取りローラ２の軸方向幅とほぼ同一の幅を有しており、この幅の許容する範囲内で、軸方向に棒状の架設部材８を複数並列させて固定することができる。
【００２４】
ここで、巻取りローラ２，４の外周部上には、棒状の架設部材８の位置決めを行う溝を円周方向に設けても良い。さらに、上述したように装着部材２２に複数の棒状の架設部材８を固定装備する場合を考慮して、この位置決め用の溝は、軸方向に並列させて複数設けても良い。これにより、架設部材８が、浅溝の位置に良好に固定され，ズレが防止される。
【００２５】
巻取りローラ２，４の回転軸２Ｂ，４Ｂ上に同軸で連動回転するように固定されたピニオン１２，１４は、図１（Ａ）に示すように筒状部材２Ａ，４Ａの左右側にそれぞれ二つずつ設けられている。以下、巻取りローラ２，４の左側のピニオンをそれぞれ１２Ｌ，１４Ｌとし、右側のピニオンをそれぞれ１２Ｒ，１４Ｒとする。また、同様にして、ピニオン１２Ｌ，１４Ｌに係合するラックを備えた往復ロッドを１６Ｌ、ピニオン１２Ｒ，１４Ｒに係合するラックを備えた往復ロッドを１６Ｒとする。
【００２６】
巻取りローラ２，４は、それぞれ両側方のピニオン１２Ｌ，１２Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒを介して往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒから回転力を付勢されるために、バランス良く良好に回転が行われる。即ち、左右のどちらか一方側のみから回転力が付勢される場合と比べると、筒状部材２Ａ，４Ａとピニオン１２，１４との間で回転軸２Ｂ，４Ｂに生じるねじり応力の発生を防止できるため、回転軸２Ｂ，４Ｂの長寿命化が図ることができ、弾塑性ダンパ装置１０全体の保守性の向上となる。
【００２７】
ピニオン１２Ｌ，１２Ｒ，１４Ｌ，１４Ｒと係合する左右の往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒは、それぞれ同じ構造を備えているため、以下、一方の往復ロッド１６Ｒについて説明する。
【００２８】
前述したように、往復ロッド１６Ｒは、ピニオン１２Ｒ，１４Ｒに係合するラックを側面に備えた丸棒状の架設部材である。図１（Ｂ）に示すように、この往復ロッド１６Ｒは、上下に配設された二つのピニオン１２Ｒ，１４Ｒの同じ側から係合しているため、これらのピニオン１２Ｒ，１４Ｒは往復ロッド１６Ｒの上下動により、同方向の回転が付勢される。
【００２９】
また、この往復ロッド１６Ｒは、枠体６の上下方向に貫通しており、枠体６の上下の貫通部分には、それぞれリニアベアリング１６Ｒａ，１６Ｒｂを配設している。このリニアベアリング１６Ｒａ，１６Ｒｂにより、往復ロッド１６Ｒの上下動を円滑にすると共に，枠体６との摩擦の発生を防止している。
【００３０】
往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒは、互いの上下端がそれぞれ連結部材１８Ａ，１８Ｂにより連結されている。これらの連結部材１８Ａ，１８Ｂは、往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒを連動させると共に、往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒの上下動を制限するストッパとしての機能をも有している。
【００３１】
また、連結部材１８Ａの上面には、弾塑性ダンパ装置１０を使用箇所に取り付けるためのリング状の配設部材２０が設けられている。
【００３２】
前述した枠体６の下部には、４本のアーム２３を介して底板２５が設けられている。このアーム２３は、往復ロッド１６の下降時に底板２５が衝突しない長さに設定されており、底板２５の下面には、弾塑性ダンパ装置１０を使用箇所に取り付ける為の配設部材２０と同じ構造の配設部材２６が設けられている。
【００３３】
前述した、巻取りローラ２，４の間には、両端をそれぞれ装着部材２２，２４に固定された状態で棒状の架設部材８が架設されている。さらに、この棒状の架設部材８は、図１（Ｂ）に示すように、各両端を装着部材２２，２４から巻取りローラ２，４の筒状部材２Ａ，４Ａの外周部に４分の１周以上巻回されると共に，巻取りローラ２，４の間を弛みのない状態で配設されている。
【００３４】
この棒状の架設部材８は、可塑性を有する金属（例えば、軟鋼，銅，アルミ等）を素材としており、比較的細い丸棒状に形成されている。この構成により、例えば、往復ロッド１６に下降動作が付勢されると、巻取りローラ２，４の回転が行われ、この棒状の架設部材８の一端側で巻取りローラ２にさらに巻回されて筒状部材２Ａの外周部に応じて湾曲し，また他端側で巻取りローラ４に巻回状態にあった部分が直線状に延ばされ、両端で塑性変形が発生する。これにより、往復ロッド１６の往復動作に、一定の抵抗力が発生する。
【００３５】
上述の抵抗力は、径の異なる棒状の架設部材８に交換することによって変えることが可能であるが、この場合、巻取りローラ２，４の筒状部材２Ａ，４Ａの径との兼ね合いによっては（例えば、架設部材８の太さに対して巻取りローラ２，４の径の大きさが小さすぎる場合等）、棒状の架設部材８が筒状部材２Ａ，４Ａの外周部上に沿って好適に塑性変形を生じない場合があり、係る場合、この棒状の架設部材８の耐久性を著しく損なう恐れがある。
【００３６】
一方、前述したように装着部材２２，２４が，この棒状の架設部材８を複数取り付けることを可能に形成されているため、抵抗力の調節を行うには、むしろ、棒状の架設部材８の取付本数を増減させることによって調節することが望ましい。特に、本実施形態では、架設部材８が比較的小さい径の棒状であるために、一定の幅を有する装着部材２２の挟持部２２Ａに比較的多数の架設部材８を固定することができ、これにより、弾塑性ダンパ装置１０の使用可能な荷重の領域を広くすることが可能である。
【００３７】
上記実施形態の動作を図１乃至図３に基づいて説明する。図３は、弾塑性ダンパ装置１０をパイプの配管設備等の構造物の制振装置として適用した場合を示している。即ち、符号Ｐは、内側に流体が流動する配管用のパイプであり、このパイプＰは、地表に打設されたコンクリート等により形成された土台Ｄ上に、支持台Ｋを介して配設されている。そして、パイプＰは図に示すように途中部分で屈曲しており、この屈曲部を挟んでほぼ等距離で二つの支持台Ｋに固定支持されている（一端側の支持台Ｋは図示を省略）。
【００３８】
仮に、弾塑性ダンパ装置１０が設けられていない図３と同構造の配管設備で，地震等の発生により，このパイプＰにより形成される振動系の固有振動数に近い上下振動が加えられた場合、パイプＰは、屈曲部を中心とした激しい振動が発生し、支持台Ｋ側の根元或いは屈曲部に近い部分から当該パイプＰが破断することが予想される。
【００３９】
そこで、図３に示すパイプＰの配管設備では、弾塑性ダンパ装置１０は、制振装置として，振動の中心となるパイプＰの屈曲部の下方に配設されている。通常、弾塑性ダンパ装置１０は、往復ロッド１６がその往復範囲のほぼ中間となる状態で配置される（図１の状態）。このとき、配設部材２０側をパイプＰに固定し，底板２５側を土台Ｄ側に固定する。
【００４０】
そして、地震が発生すると、パイプＰの上下振動が往復ロッド１６に伝達される。図２は、下降方向の振動の変位が生じた場合を示している。パイプＰの下降に応じて、往復ロッド１６に下降動作が付勢され、これに伴い往復ロッド１６の側面部に設けられたラックからピニオン１２，１４を介して巻き取りローラ２，４にそれぞれ図２における時計方向の回転力が伝達される。
【００４１】
これにより、巻取りローラ２の筒状部材２Ａの外周部上では、架設部材８の一端部側が図１の状態からさらに巻回され、筒状部材２Ａの外周部の形状に応じて塑性変形する。
【００４２】
一方、巻取りローラ４の筒状部材４Ａの外周部上では、巻回され筒状部材４Ａの外周面上に応じて湾曲状態にあった架設部材の他端部側が、巻取りローラ２側に引き寄せられ、直線状に塑性変形する。
【００４３】
往復ロッド１６の下降動作に伴い、上記の塑性変形が行われるため、パイプＰの下降方向の振動に対して一定の抵抗力が加えられる。即ち、パイプＰの下降における振動エネルギが、架設部材８の両端部に生じる塑性変形で消費され、下降方向の振動が抑制される。
【００４４】
また、パイプＰの上昇方向の振動の場合には、往復ロッド１６に上方への移動力が付勢され、架設部材８の一端部側が巻取りローラ４に巻回され、他端部側が巻回状態から巻取りローラ４側に直線状に塑性変形が行われる。即ち、前述の下降方向の振動とほぼ同等の抵抗力がパイプＰ側に伝達され、同様にして上昇方向の振動が抑制される。
【００４５】
地震による振動が継続する間、上記の弾塑性ダンパ装置１０による各上下方向の振動の抑制が行われ、これにより、パイプＰの屈曲部に生じる振動が抑制され、例えば、パイプＰにより形成される振動系における固有振動数の振動が発生した場合でも、パイプＰの破断が有効に防止される。
【００４６】
さらに、弾塑性ダンパ装置１０では、巻取りローラ２，４により、架設部材８が巻回され或いは巻回状態から直線状に引き延ばされて塑性変形が行われるために、架設部材８の一点に変形箇所が集中することがなく、例えば、巻回される一端部側では、巻回が行われる全ての領域で一様に塑性変形が行われ、また同様にして、直線状に引き延ばされる他端部側では、引き延ばしが行われる全ての領域で一様に塑性変形が行われる。
【００４７】
また、このとき、架設部材８の両端部において一様に塑性変形が行われるために、この架設部材８の塑性変形領域の任意の一点に生じる塑性変形の変位が、過大になることを防止し、これにより、架設部材８の繰り返し使用回数が従来ある弾塑性ダンパ装置と比べて著しく増大化し、弾塑性ダンパ装置１０の保守性の向上となる。特に、外的要因からの振動による往復ロッド１６の大変位時に対しても、架設部材８には、一定の変位しか生じないために、その寿命が増大し、装置全体の保守性は向上する。
【００４８】
また、本実施形態では、連結部材１８Ａ，１８Ｂが往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒの往復動作を制限するストッパとしての機能を有しているために、この往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒの過剰な振幅の発生を防止している。これにより、図４に示すように、架設部材８に、一方の巻取りローラ側で過剰に巻回されることにより他方の巻き取りローラ側で異常な塑性変形が生じたり，過大な張力の発生による破断等が発生する事態を有効に防止することができる。
【００４９】
ここで、本実施形態では、上述した各構成に限定されず、同様に作用する他の構造を用いても良い。具体的には、棒状の架設部材８に替えて、平板状の架設部材を使用しても良い。
【００５０】
また、往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒをより長く設定し且つラック部分をより長く形成して、弾塑性ダンパ装置１０をより大きな振幅の振動に対応することができるように形成しても良い。このとき、架設部材８はより長いものを使用し、予め、両端部は、巻取りローラ２，４に余分に巻回させておく。
【００５１】
また、上述した弾塑性ダンパ装置１０において、巻取りローラ２，４と各巻取りローラ２，４に併設されたピニオン１２，１４とは、一方向のみ連動する構造としても良い。即ち、回転軸１２Ｂ，１４Ｂと筒状部材１２Ａ，１４Ａとの間に、それぞれ一方向の回転のみを伝達する軸受け（ワンウェイクラッチ等）を設け、図５の矢印に示すように、ピニオン１２からの回転力は、巻取りローラ２の筒状部材２Ａには、時計方向のみの回転力が伝達され、一方、ピニオン１４からの回転力は、巻取りローラ４の筒状部材４Ａには、反時計方向のみの回転力が伝達される構造とする。
【００５２】
そしてさらに、筒状部材１２Ａ，１４Ａの外周部の，架設部材８の巻回動作を妨げない位置に当接して適度に摩擦力を与える摺動部材２Ｃ，４Ｃをそれぞれ設ける。これらの構成により、例えば、往復ロッド１６が下降する際には、巻取りローラ２の筒状部材２Ａのみに回転力が付勢され、筒状部材２Ａに架設部材８の一端部が巻回されると共に、巻回状態にあった架設部材８の巻取りローラ４側部分が巻取りローラ２側に張力を受けて、直線状に塑性変形が行われる。
【００５３】
一方、往復ロッド１６が上昇する際には、巻取りローラ４の筒状部材４Ａのみに回転力が付勢され、架設部材８は、一端部が巻取りローラ４の筒状部材４Ａに巻回されると共に、他端部が巻取りローラ２の筒状部材２Ａから巻取りローラ４側に張力を受けて直線状に塑性変形が行われる。
【００５４】
このとき、往復ロッド１６から回転力が付勢されない側の巻取りローラは、摺動部材により、適度の摩擦力を受けるため、架設部材８は、二つの巻取りローラ２，４の間でたるむことが防止される。即ち、上記構成により、架設部材８に気温変化，使用時の変形等の原因で伸びが生じ，二つの巻取りローラ２，４間のたるみにより弾塑性ダンパ装置１０に加えられた上下振動に対して本来の反力を与えることができなくなる事態を有効に排除すると共に、摺動部材２Ｃ，４Ｃによる摩擦力は、架設部材８の塑性変形による抵抗力に加算される効果をもつ。
【００５５】
ここで、他の実施形態を図６に示す。この図６に示す弾塑性ダンパ装置３０は、巻取りローラが一つである点において図１に開示した弾塑性ダンパ装置１０とその構成が異なっており、他の部分は同一のものから構成されている。
【００５６】
即ち、巻取りローラ３２は、筒状部材３２Ａとこの筒状部材３２Ａの回転中心となる回転軸３２Ｂとからなり、筒状部材３２Ａの図６（Ａ）における左右には、回転軸３２Ｂを回転中心としてピニオン１２Ｌ，１２Ｒが設けられている。筒状部材３２Ａは、これらのピニオン１２Ｌ，１２Ｒのピッチ円と同径に設定されている。そして、筒状部材３２Ａの外周面部には、架設部材８の一端部が幾分巻回された状態で固定されている。
【００５７】
一方、架設部材８の他端部は、往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒの双方に架設固定されると共にこの往復ロッド１６Ｌ，１６Ｒと共に往復動作を行う往動部材３１に固定されている。
【００５８】
この弾塑性ダンパ装置３０は、往復ロッド１６が下降する場合には、この往復ロッド１６に固定された往動部材３１も同様に下降し、同時に巻取りローラ３２にピニオン１２を介して図６（Ｂ）における時計方向の回転力が付勢され、架設部材８の巻取りローラ３２に巻回されていた部分が直線状に塑性変形する。このとき、巻取りローラ３２の筒状部材３２Ａがピニオン１２のピッチ円と同径であるため、往復ロッド１６の下降移動距離と筒状部材３２Ａの回転移動距離とが等しくなるため、架設部材８はたるむことがない。
【００５９】
また、往復ロッド１６が上方移動する場合には、この往復ロッド１６に固定された往動部材３１も同様に上方移動し、同時に巻取りローラ３２にピニオン１２を介して図６（Ｂ）における反時計方向の回転力が付勢され、架設部材８は巻取りローラ３２に巻回され，筒状部材３２Ａの外周面に応じた形状に塑性変形する。往復ロッド１６の下降動作の際と同様にして、架設部材８はたるむことがない。
【００６０】
上記の動作により、弾塑性ダンパ装置３０は、往復ロッド１６の上下動に際して、架設部材８が常に塑性変形を行うために、往復ロッド１６の往復動作の際には、常に一定の抵抗力が発生し、弾塑性ダンパ装置１０とほぼ同様にして、往復ロッド１６が固定された振動系に対して制振効果を得ることができる。また、この弾塑性ダンパ装置３０は、一つの巻取りローラ３２から構成されているために、部品点数を低減することができ、これにより、生産コストを低減することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は、枠体に対して往復ロッドが往復動作を行う際に、この往復動作に連動して可塑性を有する金属からなる棒状の架設部材の両端部をそれぞれ巻取りローラの外周面の形状に合わせて塑性変形を施すか或いは巻取りローラに巻回された状態から直線状に引き延ばすことにより塑性変形を施す構成となっている。これにより、往復ロッドの往動には、一定の抵抗力が伴われ、例えば、振動体に往復ロッドを連結することにより、この振動体の運動に抵抗力が作用し、この振動体の振動が抑制される。
【００６２】
また、本発明は、架設部材が、巻取りローラにより巻回される一端部側では，巻回が行われる全ての領域で一様に塑性変形が行われ、また，直線状に引き延ばされる他端部側では，引き延ばしが行われる全ての領域で一様に塑性変形が行われる。このため、架設部材の一点に変形箇所が集中することがなく、架設部材の繰り返しの使用に対する高い耐久性を得ることができる。
【００６３】
また、架設部材の塑性変形が円周面に沿って行われるために、この架設部材の塑性変形領域の任意の一点に生じる塑性変形の変位は過大になることを防止し、このため、外的要因により過大な変位の振動が往復ロッドに加えられた場合にも、架設部材の随所に生じる塑性変形の変位は一定となり、これにより、大変位時の振動に対しても架設部材は高い耐久性を維持することができ、従来の弾塑性ダンパ装置と比べて、本発明に係る弾塑性ダンパ装置は高い保守性を有する構造となっている。
【００６４】
さらに、本発明は、往復ロッドに生じる往復動作方向の変位の大小により架設部材の塑性変形が生じる範囲は大きくなり、この塑性変形の生じる領域における各点毎の変位は常に一定であるために、従来のようにその変位の大きさによって抵抗力が変化してしまう事態を有効に回避し、往復ロッドの変位の大きさにかかわらず常に一定の抵抗力を発生させることができる。
【００６５】
即ち、往復ロッドに生じる変位が微小な場合でも、架設部材には塑性変形が生じ、これにより、往復ロッドの往復動作には、常に一定の抵抗力の発生を生じせしめることが可能である。また、同様にして、往復ロッドに過大に変位が生じた場合でも、可塑性素材に特有な過大変位による抵抗力特性の変化を架設部材に生じせしめることはなく、架設部材は一定の変位で塑性変形を行い，一定の抵抗力を供給する。
【００６６】
また、往復ロッドの往復動作を制限するストッパを設けた構成の場合、この往復ロッドの過大な振幅の発生を防止し、これにより、架設部材に、一方の巻取りローラ側で過剰に巻回されることにより他方の巻き取りローラ側で異常な塑性変形が生じたり，過大な張力の発生による破断等が発生する事態を有効に防止することができ、架設部材を保守することができる。
【００６７】
また、一又は二以上の架設部材を着脱自在の装着部材を巻取りローラに設けた構成の場合は、架設部材の装着本数を替えることにより、往復ロッドの往復動作時に生じる抵抗力を調節することが可能となり、これにより、本発明を制振装置として使用する場合に、適当な制振効果が得られるように予め振動の強弱に応じてこの抵抗力を調節しておくことができる。
【００６８】
上述のように本発明は、従来にない優れた弾塑性ダンパ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図であり、図１（Ａ）は一部省略した正面図であり、図１（Ａ）は一部省略した側面図である。
【図２】図１に開示した一実施形態の動作を示す説明図である。
【図３】図１に開示した一実施形態を配管設備に設置した状態を示す説明図である。
【図４】巻取りローラの回転が過剰に行われた場合の架設部材の状態を示す説明図である。
【図５】図１に開示した一実施形態の二つの巻取りローラをそれぞれ一方向にのみ回転力を付勢させる場合を示す説明図である。
【図６】他の実施形態を示しており、図６（Ａ）は一部省略した正面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿った一部省略した断面図である。
【図７】従来の弾塑性ダンパ装置を示す説明図である。
【図８】他の従来の弾塑性ダンパ装置を示す図であり、図８（Ａ）は平面図であり、図８（Ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
２ 巻取りローラ
６ 枠体
８ 架設部材
１０ 弾塑性ダンパ装置
１２，１４ ピニオン
１６ 往復ロッド
１８Ａ，１８Ｂ 連結部材（ストッパ）
２２，２４ 装着部材

Claims (3)

1. 中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラと、これら巻取りローラを同一平面上で回転自在に保持する枠体と、前記各巻取りローラに同軸上で固定されたピニオンと、これら双方のピニオンに係合する一つのラックと、このラックとの一体的な移動が自在に枠体に装備された往復ロッドと、前記二つの巻取りローラ間に架設した可塑性を備える金属からなる棒状の架設部材とを備え、
   前記棒状の架設部材を，前記各巻取りローラの外周部上に幾分巻回させてから各両端をそれぞれ当該各外周部上に固定し、
   前記各巻取りローラの外周部上に、少なくとも一又は二以上の前記棒状の架設部材を着脱自在に保持する装着部材を付設したことを特徴とする弾塑性ダンパ装置。
2. 前記各巻取りローラの外周部上に、前記棒状の架設部材の位置決めを行う溝を当該巻取りローラの円周方向に設けた、ことを特徴とする請求項１記載の弾塑性ダンパ装置。
3. 中心軸をほぼ平行とする同径の二つの巻取りローラと、これら巻取りローラを同一平面上で回転自在に保持する枠体と、前記各巻取りローラに同軸上で固定されたピニオンと、これら双方のピニオンに係合する一つのラックと、このラックとの一体的な移動が自在に枠体に装備された往復ロッドと、前記二つの巻取りローラ間に架設した可塑性を備える金属からなる平板状の架設部材とを備え、
   前記平板状の架設部材を，前記各巻取りローラの外周部上に幾分巻回させてから各両端をそれぞれ当該各外周部上に固定し、
   前記各巻取りローラの外周部上に、少なくとも一又は二以上の前記平板状の架設部材を着脱自在に保持する装着部材を付設したことを特徴とする弾塑性ダンパ装置。

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