JP4879766B2 - Vibration control mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、制震機構に関する。 The present invention relates to a vibration control mechanism.
例えばプレートなどからなる第1材と第2材との間に所定の厚さの粘弾性体層を接着状態に介設し、該第1材と第2材の相対移動でそれらの間の粘弾性体層をせん断変形させて、地震による揺れのエネルギーを吸収するようにした制震機構は、従来より知られている。
しかしながら、上記のような制震機構では、粘弾性体層の厚さを大きくすると、変形性能が高められ、大きな揺れに対して、それに耐えて多くの揺れエネルギーを吸収できるようになるが、小さな揺れに対しては、揺れのエネルギーを効率良く吸収できなくなり、反対に、粘弾性体層の厚さを小さくすると、変形性能が低くなり、小さな揺れに対しては、効率良くエネルギーを吸収できるようになるが、大きな揺れに対しては、それに耐えられなくなってしまい、そのため、一つの制震機構で大きな揺れに対しても小さな揺れに対しても揺れのエネルギーを効率良く吸収することができず、揺れの大きさに対応した制震機構を用意しなければならないという問題がある。 However, in the vibration control mechanism as described above, when the thickness of the viscoelastic layer is increased, the deformation performance is improved, and a large amount of vibration energy can be absorbed in response to large vibrations. For shaking, it becomes impossible to absorb the energy of shaking efficiently, and conversely, if the thickness of the viscoelastic layer is reduced, the deformation performance will be reduced, and energy will be absorbed efficiently for small shaking. However, it will not be able to withstand large vibrations, so it is not possible to efficiently absorb the energy of vibrations for both large and small vibrations with a single vibration control mechanism. There is a problem that a vibration control mechanism corresponding to the magnitude of the vibration must be prepared.
本発明は、上記のような問題点に鑑み、一つの制震機構で大きな揺れに対しても小さな揺れに対しても揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる制震機構を提供することを課題とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a vibration control mechanism that can efficiently absorb vibration energy even with a large vibration or a small vibration with a single vibration control mechanism. Let it be an issue.
上記の課題は、第1材と第2材との間に中間材が配置されると共に、第1材と中間材との間、及び、第2材と中間材との間のそれぞれに、所定の厚さの第1,第2の粘弾性体層が接着状態に介設され、第1材と中間材の相対移動でそれらの間の第1粘弾性体層がせん断変形をして揺れのエネルギーを吸収し、第2材と中間材の相対移動でそれらの間の第2粘弾性体層がせん断変形をして揺れのエネルギーを吸収するようになされており、かつ、
前記中間材を第1材と第2材のいずれか一方と解除可能に一体化させる一体化機構が備えられると共に、
前記中間材が該一体化機構により前記一方と一体化してそれらの間に介設されている粘弾性体層をせん断変形させない一体化状態と、該一体化状態を解除してそれらの間の粘弾性体層のせん断変形を許容する一体化解除状態とを切り換える切換え機構が備えられていることを特徴とする制震機構によって解決される。
The above-mentioned problem is that an intermediate material is disposed between the first material and the second material, and is predetermined between the first material and the intermediate material and between the second material and the intermediate material. The first and second viscoelastic layers having a thickness of 1 mm and 2 are bonded to each other, and the first viscoelastic layer between the first material and the intermediate material is subjected to shear deformation due to relative movement of the first material and the intermediate material. Energy is absorbed, and the second viscoelastic body layer between the second material and the intermediate material is subjected to shear deformation to absorb the energy of shaking, and
An integrated mechanism for releasably integrating the intermediate material with either the first material or the second material is provided,
An integrated state in which the intermediate material is integrated with the one by the integration mechanism and the viscoelastic body layer interposed therebetween is not shear-deformed, and the integrated state is canceled to cancel the viscosity between them. This is solved by a vibration control mechanism that includes a switching mechanism that switches between an integrated release state that allows shear deformation of the elastic layer.
この制震機構では、一体化状態では、揺れに対して、一方の粘弾性体層のみがせん断変形をし、一体化解除状態では、揺れに対して、両方の粘弾性体層がせん断変形をするので、一体化状態において、小さな揺れのエネルギーをせん断変形をする前記一方の粘弾性体層に効率良く吸収させることができ、また、一体化解除状態において、大きな揺れに耐えて、その揺れエネルギーを両方の粘弾性体層に効率良く吸収させることができて、上記の状態の切換えによって、一つの制震機構で大きな揺れに対しても小さな揺れに対しても揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる。 In this seismic control mechanism, only one viscoelastic body layer undergoes shear deformation in response to shaking in the integrated state, and both viscoelastic body layers undergo shear deformation in response to shaking in the integrated release state. Therefore, in the integrated state, a small amount of vibration energy can be efficiently absorbed by the one viscoelastic body layer that undergoes shear deformation. Can be efficiently absorbed by both viscoelastic layers, and by switching the above states, the vibration energy can be absorbed efficiently for both large and small vibrations with a single vibration control mechanism. be able to.
上記の制震機構において、前記切換え機構は、所定の大きさ以下の揺れでは一体化状態を保ち、該大きさを超える揺れによって一体化状態が解除される機構のものからなっているとよい。 In the above-described vibration control mechanism, the switching mechanism may be composed of a mechanism that maintains an integrated state when the vibration is less than a predetermined magnitude and releases the integrated state when the vibration exceeds the magnitude.
この場合は、例えば、日常的に起こりうる中小地震による小さな揺れのエネルギーを一体化状態で効率良く吸収しつつ、大地震による大きな揺れが起こると、その揺れによって一体化状態が解除されて、そのような大きな揺れのエネルギーを効率良く吸収し、中小地震から大地震に至る広い範囲の揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる。 In this case, for example, the energy of small shakes caused by small and medium earthquakes that can occur on a daily basis is efficiently absorbed in an integrated state. Such a large shaking energy can be efficiently absorbed, and a wide range of shaking energy from a small to large earthquake can be efficiently absorbed.
本発明は、以上のとおりのものであるから、一つの制震機構で大きな揺れに対しても小さな揺れに対しても揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる。 Since the present invention is as described above, it is possible to efficiently absorb the energy of shaking with respect to a large shake and a small shake with a single vibration control mechanism.
次に、本発明の実施最良形態を図面に基づいて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2に示す実施形態の制震機構は、壁用の制震パネル1に適用した場合のもので、2はパネルフレーム、3は制震デバイスである。
The seismic control mechanism of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is applied to a
パネルフレーム2は、図2に示すように、上枠2aと下枠2bと左右の側枠2c,2cとで方形環状に組まれた鋼製フレームからなっており、上枠2aにはV形フレームからなる上剛体4が固着垂下状態に設けられると共に、下枠2bには、逆V形フレームからなる下剛体5が固着立ち上がり状態に設けられ、上下の剛体4,5がパネルフレーム2の高さ方向中間部において制震デバイス3に連結されている。
As shown in FIG. 2, the
制震デバイス3は、図1(イ)(ロ)に示すように、第1材としての鋼製のプレート6と、第2材としての鋼製のプレート7との間に、中間材としての鋼製のプレート8が配置され、第1プレート6と中間プレート8との間、及び、第2プレート7と中間プレート8との間のそれぞれに、所定の厚さの第1,第2の粘弾性体層9,10が接着状態に介設されている。本実施形態では、第1プレート6を挟む両側に、第2プレート7と中間プレート8と第1,第2の粘弾性体層9,10とが備えられたダブル構造となっている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the
そして、該制震デバイス3は、その一端側において、第1プレート6が外方に突出し、該突出プレート部6aを継ぎ手部として上剛体4の下端部がボルト・ナット11…で連結され、また、他端側において、対の第2プレート7,7が外方に突出し、該突出部がベースプレート12に溶接等で一体化されると共に、該ベースプレート12に継ぎ手プレート13が外方に突出するように溶接等で取り付けられ、該継ぎ手プレート13に下剛体5の上端部がボルト・ナット11で連結されて、パネルフレーム2に組み込まれ、各中間プレート8,8とベースプレート12とが一体化兼用の切換え機構14,14を介して連結されている。
The
各一体化兼用切換え機構14は、一体化機構と切換え機構とを兼ね備えたもので、一体化機構は、中間プレート8を第2プレート7に対して解除可能に一体化させる機能を備え、切換え機構は、中間プレート8が一体化機構により前記第2プレート7と一体化してそれらの間に介設されている第2粘弾性体層10をせん断変形させない一体化状態と、該一体化状態を解除してそれらの間の第2粘弾性体層10のせん断変形を許容する一体化解除状態とを切り換える機能を備えたもので、切換え機構は、所定の大きさ以下の揺れでは一体化状態を保ち、該大きさを超える揺れによって一体化状態が解除される機構のものからなっている。
Each integrated /
該機構14の具体的構成内容に制限はないが、例えば、図1(ハ)に示すように、ベースプレート12から内方に突出させたプレート部15と中間プレート8とを一部重ね合わせ状態にし、重ね合わせ部にピン16を通した連結構造とし、所定の大きさ以下の揺れではピン16による連結作用で第2プレート7と中間プレート8とが一体化状態を保持し、該大きさを超える揺れによってピン16が破断をして第2プレート7と中間プレート8との一体化状態が解除されるようになされたものを用いることができる。
The specific configuration of the
また、図1(ニ)に示すように、ベースプレート12から内方に突出させた対のプレート部17,17間に中間プレート8の一部を突出させ、これらを重なり部において、締め合わせ機構18、例えば、バネを用いてボルトで締め合わせるような機構などによって締め合わせ、所定の大きさ以下の揺れでは対のプレート部17,17と中間プレート8との静止摩擦抵抗力によって第2プレート7と中間プレート8とが一体化状態を保持し、該大きさを超える揺れによって対のプレート部17,17と中間プレート8とが滑って第2プレート7と中間プレート8との一体化状態が解除されるようになされたものを用いることもできる。
Further, as shown in FIG. 1 (d), a part of the
なお、本実施形態では、切換え機構は、日常的に起こりうる中小地震による揺れでは一体化状態を解除せず、大地震によってはじめて一体化状態が解除されるような設定がなされている。 In the present embodiment, the switching mechanism is set so that the integrated state is not canceled by a large-scale earthquake, but is not canceled by a shake caused by a small and medium-sized earthquake that can occur on a daily basis.
上記の制震パネル1では、図2に示すような地震による水平方向の揺れにおいて、その揺れが、日常的に起こりうる中小地震のような所定の大きさ以下の揺れである場合は、図3(イ)(ロ)に示すように、各第2プレート7,7と中間プレート8,8との一体化状態が保持されて、各第1粘弾性体層9,9のみがせん断変形をして、そのような小さな揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる。
In the above-described
そして、揺れが、大地震のような所定の大きさを越える大きな揺れである場合は、図3(ハ)(ニ)に示すように、各第2プレート7,7と中間プレート8との一体化状態が解除されて、各第1粘弾性体層9,9と各第2粘弾性体層10,10とがせん断変形をして、そのような大きな揺れに耐えて、揺れのエネルギーを効率良く吸収することができる。
When the shaking is a large shaking exceeding a predetermined magnitude such as a large earthquake, the
なお、一体化兼用切換え機構14が、図1(ハ)に示すようなピン16を用いた機構からなる場合は、大地震後に、破断ピンを交換すれば、それ以降の地震に効かすことができ、また、図1(ニ)に示すような摩擦を利用した機構からなる場合は、大地震後もそのような修復作業をすることなくそれ以降の地震に効かすことができる。
In addition, when the integrated and combined
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、中小地震の揺れか大地震の揺れかで一体化状態から一体化解除状態への切換えが行われる場合を示したが、その他の基準に基づいて切換えが行われるようになされていてもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the above embodiment, the case where the switching from the integrated state to the integrated release state is performed due to the shaking of the small and medium earthquake or the shaking of the large earthquake is described, but the switching is performed based on other criteria. It may be made.
また、上記の実施形態では、壁用の制震パネル1に適用した場合を示したが、適用する対象に制限はなく、建物を始めとする各種構造物の種々の部位に適用して用いることができるものである。
Moreover, in said embodiment, although the case where it applied to the
また、上記の実施形態では、粘弾性体層を挟む部材がリニアな相対移動をして粘弾性体層にせん断変形をさせるようになされている場合を示したが、粘弾性体層を挟む部材が相対的な回転変位をして粘弾性体層にせん断変形をさせるようになされた制震機構に構成されていてもよい。 In the above embodiment, the case where the member sandwiching the viscoelastic body layer is linearly moved to cause the viscoelastic body layer to undergo shear deformation. May be configured in a seismic control mechanism configured to cause a relative rotational displacement to cause the viscoelastic body layer to undergo shear deformation.
また、第1,第2の材や中間材の具体的形態についての制限もないし、中間材は、粘弾性体層を接着状態にサンドイッチにした複数の中間材からなっていて、一体化状態と一体化解除状態との切換えが2段階を越える複数段階で行われるようになされていてもよい。 Moreover, there is no restriction | limiting about the specific form of a 1st, 2nd material or an intermediate material, and an intermediate material consists of the some intermediate material which made the viscoelastic body layer the bonding state, and was in an integrated state. Switching to the integrated release state may be performed in a plurality of stages exceeding two stages.
更に、上記の実施形態では、切換え機構は、所定の大きさ以下の揺れでは一体化状態を保ち、該大きさを超える揺れによって一体化状態が解除される機構のものからなっている場合を示したが、本発明では、切換え機構に対する切換えの操作によって、所定の大きさ以下の揺れを対象としてその揺れのエネルギーを吸収する制震機構にしたり、該大きさを超える揺れを対象とし、その揺れのエネルギーを吸収する制震機構にしたりすることができる切換え操作型の制震機構に構成されていてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the switching mechanism is a mechanism in which an integrated state is maintained when the swing is less than a predetermined magnitude, and the integrated state is released by the swing exceeding the magnitude. However, in the present invention, a switching operation on the switching mechanism can be used as a vibration control mechanism that absorbs the energy of the vibration for a vibration of a predetermined magnitude or less, or for a vibration exceeding the magnitude. It may be configured as a switching operation type vibration control mechanism that can be a vibration control mechanism that absorbs the energy.
3…制震デバイス(制震機構)
6…第1プレート(第1材)
7…第2プレート(第2材)
8…中間プレート(中間材)
9…第1粘弾性体層
10…第2粘弾性体層
14…一体化兼用切換え機構
3 ... Damping device (damping mechanism)
6 ... 1st plate (1st material)
7. Second plate (second material)
8 ... Intermediate plate (intermediate material)
9 ... 1st
Claims (2)
前記中間材を第1材と第2材のいずれか一方と解除可能に一体化させる一体化機構が備えられると共に、
前記中間材が該一体化機構により前記一方と一体化してそれらの間に介設されている粘弾性体層をせん断変形させない一体化状態と、該一体化状態を解除してそれらの間の粘弾性体層のせん断変形を許容する一体化解除状態とを切り換える切換え機構が備えられていることを特徴とする制震機構。 An intermediate material is disposed between a first material having a joint portion connected to the structure to be controlled and a second material having a joint portion similarly connected to the structure to be controlled, and the first material. The first and second viscoelastic layers having a predetermined thickness are interposed between the second material and the intermediate material, and between the second material and the intermediate material, and the structure to be controlled. By the relative movement of the first material and the intermediate material, the first viscoelastic body layer between them undergoes shear deformation and absorbs the energy of the vibration, and the relative movement of the second material and the intermediate material causes the relative movement between the first material and the intermediate material. The second viscoelastic body layer is subjected to shear deformation to absorb the energy of shaking, and
An integrated mechanism for releasably integrating the intermediate material with either the first material or the second material is provided,
An integrated state in which the intermediate material is integrated with the one by the integration mechanism and the viscoelastic body layer interposed therebetween is not shear-deformed, and the integrated state is canceled to cancel the viscosity between them. A vibration control mechanism comprising a switching mechanism for switching between an integrated release state that allows shear deformation of an elastic layer.
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