(57)【要約】【課題】粘弾性ダンパーを構成する部材の面外変形を抑え、エネルギー吸収性能を十分に発揮できる粘弾性ダンパーを提供する。【解決手段】本願発明にかかる粘弾性ダンパーによれば、一方の端部と他方の端部とを結ぶ軸方向にかかる荷重を受ける粘弾性ダンパーにおいて、第１鋼材と、第１鋼材に固定され、第１鋼材と筒状体を形成する第２鋼材と、筒状体の内側に配置される第３鋼材と、第１鋼材と第３鋼材との間に挟まれ、第１鋼材及び第３鋼材に固定される第１粘弾性体と、第２鋼材と第３鋼材との間に挟まれ、第２鋼材及び第３鋼材に固定される第２粘弾性体と、を備えるものである。【選択図】図１
2020060264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部と他方の端部とを結ぶ軸方向にかかる荷重を受ける粘弾性ダンパーにおいて、
第１鋼材と、
前記第１鋼材に固定され、前記第１鋼材と筒状体を形成する第２鋼材と、
前記筒状体の内側に配置される第３鋼材と、
前記第１鋼材と前記第３鋼材との間に挟まれ、前記第１鋼材及び前記第３鋼材に固定される第１粘弾性体と、
前記第２鋼材と前記第３鋼材との間に挟まれ、前記第２鋼材及び前記第３鋼材に固定される第２粘弾性体と、を備える、粘弾性ダンパー。
【請求項２】
前記第１鋼材及び前記第３鋼材から荷重が入力される、請求項１に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項３】
前記第１鋼材は、
平板状であり、
前記第２鋼材は、
前記軸方向に垂直な断面において、両端部が前記第１鋼材の表面上に位置し、前記両端部の間に位置する中央部が前記第１鋼材の表面から離れて位置し、
前記両端部は、
前記第１鋼材に固定される、請求項１又は２に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項４】
前記第２鋼材の前記中央部は、
前記第２粘弾性体が固定される平坦部と、
前記平坦部と前記両端部とを接続する立ち上がり部と、を有し、
前記立ち上がり部は、
前記第３鋼材と当接し、前記軸方向に垂直な断面内において前記第３鋼材の変位を制限する、請求項３に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項５】
前記第２鋼材の前記両端部の前記第１鋼材と接触する第１面から、前記平坦部の前記第２粘弾性体が固定される第２面までの寸法は、
前記第３鋼材、第１粘弾性体、及び前記第２粘弾性体の厚さ寸法の合計よりも小さい、請求項４に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項６】
前記第１鋼材は、
前記第２鋼材の端部と重なる部分に、前記第２鋼材に向かって立設されたリブプレートを備える、請求項１〜５の何れか１項に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項７】
前記第２鋼材は、
平板状の前記第１鋼材の両面に固定され、２つの前記筒状体を形成し、
前記第３鋼材は、
２つの前記筒状体の内側に少なくとも１つずつ配置される、請求項１〜６の何れか１項に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項８】
前記第２鋼材と前記第３鋼材との間にライナープレートが配置される、請求項１〜７の何れか１項に記載の粘弾性ダンパー。
【請求項９】
前記第１鋼材と前記第２鋼材とは、
ボルトにより接合される、請求項１〜８の何れか１項に記載の粘弾性ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に取り付けられる粘弾性ダンパーであって、特に粘弾性ダンパーを構成する鋼材の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
粘弾性ダンパーは、ゴム等の高分子材料を主成分とする粘弾性材料を変形させることにより減衰抵抗力を発生させ、構造物の柱及び梁などの主架構の変形のエネルギーを吸収する制振装置である。柱と梁で構成される建物の主架構に対して、斜め方向に配置されるブレース型粘弾性ダンパーは、ブレースに生じる軸方向力を、鋼板と鋼板に挟まれた粘弾性体のせん断変形に変換する。これにより、風や長周期地震動などによる主架構の繰返し変形に対し、効率的にエネルギーを吸収することができる。
【０００３】
粘弾性ダンパーの一般的な構造としては、帯状の鋼板と粘弾性体が交互に積層され、１つの粘弾性体が接着される２枚の鋼板が、互いに逆方向に変位するように構成される。粘弾性体が接着される２枚の鋼板は、それぞれ鋼板の一方の端部のみが建物の主架構と緊結される。また、ブレース型粘弾性ダンパーに軸力が入った際に、鋼板が全体座屈あるいは局部座屈によって面外方向に変形するのを防止する必要がある。そのため、粘弾性体と交互に積層された鋼板のうち最も外側の鋼板同士を、互いに緊結する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１においては、ブレースダンパーは、粘弾性体と交互に積層されている最も外側の第１鋼板と側板を溶接し、外殻を形成している。また、ブレースダンパーは、断面コ字形の最も外側の鋼材を備えている。最も外側の鋼材が粘弾性体が接着されている平板部と平板部の端部に設けられたフランジから構成されており、ブレースダンパーは、フランジと側板をボルト接合することにより閉鎖断面を形成している。
【０００５】
また、特許文献２においては、制振部材は、中心鋼材を十字形状とし、最も外側の鋼材をＬ字形状としている。中心鋼材と最も外側の鋼材の間に、Ｌ字形鋼材と粘性高分子材料とを配置している。そして、最も外側の鋼材と中心鋼材とが端部においてボルトにより接合されており、制振部材は、最も外側の鋼材及び中心鋼材とＬ字形鋼材とが離間する方向に変位することにより、粘性高分子材料がせん断変形する。中心鋼材は、最も外側の鋼材により座屈が拘束される。
【０００６】
さらに、特許文献３においては、制振ブレースは、十字形断面の軸部材を有し、この軸部材の各隅部にそれぞれ角形鋼管を配設している。そして、角形鋼管を互いに連結し、軸部材と角形鋼管との隙間に粘性高分子材料を挿設している。角型鋼管同士は、側板で溶接接合され、軸部材の面外変形を阻止するように作用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３２３６８４号公報
【特許文献２】特開２０００−２７２９２号公報
【特許文献３】特開２００２−２７６０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示されているブレースダンパー、及び特許文献３に開示されている制振ブレースは、粘弾性体を鋼材に接着した後に、溶接によって鋼材同士を接合する。そのため、溶接のコスト及び製造時の作業時間も多くなるという課題があった。また、溶接により鋼材の溶接歪みが発生してブレースダンパー及び制振ブレースの寸法精度が確保できない、さらには鋼材に接着された粘弾性体が変質してエネルギー吸収性能を確保できないという課題があった。
【０００９】
特許文献２に開示されている制振部材は、中心鋼材と最も外側の鋼材に孔を貫通させてボルト接合されている。しかし、中心鋼材と最も外側の鋼材との間にＬ字鋼材及び粘性高分子材料が挟まれている部分においては、中心鋼材と最も外側の鋼材とを接合することができない。そのため、中心鋼材の一方の端部は、最も外側の鋼材に固定することができず最も外側の鋼材による面外方向への拘束効果が低いという課題があった。
【００１０】
特許文献１に開示されているブレースダンパーは、軸方向の全長に渡って外殻を形成しているため、面外変形の拘束効果があるが、第１鋼板のフランジ部と側板とをボルトにより緊結するため、重量及び部材のコストが掛かるという課題があった。また、第１鋼板と側板とに囲まれた閉鎖断面に配置されている第２鋼板は、軸力を受け面外変形するのを避けることができないため、第２鋼板の両面に接着された粘弾性体に圧縮力が掛かる。粘弾性体に圧縮力が掛かった状態だと、粘弾性体は、変形性能及びエネルギー吸収性能が十分に発揮できないという課題があった。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するものであって、粘弾性ダンパーを構成する部材の面外変形を抑え、エネルギー吸収性能を十分に発揮できる粘弾性ダンパー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】
【００１２】
本発明に係る粘弾性ダンパーは、一方の端部と他方の端部とを結ぶ軸方向にかかる荷重を受ける粘弾性ダンパーにおいて、第１鋼材と、前記第１鋼材に固定され、前記第１鋼材と筒状体を形成する第２鋼材と、前記筒状体の内側に配置される第３鋼材と、前記第１鋼材と前記第３鋼材との間に挟まれ、前記第１鋼材及び前記第３鋼材に固定される第１粘弾性体と、前記第２鋼材と前記第３鋼材との間に挟まれ、前記第２鋼材及び前記第３鋼材に固定される第２粘弾性体と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る粘弾性ダンパーによれば、第１鋼材と第２鋼材とにより形成された筒状体の内側に、粘弾性体を介して第１鋼材及び第２鋼材と接続された第３鋼材が配置されることにより、第３鋼材の面外変形を抑制し、粘弾性体のエネルギー吸収性能を十分発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの外観を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの外観を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの断面構造を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの軸方向に垂直な断面構造を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの分解図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの軸方向に垂直な断面における分解図である。
【図７】実施の形態１に係る粘弾性ダンパーの変形例である粘弾性ダンパーの外観を示す模式図である。
【図８】図７の粘弾性ダンパーの断面構造の説明図である。
【図９】比較例の粘弾性ダンパーの断面構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。各図は模式的に示すものであって、各部材の相対的な大きさ及び板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図において各部分に付された符号について、添え字（ａ、ｂ等）を付していない場合は、添え字が付された符号を総称しているものとする。
【００１６】
［実施の形態１］
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の外観を示す模式図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の断面構造を示す模式図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の軸方向に垂直な断面構造を示す模式図である。図１は、粘弾性ダンパー１００を側面から見た図であり、図２は、粘弾性ダンパー１００を上面から見た図である。なお、図１及び図２における左側を「長手方向の一方」と、右側を「長手方向の他方」と称する。図３は、図１のＡ−Ａ部の断面に相当する。図４（ａ）は、図２のＢ−Ｂ部の断面に相当し、図４（ｂ）は、図２のＣ−Ｃ部の断面に相当し、図４（ｃ）は、図２のＤ−Ｄ部の断面に相当するものである。また、図４（ｄ）は、図４（ｂ）の第３鋼材３０の端部３４と第２鋼材２０の立ち上がり部２２とが近接している部分の拡大図である。
【００１７】
粘弾性ダンパー１００は、両端が構造物に接続されるものである。構造物が変形することにより粘弾性ダンパー１００の両端部が相対変位し、粘弾性ダンパー１００は、長手方向に荷重を受ける。言い換えると、粘弾性ダンパー１００は、構造物に接続された両端部分の間をつなぐ軸方向に荷重を受ける。そして、粘弾性ダンパー１００は、粘弾性体が変形することにより構造物が風や地震等により受けたエネルギーを吸収し、構造物の制振を行うものである。
【００１８】
粘弾性ダンパー１００は、中央部に第１鋼材１０が配置されている。第１鋼材１０は、平板状であり、その平面の両側から第２鋼材２０が固定されている。第１鋼材１０と第２鋼材２０とは、組み合わされて第１鋼材１０の両側に筒状体６０を形成している。２つの筒状体６０の内側の空間には、平板状の第３鋼材３０が配置されている。第３鋼材３０と第１鋼材１０との間には第１粘弾性体４１が挟まれており、第１粘弾性体４１は、第１鋼材１０及び第３鋼材３０の表面に接着されている。また、第３鋼材３０と第２鋼材２０の平坦部２３との間には、第２粘弾性体４０が挟まれており、第２粘弾性体４０は、第２鋼材２０の平坦部２３及び第３鋼材３０の表面に接着されている。
【００１９】
第１鋼材１０は、長手方向の一方の端部１２において構造物と連結する。２つの第３鋼材３０は長手方向の他方の端部３１において構造物と連結する。第２鋼材２０は、第１鋼材１０と一体となっている。第１鋼材１０及び第２鋼材２０と第３鋼材３０とが軸方向に相対変位することにより、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０がせん断変形し、構造物が変形するエネルギーを吸収する。
【００２０】
図５は、本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の分解図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の軸方向に垂直な断面における分解図である。第１鋼材１０は、軸方向に帯状に延びる平板状の部材であり、平面視において長手方向に直交する方向（ｘ軸方向）の幅が第２鋼材２０と等しく形成されている。第２鋼材２０は、帯状の鋼板を曲げて形成されており、粘弾性ダンパー１００の軸方向に垂直な断面において、両端部２１が第１鋼材１０の同一面上に接して位置しており、中央部が第１鋼材１０の表面からｙ軸方向に離れて位置している。第２鋼材２０は、粘弾性ダンパー１００の軸方向に垂直な断面において、中央が膨らんだハット形に形成されている。つまり、第２鋼材２０の中央部は、第１鋼材１０の表面から離れて位置する平坦部２３と、平坦部２３の両端から第２鋼材２０の両端部２１とを接続する立ち上がり部２２と、を備える。そして、平坦部２３と２つの立ち上がり部２２と第１鋼材１０とにより筒状体６０を形成している。実施の形態１においては、立ち上がり部２２は、第３鋼材３０の表面に対して傾斜して形成されている。
【００２１】
第３鋼材３０は、筒状体６０の内側に配置されている。図４（ｂ）に示される様に、第３鋼材３０は、平板状であり、軸方向に垂直な断面において両端部が第２鋼材２０の２つの立ち上がり部２２と近接している。また、立ち上がり部２２は、平板状の第３鋼材３０に対し傾斜して形成されている。このように構成されることにより、第３鋼材３０は、図４（ｂ）におけるｘ軸方向の端部３４が傾斜した立ち上がり部２２と当接することにより、第２鋼材２０の内側に挿入されている全域にわたって図中のｘ軸方向及びｙ軸方向の動きが制限される。図４（ｄ）に示される様に、第３鋼材３０の端部３４と立ち上がり部２２とがｘ軸方向にΔ１、ｙ軸方向にΔ２の隙間を持って近接して配置されているが、第３鋼材３０がｘ軸方向にΔ１またはｙ軸方向にΔ２だけ変位すると、第３鋼材３０と第２鋼材２０とが当接することになる。そのため、第３鋼材３０は、例えば軸方向の圧縮力が加わった際に面外変形が生じても、Δ２だけ変位したところで面外変形が抑えられる。従って、粘弾性ダンパー１００に圧縮力が掛かった際に、第３鋼材３０が面外に開くように変形するのを抑えることができるため、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０の厚さ方向に変形するのを抑制することができるため、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０のエネルギー吸収性能を損なうことがない。なお、Δ２は、粘弾性体４０、４１のエネルギー吸収性能を十分に発揮できるように、第３鋼材３０の板厚の１／１０以下に設定されることが望ましい。また、第３鋼材３０がｘ軸方向に変位した場合においては、第３鋼材３０がｘ軸方向にΔ１変位したところで第２鋼材２０と当接するため、粘弾性体４０、４１のｘ軸方向のせん断変形を所定の範囲内に抑えることができる。
【００２２】
なお、粘弾性ダンパー１００に圧縮力が加わった際に、第３鋼材３０は、図４（ｂ）においてｘ軸方向又はｙ軸方向に変位し、端部３４が傾斜した第２鋼材２０の立ち上がり部２２に当接する。第３鋼材３０の端部３４と立ち上がり部２２とが当接した際に摩擦力を低減するために、第３鋼材３０の端部３４と立ち上がり部２２との間に摩擦力を低減するためのライナープレートを設置しても良い。ライナープレートは、第２鋼材２０の端部の開口から筒状体６０の内部に挿し込んで組み付けることができる。また、第３鋼材３０の端部３４と立ち上がり部２２とが当接した際に摩擦力を低減するために、第３鋼材３０の端部３４に面取を設ける、又は角部に丸みをつける等を行っても良い。第３鋼材３０と第２鋼材２０の立ち上がり部２２との摩擦を低減することにより、粘弾性ダンパー１００は、軸方向に掛かった荷重を第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０に伝えることができる。これにより、粘弾性ダンパー１００は、当初のエネルギー吸収性能を発揮することができる。
【００２３】
２つの第３鋼材３０は、第１鋼材１０の両側に形成される２つの筒状体６０の内部にそれぞれ位置し、粘弾性ダンパー１００の他方の端部において互いに固定されている。図４（ｃ）に示される様に、２つの第３鋼材３０の間にはスペーサー３２及びプレート３３を挟みこんで固定され、２つの第３鋼材３０間の距離を所定の値に保つと共に、第３鋼材３０の端部３１における剛性を確保することができる。そのため、第３鋼材３０は、粘弾性ダンパー１００の他方の端部において面外変形が抑えられる。
【００２４】
図５に示される様に、第１鋼材１０は、粘弾性ダンパー１００の他方の端部側に切り欠き１３が形成されている。２つの第３鋼材３０を互いに固定するために用いられているスペーサー３２及びプレート３３は、粘弾性ダンパー１００が伸縮した際においても、切り欠き１３が設けられていることにより第１鋼材１０と接触することがない。
【００２５】
また、第１鋼材１０は、粘弾性ダンパー１００の一方の端部側にリブプレート１１が設けられている。リブプレート１１は、第１鋼材１０から第２鋼材２０に向かって立設されており、先端部が第２鋼材２０の平坦部２３の近傍に位置している。このように構成されることにより、第１鋼材１０は、粘弾性ダンパー１００の一方の端部側において面外変形したときに、リブプレート１１の先端が第２鋼材２０に接触するため、粘弾性ダンパー１００の首折れを防止することができる。
【００２６】
図６に示される様に、実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００は、平板状の鋼材の両面に第１粘弾性体４１が接着された第１鋼材１０と、平板状の鋼材の一方の面に第２粘弾性体４０が接着された第３鋼材３０と、軸方向に垂直な断面において中央部が膨らんだハット形状の第２鋼材２０とを重ねて組み立てられる。第１鋼材１０と第１粘弾性体４１、第３鋼材３０と第２粘弾性体４０とは、予め接着することにより、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０を粘弾性ダンパー１００の所定の位置に精度良く配置することができる。
【００２７】
また、第２鋼材２０の第１鋼材１０の表面と当接する第１面２４から、第２鋼材２０の第２粘弾性体４０が固定される第２面２５までの寸法ｈは、第１粘弾性体４１の厚さ寸法ｔ１、第３鋼材３０の板厚ｔ２、及び第２粘弾性体４０の厚さ寸法ｔ３を合わせた寸法よりも小さい。このように構成されることにより、図７のように各部材を所定の位置に重ね合わせて、第２鋼材２０の端部２１を第１鋼材１０に固定したときに、第１粘弾性体４１と第２粘弾性体４０とは圧縮された状態になる。組立時には、第１粘弾性体４１と第３鋼材３０との接着面及び第２粘弾性体４０と第２鋼材２０の平坦部２３との接着面に接着剤が塗布される。第２鋼材２０が第１鋼材１０に固定されると、各接着面は接着剤を介した状態で加圧される。このまま、組み立てられた粘弾性ダンパー１００を、例えば炉中に入れて加熱することにより接着剤を硬化させ、第１粘弾性体４１を第３鋼材３０に接着し、第２粘弾性体４０を第２鋼材２０の平坦部２３に接着する。接着は、例えば加硫接着等の方法により接着剤に圧力を加えた状態で加熱して行われる。このように接着することにより、粘弾性ダンパー１００は、治具等を用いずに精度良く接着工程が行えるという利点がある。
【００２８】
第２鋼材２０と第１鋼材１０との固定は、ボルトが用いられる。これにより、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０に熱影響を与えずに粘弾性ダンパー１００を組み立てることができるため、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０は、変質等が無くエネルギー吸収性能を発揮することができる。なお、粘弾性ダンパー１００は、治具等を用いて各接着面を加圧して接着を行うこともできる。
【００２９】
図７は、実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００の変形例である粘弾性ダンパー１００ａの外観を示す模式図である。図８は、図７の粘弾性ダンパー１００ａの断面構造の説明図である。粘弾性ダンパー１００ａは、粘弾性ダンパー１００に構造物への接続部７０、７１を両端に追加したものである。さらに、第１鋼材１０に設けたリブプレート１１を接続部７０側へ延ばしている。従って、構造物への接続部７０の近傍においても第１鋼材１０は面外剛性が高められている。
【００３０】
また、２つの第３鋼材３０が互いに固定されている端部において、２つの第３鋼材３０の間にスペーサー３２を介してプレート３３ａが固定されている。プレート３３ａは、リブプレート３６が板面に立設され、軸方向に垂直な断面形状が十字形に形成されている。プレート３３ａがリブプレート３６を備えることにより、粘弾性ダンパー１００ａは、接続部７１の近傍においても面外剛性が高められている。なお、第３鋼材３０は、切り込み３７が設けられており、リブプレート３６が設けられたプレート３３ａが組み付けられる様に構成されている。また、プレート３３ａ及びスペーサー３２は、第２鋼材２０の端部から筒状体６０の内側に進入した位置まで挿入されている。従って、第３鋼材３０が面外に曲がった時に第２鋼材２０に当接することにより、首折れ現象を抑制することができる。
【００３１】
図９は、比較例の粘弾性ダンパー１１００ａの断面構造を示す模式図である。比較例の粘弾性ダンパー１１００ａは、鋼板１と粘弾性体２が交互に積層され、接着される。鋼板１ａ、１ｂ、１ｃと粘弾性体２の積層数は粘弾性ダンパー１１００ａに掛かる荷重と粘弾性体２のせん断面積によって変わるが、ここでは粘弾性体２を４層設けた事例を示す。粘弾性ダンパー１１００ａの軸方向に垂直な断面において中央に配置されている第１鋼板１ｃと最も外側に配置されている第２鋼板１ａとは、端部においてスペーサー３を介してボルト固定されているため、軸力に対して同じ方向に変位する。一方、第１鋼板１ｃと第２鋼板１ａとの間にある第３鋼板１ｂは、第１鋼板１ｃ及び第２鋼板１ａとは逆方向に変位する。これにより、粘弾性体２には、一方の面と他方の面にそれぞれ逆方向の力が作用するため、せん断変形を生じ、エネルギーを吸収する。
【００３２】
また、第１鋼板１ｃと第２鋼板１ａとは、粘弾性ダンパー１１００ａの軸方向の一方の端部側においてスペーサー３を介してボルト接合されている。２枚の第２鋼板１ａは、粘弾性ダンパー１１００ａの軸方向の他方の端部において、スペーサー３となる鋼板を挿入し、ボルト接合することで一体化されている。第１鋼板１ｃと第２鋼板１ａとは、軸方向のボルト接合されている側とは反対側の端部において、粘弾性体２との接着固定のみで鋼板１同士が接合されていない。また、２枚の第２鋼板１ａも、軸方向のボルト接合されている側とは反対側の端部において、粘弾性体２との接着固定のみで鋼板１同士が接合されていない。よって、このような構成の場合、粘弾性ダンパー１１００ａは、粘弾性体２との接着のみで固定されている端部において、軸力を受けた鋼板１が剛性の低い面外方向に変形を生じる場合がある。
【００３３】
一方、実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００においては、第１鋼材１０と、第１鋼材１０に一体に固定され、第１鋼材１０と共に筒状体６０を形成する第２鋼材２０と、筒状体６０の内側に配置される第３鋼材３０と、第１鋼材１０と第３鋼材３０との間に挟まれ、第１鋼材１０及び第３鋼材３０に固定される第１粘弾性体４１と、第２鋼材２０と第３鋼材３０との間に挟まれ、第２鋼材２０及び第３鋼材３０に固定される第２粘弾性体４０と、を備え、荷重は、第１鋼材１０及び第３鋼材３０から入力される。このように構成されていることにより、第３鋼材３０は、第１鋼材１０と第２鋼材２０とにより形成される筒状体６０の内側で粘弾性ダンパー１００の軸方向に垂直な断面内の変位が制限される。従って、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０は、第３鋼材３０の面外変形による圧縮方向又は引っ張り方向の変形を抑えられるため、せん断変形によるエネルギー吸収性能を十分発揮することができる。なお、実施の形態１において、粘弾性ダンパー１００は、第１鋼材１０の両面に第２鋼材２０が配置され、２つのダンパーが第１鋼材１０を中心に対称的に配置されて構成されている。しかし、片側一組の第１鋼材１０、第２鋼材２０、第３鋼材３０、第１粘弾性体４１、及び第２粘弾性体４０のみで粘弾性ダンパー１００を構成することも可能である。ただし、実施の形態１のように第１鋼材１０に対して２つのダンパー１００を対称的に配置したほうが、粘弾性ダンパー１００に偏荷重が掛かりにくく、各部材の面外変形も抑えられるため好ましい。
【００３４】
また、実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、筒状体６０は、軸方向に垂直な断面内における第３鋼材３０の変位を遊間を持って制限するように構成されている。これにより、第３鋼材３０は、粘弾性ダンパー１００の軸方向に変位する際に第２鋼材２０との接触による摩擦力を受けるのを抑制できる。そのため、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０は、所望のせん断変形が可能となり、エネルギー吸収性能を十分に発揮することができる。
【００３５】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第１鋼材１０は、平板状であり、第２鋼材２０は、軸方向に垂直な断面において、両端部２１が第１鋼材１０の表面上に位置し、両端部２１の間に位置する中央部が第１鋼材１０の表面から離れて位置し、両端部２１は、第１鋼材１０に固定される。このように構成されることにより、第１鋼材１０及び第２鋼材２０の２つの部材により筒状体６０を形成できる。そのため、部品点数が少なく製造も容易な粘弾性ダンパー１００が得られる。
【００３６】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第２鋼材２０の中央部は、第２粘弾性体４０が固定される平坦部２３と、平坦部２３と両端部２１とを接続する立ち上がり部２２と、を有し、立ち上がり部２２は、第３鋼材３０と当接し、軸方向に垂直な断面内において第３鋼材３０の変位を制限する。このように構成されることにより、第２鋼材２０は、簡易な構造で第３鋼材３０の変位を制限することができる。そのため、粘弾性ダンパー１００は、コストを抑え、製造も容易で、所望のエネルギー吸収性能を得ることが出来る。
【００３７】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第２鋼材２０は、平板状の第１鋼材１０の両面に固定され、２つの筒状体６０を形成し、第３鋼材３０は、２つの筒状体６０の内側に少なくとも１つずつ配置される。このように構成されることにより、実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００は、粘弾性体４０、４１を２箇所に並列に設置することができる。そのため、粘弾性ダンパー１００は、粘弾性体４０、４１のせん断面積を増加させることができるため、吸収できるエネルギー量を適宜設定することができる。
【００３８】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第２鋼材２０の両端部２１の第１鋼材１０と接触する第１面２４から、平坦部２３の第２粘弾性体４０が固定される第２面２５までの寸法は、第３鋼材３０、第１粘弾性体４１、及び第２粘弾性体４０の厚さ寸法の合計よりも小さい。このように形成されることにより、第１鋼材１０と第２鋼材２０との間に第３鋼材３０、第１粘弾性体４１、及び第２粘弾性体４０を挟んで粘弾性ダンパー１００を組み立てると、第１粘弾性体４１及び第２粘弾性体４０は圧縮された状態になる。そのため、第１粘弾性体４１と第２鋼材２０との間、第１粘弾性体４１と第３鋼材３０との間、第２粘弾性体４０と第３鋼材３０との間、及び第２粘弾性体４０と第１鋼材１０との間に接着剤を塗布し、粘弾性ダンパー１００を炉中で加熱することにより加硫接着を行うことができる。粘弾性ダンパー１００は、他に治具等を用いることなく鋼材と粘弾性体との接着をすることができ、製造が容易になる。
【００３９】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第１鋼材１０は、平板の法線方向から見て第２鋼材２０の端部２１と重なる部分に、第２鋼材２０に向かって立設されたリブプレート１１を備える。このように構成されることにより、粘弾性ダンパー１００は、平板状の第１鋼材１０の端部周辺での面外変形を抑えることができ、粘弾性ダンパー１００の首折れを抑制することができる。
【００４０】
実施の形態１に係る粘弾性ダンパー１００によれば、第１鋼材１０と第２鋼材２０とは、ボルトにより接合されていても良い。このように構成されることにより、粘弾性ダンパー１００は、製造時に粘弾性体４０、４１が熱影響を受けることが無いため、所望のエネルギー吸収性能を得ることが出来る。また、第１鋼材１０と第２鋼材２０とをボルト接合にすることにより、第１鋼材１０及び第２鋼材２０は、溶接歪みが発生することがなく、粘弾性ダンパー１００の寸法精度をより向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００４１】
１  鋼板、１ａ  （第２）鋼板、１ｂ  （第３）鋼板、１ｃ  （第１）鋼板、２  粘弾性体、３  スペーサー、１０  第１鋼材、１１  リブプレート、１２  端部、１３  切り欠き、２０  第２鋼材、２１  端部、２２  立ち上がり部、２３  平坦部、２４  第１面、２５  第２面、３０  第３鋼材、３１  端部、３２  スペーサー、３３  プレート、３３ａ  プレート、３４  端部、３６  リブプレート、３７  切り込み、４０  （第２）粘弾性体、４１  （第１）粘弾性体、６０  筒状体、７０  接続部、７１  接続部、１００  粘弾性ダンパー、１００ａ  粘弾性ダンパー、１１００ａ  粘弾性ダンパー、ｈ  寸法、ｔ１  寸法、ｔ２  板厚、ｔ３  寸法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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