(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に導入されるダンパーセットであって、
第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方に、面内方向に所定の長さで延びる大長孔が形成されるとともに、前記第１部材及び前記第２部材の何れか他方に、前記大長孔よりも短い所定の長さで延びる小長孔が形成されて、締結部材よりも径大に形成されて前記小長孔に嵌合される嵌合材と、前記大長孔、前記小長孔及び前記嵌合材に挿通される締結部材とを有して、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであること
を特徴とするダンパーセット。
【請求項２】
構造物に導入されるダンパーセットであって、
第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部の何れか一方又は両方が、前記第１部材又は前記第２部材の平滑度を向上させた摩擦平面との異種材料接触状態で、界面を形成させることなく、前記摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであること
を特徴とするダンパーセット。
【請求項３】
構造物に導入されるダンパーセットが設けられた制震構造であって、
第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであり、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方は、構造物の壁枠に取り付けられるとともに、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか他方は、構造物の面材に取り付けられて、
前記面材は、分割面材の上端部及び下端部の何れか一方並びに両側端部が枠材に固定されて、前記壁枠の内側で複数の前記分割面材を幅方向に前記枠材を介して連結させて設けられるとともに、構造物に作用する振動を前記第１減衰部及び前記第２減衰部で減衰させるときに生じる前記面材の面内方向の変位を吸収するものとして、前記面材の両側部と前記壁枠とを離間させて間隙部を形成させるものであること
を特徴とするダンパーセットが設けられた制震構造。
【請求項４】
構造物に導入されるダンパーセットであって、
第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、面内方向で互いに位置をずらして設けられて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであり、
前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方は、面内方向に突出して設けられる突出部と、前記突出部の側方に設けられる補助部とを有し、前記突出部を変形させることで構造物に作用する振動を減衰させるときに、前記突出部を前記補助部に当接させて前記突出部を所定の振動減衰性能を維持した状態で変形させることができるように、前記突出部と前記補助部とを当接させる当接面が湾曲して形成されること
を特徴とするダンパーセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物に導入されるダンパーセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、大地震等の大きな振動エネルギーを効率良く吸収し、建築物の構造部材の損傷を防止することを目的として、特許文献１に開示される制震機構が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示される制震機構は、一対の枠部材の折れ曲り材が略Ｘ形状となるように、摩擦ダンパーを介して連結されることによって制震機構が構成され、これら枠部材の上下の連結プレートが土台や梁に固定され、直材が柱に固定されるものである。これにより、特許文献１に開示される制震機構は、大地震等が発生したときに、その振動エネルギーを摩擦ダンパーで吸収するとともに、柱の引き抜けやめり込みを防止するものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示される制震機構は、一対の折れ曲り材の枠部材を用いるものであり、これら一対の枠部材に作用する押圧力によって、摩擦ダンパーの摩擦抵抗を利用するものであることから、これら一対の枠部材に作用する押圧力が不十分となる場合に、振動エネルギーを十分に吸収することができず、建築物が倒壊するおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
また、特許文献１に開示される制震機構は、一対の折れ曲り材の枠部材に作用する押圧力を利用するものであることから、建築物にブレース材を設けないものとする場合に適用することができないものとなり、大地震等による振動エネルギーを十分に吸収することができず、建築物が倒壊するおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
さらに、特許文献１に開示される制震機構は、建築物にブレース材を設けるものとした場合であっても、ブレース材を設けた位置に限定して適用されるものとなることから、振動エネルギーを十分に吸収することができず、建築物が倒壊するおそれがあるという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、構造物に作用する振動の大きさに対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収することのできるダンパーセットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係るダンパーセットは、構造物に導入されるダンパーセットであって、第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、前記第１部材及び前記第２部材は、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方に、面内方向に所定の長さで延びる大長孔が形成されるとともに、前記第１部材及び前記第２部材の何れか他方に、前記大長孔よりも短い所定の長さで延びる小長孔が形成されて、締結部材よりも径大に形成されて前記小長孔に嵌合される嵌合材と、前記大長孔、前記小長孔及び前記嵌合材に挿通される締結部材とを有して、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであることを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係るダンパーセットは、構造物に導入されるダンパーセットであって、第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部の何れか一方又は両方が、前記第１部材又は前記第２部材の平滑度を向上させた摩擦平面との異種材料接触状態で、界面を形成させることなく、前記摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであることを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係るダンパーセットが設けられた制震構造は、構造物に導入されるダンパーセットが設けられた制震構造であって、第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであり、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方は、構造物の壁枠に取り付けられるとともに、前記第１部材及び前記第２部材の何れか他方は、構造物の面材に取り付けられて、  前記面材は、分割面材の上端部及び下端部の何れか一方並びに両側端部が枠材に固定されて、前記壁枠の内側で複数の前記分割面材を幅方向に前記枠材を介して連結させて設けられるとともに、構造物に作用する振動を前記第１減衰部及び前記第２減衰部で減衰させるときに生じる前記面材の面内方向の変位を吸収するものとして、前記面材の両側部と前記壁枠とを離間させて間隙部を形成させるものであることを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係るダンパーセットは、構造物に導入されるダンパーセットであって、第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備え、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、前記第１減衰部及び前記第２減衰部が、面内方向で互いに位置をずらして設けられて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものであり、前記第１部材及び前記第２部材の何れか一方は、面内方向に突出して設けられる突出部と、前記突出部の側方に設けられる補助部とを有し、前記突出部を変形させることで構造物に作用する振動を減衰させるときに、前記突出部を前記補助部に当接させて前記突出部を所定の振動減衰性能を維持した状態で変形させることができるように、前記突出部と前記補助部とを当接させる当接面が湾曲して形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明〜第４発明によれば、構造物に小振動が作用したときに、第１減衰部及び第２減衰部の何れか一方が、小長孔の範囲で褶動するとともに、構造物に大振動が作用したときに、第１減衰部及び第２減衰部の何れか他方が、大長孔の範囲で褶動することから、構造物に作用する振動の大きさに効率的に対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収させることが可能となる。
【００１７】
特に、第２発明によれば、第１部材と第２部材とが褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動することから、界面を形成した摩擦抵抗と比較して、著しく高い摩擦係数を得ることができる。このとき、第２発明によれば、構造物に作用する振動に対する吸収性能を著しく向上させて、構造物の倒壊や面材の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したダンパーセットが面材に取り付けられた状態を示す正面図である。
【図２】本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その平面図である。
【図４】本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態を示す分解斜視図である。
【図５】本発明を適用したダンパーセットの相対移動を示す正面図である。
【図６】本発明を適用したダンパーセットの振動吸収履歴を示すグラフである。
【図７】本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態の第１変形例を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態の第１変形例を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その平面図である。
【図９】本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態の第１変形例を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明を適用したダンパーセットの第１実施形態の第１変形例における２枚のプレートを示す側面図である。
【図１１】本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その平面図である。
【図１３】本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態を示す分解斜視図である。
【図１４】本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態の第１変形例を示す斜視図である。
【図１５】（ａ）は、本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態の第１変形例を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その平面図である。
【図１６】本発明を適用したダンパーセットの第２実施形態の第１変形例を示す分解斜視図である。
【図１７】本発明を適用したダンパーセットがブレースに取り付けられた状態を示す正面図である。
【図１８】本発明を適用したダンパーセットの第３実施形態を示す斜視図である。
【図１９】（ａ）は、本発明を適用したダンパーセットの第３実施形態を示す側面図であり、（ｂ）は、その正面図であり、（ｃ）は、その平面図である。
【図２０】本発明を適用したダンパーセットの第３実施形態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用したダンパーセット１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
本発明を適用したダンパーセット１は、図１に示すように、構造物に導入されるものであり、例えば、第１実施形態において、構造物の壁部８に導入されるものである。
【００２１】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態において、壁部８に設けられる壁枠６と、壁枠６に設けられる面材７との間に設けられる。
【００２２】
壁枠６は、構造物の構造耐力の基礎となる構造部材等として構築される。壁枠６は、例えば、構造物の横方向に所定の間隔で離間させて設けられる複数の柱材６１と、構造物の縦方向に所定の間隔で離間させて設けられる複数の梁材６２とを備え、複数の柱材６１と、複数の梁材６２とが、構造物の壁部８を略矩形状に開口させるようにして組み合わされる。
【００２３】
面材７は、例えば、構造物の構造耐力を負担しないガラス壁のカーテンウォールとして構築される。面材７は、これに限らず、構造物の構造耐力の基礎となる構造部材として構築されてもよい。面材７は、略矩形状に開口された壁枠６の内側で、構造物の横方向が面材７の幅方向となるようにして、複数の分割面材７１等を幅方向に連結させて設けられる。
【００２４】
分割面材７１は、複数の略矩形状の複層ガラス、鋼板又はシャッター等が用いられる。分割面材７１は、下端部７１ａ及び両側端部７１ｃが面材７の枠材７２で固定されることで、隣り合う分割面材７１と幅方向に連結されるものとなる。分割面材７１は、これに限らず、上端部７１ｂ及び両側端部７１ｃが面材７の枠材７２によって３辺固定とされてもよい。
【００２５】
枠材７２は、所定の固定強度ＱFIXで複数の分割面材７１を連結するものであり、構造物に地震や風等による振動が作用した場合に、隣り合う分割面材７１が互いに離間することのないように、相対変位を抑制するものとなる。枠材７２は、隣り合う複数の分割面材７１の間で、隣り合う分割面材７１を所定の固定強度ＱFIXで連結するものとなり、複数の分割面材７１を幅方向に一体化させた面材７が構築されるものとなる。
【００２６】
面材７は、構造物に地震や風等による振動が作用して、隣り合う分割面材７１が上下方向に相対移動しようとすることで、隣り合う分割面材７１から枠材７２に幅方向で異なる大きさのせん断力が作用する。このとき、枠材７２は、異なる大きさのせん断力が幅方向の両側で作用して、枠材７２の幅方向に傾斜して浮き上がる変位を生じさせようとするものとなるが、枠材７２が傾斜して変位することを防止するものとして、図示しないアンカー部材で固定される。
【００２７】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態において、構造物の一部となる壁枠６に取り付けられる第２部材３と、構造物の面材７に取り付けられる第１部材２とを備える。本発明を適用したダンパーセット１は、これに限らず、第２部材３が面材７に取り付けられるとともに、第１部材２が壁枠６に取り付けられてもよい。
【００２８】
第１部材２は、図２に示すように、鉄板、鋼板等が用いられる。第２部材３は、ステンレス板、アルミニウム板、真鍮板等が用いられる。第１部材２及び第２部材３は、ステンレス板、アルミニウム板、真鍮板等が第１部材２に、鉄板、鋼板等が第２部材３に用いられてもよい。
【００２９】
第１部材２は、図３に示すように、面材７の分割面材７１の正面部７１ｄ及び背面部７１ｅの何れか一方又は両方に、シリコンシーラントやシリコン製の両面テープ等で取り付けられる。第２部材３は、第１部材２に挟み込まれた状態で、第１部材２に当接させて設けられる。
【００３０】
第１部材２と第２部材３とは、図４に示すように、面材７の正面側及び背面側に皿バネ４１、ワッシャー４２を介在させた状態で、締結部材４３で固定されるものとなる。第１部材２と第２部材３とは、異種材料接触状態で褶動して、面材７を面内方向に変位させるものとなる。
【００３１】
ここで、異種材料接触状態とは、鉄材、鋼材とステンレス材とが接触する異種金属接触状態や、鉄材、鋼材とアルミニウムとが接触する異種金属接触状態、鉄材、鋼材と真鍮材とが接触する異種金属接触状態、鉄材、鋼材と金属粉を含有する樹脂材とが接触する異種材料接触状態、又は、鉄材、鋼材と金属粉を含有しない樹脂材とが接触する異種材料接触状態等をいう。
【００３２】
第１部材２と第２部材３とは、面内方向に所定の長さで延びる大長孔２０が、第１部材２に形成されるとともに、大長孔２０よりも短い所定の長さで延びる小長孔３０が、第２部材３に形成される。第１部材２と第２部材３とは、これに限らず、大長孔２０よりも短い小長孔３０が第１部材２に形成されるとともに、第２部材３に大長孔２０が形成されてもよい。
【００３３】
第１部材２と第２部材３とは、図３に示すように、互いに面接触した状態で、大長孔２０と小長孔３０とに締結部材４３を挿通させて固定される。第１部材２と第２部材３とは、大長孔２０及び小長孔３０で面材７の幅方向に相対移動するものとなる。
【００３４】
第１部材２は、図３（ａ）に示すように、第１部材２の第１表側摩擦平面２１とワッシャー４２とが面当接されることによって第１減衰部２５が設けられる。第２部材３は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２と第２部材３の第２摩擦平面３１とが面当接されることによって第２減衰部３５が設けられる。
【００３５】
第１部材２と第２部材３とは、図５に示すように、構造物に風荷重等が作用して、小振動を引き起こすときに、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用して、大振動を引き起こすときに、大長孔２０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。
【００３６】
第１部材２と第２部材３とは、第１部材２の第１表側摩擦平面２１とワッシャー４２とが面当接される接触面の摩擦抵抗が、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２と第２部材３の第２摩擦平面３１とが面当接される接触面の摩擦抵抗よりも大きいものに設定される。このとき、第１減衰部２５よりも第２減衰部３５の方が、各々の接触面で褶動容易となるように設定される。
【００３７】
第１部材２と第２部材３とは、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、構造物に風荷重等が作用したときに、褶動容易に設定された第２減衰部３５が、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に褶動する。また、第１部材２と第２部材３とは、図５（ｄ）、（ｅ）に示すように、構造物に地震荷重等が作用したときに、小長孔３０の端部に締結部材４３が接触するものとなることで、大長孔２０が形成された範囲で第１減衰部２５が面材７の幅方向に褶動する。
【００３８】
第１減衰部２５は、第１部材２の第１表側摩擦平面２１又はワッシャー４２の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化されたものとなる。第１減衰部２５は、第１部材２の第１表側摩擦平面２１又はワッシャー４２の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００３９】
なお、第２減衰部３５は、第１減衰部２５よりも褶動容易となるように設定された範囲で、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又は第２部材３の第２摩擦平面３１の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化されるものとされてもよい。このとき、第２減衰部３５は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又は第２部材３の第２摩擦平面３１の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００４０】
本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に小振動が作用したときに、第２減衰部３５が小長孔３０の範囲で褶動するとともに、構造物に大振動が作用したときに、第１減衰部２５が大長孔２０の範囲で褶動することから、図６に示すように、構造物に作用する振動の大きさに効率的に対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収させることが可能となる。
【００４１】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１部材２と第２部材３とが褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動することから、界面を形成した摩擦抵抗と比較して、著しく高い摩擦係数を得ることができる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する振動に対する吸収性能を著しく向上させて、構造物の倒壊や面材７の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【００４２】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態において、図３に示すように、第１減衰部２５及び第２減衰部３５が、面材７の面外方向で互いに重ね合わされて設けられるものである。
【００４３】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態の第１変形例において、図７〜図１０に示すように、第１部材２と第２部材３とが、面材７の正面側及び背面側に嵌合材４４及びプレート４５を介在させた状態で、締結部材４３で固定されて、異種材料接触状態で褶動して、面材７を面内方向に変位させるものとなる。
【００４４】
第１部材２と第２部材３とは、面内方向に所定の長さで延びる大長孔２０が、第２部材３に形成されるとともに、大長孔２０よりも短い所定の長さで延びる小長孔３０が、第１部材２に形成される。第１部材２と第２部材３とは、これに限らず、大長孔２０よりも短い小長孔３０が第１部材２に形成されるとともに、第２部材３に大長孔２０が形成されてもよい。
【００４５】
第１部材２と第２部材３とは、図９に示すように、互いに面接触した状態で、小長孔３０とプレート４５の貫通孔に嵌合材４４を嵌合させて、大長孔２０と小長孔３０とに締結部材４３を挿通させて固定される。第１部材２と第２部材３とは、大長孔２０及び小長孔３０で面材７の幅方向に相対移動するものとなる。
【００４６】
第１部材２は、図８（ａ）に示すように、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２とプレート４５とが面当接されることによって第１減衰部２５が設けられる。第２部材３は、第２部材３の第２摩擦平面３１とプレート４５とが面当接されることによって第２減衰部３５が設けられる。
【００４７】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用して、小振動を引き起こすときに、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用して、大振動を引き起こすときに、大長孔２０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。
【００４８】
第１部材２と第２部材３とは、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２とプレート４５とが面当接される接触面の摩擦抵抗が、第２部材３の第２摩擦平面３１とプレート４５とが面当接される接触面の摩擦抵抗よりも小さいものに設定される。このとき、第２減衰部３５よりも第１減衰部２５の方が、各々の接触面で褶動容易となるように設定される。
【００４９】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用したときに、褶動容易に設定された第１減衰部２５が、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に褶動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用したときに、小長孔３０の端部に嵌合材４４が接触するものとなることで、大長孔２０が形成された範囲で第２減衰部３５が面材７の幅方向に褶動する。
【００５０】
第２減衰部３５は、第２部材３の第２摩擦平面３１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化するものとなる。第２減衰部３５は、第２部材３の第２摩擦平面３１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００５１】
なお、第１減衰部２５は、第２減衰部３５よりも褶動容易となるように設定された範囲で、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化するものとされてもよい。このとき、第１減衰部２５は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００５２】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１部材２と第２部材３とが褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動することから、界面を形成した摩擦抵抗と比較して、著しく高い摩擦係数を得ることができる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する振動に対する吸収性能を著しく向上させて、構造物の倒壊や面材７の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【００５３】
本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に小振動が作用したときに、第１減衰部２５が小長孔３０の範囲で褶動するとともに、構造物に大振動が作用したときに、第２減衰部３５が大長孔２０の範囲で褶動することから、図６に示すように、構造物に作用する振動の大きさに効率的に対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収させることが可能となる。
【００５４】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態の第１変形例において、図９に示すように、第１部材２と第２部材３とが、面材７の正面側及び背面側に嵌合材４４を介在させた状態で、締結部材４３で固定される部位だけでなく、面材７の正面側及び背面側に皿バネ４１のみを介在させた状態で、締結部材４３で固定される部位が設けられる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、嵌合材４４を介在させた部位と、皿バネ４１のみを介在させた部位とで、各々の摩擦減衰性能を異ならせて、構造物に作用する多様な振動の大きさに対応することで、構造物に作用する振動をその変位に応じて多段階的に吸収させることが可能となる。
【００５５】
本発明を適用したダンパーセット１は、第２実施形態において、図１１〜図１３に示すように、第１減衰部２５と第２減衰部３５とが、面材７の面内方向で互いに位置をずらして設けられるものである。
【００５６】
第１部材２と第２部材３とは、図１２に示すように、面材７の正面側及び背面側にプレート４５、皿バネ４１を介在させた状態で、締結部材４３で固定されるものとなる。第１部材２と第２部材３とは、異種材料接触状態で褶動して、面材７を面内方向に変位させるものとなる。
【００５７】
第１部材２と第２部材３とは、面内方向に所定の長さで延びる大長孔２０が、第１部材２に形成されるとともに、大長孔２０よりも短い所定の長さで延びる小長孔３０が、第２部材３に形成される。第１部材２と第２部材３とは、これに限らず、大長孔２０よりも短い小長孔３０が第１部材２に形成されるとともに、第２部材３に大長孔２０が形成されてもよい。
【００５８】
第１部材２と第２部材３とは、図１３に示すように、互いに面接触した状態で、大長孔２０と小長孔３０とに締結部材４３を挿通させて固定される。第１部材２と第２部材３とは、大長孔２０及び小長孔３０で面材７の幅方向に相対移動するものとなる。
【００５９】
第１部材２は、図１２（ａ）に示すように、第１部材２の第１表側摩擦平面２１とプレート４５とが面当接されることによって第１減衰部２５が設けられる。第２部材３は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２と第２部材３の第２摩擦平面３１とが面当接されることによって第２減衰部３５が設けられる。
【００６０】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用して、小振動を引き起こすときに、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用して、大振動を引き起こすときに、大長孔２０が形成された範囲で、面材７の幅方向に相対移動する。
【００６１】
第１部材２と第２部材３とは、第１部材２の第１表側摩擦平面２１とプレート４５とが面当接される接触面の摩擦抵抗が、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２と第２部材３の第２摩擦平面３１とが面当接される接触面の摩擦抵抗よりも大きいものに設定される。このとき、第１減衰部２５よりも第２減衰部３５の方が、各々の接触面で褶動容易となるように設定される。
【００６２】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用したときに、褶動容易に設定された第２減衰部３５が、小長孔３０が形成された範囲で、面材７の幅方向に褶動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用したときに、小長孔３０の端部に締結部材４３が接触して、大長孔２０が形成された範囲で第１減衰部２５が面材７の幅方向に褶動する。
【００６３】
第１減衰部２５は、第１部材２の第１表側摩擦平面２１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化されたものとなる。第１減衰部２５は、第１部材２の第１表側摩擦平面２１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００６４】
なお、第２減衰部３５は、第１減衰部２５よりも褶動容易となるように設定された範囲で、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又は第２部材３の第２摩擦平面３１の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化されるものとされてもよい。このとき、第２減衰部３５は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又は第２部材３の第２摩擦平面３１の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００６５】
本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に小振動が作用したときに、第２減衰部３５が小長孔３０の範囲で褶動するとともに、構造物に大振動が作用したときに、第１減衰部２５が大長孔２０の範囲で褶動することから、図６に示すように、構造物に作用する振動の大きさに効率的に対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収させることが可能となる。
【００６６】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１部材２と第２部材３とが褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動することから、界面を形成した摩擦抵抗と比較して、著しく高い摩擦係数を得ることができる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する振動に対する吸収性能を著しく向上させて、構造物の倒壊や面材７の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【００６７】
本発明を適用したダンパーセット１は、第２実施形態の第１変形例において、図１４〜図１６に示すように、第２部材３に設けられる第２減衰部３５として、面材７の面内方向に突出して設けられる突出部５１と、突出部５１の側方に設けられる一対の補助部５２とを有する。本発明を適用したダンパーセット１は、これに限らず、突出部５１と一対の補助部５２とが第１部材２に形成されてもよい。
【００６８】
突出部５１は、先端部５１ａが壁枠６に締結部材４３で固定される。突出部５１は、図１５に示すように、構造物に地震や風等による振動が作用して面材７が面内方向に変位するときに、幅方向に傾斜して当接面５１ｂを補助部５２に当接させながら変形するものとなる。
【００６９】
突出部５１は、面材７の幅方向の変形量が大きくなるにつれて、突出部５１の板厚ｔと鋼材の降伏点強度σyとから算出されるモーメント耐力Ｍｐが低下するものとなるように、突出部５１の幅Ｂが設定される。なお、モーメント耐力Ｍｐは、Ｍｐ＝ｔ×Ｂ2／４×σyで算出されるものであり、突出部５１の高さ方向で基端部５１ｃから離間するにしたがって、モーメント耐力Ｍｐが低下するものとなるように突出部５１の幅Ｂが設定されることで、突出部５１の当接面５１ｂが所定の曲率で湾曲するように設定されるものとなる。
【００７０】
本発明を適用したダンパーセット１は、第２実施形態の第１変形例において、補助部５２及び突出部５１の当接面５１ｂが所定の曲率で湾曲するように設定されることで、突出部５１のモーメント耐力Ｍｐを低下させることができ、構造物に作用する振動による荷重Ｑをバイリニアとしながら突出部５１の先端部５１ａの安定した変位量を確保して、突出部５１を所定の振動減衰性能を維持した状態で変形させることができるものとなる。
【００７１】
本発明を適用したダンパーセット１は、第２実施形態の第１変形例において、突出部５１の先端部５１ａと基端部５１ｃとを幅方向に相対的に安定して変位させて、突出部５１を所定の振動減衰性能を維持した状態で変形させるものとなる。これにより、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する振動を補助部５２及び突出部５１に効率的に吸収させて、構造物の倒壊や分割面材７１の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【００７２】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態、第２実施形態において、図１に示すように、枠材７２による分割面材７１の固定強度ＱFIXよりも、構造物に作用する振動によって変位するときの降伏強度Ｑyの方が小さいものとなる。これにより、本発明を適用したダンパーセット１は、複数の分割面材７１を枠材７２に固定した状態で、複数の分割面材７１を一体化させた面材７を変位させて、構造物に作用する振動を確実に減衰させることが可能となる。
【００７３】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１実施形態、第２実施形態において、面材７の幅方向の両側部で壁枠６と離間させて間隙部１０を形成させるものである。本発明を適用したダンパーセット１は、複数の分割面材７１を一体化させた面材７を変位させて、構造物に作用する振動を減衰させるときに生じる面材７の面内方向の変位が間隙部１０で吸収される。
【００７４】
本発明を適用したダンパーセット１は、第３実施形態において、図１７に示すように、構造物の一部となる壁枠６に傾斜して設けられるブレース９に取り付けられる。ブレース９は、壁枠６の下側の斜材に設けられる第２部材３と、壁枠６の上側の斜材に設けられる第１部材２とを備える。
【００７５】
本発明を適用したダンパーセット１は、第３実施形態において、図１８〜図２０に示すように、第１部材２と第２部材３とが、斜材の正面側及び背面側に嵌合材４４及びプレート４５を介在させた状態で、締結部材４３で固定されて、異種材料接触状態で褶動して、壁部８の面内方向に変位させるものとなる。
【００７６】
第１部材２と第２部材３とは、面内方向に所定の長さで延びる大長孔２０が、第２部材３に形成されるとともに、大長孔２０よりも短い所定の長さで延びる小長孔３０が、第１部材２に形成される。第１部材２と第２部材３とは、これに限らず、大長孔２０よりも短い小長孔３０が第１部材２に形成されるとともに、第２部材３に大長孔２０が形成されてもよい。
【００７７】
第１部材２と第２部材３とは、図２０に示すように、互いに面接触した状態で、小長孔３０に嵌合材４４を嵌合させて、大長孔２０と小長孔３０とに締結部材４３を挿通させて固定される。第１部材２と第２部材３とは、大長孔２０及び小長孔３０で壁部８の面内方向に相対移動するものとなる。
【００７８】
第１部材２は、図１９（ａ）に示すように、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２とプレート４５とが面当接されることによって第１減衰部２５が設けられる。第２部材３は、第２部材３の第２摩擦平面３１とプレート４５とが面当接されることによって第２減衰部３５が設けられる。
【００７９】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用して、小振動を引き起こすときに、小長孔３０が形成された範囲で、壁部８の面内方向に相対移動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用して、大振動を引き起こすときに、大長孔２０が形成された範囲で、壁部８の面内方向に相対移動する。
【００８０】
第１部材２と第２部材３とは、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２とプレート４５とが面当接される接触面の摩擦抵抗が、第２部材３の第２摩擦平面３１とプレート４５とが面当接される接触面の摩擦抵抗よりも小さいものに設定される。このとき、第２減衰部３５よりも第１減衰部２５の方が、各々の接触面で褶動容易となるように設定される。
【００８１】
第１部材２と第２部材３とは、構造物に風荷重等が作用したときに、褶動容易に設定された第１減衰部２５が、小長孔３０が形成された範囲で、壁部８の面内方向に褶動する。また、第１部材２と第２部材３とは、構造物に地震荷重等が作用したときに、小長孔３０の端部に嵌合材４４が接触するものとなることで、大長孔２０が形成された範囲で第２減衰部３５が壁部８の面内方向に褶動する。
【００８２】
第２減衰部３５は、第２部材３の第２摩擦平面３１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化するものとなる。第２減衰部３５は、第２部材３の第２摩擦平面３１又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００８３】
なお、第１減衰部２５は、第２減衰部３５よりも褶動容易となるように設定された範囲で、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、鉄板、鋼板等とアルミニウム板等との間でアルミニウム等が鉄材、鋼材等に部分的に溶け込んで、各々の金属粒子が一体化するものとされてもよい。このとき、第１減衰部２５は、第１部材２の第１裏側摩擦平面２２又はプレート４５の摩擦平面の平滑度を向上させることで、第１部材２と第２部材３とが異種材料接触状態で褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動を摩擦減衰させるものとなる。
【００８４】
本発明を適用したダンパーセット１は、第１部材２と第２部材３とが褶動するときに、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動することから、界面を形成した摩擦抵抗と比較して、著しく高い摩擦係数を得ることができる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する振動に対する吸収性能を著しく向上させて、構造物の倒壊や面材７の崩落等を確実に防止することが可能となる。
【００８５】
本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に小振動が作用したときに、第１減衰部２５が小長孔３０の範囲で褶動するとともに、構造物に大振動が作用したときに、第２減衰部３５が大長孔２０の範囲で褶動することから、図６に示すように、構造物に作用する振動の大きさに効率的に対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収させることが可能となる。
【００８６】
本発明を適用したダンパーセット１は、第３実施形態において、図２０に示すように、第１部材２と第２部材３とが、斜材の正面側及び背面側に嵌合材４４を介在させた状態で、締結部材４３で固定される部位だけでなく、斜材の正面側及び背面側に皿バネ４１のみを介在させた状態で、締結部材４３で固定される部位が設けられる。このとき、本発明を適用したダンパーセット１は、嵌合材４４を介在させた部位と、皿バネ４１のみを介在させた部位とで、各々の摩擦減衰性能を異ならせて、構造物に作用する多様な振動の大きさに対応することで、構造物に作用する振動をその変位に応じて多段階的に吸収させることが可能となる。
【００８７】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００８８】
例えば、本発明を適用したダンパーセット１は、構造物に作用する風荷重等や地震荷重等に対して、第１部材２と第２部材３との摩擦減衰で振動を吸収させる摩擦ダンパーに限られず、粘弾性変形によって振動を吸収させる粘弾性ダンパーが用いられてもよい。その粘弾性ダンパーとは、例えば、摩擦ダンパーの滑り面に粘弾性体シート等を挟んだ構成である。
【符号の説明】
【００８９】
１        ：ダンパーセット
１０      ：間隙部
２        ：第１部材
２０      ：大長孔
２１      ：第１表側摩擦平面
２２      ：第１裏側摩擦平面
２５      ：第１減衰部
３        ：第２部材
３０      ：小長孔
３１      ：第２摩擦平面
３５      ：第２減衰部
４１      ：皿バネ
４２      ：ワッシャー
４３      ：締結部材
４４      ：嵌合材
４５      ：プレート
５１      ：突出部
５１ａ    ：先端部
５１ｂ    ：当接面
５１ｃ    ：基端部
５２      ：補助部
６        ：壁枠
６１      ：柱材
６２      ：梁材
７        ：面材
７１      ：分割面材
７１ａ    ：下端部
７１ｂ    ：上端部
７１ｃ    ：両側端部
７１ｄ    ：正面部
７１ｅ    ：背面部
７２      ：枠材
８        ：壁部
９        ：ブレース
【要約】
【課題】構造物に作用する振動の大きさに対応させて、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に吸収することのできるダンパーセットを提供する。
【解決手段】構造物に導入されるダンパーセット１に関する。本発明を適用したダンパーセット１は、第１減衰部が設けられる第１部材と、第２減衰部が設けられる第２部材とを備える。第１部材及び第２部材の何れか一方又は両方は、構造物の一部に固定された状態で、第１減衰部及び第２減衰部の何れか一方又は両方が、第１部材又は第２部材の平滑度を向上させた摩擦平面との異種材料接触状態で、界面を形成させることなく、摩擦平面の内部で金属流動する部位を形成させながら褶動して、構造物に作用する振動をその変位に応じて段階的に減衰させるものである。
【選択図】図１【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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