(57)【要約】【課題】繰り返し変形による粘弾性材料の形状を保持することができ、かつ十分に大きなエネルギー吸収能を有する制振用ダンパーを提供する。【解決手段】第１の方向へ変位する第１の板材と、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ変位する第２の板材と、両端部に開口を有し、一方の開口から前記第１の板材の一部が突出し、他方の開口から前記第２の板材の一部が突出する状態で前記第１の板材及び前記第２の板材を覆うケーシングと、このケーシング内の前記第１の板材及び前記第２の板材を除く空間部に充填された粘弾性材料と、を有することを特徴とする制振用ダンパーである。【選択図】図１
2008089113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向へ変位する第１の板材と、
前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ変位する第２の板材と、
両端部に開口を有し、一方の開口から前記第１の板材の一部が突出し、他方の開口から前記第２の板材の一部が突出する状態で前記第１の板材及び前記第２の板材を覆うケーシングと、
このケーシング内の前記第１の板材及び前記第２の板材を除く空間部に充填された粘弾性材料と、
を有することを特徴とする制振用ダンパー。
【請求項２】
前記ケーシング内に前記第１の板材と平行に変位する第３の板材をさらに設け、前記第１の板材と前記第３の板材とが粘弾性材料を介して前記第２の板材を挟むように配置し、
前記ケーシング内に前記第２の板材と平行に変位する第４の板材をさらに設け、前記第２の板材と前記第４の板材とが粘弾性材料を介して前記第３の板材を挟むように配置し、
前記第１の板材と前記第３の板材とを前記ケーシングの一方の外側にて連結し、
前記第２の板材と前記第４の板材とを前記ケーシングの他方の外側にて連結してなることを特徴とする請求項１に記載の制振用ダンパー。
【請求項３】
前記ケーシングの外側において、前記第１の板材の端部の突出部及び前記第２の板材の端部の突出部に取り付け用の孔を有することを特徴とする請求項１または２に記載の制振用ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築構造物間に張設される制振用ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地震や風により振動して変位が集中する建築構造物間には、これら建築構造物間の振動を低減するために粘弾性材料を使用したせん断型ダンパー等の制振用ダンパーが使用されている。せん断型の制振用ダンパーの基本構造は、（ａ）平行平板型、（ｂ）円筒型に分けることができる。
（ａ）の平行平板型は構造が単純であるが、大きなエネルギー吸収が得られないことから、２面剪断型、多面剪断型が提案されている。ところが、２面剪断型及び多面剪断型はいずれも側面が開放されているため、繰り返し変形による粘弾性材料の形状保持が難しい。そのため、円筒型が用いられる場合がある。ただし、円筒型は、構造物に取り付けるための部位を内筒、外筒に連結して取り付けなければならないため、その構造が複雑になる傾向がある。
【０００３】
下記特許文献１には、（ａ）の平行平板型であって、外装ケーシングに覆われたプレートを有する制振用ダンパーが示されている。しかし、この制振用ダンパーもまだ十分大きなエネルギー吸収をできないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２９９２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、繰り返し変形による粘弾性材料の形状を保持することができ、かつ十分に大きなエネルギー吸収能を有する制振用ダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の制振用ダンパーは、第１の方向へ変位する第１の板材と、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ変位する第２の板材と、両端部に開口を有し、一方の開口から前記第１の板材の一部が突出し、他方の開口から前記第２の板材の一部が突出する状態で前記第１の板材及び前記第２の板材を覆うケーシングと、このケーシング内の前記第１の板材及び前記第２の板材を除く空間部に充填された粘弾性材料と、を有することを特徴としている。
本発明の構成によると、粘弾性材料はケーシングに覆われていることから、繰り返し変形による粘弾性材料の形状保持を行うことができ、かつ、剪断面が３面存在することから十分に大きなエネルギー吸収を得ることができる。
【０００６】
前記ケーシング内に前記第１の板材と平行して変位する第３の板材をさらに設け、前記第１の板材と前記第３の板材とが粘弾性材料を介して前記第２の板材を挟むように配置し、前記ケーシング内に前記第２の板材と平行して変位する第４の板材をさらに設け、前記第２の板材と前記第４の板材とが粘弾性材料を介して前記第３の板材を挟むように配置し、前記第１の板材と前記第３の板材とを前記ケーシングの一方の外側にて連結し、前記第２の板材と前記第４の板材とを前記ケーシングの他方の外側にて連結してなることが好ましい。
この構成によると、モーメントを生じることなく、エネルギー吸収のより大きな制振用ダンパーを提供することができる。
【０００７】
前記ケーシングの外側において、前記第１の板材の端部の突出部及び前記第２の板材の端部の突出部に取り付け用の孔を有することが好ましい。
この構成によると、建築構造物とダンパーを接続する部材に対して取り付けのより簡単な制振用ダンパーを提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、繰り返し変形による粘弾性材料の形状を保持することができ、かつ十分に大きなエネルギー吸収能を有する制振用ダンパーを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の制振用ダンパーは、第１の方向へ変位する第１の板材と、前記第１の方向とは逆方向の第２の方向へ変位する第２の板材と、両端部に開口を有し、一方の開口から前記第１の板材の一部が突出し、他方の開口から前記第２の板材の一部が突出する状態で前記第１の板材及び前記第２の板材を覆うケーシングと、このケーシング内の前記第１の板材及び前記第２の板材を除く空間部に充填された粘弾性材料と、を有することを特徴としている。
以下、本発明の制振用ダンパーについて詳述する。
【００１０】
図１は、本発明を適用した制振用ダンパーの一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１、図２に示す制振用ダンパー１０は、ケーシング１２と、ケーシング１２内に位置する２枚の板材（第１の板材１４及び第２の板材１６）と、ケーシング１２内の２枚の板材を除く空間部に充填された粘弾性材料１８とを有する。
【００１１】
ケーシング１２は両端部に開口を有し、一方の開口から第１の板材１４の一部が外部に突出しており、他方の開口から第２の板材１６の一部が外部に突出している。これら第１の板材１４及び第２の板材１６の突出部は建築構造物への装着に使用される。すなわち、制振用ダンパー１０は、第１の板材１４及び第２の板材１６の突出部を介して建築構造物に装着して張設することができる。従って、突出部には建築構造物への取り付け用の孔を設けることが好ましい。例えば、当該突出部と建築構造物とをボルト等によって固定するためには、ボルト等が貫通する孔２０を設ける（図１参照）。なお、第１の板材１４及び第２の板材１６は同じ部材である。
ケーシング１２の形成材料としては、金属、セラミック、樹脂などを挙げることができる。耐火性付与の観点から、金属又はセラミックを使用することが好ましい。
【００１２】
ケーシング１２の内部に充填される粘弾性材料１８は、剪断応力により剪断変形する材料であり、ケーシング１２内の第１の板材１４及び第２の板材１６を除く空間部に充填されており、第１の板材１４、第２の板材１６、及びケーシング１２の内壁の各界面で接着している。この構成において、第１の板材１４及び第２の板材１６が、引張又は圧縮応力を受けると、粘弾性材料１８は剪断応力により剪断変形し、エネルギー吸収に寄与する。
このような粘弾性材料は、具体例として、高減衰ゴム、アクリル系ポリマー、ゴムアスファルト、シリコーンゴム、スチレン系ポリマーなどが挙げられ、応力−歪み関係が楕円あるいは略楕円となる特性を有する材料であれば好ましい。
【００１３】
制振用ダンパー１０が建築構造物に張設され、地震などの振動により引張又は圧縮応力を受けると、第１の板材１４及び第２の板材はそれぞれ逆方向に変位する。すなわち、引張応力に対しては各板材の突出部がそれぞれ外部に向かう方向に変位し、圧縮に対してはその逆方向に変位する。このとき、前述の通り、ケーシング１２内において粘弾性材料１８はケーシング１２、第１の板材１４、及び第２の板材１６の各界面で接着していることから、（１）ケーシング１２の上部内壁と第１の板材１４との間、（２）第１の板材１４と第２の板材１６との間、（３）第２の板材１６とケーシング１２の下部内壁との間において剪断変形する。これは、剪断面が（１）〜（３）の３面存在するということであり、そのため、ケーシングによる覆いがない従来の制振用ダンパー（例えば、板材が２枚で剪断面が１面）と比較して大きなエネルギー吸収が得られる。
【００１４】
図３は、図２に示した制振用ダンパー１０の第１の板材１４及び第２の板材１６が引張応力を受け、それぞれの突出部が外部方向に変位した状態を示す図である。第１の板材１４と第２の板材１６とが引張応力を受けると、粘弾性材料１８の剪断変形に伴いケーシング１２が応力を受けるが、第１の板材１４及び第２の板材１６は逆方向に変位しており、左右において釣り合った状態となるためケーシング１２自体は変位しない。従って、ケーシング１２は保持する必要はなく、前述のように、第１の板材及び第２の板材のみを建築構造物に取り付ければよい。
【００１５】
本発明の制振用ダンパーにおいては、粘弾性材料はケーシングで覆われており、粘弾性材料の形状はケーシングの内部空間の形状に従うため、ケーシングが剛体である限り、繰り返し変形しても容易に形状保持をすることができる。
【００１６】
既述のように、本発明の制振用ダンパーの剪断面は３面存在するが、各面のせん断歪みを同程度とするために、（１）ケーシング１２の上部内壁と第１の板材１４との間、（２）第１の板材１４と第２の板材１６との間、（３）第２の板材１６とケーシング１２の下部内壁との間における粘弾性材料１８の厚みの比は１：２：１程度とすることが好ましい。それぞれの粘弾性材料１８の厚みは、各板材の２〜１０倍程度とすることが好ましい。
【００１７】
以上の図１〜図３で示した制振用ダンパー１０において、ケーシング１２は、断面が略矩形の筒状のものを使用したが、本発明はそれに限定されず、円筒形のケーシングを用いてもよい。また、第１の板材１４及び第２の板材１６は平板状のもののみならず、円柱状のものとしてもよい。図４はそれぞれの形態を一端部から見た図であり、（Ａ）は円筒形のケーシングを用いた形態であり、（Ｂ）は円筒形のケーシングを用いるとともに円柱状の板材を用いた形態である。図４（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれにおいて、ケーシング及び各板材は形状が異なるのみで、その他の構成は図１〜図３で示した構成と実質的に同じであるから、それぞれ同じ符合を付して説明を省略する。
【００１８】
以上の制振用ダンパーは、２枚の板材を使用した形態であるが、本発明はそれに限定されず、４枚の板材を使用した形態であってもよい。すなわち、前記ケーシング内に第１の板材と平行に変位する第３の板材をさらに設け、第１の板材と第３の板材とが粘弾性材料を介して第２の板材を挟むように配置し、ケーシング内に第２の板材と平行に変位する第４の板材をさらに設け、第２の板材と第４の板材とが粘弾性材料を介して第３の板材を挟むように配置し、第１の板材と第３の板材とを前記ケーシングの一方の外側にて連結し、第２の板材と第４の板材とをケーシングの他方の外側にて連結してなる形態であってもよい。
【００１９】
図５、図６に、４枚の板材を使用した形態を示す。図５は、板材を４枚構成とした制振用ダンパーを示す、図２に対応する図である。図５に示す制振用ダンパー３０は、ケーシング３２内に、第１の板材３４と、第２の板材３６と、第３の板材３８と、第４の板材４０とを有し、ケーシング３２内の各板材を除いた空間部に粘弾性材料４２（図５におけるハッチング領域）が充填されている。ケーシング３２と粘弾性材料４２は、それぞれ、図１〜図３のケーシング１２、粘弾性材料１８と実質的に同じ構成である。図５に示すように、第１の板材３４及び第３の板材３８の一部は、ケーシング３２の一端の開口から突出しており、突出部においてそれぞれ連結部材４４により連結し、第１の板材３４及び第３の板材３８はそれぞれ平行に変位する。
また同様に、第２の板材３６及び第４の板材４０の一部は、ケーシング３２の第１の板材３４及び第３の板材３８が突出する開口とは反対側の開口から突出しており、突出部においてそれぞれ連結部材４６により連結し、第２の板材３６及び第４の板材４０はそれぞれ平行に変位する。
【００２０】
以上の図５の構成において、第１の板材３４及び第３の板材３８の連結部と、第２の板材３６及び第４の板材４０の連結部とが建築構造物に取り付けられる。そのように取り付けられた状態で第１の板材３４及び第３の板材３８と、第２の板材３６及び第４の板材４０とが引張応力を受けると図６に示すように、ケーシング３２の内壁と第１の板材３４との間、第１の板材３４と第２の板材３６との間、第２の板材３６と第３の板材３８との間、第３の板材３８と第４の板材４０との間、第４の板材４０とケーシング３２の内壁との間に位置する粘弾性材料４２が剪断変形する。すなわち、剪断面が５面存在するため、図１〜図３の制振用ダンパーよりも大きなエネルギー吸収が得られる。
なお、以上の図５の構成においては、粘弾性材料の剪断変形に際し、力のモーメントが釣り合う状態にあり、制振用ダンパーが回転するなど余計な力が生じることがないため、より大きなエネルギー吸収が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用した制振用ダンパーの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す制振用ダンパーのＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２に示す制振用ダンパーが引張応力を受け、粘弾性材料が剪断変形した状態を示す断面図である。
【図４】本発明を適用した制振用ダンパーの変形例を示す図である。
【図５】本発明を適用した制振用ダンパーの別の形態を示す、図２に対応する図である。
【図６】図５に示す制振用ダンパーが引張応力を受け、粘弾性材料が剪断変形した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  制振用ダンパー
１２  ケーシング
１４  第１の板材
１６  第２の板材
２０  孔
【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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