(57)【要約】【課題】制震部材の厚みに誤差があってもダンパー特性に影響なく粘弾性体を適正に介在させる。【解決手段】制震ダンパー１は、外筒２と、外筒２に同軸で遊挿される内筒３と、軟化型の非線形材料で形成され、外筒２と内筒３との間に介在されて互いの対向面同士が接着される粘弾性体４とからなる。外筒２の両端には、中間部よりも大径に拡開する拡開部５，５が形成されて、外筒２と内筒３との間隔を中間部よりも広くしている。この拡開部５，５は、粘弾性体４の設計面積を確保するのに必要な接着領域Ｓの外縁に設けられるものである。【選択図】図１
2008075693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制震部材間に粘弾性体を介在させ、前記制震部材と粘弾性体との互いの対向面同士を接着させてなる制震ダンパーであって、
前記粘弾性体を軟化型の非線形材料で形成すると共に、前記制震部材における前記粘弾性体の設計面積を確保するのに必要な接着領域の外縁に、前記制震部材の間隔が広くなる形状変更部を設けたことを特徴とする制震ダンパー。
【請求項２】
複数の制震部材間に粘弾性体を介在させ、前記制震部材と粘弾性体との互いの対向面同士を接着させてなる制震ダンパーであって、
前記粘弾性体を軟化型の非線形材料で形成すると共に、前記制震部材における前記粘弾性体の設計面積を確保するのに必要な接着領域の外縁に、前記接着領域を越えた粘弾性体を排出するフロー孔を設けたことを特徴とする制震ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の制震部材の間に粘弾性体を接着してなる制震ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
制震ダンパーは、一対の平行な鋼板や同軸で遊挿された内管と外管等の制震部材と、その制震部材の間に介在されて制震部材との対向面同士が接着される粘弾性体とからなり、これを例えば軸組フレーム内へブレース状に架設することで、加振時には、制震部材の相反方向への移動に伴って粘弾性体が剪断変形して減衰作用を生じさせる。
このような制震ダンパーにおいては、制震部材間の粘弾性体の厚みや面積によって剛性や減衰係数が変化してしまうため、粘弾性体の厚みや面積を正確に管理するのが望ましい。しかし、制震部材の成形誤差によって厚みが変化すると、粘弾性体を制震部材間に充填する際の金型形状は一定であることから、制震部材間の間隔が変化して粘弾性体の面積に変動が生じる。図５（Ａ）は、横断面矩形状の外管１１と内管１２との間に粘弾性体１３を介在させた制震ダンパー１０を示すもので、ここに重量管理された粘弾性体１３を充填する場合、外管１１や内管１２の厚みが大きくなると、同図（Ｂ）のように粘弾性体１３の厚みが薄くなって接着領域Ｓ１が接着領域Ｓよりも大きくなり、外管１１や内管１２の厚みが小さくなると、同図（Ｃ）のように粘弾性体１３の厚みが厚くなって接着領域Ｓ２が接着領域Ｓよりも小さくなってしまう。
【０００３】
そこで、このような粘弾性体の厚みの変動を防止するためには、特許文献１に示すように、一方の鋼板に突起を設けて他方の鋼板に当接させることで、鋼板間の間隙を確保する対策が考えられる。また、特許文献２には、内管の両端に環状のゴムブッシュを外装させることで、内管と外管とを同軸で弾性的に保持させるようにする対策が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−７３６０５号公報
【特許文献２】特開平９−１３３１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の場合、加振時の鋼板の移動によって粘弾性体が突起と干渉して損傷するおそれがあり、減衰性能や耐久性の低下を招いてしまう。また、特許文献２のものでは、ゴムブッシュを位置決めして摺動させるための金具やリングが必要となり、部品点数が多くなって構造が複雑化し、コストアップに繋がる。また、このゴムブッシュも摺動の繰り返しによって損傷するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、簡単な構成で、制震部材の厚みに成形誤差があってもダンパー特性に影響なく粘弾性体を適正に介在させることができる制震ダンパーを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粘弾性体を軟化型の非線形材料で形成すると共に、制震部材における粘弾性体の設計面積を確保するのに必要な接着領域の外縁に、制震部材の間隔が広くなる形状変更部を設けたことを特徴とするものである。
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、粘弾性体を軟化型の非線形材料で形成すると共に、制震部材における粘弾性体の設計面積を確保するのに必要な接着領域の外縁に、接着領域を越えた粘弾性体を排出するフロー孔を設けたことを特徴とするものである。
なお、「軟化型の非線形材料」とは、荷重に対する変形と共に剛性が曲線状に変化する非線形材料のうち、図６に示すように、歪みが大きくなるにつれて剛性Ｋが小さくなる変化を現す材料（例えばスチレン系、シリコン系、ジエン系等の高分子化合物）を言う。よって、非線形材料であってもゴム系等の硬化型のものは除かれる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１及び２に記載の発明によれば、形状変更部又はフロー孔を設ける簡単な構成で、制震部材の厚みに成形誤差があっても粘弾性体の面積を一定範囲に維持でき、剛性や減衰性能等のダンパー特性に影響なく粘弾性体を適正に介在させることができる。特に、粘弾性体に軟化型の非線形材料を採用したことで、面積一定によるダンパー特性の安定が効果的に得られるようになっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［形態１］
図１は、本発明の制震ダンパーの一例を示す縦断面図で、制震ダンパー１は、制震部材としての外筒２と、外筒２に同軸で遊挿される同じく制震部材である内筒３と、外筒２と内筒３との間に介在されて互いの対向面同士が接着される粘弾性体４とからなる。内筒３は横断面矩形の直管で、外筒２も横断面矩形の管体であるが、両端には、中間部よりも大径に拡開する形状変更部としての拡開部５，５が形成されて、外筒２と内筒３との間隔を中間部よりも広くしている。この拡開部５，５は、粘弾性体４の設計面積を確保するのに必要な接着領域Ｓの外縁に設けられるものである。また、粘弾性体４には、スチレン系、シリコン系、ジエン系等の高分子化合物（軟化型の非線形材料）が用いられる。
【００１０】
よって、この制震ダンパー１においては、外筒２及び内筒３を金型内にセットして粘弾性体４の充填を行う際には、粘弾性体４が両端の拡開部５，５内に夫々はみ出るように若干多めに充填すれば、外筒２や内筒３の成形誤差にかかわらず、粘弾性体４は拡開部５，５を除いた中間部の接着領域Ｓ内に確保される。従って、所望の特性を得るために粘弾性体４に必要な設計面積が得られることになる。
なお、この制震ダンパー１は、例えば軸組フレーム内で、外筒２と内筒３とを夫々連結部材を介して対向する仕口部に夫々連結することで、ブレース状に架設して使用される。加振時には、軸組フレームの変形によって制震ダンパー１に引張力と圧縮力とが交互に加わることで、外筒２と内筒３とが互いに相反する方向へ移動して粘弾性体４に剪断変形を生じさせ、振動の減衰作用を発揮することになる。
【００１１】
以下、本発明の他の形態を説明する。なお、形態１と同じ構成部には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
［形態２］
図２に示す制震ダンパー１ａでは、外筒２が横断面円形の直管となり、内筒３には、直管部６の先端側に形状変更部となる小径部７が、後方側に形状変更部としてくびれ部８が夫々形成されている。この小径部７及びくびれ部８も、粘弾性体４の設計面積を確保するのに必要な接着領域Ｓの外縁に設けられるものである。
よって、この制震ダンパー１ａにおいても、外筒２及び内筒３を金型内にセットして粘弾性体４の充填を行う際には、粘弾性体４が内筒３の小径部７及びくびれ部８内に夫々はみ出るように若干多めに充填すれば、外筒２や内筒３の成形誤差にかかわらず、粘弾性体４は小径部７とくびれ部８との間の接着領域Ｓ内に確保され、所望の特性を得るために粘弾性体４に必要な設計面積が得られる。
【００１２】
［形態３］
図３に示す制震ダンパー１ｂでは、内筒３における先端寄りと後方側とに複数のフロー孔９，９・・が周方向へ等間隔で形成されている。この軸方向前後のフロー孔９，９が、粘弾性体４の設計面積を確保するのに必要な接着領域Ｓの外縁に設けられるものである。
よって、この制震ダンパー１ｂにおいても、外筒２及び内筒３を金型内にセットして粘弾性体４の充填を行う際には、粘弾性体４が前後のフロー孔９，９から夫々はみ出るように若干多めに充填すれば、外筒２や内筒３の成形誤差にかかわらず、粘弾性体４は前後のフロー孔９，９間の接着領域Ｓ内に確保され、所望の特性を得るために粘弾性体４に必要な設計面積が得られる。
【００１３】
［形態４］
図４に示す制震ダンパー１ｃでは、外筒２における先端寄りと後方側とに複数のフロー孔９，９・・が周方向へ等間隔で形成されている。この軸方向前後のフロー孔９，９が、粘弾性体４の設計面積を確保するのに必要な接着領域Ｓの外縁に設けられるものである。
よって、この制震ダンパー１ｃにおいても、外筒２及び内筒３を金型内にセットして粘弾性体４の充填を行う際には、粘弾性体４が前後のフロー孔９，９から夫々はみ出るように若干多めに充填すれば、外筒２や内筒３の成形誤差にかかわらず、粘弾性体４は前後のフロー孔９，９間の接着領域Ｓ内に確保され、所望の特性を得るために粘弾性体４に必要な設計面積が得られる。
【００１４】
［設計値によるダンパー特性の比較］
表１は、上記各形態のように軟化型の非線形材料の粘弾性体を面積管理した場合のダンパー特性（ここではダンパー剛性Ｋと減衰係数Ｃ）の設計値を、各歪みと粘弾性体の厚みとを対応させて算出した表で、２００％歪み時の性能を１．０とした比率で夫々表示している。粘弾性体の厚みは１０ｍｍ、９ｍｍ、１１ｍｍである。また、各歪みにおいては、１０ｍｍ厚さの数値を基準として、これに対する最大値と最小値との差の割合をばらつき幅として挙げている。
同様に表２は、非線形材料の粘弾性体を重量管理した場合のダンパー特性の設計値を算出した表である。
【００１５】
【表１】
2008075693.tif 000003
【００１６】
【表２】
2008075693.tif 000004
【００１７】
上記表より、粘弾性体を面積管理した場合は、厚みが変化しても、ダンパーの変位に対するダンパー剛性Ｋやダンパー減衰係数Ｃのばらつきが重量管理の場合に比べて非常に小さくなり、性能が安定していることがわかる。
【００１８】
このように、上記各形態の制震ダンパーによれば、外筒における粘弾性体の設計面積を確保するのに必要な接着領域の外縁に、外筒と内筒との間隔が広くなる形状変更部、若しくはフロー孔を設けたことで、簡単な構成で、外筒や内筒の厚みに成形誤差があっても粘弾性体の面積を一定範囲に維持でき、剛性や減衰性能といったダンパー特性に影響なく粘弾性体を適正に介在させることができる。特に、粘弾性体に軟化型の非線形材料を採用したことで、面積一定によるダンパー特性の安定が効果的に得られるようになっている。
【００１９】
なお、上記形態では、制震部材として横断面矩形の筒体を採用しているが、横断面形状は円形等の他の形状であっても差し支えない。また、二重管に限らず多重管であっても、接着領域の外縁に拡開部やくびれ部等の形状変更部を設けることで面積管理は可能である。
さらに、制震部材を複数の平行な鋼板とし、各鋼板の間に粘弾性体を介在させたものであっても、鋼板の折り曲げによって鋼板間の間隔を変えたり、フロー孔を設けたりして面積管理することができる。
そして、形状変更部も拡開部や小径部等に限らず、凹溝や断続的に並べた凹部等、粘弾性体の接着領域の外縁で端縁位置を決定できる態様であれば適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】形態１の制震ダンパーの縦断面図である。
【図２】形態２の制震ダンパーの縦断面図である。
【図３】形態３の制震ダンパーの縦断面図である。
【図４】形態４の制震ダンパーの縦断面図である。
【図５】（Ａ）は従来の制震ダンパーの縦断面図で、（Ｂ）（Ｃ）は面積のばらつきを示す説明図である。
【図６】軟化型の非線形材料の履歴ループ及び剛性の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ・・制震ダンパー、２・・外筒、３・・内筒、４・・粘弾性体、５・・拡開部、７・・小径部、８・・くびれ部、９・・フロー孔。
【図１】
2008075693.tif 000005
【図２】
2008075693.tif 000006
【図３】
2008075693.tif 000007
【図４】
2008075693.tif 000008
【図５】
2008075693.tif 000009
【図６】
2008075693.tif 000010