(57)【要約】【課題】構造が簡単で取り付けを容易にする。【解決手段】制振ダンパー１０では、変形部材１２がねじれて塑性変形し、この塑性変形に伴う履歴減衰により制振して、安定した制振性能を発揮する。ねじり応力が集中する溝部１８を形成することにより、変形部材１２を単一の材料で形成しても、安定的に制振性能を発揮することが可能となる。変形部材１２を単一の材料で形成できるので、構造が簡単となり、また、その取り付けが容易となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の材料で形成され、ねじれ変形可能な変形部材と、
第１部材に前記変形部材を結合させる第１結合部材と、
前記第１部材と相対変形する第２部材に前記変形部材を結合させ、前記第１部材と前記第２部材との相対変形に伴って前記変形部材にねじれ変形を生じさせる第２結合部材と、
前記変形部材の外周に形成され、ねじれ応力を集中させる脆弱部と、
を備えたことを特徴とする制振ダンパー。
【請求項２】
前記脆弱部は、前記変形部材の外周に形成された溝部であることを特徴とする請求項１に記載の制振ダンパー。
【請求項３】
前記溝部は、前記変形部材の軸方向中央部に１条形成されていることを特徴とする請求項２に記載の制振ダンパー。
【請求項４】
前記変形部材は、円柱形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の制振ダンパー。
【請求項５】
前記変形部材は、アルミニウム、銅、アルミ−亜鉛合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金又はＳｎ−Ｓｂ合金からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制振ダンパー。
【請求項６】
前記変形部材は、ＰＥＴ系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はＰＴＦＥ樹脂からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の制振ダンパー。
【請求項７】
前記第１結合部材は、前記変形部材の外周面と前記第１部材を結合し、
前記第２結合部材は、前記変形部材の外周面と前記第２部材を結合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制振ダンパー。
【請求項８】
前記第１結合部材は、前記変形部材の軸方向一端面と前記第１部材を結合し、
前記第２結合部材は、前記変形部材の軸方向他端面と前記第２部材を結合することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の制振ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
振動を減衰させて制振する制振ダンパーとしては、特許文献１に開示されるダンパーが公知である。特許文献１のダンパーでは、互いに交差する二つの部材にそれぞれアームを回動自在に軸支し、このアーム同士を、粘弾性体を介して回動自在に結合している。さらに、特許文献１のダンパーでは、アームに面部材又は円筒体と軸体などを固定し、それらの間に粘弾性体を介在させることにより、制振機能を発揮させている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９０４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のダンパーでは、構造が複雑で取り付けに手間がかかるという問題点があった。
本発明は、上記事実を考慮し、構造が簡単で取り付けが容易な制振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】
【０００５】
本発明の請求項１に係る制振ダンパーは、単一の材料で形成され、ねじれ変形可能な変形部材と、第１部材に前記変形部材を結合させる第１結合部材と、前記第１部材と相対変形する第２部材に前記変形部材を結合させ、前記第１部材と前記第２部材との相対変形に伴って前記変形部材にねじれ変形を生じさせる第２結合部材と、前記変形部材の外周に形成され、ねじれ応力を集中させる脆弱部と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、変形部材は、第１結合部材によって第１部材に結合され、この第１部材と相対変形する第２部材に第２結合部材によって結合されており、第１部材と第２部材との相対変形に伴ってねじれ変形を生じる。
変形部材がねじれ変形する際に発生するねじり応力は、変形部材の外周に形成された脆弱部に集中する。これにより、第１部材と第２部材とに生じる振動を減衰させ、安定した制振性能を発揮する。
ここで、請求項１の構成では、脆弱部を形成することにより、変形部材を単一の材料で形成しても、安定的に制振性能を発揮することが可能となる。このように、変形部材が単一の材料で形成されているので、構造が簡単となり、また、その取り付けが容易となる。
【０００７】
本発明の請求項２に係る制振ダンパーは、請求項１の構成において、前記脆弱部は、前記変形部材の外周に形成された溝部であることを特徴とする。
この構成によれば、脆弱部を簡易に形成することができる。
本発明の請求項３に係る制振ダンパーは、請求項２の構成において、前記溝部は、前記変形部材の軸方向中央部に１条形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、変形部材の軸方向中央部にねじれ応力が集中するので、安定した制振性能を発揮する。
【０００８】
本発明の請求項４に係る制振ダンパーは、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記変形部材は、円柱形状であることを特徴とする。
この構成によれば、変形部材を簡易に成形することができ、また、ねじり変形の発生が均一化するので、安定した制振性能を発揮する。
【０００９】
本発明の請求項５に係る制振ダンパーは、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記変形部材は、アルミニウム、銅、アルミ−亜鉛合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金又はＳｎ−Ｓｂ合金からなることを特徴とする。
このように、変形部材の材料を最適化することにより、変形部材のねじり変形を効率よく生じさせ、安定した制振性能を発揮する。
【００１０】
本発明の請求項６に係る制振ダンパーは、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記変形部材は、ＰＥＴ系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はＰＴＦＥ樹脂からなることを特徴とする。
このように、変形部材の材料を最適化することにより、変形部材のねじり変形を効率よく生じさせ、安定した制振性能を発揮する。
【００１１】
本発明の請求項７に係る制振ダンパーは、請求項１〜６のいずれか１項の構成において、前記第１結合部材は、前記変形部材の外周面と前記第１部材を結合し、前記第２結合部材は、前記変形部材の外周面と前記第２部材を結合することを特徴とする。
この構成によれば、制振ダンパーの取り付けが容易となる。
【００１２】
本発明の請求項８に係る制振ダンパーは、請求項１〜６のいずれか１項の構成において、前記第１結合部材は、前記変形部材の軸方向一端面と前記第１部材を結合し、前記第２結合部材は、前記変形部材の軸方向他端面と前記第２部材を結合することを特徴とする。
この構成によれば、制振ダンパーの取り付けが容易となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記構成としたので、構造が簡単で取り付けが容易な制振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】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
図１には、本実施形態に係る制振ダンパーの構成が概略図にて示されている。
本実施形態に係る制振ダンパー１０は、例えば、木造戸建住宅の壁内にある柱と梁との接合部に用いられ、柱及び梁に発生する振動を減衰させて制振するものである。
【００１５】
この制振ダンパー１０は、図１に示すように、ねじれ変形可能な変形部材１２を備えている。この変形部材１２は、所定の軸線回りにねじれ変形を生じるようになっている。
また、変形部材１２は、軸線方向に長くされた円柱形状に形成されており、軸線方向と直角な面で切断したときの断面形状は円形状になっている。なお、図１には、変形部材１２の軸線が一点鎖線Ｓで示されている。
【００１６】
また、変形部材１２は、図２（Ａ）に示すように、第１部材の一例としての柱５０と、第１部材と相対変形する第２部材の一例としての梁５２との接合部に配置されている。具体的には、柱５０と梁５２とが交差することにより形成される隅部に配置されている。また、変形部材１２の軸線方向が柱５０及び梁５２と直交する方向になるように、変形部材１２は配置されている。
【００１７】
また、変形部材１２は、柱５０と梁５２が相対変形する際の回転中心となる中心軸Ｃ（図３（Ａ）参照）と、変形部材１２の軸線Ｓとの距離が近い位置に、配置されることが望ましい。本実施形態では、変形部材１２の外周面が柱５０及び梁５２に接して配置されており、中心軸Ｃと変形部材１２の軸線Ｓとが接近している。
また、変形部材１２の軸方向の長さは、柱５０及び梁５２の太さが小さい方と同じであり、一般的な値では、１０５ｍｍ〜３００ｍｍとなる。
【００１８】
また、変形部材１２は、単一の材料で形成されている。変形部材１２の材料としては、例えば、アルミニウム、銅、アルミ−亜鉛合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｉｎ合金又はＳｎ−Ｓｂ合金などの金属材料が用いられる。これらの材料は、他の金属材料に比べ、比較的降伏応力が低く、変形部材１２の材料に適している。また、変形部材１２の材料としては、例えば、ＰＥＴ系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂又はＰＴＦＥ樹脂などの高分子材料が用いられる。
【００１９】
なお、変形部材１２は、円柱形状に限られず、例えば、角柱形状や軸線方向に長くされた棒状であってもよく、ねじれ変形可能な部材であればよい。なお、棒状に形成されていれば、ねじれ変形が効率よく生じるので、変形部材１２に適している。
【００２０】
変形部材１２の軸方向一端部には、図１及び図２（Ａ）に示すように、第１部材の一例としての柱５０に変形部材１２を結合させる第１結合部材１４が設けられている。
変形部材１２の軸方向他端部には、第２部材の一例としての梁５２に変形部材１２を結合させる第２結合部材１６が設けられている。
【００２１】
第１結合部材１４は板状に形成されており、変形部材１２の軸方向一端面に固定されている。第１結合部材１４には複数の貫通孔１４Ａが形成され、貫通孔１４Ａに挿し通されるネジや釘等により、図２（Ａ）に示すように、第１結合部材１４が柱５０に固定される。これにより、変形部材１２の軸方向一端面と柱５０が結合される。
【００２２】
第２結合部材１６も第１結合部材１４と同様に板状に形成されており、変形部材１２の軸方向他端面に固定されている。第２結合部材１６にも複数の貫通孔１６Ａが形成され、貫通孔１６Ａに挿し通されるネジや釘等により第２結合部材１６が梁５２に固定される。これにより、変形部材１２の軸方向他端面と梁５２が結合される。
【００２３】
このように、柱５０と相対変形する梁５２に、第２結合部材１６が変形部材１２を結合することにより、柱５０と梁５２との相対変形に伴って変形部材１２にねじれ変形を生じさせるように構成されている。
なお、第１結合部材１４及び第２結合部材１６は、変形部材１２と同一の材料で形成されていても良く、また、別の材料で形成されていても良い。また、第１結合部材１４及び第２結合部材１６は、変形部材１２と一体に形成されていても良く、別体で形成されていても良い。
【００２４】
また、変形部材１２の外周には、ねじれ応力を集中させる脆弱部の一例としての溝部１８が形成されている。この溝部１８は、変形部材１２の軸方向中央部に、変形部材１２の周方向に沿って全周にわたって、１条形成されている。これにより、溝部１８における変形部材１２の直径は、軸方向一端面及び他端面の面積よりも小さくされている。
なお、溝部１８は、必ずしも、変形部材１２の軸方向中央部でなくてもよく、複数条、形成される構成であっても良い。
【００２５】
（本実施形態に係る制振ダンパー１０の作用）
次に、本実施形態に係る制振ダンパー１０の作用について説明する。
地震や交通振動により、柱５０及び梁５２に振動が生じると、図２（Ｂ）に示すように、柱５０と梁５２とが相対変形し、梁５２に対する柱５０の相対角度θが変化する（図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）参照）。
【００２６】
これにより、梁５２に対する柱５０の回転モーメントが生じ、この回転モーメントにより、第１結合部材１４及び第２結合部材１６を通じて、変形部材１２にねじれ変形を生じさせる。
また、この回転モーメントの回転中心となる中心軸Ｃと変形部材１２の軸線とが接近していることにより、回転モーメントが、変形部材１２をねじれ変形させるねじれ力に効率よく変換される。変形部材１２がねじれ変形する際に発生するねじり応力は、変形部材１２の外周に形成された溝部１８に集中する。
【００２７】
相対角度θが所定値を超えない場合は、変形部材１２の材料のねじれ剛性により、変形部材１２の変形が抑えられる。一方、相対角度θが所定値を超えた場合には、変形部材１２がねじれて塑性変形し、この塑性変形に伴う履歴減衰により制振して、安定した制振性能を発揮する。
ここで、本実施形態の構成では、溝部１８を形成することにより、変形部材１２を単一の材料で形成しても、安定的に制振性能を発揮することが可能となる。このように、変形部材１２を単一の材料で形成できるので、構造が簡単となり、また、その取り付けが容易となる。
【００２８】
また、本実施形態に係る制振ダンパー１０は、ねじり変形により振動を減衰させるので、例えば、ゴム等のせん断変形により振動を減衰させる構成に比べ、装置自体を小さくすることができる。制振ダンパー１０の装置自体を小さくすることができるので、本実施形態のように、制振ダンパー１０を柱５０と梁５２との隅部に設置することができ、制振ダンパー１０が占有するスペースを小さくできる。
【００２９】
また、本実施形態に係る制振ダンパー１０を設置するのに、特段の専門技術が必要ではなく、釘やネジ等により、容易に制振ダンパー１０を設置することができる。
また、本実施形態に係る制振ダンパー１０では、変形部材１２の円柱のサイズや溝部１８の深さにより、ねじれ剛性を調整できるので、幅広い種類の住宅に適用ができる。
また、本実施形態に係る制振ダンパー１０は、複数個を設置してもよく、設置する個数によっても、制振効果の調整ができる。
【００３０】
（本実施形態に係る制振ダンパー１０の変形例）
次に、上記の実施形態に係る制振ダンパー１０を変形した変形例を説明する。
変形例に係る制振ダンパー２０では、図４に示すように、柱５０に変形部材１２を結合させる第１結合部材２４が、変形部材１２の外周面に設けられている。また、梁５２に変形部材１２を結合させる第２結合部材２６が、変形部材１２の外周面に設けられている。
【００３１】
第１結合部材２４は板状に形成されており、第１結合部材２４には複数の貫通孔２４Ａが形成され、貫通孔２４Ａに挿し通されるネジや釘等により、図５（Ａ）に示すように、第１結合部材２４が柱５０に固定される。これにより、変形部材１２の外周面（溝部１８から見て軸方向一端部側の外周面）と柱５０が結合される。
【００３２】
第２結合部材２６も第１結合部材２４と同様に板状に形成されており、第２結合部材２６にも複数の貫通孔２６Ａが形成され、貫通孔２６Ａに挿し通されるネジや釘等により第２結合部材２６が梁５２に固定される。これにより、変形部材１２の外周面（溝部１８から見て軸方向他端部側の外周面）と柱５０が結合される。
【００３３】
すなわち、第１結合部材２４及び第２結合部材２６が、溝部１８を間において、柱５０及び梁５２にそれぞれ変形部材１２を結合しており、第１結合部材２４及び第２結合部材２６の間に溝部１８が形成されている。
このように、柱５０と相対変形する梁５２に、第２結合部材２６が変形部材１２を結合することにより、柱５０と梁５２との相対変形に伴って変形部材１２にねじれ変形を生じさせるように構成されている。
【００３４】
また、変形例においては、第１結合部材２４及び第２結合部材２６は、変形部材１２と一体に形成されている。なお、第２結合部材２６及び第２結合部材２６は、変形部材１２と別体に形成されていてもよく、また、変形部材１２と別の材料で形成されていても良い。
【００３５】
（変形例に係る制振ダンパー２０の作用）
次に、変形例に係る制振ダンパー２０の作用について説明する。
変形例に係る制振ダンパー２０では、上記の実施形態と同様に、地震や交通振動により、柱５０及び梁５２に振動が生じると、図５（Ｂ）に示すように、柱５０と梁５２とが相対変形し、梁５２に対する柱５０の相対角度θが変化する（図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）参照）。
【００３６】
これにより、梁５２に対する柱５０の回転モーメントが生じ、この回転モーメントにより、第１結合部材２４及び第２結合部材２６を通じて、変形部材１２にねじれ変形を生じさせる。
また、この回転モーメントの回転中心となる中心軸Ｃと変形部材１２の軸線とが接近していることにより、回転モーメントが、変形部材１２をねじれ変形させるねじれ力に効率よく変換される。変形部材１２がねじれ変形する際に発生するねじり応力は、変形部材１２の外周に形成された溝部１８に集中する。
【００３７】
相対角度θが所定値を超えない場合は、変形部材１２の材料のねじれ剛性により、変形部材１２の変形が抑えられる。一方、相対角度θが所定値を超えた場合には、変形部材１２がねじれて塑性変形し、この塑性変形に伴う履歴減衰により制振して、安定した制振性能を発揮する。
変形例の構成においても、溝部１８を形成することにより、変形部材１２を単一の材料で形成しても、安定的に制振性能を発揮することが可能となる。このように、変形部材１２を単一の材料で形成できるので、構造が簡単となり、また、その取り付けが容易となる。
【００３８】
なお、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、上記の実施形態に係る制振ダンパー１０（図１参照）及び変形例に示した制振ダンパー２０を組み合わせた構成であっても良い。
また、ねじれ応力を集中させる脆弱部としては、溝部１８に限られず、変形部材１２の外周に変形部材１２の周方向に沿って配列された複数の孔であってもよい。
【００３９】
また、図８に示すように、変形部材１２は、その軸方向両端部から中央部へ向けて徐々に径が小さくなる構成としてもよく、この構成では、変形部材１２の最も小径の部分が脆弱部となる。
また、本実施形態係る制振ダンパー１０及び変形例に係る制振ダンパー２０は、木造戸建住宅の壁内にある柱と梁との接合部に用いられていたが、建物等の構造物において、互いに相対変形する二つの部材の接合部に用いられる構成であっても良い。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る制振ダンパーの構成を示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、本実施形態に係る制振ダンパーを柱及び梁の接合部に用いた例を示す図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）において、柱及び梁が相対変形した状態を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、本実施形態に係る制振ダンパーが配置された柱及び梁の接合部を示す図であり、図３（Ｂ）、（Ｃ）は、図３（Ａ）において、柱及び梁が相対変形した状態を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る制振ダンパーの変形例の構成を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は、変形例に係る制振ダンパーを柱及び梁の接合部に用いた例を示す図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）において、柱及び梁が相対変形した状態を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、変形例に係る制振ダンパーが配置された柱及び梁の接合部を示す図であり、図６（Ｂ）、（Ｃ）は、図６（Ａ）において、柱及び梁が相対変形した状態を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る制振ダンパー及び変形例に係る制振ダンパーを組み合わせて適用した例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る制振ダンパーの変形部材を変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０   制振ダンパー
１２   変形部材
１４   第１結合部材
１６   第２結合部材
１８   溝部
２０   制振ダンパー
２４   第１結合部材
２６   第２結合部材
５０   柱（第１部材）
５２   梁（第２部材）
【図１】
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【図２】
2008144447.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008144447.tif 000007
【図６】
2008144447.tif 000008
【図７】
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【図８】
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