(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要形状に形成した鉛柱体等よりなるダンパー本体の少なくとも一端に、建築物等の構造体に対する取付板を備えた免震構造用鉛ダンパーにおいて、上記取付板のダンパー本体取付部に凹部を形成し、その凹部内において上記ダンパ本体と取付板とを半田等の合金層を介して一体的に結合し、さらに、上記ダンパー本体の取付板側の端面を凸曲面あるいは円錐形に形成してなることを特徴とする免震構造用鉛ダンパー。
【請求項２】
所要形状に形成した鉛柱体等よりなるダンパー本体の少なくとも一端に、建築物等の構造体に対する鋼板製の取付板を備えた免震構造用鉛ダンパーを製造するに当たり、上記取付板のダンパー本体取付部に凹部を形成し、その凹部と上記ダンパ本体端面のいずれか一方または両方に半田等の低融点合金メッキ層を形成すると共に、上記凹部内に半田等の合金塊を配置し、その合金塊にダンパ本体の端部を当接させた状態で上記合金塊を溶融固化させて上記ダンパー本体と取付板とを一体的に結合する免震構造用鉛ダンパーの製造方法であって、
上記ダンパー本体の取付板側の端面を、その中央部が取付板に最も接近する凸曲面あるいは円錐形に形成してなることを特徴とする免震構造用鉛ダンパーの製造方法。
【請求項３】
前記合金塊を加熱溶融する際には、前記合金塊上に鉛柱体を載せた状態で前記取付板を裏面側から加熱するようにした請求項２記載の免震構造用鉛ダンパーの製造方法。
【請求項４】
前記ダンパー本体の凸曲面あるいは円錐形状における中央部と周縁部との高低差および前記取付板の凹部の深さを０．５〜１０ｍｍ程度とした請求項２又は３記載の免震構造用鉛ダンパーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば建築物の免震装置に免震構造用アイソレータと併用する免震構造用鉛ダンパーおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震発生時に地盤から建築物に伝播される地震エネルギーを減少させて建築物の保護を図る構造として、免震構造用鉛ダンパーを用いることは、例えば特開昭６１−２６１５７９号、特開昭６２‐４５８３６号公報において既に知られている。これらの公知の免震構造用鉛ダンパーは種々の実験を重ねて実用化の段階に至っている。
【０００３】
上記免震構造用鉛ダンパーは、上記各公報に記載されているように、一般に所要の長さの鉛柱体よりなるダンパー本体の両端部に、構造体に取付けるための取付板を一体に結合する構成となっている。このダンパー本体と取付板との結合方法としては、例えば上記公報にも記載されているように、ダンパー本体と取付板とを合金化して一体化結合する、あるいは型枠に溶融した鉛を流し込んでダンパー本体を成型する際に、そのダンパー本体と取付板とを一体化することが提案されている。
【０００４】
このような鉛ダンパーを製作するにあたって、ダンパー本体と取付板とを一体化結合するには、通常取付板表面の油等の汚れや錆等の酸化物の除去を行った後に、ダンパー本体と取付板との間に両者を結合する合金層を形成するもので、従来一般にフラックスによる不純物の除去を行いながら鉛を溶着させるホモゲン溶着と称する方法が採用されている。上記合金層の形成には、濃塩酸、塩化第一錫、塩化亜鉛を主成分とする溶着液を取付板の接合面に塗布し、鉛を加熱溶融しながら層を形成する方法と、濃塩酸と塩化第一錫および塩化亜鉛を主成分とした液を取付板の接合面に塗布し、鉛すず合金(半田)を加熱溶融しながら層を形成する方法が一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では融着液の塗布が少ないと合金層が薄くなるため融着液の塗布にムラができ、溶着率は下がる。また、両者を面接触させようとすればダンパー本体と取付板の加工精度を数ミクロンのオーダーで機械加工しなければならず製作コストが嵩む。また鉛や錫合金を均一に加熱しないと局部的に温度ムラができて合金層が溶融しない場合も考えられ、局所的に溶着しない部分も現れる。また合金層に気泡やフラックスが混入すると、その部分が不溶着部となり、溶着率が低下する。更にダンパー本体と取付板を精度よく平行に押さえつける必要があり、これらの作業は熟練度を要することになる。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、ダンパー本体と取付板との結合強度が強く、しかも容易・安価に製造することのできる免震構造用鉛ダンパーおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による免震構造用鉛ダンパーおよびその製造方法は、以下の構成としたものである。
【０００８】
即ち、本発明による免震構造用鉛ダンパーは、所要形状に形成した鉛柱体等よりなるダンパー本体の少なくとも一端に、建築物等の構造体に対する取付板を備えた免震構造用鉛ダンパーにおいて、上記取付板のダンパー本体取付部に凹部を形成し、その凹部内において上記ダンパ本体と取付板とを半田等の合金層を介して一体的に結合し、さらに、上記ダンパー本体の取付板側の端面を凸曲面あるいは円錐形に形成してなることを特徴とする。
【０００９】
また本発明による免震構造用鉛ダンパーの製造方法は、所要形状に形成した鉛柱体等よりなるダンパー本体の少なくとも一端に、建築物等の構造体に対する鋼板製の取付板を備えた免震構造用鉛ダンパーを製造するに当たり、上記取付板のダンパー本体取付部に凹部を形成し、その凹部と上記ダンパ本体端面のいずれか一方または両方に半田等の低融点合金メッキ層を形成すると共に、上記取付板の凹部内に半田等の合金塊を配置し、その合金塊にダンパ本体の端部を当接させた状態で上記合金塊を溶融固化させることによって上記取付板とダンパー本体とを一体的に結合する免震構造用鉛ダンパーの製造方法であって、上記ダンパー本体の取付板側の端面を、その中央部が取付板に最も接近する凸曲面あるいは円錐形に形成してなることを特徴とする。
【００１０】
なお上記合金塊を加熱溶融する際には、上記合金塊上に鉛柱体を載せた状態で前記取付板を裏面側から加熱することができる。また、上記ダンパー本体の凸曲面あるいは円錐形状における中央部と周縁部との高低差および前記取付板の凹部の深さは０．５〜１０ｍｍ程度とすればよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による免震構造用鉛ダンパーおよびその製造方法を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００１２】
図１（ａ）は本発明による免震構造用鉛ダンパーの一実施形態を示す正面図、同図（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。
【００１３】
本実施形態の免震構造用鉛ダンパー１は、上下方向中間部分を所定形状に屈曲形成した鉛柱体よりなるダンパー本体２の両端部に、建築物等の構造体への取付板３Ａ・３Ｂを設けた構成であり、その一方の取付板３Ａは本実施形態においてはダンパー本体２を鋳造する際に、それと一体に取付けられ、他方の取付板３Ｂは半田等の合金層４を介して一体的に固着されている。その取付板３Ｂのダンパー本体２との対向面には円形の凹部３１が形成され、その凹部３１内において上記ダンパー本体２と上記取付板３Ｂとが上記合金層４によって一体的に結合されている。なお上記凹部３１の深さは、例えば０．５〜１０ｍｍ程度に形成すればよい。
【００１４】
上記のように取付板３Ｂのダンパー本体２との対向部に凹部３１を形成し、その凹部３１内において上記ダンパー本体２と取付板３Ｂとを合金層４を介して一体化すると、ダンパー本体２と取付板３Ｂとを強固に且つ安定性よく結合することができる。また上記取付板３Ｂに対するダンパー本体２の端面２１は、図示例のように凸曲面あるいは円錐形に形成するとよく、本実施形態においては、上記端面２１の略中央部が最も取付板３Ｂ側に突出する略球面状の凸曲面に形成されている。
【００１５】
上記各部材の大きさ寸法等は適宜であるが、一例を挙げれば、ダンパー本体２の端部の外径寸法は直径３６０ｍｍ、高さ９００ｍｍ程度とし、これに対して取付板３Ａ・３Ｂは１辺が５００ｍｍ程度の略正方形状の鉄製の鋼板等を用いる。また取付板３Ｂの凹部３１は、ダンパー本体２の端部の外径寸法よりも１〜４０ｍｍ程度大きく形成し、凹部３１の深さは０．５〜１０ｍｍ程度に形成すればよい。さらにダンパー本体２の取付板３Ｂ側の端面２１を凸曲面あるいは円錐形とする場合には、その中央部が周縁部よりも０．５〜１０ｍｍ程度高くなるようにすればよい。
【００１６】
上記のように構成された免震構造用鉛ダンパー１は、図１のように建築物Ａと基礎Ｂもしくは基礎側の構造物等との間に配置し、各取付板３Ａ・３Ｂに形成した取付孔３２にボルト５等を挿通して締め付け固定するもので、そのダンパー１と並列に配置した免震構造用アイソレータ（不図示）との協働で上記建築物を耐震保持させる構成である。
【００１７】
次に、上記のような免震構造用鉛ダンパー１を製造するにあたっては、例えば以下の要領で製造すればよい。先ず、鉛柱体よりなるダンパー本体２を鋳造等で製造するもので、例えば所要の寸法形状に形成した砂型、あるいは金型に外部加熱を行いながら溶融した鉛を注入して鋳造する。その際、一方の取付板３Ａは、例えば予め型内に配置してダンパー本体２を鋳造すれば容易に一体化することができる。
【００１８】
また他方の取付板３Ｂの一方の面には、切削加工等によって図３のように凹部３１を形成し、その凹部３１を酸洗して油汚れや酸化物を除去した後、上記凹部３１および上記取付板３Ｂを取付けるダンパー本体２の端部２１のいずれか一方または両方に半田等の低融点合金メッキ層を形成するもので、本実施形態においては、図３に示すように取付板３Ｂの凹部３１にのみ低融点合金メッキ層４１を形成したが、ダンパー本体２の端面もしくは両方にメッキ層を形成してもよい。
【００１９】
次いで、上記凹部３１内に図４に示すように半田等の合金塊４２を配置するもので、図の場合は、短冊状の薄板よりなる合金塊４２を複数枚並べて配置した構成である。そして上記合金塊４２の上に、前記の鋳造時に一体化した取付板３Ａと反対側のダンパー本体２の端面２１を下にして載置するもので、そのダンパー本体２の端面２１は、前述のようにその中央部が取付板３Ｂ側に突出する凸曲面あるいは円錐形に形成するとよく、図の場合は略球面状の凸曲面に形成されている。その凸曲面あるいは円錐形の突出高さｈは適宜であるが、前述のようにその中央部が周縁部よりも０．５〜１０ｍｍ程度高くなるようにすればよい。
【００２０】
上記のようにして合金塊４２の上に載置したダンパー本体２は、適宜治具等で起立状態に保持するとよく、本実施形態においては図５に示すように治具６として上下の取付板３Ａ・３Ｂの取付孔３２に挿通した４本の雄ねじ付きロッド６１と、その各ロッド６１の両端雄ねじ部６ａに螺合した複数個のナット６２とで固定するようにしたものである。
【００２１】
上記のようにして凹部３１内の合金塊４２の上にダンパー本体２を載置した状態で、図６（ａ）に示すように取付板３Ｂの下面側からバーナー７等により合金塊４２の融点（１８０〜２５０℃）以上で且つ鉛柱体よりなるダンパー本体の融点すなわち鉛の融点（３２７℃）以下の温度で加熱して合金塊４２を溶融するもので、そのとき合金塊４２の溶融度合に応じてダンパー本体２および上記ロッド６２等は徐々に下降するが、ダンパー本体２の下端面が図６（ｂ）のように取付板３Ｂの凹部上面に当接したところで取付板３Ｂの下面側のナット６２を増し締めすればよい。
【００２２】
上記のようにして合金塊４２が充分に溶融したところで、取付板３Ｂの加熱を停止して凹部３１内の溶解した合金塊４２を自然冷却あるいは水等で強制冷却して固化させることによって、ダンパー本体２と取付板３Ｂとの間に図６（ｃ）に示すように合金層４が形成され、その合金層４を介してダンパー本体２と取付板３Ｂとが強固に一体結合されるものである。
【００２３】
なお、上記のように取付板３Ｂとダンパー本体２とを接合する際に、その両者間に介在させた合金層４に気泡やフラックスあるいは金属酸化物等が混入した場合には、溶着率や結合強度の低下を招くが、ダンパー本体２の端面２１を前記のように凸曲面あるいは円錐形に形成すると、上記のような気泡やフラックス等が混入した場合にも、それらと合金層４との比重差により、それらは溶融した合金層４の上部に浮き上がり、さらに凸曲面あるいは円錐状に形成されたダンパー端面に沿って合金層４の周縁部４ａに移動する。その周縁部４ａに移動した気泡中の気体は大気中に放出され、またフラックスや金属酸化物は上記周縁部４ａの上部に残留するが、合金層４が溶融している状態で除去するか、合金層４が固化した後に削り取ればよい。
【００２４】
また上記実施形態においては、ダンパー本体２の両側に取付板３Ａ・３Ｂを取付ける構成とし、その一方、図の場合は取付板３Ａを、ダンパー本体２を鋳造する際にそれと一体化するようにしたが、その取付板３Ａも上記取付板３Ｂと同様の要領で合金層４を介して一体化するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明による免震構造用鉛ダンパーは、取付板３Ａ・３Ｂの少なくとも一方のダンパー本体２との対向部に凹部３１を形成し、その凹部３１内に設けた半田等よりなる合金層４によって上記ダンパー本体２と取付板とを結合するようにしたから、ダンパー本体と取付板とを強固に且つ安定性よく結合することができる。
【００２６】
また本発明によれば、ダンパー本体２と取付板との接合面の面精度を考慮して合金層４の厚さを決定することができるため、ダンパー本体と取付板の接合面の面精度の管理基準が従来の方法より緩くても接触面積を充分に確保することができる。そのため、ダンパー本体や取付板の接合面は必ずしも機械加工しなくてもよく、手作業での切削加工が可能となり、製作コストを削減できる。
【００２７】
さらに製造時は取付板上に合金塊４２とダンパー本体とを載せた状態で加熱できるため、ダンパー本体２の概略の位置合わせを温度が低い状態で行っておき、合金塊４２が充分に溶融した段階で、所定の位置に設定することができ、精度よい位置にダンパー本体２を設置することができる。
【００２８】
またダンパー本体２の取付板３との接合部分を凸曲面あるいは円錐形に形成すると、溶解した合金層中の気泡や酸化物もしくはフラックス等の不純物を上記凸曲面や円錐面に沿って側方に円滑に除去することができる。又それによって接合部に異物が残留するのを防ぐことができると共に、気泡の排出を促進させることができる。
【００２９】
その結果、ホモゲン溶着を簡便かつ容易に行うことが可能となり、ダンパー本体と取付板とを強固に一体化した免震構造用鉛ダンバーを容易・安価に製作できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による免震構造用鉛ダンパーの一実施形態を示す正面図。
（ｂ）は（ａ）におけるｂ−ｂ線断面図。
【図２】上記免震構造用鉛ダンパーの一部の拡大縦断面図。
【図３】（ａ）は取付板に凹部や取付孔等を形成した状態の斜視図。
（ｂ）はその縦断正面図。
【図４】（ａ）は取付板の凹部内に合金塊を配置した状態の平面図。
（ｂ）はその縦断正面図。
【図５】ダンパー本体を治具で固定した状態の一部縦断正面図。
【図６】（ａ）は合金塊を加熱する状態の一部縦断正面図。
（ｂ）は加熱した状態の同上図。
（ｃ）はダンパー本体と取付板の結合状態の一部縦断正面図。
【符号の説明】
１  免震構造用鉛ダンパー
２  ダンパー本体
２１  端面
３  取付板
３１  凹部
３２  取付孔
４  合金層
４１  メッキ層
４２  合金塊
５  ボルト
６  治具
６１  ロッド
６２  ナット
７  バーナー
【図１】
0004846142.tif 000002
【図２】
0004846142.tif 000003
【図３】
0004846142.tif 000004
【図４】
0004846142.tif 000005
【図５】
0004846142.tif 000006
【図６】
0004846142.tif 000007