(57)【要約】【課題】  ダンパーとしての機能を安定して発揮することができるダンパーおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  本体部としての鉛部１１は、支持部１２と、支持部１２よりも断面積が大きな固定部１３とを有する。固定部１３の断面は非円形状を有する。フランジ部１４は、固定部１３と嵌合して固定されている。鉛ダンパ１０ーが設置される構造物間に振動が生じた場合、その振動により水平方向の力だけでなく、回転方向の力がフランジ部１４に働いても、鉛部１１とフランジ部１４との相対回転が阻止される。これにより、鉛部１１がフランジ部１４との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることが防止されるので、フランジ部１４を通じて鉛部１１に振動を伝えることができ、そこで振動エネルギーを吸収することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、この支持部の上面および下面のそれぞれに一体的に設けられた固定部とを有する本体部と、
この本体部の前記固定部に固定されたフランジ部とを備え、
前記本体部の少なくとも一方の固定部の断面は非円形状をなし、
前記フランジ部は、前記非円形状を有する前記固定部と嵌合して固定されていることを特徴とするダンパー。
【請求項２】
前記フランジ部には前記非円形状を有する開口が形成され、
この開口を貫通するようにして、前記本体部の固定部が前記フランジ部に嵌合していることを特徴とする請求項１に記載のダンパー。
【請求項３】
前記本体部の固定部は、前記支持部よりも断面積が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のダンパー。
【請求項４】
前記本体部の支持部は、円柱形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダンパー。
【請求項５】
前記本体部の支持部の側面は、Ｒ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダンパー。
【請求項６】
前記本体部の固定部と前記フランジ部とを接合する接合部を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のダンパー。
【請求項７】
前記フランジ部において、このフランジ部と前記本体部の固定部との嵌合面を覆うようにして接合補助部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のダンパー。
【請求項８】
前記本体部には、鉛直方向に貫通するようにしてガイド軸が設けられ、このガイド軸の上端および下端のいずれか一方が、前記フランジ部に対して固定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のダンパー。
【請求項９】
支持部と、この支持部の上面および下面に一体的に設けられた固定部とを有するとともに所定の材料からなる本体部と、この本体部の上側および下側の前記固定部に設けられたフランジ部とを備えたダンパーの製造方法において、
非円形状をなした開口が形成された前記フランジ部を鋳型の上部に組み込み、
溶融された前記材料を、前記鋳型の上部に組み込まれたフランジ部の前記開口から注入することにより、前記固定部を、断面が前記非円形状をなすように前記支持部と一体的に成形しながら前記フランジ部と嵌合して溶着することを特徴とするダンパーの製造方法。
【請求項１０】
前記鋳型の下部に非円形状をなした開口を有するフランジ部を組み込む場合、このフランジ部の開口の内面を少なくとも覆うようにして保護部材を設け、
溶融された前記材料を、前記鋳型の上部に組み込まれた前記フランジ部の前記開口から注入した後、前記鋳型の下部に組み込まれた前記フランジ部の開口から前記保護部材を外し、このフランジ部を前記鋳型の上部となるように配置し、このフランジ部において前記保護部材が取り外された部分に前記材料を注入することにより、前記本体部の固定部を、断面が前記非円形状をなすように前記フランジ部と嵌合して溶着することを特徴とする請求項９に記載のダンパーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本体部とこの本体部の上部および下部のそれぞれに設けられたフランジ部とを備えたダンパーおよびその製造方法に係り、特に本体部とフランジ部との接合技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダンパーは、風や交通機関による振動や地震による震動を抑制する制振用ダンパーや免震用ダンパーとして各種製品化・実用化されている。このようなダンパーとして、鉛を利用した鉛ダンパーがある。鉛ダンパーは、図１２に示すように、本体部として鉛からなる鉛部１０１を備え、鉛部１０１の上面および下面には、鋼材からなるフランジ部１０２が設けられている。鉛部１０１とフランジ部１０２は、たとえば鉛と錫の合金からなる接合部１０３により接合されている。このような鉛ダンパーは、上面および下面のフランジ部１０２が構造物に取り付けられることにより設置され、その間に生じた振動エネルギーを鉛部１０１で吸収する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の鉛ダンパーでは、構造物間に振動が生じ、フランジ部１０２に平行な力が働くと、鉛部１０１とフランジ部１０２との接合面全体がその振動方向に平行であるため、その接合面に沿って接合部１０３が破断しやすいという問題があった。
【０００４】
そこで、図１３（Ａ），（Ｂ）示す鉛ダンパーのように、フランジ部１１２に円形状を有する開口１１２Ａを形成し、この開口１１２Ａを貫通するようにしてフランジ部１１２間に鉛部１１１を固定することが考えられる（たとえば、特許文献１参照）。しかしながら、この場合、図１３（Ａ）に示すように構造物間にねじれ振動が生じて回転方向の力がフランジ部１１２に働くと、その接合面に沿って接合部１１３が破断する虞があった。
【０００５】
【特許文献１】特許２７２６６５５号（第３項、図２）
【０００６】
以上のような問題は、鉛ダンパーに限らず、鉛以外の材料からなる本体部とフランジ部とを備え、これら部位の間に接合面を有するダンパーにも同様に生じていた。
【０００７】
したがって、本発明は、構造物間に生じた振動によって水平方向の力だけでなく、回転方向の力がフランジ部に働いた場合でも、本体部がフランジ部との接合面に沿って破断することを防止することができるダンパーおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のダンパーは、支持部と、この支持部の上面および下面のそれぞれに一体的に設けられた固定部とを有する本体部と、この本体部の固定部に固定されたフランジ部とを備え、本体部の少なくとも一方の固定部の断面は非円形状をなし、フランジ部は、非円形状を有する固定部と嵌合して固定されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明のダンパーでは、本体部の少なくとも一方の固定部の断面を非円形状とし、そこにフランジ部を嵌合して固定したので、ダンパーが設置される構造物間に振動が生じ、その振動によりフランジ部に水平方向の力だけでなく、回転方向の力が働いたとしても、本体部とフランジ部との相対回転が阻止される。これにより、本体部がフランジ部との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることを防止することができるので、フランジ部を通じて本体部に振動を伝えることができる。したがって、本体部において、振動に従って変形が生じることにより、その振動エネルギーを吸収することができ、ダンパーとしての機能を発揮することができる。
【００１０】
本体部の固定部とフランジ部との嵌合において種々の形態を用いることができる。フランジ部には非円形状を有する開口が形成され、この開口を貫通するようにして、本体部の固定部をフランジ部に嵌合するのが好ましい。
【００１１】
本発明のダンパーの性能を高めるために、本体部の固定部は、支持部よりも断面積が大きいのが好ましい。本体部の支持部は、円柱形状を有するのが好ましい。さらに、本体部の支持部の側面は、Ｒ形状を有するのが好ましい。
【００１２】
また、本体部の固定部とフランジ部とを接合する接合部を備えてもよい。これにより、本体部がフランジ部との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離することをさらに防止することができるので、ダンパーとしての機能をより安定して発揮することができる。さらに、フランジ部の表面において、フランジ部と本体部の固定部との嵌合面を覆うようにして接合補助部を設けてもよい。これにより、固定部がフランジ部から分離することをさらに防止することができるので、ダンパーとしての機能をより安定して発揮することができる。
【００１３】
上記ダンパーを、主として本体部のねじれを利用するねじれ型ダンパーに適用する場合には、種々の構成を用いることができる。たとえば、本体部において鉛直方向に貫通するようにしてガイド軸を設ける。この場合、ガイド軸の上端および下端のいずれか一方が、フランジ部に対して固定されているのがより好適である。この場合、フランジ部間に振動が生じて、そこに偏心モーメントが発生してせん断方向に力が働いたとしても、ガイド軸の一端がフリー状態となっていることから、本体部は、ガイド軸に阻害されずに振動に応じてせん断変形しやすくなるので、その振動エネルギーを効率的に吸収することができ、これによりダンパーの倒れを防止することができる。
【００１４】
本発明のダンパーの製造方法は、支持部と、この支持部の上面および下面に設けられた固定部とを有するとともに所定の材料からなる本体部と、この本体部の上側および下側の固定部に設けられたフランジ部とを備えたダンパーの製造方法であって、非円形状をなした開口が形成されたフランジ部を鋳型の上部に組み込み、溶融された材料を、鋳型の上部に組み込まれたフランジ部の開口から注入することにより、固定部を、断面が非円形状をなすように支持部と一体的に成形しながらフランジ部と嵌合して溶着することを特徴としている。
【００１５】
本発明のダンパーの製造方法では、上記ダンパーと同様な効果を得ることができることに加えて、鋳型の底部上面から上方へと順々に本体部の下側の固定部、支持部、本体部の上側の固定部を成形することができるとともに、本体部の上側の固定部を断面が非円形状をなすように支持部と一体的に成形しながらフランジ部と嵌合して溶着するので、上記ダンパーと同様な効果を得ることができることに加えて、製造のための時間およびコストを低減することができる。また、従来のように本体部の自重で加圧する等して水平方向にその不純物を押し出す必要がないことから、本体部の沈下がなくなるので、製造精度を向上させることができる。さらに、本体部の上側の固定部とフランジ部とを溶着するとき、このフランジ部を鋳型の上部に組み込んだことから、そこからこれら部位の溶着状態を目視によって確認することができるので、その溶着を確実に行うことができる。加えて、本体部の上側の固定部とフランジ部との溶着を行っている間、酸化物等の不純物が、比重差によって固定部とフランジ部との嵌合面上端に浮上するので、その不純物の除去を容易に行うことができる。
【００１６】
ここで、鋳型の下部には、非円形状をなした開口を有するフランジ部を組み込み、フランジ部の開口の内面を少なくとも覆うようにして保護部材を設けるのが好適である。この場合、溶融された材料を鋳型の上部に組み込まれたフランジ部の開口から注入した後、鋳型の下部に組み込まれたフランジ部の開口から保護部材を外し、このフランジ部を鋳型の上部となるように配置し、このフランジ部において前記保護部材が取り外された部分に材料を注入することにより、本体部のもう一方の側（すなわち、下側）の固定部を、断面が非円形状をなすようにフランジ部と嵌合して溶着する。
【００１７】
上記態様では、本体部の上側だけでなく下側の固定部についても、フランジ部との嵌合面での溶着状態を目視によって確認することができることから、これら部位の溶着も確実に行うことができる。また、本体部の下側の固定部とフランジ部との溶着を行っている間、酸化物等の不純物が、比重差によって固定部とフランジ部との嵌合面上端に浮上するので、その不純物の除去も容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のダンパーまたはその製造方法によれば、本体部の少なくとも一方の固定部の断面を非円形状とし、そこにフランジ部を嵌合するようにして固定したので、ダンパーが設置される構造物間に振動が生じ、その振動によりフランジ部に水平方向の力だけでなく、回転方向の力が働いたとしても、本体部とフランジ部との相対回転が阻止される。これにより、本体部がフランジ部との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることを防止することができるので、フランジ部を通じて本体部に振動を伝えることができる等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（１）第１実施形態
（Ａ）実施形態の構成
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るダンパーとしての鉛ダンパー１０の概略構成を表す図であり、（Ａ）は鉛ダンパー１０の側断面図、（Ｂ）は鉛ダンパー１０の上面図である。鉛ダンパー１０は、主にねじれ変形を利用することにより、風や各種交通機関等による振動や地震による震動を抑制するねじれ型ダンパーであり、制振用ダンパーあるいは免震用ダンパーとして用いられる。
【００２０】
鉛ダンパー１０は、本体部として鉛からなる鉛部１１を備え、鉛部１１は、支持部１２と、この支持部１２の上面および下面のそれぞれに一体的に形成された固定部１３とを有する。
【００２１】
支持部１２は、円柱形状を有するのが好ましい。また、図２に示すように、その側面にＲ形状１２ａが形成されているのがより好ましく、Ｒ形状１２ａは固定部１３の表面と滑らかに接続されている。これにより、鉛部１１の支持部１２の中心部に応力をより集中させることができるので、鉛部の固定部およびその近傍での損傷の発生を防止することができる。Ｒ形状１２ａの断面は、たとえば円弧形状あるいは楕円形状である。
【００２２】
鉛部１１の固定部１３の断面は正方形状である。固定部１３は、支持部１２よりも断面積が大きいのが好ましい。
【００２３】
鉛部１１の上部および下部には、互いに交差する（たとえば図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、互いに直交する）ようにして、鋼材からなるフランジ部１４が固定されている。フランジ部１４は、鉛部１１の固定部１３と嵌合するようにして固定されている。具体的には、フランジ部１４は、そこに形成された開口１４Ａに固定部１３が貫通することにより固定され、固定部１３の開口１４Ａからの露出面は、フランジ部１４の表面と同一平面を構成している。
【００２４】
この場合、上記のように鉛部１１の固定部１３の断面が正方形状を有し、そこにフランジ部１４が嵌合するようにして固定されるので、鉛ダンパー１０が設置される構造物間に振動が生じ、その振動により水平方向の力だけでなく、回転方向の力がフランジ部１４に働いたとしても、鉛部１１とフランジ部１４との嵌合面全体が上記振動による力と平行になることがないので、鉛部１１がフランジ部１４との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることが防止される。
【００２５】
鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とは、開口１４Ａの内側において接合部１５により接合されているのが好ましい。接合部１５は、たとえば鉛および錫を溶融したホモゲン状態を経由して形成されたこれら材料の合金層であり、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とをホモゲン溶着している。これにより、鉛部１１がフランジ部１４との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることがより防止される。
【００２６】
固定部１３の開口１４Ａからの露出面を覆うようにして、フランジ部１４の表面には、たとえば鋼材からなるカバー部１６がタップ接合されている。カバー部１６は、下記ガイド軸１８の鉛ダンパー１０への取り付けとその位置決めのために設けられる。また、カバー部１６は、固定部１３の開口１４Ａからの露出面を保護している。
【００２７】
カバー部１６には、鉛部１１の中心を貫通するようにして孔１７が形成され、そこに円柱形状を有するガイド軸１８が設けられている。この場合、ガイド軸１８は、鉛部１１の中心に位置しなくてもよく、その中心から多少シフトした箇所に位置してもよい。たとえば、ガイド軸１８は、鉛部１１の中心から、上下のフランジ部１４で形成される交差部の内側あるいは外側にシフトさせて位置してもよい。また、ガイド軸１８は、孔１７において鉛部１１と固着されていないのが好ましい。さらに、ガイド軸１８は、上端および下端の少なくとも一方がカバー部１６に対して、すなわちフランジ部１４に対して固定されているのが好ましい。この場合、ガイド軸１８のカバー部１６に固定された一端側が鉛ダンパー１０の回転側となる。この場合、フランジ部１４間に振動が生じて、そこに偏心モーメントが発生してせん断方向に力が働いたとしても、ガイド軸１８の一端がフリーとなっていることから、鉛部１１は、ガイド軸１８に阻害されずに振動に応じてせん断変形しやすくなるので、その振動エネルギーを効率的に吸収することができ、これによりダンパーの倒れを防止することができる。なお、孔１７において、鉛部１１の支持部１２とガイド軸１８との間に多少の隙間があってもよい。
【００２８】
また、図３に示すように、フランジ部１４の表面において、このフランジ部１４と鉛部１１の固定部１３との嵌合面を覆うようにして、たとえば鋼材からなる接合補助部１９を設けるのが好ましい。接合補助部１９は、その縁部においてフランジ部１４と溶接部２０によってタップ溶接されるとともに、その底面におけるフランジ部１４との交差部において溶接部２０によってフル溶接されている。また、接合補助部１９は、その底面における鉛部１１の固定部１３との接触面で接合部１５によって鉛部１１とホモゲン溶着されている。これにより、鉛部１１とフランジ部１４との接合強度を高めることができる。なお、接合補助部１９とフランジ部１４とを溶接部２０で溶接する代わりに、接着剤からなる接着部により接着してもよい。
【００２９】
（Ｂ）実施形態の製造方法
上記構成を有する鉛ダンパー１０の製造方法について、主に図４を参照して説明する。図４は、鉛ダンパー１０を製造するときに形成されるキャビティＣ１を側面からみたときの側断面図である。
【００３０】
まず、たとえばフランジ部１４の開口１４Ａの内面に錫メッキ処理を施す。次いで、図４に示すように、フランジ部１４を、金型（鋳型）の上面および下面に組み込むことにより、キャビティＣ１を形成する。具体的には、金型は、キャビティＣ１の１組の対向する側面を閉塞する側板部３１と、もう１組の対向する側面を閉塞する側板部（図示略）とを備えている。このような金型において、開口部３０が形成されるとともに、側板部３１の上面および下面で開口面１４Ａが上側を向くようにしてフランジ部１４を組み込む。
【００３１】
ここで、下側のフランジ部１４の開口１４Ａの内面を少なくとも覆うようにして保護部材３２を設けるのが好ましい。具体的には、保護部材３２は、金型の側板部３１とで形成される窪みを塞ぐとともに、互いの内側の側面が鉛直方向において直線状に接続されるように設ける。このようにしてフランジ部１４が組み込まれた金型を定盤３３の上に配置することにより、下側のフランジ部１４の開口１４Ａが閉塞されるとともに、上面が開口１４Ａを通じて開放されて、開口部３０が形成されたキャビティＣ１が形成される。
【００３２】
次いで、キャビティＣ１の上部のフランジ部１４の開口１４Ａから溶融された鉛を注入することにより、キャビティＣ１の底部上面から上方へと順々に  鉛部１１の下側の固定部１３の一部、鉛部１１の支持部１２、鉛部１１の上側の固定部１３の成形を行う。その際、キャビティＣ１の上部のフランジ部１４の開口１４Ａに施された錫メッキが溶融鉛によって溶融され、鉛と錫とが溶け合ってホモゲン溶着が生じる。ホモゲン溶着とは、錫および鉛を溶融したホモゲン状態を経由して、これら材料の合金層からなる接合部１５を形成することにより、鉛部１１の上側の固定部１３とフランジ部１４とを溶着することをいい、鉛と錫とが溶け合う状態は目視で観察することができる。
【００３３】
続いて、キャビティＣ１の上下を逆にして、キャビティＣ１の下部に上記のように組み込まれていたフランジ部１４の開口１４Ａから保護部材３２を外し、このフランジ部１４をキャビティＣ１の上部となるように配置する。次いで、このフランジ部１４において保護部材３２が取り外された部分に溶融鉛を注入することにより、鉛部１１のもう一方の側（図１における鉛部１１の下側）の固定部１３を、断面が非円形状をなすようにフランジ部１４と嵌合して溶着する。
【００３４】
したがって、本実施形態の鉛ダンパー１０の製造方法では、キャビティＣ１の底部上面から上方へと順々に鉛部１１の下側の固定部１３、支持部１２、鉛部１１の上側の固定部１３を成形することができるとともに、鉛部１１の固定部１３を断面が非円形状をなすように支持部１２と一体的に成形しながらフランジ部１４と嵌合して溶着するので、上記ダンパーと同様な効果を得ることができることに加えて、製造のための時間およびコストを低減することができる。また、従来のように鉛部の自重で加圧する等して水平方向にその不純物を押し出す必要がないことから、鉛部の沈下がなくなるので、製造精度を向上させることができる。さらに、鉛部１１の上側の固定部１３とフランジ部１４とを溶着するとき、このフランジ部１４をキャビティＣ１の上部に組み込んだことから、そこからこれら部位の溶着状態を目視によって確認することができるので、その溶着を確実に行うことができる。加えて、鉛部１１の上側の固定部１３とフランジ部１４との溶着を行っている間、酸化物等の不純物が、比重差によって固定部１３とフランジ部１４との嵌合面上端に浮上するので、その不純物の除去を容易に行うことができる。
【００３５】
特に、本実施形態では、図１における鉛部１１の上側だけでなく下側の固定部１３についても、フランジ部１４との嵌合面での溶着状態を目視によって確認しながら溶着を行うことができることから、これら部位の溶着も確実に行うことができる。また、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４との溶着を行っている間、酸化物等の不純物が、比重差によって固定部１３とフランジ部１４との嵌合面上端に浮上するので、その不純物の除去も容易に行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態のフランジ部１４と固定部１３とのホモゲン溶着において、小口バーナー（図示略）等の加熱手段を用いるのが好適である。この場合、注入された溶融鉛と錫メッキ処理が施された開口１４Ａにおける溶着面上端近傍を加熱する。
【００３７】
上記のようにして所定量の鉛を注入することにより支持部１２と固定部１３とを有する鉛部１１を形成した後、このような鉛部１１が形成されたフランジ部１４を金型から取り出す。次いで、フランジ部１４の表面において、フランジ部１４の開口１４Ａからの鉛部１１の露出面を覆うようにしてカバー部１６をタップ接合する。続いて、鉛部１１およびカバー部１６を貫通するようにして孔１７を形成し、そこに円柱形状を有するガイド軸１８を設ける。ガイド軸１８は、上端および下端の少なくとも一方をカバー部１６に接着して固定する。以上のようにして、図１に示すような鉛ダンパー１０が製造される。
【００３８】
（Ｃ）実施形態の動作
上記構成を有する鉛ダンパー１０は、鉛部１１の上部および下部それぞれのフランジ部１４の形状を工夫することにより、種々の設置形態を採用することができる。たとえば鉛ダンパー１０を制振用ダンパーとして用いる場合、建築構造物の梁と柱との交差部である仕口部に設置する。すなわち、一方のフランジ部１４の先端部を梁に取り付け、他方のフランジ部１４の先端部を屈曲させて柱に取り付ける。この場合、フランジ部１４の先端部に形成された孔（図示略）にボルトを貫通させることにより、フランジ部１４を梁および柱のそれぞれに取り付ける。
【００３９】
このように仕口部に設けられた鉛ダンパー１０では、風や各種交通機関等による振動や地震による震動によって、たとえば仕口部の柱と梁との間でねじれ振動が生じると、フランジ部１４において、ガイド軸１８を中心として互いに回転方向に反対向きの力が働く。
【００４０】
ここで、本実施形態の鉛ダンパー１０では、鉛部１１の固定部１３の断面を正方形状とし、そこにフランジ部１４を嵌合して固定したので、上記のように回転方向に力が働いても、鉛部１１とフランジ部１４との相対回転が阻止される。これにより、鉛部１１がフランジ部１４との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることを防止することができるので、フランジ部１４を通じて鉛部１１に振動を伝えることができる。そして、鉛部１１では、その振動にしたがって、ガイド軸１８を中心としてねじれ変形が生じることにより、振動エネルギーを吸収することができる。
【００４１】
したがって、本実施形態の鉛ダンパー１０は、ダンパーとしての機能を発揮することができる。
【００４２】
特に、接合部１５および接合補助部１９により、鉛部１１とフランジ部１４との接合強度を高めることができるので、ダンパーとしての機能をより安定して発揮することができる。
【００４３】
（Ｄ）変形例
以上、上記実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記第１実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば上記実施形態では、鉛部１１の固定部１３の断面を正方形状としたが、これに限定されるものではなく、非円形状であればよい。この場合、非円形状は対称性を有するのが好ましく、たとえば図５（Ａ）に示す固定部１３および開口１４Ｂのような十文字形状、図５（Ｂ）に示す固定部１３および開口１４Ｃのような「☆」文字形状がある。なお、図５（Ａ），（Ｂ）は、固定部１３を含む下側のフランジ部１４の断面図であり、このフランジ部１４の断面には支持部１２の断面は実際に含まれないが、便宜的に図示している。さらに、上記実施形態では、鉛部１１の上下の固定部１３ともフランジ部１４に嵌合させたが、鉛部１１の上下いずれか一方の固定部１３をフランジ部１４に嵌合させてもよい。
【００４４】
また上記実施形態では、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とを、鉛と錫との合金からなる接合部１５により接合したが、これに限定されるものではなく、設計上必要とされるダンパーの耐力に応じた強度を有する材料を用いて接合すればよい。たとえば、ボンド等の接着剤により、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とを接合してもよい。
【００４５】
さらに上記実施形態では、鉛部１１の固定部１３をフランジ部１４に形成された開口１４Ａを貫通させるようにしてフランジ部１４に嵌合させたが、固定部１３をフランジ部１４に対して貫通させなくてもよい。たとえば、フランジ部１４に断面が非円形状である凹部を形成し、そこに固定部１３を嵌合させてもよい。この場合、カバー部１６を設ける必要はなく、ガイド軸１８の固定側の端部はフランジ部１４に接合される。この場合、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とを接合部１５で接合する場合、固定部１３の側面だけでなく、その底面も接合する。
【００４６】
加えて上記実施形態では、本発明をねじれ型ダンパーに適用したが、これに限定されるものではない。ねじれ型ダンパー以外に適用する場合には、図６に示すようにガイド軸１８を設けなくてもよい。この場合、フランジ部１４の全面を構造物に取り付ける場合、カバー部１６は設けない。また、上記実施形態ではフランジ部１４を互いに直交する位置に固定したが、これに限定されるものではなく、互いのフランジ部１４の交差角度は適宜設定してもよく、たとえば互いに同方向に向く位置に固定するようにしてもよい。
【００４７】
上記態様では、風や各種交通機関等による振動や地震による震動によって構造物間で振動が生じた場合、主にせん断変形を利用することにより、これら振動エネルギーを吸収することができる。
【００４８】
さらに上記実施形態では、本発明を鉛ダンパー１０に適用したが、これに限定されるものではなく、たとえば鉛以外の材料（たとえば鋼材）からなる本体部とフランジ部とを備え、これら部位の間に接合面を有するダンパーに適用することができる。また、本体部として内部に空洞を有する管状体を用いてもよい。さらに、鉛部１１の支持部１２の断面は、円形状に限定されるものではなく、たとえば多角形状としてもよい。
【００４９】
加えて、上記実施形態では、フランジ部１４を金型に組み込むことによりキャビティＣ１を形成し、上側のフランジ部１４の開口１４Ａから溶融された鉛を注入するようにしたが、これに限定されるものではない。たとえば、図７に示すようにフランジ部１４を鉛直方向に立設して金型の側部に組み込むことにより開口部４０を有するキャビティＣ２を形成し、開口部４０を上側に向けてそこから鉛を注入してもよい。なお、図７は、鉛ダンパー１０を製造するときに形成されるキャビティＣ２を上側からみたときの断面図である。
【００５０】
まず、たとえばフランジ部１４の開口１４Ａの内面に錫メッキ処理を施す。次いで、図７に示すように、フランジ部１４を、金型（鋳型）の側部に組み込むことにより、キャビティＣ２を形成する。すなわち、金型は、キャビティＣ２の底面を閉塞する底板部（図示略）と、キャビティＣ２の両側面を閉塞する側板部４１と、フランジ部１４の開口１４Ａを閉塞するための開口閉塞用板部４２とを備えている。そして、側板部４１に挟まれるとともに開口閉塞用板部４２により開口１４Ａの外側が閉塞されるようにフランジ部１４を配置する。これにより上面が開放されて、開口部４０を有するキャビティＣ２が形成される。この場合、フランジ部１４は、互いの開口１４Ａが対向するようにして立設された状態にある。なお、上記変形例のようにフランジ部１４に開口１４Ａが形成されていないダンパーの場合、開口閉塞用板部４２は不要である。
【００５１】
次いで、キャビティＣ２の開口部３０から溶融された鉛を注入することにより、キャビティＣ２の底部上面から上方へと順々に  鉛部１１の支持部１２と固定部１３の成形を行う。その際、フランジ部１４の開口１４Ａに施された錫メッキが溶融鉛によって溶融され、鉛と錫とが溶け合ってホモゲン溶着が生じる。ホモゲン溶着とは、錫および鉛を溶融したホモゲン状態を経由して、これら材料の合金層からなる接合部１５を形成することにより、鉛部１１の固定部１３とフランジ部１４とを溶着することをいい、鉛と錫とが溶け合う状態は目視で観察することができる。
【００５２】
上記態様では、キャビティＣ２の底部上面から上方へと順々に鉛部１１の支持部１２および固定部１３を成形することができるとともに、鉛部１１の固定部１３の一方を断面が非円形状をなすように支持部１２と一体的に成形しながらフランジ部１４と嵌合して溶着するので、製造のための時間およびコストを低減することができる。また、従来のように鉛部１１の自重で加圧する等して水平方向にその不純物を押し出す必要がないことから、鉛部１１の沈下がなくなるので、製造精度を向上させることができる。
【００５３】
上記のようにして所定量の鉛を注入することにより支持部１２と固定部１３とを有する鉛部１１を形成した後、このような鉛部１１が形成されたフランジ部１４を金型から取り出す。次いで、フランジ部１４の表面において、フランジ部１４の開口１４Ａからの鉛部１１の露出面を覆うようにしてカバー部１６をタップ接合する。続いて、鉛部１１およびカバー部１６を貫通するようにして孔１７を形成し、そこに円柱形状を有するガイド軸１８を設ける。ガイド軸１８は、上端および下端の少なくとも一方をカバー部１６に接着して固定する。以上のようにして、図１に示すような鉛ダンパー１０が製造される。
【００５４】
（２）第２実施形態
上記第１実施形態では、本発明を制振用ダンパーに適用したが、第２実施形態では大幅な変位が発生する震動などを抑制するための免震用ダンパーに適用する。第２実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付して、その説明は省略している。
【００５５】
たとえば、図８に示すねじれ型の鉛ダンパーのように、フランジ部１４の長さを長くすることにより、ねじれ変形の中心点となるガイド軸１８と、フランジ部１４の先端部に形成された支点となる孔５１との間隔を大きくする。この場合、鉛部１１の支持部１２の直径や、中心点であるガイド軸１８と支点であるボルトとの距離などを適宜設計することにより、ダンパーの耐力を調整することができる。さらに、ガイド軸１８を鉛部１１の中心から、上下のフランジ部１４で形成される交差部の内側あるいは外側にシフトさせる等して、そのガイド軸１８の位置を適宜設定するようにしてもよい。
【００５６】
なお、フランジ部１４のそれぞれは、振動を受けたときに互いに逆方向を向いて一直線上になる状態、および完全に重なる状態を避けるようにして、その変位可能長が設定される。
【００５７】
上記鉛ダンパーは、孔５１にボルト（図示略）を貫通させることにより、フランジ部１４を、互いに平行な平面を有する上部構造物および下部構造物のそれぞれに取り付けることにより設置される。この場合、たとえば、フランジ部１４は、上部構造物および下部構造物のそれぞれとの間に所定の間隔をあけて取り付けられる。なお、図８の鉛ダンパーではカバー部１６の図示は省略している。
【００５８】
このような構造物間に設けられた鉛ダンパーでは、風や各種交通機関等による振動や地震による震動によってフランジ部１４に振動が生じると、そこにガイド軸１８を中心点として互いに回転方向に反対向きの力が働く。
【００５９】
ところで、従来のようなＳ字型に湾曲した鉛部を有するＵ型鉛ダンパーでは、上記のような振動による力が働くと、鉛部が局部的に塑性変形しやすくなり、そこで振動による変位が生じるとともに負担加重を受けるため、鉛部の破壊が進行しやすくなる。
【００６０】
これに対して本実施形態では、振動による力が働くと、フランジ部１４は、孔５１に貫通されたボルトを支点として振動によって変位するとともに、鉛部１１が振動による負担加重を受けてガイド軸１８を中心としてねじれ変形が生じる。
【００６１】
このように本実施形態では、従来のＵ型鉛ダンパーと異なり、振動が生じたときに変位する機能をフランジ部１４が担い、負担荷重を受ける機能を鉛部１１が担うといったように、それぞれの機能が分担されるので、鉛部１１の破壊は進行しにくくなる。
【００６２】
さらにこの場合、フランジ部１４が大きく変位すると、フランジ部１４と鉛部１１との間に大きなせん断力や回転力が働くことが考えられるが、上記実施形態のように鉛部１１の固定部１３の断面を正方形状とし、そこにフランジ部１４を嵌合して固定したことから、上記のように大きな力が働いても、鉛部１１とフランジ部１４との相対移動が阻止される。これにより、鉛部１１がフランジ部１４との嵌合面に沿って滑ったり、そこから分離したりすることを防止することができるので、フランジ部１４を通じて鉛部１１に振動を伝えることができる。
【００６３】
これにより、上記第１実施形態と同様な効果が得られることに加えて、従来のＵ型鉛ダンパーより鉛部のサイズを小さく設定しても、充分な負担荷重を繰り返し受けることができ、振動エネルギーの高吸収性能を得ることができる。したがって、製造コストを低減することができ、装置の小型化を図ることができる。その結果、装置の設計度の自由度を向上させることができるので、適宜設計することにより、アイソレータなどの他の免震装置に容易に接続し、その免震装置と一体的に用いることができる。
【００６４】
なお、第２実施形態では、上記第１実施形態と同様な製造方法を適用することができ、また、上記第１実施形態と同様な変形例を適用することができる。たとえば、互いのフランジ部１４の交差角度は適宜設定してもよい。この場合、互いのフランジ部１４の交差角度によらず、鉛部１１で発生するモーメントは常に一定であるが、たとえば、鉛部１１の上側および下側のフランジ部１４を交差させて「く」の字状に位置させた場合、振動によって鉛ダンパーが振動方向に沿って圧縮されたとき（すなわち、互いのフランジ部１４の支点（＝孔５１の位置）が接近するとき）と、鉛ダンパーが振動方向に沿って引っ張られたとき（すなわち、互いのフランジ部１４の支点が離間するとき）とでは、振動の垂直方向における鉛部１１の中心点（＝ガイド軸１８の位置）とフランジ部１４の支点との距離（＝図８に示す距離Ｄ）が異なるため、フランジ部１４の支点で発生する負担荷重が変化する。このため、振動により生じるフランジ部１４の変位と鉛部１１に生じる耐力との関係は、図９に示す耐力曲線（＝荷重変形曲線）のように耐力が変位の左右方向で非対称となり、鉛部１１における耐力分布のバランスが悪くなる虞がある。これに対して、たとえば、図１０に示すように鉛部１１の上側および下側のフランジ部１４を、互いの支点の位置が一致するように平行に位置させると、振動によって鉛ダンパーが振動方向に沿って圧縮されたときと、鉛ダンパーが振動方向に沿って引っ張られたときとでは、振動の垂直方向における鉛部１１の中心点とフランジ部１４の支点との距離が変化しないので、図１１に示す耐力曲線のように耐力が変位の左右方向について対称となり、鉛部１１における耐力分布のバランスがよくなる。
【実施例】
【００６５】
以下、具体的な実施例を参照して本発明の第２実施形態をさらに詳細に説明する。
【００６６】
実施例として第２実施形態のねじれ型鉛ダンパーについて、振幅が１５０ｍｍである振動を３０サイクルで加えて静的載荷試験を行った。なお、ねじれ型鉛ダンパーは、最大可能変位長が６００ｍｍ程度のダンパーである。また、比較例として従来のＵ型鉛ダンパーについても、上記ねじれ型の鉛ダンパーと同様の条件で静的載荷試験を行った。
【００６７】
その結果、耐力が９０ｋＮであるために必要な鉛部の鉛の重量は、Ｕ型鉛ダンパーの場合には約５００ｋｇであったのに対して、ねじれ型の鉛ダンパーの場合には約５０ｋｇ以下であった。この場合、Ｕ型鉛ダンパーの高さは９２４ｍｍ程度、ねじれ型のダンパーの高さは３００ｍｍ程度であった。
【００６８】
これにより、従来のＵ型鉛ダンパーに比べて、鉛部の単位体積あたり約１０倍効率の耐力を有することがわかった。したがって、従来のＵ型鉛ダンパーより鉛部のサイズを小さく設定しても、充分な負担荷重を繰り返し受けることができ、振動エネルギーの高吸収性能を得ることができることが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの概略構成図であり、（Ａ）が鉛ダンパーの側断面図、（Ｂ）が鉛ダンパーの上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの変形例の側断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの変形例の側断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの製造方法を説明するための図であり、鉛ダンパーを製造するときに形成されるキャビティの側断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの鉛部の下側のフランジ部の変形例の断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの変形例の側断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る鉛ダンパーの製造方法の変形例を説明するための図であり、鉛ダンパーを製造するときに形成されるキャビティの断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る鉛ダンパーの概略構成を表す上面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る鉛ダンパーが振動を受けたときに生じる変位と耐力との関係を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る鉛ダンパーの変形例の概略構成を表す上面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る鉛ダンパーが振動を受けたときに生じる変位と耐力との関係を説明するための概略図である。
【図１２】従来の鉛ダンパーの問題を説明するための正面図である。
【図１３】従来の鉛ダンパーの問題を説明するための図であり、（Ａ）は従来の鉛ダンパーの側面図、（Ｂ）は従来の鉛ダンパーの上面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…鉛ダンパー（ダンパー）、１１…鉛部（本体部）、１２…支持部、１２ａ…Ｒ形状、１３…固定部、１４…フランジ部、１４Ａ…開口、１５…接合部、１６…カバー部、１８…ガイド軸、１９…接合補助部、２０…溶接部、３１…側板部、３２…保護部材
【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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