(57)【要約】【課題】  粘弾性体が回転変形する場合に剪断歪みを均等に発生させることが可能な粘弾性ダンパーを提供する。【解決手段】  シート状の粘弾性体４を鋼板５ａ，５ｂで挟んで形成し、剪断変形時に回転変形する際の回転中心Ｐからの距離に比例させて厚くなるように、粘弾性体４の厚みを一定方向に一定の率で変化させた。粘弾性体４の厚みの変化率は、回転中心Ｐからの距離の比率に一致させた。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の粘弾性体の剪断変形を利用して設置した部位の振動を減衰させ、建物の振動や変移を減衰させる粘弾性ダンパーにおいて、
前記粘弾性体の剪断変形は回転成分を有し、その回転中心位置から遠ざかる方向に対して厚みが増すよう前記粘弾性体の厚みを変化させて成る粘弾性ダンパー。
【請求項２】
粘弾性体の厚みの変化率は、回転中心からの距離の比率に略一致している請求項１記載の粘弾性ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の振動や変移を減衰させる粘弾性ダンパーに関し、特にシート状の粘弾性体により振動を吸収する粘弾性ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等による水平振動を減衰する制震構造を採用した建物が多く提案或いは提供されている。このような制震構造として例えば特許文献１に示す構成のものがある。これは、外壁パネルフレームに、縦桟と横桟を設け、その交差部に扇状の振動減衰手段（粘弾性ダンパー）を配置し、振動時の外壁パネルフレームの変形により、粘弾性ダンパーに剪断方向への往復相対変位動作を生じさせ、粘弾性体の剪断変形により振動を減衰させている。
【特許文献１】特開２００１−６５１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記特許文献１に記載されているような部位に設置される板状の粘弾性ダンパーは、外壁パネルフレーム振動時の剪断変形は主に回転変形であり、縦桟と横桟の交叉した部位を回転中心として、その回転中心からの距離に比例して変形量は大きくなる。そのため、剪断変形が粘弾性体全体に対して均一に発生することがなく、安定したダンパー能力が得られなかった。また、変形時の不均一な応力により縦桟或いは横桟に捻れが発生することもあった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、粘弾性体の剪断変形に回転変形成分を有する場合に、剪断歪みを均等に発生させることが可能な粘弾性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】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、シート状の粘弾性体の剪断変形を利用して設置した部位の振動を減衰させ、建物の振動や変移を減衰させる粘弾性ダンパーにおいて、前記粘弾性体の剪断変形は回転成分を有し、その回転中心位置から遠ざかる方向に対して厚みが増すよう前記粘弾性体の厚みを変化させて成ることを特徴とする。
この構成により、設置部位の振動により粘弾性体が回転を含む変形をした場合、粘弾性体全体に渡って剪断歪みを均等に発生させることが可能となり、安定したダンパー能力を発揮させることが可能となる。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、粘弾性体の厚みの変化率は、回転中心からの距離の比率に略一致していることを特徴とする。
この構成により、設置部位の振動により発生した粘弾性体の剪断変形は、剪断歪みが均等になるように発生するので、安定したダンパー能力を最大限に発揮できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、粘弾性体が回転を含む変形をする部位に設置される場合、粘弾性体全体に渡って剪断歪みを均等に発生させることが可能となり、安定したダンパー能力を発揮させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る粘弾性ダンパーの一例を示し、柱と梁の間に設置した使用状態の説明図である。また、図２はＡ部を拡大した図、図３はＢ−Ｂ線端面説明図、図４はＣ−Ｃ線端面説明図である。図において、１は柱、２は梁、３は粘弾性ダンパーであり、粘弾性ダンパー３は柱１と梁２の接合部（仕口部）の内側に設置した構成を示している。
【０００８】
粘弾性ダンパー３は、シート状の粘弾性体４を鋼板５ａ，５ｂで挟み込んで板状に形成され、ここでは設置部位の形状に合わせて三角形に形成されている。そして、仕口部の内側に、一方の鋼板５ａを柱１に連結し、他方の鋼板５ｂを梁２に連結して振動による柱１の傾斜により粘弾性体４の剪断変形が生ずるように設置され、粘弾性体４は、一方から他方へ一定の割合で徐々に厚みを増して形成されたものが使用されている。
【０００９】
この粘弾性体４の厚みの設定を、図５、図６を基に具体的に説明する。図５は建物が地震等で振動して柱が傾斜した状態のＡ部拡大図、図６はＭ−Ｍ線矢視端面図を示している。図において、Ｐは振動する際に柱１が梁２に対して相対的に回転する回転中心、Ｐ１は粘弾性体４の回転中心Ｐに最も近い部位、Ｐ２は逆に最も遠い部位を示している。そして、Ｐ−Ｐ１間の距離をＴ１、Ｐ−Ｐ２間の距離をＴ２、粘弾性体の部位Ｐ１の厚みをｔ１、粘弾性体の部位Ｐの厚みをｔ２とすると、
ｔ２／ｔ１＝Ｔ２／Ｔ１
の関係が成立するよう厚みを一定の率で変化させて形成され、粘弾性体４は回転中心Ｐからの距離に比例して厚みが増すように形成されている。この関係は、他方に設置した粘弾性ダンパー３に関しても同様である。
【００１０】
尚、ここで使用される粘弾性体４の具体的な材質としては、ゴム系、アスファルト系、アクリル系等の高分子化合物を材料として形成することができるが、スチレン系ブロックポリマーを主成分とする高減衰エラストマー組成物、例えば特開２００２−１３８１８４号公報に開示されたものが好適である。また、粘弾性体４は三角形でなく回転中心Ｐに対して扇形となるよう形成しても良い。
【００１１】
このように、粘弾性体の剪断変形が回転成分を含んでいる場合、その回転中心からの距離に比例して厚みが増加するよう粘弾性体の厚みを変化させることで、剪断歪みを粘弾性体全体に均等に発生させることができ、安定したダンパー能力を最大限に発揮させることができる。その結果、振動を効率よく減衰させることができるし、剪断変形時の応力が均一に発生するので材料の捻れ作用も無くなる。
【００１２】
尚、上記実施形態では、回転中心Ｐからの距離に比例するように粘弾性体４の厚みを変化させているが、正確に比例させなくても、回転中心Ｐから遠い方向に一様に厚くして行くだけでも効果的である。また、梁２に取り付けた鋼板５ｂの厚みを、粘弾性体４の厚みの変化に反比例させて変化させ、粘弾性ダンパー３全体の厚みを一定にしているが、鋼板の厚みは変化させなくても良い。また、厚みを変えるのは柱側鋼板５ａであっても良い。
【００１３】
図７、図８は、本発明の粘弾性ダンパーの他の例を示し、軸組フレームに設置した使用状態を示している。図７は正面図、図８は左側面図であり、軸組フレーム１０は一対の柱１１，１１と一対の梁１２，１２から構成され、１３は粘弾性ダンパーを示している。粘弾性ダンパー１３は矩形の板状体であって、４隅に設けられている。尚、図７のハッチングは壁面パネル１４を示している。
【００１４】
軸組フレーム構造の建物では、壁面は軸組フレーム１０に合わせた外壁パネル１４を軸組フレーム１０を覆うように取り付けて形成される。そして、軸組フレーム１０は地震等の振動に対して変形し易いため、取り付けられた壁面パネル１４は軸組フレーム１０の変形に対して破損しないようにロッキング可能に連結されている。
このようなロッキング構造の壁面を有する建物の振動を制震させる粘弾性ダンパー１３は、壁面パネル１４の４隅と軸組フレーム１０の間に介在させることで効果的な制震作用を得ることができる。
粘弾性ダンパー１３は、図９のＤ−Ｄ線端面図、図１０のＥ−Ｅ線端面図に示すように、シート状の粘弾性体１６を鋼板１５ａ，１５ｂで挟んで板状に形成され、粘弾性体１６の厚みを一定方向に変化させて形成されている。そして、一方の鋼板１５ａは柱１１に連結され、他方の鋼板１５ｂは外壁パネル１４に連結され、外壁パネル１４のロッキングにより粘弾性体１６に剪断変形が生ずるように取り付けられている。
【００１５】
図１１を基に厚みの設定を具体的に説明すると、図１１は外壁パネル１４がロッキングした状態の説明図であり、地震等の振動により上記図５に示すように柱１１が傾斜して、柱１１と梁１２から成る軸組フレーム１０は菱形に変形する。その際、外壁パネル１４はロッキングし、外壁パネル１４の中心を回転中心Ｑとして回転するように移動する。この回転中心Ｑからの距離に比例するよう外側の厚みが大きくなるよう変化させて粘弾性体１６は形成されている。
このように、軸組フレームと外壁パネルの間に設置した場合でも、軸組フレームの変形により外壁パネルは回転するので、回転中心からの距離に比例して厚みが増加するよう、粘弾性体の厚みを変化させることで、粘弾性体の剪断変形が回転成分を含む変形であっても剪断歪みを粘弾性体全体に均等に発生させることができ、安定したダンパー能力を得ることができる。その結果、軸組フレームが振動して粘弾性体の均一な剪断変形により、振動を効率よく減衰させ、制震させることができる。
【００１６】
尚、上記実施の形態は、粘弾性体４，１６の厚みを一定方向に単純に変化させた場合を示しているが、回転中心からの距離に精度良く比例させて、円弧状に厚みに変化を持たせれば、更に安定したダンパー性能を得ることができる。
また、仕口部、或いは外壁パネル１４の４隅と軸組フレーム１０の柱１１との間に本発明の粘弾性ダンパー３，１３を取り付けた場合を示したが、上記背景技術に示すような、縦桟と横桟の交差部に扇状の粘弾性ダンパーを配置した構成に対しても、効果的に適用できるし、その他剪断変形に回転成分を含む場合、本発明の粘弾性ダンパーは安定した能力を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る粘弾性ダンパーの一例を示し、柱と梁の接合部に設置した説明図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】Ｂ−Ｂ線矢視端面説明図である。
【図４】Ｃ−Ｃ線矢視端面説明図である。
【図５】建物が変形した場合のＡ部の説明図である。
【図６】Ｍ−Ｍ線矢視端面説明図である。
【図７】本発明に係る粘弾性ダンパーの他の例を示し、粘弾性ダンパーを軸組フレームと外壁パネルの間に設けた説明図である。
【図８】図７の側面説明図である。
【図９】Ｄ−Ｄ線矢視端面説明図である。
【図１０】Ｅ−Ｅ線矢視端面説明図である。
【図１１】図７の壁面パネルのロッキング状態の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
３・・粘弾性ダンパー、４・・粘弾性体、５ａ，５ｂ・・鋼板、１３・・粘弾性ダンパー、１５ａ，１５ｂ・・鋼板、１６・・粘弾性体。
【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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