(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の帯板状の鋼板を粘弾性体を介して軸方向に相対変位可能に積層した構成とされ、建物にブレースの形態で設置されて地震時に制震ダンパーとして機能するブレースダンパーの製作方法であって、
前記ブレースダンパーは、少なくとも２枚の第１鋼板と、それら第１鋼板の間に前記粘弾性体を介して積層した少なくとも１枚の第２鋼板を有し、最外層の２枚の第１鋼板の両側縁に対して鋼板からなる側板をそれぞれ溶接して、それら２枚の側板と最外層の２枚の第１鋼板とにより当該ブレースダンパーの外殻を構成してなり、
前記ブレースダンパーの製作に際しては、前記第１鋼板と前記第２鋼板とを熱溶融性の粘弾性体およびその充填領域を規制するシール材ならびにスペーサを挟み込みつつ交互に積層していく積層工程、積層した第１鋼板と第２鋼板の全体をボルトにより仮締結する仮組工程、前記第１鋼板の両側縁に対して前記側板を溶接して外殻を形成する溶接工程とを順次もしくは相前後して実施して組立体を形成した後、前記組立体の全体を外部から加熱して前記粘弾性体を加熱溶融せしめる加熱工程、前記粘弾性体が冷却されて再固化した後に前記ボルトを抜去する仮組解体工程とを実施することを特徴とするブレースダンパーの製作方法。
【請求項２】
請求項１記載のブレースダンパーの製作方法において、前記積層工程に先行して一方の最外層の第１鋼板に対して前記側板を溶接することを特徴とするブレースダンパーの製作方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のブレースダンパーの製作方法において、前記加熱工程においては前記組立体を起立させた状態で加熱することとして、前記粘弾性体の充填領域の上部に溶融状態となる粘弾性体の液溜まりを確保することを特徴とするブレースダンパーの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建物に設置されてその振動を制御する制震ダンパーの製作方法に係わり、特にブレースの形態で設置されるブレースダンパーの製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地震や風に対する構造物の応答を低減することを目的として、構造物に振動エネルギー吸収機構として種々の制震ダンパーを設置することが行われている。そのような制震ダンパーの一例として、図４および図５に示すように建物にブレースとして設置されるブレースダンパー１０が開発されている。これは、いずれも帯板状の鋼板である第１鋼板１と第２鋼板２とを、粘弾性体３（たとえばゴムアスファルト系粘弾性体や高減衰ラバーが好適に採用可能である）を挟んで軸方向に相対変位可能な状態で交互に積層し、その外側にケーシング４を設けることで軸方向以外の変形を拘束して容易に座屈しない構成としたものである。
【０００３】
上記のブレースダンパー１０を図４に示すように柱５と梁６とにより構成される躯体フレーム間にブレースとして斜めに配置し、第１鋼板１と第２鋼板２の基部をそれぞれ取付板７を介して層間変位が生じる二部材に対して固定すると、地震時に躯体フレームが変形して層間変位が生じた際には第１鋼板１と第２鋼板２とが軸方向に相対変位してブレースダンパー１０が伸縮しようとし、その際に粘弾性体３による粘性抵抗力により振動エネルギーが吸収されて建物の応答を大きく低減させることができるものであり、特に粘弾性体３の作用により中小規模の地震から大規模地震までの広い振幅領域で高い制振効果が得られるものである。
【０００４】
なお、図５に示したブレースダンパー１０は３枚の第１鋼板１の間に２枚の第２鋼板２を積層してそれらの間に粘弾性体３を４層にわたって挟み込んだものであるが、第１鋼板１と第２鋼板２の積層数や粘弾性体３の総断面積を増減することで制振効果を任意に調節することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のブレースダンパー１０では、図５（ｃ）に示しているように、最外層の第１鋼板１をフランジ付きの鋼材８とするとともに両側部に鋼板９を配し、それらの鋼材８と鋼板９とをボルト締結することでケーシング４を形成して、そのケーシング４内に他の第１鋼板１と第２鋼板２の全体を格納した構成であることから、ケーシング４自体がかなりの重量を有するものとなるし全体の外形寸法も大きなものとならざるを得ないので小形軽量化し難いものであり、したがって運搬や設置の際の取り扱いが不便であるしその設置スペースも十分に確保しなければならない、という問題があった。
【０００６】
また、このようなブレースダンパー１０を製作するに当たっては、たとえば第１鋼板１と第２鋼板２とをシート状の粘弾性体３により接着する、あるいはゴム系の粘弾性体３を挟み込んでプレス成型して圧着する、もしくは液状の粘弾性体３を注入充填して固化させる、等の方法が試みられているが、いずれも手間と費用がかかって効率的ではないし、第１鋼板１と第２鋼板２の間に適正な間隙を確保しつつその間隙内全体に粘弾性体３を隙間なく完全に挟み込むことは必ずしも容易ではなく、したがってこの種のブレースダンパーを工業的規模で効率的に製作し得る有効適切な製作方法の確立が急務であるとされていた。
【０００７】
上記事情に鑑み、本発明は制震ダンパーとしての機能を損なうことなく小形軽量化を実現し得るブレースダンパーの有効な製作方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数枚の帯板状の鋼板を粘弾性体を介して軸方向に相対変位可能に積層した構成とされ、建物にブレースの形態で設置されて地震時に制震ダンパーとして機能するブレースダンパーの製作方法であって、前記ブレースダンパーは、少なくとも２枚の第１鋼板と、それら第１鋼板の間に前記粘弾性体を介して積層した少なくとも１枚の第２鋼板を有し、最外層の２枚の第１鋼板の両側縁に対して鋼板からなる側板をそれぞれ溶接して、それら２枚の側板と最外層の２枚の第１鋼板とにより当該ブレースダンパーの外殻を構成してなり、前記ブレースダンパーの製作に際しては、前記第１鋼板と前記第２鋼板とを熱溶融性の粘弾性体およびその充填領域を規制するシール材ならびにスペーサを挟み込みつつ交互に積層していく積層工程、積層した第１鋼板と第２鋼板の全体をボルトにより仮締結する仮組工程、前記第１鋼板の両側縁に対して前記側板を溶接して外殻を形成する溶接工程とを順次もしくは相前後して実施して組立体を形成した後、前記組立体の全体を外部から加熱して前記粘弾性体を加熱溶融せしめる加熱工程、前記粘弾性体が冷却されて再固化した後に前記ボルトを抜去する仮組解体工程とを実施するようにしたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明のブレースダンパーの製作方法において、前記積層工程に先行して一方の最外層の第１鋼板に対して前記側板を溶接するようにしたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明のブレースダンパーの製作方法において、前記加熱工程においては前記組立体を起立させた状態で加熱することとして、前記粘弾性体の充填領域の上部に溶融状態となる粘弾性体の液溜まりを確保するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の実施形態である製作方法により製作するブレースダンパー（以下、便宜的に本実施形態のブレースダンパーと言う）の構成を示すものである。本実施形態のブレースダンパー２０の基本構成は図５に示した従来のブレースダンパー１０と同様であって、第１鋼板１と第２鋼板２とを粘弾性体３を介して軸方向に相対変位可能に積層したものであるが、図５に示した従来のブレースダンパー１０におけるフランジ付きの鋼材８を用いることなく、最外層の２枚の第１鋼板１の両側縁の間に鋼板からなる側板２１をそれぞれ直接的に溶接することによって、それら２枚の側板２１と最外層の２枚の第１鋼板１自体によってこのブレースダンパー２０の外殻を構成するようにしている。なお、図示例では第１鋼板１を４枚、第２鋼板２を３枚としてそれらの間に６層の粘弾性体３を積層しているが、第１鋼板１を２枚以上、第２鋼板２を１枚以上とする限りにおいてそれらの枚数は任意である。
【００１３】
本実施形態のブレースダンパー２０は、側板２１を溶接することで上記のような外殻を形成することにより、従来のようなケーシング４を省略しても軸方向以外への変形が有効に拘束され座屈が生じ難いものとなっている。したがって、従来のものに比べて小形軽量化を実現でき、取り扱いが容易となるし、設置スペースも節約することができる。
【００１４】
なお、上記のブレースダンパー２０においては、４枚の第１鋼板１の基端部（図１（ａ），（ｂ）における左端部）を挟み板２２および継手板２３を介して積層してボルトにより一体に締結しており、３枚の第２鋼板２の基端部（同、右端部）を挟み板２４を介して積層してボルトにより一体に締結し、中央の第２鋼板２の基端部をそのまま延出させて継手板２５として機能せしめており、それら継手板２３,２５にはそれぞれ両面に補剛板２６を溶接して十字型断面としている。符号３０はシール材、３１はボルト孔、３２はスペーサであるが、これらについては以下で説明する
【００１５】
図３（ａ）〜（ｆ）は本発明の製作方法の実施形態を示すものである。本実施形態の製作方法は上記のブレースダンパー２０を対象とするもので、粘弾性体３として常温で固体であるが加熱により溶融状態を呈する熱溶融性材料、たとえばアスファルト、合成ゴム、アクリル樹脂等を採用し、それをシート状あるいはペレット状として第１鋼板１と第２鋼板２との間に挟み込み、その状態で外部からの加熱により溶融させ再固化させることを基本とする。具体的には以下の手順による。
【００１６】
▲１▼第１溶接工程
（ａ）に示すように、一方の最外層の第１鋼板１を平置きした状態でその両側縁にそれぞれ側板２１を溶接し、箱形断面形状とする。なお、全ての第１鋼板１および第２鋼板２には予めボルト孔３１を形成しておき、最外層の第１鋼板のボルト孔３１には予めボルト３６を装着しておく。
【００１７】
▲２▼積層工程
（ｂ）に示すように、第１鋼板１上に、粘弾性体３、第２鋼板２、粘弾性体３、他の第１鋼板１、……を順次積層していく。
【００１８】
その際、ボルト３６を定規として第２鋼板２，第１鋼板１を積層していくが、（ｄ）に示すように第１鋼板１のボルト孔３１に（ｅ）に示すような環状のスペーサ３２を装着して、そのスペーサ３２により第２鋼板２どうしの間の間隙を規制する。なお、粘弾性体３の再固化時の収縮（ひけ）を吸収するためにスペーサ３２は第１鋼板１と第２鋼板２との間の間隙は規制しないものとする。また、スペーサ３２にはボルト孔３１からの粘弾性体３の漏出を防止する機能をもたせるが、完成後には第１鋼板１と第２鋼板２の相対変位を拘束しないものとしておく必要がある。
【００１９】
また、第１鋼板１と第２鋼板２の間には（ｆ）に示すように粘弾性体３の充填領域３４を規制するためのシール材３０を介装する。本実施形態では後工程において（ｆ）に示すように組立体３８を起立状態で加熱することから、起立させたときに底部となる位置のみにそのシール材３０を介装することで良い。シール材３０としては弾性と耐熱性を有するシリコーンゴムをロープ状として用いることが最適である。
【００２０】
さらに、粘弾性体３の充填領域３４の上部には、溶融状態となった粘弾性体３の液溜まり３５を確保しておき、この液溜まり３５まで粘弾性体３を挟み込んでおく。
【００２１】
▲３▼仮組工程および第２溶接工程
上記の積層工程において最上段の第１鋼板１を積層したら、（ｄ）に示すようにボルト３６にナット３７を螺着して全体を仮締結した後、（ｃ）に示すように最上段の第１鋼板１の両側縁を両側の側板２１に対して溶接して外殻を完成させる。
【００２２】
▲４▼加熱工程
上記工程により組み立てた組立体３８を（ｆ）に示すように起立させ、その全体を加熱炉に装入する等して外部から加熱して粘弾性体３を加熱溶融せしめる。これにより、溶融状態となった粘弾性体３が第１鋼板１と第２鋼板２との間の隅々にまで充填されていき、それに伴い内部の空気は自ずと浮上して排除されていき、気泡が残ることなく完全に充填することができる。勿論、充填領域３４の底部はシール材３０により封止され、側部は側板２１により閉塞され、ボルト孔３１の周囲はスペーサ３２によりシールされているから、粘弾性体３が漏出することはない。また、粘弾性体３の再固化時の体積減は上記の液溜まり３５により吸収される。
【００２３】
▲５▼仮組解体工程
１０時間程度の自然冷却、あるいは強制冷却により粘弾性体３が冷却されて再固化した後に、ボルト３６を抜去する。以上によりブレースダンパー２０が完成する。
【００２４】
以上の製作方法によれば、容易にブレースダンパー２０を工業的規模で効率的に行えることで安価に製作することが可能である。特に、粘弾性体３を外部からの加熱により溶融させて再固化させることにより充填領域の隅々まで自ずと完全に充填することができるし、組立体３８を起立状態で加熱することとしてその上部に液溜まり３５を確保するので、再固化時の体積減により充填不足が生じるようなことも確実に防止することができる。
【００２５】
また、組立体３８を組み立てるに際しては、上記のようにまず第１鋼板１と側板２１とを箱状に組み立て、その内部において粘弾性体３と第２鋼板２、他の第１鋼板１を積層していくことにより、側板２１により粘弾性体３の充填領域３４が自ずと規制されるとともに、第２鋼板２と他の第１鋼板１の位置決めが自ずとなされるので、特に作業性に優れるものとなる。ただし必ずしもそうすることはなく、全ての第１鋼板１と第２鋼板２とを適宜位置決めしつつ積層してから、最外層の２枚の第１鋼板１に対して側板２１を溶接することでも良い。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明の製作方法により製作されるブレースダンパーは、少なくとも２枚の第１鋼板と、それら第１鋼板の間に前記粘弾性体を介して積層した少なくとも１枚の第２鋼板を有し、最外層の２枚の第１鋼板の両側縁に対して鋼板からなる側板をそれぞれ溶接して、それら２枚の側板と最外層の２枚の第１鋼板とにより当該ブレースダンパーの外殻を構成したから、その外殻により軸方向以外の変形が拘束されて座屈が防止され、したがってダンパーとしての機能を損なうことなくケーシングを省略することが可能であって、この種のブレースダンパーの小形軽量化を実現することができる。
【００２７】
そして、請求項１の発明の製作方法は、上記のブレースダンパーを製作するに際し、第１鋼板と第２鋼板とを粘弾性体、シール材、スペーサを挟み込みつつ交互に積層し、それらの全体をボルトにより仮締結し、最外層の第１鋼板の両側縁に対して側板を溶接して外殻を形成して組立体を組み立てた後、組立体の全体を外部から加熱して粘弾性体を加熱溶融せしめ、粘弾性体が冷却されて再固化した後にボルトを抜去するという工程によるものであるから、この種のブレースダンパーを工業的規模で効率的にしたがって安価に製作することが可能である。
【００２８】
請求項２の発明の製作方法は、一方の最外層の第１鋼板に対して側板を先行して溶接した後、その内側に粘弾性体と他の鋼板を積層するようにしたので、側板により粘弾性体の充填領域や鋼板の位置決めが自ずとなされるので作業性に特に優れる。
【００２９】
請求項３の発明の製作方法は、組立体を起立させた状態で加熱するとともに粘弾性体の充填領域の上部に液溜まりを確保するから、粘弾性体の再固化時の体積減により充填不足が生じるようなことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるブレースダンパーの概略構成を示す図である。
【図２】同、横断面図である。
【図３】同、製作手順を示す図である。
【図４】ブレースダンパーの設置例を示す図である。
【図５】従来のブレースダンパーの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  第１鋼板
２  第２鋼板
３  粘弾性体
２０  ブレースダンパー
２１  側板
３０  シール材
３１  ボルト孔
３２  スペーサ
３４  充填領域
３５  液溜まり
３６  ボルト
３８  組立体
【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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