(57)【要約】【課題】減衰ブロックの断面形状によって振動吸収時に捻れ変形を生じ、剪断変形のみを生じる構造よりも減衰性能に優れた制振ダンパーを提供する。【解決手段】減衰ブロック１４の側面１４Ｃは天面１４Ａおよび底面１４Ｂに対して垂直ではなく、所定の角度θをもって傾いている。これにより減衰ブロック１４と剛性板１２Ａ、１２Ｂとの接着面１６Ａ、１６Ｂの図心は幅方向に距離δだけオフセットした構造とされ、矢印２０Ａおよび２０Ｂのように外力（引張力）が印加された際には減衰ブロック１４に捻れ変形が発生し、捻れ変形を起こさず純粋に剪断変形のみ生じる減衰ブロックを用いた場合に比較して、捻れ変形の分だけ減衰量が増加するので、振動を減衰する制振ダンパーとしての性能向上が可能となる。【選択図】図４
2012041939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の剛性板と、
前記第１の剛性板と間隔を空けて対向し、厚さ方向より見て一部重なって配置された第２の剛性板と、
前記第２の剛性板に対向する前記第１の剛性板の一の面と、これに対向する前記第２の剛性板の一の面とに接着された減衰ブロックと、を備え、
前記第１の剛性板と前記第２の剛性板とは、各々が前記一の面に沿って互いに振動吸収方向に移動可能に支持され、
前記第１の剛性板と前記第２の剛性板の厚さ方向より見て、前記減衰ブロックと前記第１の剛性板の一の面との接着面の図心と、前記減衰ブロックと前記第２の剛性板の一の面との接着面の図心とが、前記振動吸収方向より見て前記振動吸収方向と直交する方向にオフセットしていることを特徴とする制振ダンパー。
【請求項２】
前記減衰ブロックは前記振動吸収方向から見た断面が平行四辺形となる形状をしてい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】
前記第２の剛性板の、前記減衰ブロックとの接着面の裏面に、更に他の減衰ブロックが接着され、前記他の減衰ブロックに接着された第３の剛性板と前記第１の剛性板とで、前記第２の剛性板を、前記減衰ブロックおよび前記他の減衰ブロックを介して挟んだことを特徴とする請求項１または請求項２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し、詳しくは、建築物等固定構造物の振動を低減するための制振効果を備えた制振ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築、土木分野において地震や風により振動して変位が集中する建築物等の固定構造物の建築構造物間には、これらの振動を低減するために何らかのエネルギー吸収装置すなわち制振ダンパーが使用されている。制振ダンパーとしては、摩擦によるエネルギー吸収を利用した摩擦ダンパーや粘弾性材料を用いた粘弾性ダンパー等が挙げられる。
【０００３】
また制振用ダンパーには、交通振動などの小さな変形域で大きな減衰力を発揮する機能と、大地震などの大きな変形に対して剪断歪みが大きくなり、変位追従能力を発揮する機能との両方を兼ね備えていることが要求されている。
【０００４】
しかしゴム等の弾性部材の剪断変形を用いて振動を吸収（減衰）させる場合、素材の物性において減衰量を増加させようとすれば線型性（ひずみ依存性）が低下する、温度依存性が増加し温度変化に対して性能が不安定になる等の問題があり、素材自体の物性で減衰性能を向上させるには限界があった。
【０００５】
粘弾性を有する材料と、弾性を有する材料とを組み合わせた制振材料を使用する制振用ダンパーが開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかし当該構成は２種類の材料（粘弾性材料と弾性材料）が積層されるため、その材料同士の接着が困難である上、積層されるので厚みが増し、物理的に安定していないなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１９７９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは剛性板の間に減衰性を有する材料（減衰ブロック）を挟んだ構造の制振ダンパーにおいて、剛性板の振動方向より見た減衰ブロックの断面形状が平行四辺形、すなわち減衰ブロックと剛性板との接着面の図心が引っ張り幅方向にオフセットした構造とすれば、単純に直方体形状の減衰ブロックを剛性板で挟んだ構造に比較して振動減衰量が増加するという知見を得た。
【０００８】
すなわち、減衰ブロックの断面形状が平行四辺形等であれば、減衰ブロックと剛性板との接着面が平面視でオフセットするため、振動吸収の際には減衰ブロックに図４に示す矢印２４のようにねじりトルクが発生し、捻れ変形が生じる。
【０００９】
このため、単純な直方体形状などの減衰ブロックが振動吸収の際に剪断変形による剪断力のみ生じるのに対して、減衰ブロックと剛性板との接着面が平面視でオフセットする構造であれば矢印２４のようなねじりトルクが発生し、剪断変形による剪断力と併せて振動減衰量を全体としてより大きなものとすることができることがわかった。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮して、減衰ブロックの断面形状によって振動吸収時に捻れ変形を生じ、剪断変形のみ生じる構造よりも減衰性能に優れた制振ダンパーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、第１の剛性板と、前記第１の剛性板と間隔を空けて対向し、厚さ方向より見て一部重なって配置された第２の剛性板と、前記第２の剛性板に対向する前記第１の剛性板の一の面と、これに対向する前記第２の剛性板の一の面とに接着された減衰ブロックと、を備え、前記第１の剛性板と前記第２の剛性板とは、各々が前記一の面に沿って互いに振動吸収方向に移動可能に支持され、前記第１の剛性板と前記第２の剛性板の厚さ方向より見て、前記減衰ブロックと前記第１の剛性板の一の面との接着面の図心と、前記減衰ブロックと前記第２の剛性板の一の面との接着面の図心とが、前記振動吸収方向より見て前記振動吸収方向と直交する方向にオフセットしていることを特徴とする。
【００１２】
上記の発明では、減衰ブロックと第１の剛性板との接着面の図心と、減衰ブロックと第２の剛性板との接着面の図心とが、振動吸収方向と直交する方向（幅方向）にオフセットしているため、振動を吸収する際には減衰ブロックが剪断変形のみならず、捻れ変形をも起こすため、単純な直方体形状などの減衰ブロックを用いた構造よりも減衰量の大きな制振ダンパーとすることができ、また減衰ブロックの素材を変更せず形状の変更で性能向上が可能であるためコストを抑えることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記減衰ブロックは前記振動吸収方向から見た断面が平行四辺形となる形状をしていることを特徴とする。
【００１４】
上記の発明では、減衰ブロックの断面が平行四辺形となる形状をしているため、減衰ブロックの形状が単純で回転対称となり、工程の単純化および製造時の取付けミスを防止し、製造時の歩留まりの優れた制振ダンパーとすることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記第２の剛性板の、前記減衰ブロックとの接着面の裏面に、更に他の減衰ブロックが接着され、前記他の減衰ブロックに接着された第３の剛性板と前記第１の剛性板とで、前記第２の剛性板を、前記減衰ブロックおよび前記他の減衰ブロックを介して挟んだことを特徴とする。
【００１６】
上記の発明では、第２の剛性板にさらに他の減衰ブロックを接着し、他の減衰ブロックに接着した第３の剛性板と第１の剛性板とで、それぞれ減衰ブロックを介して第２の剛性板を挟んだ形状としているので、他の減衰ブロックが追加された分だけ減衰量の大きな制振ダンパーとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、減衰ブロックの断面形状によって振動吸収時に捻れ変形を生じ、剪断変形のみを生じる構造よりも減衰性能に優れた制振ダンパーとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーの構造を示す平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーの構造を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーの構造を示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーの構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーに用いられる減衰ブロックの構造を示す概念図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパーに用いられる減衰ブロックと従来の減衰ブロックとの減衰性能を比較する概念図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る制振ダンパーの構造を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、以下の実施形態で得られた制振ダンパーは、柱や梁部材その他の建築構造物間に利用され、特に橋梁などの振動吸収部材として好適なものである。
【００２０】
［第１実施形態］
【００２１】
まず、第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１〜図４に示すように、本実施形態では、鋼材などで形成され高い剛性をもつ一対の剛性板１２Ａおよび１２Ｂと、剛性板１２Ａと１２Ｂとの間に設けられ両者と接着された減衰ブロック１４と、から制振ダンパー１０が構成されている。
【００２３】
図１は平面図、図２は側面図、図３は制振ダンパー１０の動作（伸縮）方向から見た矢視図、図４は斜視図である。
【００２４】
剛性板１２Ａ、１２Ｂは例えば鋼板のように十分な剛性を備えた板材であり、図１〜４に示すように一部平面視で重なりつつ所定の間隔を空けて面同士を対向させている。減衰ブロック１４は図３、４に示すように略平行四辺形の断面をもつ、ゴム等の減衰性を有する材料からなるブロックであり、略平行な天面１４Ａおよび底面１４Ｂで剛性板１２Ａ、１２Ｂと接着され、接着面１６Ａ、１６Ｂを形成している。
【００２５】
これに対して図３に示すように減衰ブロック１４の側面１４Ｃは天面１４Ａおよび底面１４Ｂに対して垂直ではなく、所定の角度θをもって傾いている。角度θについて特に規定はないが、制振ダンパー１０としての減衰性能の観点から、１０°＜θ＜５０°程度が好ましい。
【００２６】
これにより減衰ブロック１４と剛性板１２Ａ、１２Ｂとの接着面１６Ａ、１６Ｂの図心は図１および図３のように幅方向に距離δだけオフセットした構造とされ、図１、２、４に示す矢印２０Ａおよび２０Ｂのように外力（引張力）が印加された際には減衰ブロック１４が変形することでこれを吸収する。
【００２７】
このとき、減衰ブロック１４は外力の影響しない状態で初期の形状（略平行四辺形断面）とされている。すなわち、例えば直方体形状のゴムブロックに外力を印加し、略平行四辺形断面の形状として剛性板１２Ａ、１２Ｂの間隙に接着する構造ではゴムブロック内に常に内部応力が生じている状態となり、材料の疲労等の観点から好ましくない。このため減衰ブロック１４は剛性板１２Ａ、１２Ｂに接着される以前の部品単体の状態で略平行四辺形断面とされている必要がある。
【００２８】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００２９】
図１〜４に示すように剛性板１２Ａ、１２Ｂに矢印２０Ａ、２０Ｂのように引張力が印加されると、接着面１６Ａ、１６Ｂにより減衰ブロック１４は剪断変形し、剪断力が発生する。この矢印２０Ａ、２０Ｂおよびこれと逆方向の外力の繰り返しが振動であり、減衰ブロック１４は剪断変形で生じる剪断力により上記の振動を減衰させる。
【００３０】
このとき、図１および図３に示すように接着面１６Ａ、１６Ｂの図心ＣＡ、ＣＢは距離δだけオフセット（偏芯）しているため、減衰ブロック１４の天面１４Ａと底面１４Ｂとの間には矢印２４で示すようなねじりトルクが発生し、減衰ブロック１４には捻れ変形が生じる。
【００３１】
すなわち図５に示すように天面１４Ａには矢印２２Ａ、底面１４Ｂには矢印２２Ｂのような外力が印加されるため、減衰ブロック１４に捻れ変形が発生し、例えば直方体形状などのように捻れ変形を起こさず純粋に剪断変形のみ生じる減衰ブロックを用いた場合に比較して、捻れ変形の分だけ減衰量が増加するので、振動を減衰する制振ダンパーとしての性能向上が可能となる。
【００３２】
例えば図６に示すように、引張力が印加されるＸ方向（振動方向）の変位量と荷重との関係を従来のように直方体形状の減衰ブロックを使用した従来例（破線）と本願発明（実線）とで比較すれば、同じＸ方向の変位量でも減衰する荷重を大きくすることができ、制振ダンパーとしての性能も両者の面積差の分だけ向上させることができる。
【００３３】
このとき、引張力が印加されるＸ方向（振動方向）から見て接着面１６Ａ、１６Ｂの図心ＣＡ、ＣＢがオフセット（偏芯）している必要があるため、剛性板１２Ａ、１２Ｂの移動方向は図心ＣＡ、ＣＢを結ぶ線分と平行となることはない。
【００３４】
［第２実施形態］
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。図７に示すように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、剛性板１２Ａの先端が２枚の剛性板１２Ａ１と１２Ａ２とに分岐し、剛性板１２Ｂを厚さ方向で挟む形状とされている。
【００３６】
すなわち、剛性板１２Ａ１と剛性板１２Ｂの一の面との間には減衰ブロック１４１が設けられ、さらに剛性板１２Ａ２と剛性板１２Ｂの他の面（減衰ブロック１４１が接着された面の裏側面、裏面）との間には減衰ブロック１４２が設けられている。
【００３７】
これにより剛性板１２Ａと１２Ｂは２個の減衰ブロック１４１、１４２で接続されることになり、さらに減衰する荷重を大きくすることができ、制振ダンパーとしての性能も向上させることができる。
【００３８】
このとき、減衰ブロック１４１、１４２の一方は通常の直方体形状等のゴムブロックでもよい。または減衰ブロック１４１、１４２の両方を第１実施形態のように接着面の図心が平面視でオフセットした構造とされていてもよい。必要とされる制振性能やコスト、大きさ等の諸条件によって上記の組み合わせを適宜使い分けることができる。また、剛性板１２Ｂも２枚に分岐し、減衰ブロックを更に追加してもよく、あるいは剛性板の枚数を更に増やしてもよい。
【００３９】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば、減衰ブロックを略平行四辺形断面とせず台形断面とするなど、接着面の図心がオフセット（偏芯）している条件を満たせば減衰ブロックに捻れ変形が発生するので、種々の断面形状とすることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０        制振ダンパー
１２Ａ      剛性板
１２Ｂ      剛性板
１４        減衰ブロック
１４Ａ      天面
１４Ｂ      底面
１４Ｃ      側面
１６Ａ      接着面
１４１      減衰ブロック
１４２      減衰ブロック
δ          距離
θ          角度
【図１】
2012041939.tif 000003
【図２】
2012041939.tif 000004
【図３】
2012041939.tif 000005
【図４】
2012041939.tif 000006
【図５】
2012041939.tif 000007
【図６】
2012041939.tif 000008
【図７】
2012041939.tif 000009