(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに間隔を隔てて平行状態に配置された複数の第１剛性部材と、この複数の第１剛性部材の隣接部材間の中間位置にそれら第１剛性部材に対し平行に配置された少なくとも一つの第２剛性部材と、これら第１及び第２剛性部材の対向面間に挟在されたエネルギー吸収材とを備えてなる制振ダンパー装置であって、
上記第１及び第２剛性部材全てに不等辺山形鋼を使用し、
第１剛性部材用の複数の不等辺山形鋼と第２剛性部材用の少なくとも一つの不等辺山形鋼とは、それらの長辺面部がエネルギー吸収材を挟在させる対向面となり、かつ、それらの短辺面部が互いに異なる方向に延在される姿勢で配置されているとともに、
第１及び第２剛性部材用の複数の不等辺山形鋼は、それらの長辺面部同士が所定間隔に保持されるように短辺面部同士を当接させた状態で相互に固定され、
該制振ダンパー装置は、ダンパー長手方向の両端部に、建築物における構造用骨組の対角線方向に位置するガゼットプレートにそれぞれ接合される接合部を備え、上記一方の接続部によって第１剛性部材が上記一方のガゼットプレートに連結され、上記他方の接合部によって第２剛性部材が上記他方のガゼットプレートに連結されることを特徴とする制振ダンパー装置。
【請求項２】
上記第１及び第２剛性部材用の不等辺山形鋼として、それらの長辺面部の厚さが短辺面部の厚さよりも薄い不等辺不等厚山形鋼が使用されている請求項１に記載の制振ダンパー装置。
【請求項３】
上記第１及び第２剛性部材用の不等辺山形鋼の対向面となる長辺面部間には、エネルギー吸収材の厚み方向に付加される圧縮荷重を受け止めて該エネルギー吸収材の肉厚を層全域に亘って一定に保持する間隔維持部材が介在されている請求項１または２に記載の制振ダンパー装置。
【請求項４】
上記間隔維持部材が、焼付け防止処理された金属部材、又は、摺接面である不等辺山形鋼の長辺面部との間で焼付けを生じさせない程度に長辺面部との間の摩擦係数が低い部材である請求項３に記載の制振ダンパー装置。
【請求項５】
上記間隔維持部材が、エネルギー吸収材の周辺全域を囲む状態に配置されている請求項３または４に記載の制振ダンパー装置。
【請求項６】
上記エネルギー吸収材が、ウレタンアスファルト系もしくはゴム系粘弾性体、弾性体、高減衰ゴム、熱可塑性エラストマーの中から選択された一つである請求項１ないし５のいずれかに記載の制振ダンパー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制振ダンパー装置に関する。詳しくは、ビル等の建造物に風圧や地震等による層間変位力が働いたとき、その変位（振動）エネルギーを吸収させて建造物の揺れ動きや振動を減衰させるように、既存あるいは新築の建造物における構造用骨組内にブレースや方杖等として組み込んで用いられる制振ダンパー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の制振ダンパー装置は、一般的に互いに間隔を隔てて平行に配置された複数の鋼板等の第１剛性部材と、これら複数の第１剛性部材の隣接部材間の中間位置にそれら第１剛性部材に対し平行に配置された少なくとも一つの鋼板等の第２剛性部材との対向面間にそれぞれ粘弾性体等のエネルギー吸収材を層状に介在させてなり、地震等によって構造用骨組に層間変位力が働いて第１剛性部材と第２剛性部材が相対変位したとき、その変位エネルギーを層状のエネルギー吸収材のせん断変形で吸収させることにより、建造物の揺れ動きや振動を減衰する制振性能を発揮するように構成されている。
【０００３】
ところで、上記のごとくエネルギー吸収材のせん断変形特性を利用して制振性能を発揮する制振ダンパー装置においては、所期の制振性能を安定維持する上で、エネルギー吸収材が本来有するエネルギー吸収性能を低下させないようにすることが重要である。そうするためには、エネルギー吸収材に過度な圧縮や曲げ、ねじれ等のせん断以外の変形力が加わらないようにすること、つまり、ブレースや方杖等としての実使用状態で多大な引張り力や圧縮力を負担する第１，第２剛性部材が座屈変形したり、曲がり変形したりしないような十分な座屈強度を持たせることが要求される。
【０００４】
このような高い座屈強度を持つ制振ダンパー装置３０として、従来、例えば図５に示すように、互いに間隔を隔ててダンパー長手方向に沿って平行に対向位置する左右両側板２０，２０及びこれら左右両側板２０，２０間の中間位置に配置される中間板２１を共に偏平な鋼板（第１剛性部材）から構成するとともに、左右両側板２０，２０のダンパー長手方向に対して直交する方向の両端部間に亘って溝形鋼２２，２２をボルト・ナット等により固定連結する一方、左右両側板２０，２０と中間板２１との間にこれら各板２０，２０，２１に対して平行に配置された摺動板２３，２３も偏平な鋼板（第２剛性部材）から構成し、かつ、左右両側板２０，２０及び中間板２１と各摺動板２３，２３との間に形成される隙間にそれぞれエネルギー吸収材の一例となる粘弾性体２４，２４を介在して構成されたものが提案されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の従来の制振ダンパー装置は、溝形鋼２２，２２と左右両側板２０，２０とにより中空直方体が形成されることから、非常に高い座屈強度を確保することが可能であり、これによって、実使用状態で多大な引張り力や圧縮力を負担しても、第１及び第２剛性部材である偏平鋼板２０，２１及び２３が座屈変形したり、曲がり変形したりすることがなくなり、そのため、粘弾性体２４，２４本来のエネルギー吸収性能を低下させることなく、所期の制振性能を長期間に亘り安定維持することができるという利点を有する反面、溝形鋼と寸法が異なる複数種の偏平鋼板との組み合わせであるから、構成部材点数が多く、それだけボルト・ナット等の固定具の使用個数及び組立工数も多くなるとともに、全体重量が大きくなりやすい。加えて、形状及び寸法の異なる複数種類の構成部材を用いるので、各構成部材毎の寸法公差が相乗じて、組立時における位置合わせ精度に狂いを生じやすく、その結果、組立作業が煩雑になりコストアップを招くばかりでなく、製品（ダンパー装置）の仕上がり品質にもばらつきを発生しやすいという問題があった。
【０００６】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、所期の制振性能を長期間に亘り安定維持できるだけの高い座屈強度を確保しつつ、組立工数の低減、組立作業効率及び組立精度の向上を図ってコストダウンと仕上がり品質の一定化を実現することができる制振ダンパー装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る制振ダンパー装置は、互いに間隔を隔てて平行状態に配置された複数の第１剛性部材と、この複数の第１剛性部材の隣接部材間の中間位置にそれら第１剛性部材に対し平行に配置された少なくとも一つの第２剛性部材と、これら第１及び第２剛性部材の対向面間に挟在されたエネルギー吸収材とを備えてなる制振ダンパー装置であって、
上記第１及び第２剛性部材全てに不等辺山形鋼を使用し、第１剛性部材用の複数の不等辺山形鋼と第２剛性部材用の少なくとも一つの不等辺山形鋼とは、それらの長辺面部がエネルギー吸収材を挟在させる対向面となり、かつ、それらの短辺面部が互いに異なる方向に延在される姿勢で配置されているとともに、第１及び第２剛性部材用の複数の不等辺山形鋼は、それらの長辺面部同士が所定間隔に保持されるように短辺面部同士を当接させた状態で相互に固定され、該制振ダンパー装置は、ダンパー長手方向の両端部に、建築物における構造用骨組の対角線方向に位置するガゼットプレートにそれぞれ接合される接合部を備え、上記一方の接続部によって第１剛性部材が上記一方のガゼットプレートに連結され、上記他方の接合部によって第２剛性部材が上記他方のガゼットプレートに連結されることを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成の本発明によれば、第１剛性部材及び第２剛性部材として不等辺山形鋼を使用することによって、ダンパー装置の実使用状態で多大な引張り力や圧縮力を負担したとしても、各剛性部材が座屈変形したり、曲がり変形したりすることのない高い座屈強度を発揮し、エネルギー吸収材に過度の圧縮や曲げ、ねじれ等のせん断以外の変形力を加えないので、エネルギー吸収材が本来有するエネルギー吸収性能を低下することがなく、所期の制振性能を長期間に亘り安定よく維持することが可能である。また、複数の剛性部材の全てに同一形状、同一寸法の不等辺山形鋼を用いることで、構成部材の種類、部材点数が少なくなり、それに伴いボルト・ナット等の固定具の使用種類、使用個数も少なくなるために、それだけ組立作業が単純化されるとともに、組立工数の低減も図れ、製品全体の製作コストの著しい低減が可能である。加えて、複数の第１剛性部材及び第２剛性部材として用いる不等辺山形鋼は、それらの短辺面部同士を当接させた状態で相互に固定すればよいので、組立時の位置合わせ精度がよくなり、組立作業効率及び組立精度の向上が図れるとともに、不等辺山形鋼の使用個数に関係なく、仕上がり寸法及び品質にばらつきが発生せず、外観寸法及び品質の一定化したダンパー装置を得ることが可能である。
【０００９】
上記構成の制振ダンパー装置における第１及び第２剛性部材用の不等辺山形鋼としては、不等辺等厚山形鋼を使用してもよいが、請求項２に記載のように、それらの長辺面部の厚さが短辺面部の厚さよりも薄い不等辺不等厚山形鋼を使用することが好ましい。この場合は、不等辺山形鋼の使用に伴い十分に高い座屈強度を保持しながら、ダンパー装置全体の一層のコストダウン、軽量化を図ることができる。
【００１０】
また、上記構成の制振ダンパー装置において、請求項３に記載のように、第１及び第２剛性部材用の不等辺山形鋼の対向面となる長辺面部間に、エネルギー吸収材の厚み方向に付加される圧縮荷重を受け止めて該エネルギー吸収材の肉厚を層全域に亘って一定に保持する間隔維持部材が介在させる構成を採用する場合は、ダンパー装置の実使用状態での無負荷時や実負荷動作時にエネルギー吸収材の厚み方向に圧縮荷重が付加されたとしても、その荷重を間隔維持部材で受け止めてエネルギー吸収材のせん断厚みをそれの層全域に亘って一定に保持することが可能であり、これによって、エネルギー吸収材の応力緩和や永久歪みの発生を防ぎ、エネルギー吸収性能を良好に保持して長期間使用後においても所定の制振性能を最大限に発揮させることができる。
【００１１】
さらに、上記の間隔維持部材としては、請求項４に記載のように、焼付け防止処理された金属部材、又は、摺接面である不等辺山形鋼の長辺面部との間で焼付けを生じさせない程度に長辺面部との間の摩擦係数が低い部材を用いることが望ましい。また、この間隔維持部材を、請求項５に記載のように、エネルギー吸収材の周辺全域を囲む状態に配置することによって、エネルギー吸収材として、流動性及び温度依存性の高い粘弾性体や熱可塑性エラストマーを用いる場合でも、そのエネルギー吸収材の流出や温度変化に伴う性能劣化を間隔維持部材で防いで、エネルギー吸収材の性能を安定維持することができる。
【００１２】
なお、本発明に係る制振ダンパー装置におけるエネルギー吸収材としては、粘弾性体、熱可塑性エラストマーの他に、ウレタンアスファルト系ゴム等の弾性体や高減衰ゴムを用いてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は本発明に係るブレースタイプの制振ダンパー装置の全体側面図であり、この制振ダンパー装置１０は、第１剛性部材用の三つの不等辺不等厚山形鋼１…と、これら不等辺不等厚山形鋼１…と同一の断面形状、断面寸法を有する第２剛性部材用の二つの不等辺不等厚山形鋼２，２とを、図２に明示するように、それらの長辺面部１ａ…及び２ａ，２ａが互いに一定の間隔を隔てて平行状態に位置し、かつ、それらの短辺面部１ｂ…及び２ｂ，２ｂが互いに異なる方向に延在される姿勢に配置して構成されている。
【００１４】
上記第１剛性部材用の三つの不等辺不等厚山形鋼１…は、それらの長辺面部１ａ…同士が所定間隔に保持されるように、それらの短辺面部１ｂ…同士をダンパー幅方向で当接させてそれら当接する短辺面部１ｂ，１ｂ…間をボルト・ナット３…で締付け固定することで相互に固定連結されている一方、第２剛性部材用の二つの不等辺不等厚山形鋼２，２も、それらの長辺面部２ａ，２ａ同士が所定間隔に保持されるように、それらの短辺面部２ｂ，２ｂ同士をダンパー幅方向で当接させてそれら当接短辺面部２ｂ，２ｂ間をボルト・ナット４で締付け固定することで相互に固定連結されている。
【００１５】
上記第１剛性部材用の各不等辺不等厚山形鋼１…の長辺面部１ａ…とこれに平行な第２剛性部材用の各不等辺不等厚山形鋼２，２の長辺面部２ａ，２ａとの対向面間にはそれぞれ、図２に示すように、エネルギー吸収材の一例となる粘弾性体５…が層状に挟在されているとともに、これら粘弾性体５…の周辺全域を取り囲む状態で上記不等辺不等厚山形鋼１…の長辺面部１ａ…と不等辺不等厚山形鋼２，２の長辺面部２ａ，２ａ同士の対向面間には、粘弾性体５…の肉厚を保持する間隔維持部材６…が介在されている。これら間隔維持部材６…としては、焼付け防止処理が施された鋼製部材もしくはＭＣナイロン等の低摩擦部材が使用されているが、鋼球等を用いてもよい。
【００１６】
上記制振ダンパー装置１０の長手方向の一端部側には、第１剛性部材用の三つの不等辺不等厚山形鋼１…のうち、ダンパー厚み方向の中間に位置する一つの不等辺不等厚山形鋼１のみを制振作用領域Ｌよりもダンパー長手方向の外方へ延出させて、建造物における構造用骨組の四隅部に固着されたガゼットプレートの一つにボルト接合可能なボルト孔７…を有する接合部１０Ａが形成されている。また、制振ダンパー装置１０の長手方向の他端部側には、図３に明示するように、第２剛性部材用の二つの不等辺不等厚山形鋼２，２の端部で制振作用領域Ｌよりもダンパー長手方向の外方へ突出する部分２ｃ，２ｃをダンパー厚み方向中間側に折曲げて相互に重ね合わせるとともに、その重ね合わせ部分２ｃ，２ｃに別の短い不等辺不等厚山形鋼８をさらに重ね合わせ固定し、その重ね合わせ固定した短い不等辺不等厚山形鋼８のみをダンパー長手方向の外方へ延出させて、上記ガゼットプレートの他の一つにボルト接合可能なボルト孔９…を有する接合部１０Ｂが形成されている。
【００１７】
上記のように構成された制振ダンパー装置１０は、図４に示すように、ダンパー長手方向両端の接合部１０Ａ，１０Ｂを、建造物における鉄骨柱１１と鉄骨梁１２とからなる構造用骨組１３の対角線方向に位置するガゼットプレート１４，１４にそれぞれボルト接合することで、構造用骨組１３の耐震補強用のブレースあるいは耐震補強用の方杖として用いられる。そして、このような使用態様で、建造物に風圧や地震等による層間変位力が働いて構造用骨組１３の鉄骨柱１１と鉄骨梁１２間に相対変位を生じたとき、制振ダンパー装置１０の不等辺不等厚山形鋼１…と２，２がダンパー長手方向に相対的に摺動変位して、その変位エネルギーが粘弾性体５…のせん断変形によって吸収されることになり、建造物の揺れ動きや振動を減衰するといった制振性能を発揮することになる。
【００１８】
ここで、ダンパー用第１及び第２剛性部材の全てに不等辺不等厚山形鋼１…，２，２を使用することにより、制振ダンパー装置１０の実使用状態で多大な引張り力や圧縮力を負担したとしても、各剛性部材が座屈変形したり、曲がり変形したりすることのない高い座屈強度を発揮し、粘弾性体５…に過度の圧縮や曲げ、ねじれ等のせん断以外の変形力を加えることがないので、粘弾性体５…が本来有するエネルギー吸収性能の低下がなく、所期の制振性能を長期間に亘り安定よく維持することが可能である。
【００１９】
また、上記の制振作用時において、相対的に摺動変位する不等辺不等厚山形鋼１…と２，２との間には間隔維持部材６…が介在されており、これら間隔維持部材６…によって摩擦抵抗力が発生し、この摩擦抵抗による減衰作用の働きによって変位エネルギーの吸収能が一段と高められて制振性能が著しく向上されることになる。さらに、間隔維持部材６…の存在により、制振ダンパー装置１０の無負荷時や実負荷動作時に粘弾性体５…に厚み方向の圧縮荷重が付加されることがあったとしても、その荷重を間隔維持部材６…で受け止めて粘弾性体５…の層厚を層全域に亘って一定に保持することが可能であり、これによって、粘弾性体５…の応力緩和（流れ出し）や永久歪みの発生等を防ぎ、粘弾性体５…のエネルギー吸収性能を良好に保持して長期間使用後においても所定の制振性能を最大限に発揮させることができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態では、第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１の三つと第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２の二つとを組立てた制振ダンパー装置について説明したが、第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１の二つと第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２の一つとを組立てものでも、四つ以上の第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１と三つ以上の第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２とを組立てたものであってもよく、かつ、不等辺不等厚山形鋼に代えて、不等辺等厚山形鋼を用いてもよい。
【００２１】
また、上記実施の形態で示した構成の制振ダンパー装置１０においては、第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１と第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２とがダンパー幅方向でも相対的に摺動変位可能で、その方向の変位も粘弾性体５のせん断変形によって吸収することができるが、ダンパー幅方向の変位力が働かないような箇所あるいは設置姿勢で用いられる制振ダンパー装置の場合は、図２の仮想線に示すように、一つの第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１と第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２との間に亘ってアングル状の拘束部材１１を固定連結してダンパー幅方向の相対摺動変位を拘束するように構成してもよい。また、この拘束部材１１と第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２の短辺面部２ｂとの間に第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼１と第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼２とのダンパー幅方向Ｚへの一定範囲内での相対変位を許容するクリアランスを設けてもよい。
【００２２】
また、上記実施の形態では、第１剛性部材用の三つの不等辺不等厚山形鋼１及び第２剛性部材用の二つの不等辺不等厚山形鋼２を相互に固定する手段として、それらの短辺面部１ｂ，２ｂの当接箇所をボルト・ナット３，４で締付け固定する手段を採用したが、各短辺面部１ｂ，２ｂに雌ねじ部をタップ加工し、その雌ねじ部にボルトをねじ込む形式であってもよい。
【００２３】
【００２４】
【発明の効果】
以上要するに、本発明によれば、ダンパー装置の実使用状態で多大な引張り力や圧縮力を負担することになる第１剛性部材及び第２剛性部材全てに同一形状、同一寸法の不等辺山形鋼を使用することにより、高い座屈強度を確保して所期の制振性能を長期間に亘り安定維持することができるだけでなく、構成部材の種類数、部材点数を減少し、かつ、それに伴ってボルト・ナット等の固定具の使用種類、使用個数も減少するために、組立作業の単純化及び組立工数の低減が図れ、製品全体の製作コストを著しく低減することができる。しかも、複数の第１剛性部材及び第２剛性部材として用いる不等辺山形鋼の短辺面部同士を当接させた状態で相互に固定すればよいので、組立時の位置合わせ精度がよくなり、組立作業効率及び組立精度を向上することができ、不等辺山形鋼の使用個数に関係なく、仕上がり寸法及び品質にばらつきが発生せず、外観寸法及び品質の一定化したダンパー装置を得ることができるという効果を奏する。
【００２５】
特に、請求項３及び４のように、第１及び第２剛性部材用の不等辺山形鋼の対向面となる長辺面部間に、焼付け防止処理された金属部材、又は、摺接面である不等辺山形鋼の長辺面部との間で焼付けを生じさせない程度に長辺面部との間の摩擦係数が低い部材といったエネルギー吸収材の肉厚を層全域に亘って一定に保持する間隔維持部材を介在させる構成を採用することにより、ダンパー装置の実使用状態での無負荷時や実負荷動作時にエネルギー吸収材の厚み方向に圧縮荷重が付加されたとしても、その荷重を間隔維持部材で受け止めてエネルギー吸収材のせん断厚みをそれの層全域に亘って一定に保持することができ、エネルギー吸収材の応力緩和や永久歪みの発生を防いでエネルギー吸収性能を良好に保持して長期間使用後においても所定の制振性能を最大限に発揮させることができる。
【００２６】
また、請求項５のように、間隔維持部材を、エネルギー吸収材の周辺全域を囲む状態に配置する構成とすることによって、エネルギー吸収材として、流動性及び温度依存性の高い粘弾性体や熱可塑性エラストマーを用いる場合でも、そのエネルギー吸収材の流出や温度変化に伴う性能劣化を間隔維持部材で防いで、エネルギー吸収材の性能を安定維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るブレースタイプの制振ダンパー装置の全体側面図である。
【図２】  図１のＸ−Ｘ線に沿った拡大縦断面図である。
【図３】  図１のＹ−Ｙ線に沿った縦断面図である。
【図４】  本発明に係るブレースタイプの制振ダンパー装置の使用状態を示す側面図である。
【図５】  従来の制振ダンパー装置の縦断正面図である。
【符号の説明】
１  第１剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼
１ａ  長辺面部
１ｂ  短辺面部
２  第２剛性部材用の不等辺不等厚山形鋼
２ａ  長辺面部
２ｂ  短辺面部
５  粘弾性体（エネルギー吸収材の一例）
６  間隔維持部材
１０  制振ダンパー装置
【図１】
0003899252.tif 000002
【図２】
0003899252.tif 000003
【図３】
0003899252.tif 000004
【図４】
0003899252.tif 000005
【図５】
0003899252.tif 000006