(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板材を粘弾性材を介在させて積層してなる粘弾性ダンパーを製造するに際して、粘弾性材として常温で固体であり加熱により溶融状態を呈する材料を用い、固形状の粘弾性材を前記板材の間に挟み込んだ後、該板材の外部からの加熱により前記粘弾性材を溶融せしめかつ冷却再固化せしめる粘弾性ダンパーの製造方法であって、
積層した板材の双方を貫通する一連の貫通孔を各板材に設け、その貫通孔に組立ボルトを通して仮締結することによりそれら板材どうしが離間する方向に変位することを該組立ボルトにより拘束するとともに、一方の板材の貫通孔内には前記組立ボルトが挿通するカラー部材を軸方向に変位可能に装着して該カラー部材の先端を他方の板材表面に突き当てることにより板材どうしが接近する方向への変位は許容せしめ、その状態で板材間に挟み込んだ粘弾性材を加熱溶融させて再固化せしめた後、前記組立ボルトを取り外すことを特徴とする粘弾性ダンパーの製造方法。
【請求項２】
前記板材を平置きしてその上面にペレット状の粘弾性材を敷き詰め、その上に他の板材を重ねて平置きしてそれら板材どうしを組み立てた後、その全体を起立せしめて加熱することを特徴とする請求項１記載の粘弾性ダンパーの製造方法。
【請求項３】
起立させたときに上部となる側を除く板材の周縁部三方に耐熱性を有するシール材を取り付け、該シール材の内側に前記ペレット状の粘弾性材を充填することを特徴とする請求項２記載の粘弾性ダンパーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層した板材の間に粘弾性材を介在させた構成の粘弾性ダンパーの製造方法、特に、鋼板の間に粘弾性材を挟み込んだ形態とされてダンパーとして機能する粘弾性壁に適用して好適な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物に制振ダンパーとして設置する粘弾性壁が開発され、実用化されている。これは、図１２に示すように柱１と梁２との間に壁として設置されるもので、複数枚の積層された鋼板３と、それらの間に介在する粘弾性材４からなるものである。図示例のものは、下側の梁２ａに固定されて立ち上がる２枚の外鋼板３ａと、上側の梁２ｂに固定されて立ち下がる１枚の内鋼板３ｂとの間に粘弾性材４を挟み込み、その粘弾性材４により外鋼板３ａと内鋼板３ｂとを接着した構成とされている。このような構成の粘弾性壁では、地震時に建物が層間変位した際に外鋼板３ａと内鋼板３ｂとが面内で相対変位し、その際に生じる粘弾性材４の粘性抵抗力によって振動エネルギーを吸収して建物の振動を減衰させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような粘弾性壁を工業的規模で製造し得る有効な技術は未だ確立されておらず、たとえば特開平１−９７７６６号公報に開示されているように、２枚の外鋼板３ａを箱状に組み立ててその内部に液状の粘性材料を注入した後に内鋼板３ｂを挿入するといった製法や、粘弾性材４としてアスファルトを用いてそれをシート状に加工して鋼板３に貼付する製法、同じくアスファルトを加熱溶融せしめて鋼板３間に注入し冷却固化させる製法等が試みられているが、いずれも製造コストが著しく嵩むものであるし、また大掛かりな設備を必要とするものであったり、発火の危険性を伴うものであり、そのため、粘弾性壁を安価に製作することのできる有効な製造方法の開発が急務であるとされていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数の板材を粘弾性材を介在させて積層してなる粘弾性ダンパーを製造するに際して、粘弾性材として常温で固体であり加熱により溶融状態を呈する材料を用い、固形状の粘弾性材を前記板材の間に挟み込んだ後、該板材の外部からの加熱により前記粘弾性材を溶融せしめかつ冷却再固化せしめる粘弾性ダンパーの製造方法であって、積層した板材の双方を貫通する一連の貫通孔を各板材に設け、その貫通孔に組立ボルトを通して仮締結することによりそれら板材どうしが離間する方向に変位することを該組立ボルトにより拘束するとともに、一方の板材の貫通孔内には前記組立ボルトが挿通するカラー部材を軸方向に変位可能に装着して該カラー部材の先端を他方の板材表面に突き当てることにより板材どうしが接近する方向への変位は許容せしめ、その状態で板材間に挟み込んだ粘弾性材を加熱溶融させて再固化せしめた後、前記組立ボルトを取り外すものである。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記板材を平置きしてその上面にペレット状の粘弾性材を敷き詰め、その上に他の板材を重ねて平置きしてそれら板材どうしを組み立てた後、その全体を起立せしめて加熱するものである。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、起立させたときに上部となる側を除く板材の周縁部三方に耐熱性を有するシール材を取り付け、該シール材の内側に前記ペレット状の粘弾性材を充填するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図９〜図１１を参照して説明するが、それに先立ち、まず本発明の基本工程について図１〜図８を参照して説明する。なお、以下の説明では便宜的に図１〜図８に示す基本工程を第１実施形態といい、図９〜図１１に示す本来の実施形態を第２実施形態という。
本第１実施形態は図１２に示したような３枚の鋼板３すなわち２枚の外鋼板３ａと１枚の内鋼板３ｂとの間に粘弾性材４を介在させてなる粘弾性壁を製造する場合に適用したものである。なお、本実施形態では各鋼板３には予めボルト孔５を設けてある。
【０００９】
本第１実施形態では、粘弾性材４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材料を用い、その粘弾性材４をペレット状（たとえば小球状）に加工しておく。そのような粘弾性材４としては、たとえばスチレンゴム、ポリイソブチレンゴム、合成ゴム、シリコーンゴム、アクリル樹脂等が好適に採用可能である。
【００１０】
そして、図１に示すように１枚の外鋼板３ａを平置きし、起立させたときに上部となる側を除く三方の周縁部に耐火材６を取り付け、図２に示すようにその内側にシール材７を取り付ける。耐火材６は粘弾性材４を耐火保護するためのもので、ロックウールが好適に採用可能であるが、これは不要であれば省略しても良い。シール材７はペレット状の粘弾性材４の充填範囲を形成するもので、少なくとも粘弾性材４に対する加熱温度以上の耐熱性を有するものたとえばロープ状のシリコーンゴムが好適に採用可能である。
【００１１】
次いで、図３に示すように鋼板３間の間隙寸法を規制するためのスペーサ８を配置するとともに、シール材７の内側にペレット状の粘弾性材４を敷き詰める。その充填量は充填範囲の面積および鋼板３間の間隙寸法に応じて予め設定しておく。
【００１２】
図４に示すようにその上に内鋼板３ｂを重ね合わせ、以降は上記と同様にして、図５に示すように内鋼板３ｂの上面に耐火材６、シール材７を取り付け、図６に示すようにスペーサ８を配置してペレット状の粘弾性材４を敷き詰める。
【００１３】
図７に示すようにさらに外鋼板３ａを重ね合わせ、図８に示すように２枚の外鋼板３ａどうしをボルト９により締結する。
【００１４】
以上のようにして組み立てた３枚の鋼板３を起立せしめて適宜の加熱炉内に収容し、全体を加熱する。加熱温度は粘弾性材４の溶融温度以上とする。これにより、粘弾性材４がペレット状から溶融状態となって鋼板３間において流動性を有するものとなり、隅々にまで隙間なく自ずと満たされていく。なお、溶融状態となった粘弾性材４がシール材７の外部に漏れ出すことはないし、鋼板３間に存在していた空気は粘弾性材４中において気泡となって浮上していて自ずと抜けてしまう。
【００１５】
所定時間経過後に加熱を停止して全体を冷却する。冷却に伴い溶融状態の粘弾性材４は再固化して鋼板３どうしを接着した状態となり、以上により粘弾性壁が完成する。なお、冷却は自然冷却あるいは強制冷却のいずれでも良いが、いずれにしても粘弾性材４が再固化する際に大きな収縮（引け）が生じて鋼板３から剥離してしまうことのないように留意し、必要に応じて冷却時間を調節する。
【００１６】
以上のように、本第１実施形態の製造方法によれば、鋼板３上にペレット状の粘弾性材４を敷き詰めて鋼板３の外部からの加熱により溶融させるので、従来のように液状あるいは加熱溶融状態の粘弾性材を鋼板間に注入する場合やシート状の粘弾性材を貼付する場合に比較すると作業性が大きく改善され、したがって粘弾性壁の製造コストを大幅に削減することができるし、製品の品質も確保し易く、アスファルトを加熱溶融状態で注入する場合のように発火の危険性もないので安全面での問題もない。
【００１７】
なお、粘弾性材４はペレット状とすることが好適であるが、鋼板３間に挟み込むことができれば薄板状、棒状、ブロック状等、適宜の固形状として用いても良い。また、鋼板３全体に対する加熱は加熱炉により行うことが現実的ではあるが、外部からの加熱により粘弾性材４を溶融させることができる限りにおいて加熱手段な任意である。勿論、鋼板３の寸法、形状は任意であるし、その積層枚数は３枚に限らず２枚あるいは４枚以上であっても良い。
【００１８】
次に、図９〜図１１を参照して本発明の第２実施形態を説明する。上記第１実施形態では鋼板３間にスペーサ８を挟み込んで鋼板３間の間隙を規制するようにしたが、本第２実施形態では、粘弾性材４が再固化する際における収縮（引け）を考慮して、鋼板３どうしが接近する方向に変位することは許容する状態で各鋼板３を組立ボルト１０により仮締結するようにしたものである。
【００１９】
すなわち、上記第１実施形態では、スペーサ８により鋼板３間の間隙を規制しているため、粘弾性材４が鋼板３間において再固化する際に大きな収縮（引け）が生じると、粘弾性材４に大きな内部応力が発生したり、鋼板３との界面で剥離が生じることも想定される。そこで本第２実施形態では、粘弾性材４が大きく収縮した際にはそれに伴って鋼板３どうしがわずかに接近するように自ずと変位して収縮分を吸収するようにし、それによって粘弾性材４に内部応力が生じたり鋼板３から剥離することを防止するようにしている。
【００２０】
具体的には、図１０および図１１に示すように、各鋼板３に一連の貫通孔を設けてその貫通孔に組立ボルト１０を通してナット１１により鋼板３どうしを仮締結することにより、それら鋼板３どうしが離間する方向に変位することを拘束するのであるが、外鋼板３ａに形成されている貫通孔内には、組立ボルト１０が挿通するカラー部材１２が軸方向に変位可能に装着され、そのカラー部材１２は、先端が内鋼板３ｂの表面に突き当てられかつ基端が組立ボルト１０の頭部あるいはナット１１に突き当たるようにその長さが厳密に設定されており、これにより外鋼板３ａの外側への変位は組立ボルト１０およびナット１１により拘束されるが、内側への変位つまり内鋼板３ｂへの接近は、外鋼板３ａがカラー部材１２に対して摺動することで許容されるようになっている。
【００２１】
そのような状態で鋼板３どうしを仮締結して粘弾性材４を加熱溶融させ再固化させれば、再固化に際して粘弾性材４が大きく収縮したような場合にはそれに伴って外鋼板３ａが内側に引き寄せられて僅かに変位し、したがって粘弾性材４に大きな内部応力が発生したり剥離してしまうことが未然に防止される。また、外鋼板３ａが内側に変位した際にはカラー部材１２の基端が外鋼板３ａの表面より突出し、組立ボルト１０の頭部またはナット１１と外鋼板３ａの表面との間に隙間が生じるから、それを以て外鋼板３ａが内側に変位したこと、つまり粘弾性材４が収縮したことを検知することができ、これを製品の品質管理の指標とすることができる。
【００２２】
なお、カラー部材１２の周囲には環状のシール材１３を配置して貫通孔からの粘弾性材４の漏出を防止するようにしている。勿論、上記の組立ボルト１０は最終的に抜き取るものであるから、鋼板３ａと内鋼板３ｂの面内相対変位は許容され、粘弾性ダンパーとしての機能が損なわれることはない。カラー部材１２はそのまま残置すれば良いが、抜き取ることも可能である。
【００２３】
以上、本発明により粘弾性壁を製造する場合の実施形態を説明したが、本発明は粘弾性壁のみならず、板材間に粘弾性材を介在させた構成の粘弾性ダンパーを製造する場合全般に広く適用することができるものである。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明は、粘弾性材として常温で固体であり加熱により溶融状態を呈する材料を用い、その粘弾性材を固形状で板材の間に挟み込んだ後、板材の外部からの加熱により粘弾性材を溶融せしめかつ冷却再固化せしめるので、従来の製造方法に比較して極めて容易かつ精度良くしかも安全に粘弾性ダンパーを製造することができ、製造コストの大幅なコストダウンを実現できる。
特に、組立ボルトによる仮締結により板材どうしが離間する方向に変位することを拘束しつつ、カラー部材により板材どうしが接近する方向への変位は許容せしめるようにしたので、粘弾性材が固化する際に大きく収縮したような場合には板材が内側に引き寄せられて僅かに変位し、したがって粘弾性材に大きな内部応力が発生したり板材から剥離してしまうことを未然に防止することができ、かつそのことを検知することができるので製品の品質管理の指標とすることができる。
【００２５】
請求項２の発明は、板材を平置きしてその上面にペレット状の粘弾性材を敷き詰め、その上に他の板材を重ねて平置きしてそれら板材どうしを組み立てた後、その全体を起立せしめて加熱するものであるから、粘弾性材の充填作業を極めて容易に行うことができるとともに、加熱溶融状態の粘弾性材を板材間に自ずと隙間なく満たすことができる。
【００２６】
請求項３の発明は、起立させたときに上部となる側を除く板材の周縁部三方に耐熱性を有するシール材を取り付け、該シール材の内側に前記ペレット状の粘弾性材を充填するので、粘弾性材の漏出を確実に防止することができ、かつ空気が気泡となって自ずと上方に抜けるので空気の残留を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の製造方法の基本工程を示すもので、外鋼板を平置きしてその上面に耐火材を取り付けている状態を示す図である。
【図２】  同、シール材を取り付けている状態を示す図である。
【図３】  同、外鋼板の上面にペレット状の粘弾性材を敷き詰めた状態を示す図である。
【図４】  同、内鋼板を重ねた状態を示す図である。
【図５】  同、内鋼板の上面に耐火材とシール材を取り付けた状態を示す図である。
【図６】  同、内鋼板の上面にペレット状の粘弾性材を敷き詰めた状態を示す図である。
【図７】  同、外鋼板を重ねた状態を示す図である。
【図８】  同、各鋼板をボルト締結により組み立てている状態を示す図である。
【図９】  本発明の実施形態である製造方法を示すもので、各鋼板を組立ボルトにより仮締結した状態を示す図である。
【図１０】  同、図９におけるＸ部の拡大図である。
【図１１】  同、図９におけるＸＩ部の拡大図である。
【図１２】  従来一般の粘弾性壁とその設置状態を示す図である。
【符号の説明】
３  鋼板（板材）
３ａ  外鋼板（板材）
３ｂ  内鋼板（板材）
４  粘弾性材
６  耐火材
７  シール材
１０  組立ボルト
１２  カラー部材
【図１】
0004282833.tif 000002
【図２】
0004282833.tif 000003
【図３】
0004282833.tif 000004
【図４】
0004282833.tif 000005
【図５】
0004282833.tif 000006
【図６】
0004282833.tif 000007
【図７】
0004282833.tif 000008
【図８】
0004282833.tif 000009
【図９】
0004282833.tif 000010
【図１０】
0004282833.tif 000011
【図１１】
0004282833.tif 000012
【図１２】
0004282833.tif 000013