JP2000297557A - 粘弾性ダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粘弾性ダンパーの特性を最適かつ広範に設定
可能とする。 【解決手段】 複数の鋼材３（３ａ，３ｂ）の間に粘弾
性材４を接着状態で挟み込んでなる粘弾性ダンパーにお
いて、粘弾性材４として粘弾性特性の異なる異種の粘弾
性材４Ａ，４Ｂを組み合わせて用いる。これにより、た
とえば粘性的性質が比較的強い粘弾性材と弾性的性質が
比較的強い粘弾性材とを組み合わせて用いてそれらの比
率を調節することにより、ダンパー全体としての粘性や
弾性を最適に調節することができる。粘弾性材として
は、たとえば、合成ゴム系のもの、アクリル樹脂系のも
の、オレフィン系のもの、ウレタン系のもの、ゴムアス
ファルト系のもの、シリコン生ゴムコンパウンド、シリ
コンゴム、ジエンゴム等が好適に採用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の鋼材の間に
粘弾性材を接着状態で挟み込んだ構成の粘弾性ダンパー
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、図５に示すような粘弾性ダンパー
が開発され実用化されている。これは柱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、それらの間に接着状態で挟み込まれた粘弾性材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２
ｂ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。
なお、同様の構造ではあるが長尺体の形態とされてブレ
ースとして設置される粘弾性ダンパーもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な粘弾性ダンパーの特性は、鋼板３の積層数、粘弾性材
４の種類やその面積、厚み等を調節することで調節可能
ではあるが、粘弾性ダンパーとしての粘性と弾性は使用
する粘弾性材４の固有値により自ずと決まってしまい、
したがって粘性と弾性の比率を調節するようなことはで
きるものではない。そのため、ダンパー特性をより最適
かつ広範に設定するべく粘性と弾性の比率をも調節可能
な粘弾性ダンパーが望まれていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記事情に鑑み、本発明
は、複数の鋼材の間に粘弾性材を接着状態で挟み込んで
なる粘弾性ダンパーであって、前記粘弾性材として粘弾
性特性の異なる異種の粘弾性材を組み合わせて用いるよ
うにしたものである。

【０００５】本発明においては、たとえば粘性的性質が
比較的強い粘弾性材と弾性的性質が比較的強い粘弾性材
とを組み合わせて用いてそれらの比率を調節することに
より、ダンパー全体としての粘性や弾性を最適かつ広範
に調節することが可能である。

【０００６】本発明において好適に採用可能な粘弾性材
としては、粘性的性質が比較的強いものとしてたとえば
合成ゴム系のもの、アクリル系のもの、オレフィン系の
もの、ウレタン系のもの、ゴムアスファルト系のもの、
シリコン生ゴムコンパウンド等があり、弾性的性質が比
較的強いものとしてたとえばシリコンゴム、ジエンゴム
等がある。

【０００７】また、粘弾性材としては固形状のもののみ
ならず液状のものやゲル状のものも含めて任意のものが
採用可能であるが、常温で流動状態を呈して鋼材間に注
入された後に時間経過とともに自然固化するもの（シリ
コンゴム、ジエンゴム等）、加熱により溶融状態を呈し
て鋼材間に注入された後に自然冷却あるいは強制冷却に
より固化するもの（合成ゴム、アクリル樹脂等）、予め
シート状に形成されて鋼材間に圧着されるもの（シート
状シリコン生ゴムコンパウンド等）、予めシート状に形
成されて鋼材間に挟み込まれた後に外部からの加熱によ
り溶融状態となり冷却により再固化するもの（シート状
合成ゴム、シート状アクリル樹脂等）等が好適に採用可
能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施形態の粘
弾性ダンパーを示すものである。本第１実施形態の粘弾
性ダンパーは図５に示したものと同様に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を接着状態で挟み込んで壁の形態とされたもの
であるが、本第１実施形態の粘弾性ダンパーでは粘弾性
特性の異なる２種類の粘弾性材４Ａ，４Ｂを併用するこ
ととし、鋼板３の中央部に粘弾性材４Ａを使用し、その
両側に粘弾性材４Ｂを使用している。なお、鋼板３の積
層枚数は３枚に限らず任意に増減して良い。また図示し
ているように各鋼板３には建物に対する取付用のボルト
孔５を予め形成しておくと良い。

【０００９】本第１実施形態の粘弾性ダンパーでは、粘
弾性材４Ａとして粘性的性質の比較的強い合成ゴムやア
クリル樹脂を用い、それを加熱溶融状態で鋼板３間に注
入し冷却により固化せしめている。粘弾性材４Ｂとして
は弾性的性質の比較的強いシリコンゴムやジエンゴムを
用い、それを常温流動状態で鋼板３間に注入して自然固
化せしめている。そのように特性の異なる異種の粘弾性
材４Ａ，４Ｂを組み合わせて用いることにより、この粘
弾性ダンパーは粘弾性材４Ａ，４Ｂの個々の粘性や弾性
に応じて粘弾性材４Ａ，４Ｂの面積比を調節することに
よってダンパー全体としての粘性および弾性を自由にか
つ最適に設定することができるものとなっている。した
がって、この粘弾性ダンパーの特性を建物内における設
置位置に応じて最適に設定し、たとえば上層部に設置さ
れるものと下層部に設置されるもので特性を異ならせる
ようにしたり、あるいは建物の外周部に設置されるもの
と内周部に設置されるもので特性を異ならせるようにす
ることで、建物全体の制振性能を最適に設定することが
できる。

【００１０】なお、本第１実施形態の粘弾性ダンパーを
製作するには、外鋼板３ａの内面もしくは内鋼板３ｂの
両面に、弾性を有するロープ状のシール材６，７をそれ
ぞれ取り付け、適宜のスペーサを挟んで各鋼板３を重ね
合わせた後、シール材６の内側に加熱溶融状態の粘弾性
材４Ａを注入するとともに、シール材６とシール材７の
間には常温流動状態の粘弾性材４Ｂを注入してそれらを
固化せしめれば良い。そのような製法により本第１実施
形態の粘弾性ダンパーは十分に簡便かつ安価に製作する
ことが可能である。

【００１１】また、本第１実施形態の粘弾性ダンパーで
は粘弾性材４Ａを加熱溶融状態で注入することから、上
記のシール材６としては耐熱性を有することが必要であ
り、したがってそのシール材６としては弾性および耐熱
性を併せ持つシリコンを用いることが好適であり、シー
ル材７も同じものとすれば良い。また、粘弾性材４Ａと
して加熱により溶融されるものを用いていることから、
この粘弾性ダンパーを設置した建物に火災が発生した場
合を想定すると、この粘弾性ダンパーが高温に晒されて
粘弾性材４Ａが溶融状態となることも想定されるが、上
記のようにシール材６として耐熱性を有するシリコンを
用いることにより粘弾性材４Ａが溶融状態となったとし
ても外部にまで漏れ出すようなことを防止することがで
きる。しかも、本第１実施形態の粘弾性ダンパーでは、
粘弾性材４Ａの外側に位置している粘弾性材４Ｂとして
比較的弾性的性質が強くかつ耐熱性も併せて有するシリ
コンゴムやジエンゴムを用いているので、この粘弾性材
４Ｂ自体が粘弾性材４Ａを封止するシール効果を発揮す
るものとなっている。

【００１２】図２は第２実施形態の粘弾性ダンパーを示
すものである。これは、四角形状の粘弾性材４Ａを間隙
をおいて複数（図示例のものは１２枚）分散配置してそ
れらの間および周囲に粘弾性材４Ｂを格子状に設けたも
のである。本第２実施形態の粘弾性ダンパーにおいて
は、粘弾性材４Ａとして粘性的性質の比較的強いシリコ
ン生ゴムコンパウンドを用い、それを予めシート状に形
成して鋼板３間に貼り付けている。粘弾性材４Ｂとして
は第１実施形態と同様に弾性的性質の比較的強いシリコ
ンゴムを用いてこれを常温流動状態で粘弾性材４Ａ間の
格子状の間隙に注入して自然固化せしめており、それら
粘弾性材４Ａ，４Ｂの面積比の調節により粘弾性ダンパ
ー全体としての粘性と弾性を自由にかつ最適に設定する
ことができる。

【００１３】本第２実施形態の粘弾性ダンパーを製作す
るには、予めシート状に形成された粘弾性材４Ａを所定
寸法に切断して外鋼板３ａの内面もしくは内鋼板３ｂの
両面に間隙をあけて並べて貼り付け、鋼板３の外周部に
はシリコン等からなるロープ状のシール材７を取り付
け、適宜のスペーサを挟んで鋼板３を重ね合わせた後、
シール材７の内側に常温流動状態の粘弾性材４Ｂを注入
して固化せしめれば良く、それにより簡便、安価に製作
することができる。

【００１４】図３は第３実施形態の粘弾性ダンパーを示
す。これは、帯状の粘弾性材４Ａを間隙をおいて複数
（図示例のものは５枚）並べて配置してそれらの間およ
び周囲に粘弾性材４Ｂを設けたものである。本第３実施
形態では粘弾性材４Ａとして粘性的性質の比較的強い合
成ゴムやアクリル樹脂を用い、粘弾性材４Ｂとしては第
１実施形態および第２実施形態と同様に弾性的性質の比
較的強いシリコンゴムを用いている。

【００１５】本第３実施形態の粘弾性ダンパーを製作す
るには、予めシート状に加工されている粘弾性材４Ａを
所定寸法の帯状に切り取って外鋼板３ａの内面あるいは
内鋼板３ｂの両面に貼り付けるとともに、鋼板３の外周
部にはシリコン等からなるロープ状のシール材７を取り
付け、適宜のスペーサを挟んで鋼板３を重ね合わせた
後、シール材７の内側に常温流動状態の粘弾性材４Ｂを
注入し、次いで外部からの加熱により粘弾性材４Ａを溶
融せしめて再固化せしめれば良く、以上により簡便、安
価に製作することができるとともに、特に粘弾性材４Ａ
を鋼板３に対して強固に接着せしめることができる。

【００１６】図４は第４実施形態の粘弾性ダンパーを示
す。上記第１〜第３実施形態の粘弾性ダンパーはいずれ
も壁の形態とされたものであるが、本第４実施形態の粘
弾性ダンパーは鋼板３を帯板状としてその間に粘弾性材
４Ａ，４Ｂを設けて全体として一方向に長い長尺体（棒
状体）の形態とされ、ブレースとして建物に設置される
ものである。この第４実施形態の粘弾性ダンパーでは、
第２実施形態のものと同様に、粘弾性材４Ａとして粘性
的性質の比較的強い複数（図示例のものは５枚）のシー
ト状シリコン生ゴムコンパウンドを用いるとともに、粘
弾性材４Ｂとして弾性的性質の強いシリコンゴムを用
い、第２実施形態と全く同様の方法により簡便かつ安価
に製作することができるものである。

【００１７】以上で本発明の実施形態を説明したが、本
発明はそれら実施形態に限定されるものでは勿論なく、
異種の粘弾性材を組み合わせて鋼材間に挟み込みものと
する限りにおいて種々の変形、応用が可能である。たと
えば、各実施形態において採用した粘弾性材４Ａ，４Ｂ
を入れ替えても良いことは言うに及ばず、粘弾性材とし
ては上記で例示したもの以外の様々な素材、特性のもの
が採用可能であるし、各粘弾性材の形状やそれらの組み
合わせの形態も任意であり、３種類以上の粘弾性材を組
み合わせても勿論良い。また、使用する粘弾性材の種類
や形態に応じてその製作方法も適宜変更すれば良く、た
とえば流動状態の粘弾性材を注入するのでなければ上記
各実施形態において採用したシール材は省略可能である
し、粘弾性材自体にシール機能を持たせてシール材を省
略することも可能である。さらに、本発明の粘弾性ダン
パーは上記各実施形態のように壁やブレースの形態とし
て建物に設置するものに限らず、任意の形態の汎用のダ
ンパーとして製作し使用することも可能である。

【００１８】

【発明の効果】本発明は複数の鋼材の間に粘弾性材を接
着状態で挟み込んでなる粘弾性ダンパーであって、前記
粘弾性材として粘弾性特性の異なる異種の粘弾性材を組
み合わせて用いるものであるから、たとえば粘性的性質
が比較的強い粘弾性材と弾性的性質が比較的強い粘弾性
材とを組み合わせて用いてそれらの比率を調節すること
により、ダンパー全体としての粘性や弾性を最適かつ広
範に調節することが可能であり、建物に耐震壁やブレー
スの形態で設置するダンパーとして最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態である粘弾性ダンパー
を示す図である。

【図２】 本発明の第２実施形態である粘弾性ダンパー
を示す図である。

【図３】 本発明の第３実施形態である粘弾性ダンパー
を示す図である。

【図４】 本発明の第４実施形態である粘弾性ダンパー
を示す図である。

【図５】 従来一般の粘弾性ダンパーを示す図である。

【符号の説明】

３（３ａ，２ｂ） 鋼板（鋼材） ４（４Ａ，４Ｂ） 粘弾性材 ６，７ シール材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 淳一 大阪府大阪市北区西天満４丁目４番18号 大洋パッキング株式会社内 Ｆターム(参考） 3J048 AA02 AC01 AC05 BA01 BD08 DA03 DA04 EA38 3J066 AA26 BA04 BC03 BD05 BE06 BG04

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の鋼材の間に粘弾性材を接着状態で
   挟み込んでなる粘弾性ダンパーであって、前記粘弾性材
   として粘弾性特性の異なる異種の粘弾性材を組み合わせ
   て用いてなることを特徴とする粘弾性ダンパー。