JPH07197969A - 制振用ダンパー - Google Patents
制振用ダンパーInfo
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Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 線型性（ひずみ依存性）及び温度依存性が小
さく、しかも高い減衰効果を有する優れた制振用ダンパ
ーを提供する。 【構成】 剪断方向に用いる制振用ダンパー１０は、粘
弾性を有する材料１２と弾性を有する材料１４とを直列
に配置してなる制振材料を、取り付けプレート１６間に
間挿して用いている。
さく、しかも高い減衰効果を有する優れた制振用ダンパ
ーを提供する。 【構成】 剪断方向に用いる制振用ダンパー１０は、粘
弾性を有する材料１２と弾性を有する材料１４とを直列
に配置してなる制振材料を、取り付けプレート１６間に
間挿して用いている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、制振用ダンパー、詳し
くは、固定構造物の振動を低減するための、制振効果に
優れた制振用ダンパーに関する。
くは、固定構造物の振動を低減するための、制振効果に
優れた制振用ダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】建築、土木分野においては、建築物等の
固定構造物の地震動や風による振動を低減するために、
構造物に何らかのエネルギー吸収装置すなわち制振用ダ
ンパーを用いる制振構造の開発、実用化が進められてい
る。これまで実用化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が挙げられる。この粘
弾性ダンパーは粘弾性材料の剪断変形特性を利用するも
のが主流であり、材料の特性がそのままダンパーの特性
に反映される。このため、粘弾性材料の線型性を良好に
し、振動依存性を低くすると、温度依存性が大きくな
り、反対に、温度依存性を小さくすると、非線型性が大
きくなり、小変形領域で所定の性能が得られなくなると
いう問題点があった。
固定構造物の地震動や風による振動を低減するために、
構造物に何らかのエネルギー吸収装置すなわち制振用ダ
ンパーを用いる制振構造の開発、実用化が進められてい
る。これまで実用化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が挙げられる。この粘
弾性ダンパーは粘弾性材料の剪断変形特性を利用するも
のが主流であり、材料の特性がそのままダンパーの特性
に反映される。このため、粘弾性材料の線型性を良好に
し、振動依存性を低くすると、温度依存性が大きくな
り、反対に、温度依存性を小さくすると、非線型性が大
きくなり、小変形領域で所定の性能が得られなくなると
いう問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこの問題点を
解決すべくなされたものであり、線型性（ひずみ依存
性）及び温度依存性が小さい制振用ダンパーを提供する
ことにある。
解決すべくなされたものであり、線型性（ひずみ依存
性）及び温度依存性が小さい制振用ダンパーを提供する
ことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の制振用ダンパー
は、粘弾性を有する材料と弾性を有する材料とを組み合
わせてなる制振材料を用いることを特徴とする。
は、粘弾性を有する材料と弾性を有する材料とを組み合
わせてなる制振材料を用いることを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明の制振用ダンパーは、粘弾性材料と弾性
材料とを組み合わせてなる制振材料を用いているため、
粘弾性材料として、非線型性が小さく、温度依存性が高
いものを用いた場合には、非線型性を保ちながら、温度
依存性を小さくすることができ、非線型性が大きく、温
度依存性が小さいものを用いた場合には、温度依存性を
保ちながら、非線型性を小さくすることができ、ひずみ
依存性及び温度依存性が小さく優れた制振性能を有する
制振ダンパーをを得ることができる。
材料とを組み合わせてなる制振材料を用いているため、
粘弾性材料として、非線型性が小さく、温度依存性が高
いものを用いた場合には、非線型性を保ちながら、温度
依存性を小さくすることができ、非線型性が大きく、温
度依存性が小さいものを用いた場合には、温度依存性を
保ちながら、非線型性を小さくすることができ、ひずみ
依存性及び温度依存性が小さく優れた制振性能を有する
制振ダンパーをを得ることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を具体例を挙げて詳細に説明す
る。
る。
【０００７】本発明の制振ダンパーに用いられる粘弾性
材料とは、−１０℃〜５０℃の温度範囲において粘性と
ズレ弾性を兼ね備えている性質を有する有機材料を指
し、例えば、無定形高分子物質の固体や溶媒で膨潤した
ゲルが挙げられる。粘弾性材料は高い減衰性を示し、特
に、損失係数（損失ばね定数／貯蔵バネ定数）が０．２
以上の値を持つものが好ましい。具体的には、温度依存
性の大きい材料としては熱可塑性有機材料、例えば、ス
チレン−ブタジエン−スチレン型ブロック共重合体の熱
可塑性樹脂を配合してなる改質アスファルトが、非線型
性の大きい材料としては熱硬化性有機材料、例えば、架
橋度を著しく低減した微架橋ゴム等が挙げられる。
材料とは、−１０℃〜５０℃の温度範囲において粘性と
ズレ弾性を兼ね備えている性質を有する有機材料を指
し、例えば、無定形高分子物質の固体や溶媒で膨潤した
ゲルが挙げられる。粘弾性材料は高い減衰性を示し、特
に、損失係数（損失ばね定数／貯蔵バネ定数）が０．２
以上の値を持つものが好ましい。具体的には、温度依存
性の大きい材料としては熱可塑性有機材料、例えば、ス
チレン−ブタジエン−スチレン型ブロック共重合体の熱
可塑性樹脂を配合してなる改質アスファルトが、非線型
性の大きい材料としては熱硬化性有機材料、例えば、架
橋度を著しく低減した微架橋ゴム等が挙げられる。
【０００８】また、弾性材料とは、常温で形状の変化に
対する弾性を有する材料を指し、例えば、天然ゴム、ク
ロロプレンゴム、シリコンゴム等の汎用的なゴム類等が
挙げられる。ここで用いられる弾性材料は、非線型性と
温度依存性が低いものが好ましく、さらに、損失係数が
０．２未満であることが好ましい。
対する弾性を有する材料を指し、例えば、天然ゴム、ク
ロロプレンゴム、シリコンゴム等の汎用的なゴム類等が
挙げられる。ここで用いられる弾性材料は、非線型性と
温度依存性が低いものが好ましく、さらに、損失係数が
０．２未満であることが好ましい。
【０００９】前記２種の材料を組み合わせて複合構造を
有する制振材料を形成するが、粘弾性材料と弾性材料と
の層間は接着剤で接着してもよく、また、粘弾性体の表
面粘着力によって接着剤を介さずに積層体を構成しても
よい。複合構造を有する制振材料の構造は、２種の材料
を変形方向に対して直列に配置したもので、同心円状に
配置してもよく、２層以上が交互に配置されている構造
であってもよい。
有する制振材料を形成するが、粘弾性材料と弾性材料と
の層間は接着剤で接着してもよく、また、粘弾性体の表
面粘着力によって接着剤を介さずに積層体を構成しても
よい。複合構造を有する制振材料の構造は、２種の材料
を変形方向に対して直列に配置したもので、同心円状に
配置してもよく、２層以上が交互に配置されている構造
であってもよい。
【００１０】図１（ａ）は剪断方向に用いる本発明の制
振用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はそ
の断面図である。制振用ダンパー１０は、粘弾性材料１
２と弾性材料１４との積層体が取り付けプレート１６間
に間挿されている。 図２（ａ）は剪断方向に用いる円
筒形の制振用ダンパーを示す斜視図であり、（ｂ）はそ
の断面図である。制振用ダンパー２０は、中心シャフト
２２の周囲に弾性材料１４が、その外周に粘弾性材料１
２が積層された円筒形の積層体からなる制振用材料を用
いており、粘弾性材料１２は外筒２４と接着されてい
る。これらは、いずれも矢印方向の剪断応力に対する振
動減衰に優れた効果を示すものである。
振用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はそ
の断面図である。制振用ダンパー１０は、粘弾性材料１
２と弾性材料１４との積層体が取り付けプレート１６間
に間挿されている。 図２（ａ）は剪断方向に用いる円
筒形の制振用ダンパーを示す斜視図であり、（ｂ）はそ
の断面図である。制振用ダンパー２０は、中心シャフト
２２の周囲に弾性材料１４が、その外周に粘弾性材料１
２が積層された円筒形の積層体からなる制振用材料を用
いており、粘弾性材料１２は外筒２４と接着されてい
る。これらは、いずれも矢印方向の剪断応力に対する振
動減衰に優れた効果を示すものである。
【００１１】図３（ａ）は圧縮、引張方向に用いる本発
明の制振用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、
（ｂ）はその断面図である。制振用ダンパー２６は、一
組の取り付けプレート２８間に、粘弾性材料１２と弾性
材料１４とが交互に積層された制振用材料を用いてい
る。
明の制振用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、
（ｂ）はその断面図である。制振用ダンパー２６は、一
組の取り付けプレート２８間に、粘弾性材料１２と弾性
材料１４とが交互に積層された制振用材料を用いてい
る。
【００１２】図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の制振用
ダンパーの他の態様を示す断面図であり、曲げ方向の制
振用に用いる制振用ダンパーの断面図である。いずれ
も、粘弾性材料１２と弾性材料１４との積層体を１層乃
至複数層用いている。
ダンパーの他の態様を示す断面図であり、曲げ方向の制
振用に用いる制振用ダンパーの断面図である。いずれ
も、粘弾性材料１２と弾性材料１４との積層体を１層乃
至複数層用いている。
【００１３】次に、本発明の制振用ダンパーの復元特性
を数式を用いて解説する。粘弾性材料と弾性材料の積層
を複素ばねモデルで扱うと、制振用ダンパー全体の復元
特性Ｋ* は、以下の式で表される。
を数式を用いて解説する。粘弾性材料と弾性材料の積層
を複素ばねモデルで扱うと、制振用ダンパー全体の復元
特性Ｋ* は、以下の式で表される。
【００１４】
【数１】
【００１５】式中、ＫS は弾性材料の復元特性、Ｋ（１
＋ｉ ｔａｎδ）は粘弾性材料の復元特性を表す。
＋ｉ ｔａｎδ）は粘弾性材料の復元特性を表す。
【００１６】従って、貯蔵バネ定数Ｒｅ（Ｋ* ）及び損
失バネ定数Ｉｍ（Ｋ* ）は、以下の式で表される。
失バネ定数Ｉｍ（Ｋ* ）は、以下の式で表される。
【００１７】
【数２】
【００１８】これらの式に基づいて、Ｋの値に対して、
ＫS を適切に設定することにより、温度依存性或いは非
線型性を低減した、所望の減衰特性を有する制振用ダン
パーを得ることができる。 （解析例１）図５（ａ）に示す従来の粘弾性材料のみを
用いた制振用ダンパーと、図５（ｂ）に示す本発明の制
振用ダンパーについて、温度及び与える振動の振幅を変
化させて、貯蔵ばね定数及び損失ばね定数の変化を測定
した。結果を図６に示す。
ＫS を適切に設定することにより、温度依存性或いは非
線型性を低減した、所望の減衰特性を有する制振用ダン
パーを得ることができる。 （解析例１）図５（ａ）に示す従来の粘弾性材料のみを
用いた制振用ダンパーと、図５（ｂ）に示す本発明の制
振用ダンパーについて、温度及び与える振動の振幅を変
化させて、貯蔵ばね定数及び損失ばね定数の変化を測定
した。結果を図６に示す。
【００１９】粘弾性材料としては、図６（ａ）、（ｂ）
においては、温度依存性の高い熱可塑性材料である、ス
トレートアスファルト９２重量％に、スチレン−ブタジ
エン−スチレン型ブロック共重合体であって、ブタジエ
ン部分が水素化された熱可塑性エラストマーを８重量％
配合したものを用い、図６（ｃ）、（ｄ）においては、
非線型性の大きい熱硬化性材料である、スチレン−ブタ
ジエンゴム１００重量部に、架橋剤として硫黄２．７５
重量部を配合したものを用い、弾性材料としては天然ゴ
ムを用いて、以下の解析条件で実験を行った。
においては、温度依存性の高い熱可塑性材料である、ス
トレートアスファルト９２重量％に、スチレン−ブタジ
エン−スチレン型ブロック共重合体であって、ブタジエ
ン部分が水素化された熱可塑性エラストマーを８重量％
配合したものを用い、図６（ｃ）、（ｄ）においては、
非線型性の大きい熱硬化性材料である、スチレン−ブタ
ジエンゴム１００重量部に、架橋剤として硫黄２．７５
重量部を配合したものを用い、弾性材料としては天然ゴ
ムを用いて、以下の解析条件で実験を行った。
【００２０】１．温度依存性の評価 所定の温度が保持できる恒温槽内で、試験体を低振幅で
加力し、得られた荷重−変位特性（定常的な履歴ルー
プ）より、貯蔵ばね定数と損失ばね定数を測定する。各
温度下で、これらの値を評価することにより図６に示す
結果を得た。
加力し、得られた荷重−変位特性（定常的な履歴ルー
プ）より、貯蔵ばね定数と損失ばね定数を測定する。各
温度下で、これらの値を評価することにより図６に示す
結果を得た。
【００２１】２．振幅依存性の評価 試験体を低振幅で加力し、得られた荷重−変位特性（定
常的な履歴ループ）より、貯蔵ばね定数と損失ばね定数
を測定する。各振幅下で、これらの値を評価することに
より図６に示す結果を得た。
常的な履歴ループ）より、貯蔵ばね定数と損失ばね定数
を測定する。各振幅下で、これらの値を評価することに
より図６に示す結果を得た。
【００２２】なお、試験体の加力には、油圧式又は電気
式のアクチュエータを用いた。図６のグラフに明らかな
ごとく、本発明の制振用ダンパーは、（ａ）、（ｂ）に
おいては、温度依存性が小さくなり、（ｃ）、（ｄ）に
おいては、非線型性が小さくなり、従来品に比較して、
いずれも優れた制振性能を示した。
式のアクチュエータを用いた。図６のグラフに明らかな
ごとく、本発明の制振用ダンパーは、（ａ）、（ｂ）に
おいては、温度依存性が小さくなり、（ｃ）、（ｄ）に
おいては、非線型性が小さくなり、従来品に比較して、
いずれも優れた制振性能を示した。
【００２３】
【発明の効果】本発明の制振用ダンパーは、前記構成と
したので、線型性（ひずみ依存性）及び温度依存性が小
さく、しかも高い減衰効果を確保できるという優れた効
果を示した。
したので、線型性（ひずみ依存性）及び温度依存性が小
さく、しかも高い減衰効果を確保できるという優れた効
果を示した。
【図１】（ａ）は剪断方向に用いる本発明の制振用ダン
パーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図
である。
パーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図
である。
【図２】（ａ）は剪断方向に用いる円筒形の制振用ダン
パーを示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
パーを示す斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。
【図３】（ａ）は圧縮・引張方向に用いる本発明の制振
用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はその
断面図である。
用ダンパーの一態様を示す斜視図であり、（ｂ）はその
断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は曲げ方向の制振用に用いる
制振用ダンパーの断面図である。
制振用ダンパーの断面図である。
【図５】（ａ）は解析例に用いた従来の粘弾性材料のみ
を用いた制振用ダンパーの断面図であり、（ｂ）は解析
例に用いた本発明の制振用ダンパーの断面図である。
を用いた制振用ダンパーの断面図であり、（ｂ）は解析
例に用いた本発明の制振用ダンパーの断面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｄ）は、図５に示す制振用ダンパ
ーの温度及び与える振動の振幅を変化させて、貯蔵ばね
定数及び損失ばね定数の変化を測定した結果を示すグラ
フである。
ーの温度及び与える振動の振幅を変化させて、貯蔵ばね
定数及び損失ばね定数の変化を測定した結果を示すグラ
フである。
１０、２０、２６ 制振用ダンパー １２ 粘弾性材料 １４ 弾性材料
Claims (1)
- 【請求項１】 粘弾性を有する材料と弾性を有する材料
とを組み合わせてなる制振材料を用いることを特徴とす
る制振用ダンパー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35234693A JPH07197969A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 制振用ダンパー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35234693A JPH07197969A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 制振用ダンパー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07197969A true JPH07197969A (ja) | 1995-08-01 |
Family
ID=18423435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35234693A Pending JPH07197969A (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 制振用ダンパー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07197969A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009095587A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Panasonic Corp | ドラム式洗濯機 |
| JP2011016963A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Three M Innovative Properties Co | 粘弾性ダンパー用プライマー組成物および粘弾性ダンパー |
| JP2013087478A (ja) * | 2011-10-17 | 2013-05-13 | Sanwa Tekki Corp | 柱状体の制振構造 |
| JP2018017249A (ja) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | 学校法人東京理科大学 | 振動制御装置 |
| CN110374219A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-10-25 | 长春工程学院 | 一种新型波纹阻尼器及含有该波纹阻尼器的建筑墙体 |
| JP2020090999A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 株式会社ブリヂストン | 緩衝体、免震建物及び建物 |
-
1993
- 1993-12-29 JP JP35234693A patent/JPH07197969A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101982599B (zh) | 2007-10-19 | 2012-08-22 | 松下电器产业株式会社 | 滚筒式洗衣机 |
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