JP2009127709A - 粘弾性ダンパおよびそれの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粘弾性体の常温粘度のいかんにかかわらず、内外の部材間の隙間の、粘弾性体による埋め込みを、簡易にして確実なものとして、その埋め込みに伴う、粘弾性体への加圧力の付与等を全く不要とすることにより、粘弾性ダンパの重量の増加等のおそれを十分に取り除くことができる粘弾性ダンパを提供するにある。
【解決手段】ともに構造物に連結される、外筒部材１および、それの内部に配置した内側部材２と、これらの両部材間の隙間を埋める粘弾性体３とを具えてなるものであって、外筒部材１を、それの長手方向の分割面で分割された、組立て可能な複数の分割部分４ａ，４ｂにより構成してなる。
【選択図】図１

Description

この発明は、建築物その他の構造物に筋交等として適用されて、地震、風等による構造物の揺れの減衰をもたらす粘弾性ダンパおよびそれの製造方法に関するものである。

従来のこの種の粘弾性ダンパとしては、たとえば、特許文献１〜３に開示されているように、ともに構造物に、直接的もしくは間接的に連結される、相互に入れ子タイプとした外筒部材と内筒部材との間の隙間を、ホットメルト性のエラストマその他からなる粘弾性体にて埋め込んだものがあり、このようなダンパでは、構造物の揺れに起因する、内外筒部材の、軸線方向の相対変位に伴って、それらの隙間を埋める粘弾性体を剪断変形させることにより、その粘弾性体をもって、振動ないしは揺動を減衰させることができるとする。
特開平１−１８７２７１号公報 特開平９−１３３１６９号公報 特開２００３−２８６７７４号公報

ところで、このような従来技術の粘弾性ダンパの製造は、外筒部材と内筒部材との間の隙間を埋める粘弾性体が、常温で比較的低粘度のものであるときは、たとえば図５に略線図で示すように、内筒部材１１１の、外筒部材１１２内への挿入姿勢で、軸線方向の両端部分を、スペーサを兼ねる一対の仕切板１１３ａ，１１３ｂにて液密に封止するとともに、粘弾性体を貯留したタンク１１４を、一方の仕切板１１３ｂを介して、その液密封止空間１１５に連通させるとともに、他方の仕切板１１３ａに、空気抜き用の通気孔１１６を形成した状態で、外筒１１２を加熱しながら、タンク１１４内の粘弾性体を、液密封止空間１１５内へ、その空間一杯に流入させ、そして、その充填粘弾性体１１６の冷却後に仕切板１３ａ，１３ｂを取り除くことによって行うことができる。

これに対し、粘弾性体が、すぐれた振動減衰機能等を発揮するに十分な高粘度を有するものであるときは、上述したようにして区画形成した液密封止空間１１５を、外筒部材１１２の加熱によって加熱してなお、タンク１１４に貯留した粘弾性体の、その封止空間１１５内への円滑なる流入をもたらすことが困難であるため、たとえば図に略線図で示すように、液密封止空間１１５からの強制排気を行って、その封止空間１１５内を負圧雰囲気にする一方で、タンク１１４内を加圧して、粘弾性体を、液密封止空間１１５内へ強制的に流下させて粘弾性ダンパを製造することが必要になる。

しかるに、この後者の場合には、タンク１１４のみならず、タンク内の粘弾性体の、液密封止空間１１５への導入ホース１１７にもまた高圧が作用することになるため、粘弾性体の供給設備の高強度化、大型化等が不可避となる他、内筒部材１１１および外筒部材１１２を、耐圧強度にすぐれた高剛性のものとすることが必要になって、粘弾性ダンパの重量の増加が余儀なくされる等の問題があり、加えて、封止空間１１５を負圧雰囲気にするための減圧設備が必須になるという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点をことごとく解決することを課題としてなされたものであり、それの目的とするところは、とくに、粘弾性体の常温粘度のいかんにかかわらず、内外の部材間の隙間の、粘弾性体による埋め込みを、簡易にして確実なものとして、その埋め込みに伴う、粘弾性体への加圧力の付与等を全く不要とすることにより、粘弾性ダンパの重量の増加等のおそれを十分に取り除くことができる粘弾性ダンパおよびそれの製造方法を提供するにある。

この発明に係る粘弾性ダンパは、たとえば筋交等の用途の下で、ともに構造物に連結される、外筒部材および、それの内部に配置した内側部材と、これらの両部材間の隙間を埋める粘弾性体とを具えてなるものであって、外筒部材を、それの長手方向に延在する分割面で分割された、組立て可能な複数の分割部分により構成してなるものである。

なお、ここでの分割部分の組立では、シール部材を介して、または介することなく、粘弾性体の不測の食み出し等がない程度の緊密性をもって行なわれることになる。

また、この発明に係る粘弾性ダンパの製造方法は、ともに構造物に連結される、外筒部材および、それの内部に配置した内側部材と、これらの両部材間の隙間を埋める粘弾性体とを具えてなる粘弾性ダンパを製造するに当って、外筒部材を、それの長さ方向に延在する分割面で分割された、組立て可能な複数の分割部分で構成し、一の分割部分の両端に仕切部材を取付け、これらの仕切部材間で、その分割部分上に、粘弾性体を全体にわたって均等に配設するとともに、その粘弾性体内に内側部材を、たとえば所定の深さに埋め込んで位置決めセットし、次いで、粘弾性体を全体にわたって予め均等に配設した他の一もしくは複数の分割部分に対し、上記の一の分割部分を、内側部材とともに組み合せ配置して全ての分割部分の組立てを終えた後、もしくは、組立て前のいずれかの一方で、各分割部分の端部から仕切部材を取外すにある。

この場合、好ましくは、仕切部材を取付けた分割部分上に、予めの加熱によって粘度が低下した粘弾性体を供給し、この粘弾性体の、分割部分上での流動により、または、仕切部材を取付けた分割部分上に、所要の形状の粘弾性体を配置し、この粘弾性体を分割部分の加熱に基いて加熱して、分割部分上で流動させることによって、それを、分割部分上に均等に配設する。

また好ましくは、一の分割部分上の粘弾性体内への内側部材の、たとえば埋め込みセットを、その粘弾性体の、内側部材の配置前および配置後の少なくとも一方での加熱下にて行い、その後、粘弾性体を冷却して、その一の分割部分を他の分割部分に組み合わせる。

なお、一の分割部分を、他の分割部分に対して組み合せ配置するに際しては、他の分割部分上の粘弾性体を加熱軟化状態とすることが好ましく、このときは、組立ての前もしくは後の、他の分割部分上の粘弾性体の冷却を経て仕切部材が取外されることになる。

この発明に係る粘弾性ダンパでは、とくに、内側部材を配置される外筒部材を、それの長手方向の分割面で分割された複数の分割部分にて構成することにより、たとえば平坦面内で、各分割部分上に所要量の粘弾性体を十分均等に配設した状態で、それらの分割部分を、内側部材を所定の位置に挟み込んだ姿勢として、たとえば、ボルト締め、もしくは、筒状部材、リング状部材等のかしめ加工、または、ベルト締めその他によって組立てることで、所期した通りのダンパを、簡易に得ることができ、タンクに貯留した粘弾性体の、加圧下での供給等が不要になるので、粘弾性体の常温粘度がたとえ高くても、粘弾性体の供給設備の高強度化、大型化をもまた不要とするとともに、粘弾性ダンパの重量の増加を防止することができ、さらには、特別の減圧設備の使用を排除することができる。

この発明に係る、粘弾性ダンパの製造方法では、とくに、一の分割部分の両端に取付けた仕切部材間で、その分割部分上に粘弾性体を均等に配設した状態で、粘弾性体内に内側部材を、たとえば仕切部材の位置決め作用下で、所定の位置にセットすることにより、製品としての粘弾性ダンパでの、外筒部材に対する内側部材の位置精度を十分に高めることができる。

また、内側部材をこのようにセットした分割部分を、粘弾性体を同様にして予め均等に配設した他の分割部分に対し、内側部材とともに組み合せ配置し、そして全ての分割部分を、ボルト締め等によって組立てることにより、内側部材と外筒部材との間の隙間の、粘弾性体による事後的な埋め込み工程が不要となるので、先にも述べたように、粘弾性体の所要の粘度がたとえ高くとも、従来技術の問題点をことごとく解決することができる。

なおこの方法において、分割部分上での粘弾性体の均等なる配設を、一の分割部分であると、他の分割部分であるとの別なく、両端に仕切部材を取付けた分割部分上に、予めの加熱によって粘度が低下した粘弾性体を供給して、その粘弾性体を、分割部分上で自然流動させることによって、または、仕切部材を取付けた分割部分上に、予め所要の形状を付与した粘弾性体を配置し、そして、この粘弾性体を、分割部分の加熱に基いて加熱して、その分割部分上で自然流動させることによって行うときは、分割部分上への粘弾性体の所定の配設を、簡易に、かつ迅速に行って製造能率を有利に向上させることができる。

そしてまた、この方法において、一の分割部分上の粘弾性体内への内側部材のセットを、その粘弾性体の、内側部材の配置前および配置後の少なくとも一方での加熱下にて行うときは、加熱による、粘弾性体の低粘度化により、内側部材の、所定位置への位置決め配置を、常に容易に、かつ正確に行うことができ、続いて、その粘弾性体を冷却して、粘弾性体の粘度を、それに固有の粘度まで高めることで、所定位置に位置決め配置した内側部材を、その粘弾性体をもって所期した通りに正確に保持することができる。

従ってその後に、一の分割部分を、内側部材とともに他の分割部分に組み合せ、そして、全ての分割部分をボルト締め等によって組立てて粘弾性ダンパとすることにより、前述した作用効果を一層有利に達成することができる。

なおこれらのことは、一の分割部分を、他の分割部分に対して組み合せ配置するに際して、他の分割部分上の粘弾性体を加熱状態とし、その粘弾性体の粘度低下をもたらして、そこへの、内側部材の円滑なる入り込みを担保した場合にとくに顕著である。

図１は、この発明に係る粘弾性ダンパの実施形態を示す略線傾斜図であり、図中１は、建築物その他の構造物の、一方側の部材に直接的もしくは間接的に連結される外筒部材を、２は、構造物の他方側の部材に連結される内側部材をそれぞれ示し、そして３は、外筒部材１と、それの内部に配置した内側部材２との間の隙間を完全に埋め込む、所要の常温粘度を有する、エラストマとの他からなる粘弾性体を示す。
ここで、外筒部材１および内側部材２の各部材は、各連結端側に、ボルト等の挿通用の貫通孔１ａ，２ａを有する。

なおここでは、内側部材２を板状部材にて構成することとしているも、この内側部材２は、所要に応じた横断面輪郭形成を有する中実部材または中空部材にて構成し得ることはもちろんである。

ところで、図示のこのダンパは、外筒部材１を、それの長手方向に延在する分割面１ａで、外筒部材１の中心軸線と直交する方向に二分割された、組立て可能な分割部分４ａ，４ｂにより構成してなる。

ここで、それぞれの分割部分４ａ，４ｂの組立ては、図示は省略するも、各分割部分４ａ，４ｂの側方へ突出形成したフランジの相互を、シール材を介して、または介することなくボルト締め連結すること、両分割部分４ａ，４ｂの外周側に嵌め合わせた筒状部材、リング状部材等にかしめ加工を施して、それらの両分割部分４ａ，４ｂを拘束すること、両分割部分４ａ，４ｂの周りに巻き回した金属製その他のバンド、コード等を締め込むこと等によって行うことができる。

このような粘弾性ダンパは、たとえば、各分割部分４ａ，４ｂの内面上に、所要の粘弾性体を、大気圧下で均等に配設し、そして、内側部材２を、それらの分割部分４ａ，４ｂ間、直接的には粘弾性体３間の所定の位置に挟み込んだ姿勢として、両分割部分４ａ，４ｂを所要の手段によって組立てることにより製造することができる。

図２，３は、粘弾性ダンパのこのような製造方法の、より具体的な実施形態を模式的に示す工程図であり、図２（ａ）は、外筒部材１の一方の分割部分４ａを傾斜図で示す。

ここでははじめに、その一方の分割部分４ａの両端に、図２（ｂ）に示すように、仕切部材５ａ，５ｂを位置決め配置し、次いで、それらの両仕切部材５ａ，５ｂ間で、分割部分４ａ上に、所要の体積を有する所要粘度の粘弾性体１３ａを、それに適宜の形状を付与して配置するとともに、その粘弾性体１３ａを、分割部分４ａの、図２（ｃ）に示すような加熱に基いて、低粘度化の下で分割部分４ａの全体にわたって流動変位させてほぼ均等に配設する。

その後は、図２（ｄ）に示すように、分割部分４ａの加熱下で、粘弾性体１３ａを低粘度化させながら、内側部材２を、たとえば、仕切部材５ａ，５ｂの位置決め作用下で、その粘弾性体１３ａ内の所定の位置まで埋め込みセットし、続いて、分割部分４ａの加熱を停止することにより、または、このことに加えて、粘弾性体１３ａを積極的に冷却することによって、図２（ｅ）に示すように、常温粘度まで粘度の増加したその粘弾性体１３ａで、内側部材２を所定のセット位置に確実に拘束保持する。

この一方で、他方の分割部分４ｂに対しては、その両端に、図３（ａ）に示すように、それぞれの仕切部材６ａ，６ｂを位置決めの配置し、その分割部分４ｂ上に、たとえば、上述したところと同様に配置した粘弾性体１３ｂを、分割部分４ｂの加熱下で、その分割部分４ｂの全体にほぼ均等に配設して予め準備する。

そして、このようにして準備した他方の分割部分４ｂに対して、内側部材２をセットした一方の分割部分４ａを組み合せ配置するに当っては、好ましくは、図３（ｂ）に示すように、その他方の分割部分４ｂを加熱して粘弾性体１３ｂの粘度を低下させた状態として、そこに、図２（ｅ）に示した一方の分割部分４ａを、内側部材２とともに組付けて、内側部材２の一部が粘弾性体１３ｂ内にもまた埋まり込む、図３（ｃ）に示すような組合せ姿勢とし、次いで、その弾性体１３ｂを冷却させる。

その後は、両分割部分４ａ，４ｂを所要の手段によって組立てて、それらを十分に拘束した状態で、または、両部分４ａ，４ｂの組立て前の時点で、それぞれの仕切部材５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを、図３（ｄ）に示すように取外し、両部分４ａ，４ｂの組立て前に仕切部材５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂを取り外すときは、それらの両者を事後的に組立てて、所要の粘弾性ダンパを構成する。

以上のようにして粘弾性ダンパを製造するときは、粘弾性体３の所要の粘度が高い場合にあってなお、従来技術に関連して述べたように、外筒部材１と、その内部に配置した内側部材２との間の隙間内へ、粘弾性体３を加圧下で供給したり、その隙間内を負圧雰囲気にしたりすることが不要となるので、粘弾性体３の所定の配設を、特別の設備の使用なしに、簡易・迅速に、かつ常に適正に行うことができ、しかも、粘弾性ダンパの重量等の増加を十分い防止することができる。

ところで、上述したようにして製造される粘弾性ダンパは、たとえば、図４に模式的に例示するような横断面形状を有するものとすることができる他、外筒部材を、三分割以上の分割構造になるものとすることも可能である。

この発明に係る粘弾性ダンパの実施形態を示す略線斜視図である。 この発明に係る製造方法の実施形態を、一方の分割部分に係る工程について模式的に示す工程図である。 この発明に係る製造方法の実施形態を、両分割部分に係る工程について模式的に示す工程図である。 この発明に係る製造方法によって製造できるダンパを模式的に例示する横断面図である。 従来技術による、粘弾性体の充填例を示す略線断面図である。 従来技術による、粘弾性体の他の充填例を示す略線断面図である。

符号の説明

１ 外筒部材
１ａ，２ａ 貫通孔
２ 内側部材
３，１３ａ，１３ｂ 粘弾性体
４ａ 一の分割部分
４ｂ 他の分割部分
５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂ 仕切部材

Claims (6)

1. ともに構造物に連結される、外筒部材および、それの内部に配置した内側部材と、これらの両部材間の隙間を埋める粘弾性体とを具えてなる粘弾性ダンパであって、
   外筒部材を、それの長手方向の分割面で分割された、組立て可能な複数の分割部分により構成してなる粘弾性ダンパ。
2. ともに構造物に連結される、外筒部材および、それの内部に配置した内側部材と、これらの両部材間の隙間を埋める粘弾性体とを具えてなる粘弾性ダンパを製造するに当り、
   外筒部材を、それの長さ方向の分割面で分割された複数の分割部分で構成し、一の分割部分の両端に仕切部材を取付け、これらの仕切部材間で、その分割部分上に、粘弾性体を全体にわたって均等に配設するとともに、その粘弾性体内に内側部材をセットし、次いで、粘弾性体を全体にわたって予め均等に配設した他の一もしくは複数の分割部分に対し、上記の一の分割部分を、内側部材とともに組み合せ配置して、全ての分割部分を組立てた後、もしくは、組立て前のいずれか一方で、各分割部分の端部から仕切部材を取外す粘弾性ダンパの製造方法。
3. 仕切部材を取付けた分割部分上に、加熱によって粘度が低下した粘弾性体を供給し、この粘弾性体の流動により、それを、分割部分上に均等に配設する請求項２に記載の粘弾性ダンパの製造方法。
4. 仕切部材を取付けた分割部分上に粘弾性体を配置し、この粘弾性体を分割部分の加熱に基いて流動させて、分割部分上に均等に配設する請求項２に記載の粘弾性ダンパの製造方法。
5. 一の分割部分上の粘弾性体内への内側部材のセットを、その粘弾性体の、内側部材の配置前および配置後の少なくとも一方での加熱下にて行い、その後、粘弾性体を冷却して、その一の分割部分を他の分割部分に組み合わせる請求項２〜４のいずれかに記載の粘弾性ダンパの製造方法。
6. 一の分割部分を、他の分割部分に対して組み合せ配置するに際し、他の分割部分上の粘弾性体を加熱状態とする請求項２〜５のいずれかに記載の粘弾性ダンパの製造方法。

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