JP2010007249A - ダンパー取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとを効果的に作用させる。
【解決手段】複数のアーム部材３を互いに枢支連結したダンパー本体Ｄを備えるとともに、当該ダンパー本体Ｄの両端部を建物の異なる構造部材２に各別に枢支連結し、ダンパー本体Ｄおよび構造部材２のうち互いに連結される部材どうしに亘って装着され、部材どうしの連結枢支軸７の径方向の相対変位、及び、相対回転を粘弾性力によって抑制する粘弾性ダンパー５と、互いに連結される部材どうしに亘って装着され、部材どうしの相対回転を摩擦力によって抑制する摩擦ダンパー６とを、アーム部材３どうしの枢支連結部４、および、ダンパー本体Ｄと構造部材２との枢支連結部４のうち、少なくとも二つの枢支連結部４に各別に設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のアーム部材を互いに連結したダンパー本体を備えるとともに、当該ダンパー本体の両端部を建物の異なる構造部材に各別に連結し、前記アーム部材どうしの連結部に、部材どうしの相対変位を抑制するダンパーを介在させてあるダンパー取付構造に関する。

従来、この種のダンパー取付構造（以後、単に第１従来例という）としては、図５に示すように、建物の架構空間に対角線上にダンパー本体Ｄを配置して、両端部を建物の異なる構造部材２に対して剛接合してあるものがあった（例えば、特許文献１参照）。
前記ダンパー本体Ｄは、三つのアーム部材３を長手方向に沿って一直線上に配置するとともに、隣接するアーム部材３どうしを長手方向に沿ってスライド可能な状態に連結して構成してある。また、アーム部材３どうしの連結部のうち、一方の連結部には粘弾性ダンパー２０を、他方の連結部には摩擦ダンパー２１を、それぞれ連結してある両アーム部材３の摺接面の間に介在させてある。更に、粘弾性ダンパー２０の変形の上限を規制するストッパ２２も設けてあった。
従って、外力を受けることで建物の架構が変形し、前記構造部材２どうしが相対的に遠近方向に変位するような場合に、小さい変形に対しては粘弾性ダンパー２０のみが変形してダンパー効果を発揮する一方、大きい変形に対しては、前記ストッパ２２によって粘弾性ダンパー２０の変形を規制すると共に摩擦ダンパー２１が変形してダンパー効果を発揮するように構成してあった。
また、異なる従来例（以後、単に第２従来例という）としては、図６に示すように、二つのアーム部材３を枢支連結して構成されているダンパー本体Ｄが設けられ、その両端部を、建物の異なる構造部材２に対してそれぞれ枢支連結してあるものがあった（例えば、特許文献２参照）。
また、前記ダンパー本体Ｄの両端部の枢支連結部４、及び、ダンパー本体Ｄの長手方向における中間部の枢支連結部４（アーム部材３どうしの枢支連結部４）のそれぞれに、粘弾性ダンパー２３が介在させてあった（例えば、特許文献１参照）。
この従来例は、各枢支連結部４に介在させた粘弾性ダンパー２３によって、建物の変位を抑制するように構成されている。

特開２０００−２５７６７４号公報（図１） 特開平１１−６５３６号公報（図２４）

上述したダンパー取付構造の第１従来例によれば、例えば、建物が風荷重を受けた場合のように、比較的小さな変位しか発生しない状態では、粘弾性ダンパーのみが作用して、建物振動の減衰を図ることができる。また、例えば、地震のように大きな変位が発生する状態では、粘弾性ダンパーの変位がストッパによって規制された後、摩擦ダンパーが作用して、地震による建物振動の減衰を図るように構成されている。
即ち、前記第１従来例によれば、粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとが並行して作用することがなく、両ダンパーの効果を同時に発揮させることができない問題点がある。
また、この問題点を解消するために、ストッパを機能させないようにすれば、前記構造部材どうしの相対的な遠近変位は、その大きさとは無関係に、変形し易い粘弾性ダンパーに集中的に作用することになり、前記遠近変位が大きくなれば、摩擦ダンパが作動しないまま粘弾性ダンパーが破壊する危険性が高い。
一方、上述したダンパー取付構造の第２従来例によれば、粘弾性ダンパーのみの効果しか発揮させることができず、地震等の変位量の大きな場合には適用できない問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとを効果的に作用させることができるダンパー取付構造を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、複数のアーム部材を互いに枢支連結したダンパー本体を備えるとともに、当該ダンパー本体の両端部を建物の異なる構造部材に各別に枢支連結し、前記ダンパー本体および前記構造部材のうち互いに連結される部材どうしに亘って装着され、前記部材どうしの連結枢支軸の径方向の相対変位、及び、相対回転を粘弾性力によって抑制する粘弾性ダンパーと、前記互いに連結される部材どうしに亘って装着され、前記部材どうしの相対回転を摩擦力によって抑制する摩擦ダンパーとを、前記アーム部材どうしの枢支連結部、および、前記ダンパー本体と前記構造部材との枢支連結部のうち、少なくとも二つの枢支連結部に各別に設けてあるところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、各枢支連結部とアーム部材とのリンク機構によって、ダンパー本体の設置形状を、アーム部材の枢支連結部や構造部材との枢支連結部において屈曲形状となるようにでき、建物の架構変形による前記異なる構造部材どうしの遠近変位を、枢支連結部でのアーム部材どうしの相対回転（角変位）によって吸収することができる。
また、枢支連結部の何れかに設置してある前記粘弾性ダンパーの構成は、前記部材どうしの連結枢支軸の径方向の相対変位、及び、相対回転を粘弾性力によって抑制する形式のものであるから、ダンパー本体のリンク機構の変形が生じない状態でも、前記部材どうしの径方向の相対変位を粘弾性ダンパーで抑制することができる。従って、例えば、風圧のように建物の変位量が小さい場合には、粘弾性ダンパーのみの作用によって、前記径方向の相対変位の抑制を図ることができる。一方、地震のように建物の変位量が大きい場合には、ダンパー本体のリンク機構の変形を伴うことで、粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとを同時に作用させたダンパー効果を発揮することができる。
その結果、両ダンパーを、効果的に作用させることができる。
一方、粘弾性ダンパーは、建物の変位量の大小を通じて作動するから、摩擦ダンパーが作動し始めるときにも作動しており、摩擦ダンパー作動時の衝撃の緩和を、前記粘弾性ダンパーで図ることができ、建物の居住性の向上を図ることができる。
また、ダンパー本体をリンク機構で構成してあることで、前記第１従来例のように、ダンパー本体を、建物架構の対角線に沿った直線状のものとして形成してあるのに比べて、架構空間の一方側にダンパー本体を寄せた構造を採用し易くなり、架構空間をより広く確保することが可能となる。更には、各アーム部材は、両端がピン接合となるから、大きな曲げ力が作用し難く、前記第１従来例のものに比べて、断面をより小さくすることができる。その結果、経済性の向上を図ることができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記摩擦ダンパーは、前記両構造部部材どうしの相対的な移動に伴って、装着された部材どうしの相対角変位が最大となる枢支連結部に設置してあるところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、より強力なダンパー効果を発揮させ易い摩擦ダンパーを、前記相対角変位が最大となる枢支連結部に配置することで、ダンパー本体の全体としたダンパー効果をも最大限に期待することが可能となる。
更には、粘弾性ダンパーは、前記アーム部材どうしの間に介在させた粘弾性体のセン断抵抗によってダンパー作用を発揮するように構成してあるから、前記相対角変位が小さい枢支連結部に配置されていることで限度を超えたセン断力が作用するのを緩和でき、破断し難くできる。

本発明の第３の特徴構成は、前記ダンパー本体は、二つのアーム部材を備えて構成してあり、中間部の枢支連結部に摩擦ダンパーが設置してある一方、両端部の枢支連結部に粘弾性ダンパーが設置してあるところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、二つという最少数のアーム部材によってリンク機構が構成してあるから、建物の架構変形に伴ってリンク機構が変位する際、いずれの枢支連結部においても確実に前記相対角変位が生じ、中間部の摩擦ダンパーと両端部の粘弾性ダンパーのそれぞれを並行して無駄なく作動させることができる。
従って、最小の部品点数によって経済的にダンパー効果を発揮できると共に、そのダンパー効果は、一つの摩擦ダンパーと二つの粘弾性ダンパーによって、より効率的に発揮させることができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１は、本発明のダンパー取付構造を採用した建物Ｂの要部を示すもので、建物Ｂは、柱１Ａと梁１Ｂとを備えた架構１に、ダンパー本体Ｄを取り付けて構成されている。図には示していないが、前記架構１は、上下左右に連設されている。

前記架構１は、間隔をあけて立設した柱１Ａと、隣接する柱１Ａにわたって設けられた梁１Ｂとで構成してあり、柱１Ａと梁１Ｂとで囲まれた架構空間Ｖに、前記ダンパー本体Ｄが設置されている。
柱１Ａと梁１Ｂとの接合部には、前記ダンパー本体Ｄを連結するガセットプレート（構造部材の一例）２が一体に形成されている。
ガセットプレート２は、前記架構空間Ｖの対角線上で対向する一対の入隅部に設けてある。

前記ダンパー本体Ｄは、二つのアーム部材３を枢支連結して正面視の形状が『く』字形状となるように構成してある。その両端部は、前記ガセットプレート２に各別に枢支連結してあり、リンク機構が構成されている。
従って、風圧や地震力等の作用で建物Ｂが横揺れを起こし、それに伴って、前記架構１が平行四辺形となるような変形をおこした場合、当該アーム部材３は、各枢支連結部４における部材どうしの相対回転によって、前記変形に追従することができる。
当該実施形態においては、ダンパー本体Ｄの両端部の枢支連結部４Ａ、４Ｃに、粘弾性ダンパー５が設置してある一方、ダンパー本体Ｄの中間部の枢支連結部４Ｂに、摩擦ダンパー６が設置してある。
因みに、前記二つのアーム部材３のうちで、４Ａと４Ｂとの記号を付した枢支連結部間に位置するアーム部材３Ａは、図２に示すように、二枚の金属帯板で構成してあり、４Ｂと４Ｃとの記号を付した枢支連結部間に位置するアーム部材３Ｂは、一枚の金属帯板で構成してある。
また、前記一対のガセットプレート２のうちで、４Ａの記号を付した枢支連結部を備えたガセットプレート２Ａは、一枚の金属板で構成してあり、４Ｃの記号を付した枢支連結部を備えたガセットプレート２Ｂは、二枚の金属板で構成してある。

前記各枢支連結部４は、建物Ｂの横揺れに伴って生じる相対角変位が異なっており、当該実施形態のように、二つのアーム部材３でできたリンク機構の場合は、図３に示すように、中間部の枢支連結部４Ｂが最大の相対角変位を示す。
即ち、中間部の枢支連結部４Ｂに設置されている摩擦ダンパー６が、両端部の枢支連結部４Ａ、４Ｃに設置されている粘弾性ダンパー５より大きな相対角変位によってダンパー効果を発揮できるように構成されている。また、粘弾性ダンパー６には、限度を超えた大きな相対角変位が作用しないように構成されている。

前記粘弾性ダンパー５は、図１、図２、図４に示すように、前記ガセットプレート２とアーム部材３との連結枢支軸７の径方向の相対変位、及び、相対回転（角変位）を、ガセットプレート２とアーム部材３との間に介在させた粘弾性体５ａの粘弾性変形によって抑制するように構成されている。
因みに、粘弾性体５ａは、例えば、ゴムや、その他の合成樹脂等で構成されている。
このような性能を備えた粘弾性ダンパー５であれば、採用の対象となり得るものであり、具体的な構造の一例を挙げると、図２に示すように、ガセットプレート２Ａ（又は、アーム部材３Ｂ）に形成された大径の貫通孔Ｈ１と、アーム部材３Ａ（又は、ガセットプレート２Ｂ）に形成された小径の貫通孔Ｈ２に挿通された連結枢支軸７との間に、リング状の粘弾性体５ａを介在させて構成することができる。
この構造によれば、貫通孔Ｈ１のなかで、前記連結枢支軸７がその径方向に動いたり、軸芯周りに回転するような場合、前記粘弾性体５ａの粘弾性変形によって、それらの動きを抑制することが可能となる。
勿論、粘弾性ダンパー５の構造は、ここで説明したものに限るものではない。

前記摩擦ダンパー６は、二枚のアーム部材３Ａと、その間に介在したアーム部材３Ｂとの摺接面に作用する摩擦力によって、部材どうしの相対回転（角変位）を抑制するように構成されている。
具体的な構造の一例を挙げると、図２に示すように、両アーム部材３Ａ、３Ｂに形成されたボルト挿通孔Ｈ３に、ボルトで構成された連結枢支軸８を挿通し、螺合させたナット９を締め付けることで、両アーム部材３Ａ、３Ｂとを挟み込み、両者の摺接面に摩擦力が作用するように構成することができる。
この構造によれば、連結枢支軸８の周りに両アーム部材３Ａ、３Ｂどうしが相対回転するような場合、前記摩擦力によって、それらの動きを抑制することが可能となる。
勿論、摩擦ダンパー６の構造は、ここで説明したものに限るものではない。

本実施形態のダンパー取付構造によれば、例えば、風の作用によって小さい横揺れが建物に作用したような場合には、ダンパー本体の屈曲変形が生じる前に、粘弾性ダンパーの径方向のダンパー作用を発揮することができる（図４（ａ）参照）。
地震のように建物の変位量が大きい場合には、ダンパー本体のリンク機構の変形を伴うことで、粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとを同時に作用させたダンパー効果を効率的に発揮することができる（図４（ｂ）参照）。
また、粘弾性ダンパーの作用によって、摩擦ダンパー作動時の衝撃の緩和をも図ることができ、建物の居住性の向上を図ることができる。
そして、より強力なダンパー効果を発揮させ易い摩擦ダンパーを、前記相対回転が最大となる枢支連結部に配置することで、ダンパー本体の全体としてのダンパー効果をも最大限に期待することが可能となる。
更には、粘弾性ダンパーは、相対回転が小さい枢支連結部に配置されていることで限度を超えたセン断力が作用するのを緩和でき、破断し難くできる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記ダンパー本体は、先の実施形態で説明した二つのアーム部材３で構成してあるものに限るものではなく、例えば、三つ以上備えて構成してあってもよい。
〈２〉 前記粘弾性ダンパーや、摩擦ダンパーの構造は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、他の形態のものを採用することも可能である。
また、粘弾性ダンパー、及び、摩擦ダンパーの設置数や、設置個所は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、例えば、粘弾性ダンパーと摩擦ダンパーとを一ヵ所ずつに設けるものであってもよい。
〈３〉 前記構造部材は、先の実施形態で説明した架構の四隅に形成されたガセットプレートに限るものではなく、例えば、梁の中間部や、柱の中間部に形成されたガセットプレートであってもよい。また、ダンパー本体が取付可能であれば、ガセットプレートに限るものではない。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

ダンパー取付構造を示す正面図 ダンパー取付構造を示す分解斜視図 ダンパー本体の変形を示す模式図 ダンパー本体の変形を示す正面図 従来のダンパー取付構造を示す正面図 従来のダンパー取付構造を示す正面図

符号の説明

２ ガセットプレート（構造部材の一例）
３ アーム部材
４ 枢支連結部
５ 粘弾性ダンパー
６ 摩擦ダンパー
７ 連結枢支軸
Ｄ ダンパー本体

Claims (3)

1. 複数のアーム部材を互いに枢支連結したダンパー本体を備えるとともに、
   当該ダンパー本体の両端部を建物の異なる構造部材に各別に枢支連結し、
   前記ダンパー本体および前記構造部材のうち互いに連結される部材どうしに亘って装着され、前記部材どうしの連結枢支軸の径方向の相対変位、及び、相対回転を粘弾性力によって抑制する粘弾性ダンパーと、
   前記互いに連結される部材どうしに亘って装着され、前記部材どうしの相対回転を摩擦力によって抑制する摩擦ダンパーとを、
   前記アーム部材どうしの枢支連結部、および、前記ダンパー本体と前記構造部材との枢支連結部のうち、少なくとも二つの枢支連結部に各別に設けてあるダンパー取付構造。
2. 前記摩擦ダンパーは、前記両構造部部材どうしの相対的な移動に伴って、装着された部材どうしの相対角変位が最大となる枢支連結部に設置してある請求項１に記載のダンパー取付構造。
3. 前記ダンパー本体は、二つのアーム部材を備えて構成してあり、中間部の枢支連結部に摩擦ダンパーが設置してある一方、両端部の枢支連結部に粘弾性ダンパーが設置してある請求項１または２に記載のダンパー取付構造。

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