JP2022052708A

JP2022052708A - ボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー

Info

Publication number: JP2022052708A
Application number: JP2021087645A
Authority: JP
Inventors: 海元崔; Haiyuan Cui
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-04-04
Anticipated expiration: 2041-05-25
Also published as: JP2022052689A; JP6896192B1; CN114251007A; JP6944609B1

Abstract

【課題】大きい摩擦力の発生に必要な強い圧力が保証できるボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーを提供する。【解決手段】上芯材１と下芯材２を備え、上芯材１及び下芯材２にはいずれも引張ブレース接続孔が設けられ、上芯材１及び下芯材２の両側にはいずれもゴム板３が設けられ、ゴム板３の外側にはいずれもカバープレート７が設けられ、上芯材１、下芯材２、ゴム板３には、それぞれ複数のボルト用の長孔が設けられ、カバープレート７には、ボルト用の長孔にマッチングする複数のボルト用の丸孔が設けられ、ボルト用の長孔及びボルト用の丸孔がボルト１１で接続されているボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーを開示する。【選択図】図２

Description

本発明は、建築制振の技術分野に属し、具体的には、ボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー（ＳＡＩ制振ダンパー）に関する。

地震は、人類に多くの災難をもたらし、人々がよく覚えている中国のウェンチュアン（Ｗｅｎｃｈｕａｎ）地震と唐山地震は多くの犠牲者と経済的損失をもたらした。人類に対する地震の脅威はあまりにも大きく、人々がどこにいても地震が発生し、人々の生命が危険にさらされる可能性がある。

建築技術者は、建物への地震被害を軽減するために、建物に対して耐震構造、免震構造、及び制振構造の３つの構造を提案している。

（１）耐震構造：耐震構造は、建物の耐力により地震による慣性力を抵抗し、建物の安全性を確保する構造である。耐震構造の欠点は、大地震時の激しい揺れによって一部の建物が損壊したり倒壊したりすることがあり、安全性や地震後のメンテナンスも課題になっている。

（２）免震構造：免震構造は、免震措置や免震設備を利用して地震の作用を弱め、削減するため、構造が受けた地震の作用を大幅に低下させる。免震構造の欠点は、免震層を追加する必要があるため、その分、建築コストの大幅増加につながる。

（３）制振構造：建築制振（構造のエネルギー散逸制振技術）は、構造物の特定の場所（例えば、ブレース）などにエネルギー吸収装置を配置し、摩擦力及び変形によって地震により構造に発生するエネルギーを吸収し、本体構造に発生する地震力エネルギーを低減させる構造である。それによって構造の破壊や倒壊を回避し、制振制御の目的に達成する。既存の制振装置は、主に1）制振用油圧ダンパー、2）アンボンドブレース（制振引張ブレース）、3）ボルト間接加圧制振ダンパー（片持ち式加圧方法）などがある。

現在、中国で比較的に広く使用される制振装置は油圧制振ダンパーであり、油圧制振ダンパーの欠点は価格が比較的高いため、建築コストが高くなる可能性がある、日本等の国ではアンボンドブレースの使用が多く、その欠点は震災後に鋼製芯材が塑性変形することにより、弾性が失う。よって鋼製芯材を交換しなければならない。これは震災後、メンテナンス費用の大幅の増加につながる。この他、アンボンドブレース自体の価格も比較的高いので建築コストも問題となっている。また、ボルト間接加圧制振ダンパーの欠点は、ボルトが鋼板片持ちばりを介して間接加圧するため、発生できる摩擦力が比較的小さく、一般的に超小型の建物に適用されるが、中大型の建物への適用は疑問になる。

上記の背景技術で言及される問題を鑑みて、本発明は、ボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーを提供することを目的とする。上記の技術的目的を達成するために、本発明は以下の技術案を採用する。

ボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーは、上芯材と下芯材とを備え、前記上芯材及び前記下芯材にはいずれも引張ブレース接続孔が設けられ、前記上芯材及び前記下芯材の両側にはいずれも第１ゴム板が設けられ、前記第１ゴム板の外側には、前記上芯材にマッチングする上フィラープレートと、前記下芯材にマッチングする下フィラープレートとが設けられ、前記上フィラープレート及び前記下フィラープレートの外側には、前記第１ゴム板と同じ構造の第２ゴム板が設けられ、前記第２ゴム板の外側にはカバープレートが設けられ、前記上芯材、下芯材、第１ゴム板、上フィラープレート、下フィラープレート、及び第２ゴム板には、ボルト用の長孔が設けられ、前記カバープレートには、ボルト用の長孔にマッチングするボルト用の丸孔が設けられ、前記ボルト用の長孔及び前記ボルト用の丸孔にはボルトが接続されている。

本発明の好ましい態様として、前記上芯材と前記下芯材との間には隙間が設けられている。

本発明の好ましい態様として、前記上芯材及び前記下芯材はいずれもＳＮ材の鋼板である。

本発明の好ましい態様として、前記上芯材及び前記下芯材はいずれもＳＭ材の鋼板である。

本発明の好ましい態様として、前記上芯材及び前記下芯材はいずれもＳＳ材の鋼板である。

本発明の好ましい態様として、前記第１ゴム板及び前記第２ゴム板の材料はいずれもスチレンブタジエンゴムである。

本発明の好ましい態様として、前記第１ゴム板及び前記第２ゴム板の材料はいずれも天然ゴムである。

本発明の好ましい態様として、前記上フィラープレート、前記下フィラープレート、及び前記カバープレートは、いずれも鋼板である。

本発明の好ましい態様として、前記ボルトは、高強度ボルトである。

本発明の好ましい態様として、ボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーは、少なくとも、上芯材と下芯材とを備え、前記上芯材及び前記下芯材にはいずれも引張ブレース接続孔が設けられ、前記上芯材及び前記下芯材の両側にはいずれもゴム板が設けられ、前記ゴム板の外側にはいずれもカバープレートが設けられ、前記上芯材、下芯材、ゴム板には、それぞれ複数のボルト用の長孔が設けられ、前記カバープレートには、前記ボルト用の長孔にマッチングする複数のボルト用の丸孔が設けられ、複数のボルトを備え、前記上芯材の長孔と前記ゴム板の長孔と前記カバープレート丸孔とがボルトで接続されることにより直接加圧され、且つ、前記下芯材の長孔と前記ゴム板の長孔と前記カバープレート丸孔とがボルトで接続されることにより直接加圧されている。

本発明の有益な効果は以下の通りである。

１、本発明は、ボルトで直接加圧する方式を採用することによって、大きい摩擦力の発生に必要な強い圧力が保証できる。それ以外に、芯材とフィラープレートはボルト用の長孔が採用されているため、地震時、部品には摩擦力以外の力は発生しない。これにより、各ゴム板のゴムの柔軟性が十分に発揮でき、建物の震度をある程度まで下げることができる。よって地震による建物の破壊を効果的に回避し、最終的に人の生命と財産の安全を守るという目的を達成することができる。

２、本発明は、復元能力が高く、地震後に各部品は迅速に元の状態に復元するため部品を交換する必要がないため、メンテナンス費用を節約することができる。

３、本発明は、低コストで、施工及びメンテナンスが特に便利であるため、幅広く使われることが考えられる。

４、本発明は、ボルトで直接加圧する方式を採用することによって、非常に大きい摩擦力を発生することができ、このダンパーは大、中、小の各型の建物に適用することができる。

本発明は、図面に示された非限定的な実施例によってさらに説明することができる。
本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例の構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例の断面構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例における第１ゴム板の構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例における芯材（上芯材及び下芯材）の構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例におけるカバープレートの構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例における上フィラープレートの構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの実施例の使用状態の構造模式図である。本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーの別の実施例の断面構造模式図である。

以下、当業者が本発明をよりよく理解できるようにするために、図面及び実施例を参照しながら本発明の技術案をさらに説明する。

図１～図７に示すように、本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーは、上芯材１と下芯材２とを備え、上芯材１及び下芯材２にはいずれも引張ブレース接続孔１２が設けられ、上芯材１及び下芯材２の両側にはいずれも第１ゴム板３が設けられ、第１ゴム板３の外側には、上芯材１にマッチングする上フィラープレート４と、下芯材２にマッチングする下フィラープレート５とが設けられ、上フィラープレート４及び下フィラープレート５の外側には、第１ゴム板３と同じ構造の第２ゴム板６が設けられ、第２ゴム板６の外側にはカバープレート７が設けられ、上芯材１、下芯材２、第１ゴム板３、上フィラープレート４、下フィラープレート５、及び第２ゴム板６には、ボルト用の長孔が設けられ、カバープレート７には、ボルト用の長孔にマッチングするボルト用の丸孔10が設けられ、ボルト用の長孔８及びボルト用の丸孔１０にはボルト１１が接続されている。

本実施例では、使用する際に、建物で発生した地震力は、上部の引張ブレース１３を介して上芯材１に伝達し、上芯材１に入った力は、第１ゴム板３と第２ゴム板６と上フィラープレート４経由で摩擦力としてカバープレート７に伝達する。カバープレート７に伝達された摩擦力は、第１ゴム板３と第２ゴム板６と下フィラープレート５経由で下芯材２に伝達する。最後に下芯材２から下部の引張ブレース１３に伝達する。本ダンパーはボルト１１により直接加圧することで、ダンパーが必要とする大きい摩擦力が確保できると共に、ゴムの柔軟性を十分に発揮させて制振の目的を達成する。

ここで、上芯材１と下芯材２との間には隙間が設けられている。

ここで、上芯材１及び下芯材２の厚さ寸法は１２ｍｍであり、上芯材１及び下芯材２はいずれもＳＮ４９０Ａ鋼板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、鋼板の種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、上芯材１及び下芯材２の厚さ寸法は１２ｍｍであり、上芯材１及び下芯材２はいずれもＳＭ４９０Ａ鋼板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、鋼板の種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、上芯材１及び下芯材２の厚さ寸法は１２ｍｍであり、上芯材１及び下芯材２はいずれもＳＳ４００鋼板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、鋼板の種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、第１ゴム板３及び第２ゴム板６の厚さ寸法は６ｍｍであり、第１ゴム板３及び第２ゴム板６はいずれもスチレンブタジエンゴム板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、ゴムの種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、第１ゴム板３及び第２ゴム板６の厚さ寸法は６ｍｍであり、第１ゴム板３及び第２ゴム板６はいずれも天然ゴム板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、ゴムの種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、上フィラープレート４及び下フィラープレート５の厚さ寸法は３ｍｍであり、カバープレート７の厚さ寸法は１２ｍｍであり、上フィラープレート４、下フィラープレート５、及びカバープレート７は、いずれもＳＳ４００材の鋼板とすることができる。各厚さ寸法は、対象物に応じて任意に選択でき、鋼板の種類も対象物に応じて任意に選択できる。

ここで、ボルト１１は、１６－Ｍ２０高強度ボルトである。高強度ボルトは、対象物に耐え得る強度を有する任意のボルトを選択することができる。

図８は、本発明のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーにおける別の実施例の断面構造模式図を示す。

図１、３～５、７、８に示すように、本発明の別の実施例のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパーは、上芯材１と下芯材２とを備え、上芯材１及び下芯材２にはいずれも引張ブレース接続孔１２が設けられ、上芯材１及び下芯材２の両側にはいずれもゴム板３が設けられ、ゴム板３の外側にはいずれもカバープレート７が設けられ、上芯材１、下芯材２、ゴム板３には、それぞれ複数のボルト用の長孔８が設けられ、カバープレート７には、ボルト用の長孔８にマッチングする複数のボルト用の丸孔１０が設けられている。

そして、複数のボルト１１を備え、上芯材１の長孔８とゴム板３の長孔８とカバープレート７丸孔１０とがボルト１１で接続されることにより直接加圧され、且つ、下芯材２の長孔８とゴム板３の長孔８とカバープレート７丸孔１０とがボルト１１で接続されることにより直接加圧されている。

図２に示す実施例に対して、上フィラープレート４、下フィラープレート５、及び第２ゴム板６を省略しても同様な効果が得られる。また、上フィラープレート、下フィラープレート、及びゴム板をさらに追加して多層に構成することもできる。

図８に示す実施例では、さらなる低コスト化が可能であり、本発明の有益な効果を奏することができる。

上述した実施例は、本発明の原理及びその効果を例示的に説明するだけであり、本発明を限定するためのものではない。当業者であれば、本発明の精神及び趣旨から逸脱することなく、上記の実施例を修正又は変更することができる。従って、当業者の本発明に開示された精神及び技術的思想から逸脱することなく達成した全ての同等の修正又は変更は、依然として本発明の特許請求の範囲に含まれるべきである。

１上芯材、２下芯材、３第１ゴム板、４上フィラープレート、５下フィラープレート、６第２ゴム板、７カバープレート、８ボルト用の長孔、１０ボルト用の丸孔、１１ボルト、１２引張ブレース接続孔、１３引張ブレース、１４引張ブレース継手部。

Claims

上芯材（１）と下芯材（２）とを備え、前記上芯材（１）及び前記下芯材（２）にはいずれも引張ブレース接続孔（１２）が設けられ、前記上芯材（１）及び前記下芯材（２）の両側にはいずれもゴム板（３）が設けられ、前記ゴム板（３）の外側にはいずれもカバープレート（７）が設けられ、前記上芯材（１）、下芯材（２）、ゴム板（３）には、それぞれ複数のボルト用の長孔（８）が設けられ、前記カバープレート（７）には、前記ボルト用の長孔（８）にマッチングする複数のボルト用の丸孔（１０）が設けられ、
複数のボルト（１１）を備え、
前記上芯材（１）の長孔（８）と前記ゴム板（３）の長孔（８）と前記カバープレート（７）丸孔（１０）とがボルト（１１）で接続されることにより直接加圧され、且つ、前記下芯材（２）の長孔（８）と前記ゴム板（３）の長孔（８）と前記カバープレート（７）丸孔（１０）とがボルト（１１）で接続されることにより直接加圧されていることを特徴とするボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー。
前記上芯材（１）と前記下芯材（２）との間には隙間が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー。
前記上芯材（１）、前記下芯材（２）及び前記カバープレート（７）は、いずれも鋼板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー。
前記ゴム板（３）は、スチレンブタジエンゴム板又は天然ゴム板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー。
前記ボルト（１１）は、高強度ボルトであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のボルト直接加圧型のゴム制振ダンパー。