JP5277424B2 - 制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、矩形の枠組みに取り付けられた制振装置に関する。

矩形の枠組みに取り付けられた制振装置は、例えば、特開２００８−７９３５号に開示されている。同公報では、矩形の枠組みに取り付けられた上下の剛体に、粘弾性体を有する制振ユニットが取り付けられている。そして、矩形の枠組みがせん断変形した場合には、上下の剛体を通じて制振ユニットおよびその粘弾性体にせん断変形が生じるように構成されている。当該矩形の枠組みは、建物の階上側と階下側に剛接合されている。地震時の強い揺れには、建物の階上側と階下側に水平方向の相対的な変位を伴う振動が生じる。このとき、階上側と階下側の当該振動によって、矩形の枠組みにせん断変形を伴う振動が生じる。当該振動により、矩形の枠組みに取り付けられた上下の剛体を通じて制振ユニットにせん断力が作用し、粘弾性体にもせん断変形が生じる。同公報に開示された技術は、当該粘弾性体のせん断変形によって、建物に作用する振動のエネルギを吸収するというものである。
特開２００８−７９３５号

特許文献１に開示された構造をより詳細に検討する。なお、図１、図２は、特許文献１の図２（イ）、（ロ）にそれぞれ対応している。

図１および図２に示すように、上側の剛体５の下端部５１および下側の剛体６の上端部６１には、プレート状の連結部５２、６２がそれぞれ設けられている。上側の剛体５の下端部５１に設けられたプレート状の連結部５２は下側に垂れ下がり、上側の剛体６の上端部６１に設けられたプレート状の連結部６２は上側に立ち上がっている。当該プレート状の連結部５２，６２は、それぞれ矩形の枠組みの左右の側枠の間に形成される平面に概ね平行に延びている。

制振ユニット８は、一対のプレート１０、１１の間に粘弾性体９が配設されている。当該一対のプレート１０、１１のうち、一方のプレート１０は、上側の剛体５の下端部５１のプレート状の連結部５２に重ねられて、ボルトナット５３で締結されている。また、他方のプレート１１は、下側の剛体６の上端部６１のプレート状の連結部６２に重ねられて、ボルトナット６３で締結されている。なお、同文献では、制振ユニット８の一対のプレート１０、１１と、上下の剛体５、６との締結について『複数のボルトで固着する』と開示されるのみである。

この制振ユニット８によれば、地震時の振動によって、矩形の枠組みにせん断変形が生じた場合に、上記一対のプレート１０、１１が左右水平方向に相対変位し、それに伴い粘弾性体９がせん断変形をする。そして、粘弾性体９のせん断変形によって、振動のエネルギを吸収し、振動を減衰させる。

しかしながら、本発明者が、実際に、同様の構造で試験を行った結果、矩形の枠組みに振動を作用させたときに記録される上下の剛体５、６の振れ幅から計算される制振ユニット８の減衰効果に比べて、実際に得られる減衰効果が小さい事象があることを確認した。

本発明者は、かかる事象について、鋭意検討を重ね、以下のような知見を得た。すなわち、一般的なボルトナット５３、６３の締結構造を考えた場合、一対のプレート１０、１１と、上下の剛体５、６の連結部５２、６２には、それぞれボルトを挿通する穴が形成されており、そこにボルトが挿通されているものと考えられる。また、組付けを可能にするため、当該ボルトを挿通する穴は、ボルトの外径よりも少し大きな穴で形成されており、当該穴とボルトの間には、所用の空隙が存在する。

上述した制振ユニット８の締結構造では、図３に示すように、上下の剛体５、６の連結部５２、６２に対して、一対のプレート１０、１１がずれることがある。すなわち、地震時に、当該締結部に作用するせん断力はかなり大きい。大きなせん断力が作用した場合、ボルトナット５３、６３の締付力に抗して、上下の剛体５、６の連結部５２、６２に対して、制振ユニット８のプレート１０、１１が、図３中の矢印Aで示すように、ずれる可能性がある。すなわち、連結部５２、６２に対しプレート１０、１１が回転するようにずれる。そして、上下の剛体５、６の連結部５２、６２に対して制振ユニット８のプレート１０、１１がずれると、粘弾性体９に生じるせん断変形も小さくなり、制振ユニット８による減衰作用は低減する。

本発明者は、矩形の枠組みに振動を作用させたときに記録される上下の剛体５、６の振れ幅から計算される制振ユニット８の減衰効果に比べて、実際に得られる減衰効果が小さい事象について、かかるプレート１０、１１のずれが原因の一つであると考えた。

本発明は、本発明者のかかる知見を基に想起されたものであり、より確実に減衰効果が得られる制振装置を提案する。

本発明に係る制振装置は、矩形の枠組みと、当該矩形の枠組みに取り付けられ、矩形の枠組みに生じたせん断変形を伝達する伝達機構と、伝達機構を介して前記矩形の枠組みに取り付けられた制振ユニットとを備えている。伝達機構は、矩形の枠組みにせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部を有している。制振ユニットは、対向する一対のプレートと、一対のプレートの間に配設され、一対のプレートにそれぞれ接着された粘弾性体とを有している。そして、制振ユニットの一対のプレートのうち一方のプレートは、伝達機構の一対の連結部のうち一方の連結部に連結され、他方のプレートは他方の連結部に連結されている。さらに、プレートと連結部は、一対の連結部が互いに異なる方向に変位した場合に、プレートと連結部とがずれるのを防止するずれ止めを有している。

ずれ止めとして、例えば、互いに当接する当接面をプレートと連結部とに設けてもよい。また、例えば、プレートと連結部に、互いに当接し、かつ、当接させた状態で締結具によって締結されたフランジ部を設けてもよい。

この制振装置によれば、矩形の枠組みにせん断変形を伴う振動が生じた場合に、ずれ止めによって、プレートと連結部とがずれるのが防止され、伝達機構の連結部の変位に応じて、制振ユニットの粘弾性体により適切なせん断変形を生じさせることができる。これにより、制振ユニットによって振動を減衰させる効果がより確実に得られる。

以下、本発明の一実施形態に係る制振装置を図面に基づいて説明する。

この実施形態では、制振装置１００は、図４に示すように、矩形の枠組み１０１と、伝達機構１０２と、制振ユニット１０３とを備えている。

伝達機構１０２は、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部１２１、１２２を有している。制振ユニット１０３は、図５に示すように、対向する一対のプレート１６１、（１６２、１６３）と、一対のプレート１６１、（１６２、１６３）の間に配設され、一対のプレート１６１、（１６２、１６３）にそれぞれ接着された粘弾性体１６６、１６７とを有している。そして、制振ユニット１０３の一対のプレート１６１、（１６２、１６３）のうち一方のプレート１６２、１６３は、伝達機構１０２の一対の連結部１２１、１２２のうち一方の連結部１２１に連結され、他方のプレート１６１は他方の連結部１２２に連結されている。さらに、プレート１６１と連結部１２２は、一対の連結部１２１、１２２が互いに異なる方向に変位した場合に、ずれるのを防止するずれ止め１８０を有している。

この制振装置１００によれば、図９に示すように、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動が生じた場合に、ずれ止め１８０によって、プレート１６１と連結部１２２がずれるのが防止される。これにより、伝達機構１０２の一対の連結部１２１、１２２の変位に応じて、制振ユニット１０３の粘弾性体１６６、１６７により適切なせん断変形を生じさせることができる。これにより、制振ユニット１０３によって振動を減衰させる効果がより確実に得られる。

以下、本実施形態に係る制振装置１００について詳細に説明する。

矩形の枠組み１０１は、図４に示すように、例えば、建物の階上部４０１と、階下部４０２との間に配設される。この実施形態では、矩形の枠組み１０１は、上梁１１１と、下梁１１２と、柱１１３、１１４とを備えている。上梁１１１は、この実施形態では、建物の階上部４０１に締結具２０３によって締結されている。下梁１１２は、この実施形態では、建物の階下部４０２に締結具２０３によって締結されている。上梁１１１と下梁１１２の間には、複数の柱１１３、１１４、１１５が設けられている。この実施形態では、矩形の枠組み１０１は、複数の柱１１３、１１４、１１５のうち２つの柱１１３、１１４と、上梁１１１と、下梁１１２とによって構成されている。

伝達機構１０２は、矩形の枠組み１０１に取り付けられ、矩形の枠組み１０１に生じたせん断変形を制振ユニット１０３に伝達する機構である。この実施形態では、図４および図５に示すように、伝達機構１０２は、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部１２１、１２２を有している。

詳しくは、この実施形態では、伝達機構１０２は、上梁１１１に取り付けられた上側伝達部材１３０と、下梁１１２に取り付けられた下側伝達部材１４０とを備えている。

この実施形態では、上梁１１１に取り付けられた上側伝達部材１３０は、図５に示すように、上梁１１１の下面に取り付けられた基部１３１と、基部１３１から下側に延びた２つの取付片１３２、１３３とを備えている。当該取付片１３２、１３３は、左右に離れた位置において基部１３１に溶接されている。連結部１２１は当該２つの取付片１３２、１３３に設けられている。

また、下梁１１２に取り付けられた下側伝達部材１４０は、この実施形態では、図４に示すように、下梁１１２に取り付けられる基材１４１と、基材１４１から立ち上がった立設部材１４２とを有している。基材１４１は、矩形の枠組み１０１内で下梁１１２の中央部に所定の幅で装着される鋼材である。基材１４１の左右両側に離れた２箇所には、立設部材１４２を取り付ける取付部１４１ａ、１４１ｂが設けられている。立設部材１４２は、基材１４１の左右両側の２箇所から矩形の枠組み１０１の幅方向の中心に向けて斜めに延びた２本のブレース１４２ａ、１４２ｂと、ブレース１４２ａ、１４２ｂの間に架設した複数のブリッジ１４２ｃとを有している。当該立設部材１４２の上端（２本のブレース１４２ａ、１４２ｂの上端）には、制振ユニット１０３を取り付ける連結部１２２が設けられている。この実施形態では、連結部１２２は、Ｔ字に溶接された２枚の鋼板１２２ａ、１２２ｂで構成されている。そして、Ｔ字の垂直部を構成する鋼板１２２ａを、立設部材１４２の上端（２本のブレース１４２ａ、１４２ｂの上端）に溶接し、Ｔ字の水平部を構成する鋼板１２２ｂを立設部材１４２の上端に水平に配設している。当該鋼板１２２ｂは、制振ユニット１０３を取り付けるためのフランジ部になる。

矩形の枠組み１０１に、伝達機構１０２を締結する構造においては、例えば、図１４に示すように、矩形の枠組み１０１の上梁１１１または下梁１１２に、ボルト３０３を挿通させる挿通穴３０１を形成し、ボルトナットによって伝達機構１０２を取り付けるとよい。しかしながら、伝達機構１０２を取り付けた部位は、地震時に大きな力を受け易い。このため、矩形の枠組み１０１の上梁１１１または下梁１１２に、木材が用いられているような場合には、上梁１１１または下梁１１２に形成したボルト挿通穴３０１が損傷することがある。このような場合には、図１５に示すように、矩形の枠組み１０１の上梁１１１または下梁１１２に、ボルト３０３を挿通させる挿通穴３０１を保護する保護材３０２を装着するとよい。当該保護材３０２には、例えば、挿通穴３０１に装着可能なスリーブを用いることができる。このように、保護材３０２を設けることによって、伝達機構１０２と、矩形の枠組み１０１との締結部分を保護することができる。

次に、制振ユニット１０３を説明する。

制振ユニット１０３は、図６〜図８に示すように、プレート１６１、１６２、１６３と、粘弾性体１６６、１６７とで構成されている。プレート１６１、１６２、１６３は対向しており、粘弾性体１６６、１６７は当該プレート１６１、１６２、１６３の間に配設され、プレート１６１、１６２、１６３にそれぞれ接着されている。

この実施形態では、プレート１６１の両側に、プレート１６２、１６３が対向している。プレート１６２、１６３の間に配設されたプレート１６１は、縦長の長方形の鋼板であり、両側のプレート１６２、１６３は、それぞれ横長の長方形の鋼板である。そして、両側のプレート１６２、１６３の中央部に、縦長のプレート１６１の上端部が重ね合わされており、プレート１６１の下部と、プレート１６２、１６３の両側は、それぞれ重ね合わされた四角形の領域からはみ出ている。

粘弾性体１６６、１６７は、例えば、高減衰性を有する粘弾性ゴム（制振ゴム）で構成された略正方形の平板である。この実施形態では、粘弾性体１６６、１６７は、プレート１６１とプレート１６２との間およびプレート１６１とプレート１６３との間にそれぞれ配設されており、プレート１６１、１６２、１６３にそれぞれ接着されている。この実施形態では、粘弾性体１６６、１６７は、プレート１６１、１６２、１６３が重ねられた四角形の領域の中央部に配設されている。また、粘弾性体１６６、１６７と、プレート１６１、１６２、１６３とは、それぞれ加硫接着によって接着している。

なお、粘弾性体１６６、１６７として用いられる高減衰性を有する粘弾性ゴム（制振ゴム）には、例えば、天然ゴム，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム素材（ＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。なお、この実施形態で用いた粘弾性体１６６、１６７については、後で詳述する。

この粘弾性体１６６、１６７は、図９に示すように、せん断変形をさせると、図１０に示すように、ヒステリシスループＡ（実測ヒステリシス曲線）を描き、変位の増加につれて剛性が増加し、抵抗力が大きくなる。図１０中、横軸はせん断方向の変位を示し、縦軸はその際のせん断荷重を示している。この粘弾性体１６６、１６７は、せん断変形を伴う振動が生じると、一周期毎に、当該ヒステリシスループＡで囲まれたエネルギに相当する振動のエネルギを吸収することができる。

この実施形態では、プレート１６２、１６３は、伝達機構１０２の上側の連結部１２１に連結されている。詳しくは、このプレート１６２、１６３の両側は、プレート１６１、１６２、１６３が重ねられた領域から両側にそれぞれはみ出ている。プレート１６２、１６３の両側は、ボルトを挿通する挿通穴１７１が形成されており、図５に示すように、ボルトナット１７２によって、上述した伝達機構１０２の上側の連結部１２１に連結されている。

他方、プレート１６１は、伝達機構１０２の下側の連結部１２２に連結されている。詳しくは、プレート１６１は、プレート１６１、１６２、１６３が重ねられた領域から下側にはみ出ており、プレート１６１の下端部には、伝達機構１０２に取り付けるフランジ部を構成する鋼板１６８が溶接されている。

当該制振ユニット１０３のプレート１６１の下端に設けられたフランジ部１６８と、伝達機構１０２の下側伝達部材１４０の上端に設けられたフランジ部１２２ｂとは、上下に重ねられている。当該フランジ部１６８、１２２ｂは、当接させた状態で締結具１７５によって締結されている。この実施形態では、当該フランジ部１６８、１２２ｂの４隅には、ボルト挿通穴１７４が形成されており（図６〜図８参照）、締結具１７５としてボルトナットで締結されている。

この実施形態では、一対の連結部１２１、１２２が互いに異なる方向に変位した場合に、プレート１６１と連結部１２２がずれるのを防止するずれ止め１８０を有している。

この実施形態では、ずれ止め１８０として、互いに当接する当接面１８０ａ、１８０ｂがプレート１６１と連結部１２２とに設けられている。すなわち、この実施形態では、制振ユニット１０３のプレート１６１の下端に設けられたフランジ部１６８と、伝達機構１０２の下側伝達部材１４０の上端に設けられたフランジ部１２２ｂとが、上下に重ねられている。当該フランジ部１６８、１２２ｂの端面が、当接面１８０ａ、１８０ｂを構成している。さらに、この実施形態では、当該フランジ部１６８、１２２ｂは、当接させた状態でボルトナット１７５によって締結されている。

この実施形態では、当該フランジ部１６８、１２２ｂの端面１８０ａ、１８０ｂが当接している。このため、一対の連結部１２１、１２２が互いに異なる方向に変位した場合に、プレート１６１と連結部１２２が、例えば、連結部１２２に対してプレート１６１が回転するようにずれることがない。さらに、当該フランジ部１６８、１２２ｂは、当接した状態でボルトナット１７５（締結具）によって締結されているので、地震時などにおいてプレート１６１と連結部１２２に大きなせん断力が作用した場合でも、当該フランジ部１６８、１２２ｂがずれることがなく、プレート１６１と連結部１２２がずれるのをより確実に防止できる。

この実施形態では、図１１に示すように、伝達機構１０２は、地震時に、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部１２１、１２２を有している。制振ユニット１０３の一対のプレート１６１、１６２、１６３のうち一方のプレート１６２、１６３は、一方の連結部１２１に連結され、他方のプレート１６１は他方の連結部１２２に連結されている。そして、プレート１６１と連結部１２２は、一対の連結部１２１、１２２が互いに異なる方向に変位した場合に、プレート１６１と連結部１２２とがずれるのを防止するずれ止め１８０を有している。このため、地震時に、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動が生じた場合でも、ずれ止め１８０によって、プレート１６１と連結部１２２がずれるのが防止される。これにより、伝達機構１０２の一対の連結部１２１、１２２の変位に応じて、制振ユニット１０３の粘弾性体１６６、１６７により適切なせん断変形を生じさせることができる。これにより、制振ユニット１０３によって振動を減衰させる効果がより確実に得られる。すなわち、本実施形態に係る制振装置１００は、図３に示すように、制振ユニット８のプレート１０、１１が、上下の剛体５、６（伝達機構１０２）の一対の連結部５２、６２に対してずれる事象が生じる場合に比べて、制振ユニット１０３によって振動を減衰させる効果がより確実に得られる。

以下、上述した実施形態の粘弾性体１６６、１６７について述べる。

本実施形態では、粘弾性体１６６,１６７として、所要の歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせるため、例えば、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対して液状ゴムからなる軟化剤が１０質量部以上３０質量部以下、カーボンブラックが５質量部以上３０質量部以下、シリカが１００質量部以上１８０質量部以下、該シリカ１００質量部に対してシラン化合物が５質量部以上２５質量部以下で配合され、かつ、多環芳香族炭化水素を含有するオイルが配合されていない高減衰ゴムを好ましく用いることができる。

より具体的には、例えば基材ゴム１００質量部に対して、液状ゴムからなる軟化剤を１５質量部、カーボンブラックを２０質量部、シリカを１３５質量部、シラン化合物を２３質量部、配合した高減衰ゴムを用いることができる。この粘弾性体１６６，１６７によれば、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を十分に持たせることができ、制振装置１００の機能を十分に発揮させることが可能になる。

特に、２０℃での性能がｈｅｑ≧０．２、０．５≦Ｇｅｑ≦２．０（Ｎ／ｍｍ2）の範囲にあって、かつ、Ｇｅｑの温度依存性が０℃／２０℃≦２．２、４０℃／２０℃≧０．６（ともに、周波数０．１Ｈｚ、γ＝±０．５）を実現することができ、上述のように、制振ユニット１０３の粘弾性体１６６，１６７を大きく剪断変形させるようにした制振装置１００の機能を十分に発揮させることが可能になる。

ここで、基材ゴムとしては、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する種々のゴムがいずれも使用可能である。具体的には、天然ゴム（ＮＲ）の他、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等を用いることができる。これらはそれぞれ単独で使用される他、２種類以上を併用することもできる。

基材ゴムに添加される液状ゴムは、室温で液状であると共に流動性を持つものであり、基材ゴムとは区別される。液状ゴムは化学反応により鎖延長と架橋が進行し、高分子量の架橋ゴムとすることができる。前記液状ゴムとしては、例えば硬化して基材ゴムとの相溶性のある、液状ジエン系ゴムを用いることが好ましい。

液状ジエン系ゴムとしては、例えば液状イソプレンゴム、液状スチレンブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、液状ブタジエンゴム、液状クロロプレンゴム等を用いることができる。これらは単独で用いてもいいし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。

基材ゴムに添加されるカーボンブラックは、ＧＰＦカーボン、ＦＥＦカーボン、ＩＳＡＦカーボン、ＳＡＦカーボン、ＨＡＦカーボン等の一般的なカーボンブラックのほか、高活性カーボンブラックを用いることができる。

基材ゴムに添加されるシリカは、ゴムの補強材として使用される、親水性あるいは疎水性の種々のシリカが使用可能である。シリカの添加量は、基材ゴム１００質量部に対して１００〜１８０質量部に限定することが好ましい。

基材ゴムに添加されるシラン化合物は、下記の一般式で表されるシラン化合物である。

上記の一般式（化学式１）で表されるシラン化合物において、Ｒ1〜Ｒ4に相当するアルコキシ基としては、Ｃ_nＨ_2n+1Ｏで表される種々の炭素数のものが挙げられるが、特に炭素数が１〜２であるメトキシ、エトキシを好ましく用いることができる。またハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素等を挙げることができる。

アルキル基としては、Ｃ_nＨ_2n+1で表される種々の炭素数のものが挙げられるが、特にその炭素数は１〜２０程度であるものが好ましい。かかるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第２級ブチル、第３級ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル等を挙げることができる。

また、アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、0−テルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。かかるシラン化合物の具体例として、これに限定されないが、例えば、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシラン等を挙げることができる。

本実施形態では、上述の高減衰ゴムによる粘弾性体１６６，１６７は、上述のように配合したゴム組成物を、例えば加硫成形することによって形成されることになるが、制振ゴム１６６，１６７を形成するためのゴム組成物には、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、シリカ以外の補強材、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤等の、その他の各種の添加剤を適宜添加することもできる。

ここで、加硫剤としては、例えば、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物等を挙げることができる。このうち有機含硫黄化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ'−ジチオビスモルホリン等を挙げることができ、有機過酸化物としては、例えば、ペンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等を挙げることができる。

加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤、ジブチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカーバミン酸テルルなどのジチオカーバミン酸類、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのチアゾール類、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ'−ジエチルチオ尿素などのチオウレア類等の有機促進剤や、あるいは消石灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（ＰｂＯ）などの無機促進剤等を挙げることができる。

加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸や、あるいは亜鉛華などの金属酸化物等を挙げることができる。

加硫遅延剤としては、例えば、サリチル酸、無水フタル酸、安息香酸などの芳香族有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイドキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミンなどのニトロソ化合物等を挙げることができる。

老化防止剤としては、特に限定されないが、２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ'−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ'−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノールなどのフェノール類等を挙げることができる。老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１．５〜５質量部程度が好ましい。

シリカ以外の補強剤としては、例えば、主にカーボンブラックが使用される他、ケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレーなどの無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）などの有機補強剤も使用できる。

充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土等を挙げることができる。上記シリカ以外の補強剤および／または充填剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５〜５０質量部程度が好ましい。

軟化剤としては、例えば、脂肪酸（ステアリン酸、ラウリン酸など）、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの、植物油系、鉱物油系、および合成系の各種軟化剤を挙げることができる。軟化剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部程度が好ましい。

粘着性付与剤としては、例えば、クマロンインデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂等を挙げることができる。粘着性付与剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５〜５０質量部程度が好ましい。

また、本実施形態では、上述の添加剤以外にも、例えば分散剤、溶剤等をゴム組成物に適宜添加することもできる。

ゴム組成物は、上述の各成分を、例えば密閉式混練機などを用いて混練することによって得られる。そして粘弾性体１６６，１６７は、例えば得られたゴム組成物を、ローラヘッド押出機などを用いてシート状に成形すると共に、成形したシートを、所定の形状を有するように打ち抜いた後、打ち抜いたシートを、所定の厚みを有するように複数枚、積層した状態で、所定の型内で加熱して例えば加硫成形することによって製造されることになる。

そして、製造された粘弾性体１６６，１６７は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対してシリカを１００〜１８０質量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を５〜３０重量％配合した高減衰ゴムであるので、粘弾性体１６６，１６７に適切な、歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることが可能になり、これによって振動減衰機能つまり制震機能を十分に発揮させることが可能になる。

また、粘弾性体１６６，１６７は、例えば自己粘着性のものや普通の接着剤を用いてプレート１６１，１６２，１６３等と接合一体化することにより、例えば制振ユニット１０３を形成することもできるが、接着への信頼性の観点から、加硫接着して接合することが好ましい。例えば、未加硫の粘弾性体１６６，１６７を所定の形状を有するように押出した後、切断し、予備成形した状態で所定の型内で加熱して加硫成形すると共に、このプレス加硫と同時にプレート１６１，１６２，１６３と加硫接着させることにより、制振ユニット３２を製造することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る制振装置を説明したが、本発明に係る制振装置は上述した実施形態に限定されない。なお、同様の作用を奏する部材または部位には、同じ符号を付して説明する。

例えば、伝達機構１０２は、矩形の枠組み１０１にせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部１２１、１２２を有しているとよく、上述した実施形態に限定されない。

例えば、図１２に示される本発明の他の実施形態では、制振ユニット１０３Ａは、上述した実施形態の制振ユニット１０３と同様の構造であるが、伝達機構１０２Ａの構造は異なる。

伝達機構１０２Ａは、基材２１１〜２１４と、ブレース材２１５、２１６とを備えている。基材２１１〜２１４は、矩形の枠組み１０１Ａの角部に取り付けられている。ブレース材２１５、２１６は、矩形の枠組み１０１Ａの内側において、左右にそれぞれ配設されている。

この実施形態では、ブレース材２１５の上端と下端は、矩形の枠組み１０１Ａの左側の上下の角部に取り付けられた基材２１１、２１２に回動可能に取り付けられている。ブレース材２１６の上端と下端は、矩形の枠組み１０１Ａの右側の上下の角部に取り付けられた基材２１３、２１４に回動可能に取り付けられている。ブレース材２１５、２１６は、それぞれ上端と下端から矩形の枠組み１０１Ａの中央部に向けて斜めに延びており、ブレース材２１５、２１６の中間部２１５ａ、２１６ａは、矩形の枠組み１０１Ａの中央部で縦方向に延び、略平行に配設されている。当該中間部２１５ａ、２１６ａは、図示は省略するが、矩形の枠組み１０１Ａにせん断変形が生じた場合には、当該せん断変形に応じて互いに異なる方向に変位する。

ブレース材２１５、２１６の中間部２１５ａ、２１６ａには、図１３に示すように、この伝達機構１０２Ａの一対の連結部１２１Ａ、１２２Ａが設けられている。
この実施形態では、右側のブレース材２１６の中間部２１６ａは、左側に延びた２つの取付片１３２Ａ、１３３Ａを備えている。当該取付片１３２Ａ、１３３Ａは、上下に離れた位置においてブレース材２１６に溶接されている。連結部１２２Ａは、当該取付片１３２Ａ、１３３Ａの先端部に設けられている。他方、左側のブレース材２１５の中間部２１５ａには、連結部１２１Ａとして、制振ユニット１０３Ａのプレート１６１に設けられたフランジ部１６８に形成された挿通穴１７４（図６〜図８）に対応するボルト挿通穴が形成されている。

この実施形態では、制振ユニット１０３Ａは、図１３に示すように、一対のプレート１６１、１６２、１６３のうち一方のプレート１６２、１６３は、伝達機構１０２Ａの一方の連結部１２２Ａにボルトナット１７２によって締結されている。他方のプレート１６１は他方の連結部１２１Ａに連結されている。プレート１６１と連結部１２１Ａとの連結は、左側のブレース材２１５の中間部２１５ａに、プレート１６１のフランジ部１６８の端面を重ね合わせ、フランジ部１６８をブレース材２１５に当接させた状態で、ボルトナット１７５によってフランジ部１６８とブレース材２１５を締結している。

この実施形態では、プレート１６１と連結部１２１Ａは、一対の連結部１２１Ａ、１２２Ａが互いに異なる方向に変位した場合に、ずれるのを防止するずれ止め１８０Ａを有している。この実施形態では、ずれ止め１８０Ａは、プレート１６１のフランジ部１６８の端面とブレース材２１５との当接による。また、この実施形態では、フランジ部１６８をブレース材２１５に当接させた状態で、ボルトナット１７５によってフランジ部１６８とブレース材２１５を締結しているので、制振ユニット１０３によって振動を減衰させる効果がより確実に得られる。

このように伝達機構については、種々の形態を採用することができる。また、伝達機構に設けられる連結部と、制振ユニットのプレートとは、ずれ止めとして、例えば、上述したように、互いに当接する当接面をプレートと連結部とに設け、当該当接面の当接によって、プレートと連結部とがずれるのを防止してもよい。

制振ユニットの構造については、図６〜図８に例示される形態に限定されない。例えば、制振ユニット１０３は、図１６に示すように、対向する一対のプレート３０１、３０２と、一対のプレート３０１、３０２の間に配設され、一対のプレート３０１、３０２にそれぞれ接着された粘弾性体３０３とを有していればよい。このような場合において、プレート３０１、３０２と、伝達機構１０２の一対の連結部３２１、３２２は、一対の連結部３２１、３２２が互いに異なる方向に変位した場合に、プレート３０１、３０２と連結部３２１、３２２とがずれるのを防止するずれ止め３４０を有しているとよい。ずれ止め３４０は、図１６に示すように、互いに当接する当接面３４１、３４２を、プレート３０１、３０２と連結部３２１、３２２とに設けるとよい。このような当接面３４１、３４２は、例えば、プレート３０１、３０２にフランジ３４５を設けることによって構成するとよい。

以上、本発明に係る制振装置の実施形態を種々説明したが、本発明に係る制振装置は上述した実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。

特許文献１における制振ユニットの取付構造を示す図。 特許文献１における制振ユニットの取付構造を示す図。 特許文献１における制振ユニットの取付構造を示す図。 本発明の一実施形態に係る制振装置を示す正面図。 本発明の一実施形態に係る制振装置の制振ユニットの取付構造を示す正面図。 本発明の一実施形態に係る制振装置の制振ユニットの正面図。 本発明の一実施形態に係る制振装置の制振ユニットの底面図。 本発明の一実施形態に係る制振装置の制振ユニットの側面図。 制振ユニットにせん断変形が作用した状態を示す図。 粘弾性体のヒステリシスループを示す図。 本発明の一実施形態に係る制振装置の制振ユニットにせん断変形が作用した状態を示す正面図。 本発明の他の実施形態に係る制振装置を示す正面図。 本発明の他の実施形態に係る制振装置の制振ユニットを示す正面図。 伝達機構の取付構造を示す分解斜視図。 伝達機構の取付構造を示す分解斜視図。 制振ユニットの変形例を示す図。

符号の説明

１００ 制振装置
１０１、１０１Ａ 矩形の枠組み
１０２、１０２Ａ 伝達機構
１０３、１０３Ａ 制振ユニット
１１１ 上梁
１１２ 下梁
１１３、１１４、１１５ 柱
１２１、１２１Ａ 連結部
１２２、１２２Ａ 連結部
１２２ａ 鋼板
１２２ｂ 鋼板（フランジ部）
１３０ 上側伝達部材
１３１ 基部
１３２、１３２Ａ、１３３、１３３Ａ 取付片
１４０ 下側伝達部材
１４１ 基材
１４１ａ、１４１ｂ 取付部
１４２ 立設部材
１４２ａ、１４２ｂ ブレース
１４２ｃ ブリッジ
１６１、１６２、１６３ プレート
１６６、１６７ 粘弾性体
１６８ 鋼板（フランジ部）
１７１ 挿通穴
１７２ ボルトナット
１７４ 挿通穴
１７５ ボルトナット（締結具）
１８０、１８０Ａ ずれ止め
１８０ａ、１８０ｂ 当接面
２１１〜２１４ 基材
２１５、２１６ ブレース材
２１５ａ、２１６ａ 中間部
３０１ 挿通穴
３０２ 保護材
３０３ ボルト
４０１ 階上部
４０２ 階下部

Claims (3)

1. 矩形の枠組みと、
   前記矩形の枠組みに取り付けられ、前記矩形の枠組みに生じたせん断変形を伝達する伝達機構と、
   前記伝達機構を介して前記矩形の枠組みに取り付けられた制振ユニットと
   を備えた制振装置であって、
   前記伝達機構は、
   前記矩形の枠組みにせん断変形を伴う振動に応じて互いに異なる方向に変位する一対の連結部を有し、
   前記制振ユニットは、
   対向するプレートと、
   前記対向するプレートの間に配設され、各プレートにそれぞれ接着された粘弾性体と
   を有し、
   前記対向するプレートのうち一方のプレートは、
   前記伝達機構の一対の連結部のうち一方の連結部に連結され、
   他方のプレートは、
   他方の連結部に連結されており、
   前記プレートと連結部は、
   前記一対の連結部が互いに異なる方向に変位した場合に、前記プレートと連結部とがずれるのを防止するずれ止めを有しており、
   ここで、
   前記一方のプレートは、
   前記他方のプレートを挟むように前記他方のプレートの両側にそれぞれ対向する、平板状の一対のプレートで構成されており、
   前記一対のプレートの両側は、
   前記一対のプレートが重ね合わされた領域からはみ出ており、
   前記他方のプレートは、
   当該一対のプレートを法線方向から見た場合に、当該一対のプレートの中間部に重ね合わされ、前記一対のプレートが重ね合わされた領域からはみ出た部位に、前記ずれ止めの少なくとも一部を構成するフランジ部が設けられており、
   前記粘弾性体は、
   前記一対のプレートと前記他方のプレートとが重ね合わされた領域において、前記他方のプレートの両側と、前記一対のプレートとの間に配置され、かつ、それぞれに接着されており、
   前記一方の連結部は、
   前記一対のプレートが重ね合わされた領域からはみ出た前記一対のプレートの両側の間に、挟まれた状態で締結された取付片を備えた、
   制振装置。
2. 前記ずれ止めとして、前記他方のプレートに設けられた前記フランジ部に当接するフランジ部が前記他方の連結部に設けられた、請求項１に記載の制振装置。
3. 前記他方のプレートの前記フランジ部と、前記他方の連結部に設けられた前記フランジ部とを、互いに当接させた状態で締結する締結具を備えた、請求項２に記載の制振装置。

Images