JP6705729B2 - 制振ダンパ及び制振ダンパの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、制振ダンパ及び制振ダンパの製造方法に関する。

従来、互いに対向する板状剛性部材の間に粘弾性体を積層した、建築物の揺れを抑えるダンパが知られている（特許文献１）。このようなダンパは、振動エネルギーを効率よく吸収して、建築物の倒壊や破損を防ぐことができる。

特開２０１０−７０９７９号公報

一般に、金属プレートとゴムプレートとを積層した制振ダンパにおいて、耐久性を高めるには、金属プレートに防錆加工を施す必要がある。しかしながら、凹凸のある箇所や入り組んだ箇所に防錆塗料を塗布する作業は困難であり、さらに、近接するゴムプレートが防錆塗料により化学的浸食を受けるのを防ぐために、ゴムプレートをマスキングする手間も発生していた。

この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、煩雑な防錆処理を行うことなく、高い防錆効果を発揮させることができる制振ダンパを提供することを目的とする。さらに、この発明は、当該制振ダンパを容易に得ることができる、制振ダンパの製造方法を提供することを目的とする。

この発明の制振ダンパは、一対の第一金属プレートと、第二金属プレートと、ゴムプレートと、が積層されてなり、前記第二金属プレートは、前記一対の第一金属プレートの間に前記ゴムプレートを介在して積層されており、前記一対の第一金属プレートは、積層側面視にて、前記第二金属プレートに対して一方側に突出する、第一延伸部を含み、前記第二金属プレートは、前記積層側面視にて、前記一対の第一金属プレートに対して他方側に突出する、第二延伸部を含む、制振ダンパであって、前記一対の第一金属プレート、前記第二金属プレート及び前記ゴムプレートは、前記第一延伸部及び前記第二延伸部を除く側面が、被覆ゴムで覆われていることを特徴とする。
この発明の制振ダンパによれば、煩雑な防錆処理を行うことなく、高い防錆効果を発揮させることができる。

この発明の制振ダンパにおいて、前記一対の第一金属プレートは、さらに、前記第一延伸部を除く外表面が前記被覆ゴムで覆われていることが好ましい。この構成によれば、より高い防錆効果を発揮させることができ、さらに、外部からの衝撃による金属プレートの打痕や傷を防ぐことができる。

この発明の制振ダンパにおいて、前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートよりも弾性率が低いことが好ましい。この構成によれば、制振ダンパ自体の剛性への影響を低減できる。

この発明の制振ダンパにおいて、前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートよりも弾性率が高いことも好ましい。この構成によれば、外部からの衝撃による金属プレートの打痕や傷をよりよく防ぐことができる。

この発明の制振ダンパにおいて、前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートとせん断弾性率が同じであることも好ましい。この構成によれば、被覆ゴムとゴムプレートとの間の剥離の虞を低減できる。

この発明の制振ダンパの製造方法は、前述の制振ダンパを製造するための、制振ダンパの製造方法であって、前記制振ダンパにおける、前記一対の第一金属プレートと、前記第二金属プレートと、加硫又は未加硫の前記ゴムプレートと、当該ゴムプレート側面に付着させた未加硫のゴムからなる積層体を、当該積層体の、前記一対の第一金属プレートの前記第一延伸部及び前記第二金属プレートの前記第二延伸部を除く側面を少なくとも囲う金型内に収容して、前記積層体と前記金型との間に間隙を形成する、間隙形成ステップと、前記間隙に、前記ゴムプレート側面に付着させた未加硫のゴムを進入させる、進入ステップとを含むことを特徴とする。この発明の、制振ダンパの製造方法によれば、上記本発明に係る制振ダンパを容易に得ることができる。

この発明によれば、煩雑な防錆処理を行うことなく、高い防錆効果を発揮させることができる制振ダンパを提供することができる。さらに、この発明によれば、当該制振ダンパを容易に得ることができる、制振ダンパの製造方法を提供することができる。

図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る制振ダンパを示す、それぞれ別の方向から視た斜視図である。 図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図１の制振ダンパの、平面図、側面図及び他の側面図である。 図２（Ａ）のＸ−Ｘ断面を示す図である。 図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図２のＡ部、図３のＢ部及び図３のＣ部を示す部分拡大図である。 図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る制振ダンパを示す、それぞれ別の方向から視た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る、制振ダンパの製造方法を説明するための、摸式図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る制振ダンパ及び制振ダンパの製造方法の実施形態を例示説明する。
（制振ダンパの第１実施形態）
図１〜３は、この発明の第１実施形態に係る制振ダンパを示している。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、第１実施形態に係る制振ダンパをそれぞれ別の方向から視た斜視図であり、図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１の制振ダンパの平面図、側面図及び他の側面図である。図３は、図２（Ａ）のＸ−Ｘ断面を示す図である。

本実施形態の制振ダンパ１は、一対の第一金属プレート２と、第二金属プレート３と、ゴムプレート４とを有する。ここで、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３、及びゴムプレート４は、いずれも板状である。一対の第一金属プレート２は、本体部２ａと第一延伸部２ｂとから構成され、第二金属プレート３は、本体部３ａと第二延伸部３ｂとから構成されている。本実施形態の制振ダンパ１は、例えばビル等の建築物の梁、柱、筋違等に設置されるものであり、第一延伸部２ｂ及び第二延伸部３ｂにそれぞれ形成される、取付穴５にて、ボルト等の取付部材（図示せず）により取付対象に取付けられる。

本実施形態において、一対の第一金属プレート２の間に、第二金属プレート３は、ゴムプレート４を介在して積層されている。一対の第一金属プレート２は、面同士が対向するように、且つ、積層側面視にて、面全体同士が重なり合うように配置されている。第二金属プレート３と第一金属プレート２とは、積層側面視にて、一対の第一金属プレート２の一対の本体部２ａと第二金属プレート３の本体部３ａとが重なり合うように配置され、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂが第二金属プレート３（より具体的には、第二金属プレート３の本体部３ａ）に対して一方側に突出し、第二金属プレート３の第二延伸部３ｂが一対の第一金属プレート２（より具体的には、第一金属プレート２の本体部２ａ）に対して他方側に突出している。
なお、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３の材質としては、例えばＪＩＳＧ３１０１に規定するＳＳ４００等の公知の鋼板や公知のステンレス鋼板などを用いることができる。また、ゴムプレート４の材質としては、例えば、ジエン系等の公知のポリマー等を用いることができる。

本実施形態では、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４は、第一延伸部２ｂ及び第二延伸部３ｂを除く側面が、被覆ゴム６で覆われている。即ち、一対の第一金属プレート２の本体部２ａ、第二金属プレート３の本体部３ａ及びゴムプレート４は、側面が被覆ゴム６にて覆われている。上記構成により、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３の側面のうち、制振ダンパ１を取付対象に取り付けた際に露出している側面が、被覆ゴム６にて覆われ、凹凸のある箇所や入り組んだ箇所に防錆塗料を塗布する作業や、ゴムプレート４を防錆塗料の塗布時にマスキングする作業を行うことなく、高い防錆性を発揮させることができる。さらに、ゴムプレート４および第一金属プレート２、第二金属プレート３の側面に形成されたバリ（余分なゴムの薄膜）を除去する作業を行わずに、側面の表面を滑らかにすることができる。
なお、被覆ゴム６の材質は、例えば、ジエン系等の公知のポリマー等を用いることができる。

被覆ゴム６の被覆の態様を、図２〜図４を参照してより詳細に説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図２のＡ部、図３のＢ及びＣ部を示す部分拡大図である。

図２（Ｃ）は、図１の制振ダンパ１の横側面（図２（Ａ）においては、紙面上側及び下側）を示す。制振ダンパ１の横側面においては、両側（図２（Ａ）における、紙面上側及び下側の両側）の横側面とも、一対の第一金属プレート２の本体部２ａ、第二金属プレート３の本体部３ａ及びゴムプレート４が、被覆ゴム６にて覆われている。制振ダンパ１の横側面の被覆ゴム６の厚みについては、図２のＡ部の部分拡大図である図４（Ａ）を参照する。一対の第一金属プレート２の本体部２ａ、第二金属プレート３の本体部３ａ及びゴムプレート４の横側面を覆う被覆ゴム６の厚みＷは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、制振ダンパ１の横側面において、被覆ゴム６にて覆われた部分の表面、即ち被覆ゴム６の外表面は、図４（Ａ）に示すとおり、凹凸のない平滑な面となることが好ましい。

図３は図２（Ａ）のＸ−Ｘ断面図であり、Ｂ部に示すとおり、制振ダンパ１の、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂが位置する側の側面においては、ゴムプレート４及び第二金属プレート３が、被覆ゴム６にて覆われている。図３のＢ部の部分拡大図を図４（Ｂ）に示す。ゴムプレート４及び金属プレート３の、一対の第一金属プレート２の第一伸延部２ｂが位置する側の側面を被覆する被覆ゴム６の厚みＷは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、制振ダンパ１の、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂが位置する側の側面において、被覆ゴム６にて覆われた部分の表面、即ち被覆ゴム６の外表面は、図４（Ｂ）に示すとおり、凹凸のない平滑な面となることが好ましい。

図３のＣ部に示すとおり、制振ダンパ１の、第二金属プレート３の第二延伸部３ｂが位置する側の側面においては、一対の第一金属プレート２及びゴムプレート４が、被覆ゴム６にて覆われている。図３のＣ部の部分拡大図を図４（Ｃ）に示す。第一金属プレート２及びゴムプレート４の側面を覆う被覆ゴム６の厚みＷは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、制振ダンパ１の、第二金属プレート３の第二延伸部３ｂが位置する側の側面において、被覆ゴム６にて覆われた部分の表面、即ち被覆ゴム６の外表面は、図４（Ｃ）に示すとおり、凹凸のない平滑な面となることが好ましい。

被覆ゴム６は、上記最小厚みを有することによって、地震発生時等に制振のために変形しても、破断しにくく、また、外部からの衝撃による金属プレートの打痕や傷及びゴムプレートの損傷を防ぐことができる。さらに、被覆ゴム６にて覆われた部分の表面は、凹凸のない平滑な面となることで、ゴム変形時の応力集中を防止できる。

本実施形態では、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３と、ゴムプレート４とは、それぞれ当接する面同士が、接着剤からなる接着層（図示せず）を介して加硫等により接着されている。本実施形態では、第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４の各側面側において露出する、接着層の端部も、被覆ゴム６にて覆われていることが好ましい。このように、接着層を有するときは、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４と併せて、接着層の端部も、被覆ゴム６にて覆われることが好ましい。接着層は、金属プレート２、３とゴムプレート４の側面側から一部が露出していると、酸化劣化や、オゾン、紫外線等による化学的浸食を受ける虞がある。さらに、接着層は、金属プレートに防錆塗料を塗布した場合、防錆塗料に含まれる溶剤により化学的浸食を受ける虞もある。また、制振ダンパを取付対象に取付ける際や建築物の施工時等、外部からの衝撃により、接着層の一部が損傷することも考えられる。このように、接着層の一部が剥離又は損傷すれば、制振ダンパの制振性能が著しく低下する。そこで、金属プレート２、金属プレート３及びゴムプレート４の側面側において露出する接着層の端部を、被覆ゴム６にて覆うことで、接着層の剥離又は損傷を効果的に防止することができる。
なお、接着層は、例えば、熱硬化性樹脂系等の公知の加硫接着材等を用いて形成することができる。

なお、この発明の制振ダンパは、接着層を介さずに、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４とが加硫接着されていてもよい。

さらに、被覆ゴム６と、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３、ゴムプレート４及び任意に使用され得る接着層とは、接着剤を介さずに加硫接着されていてもよいが、接着剤を介して適宜加硫等により接着されていてもよい。

本実施形態では、被覆ゴム６は、ゴムプレート４よりも相対的に低いせん断弾性率を有するゴムとすることが好ましい。この構成によれば、地震発生時等に制振のためにゴムプレート４が変形し、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３がずれて動く際、制振ダンパ１自体の剛性に対する被覆ゴムの影響を小さくすることができる。

また、被覆ゴム６はゴムプレート４よりも相対的に大きな破断時伸びをもつことが望ましい。ゴムプレート４が変形し、一対の第１金属プレート２及び第２金属プレート３がずれて動く際、被覆ゴム６は、これらに付随して変形しても、破断しにくく、より高い耐久性を発揮することができる。破断時伸びとしては、ＪＩＳＫ６２５１：２０１０に定める評価方法において、４００％以上あることが望ましい。

被覆ゴム６のゴム材料は、耐候性をもったゴム材料を使用することが好ましい。耐候性を持ったゴムの例として、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等があげられる。これにより、オゾン、紫外線の影響から、ゴムプレート４、接着層、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３をより効果的に保護することができる。

また、本実施形態では、被覆ゴム６は、ゴムプレート４よりも相対的に高いせん断弾性率を有するゴムとすることが好ましい。被覆ゴム６が外部からの衝撃を受けた際に、一対の金属プレート２及び第二金属プレート３の打痕や傷をよりよく防ぐことができ、さらに、ゴムプレート４や接着層の損傷も防止することができるためである。なお、被覆ゴム６とゴムプレート４とは、同じせん断弾性率または同じゴム材料であってもよい。これにより、被覆ゴム６とゴムプレート４との間の剥離の虞を低減できる。

被覆ゴム６のせん断弾性率は、０．１ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下であることが望ましい。なお、ゴムプレート４のせん断弾性率は、同じく０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下の範囲内にあることが多い。被覆ゴム６のせん断弾性率を２．０ＭＰａ以下にすることで、ゴムプレート４との境界部の剥離の虞を低減できる。被覆ゴム６のせん断弾性率を０．１ＭＰａ以上にすることで、被覆ゴム６が外部からの衝撃を受けた際に、一対の金属プレート２及び第２金属プレート３、ゴムプレート４、接着層の損傷を効果的に低減できる。
なお、せん断弾性率は、ＪＩＳＫ６４１０−２：２０１５附属書ＪＢに規定された方法で測定することができる。

（制振ダンパの第２実施形態）
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、第２実施形態に係る制振ダンパ１の斜視図である。第１実施形態に係る制振ダンパ１と実質的に同一の要素は、同一の符号を付して説明を省略する。第２実施形態に係る制振ダンパ１について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

本実施形態において、制振ダンパ１の一対の第一金属プレート２は、さらに、第一延伸部２ｂを除く、即ち、一対の第一金属プレート２のそれぞれの本体部２ａの外表面が被覆ゴム６にて覆われている点で、第１実施形態と異なり、その他の要素は実質的に同一である。この構成によれば、より高い防錆効果を発揮させることができ、さらに、外部からの衝撃による金属プレートの打痕や傷を防ぐことができる。即ち、一対の第一金属プレート２のそれぞれの本体部２ａの外表面は、制振ダンパ１を取付対象に取付ける際や建築物の施工時等において、外部からの衝撃を受けやすい。外部からの衝撃により、一対の第一金属プレート２に打痕や傷が生じると、制振ダンパ１全体の耐久性が低下する虞がある。本実施形態によれば、被覆ゴム６によって外部からの衝撃を吸収し、第二金属プレート２の損傷を防止することができる。

なお、本実施形態では、被覆ゴム６は、ゴムプレート４よりも相対的に高いせん断弾性率を有するゴムとすることが好ましい。より高い衝撃吸収性及び損傷防止の効果を実現することができるためである。

また、本実施形態では、被覆ゴム６は、ゴムプレート４よりも相対的に低いせん断弾性率を有するゴムとすることも好ましい。この構成によれば、地震発生時等に制振のためにゴムプレート４が変形し、一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３がずれて動く際、制振ダンパ１自体の剛性に対する被覆ゴムの影響を小さくすることができる。

（制振ダンパの製造方法の一実施形態）
次に、本発明に係る、制振ダンパの製造方法の一実施形態を説明する。この製造方法は、上述した制振ダンパを得るのに好適に用いることができる。以下の説明では、図１の制振ダンパ１を製造する場合について、図６を用いて説明する。

図６は、本発明の一実施形態に係る、制振ダンパの製造方法を説明するための摸式図である。本実施形態の制振ダンパの製造方法では、金型７を用いる。金型７は、内壁の一部に複数のスペーサ８を備えている。本実施形態の制振ダンパの製造方法では、まず、制振ダンパ１における、一対の第一金属プレート２と、第二金属プレート３と、加硫又は未加硫のゴムプレート４と、当該ゴムプレート４の側面に付着させた未加硫のゴムからなる積層体を、当該積層体の、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂ及び第二金属プレート３の第二延伸部３ｂを除く側面を少なくとも囲う金型７内に収容して、積層体と金型７との間に間隙Ｇを形成する（間隙形成ステップ）。なお、図６は、金型７を、積層体の積層方向に垂直な方向にて切断した断面摸式図である。図示する断面は、第二金属プレート３を通るように切断している。また、間隙Ｇは、理解しやすいように実際の間隙よりも広く示している。

本実施形態の制振ダンパの製造方法では、上記間隙形成ステップの後、間隙に、前記ゴムプレート側面に付着させた未加硫のゴムを進入させる（進入ステップ）。

本実施形態の制振ダンパの製造方法では、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３、加硫又は未加硫のゴムプレート４及びゴムプレート４の側面に付着させた未加硫のゴムからなる積層体を一体的に加硫成形することができる。これにより、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４からなる積層体の側面は、スペーサ８が位置する箇所及び間隙Ｇが形成されない箇所を除き、被覆ゴム６にて被覆される。

本実施形態の制振ダンパの製造方法によれば、本発明に係る制振ダンパを容易に得ることができる。

なお、本実施形態の制振ダンパの製造方法では、一対の第一金属プレート２に少なくとも２つの位置決め用の穴９ａを形成し、金型に形成した位置決めピン９ｂと嵌め合わせることで、一対の第一金属プレート２を金型７内に位置決めすることができる。

なお、ゴムプレート４と一対の第一金属プレート２及び第二金属プレート３とは、接着剤により接着してもよいし、ゴムプレート４の吸着力により接着してもよい。また、被覆ゴム６と一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３、加硫又は未加硫のゴムプレート４及び任意に使用され得る接着層とは、接着剤により接着してもよいし、被覆ゴム６の吸着力により接着してもよい。

なお、前述した本発明に係る制振ダンパ１は、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及び加硫又は未加硫のゴムプレート４と、当該一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂ及び第二金属プレート３の第二延伸部３ｂを除く側面を少なくとも囲う金型７内に収容して、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及び加硫又は未加硫のゴムプレート４と金型７との間に間隙を形成し、該間隙に未加硫のゴムを配置又は注入することによって得ることもできる。
また、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４を加硫接着した後に、別途加硫した被覆ゴム６を接着してもよい。

また、前述した本発明に係る制振ダンパ１の、ゴムプレート４及び被覆ゴム６は、未加硫のゴムを注入して得ることもできる。例えば、射出成型やトランスファー成型により得ることができる。

なお、図５の制振ダンパ１は、一対の第一金属プレート２、第二金属プレート３及びゴムプレート４の側面と、第一金属プレート２の外表面とを覆う金型７を用い、さらに、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂ及び第二金属プレート３の第二延伸部３ｂに相当する箇所には、金型７にスペーサ８を備えることによって製造することができる。上記製造方法によれば、一対の第一金属プレート２の第一延伸部２ｂを除く、一対の第一金属プレート２の本体部２ａの外表面を被覆した制振ダンパ１を容易に得ることができる。

なお、上述した例に限られず、本発明の制振ダンパ及び本発明の制振ダンパの製造方法は、様々な変形例が可能である。

１：制振ダンパ、 ２：第一金属プレート、 ２ａ：本体部、 ２ｂ：第一延伸部、 ３：第二金属プレート、 ３ａ：本体部、 ３ｂ：第二延伸部、 ４：ゴムプレート、 ５：取付穴、 ６：被覆ゴム、 ７：金型、 ８：スペーサ、 ９ａ：位置決め用の穴、 ９ｂ：位置決めピン

Claims (6)

1. 一対の第一金属プレートと、第二金属プレートと、ゴムプレートと、が積層されてなり、
   前記第二金属プレートは、前記一対の第一金属プレートの間に前記ゴムプレートを介在して積層されており、
   前記一対の第一金属プレートは、積層側面視にて、前記第二金属プレートに対して一方側に突出する、第一延伸部を含み、
   前記第二金属プレートは、前記積層側面視にて、前記一対の第一金属プレートに対して他方側に突出する、第二延伸部を含む、制振ダンパであって、
   前記一対の第一金属プレート、前記第二金属プレート及び前記ゴムプレートは、前記第一延伸部及び前記第二延伸部を除く側面が、被覆ゴムで覆われていることを特徴とする、制振ダンパ。
2. 前記一対の第一金属プレートは、さらに、前記第一延伸部を除く外表面が前記被覆ゴムで覆われている、請求項１に記載の制振ダンパ。
3. 前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートよりもせん断弾性率が低い、
   請求項１又は２に記載の制振ダンパ。
4. 前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートよりもせん断弾性率が高い、
   請求項１又は２に記載の制振ダンパ。
5. 前記被覆ゴムは、前記ゴムプレートとせん断弾性率が同じである、
   請求項１又は２に記載の制振ダンパ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振ダンパを製造するための、制振ダンパの製造方法であって、
   前記制振ダンパにおける、前記一対の第一金属プレートと、前記第二金属プレートと、加硫又は未加硫の前記ゴムプレートと、当該ゴムプレート側面に付着させた未加硫のゴムからなる積層体を、当該積層体の、前記一対の第一金属プレートの前記第一延伸部及び前記第二金属プレートの前記第二延伸部を除く側面を少なくとも囲う金型内に収容して、前記積層体と前記金型との間に間隙を形成する、間隙形成ステップと、
   前記間隙に、前記ゴムプレート側面に付着させた未加硫のゴムを進入させる、進入ステップとを含むことを特徴とする、制振ダンパの製造方法。

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