JPH0649924A - 粘弾性ダンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】建物の任意の位置に組み込んで、ダンパが保有
している振動吸収性を有効に活用する。 【構成】一方が柱に接続されて他方が床に接続された制
振ブレース５において、一対のサポート杆６、７のジョ
イント部５１に嵌着部６１と被嵌着部７１を間隙１０を
なす形で形成し、間隙１０に粘弾性部材からなる制振材
１１を充填配設して、粘弾性ダンパを構成する。制振材
１１が嵌着部６１と被嵌着部７１を接続した状態で粘弾
性変形することにより振動エネルギを有効に吸収し、振
動減衰させるので、床の揺れが効果的に抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に鉄骨造の建物の床
振動を抑えるに好適な粘弾性ダンパに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地震や風等により建物に生じる揺
れを抑えるために各種の制振装置が提案されているが、
こういった制振装置は、地震や風等により建物の構造体
部分が揺れるのを抑えるものが多く、当該建物内部の床
部分等に生じる上下の揺れに対しては、あまり有効に作
用しないものであった。そこで、このような建物内部の
床等に生じる上下振動も、公知の制振装置に用いられる
粘弾性ダンパの粘性により吸収させることが出来れば、
建物に非常に高い制振構造を付与することになり、その
為の手法が様々に勘案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
粘弾性ダンパを建物の床下等に組み込もうとする場合に
は、該組み込む部分の構造計算をそれに合わせて別途に
行わなければならないために、非常に煩雑である。ま
た、既に構築済みで供用中の建物に振動障害が生じてい
る場合に、床下部分の改修工事を行おうとすると、該床
上の設備を一旦移動させなければならない、という不利
益がある。このため、こういった粘弾性ダンパを床等の
建物内部に組み込もうとしても、その組み込み位置が極
めて限定されてしまう為に、粘弾性ダンパが保有してい
る振動吸収性が十分に活用されることなく、期待する程
の制振効果が得られない、という難点があった。そこで
本発明は、上記事情に鑑み、建物の任意の位置に組み込
むことが出来、ダンパが保有している振動吸収性を有効
に活用し得る粘弾性ダンパを提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、一対の杆
体（６、７）を有し、前記一対の杆体（６、７）にジョ
イント部（５１）を、該一対の杆体（６、７）が所定の
間隙（１０）をもって相互に枢着接続する形で設け、前
記一対の杆体（６、７）の一方（６）側のジョイント部
（５１）に位置する部分に係合部（６１）を突状に形成
して設けると共に、他方（７）側のジョイント部（５
１）に位置する部分に被係合部（７１）を窪状に形成し
て設け、前記ジョイント部（５１）に粘弾性部材からな
るエネルギ吸収体（１１）を、前記間隙（１０）に充填
配設する形で設けて、構成される。なお、（ ）内の番
号等は、図面における対応する要素を示す、便宜的なも
のであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束さ
れるものではない。以下の「作用」の欄についても同様
である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、エネルギ吸収
体（１１）がジョイント部（５１）において一対の杆体
（６、７）の係合部（６１）と被係合部（７１）を接続
するように作用する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明による粘弾性ダンパの一実施例
が適用された構造物の一例を示す側面図、図２は図１に
示す粘弾性ダンパの一部拡大断面図、化１は本発明によ
る粘弾性ダンパの制振材に用いるポリサルファイド変性
エポキシ樹脂の一例を示す化学式、化２は化１に示すポ
リサルファイド変性エポキシ樹脂中のポリサルファイド
骨格の一例を示す化学式、化３は本発明による粘弾性ダ
ンパの制振材に用いる末端にメルカプタン基を有するポ
リサルファイド化合物の一例を示す化学式である。

【０００７】構造物１は、図１に示すように、所定の間
隔で立設された鉄骨コンクリート造による柱２を有して
おり、各柱２間にはそれ等柱２を接続する形で床３が、
図示されないスラブ等に支持された形で水平方向に展開
して設けられている。図中左右方向に隣接する柱２、２
及び上下方向に隣接する床３、３間に囲まれた空間に
は、該床３の揺れを抑える制振ブレース５が、床３の下
面３ｂと柱２を接続する形で図１左右対称に一対に設け
られており、制振ブレース５は図１紙面と交差方向に所
定の間隔をなす形で、床３下に複数設けられている。

【０００８】制振ブレース５は所定の角度αをなす形で
接続された鋼棒等からなる一対のサポート杆６、７を有
しており、両者６、７のうち一方のサポート杆６の基端
部は柱２に固定支持される一方で、他方のサポート杆７
の基端部は床３の下面３ｂに固定支持されている。一対
のサポート杆６、７にはジョイント部５１が、サポート
杆６の先端部とサポート杆７の先端部が図２に示すよう
に相互に係合接続する形で設けられており、柱２に固定
支持されているサポート杆６には、そのジョイント部５
１に位置している先端部分に球状に形成された嵌着部６
１が、該サポート杆６の一部が突状に形成された形で設
けられている。一方サポート杆７には、そのジョイント
部５１に位置している先端部分に被嵌着部７１が、サポ
ート杆６の嵌着部６１と嵌合し得る形で窪状に形成され
て、該サポート杆７と一体に設けられており、被嵌着部
７１には溝７２が、サポート杆７の杆体内方側に向けて
窪む形で形成されて、図２に３ヶ示すように設けられて
いる。ジョイント部５１には間隙９が、サポート杆６と
サポート杆７間の接続状態が若干隙間をなす形で器状に
形成されて設けられており、間隙９には粘弾性部材から
なる制振材１１が、サポート杆６の嵌着部６１とサポー
ト杆７の被嵌着部７１を接続する形で充填配設されてい
る。即ち、制振ブレース５は、ジョイント部５１におい
て被嵌着部７１に嵌着部６１が嵌入係合すると共に、当
該嵌着部６１と被嵌着部７１を間隙１０に充填配設され
た制振材１１が接続する形で、サポート杆６、７が所定
の角度αをなすように相互に枢着接続されており、制振
ブレース５は、制振材１１が床３の振動を吸収し得る形
のユニバーサルジョイント状の粘弾性ダンパを構成して
いる。

【０００９】ところで、前記制振材１１は、変性エポキ
シ樹脂により構成されており、制振材１１には、化１及
び化２に示すポリサルファイド変性エポキシ樹脂１５が
所定の量だけ含有されている。また、制振材１１には、
化３に示す末端にメルカプタン基を有するポリサルファ
イド化合物１６が所定の量だけ含有されており、さらに
制振材１１にはアミン類１７が所定の量だけ含有されて
いる。制振材１１は、前記サポート杆６、７間のジョイ
ント部５１における間隙１０に上述した変性エポキシ樹
脂を、その液状化状態において流し込む形で充填して
後、これを常温放置乃至低温加熱して塑性硬化させるこ
とにより、３ヶの溝７２に対応する突部付きの器状に成
型されて構成されている。

【００１０】構造物１と制振ブレース５等は以上のよう
な構成を有しているので、通常の状態、即ち構造物１に
振動が生じていないとみなされる状態では、床３がスラ
ブ等を介して柱２に支持された形で、該床３の重量が構
造物１に強度負担されている。従って、制振ブレース５
は床３の重量による静荷重を負担支持することなく、構
造物１中の床３下と柱２間に介在配置している。そして
構造物１の床３上に振動が生じると、これにより床３は
柱２に対して図１矢印Ａ、Ｂ方向に示す上下方向に相対
的に振動するが、この際、床３下と柱２との間には制振
ブレース５が、該制振ブレース５を構成しているサポー
ト杆６、７の一方６が柱２の側面２ａに固定支持され
て、他方７が床３の下面３ｂに固定支持された形で設け
られていることから、当該振動による垂直力がジョイン
ト部５１に回転方向の力として作用する形で、即ち床３
側のサポート杆７が柱２側のサポート杆６に対して矢印
Ｃ、Ｄ方向に相対揺動せんとする形で、該双方のサポー
ト杆６、７に矢印Ｃ、Ｄ方向に相対的な振動が生じる。
すると、ジョイント部５１におけるサポート杆６、７間
の間隙１０には粘弾性部材からなる制振材１１が、該サ
ポート杆６、７を接続する形で充填配設されているの
で、当該制振材１１が該間隙１０においてその粘弾性変
形により振動エネルギを吸収する形で振動を速やかに減
衰し、これにより床３の揺れが最小に抑えられる。この
際、制振材１１は、間隙１０において溝７２に対応した
形の突部付きの器状に形成されていることから、被嵌着
部７１から制振材１１が剥離してサポート杆７が嵌着部
６１に対して滑ることなく、該制振材１１の粘弾性変形
による歪エネルギが振動エネルギの吸収に有効に用いら
れる。また、サポート杆６、７は嵌着部６１と被嵌着部
７１により点接続された形になっていることから、床３
上の振動により該床３が柱２に対して相対的に捩れる場
合にも、当該捩り力を好適に緩衝吸収することが出来
る。

【００１１】ところでこうして、制振ブレース５が制振
材１１の粘弾性変形により振動エネルギを吸収する際、
該制振材１１は、化１及び化２に示すポリサルファイド
変性エポキシ樹脂１５と化３に示す末端にメルカプタン
基を有するポリサルファイド化合物１６とアミン類１７
がそれぞれ所定の量だけ含有された形の変性エポキシ樹
脂により構成されていることから、床３上に生じる振動
を最適な減衰性で抑えることが出来る。即ち、上記制振
材１１は、常温即ち10〜30℃の温度下において、周波数
0.1〜1.0Hzの振動に対してtanδ≧0.8の減衰特性を発現
することが実測されており、これにより制振材１１は床
３の上下振動によりサポート杆６、７間に生じた振動を
速やかに減衰させることが出来る。さらに、制振ブレー
ス５は構造物１の構造材ではないので、該ブレース５が
床３の振動に不適応である場合には、任意にその構成を
修正変更することが出来る。なおこうして、制振ブレー
ス５による床３の制振構造を修正変更する際に、制振材
１１は、変性エポキシ樹脂をその液状化状態において流
し込む形で所定の空間に充填して後、これを常温放置乃
至低温加熱して塑性硬化させることにより任意の形状に
成型することが出来るので、該床３の制振に最適な形状
にこれを加工することが簡単に出来る。また、変性エポ
キシ樹脂は優れた接着性と耐久性を備えているので、サ
ポート杆６、７の振動に対してその双方の嵌着部６１と
被嵌着部７１から剥離したり或いは疲労劣化することな
く、常に良好な状態で繰返し粘弾性変形して、長期に亙
って適格に振動吸収することが出来る。

【００１２】なお、上述した実施例においては、制振ブ
レース５は、これを構成している一方のサポート杆６が
柱２の側面２ａに固定支持されて、他方のサポート杆７
が床３の下面３ｂに固定支持された形で、構造物１中の
床３下に組み込み配設されている例を述べたが、制振ブ
レース５のサポート杆６、７は、それぞれ適宜なピン接
合方法により、柱２及び床３に枢着支持されて構成され
ていても差し支えず、これにより、床３の振動時に制振
ブレース５に曲げモーメントが生じるのを避けることも
可能となる。さらに、制振ブレース５を構成しているサ
ポート杆６、７の素材並びにその形状、また、その嵌着
部６１及び被嵌着部７１、溝７２の形状等は、床３の振
動様態や構造物１の構成、使用目的等に応じて任意に変
更されて何等差し支えない。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
ポート杆６、７等の一対の杆体を有し、前記一対の杆体
にジョイント部５１等のジョイント部を、該一対の杆体
が所定の間隙１０をもって相互に枢着接続する形で設
け、前記一対の杆体のサポート杆６等の一方側のジョイ
ント部に位置する部分に嵌着部６１等の係合部を突状に
形成して設けると共に、サポート杆７等の他方側のジョ
イント部に位置する部分に被嵌着部７１等の被係合部を
窪状に形成して設け、前記ジョイント部に粘弾性部材か
らなる制振材１１等のエネルギ吸収体を、前記間隙１０
に充填配設する形で設けて、制振ブレース５等の粘弾性
ダンパを構成したので、エネルギ吸収体がジョイント部
において一対の杆体の係合部と被係合部を接続すること
が出来る。従って、一対の杆体のそれぞれのジョイント
部と対向する基端側を床３と柱２等の異なる部分に接続
する形で、粘弾性ダンパを構造物１等の建物中の任意の
位置にその構造強度に影響を与えることなく組み込み配
設することが出来る。そして建物に組み込まれた粘弾性
ダンパは、そのジョイント部において、エネルギ吸収体
が一対の杆体の係合部と被係合部を接続した状態で粘弾
性変形することにより振動エネルギを吸収する形で、振
動を減衰することが出来る。従って、エネルギ吸収体が
保有している振動吸収性は、建物中の任意の位置で有効
に活用されて、これにより建物の揺れは効率的に抑えら
れる。当該粘弾性ダンパの制振効果は、如何なる構築物
中にこれを用いても、同様の優れた効果を発揮するが、
特に、鉄骨造の建物の大スパン床と柱との間において該
床の上下振動を抑えるのに本発明による粘弾性ダンパを
用いれば、建物の構造強度に影響を与えることなく任意
の位置に任意の数量の粘弾性ダンパを組み込んで該床の
揺れを効果的に抑えることが出来るので、極めて有効な
制振効果を齊すことが可能である。また、本発明による
粘弾性ダンパは、建物の構築時にこれを組み込み配設す
る形で用いるに留まらず、既に構築済みで供用中の建物
に振動障害が顕れている場合に、当該建物中に組み込み
配設して振動を抑えることにより、このような障害を解
消することが有効に出来るので、建物を精密機械類の設
置等に適した制振環境に改修することも可能である。ま
た、前記エネルギ吸収体は、ポリサルファイド変性エポ
キシ樹脂１５と、末端にメルカプタン基を有するポリサ
ルファイド化合物１６と、アミン類１７を含有すること
を特徴として粘弾性ダンパが構成されると、エネルギ吸
収体が、常温即ち10〜30℃の温度下において、周波数0.
1〜1.0Hzの振動に対してtanδ≧0.8の減衰特性を発現す
ることが出来る。従って、特に構造物の床等に生じる振
動を最適な減衰性で抑えることが可能となる。そして、
エネルギ吸収体はこれが液状化状態にあるうちに間隙１
０等の空隙部分に流し込む形で充填したものを、単に常
温放置或いは低温加熱等により塑性固化させる形で、粘
弾性ダンパに配設することが出来るので、任意の形状に
成型することが出来、これにより粘弾性ダンパを様々な
種類の振動に対応させたり、或いは建物中の一層任意の
位置に組み込み配設することが可能となる。また、上述
したエネルギ吸収体は、優れた接着性を長期に亙って維
持することが出来るので、前記建物の異なる部分間に生
じた振動により相対的に変位する一対のサポートの係合
部と被係合部から剥離したり或いは疲労劣化することな
く、常に良好な状態で繰返し粘弾性変形する形で、長く
制振効果を発現し続けることが出来る。これにより、建
物中に組み込まれた粘弾性ダンパの維持管理が容易にな
るので、当該ダンパを永久構造物中に適用するにも好適
なものにすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による粘弾性ダンパの一実施例が適用さ
れた構造物の一例を示す側面図である。

【図２】図１に示す粘弾性ダンパの一部拡大断面図であ
る。

【化１】 本発明による粘弾性ダンパの制振材に用いるポリサルフ
ァイド変性エポキシ樹脂の一例を示す化学式である。

【化２】 化１に示すポリサルファイド変性エポキシ樹脂中のポリ
サルファイド骨格の一例を示す化学式である。

【化３】 本発明による粘弾性ダンパの制振材に用いる末端にメル
カプタン基を有するポリサルファイド化合物の一例を示
す化学式である。

【符号の説明】

５……粘弾性ダンパ（制振ブレース） ５１……ジョイント部 ６、７……一対の杆体（一対のサポート杆） ６１……係合部（嵌着部） ７１……被係合部（被嵌着部） １０……間隙 １１……エネルギ吸収体（制振材）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】ところでこうして、制振ブレース５が制振
材１１の粘弾性変形により振動エネルギを吸収する際、
該制振材１１は、化１及び化２に示すポリサルファイド
変性エポキシ樹脂１５と化３に示す末端にメルカプタン
基を有するポリサルファイド化合物１６とアミン類１７
がそれぞれ所定の量だけ含有された形の変性エポキシ樹
脂により構成されていることから、床３上に生じる振動
を最適な減衰性で抑えることが出来る。即ち、上記制振
材１１は、常温即ち１０〜３０℃の温度下において、周
波数０．１〜１０．０Ｈｚの振動に対してｔａｎδ≧
０．８の減衰特性を発現することが実測されており、こ
れにより制振材１１は床３の上下振動によりサポート杆
６、７間に生じた振動を速やかに減衰させることが出来
る。さらに、制振ブレース５は構造物１の構造材ではな
いので、該ブレース５が床３の振動に不適応である場合
には、任意にその構成を修正変更することが出来る。な
おこうして、制振ブレース５による床３の制振構造を修
正変更する際に、制振材１１は、変性エポキシ樹脂をそ
の液状化状態において流し込む形で所定の空間に充填し
て後、これを常温放置乃至低温加熱して塑性硬化させる
ことにより任意の形状に成型することが出来るので、該
床３の制振に最適な形状にこれを加工することが簡単に
出来る。また、変性エポキシ樹脂は優れた接着性と耐久
性を備えているので、サポート杆６、７の振動に対して
その双方の嵌着部６１と被嵌着部７１から剥離したり或
いは疲労劣化することなく、常に良好な状態で繰返し粘
弾性変形して、長期に亙って適格に振動吸収することが
出来る。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、サ
ポート杆６、７等の一対の杆体を有し、前記一対の杆体
にジョイント部５１等のジョイント部を、該一対の杆体
が所定の間隙１０をもって相互に枢着接続する形で設
け、前記一対の杆体のサポート杆６等の一方側のジョイ
ント部に位置する部分に嵌着部６１等の係合部を突状に
形成して設けると共に、サポート杆７等の他方側のジョ
イント部に位置する部分に被嵌着部７１等の被係合部を
窪状に形成して設け、前記ジョイント部に粘弾性部材か
らなる制振材１１等のエネルギ吸収体を、前記間隙１０
に充填配設する形で設けて、制振ブレース５等の粘弾性
ダンパを構成したので、エネルギ吸収体がジョイント部
において一対の杆体の係合部と被係合部を接続すること
が出来る。従って、一対の杆体のそれぞれのジョイント
部と対向する基端側を床３と柱２等の異なる部分に接続
する形で、粘弾性ダンパを構造物１等の建物中の任意の
位置にその構造強度に影響を与えることなく組み込み配
設することが出来る。そして建物に組み込まれた粘弾性
ダンパは、そのジョイント部において、エネルギ吸収体
が一対の杆体の係合部と被係合部を接続した状態で粘弾
性変形することにより振動エネルギを吸収する形で、振
動を減衰することが出来る。従って、エネルギ吸収体が
保有している振動吸収性は、建物中の任意の位置で有効
に活用されて、これにより建物の揺れは効率的に抑えら
れる。当該粘弾性ダンパの制振効果は、如何なる構築物
中にこれを用いても、同様の優れた効果を発揮するが、
特に、鉄骨造の建物の大スパン床と柱との間において該
床の上下振動を抑えるのに本発明による粘弾性ダンパを
用いれば、建物の構造強度に影響を与えることなく任意
の位置に任意の数量の粘弾性ダンパを組み込んで該床の
揺れを効果的に抑えることが出来るので、極めて有効な
制振効果を齊すことが可能である。また、本発明による
粘弾性ダンパは、建物の構築時にこれを組み込み配設す
る形で用いるに留まらず、既に構築済みで供用中の建物
に振動障害が顕れている場合に、当該建物中に組み込み
配設して振動を抑えることにより、このような障害を解
消することが有効に出来るので、建物を精密機械類の設
置等に適した制振環境に改修することも可能である。ま
た、前記エネルギ吸収体は、ポリサルファイド変性エポ
キシ樹脂１５と、末端にメルカプタン基を有するポリサ
ルファイド化合物１６と、アミン類１７を含有すること
を特徴として粘弾性ダンパが構成されると、エネルギ吸
収体が、常温即ち１０〜３０℃の温度下において、周波
数０．１〜１０．０Ｈｚの振動に対してｔａｎδ≧０．
８６の減衰特性を発現することが出来る。従って、特に
構造物の床等に生じる振動を最適な減衰性で抑えること
が可能となる。そして、エネルギ吸収体はこれが液状化
状態にあるうちに間隙１０等の空隙部分に流し込む形で
充填したものを、単に常温放置或いは低温加熱等により
塑性固化させる形で、粘弾性ダンパに配設することが出
来るので、任意の形状に成型することが出来、これによ
り粘弾性ダンパを様々な種類の振動に対応させたり、或
いは建物中の一層任意の位置に組み込み配設することが
可能となる。また、上述したエネルギ吸収体は、優れた
接着性を長期に亙って維持することが出来るので、前記
建物の異なる部分間に生じた振動により相対的に変位す
る一対のサポートの係合部と被係合部から剥離したり或
いは疲労劣化することなく、常に良好な状態で繰返し粘
弾性変形する形で、長く制振効果を発現し続けることが
出来る。これにより、建物中に組み込まれた粘弾性ダン
パの維持管理が容易になるので、当該ダンパを永久構造
物中に適用するにも好適なものにすることが出来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｆ 7/00 Ｆ 9240−3Ｊ 15/02 Ｊ 9138−3Ｊ (72)発明者 平田 裕一 千葉県流山市駒木518番地１号 三井建設 株式会社技術開発本部技術研究所内 (72)発明者 勝畑 勝彦 千葉県市原市千種海岸２番３ 東レチオコ ール株式会社千葉工場内 (72)発明者 蔵本 博義 千葉県市原市千種海岸２番３ 東レチオコ ール株式会社千葉工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の杆体を有し、 前記一対の杆体にジョイント部を、該一対の杆体が所定
   の間隙をもって相互に枢着接続する形で設け、 前記一対の杆体の一方側のジョイント部に位置する部分
   に係合部を突状に形成して設けると共に、他方側のジョ
   イント部に位置する部分に被係合部を窪状に形成して設
   け、 前記ジョイント部に粘弾性部材からなるエネルギ吸収体
   を、前記間隙に充填配設する形で設けて構成した、粘弾
   性ダンパ。
2. 【請求項２】前記エネルギ吸収体は、ポリサルファイド
   変性エポキシ樹脂と、末端にメルカプタン基を有するポ
   リサルファイド化合物と、アミン類を含有することを特
   徴とする、請求項１記載の粘弾性ダンパ。