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公開番号2025071315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2025028565,2020213563
出願日2025-02-26,2020-12-23
発明の名称鋼材ダンパー
出願人日本鋳造株式会社,鉄建建設株式会社,青木あすなろ建設株式会社,西松建設株式会社,飛島建設株式会社
代理人個人
主分類F16F 15/02 20060101AFI20250424BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】地震発生時に地震エネルギーを十分に減衰させることができ、塑性変形の変形度合いを容易に確認することができ、制震機能を発揮し得る状態か否かを的確に判断することができる鋼材ダンパーを提供する。
【解決手段】鋼材ダンパー10Aは、第1及び第2連結パネル11,12と、それら連結パネル11,12の間に延びるダンパーパネル13aとから形成されている。ダンパーパネル13aは、前面から後面に向かって凹むとともに中心に向かって所定の曲率半径で円弧を画きつつ前面の中央域において円状に延びる第1前凹曲面部～第4前凹曲面部23a～23dと、後面から前面に向かって凹むとともに中心に向かって所定の曲率半径で円弧を画きつつ後面の中央域において円状に延びる第1後凹曲面部～第4後凹曲面部25a～25dとを有し、地震発生時にそれら前凹曲面部23a～23dとそれら後凹曲面部25a～25dとが塑性変形することで制震機能を発揮する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
所定厚みを有する第１連結パネルと、所定厚みを有して前記第１連結パネルの反対側に位置する第２連結パネルと、所定厚みを有して前記第１及び第２連結パネルの間に延びるダンパーパネルとから形成され、振動発生時に前記ダンパーパネルが塑性変形することで制震機能を発揮する鋼材ダンパーにおいて、
前記ダンパーパネルが、その前面における中央域に成形されて該前面から該ダンパーパネルの後面に向かって凹む前凹面エリアと、前記後面における中央域に成形されて該後面から前記前面に向かって凹む後凹面エリアとを有し、
前記前凹面エリアが、その外周縁から中心に向かって凹み寸法が段階的に大きくなるとともに前記前面の中央域において弧を画く第１前凹面部～第ｎ前凹面部を有し、前記後凹面エリアが、その外周縁から中心に向かって凹み寸法が段階的に大きくなるとともに前記後面の中央域において弧を画く第１後凹面部～第ｎ後凹面部を有することを特徴とする鋼材ダンパー。
続きを表示（約 3,000 文字）【請求項２】
前記第１前凹面部～第ｎ前凹面部が、前記前面から前記後面に向かって凹むとともに前記中心に向かって所定の曲率半径で弧を画きつつ該前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部であり、前記第１後凹面部～第ｎ後凹面部が、前記後面から前記前面に向かって凹むとともに前記中心に向かって所定の曲率半径で弧を画きつつ該後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部であり、前記鋼材ダンパーでは、前記第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部と前記第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部とが互いに同形同大であって前記ダンパーパネルの前後方向へ対称形に並び、前記第１前凹曲面部と前記第１後凹曲面部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番大きく、前記第ｎ前凹曲面部と前記第ｎ後凹曲面部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番小さい請求項１に記載の鋼材ダンパー。
【請求項３】
前記前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部の径方向の幅寸法が、該第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部において同一又は該第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部においてランダムであり、又は、該第１前凹曲面部から該第ｎ前凹曲面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１前凹曲面部から該第ｎ前凹曲面部に向かって次第に大きくなり、前記後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部の径方向の幅寸法が、該第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部において同一又は該第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部においてランダムであり、又は、該第１後凹曲面部から該第ｎ後凹曲面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１後凹曲面部から該第ｎ後凹曲面部に向かって次第に大きくなっている請求項２に記載の鋼材ダンパー。
【請求項４】
前記第１前凹面部～第ｎ前凹面部が、前記前面から前記後面に向かって凹むとともに該第１前凹面部～第ｎ前凹面部を除く前記ダンパーパネルの前面と並行しつつ該前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１前凹平坦面部～第ｎ前凹平坦面部であり、前記第１後凹面部～第ｎ後凹面部が、前記後面から前記前面に向かって凹むとともに該第１後凹面部～第ｎ後凹面部を除く前記ダンパーパネルの後面と並行しつつ該後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１後凹平坦面部～第ｎ後凹平坦面部であり、前記鋼材ダンパーでは、前記第１前凹平坦面部～第ｎ前凹平坦面部と前記第１後凹平坦面部～第ｎ後凹平坦面部とが互いに同形同大であって前記ダンパーパネルの前後方向へ対称形に並び、前記第１前凹平坦面部と前記第１後凹平坦面部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番大きく、前記第ｎ前凹平坦面部と前記第ｎ後凹平坦面部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番小さい請求項１に記載の鋼材ダンパー。
【請求項５】
前記前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１前凹平坦面部～第ｎ前凹平坦面部の径方向の幅寸法が、該第１前凹平坦面部～第ｎ前凹平坦面部において同一又は該第１前凹平坦面部～第ｎ前凹平坦面部においてランダムであり、又は、該第１前凹平坦面部から該第ｎ前凹平坦面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１前凹平坦面部から該第ｎ前凹平坦面部に向かって次第に大きくなり、前記後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１後凹平坦面部～第ｎ後凹平坦面部の径方向の幅寸法が、該第１後凹平坦面部～第ｎ後凹平坦面部において同一又は該第１後凹平坦面部～第ｎ後凹平坦面部においてランダムであり、又は、該第１後凹平坦面部から該第ｎ後凹平坦面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１後凹平坦面部から該第ｎ後凹平坦面部に向かって次第に大きくなっている請求項４に記載の鋼材ダンパー。
【請求項６】
前記第１前凹面部～第ｎ前凹面部が、前記前面から前記後面に向かって凹むとともに前記外周縁から中心に向かって下り勾配に傾斜しつつ該前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１前凹斜面部～第ｎ前凹斜面部であり、前記第１後凹面部～第ｎ後凹面部が、前記後面から前記前面に向かって凹むとともに前記外周縁から中心に向かって下り勾配に傾斜しつつ該後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１後凹斜面部～第ｎ後凹斜面部であり、前記鋼材ダンパーでは、前記第１前凹斜面部～第ｎ前凹斜面部と前記第１後凹斜面部～第ｎ後凹斜面部とが互いに同形同大であって前記ダンパーパネルの前後方向へ対称形に並び、前記第１前凹斜面部と前記第１後凹斜面部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番大きく、前記第ｎ前凹斜面部と前記第ｎ後凹平斜部との間の前記ダンパーパネルの厚み寸法が１番小さい請求項１に記載の鋼材ダンパー。
【請求項７】
前記前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１前凹斜面部～第ｎ前凹斜面部の径方向の幅寸法が、該第１前凹斜面部～第ｎ前凹斜面部において同一又は該第１前凹斜面部～第ｎ前凹斜面部においてランダムであり、又は、該第１前凹斜面部から該第ｎ前凹斜面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１前凹斜面部から該第ｎ前凹斜面部に向かって次第に大きくなり、前記後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形を画いて延びる前記第１後凹斜面部～第ｎ後凹斜面部の径方向の幅寸法が、該第１後凹斜面部～第ｎ後凹斜面部において同一又は該第１後凹斜面部～第ｎ後凹斜面部においてランダムであり、又は、該第１後凹斜面部から該第ｎ後凹斜面部に向かって次第に小さくなり、或いは、該第１後凹斜面部から該第ｎ後凹斜面部に向かって次第に大きくなっている請求項６に記載の鋼材ダンパー。
【請求項８】
前記第１連結パネルが、建造物を構成する第１構造部材から延びる第１取り付け部材の自由端部に所定の連結手段によって連結され、前記第２連結パネルが、前記建造物を構成して前記第１構造部材と上下方向又は幅方向へ離間正対する第２構造部材から延びる第２取り付け部材の自由端部に所定の連結手段によって連結され、前記ダンパーパネルが、上下方向又は幅方向へ離間する前記第１取り付け部材の自由端部と前記第２取り付け部材の自由端部との間のスペースに位置している請求項１ないし請求項８いずれかに記載の鋼材ダンパー。
【請求項９】
前記第１連結パネルが、建造物を構成する第１構造部材と前記第１構造部材に対して上下方向へ離間対向する第２構造部材との間に延びる第１取り付け部材の対向側部に所定の連結手段によって連結され、前記第２連結パネルが、前記第１構造部材と前記第２構造部材との間に延びていて前記第１取り付け部材に対して幅方向へ離間対向する第２取り付け部材の対向側部に所定の連結手段によって連結され、前記ダンパーパネルが、幅方向へ離間する前記第１取り付け部材の対向側部と前記第２取り付け部材の対向側部との間のスペースに位置している請求項１ないし請求項８いずれかに記載の鋼材ダンパー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震等による振動発生時にダンパーパネルが塑性変形することで制震機能を発揮する鋼材ダンパーに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
上部構造の鉛直荷重を支持するために上下部構造間に設置される可動支承と、上部構造の水平変位を拘束して可動支承を固定支承として機能させるために、可動支承と組み合わせて上下部構造間に設置される変位拘束装置とから形成され、変位拘束装置が、上下部構造の一方に設置される低降伏点鋼を用いた鋼材ダンパーと、上下部構造の他方に設置され、鋼材ダンパーの両端部に常に当接してダンパーを上下部構造間に固定する１対のストッパとを備えた橋梁における固定支承部の支承構造が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この支承構造に利用されている鋼材ダンパーは、Ｈ型の鋼材から作られ、所定厚みのパネル状のウェブと、ウェブの両側縁に連接されてウェブの変形を防止する一対のフランジとから形成されている。鋼材ダンパーは、地震が発生し、それに水平荷重が作用すると、それが塑性変形することで制震機能を発揮するが、ウェブやフランジが塑性変形し難いことから、地震等による振動発生時に振動エネルギー（地震エネルギー）を十分に減衰させることができない。
【０００４】
前記特許文献１に開示の鋼材ダンパーの問題点を解決するために改良された低降状点鋼材製の橋梁用変厚剪断パネル型制御装置が開示されている（特許文献２参照）。この橋梁用変厚剪断パネル型制御装置は、橋梁下部構造の橋梁上部構造との対向部に連結される下部連結部と、橋梁上部構造の橋梁下部構造との対向部に連結される上部連結部と、下部連結部と上部連結部を接続する塑性変形部と、塑性変形部の表裏両面に凹設した正面視円形で中心部に向かうにつれて凹み量が増大する曲面状凹部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第３７５５８８６号公報
特開２００８－１７９９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献２に開示の橋梁用変厚剪断パネル型制御装置は、地震が発生し、それに水平荷重が作用すると、塑性変形部が塑性変形して制震機能を発揮し、地震発生時に地震エネルギーを減衰させる。地震発生時に塑性変形部が塑性変形した場合、橋梁用変厚剪断パネル型制御装置を交換するが、塑性変形部の変形度合いが分かりづらく、未だ制震機能を発揮し得る状態か否かを的確に判断することができず、制震機能を失ったパネル型制御装置の適切な交換時期を逸してしまう恐れがある。さらに、制震機能を発揮し得る状態にあるにもかかわらず交換されてしまう場合があり、橋梁用変厚剪断パネル型制御装置が無駄に廃棄されてしまう場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、地震等による振動発生時にダンパーパネルが確実に塑性変形することで、振動発生時に振動エネルギー（地震エネルギー）を十分に減衰させることができ、振動による建造物の変形や損傷を最小限にすることができるとともに、塑性変形の変形度合いを容易に確認することができ、制震機能を発揮し得る状態か否かを的確に判断することができる鋼材ダンパーを提供することにある。本発明の他の目的は、地震等による振動発生後に継続使用か交換かを的確に判断することができ、むやみに交換されることはなく、無駄な廃棄を防ぐことができるとともに、制震機能を失ったダンパーの交換時期の逸脱を防ぐことができる鋼材ダンパーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本発明の前提は、所定厚みを有する第１連結パネルと、所定厚みを有して第１連結パネルの反対側に位置する第２連結パネルと、所定厚みを有して第１及び第２連結パネルの間に延びるダンパーパネルとから形成され、振動発生時にダンパーパネルが塑性変形することで制震機能を発揮する鋼材ダンパーである。
【０００９】
前記前提における本発明の特徴は、ダンパーパネルが、その前面における中央域に成形されて前面からダンパーパネルの後面に向かって凹む前凹面エリアと、後面における中央域に成形されて後面から前面に向かって凹む後凹面エリアとを有し、前凹面エリアが、その外周縁から中心に向かって凹み寸法が段階的に大きくなるとともに前面の中央域において弧を画く第１前凹面部～第ｎ前凹面部を有し、後凹面エリアが、その外周縁から中心に向かって凹み寸法が段階的に大きくなるとともに後面の中央域において弧を画く第１後凹面部～第ｎ後凹面部を有することにある。
【００１０】
本発明の一例としては、第１前凹面部～第ｎ前凹面部が、前面から後面に向かって凹むとともに中心に向かって所定の曲率半径で弧を画きつつ前面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部であり、第１後凹面部～第ｎ後凹面部が、後面から前面に向かって凹むとともに中心に向かって所定の曲率半径で弧を画きつつ後面の中央域において円形又は楕円形或いは小判形に成形された第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部であり、鋼材ダンパーでは、第１前凹曲面部～第ｎ前凹曲面部と第１後凹曲面部～第ｎ後凹曲面部とが互いに同形同大であってダンパーパネルの前後方向へ対称形に並び、第１前凹曲面部と第１後凹曲面部との間のダンパーパネルの厚み寸法が１番大きく、第ｎ前凹曲面部と第ｎ後凹曲面部との間のダンパーパネルの厚み寸法が１番小さい。
（【００１１】以降は省略されています）

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