(57)【要約】【課題】相対加速度に比例する反力を生じる慣性質量ダンパーにおいて、過大な加速度が作用した場合にダンパー反力（負担力）を制限して頭打ちとする。【解決手段】相対振動を回転運動に変換して回転錘１０に伝達する振動伝達機構としてのボールねじ機構と回転錘１０との間に、回転錘を振動伝達機構に対してトルク伝達可能に連結するとともにそれらの間で伝達されるトルクが所定の制限値を超えた時点で回転錘を振動伝達機構に対して相対回転させてトルク伝達を制限するトルク制限機構１１を介装する。トルク制限機構を滑り材１７の摩擦力を利用する構成とするか、あるいは汎用のトルク保持装置を利用する。【選択図】図３
2010019347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに離接する方向に相対振動する構造体間に設置され、それら構造体間に生じる相対振動を振動伝達機構により回転運動に変換して回転錘に伝達して該回転錘を回転させることにより、該回転錘の慣性質量による反力を前記構造体に作用せしめて前記相対振動に対する制振効果を得る構成の慣性質量ダンパーであって、
前記振動伝達機構と前記回転錘との間に、該回転錘を該振動伝達機構に対してトルク伝達可能に連結するとともにそれらの間で伝達されるトルクが所定の制限値を超えた時点で回転錘を振動伝達機構に対して相対回転させてトルク伝達を制限するトルク制限機構を介装してなることを特徴とする慣性質量ダンパー。
【請求項２】
請求項１記載の慣性質量ダンパーであって、
前記振動伝達機構をボールねじ軸とボールナットによるボールねじ機構により構成するとともに、前記ボールねじ軸にフランジプレートを固定して、該フランジプレートに対して前記回転錘を前記トルク制限機構を介して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで相対回転可能に連結してなり、
前記トルク制限機構を、前記フランジプレートと前記回転錘の双方に跨るように支圧プレートを装着して、該支圧プレートをトルク調整ボルトにより前記回転錘または前記フランジプレートに対して締結することによって該支圧プレートにより前記フランジプレートまたは前記回転錘を所定の押圧力で挟持するとともに、前記支圧プレートと前記フランジプレートまたは前記回転錘との間に前記制限値を超えるトルクで滑りを生じる滑り材を介装してなることを特徴とする慣性質量ダンパー。
【請求項３】
請求項１記載の慣性質量ダンパーであって、
前記振動伝達機構をボールねじ軸とボールナットによるボールねじ機構により構成して、該ボールねじ機構における前記ボールねじ軸または前記ボールナットに対して前記回転錘を前記トルク制限機構を介して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで相対回転可能に連結してなり、
前記トルク制限機構を、前記ボールねじ軸または前記ボールナットに対して一体回転可能に連結されるハブと、該ハブに対して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで滑りを生じて相対回転可能に装着されたフランジを有するトルク保持装置により構成して、該トルク保持装置における前記フランジに対して前記回転錘を一体回転可能に連結してなることを特徴とする慣性質量ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転錘による慣性質量効果を利用した慣性質量ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように慣性質量ダンパー（慣性接続要素ともいわれる）はダンパー両端の相対加速度に比例した反力を生じる装置であって、一般にはボールねじ軸とボールナットから構成されるボールねじ機構を振動伝達機構として利用して構造体の振動を回転錘（フライホイール）の回転運動に変換することにより、回転錘の実際の質量の数百倍もの慣性質量効果を生み出せるものである。
【０００３】
図３３はそのような慣性質量ダンパーの基本構成を示すものである。これは、互いに離接する方向に相対振動する２つの構造体Ａ，Ｂ間に介装されてその相対振動に対する制振効果を得るためのもので、振動伝達機構としてのボールねじ機構１を構成しているボールねじ軸２の一端を構造体Ａに対して回転自在に支持するとともに、それに螺着させたボールナット３を構造体Ｂに対して固定し、ボールねじ軸２の他端部を構造体Ｂを貫通させてその先端部に回転錘４（フライホイール）を取り付けたものである。
この慣性質量ダンパーでは、構造体Ａ，Ｂ間に生じる相対振動によりボールナット３がボールねじ軸２に対して軸方向に相対変位し、それに伴ってボールねじ軸２が回転（自転）せしめられて回転錘４が回転し、それにより生じる慣性質量ψによる反力Ｐが構造体Ａ、Ｂ間に作用して優れた制振効果が得られるものである。
【０００４】
この種の慣性質量ダンパーを利用するものとして、特許文献１に示される免震システムや特許文献２に示される上下免震装置が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１６９３５号公報
【特許文献２】特開２００７−７１３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の慣性質量ダンパーは、図３４に示すように構造体Ａ，Ｂ間の相対加速度に比例して反力が生じる（慣性質量ψがその比例定数となる）という線形の特性を呈することから、優れた制振効果が得られる反面、地震時に想定を超える過大な相対加速度がダンパーに作用した場合にはダンパー自体や構造体への接合部に過大な応力が生じて破損を生じてしまう懸念もあり、したがってそのような場合に対するフェールセーフ機能が求められている。
【０００６】
上記事情に鑑み、本発明は過大な加速度が作用した場合にダンパー反力（負担力）を制限して頭打ちとすることができ、以て破損を防止し得る有効適切な慣性質量ダンパーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、互いに離接する方向に相対振動する構造体間に設置され、それら構造体間に生じる相対振動を振動伝達機構により回転運動に変換して回転錘に伝達して該回転錘を回転させることにより、該回転錘の慣性質量による反力を前記構造体に作用せしめて前記相対振動に対する制振効果を得る構成の慣性質量ダンパーであって、前記振動伝達機構と前記回転錘との間に、該回転錘を該振動伝達機構に対してトルク伝達可能に連結するとともにそれらの間で伝達されるトルクが所定の制限値を超えた時点で回転錘を振動伝達機構に対して相対回転させてトルク伝達を制限するトルク制限機構を介装してなることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の慣性質量ダンパーであって、前記振動伝達機構をボールねじ軸とボールナットによるボールねじ機構により構成するとともに、前記ボールねじ軸にフランジプレートを固定して、該フランジプレートに対して前記回転錘を前記トルク制限機構を介して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで相対回転可能に連結してなり、前記トルク制限機構を、前記フランジプレートと前記回転錘の双方に跨るように支圧プレートを装着して、該支圧プレートをトルク調整ボルトにより前記回転錘または前記フランジプレートに対して締結することによって該支圧プレートにより前記フランジプレートまたは前記回転錘を所定の押圧力で挟持するとともに、前記支圧プレートと前記フランジプレートまたは前記回転錘との間に前記制限値を超えるトルクで滑りを生じる滑り材を介装してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の慣性質量ダンパーであって、前記振動伝達機構をボールねじ軸とボールナットによるボールねじ機構により構成して、該ボールねじ機構における前記ボールねじ軸または前記ボールナットに対して前記回転錘を前記トルク制限機構を介して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで相対回転可能に連結してなり、前記トルク制限機構を、前記ボールねじ軸または前記ボールナットに対して一体回転可能に連結されるハブと、該ハブに対して一体回転可能かつ前記制限値を超えるトルクで滑りを生じて相対回転可能に装着されたフランジを有するトルク保持装置により構成して、該トルク保持装置における前記フランジに対して前記回転錘を一体回転可能に連結してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の慣性質量ダンパーは、通常の慣性質量ダンパーと同様に相対加速度に比例する反力による優れた制振効果が得られることはもとより、トルク制限機構によって過大なトルク伝達を制限することによってダンパー反力を所定の制限値で頭打ちとすることができ、したがって想定外の過大な加速度が作用した場合でもダンパーや接合部の破損を防止することができる。
また、本発明の慣性質量ダンパーを用いて建物等の構造物を対象とする応答低減システムを構成すれば、応答低減効果を損なうことなく反力を有効に低減させることができる。
【００１１】
特に、相対振動を回転運動に変換して回転錘に伝達するための振動伝達機構としてはボールねじ機構が好適に採用可能であるし、トルク伝達を制限するためのトルク制限機構としては滑り材の摩擦抵抗力を利用するものや、汎用のトルク保持装置を好適に利用可能であるので、いずれにしても簡単な構成で安価に構成することができ、パッシブな応答低減システムに適用するものとして好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の実施形態である慣性質量ダンパーの概略構成を示すものである。これは図３３に示した従来の慣性質量ダンパーと同様に構造体Ａ，Ｂ間に生じる相対振動によりボールねじ機構１を介して回転錘１０（フライホイール）を回転させてその慣性質量効果により制振効果を得ることを基本とするものであるが、従来のものは単なる円盤状の回転錘４をボールねじ軸２に対して直接固定しているのに対し、本実施形態の慣性質量ダンパーは環状の回転錘１０をボールねじ軸２に対してトルク制限機構１１を介して連結した構成とされ、ボールねじ軸２のトルクが所望の制限値を超えると回転錘１０がボールねじ軸２と一体には回転し得ずにスリップ回転し、それにより制限値以上のトルク伝達が制限されて実質的にトルク伝達が頭打ちになる構成とされている。
【００１３】
具体的には、図３〜図４に示すように、ボールねじ軸２に小径のフランジプレート１２が装着されてロックナット１３によりボールねじ軸２に対して回転不能に固定され、そのフランジプレート１２の外側に環状の回転錘１０が配置され、その回転錘１０がトルク制限機構１１を介してフランジプレート１２に対して相対回転可能な状態で装着されている。
トルク制限機構１１は、フランジプレート１２と回転錘１０の双方に跨る大きさの２枚の環状の支圧プレート１４をそれらフランジプレート１２と回転錘１０の両面側に配置し、支圧プレート１４の外周部を回転錘１０に対してトルク調整ボルト１５によって締結するとともにその締結部には皿ばね１６を介装し、かつ支圧プレート１４の内周部とフランジプレート１２との間には環状の滑り材１７を介装することにより、両側の支圧プレート１４によってフランジプレート１２を滑り材１７を介して押圧状態で挟持する構成とされている。
【００１４】
上記構成のトルク制限機構１１は、フランジプレート１２と支圧プレート１４との間に介装された滑り材１７に対して、トルク調整ボルト１１による締結力によって圧縮された皿ばね１６を介して圧縮応力が作用し、フランジプレート１２のトルクがその摩擦抵抗力を超えない範囲では回転錘１０がフランジプレート１２と一体的に回転するが、トルクが摩擦抵抗力を上回ると滑り材１７による滑りを生じて回転錘１０はフランジプレート１２に対して相対回転してしまい、それ以上のトルク伝達が制限される。
【００１５】
この場合、滑り始めるときのトルクＴ0、つまりトルク伝達が限界となる制限値は、トルク調整ボルト１５により皿ばね１６を介して滑り材１７に導入する圧縮応力（つまりは摩擦抵抗力）を調整することにより設定することができる。
すなわち、滑り始めるときのトルクＴ0は、トルク調整ボルト１５により滑り材１７に導入される圧縮応力Ｎ、滑り材１７の摩擦係数μ、滑り材１７の径寸法（内径寸法と外径寸法の平均値の１／２。図３に示す回転中心からの距離ａ）によって次式で定まる（２倍となっているのは摩擦面が２面であるためである）。
Ｔ0＝２μＮａ
【００１６】
本実施形態の慣性質量ダンパーにおいて生じる反力Ｐは、基本的には従来のこの種のダンパーと同様に相対加速度に比例する特性となるのであるが、上記のようにトルク制限機構１１によって回転錘１０に伝達されるトルクが実質的に頭打ちになることによりその反力Ｐも頭打ちになり、したがって図２に示すように慣性質量ψを比例定数とする第１勾配を有するのみならず、所定の相対加速度以上では緩やかな第２勾配を有する非線形を呈するものとなる。
この場合、反力Ｐは、ボールねじ機構１に作用するトルクＴ、ボールねじ軸２のリード（ねじ山ピッチ）Ｌｄとすると
Ｐ＝（２π／Ｌｄ）Ｔ
となるから、頭打ちとなる反力Ｐ0は、上記の滑り始めるときのトルクＴ0、つまりトルク伝達を制限するべき制限値から
Ｐ0＝（２π／Ｌｄ）Ｔ0
となる。
【００１７】
なお、ボールねじ軸２やフランジプレート１２の慣性モーメントによりボールねじ機構１自体が生じる慣性質量を完全に無視し得る場合には、伝達トルクが頭打ちとなった以降は反力Ｐ0がそのまま増大することなく保持されるが、実際上は図２に示しているようにボールねじ機構１自体の慣性質量ψ1（相対すべり回転しないでねじと一体化したプレート、ナット等を含む）よる緩やかな第２勾配によりわずかな反力増加分が生じることになる。
いずれにしても、本実施形態の慣性質量ダンパーは反力が一定の制限値に達した以降は実質的にそれを保持するものであり、したがって反力がゼロになってダンパー機能を失うものではないばかりか、後述するように反力が頭打ちとなった以降は摩擦ダンパーとしても機能し得るものである。
【００１８】
本実施形態の慣性質量ダンパーの効果を以下に列挙する。
（１）ダンパー反力を所定の制限値で頭打ちにできる（実質的に制限値に保持するか、もしくはその後の増分を充分に小さくできる）から、想定外の過大な加速度が作用した場合でも、ダンパーや接合部の破損を防止することができる。
なお、本発明の慣性質量ダンパーのように相対加速度に比例した反力をもつものではない他の形式のダンパーにおいては、反力を頭打ちにすること自体は既知の技術である。たとえば、反力が相対速度に比例する粘性ダンパー（オイルダンパー等）においては、逃がし弁によるリリーフ機構によりピストン内圧を調整して過大な反力が生じないように制限する機構が知られている。また、反力が相対変位に比例する履歴ダンパー（鋼材ダンパー等）においては、弾性範囲内ではバネ剛性が線形で変位に比例した反力となるが、降伏後には変位増分による耐力増加はわずかになって自ずとダンパーに過大な反力が生じないものとなる。
【００１９】
（２）トルク制限機構１１はトルクを一定に保持しながら回転錘１０を回転させる機構であるので、反力が制限値を超えると滑りを生じて相対回転を生じ、そのときに滑り面に摩擦力が作用しつつ変位するので、その状態では摩擦ダンパーとして機能し得る。つまり、本実施形態のダンパーは反力が制限値に達するまでは通常の慣性質量ダンパーとして機能し、それを超えると摩擦ダンパーとして機能するという、従来にない複合的な機能のダンパーとして機能する。
なお、摩擦ダンパーとして挙動すると滑り材１７の周辺部では発熱が生じるので、必要に応じて周辺部材の耐熱性能や放熱性能を考慮すれば良いが、本実施形態では滑り材１７に接するフランジプレート１２や支圧プレート１４等の部材としていずれも鋼材を採用可能であるので、摩擦による温度上昇が生じても耐熱性や放熱性に特に問題は生じない。
【００２０】
（３）トルク制限機構１１は滑り材１７による摩擦滑りを利用した単純な機構なので安価に製造できるし、トルク調整ボルト１５による締結力の調整のみで摩擦力の調整（つまり頭打ちとするトルクの調整）も容易に行うことができる。また、皿ばね１６を介して摩擦面に対して面的に圧縮力をかけているので、多少の摩耗があっても安定した面圧を保持できる。
【００２１】
（４）本実施形態の慣性質量ダンパーを建物や構造物等に設置して応答低減システムを構成する場合、ダンパー反力を頭打ちにするという非線形特性を考慮することにより、頭打ちにしない通常の線形特性のダンパーを用いる場合に比べてダンパー反力を１／２程度に低減できるにも拘わらず、ダンパー本来の特性は大きく変化せずに構造体の応答を同等にできる。
このことは、従来一般の線形特性の慣性質量ダンパーを用いる応答低減システムの制振効果を劣化させずに反力だけを有効に低減させ得ることを意味し、その結果、ダンパー自体のみならず構造体への負荷も低減でき、接合部や構造躯体も含めた総コストの軽減を図ることができる（この点については後述する）。
【００２２】
以上で本発明の慣性質量ダンパーの最も基本的な構成例を説明したが、以下にその変形例を図５〜図８を参照して説明する。
上記実施形態ではトルク制限機構１１における支圧プレート１４を回転錘１０に対して連結して、伝達トルクが制限値を超えた際にはトルク制限機構１１を回転錘１０とともにフランジプレート１２に対して相対回転させるようにしたが、図５に示すように支圧プレート１４をフランジプレート１２に対して連結して滑り材１７を支圧プレート１４と回転錘１０との間に介装することにより、トルク制限機構１１をフランジプレート１２とともに回転させて回転錘１０のみをそれらに対して相対回転させるようにしても良い。
なお、その場合には、トルク制限機構１１がフランジプレート１２とともに回転することから、反力Ｐが頭打ちとなった以降の慣性質量ψ１はその分だけ大きくなり、図２に示す特性図における第２勾配は上記の場合に比べてやや大きくなる。
【００２３】
トルク制限機構１１としては、各種分野で使用されている各種のトルク保持装置の類を利用することも考えられ、たとえば図６〜図７に市販のトルク保持装置２０（いわゆるトルクキーパー）を利用する場合の構成例を示す。
そのトルク保持装置２０は、ハブ２１に対してフランジ２２を滑り軸受け２３を介して相対回転可能に装着し、ハブ２１に固定した調節ナット２４に調節ボルト２５を螺着してパイロットプレート２６、皿ばね２７を介してプレート２８をフランジ２２に押圧する構成としたものであり、所定トルクまではハブ２１とフランジ２２とが一体に回転するが、それを超えるとフランジ２２がハブ２１に対してスリップして相対回転を生じるものである。
このトルク保持装置２０をボールねじ軸２に対して一体に回転可能に固定し、フランジ２２に対して回転錘１０を連結すると、ボールねじ機構１からの伝達トルクが所定の制限値を超えるまではトルク保持装置２０と回転錘１０の全体が一体に回転するが、制限値を超えるとフランジ２２および回転錘１０のみがハブ２１に対してスリップ回転を生じてそれ以上のトルク伝達が制限される。
【００２４】
以上の実施形態は、いずれもボールねじ機構１におけるボールねじ軸２を回転させる場合（ボールナット３は回転させずにボールねじ軸２に対して軸方向に相対移動させる場合）の構成例であるが、逆にダンパー内でボールナット３を回転させる場合（ボールねじ軸２は回転させずにボールナット３に対して軸方向に相対移動させる場合）にも適用できる。
図８はその場合の構成例であって、ボールナット３をダンパーケーシング２９に対してベアリング３０により回転自在で支持してそのボールナット３に上記のトルク保持装置２０を連結し、ボールねじ軸２をそれらボールナット３とトルク保持装置２０に挿通させて軸方向に変位させることによって、トルク保持装置２０（つまりトルク制限機構１１）をボールナット３とともに一体に回転させるようにしたものであり、この場合も上記と同様に機能するものとなる。
【００２５】
次に、本発明の慣性質量ダンパーを建物等の構造体に設置して応答低減システム（ＴＭＤ機構および振動遮断機構）を構成する場合の具体的な設計例とその効果について説明する。
【００２６】
（Ｉ）付加バネと直列に設置する場合
図９に示すように、固定端に対して構造体バネと構造体減衰により支持された１質点系の構造体を対象として慣性質量ダンパーを設置してＴＭＤ機構として機能させる場合において、その慣性質量ダンパーとして、図１に示したような本発明のトルク制限機構付きの慣性質量ダンパーを用いるケースと、図３３に示したようなトルク制限機構のない従来の単なる慣性質量ダンパーを用いるケースについて、比較検討を行う。
【００２７】
「設計条件」
構造体質量M＝100ton、構造体バネ剛性K＝39.5kN/cm、構造体減衰C＝0.25kN/kine、構造体の固有振動数f＝1.0Hz、構造体の減衰定数h＝0.02とする。
付加質量を構造体の0.1倍の質量をもつＴＭＤとして設計し、したがって付加質量としての慣性質量ψ＝10ton、付加バネ剛性k0＝3.36kN/cm、付加減衰c0＝0.25kN/kine、付加振動系の固有振動数f＝0.92Hz、付加振動系の減衰定数h0＝0.216とする。
トルク制限機構を設けるケースでは、図１０に示すように、ダンパー両端の相対加速度1.0m/s2（100gal）で滑り始める設計とし、したがって頭打ちとなる反力をP0＝10kNに設定する。滑り後の慣性質量ψ1は初期の1/10として、ψ1＝0.1ψ＝1tonとする。
【００２８】
この場合、ダンパーに角振動数ωの正弦波加振で変位振幅を与えたときのダンパー反力（負担力）とダンパー両端の相対変位との関係は図１１のようになり、ダンパー特性が非線形であることから正弦波振動でも履歴吸収エネルギー（図１１において平行四辺形で示される履歴面積）があることが分かる。なお、ダンパーが線形の場合（トルク制限がない場合）には原点を通る直線上を往復するだけの特性になるので履歴吸収エネルギーはない。
【００２９】
解析に用いる入力地震動としては図１２に示すＴＡＦＴ（ＥＷ）を用い、最大加速度176galを固定端から入力するものとする。
【００３０】
「応答解析結果」
図１３〜図１７に応答解析結果としての質点変位、質点加速度、ダンパー変位、ダンパー加速度、ダンパー反力を示す。いずれも太線が本発明の慣性質量ダンパー（トルク制限機構を有する非線形特性のもの）による場合であり、細線が従来の慣性質量ダンパー（トルク制限機構のない線形特性のもの）による場合である。
これらの結果から、本発明の場合には質点変位、質点加速度は殆ど変わらないもののダンパー反力を大きく低減できることが分かる。特に、図１６（ｂ）および図１７（ｂ）から、4秒付近で滑り始めた以降は慣性質量効果による周期延長効果が低減して位相が進み、ダンパー加速度が増すものの反力が６０％程度に大幅に低減することが分かる。なお、ダンパー加速度は若干増えるが問題にならない程度である。
【００３１】
この場合のダンパー履歴特性を図１８〜図１９に示す。図１８は反力（ダンパー負担力）と相対加速度の関係を表し、図１０に示した特性図とほぼ同様の結果が得られた。図１９は反力（ダンパー負担力）と相対変位の関係を表し、図１１に示した履歴特性とほぼ同様の結果が得られた。
【００３２】
さらに、参考までに、慣性質量ダンパーを設置する場合の改善効果をそれを設置しない場合と比較して図２０〜図２１に示す。ここでの慣性質量ダンパーは図３３〜図３４に示したような従来一般のトルク制限機構のない線形特性のものであるが、そのような慣性質量ダンパーを用いる場合（太線で示す）には、それを設置しない場合（細線で示す）に較べて、最大応答値が変位で３８％、加速度で３６％も低減することが分かる。
以上により、トルク制限機構のない従来の慣性質量ダンパーを用いる場合であっても充分な応答低減効果が得られるが、本発明のトルク制限機構付きの慣性質量ダンパーを用いることにより（従来の慣性質量ダンパーにトルク制限機構を付加することにより）、さらなる改善効果が得られることが分かる。
【００３３】
（II）構造体バネと並列に設置する場合
図２２に示すように、固定端に対して構造体バネと構造体減衰により支持された１質点系の構造体を対象として慣性質量ダンパーを構造体バネと並列に設置する場合において、その慣性質量ダンパーとして、図１に示したような本発明のトルク制限機構付きの慣性質量ダンパーを用いるケースと、図３３に示したようなトルク制限機構のない従来の慣性質量ダンパーを用いるケースについて比較検討を行う。
【００３４】
「設計条件」
上記（I）の場合と同様に、構造体質量M＝100ton、構造体バネ剛性K＝39.5kN/cm、構造体減衰C＝0.25kN/kine、構造体の固有振動数f＝1.0Hz、構造体の減衰定数h＝0.02とする。
付加質量としての慣性質量ψを構造体の1.0倍としてψ＝100tonとし、それに付加減衰を並列に設置し、付加減衰ｃ0＝1.26kN/kine（構造体減衰の約5倍）とする。
トルク制限機構を設けるケースでは、図２３に示すように、ダンパー両端の相対加速度0.4m/s2（40gal）で滑り始める設計とし、したがって頭打ちとなる反力をP0＝40kNに設定する。滑り後の慣性質量ψ1は初期の1/10として、ψ1＝0.1ψ＝10tonとする。
【００３５】
この場合も、ダンパー反力（負担力）とダンパー両端の相対変位との関係は図２４に示すようになり、（Ｉ）の場合と同様に履歴吸収エネルギーがある。
【００３６】
「応答解析結果」
入力地震動は（I）の場合と同様（図１２）とし、図２５〜図２８に応答解析結果としての質点変位、質点加速度、ダンパー加速度、ダンパー反力を示す。
これらの結果から、質点変位、質点加速度は殆ど変わらず、ダンパー反力を大きく低減できることが分かる。特に、図２７（ｂ）および図２８（ｂ）から、3.7秒付近で滑り始めた以降はダンパー加速度が増すもののダンパー反力が５０％程度に大幅に低減することが分かる。なお、この場合もダンパー加速度は若干増えるが問題にならない程度である。
【００３７】
この場合のダンパー履歴特性を図２９〜図３０に示す。図２９は反力（ダンパー負担力）と相対加速度の関係を表し、図２３に示した特性図とほぼ同様に結果が得られた。図３０は反力（ダンパー負担力）と相対変位の関係を表し、図２４に示した履歴特性とほぼ同様の結果が得られた。
【００３８】
さらに、参考までに、慣性質量ダンパーを設置する場合の改善効果を、それを設置しない場合と比較して図３１〜図３２に示す。ここでの慣性質量ダンパーは従来一般のトルク制限機構のない線形特性のものであるが、そのような慣性質量ダンパーを用いる場合（太線で示す）には、それを設置しない場合（細線で示す）に較べて、最大応答値が変位で２３％、加速度で３７％も低減することが分かる。
以上により、トルク制限機構のない従来の慣性質量ダンパーを用いる場合であっても充分な応答低減効果が得られるが、本発明のトルク制限機構付きの慣性質量ダンパーを用いることにより（従来の慣性質量ダンパーにトルク制限機構を付加することにより）、反力を頭打ちしながらさらなる改善効果が得られことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態である慣性質量ダンパーの概略構成図である。
【図２】同、特性を示す図である。
【図３】同、要部拡大断面図である。
【図４】同、要部組立図である。
【図５】同、他の構成例を示す図である。
【図６】同、他の構成例を示す図である。
【図７】同、要部組立図である。
【図８】同、他の構成例を示す図である。
【図９】本発明の慣性質量ダンパーによる応答低減システムの概要を示す図である。
【図１０】同、特性を示す図である。
【図１１】同、特性を示す図である。
【図１２】同、解析に用いる入力地震動を示す図である。
【図１３】同、応答解析結果を示す図である。
【図１４】同、応答解析結果を示す図である。
【図１５】同、応答解析結果を示す図である。
【図１６】同、応答解析結果を示す図である。
【図１７】同、応答解析結果を示す図である。
【図１８】同、応答解析結果を示す図である。
【図１９】同、応答解析結果を示す図である。
【図２０】同、応答解析結果を示す図である。
【図２１】同、応答解析結果を示す図である。
【図２２】本発明の慣性質量ダンパーによる他の応答低減システムの概要を示す図である。
【図２３】同、特性を示す図である。
【図２４】同、特性を示す図である。
【図２５】同、応答解析結果を示す図である。
【図２６】同、応答解析結果を示す図である。
【図２７】同、応答解析結果を示す図である。
【図２８】同、応答解析結果を示す図である。
【図２９】同、応答解析結果を示す図である。
【図３０】同、応答解析結果を示す図である。
【図３１】同、応答解析結果を示す図である。
【図３２】同、応答解析結果を示す図である。
【図３３】従来一般の慣性質量ダンパーの概略構成を示す図である。
【図３４】同、特性図である。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ，Ｂ  構造体
１  ボールねじ機構（振動伝達機構）
２  ボールねじ軸
３  ボールナット
１０  回転錘（フライホイール）
１１  トルク制限機構
１２  フランジプレート
１３  ロックナット
１４  支圧プレート
１５  トルク調整ボルト
１６  皿ばね
１７  滑り材
２０  トルク保持装置（トルク制限機構）
２１  ハブ
２２  フランジ
２３  滑り軸受け
２４  調節ナット
２５  調節ボルト
２６  パイロットプレート
２７  皿ばね
２８  プレート
２９  ダンパーケーシング
３０  ベアリング
【図１】
2010019347.tif 000003
【図２】
2010019347.tif 000004
【図３】
2010019347.tif 000005
【図４】
2010019347.tif 000006
【図５】
2010019347.tif 000007
【図６】
2010019347.tif 000008
【図７】
2010019347.tif 000009
【図８】
2010019347.tif 000010
【図９】
2010019347.tif 000011
【図１０】
2010019347.tif 000012
【図１１】
2010019347.tif 000013
【図１２】
2010019347.tif 000014
【図１３】
2010019347.tif 000015
【図１４】
2010019347.tif 000016
【図１５】
2010019347.tif 000017
【図１６】
2010019347.tif 000018
【図１７】
2010019347.tif 000019
【図１８】
2010019347.tif 000020
【図１９】
2010019347.tif 000021
【図２０】
2010019347.tif 000022
【図２１】
2010019347.tif 000023
【図２２】
2010019347.tif 000024
【図２３】
2010019347.tif 000025
【図２４】
2010019347.tif 000026
【図２５】
2010019347.tif 000027
【図２６】
2010019347.tif 000028
【図２７】
2010019347.tif 000029
【図２８】
2010019347.tif 000030
【図２９】
2010019347.tif 000031
【図３０】
2010019347.tif 000032
【図３１】
2010019347.tif 000033
【図３２】
2010019347.tif 000034
【図３３】
2010019347.tif 000035
【図３４】
2010019347.tif 000036