(57)【要約】【課題】簡単な構成により、一つの装置で負の剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮し、免震周期を延長し、摩擦減衰により免震構造物の減衰効果を増加させ、トリガー機能も有する負剛性ダンパーを提供する。【解決手段】一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、下方に開口する凹曲面状溝５ａを有する上部材５と、他方の部材に取り付け可能で、上部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状上表面４ｂを有し、かまぼこ形に形成された下部材４と、上部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面７ａを有すると共に、下部材の凸曲面状上表面と同一曲率の凹曲面状下表面７ｂを有する摺動部材７と、摺動部材を下部材の上表面に付勢する付勢手段（コイルばね）１３、１４とを備え、摺動部材の凹曲面状下表面が下部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、摺動部材が上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら下部材の凸曲面状上表面を摺動する負剛性ダンパー。【選択図】図１
2014190507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、下方に開口する凹曲面状溝を有する上部材と、
前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記上部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状上表面を有し、かまぼこ形に形成された下部材と、
前記上部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有すると共に、前記下部材の凸曲面状上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有する摺動部材と、
該摺動部材を前記下部材の上表面に付勢する付勢手段とを備え、
該摺動部材の前記凹曲面状下表面が前記下部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、該摺動部材が前記上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記下部材の前記凸曲面状上表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする負剛性ダンパー。
【請求項２】
前記互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能に構成されると共に、前記上部材及び下部材を収容する筐体の内面と、前記下部材の下表面とが互いに相対的に摺動又は転動することを特徴とする請求項１に記載の負剛性ダンパー。
【請求項３】
互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、上方に開口する凹曲面状溝を有する下部材と、
前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記下部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状下表面を有し、かまぼこ形に形成された上部材と、
前記下部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有すると共に、前記上部材の凸曲面状下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有する摺動部材と、
該摺動部材を前記上部材の下表面に付勢する付勢手段とを備え、
該摺動部材の前記凹曲面状上表面が前記上部材の凸曲面状下表面に付勢された状態で、該摺動部材が前記下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記上部材の前記凸曲面状下表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする負剛性ダンパー。
【請求項４】
前記互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能に構成され、前記上部材及び下部材を収容する筐体の内面と、前記上部材の上表面とが互いに相対的に摺動又は転動することを特徴とする請求項３に記載の負剛性ダンパー。
【請求項５】
互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、上方に開口する凹曲面状溝を有する下部材と、
前記一方の部材に取り付け可能で、下方に開口する凹曲面状溝を有する上部材と、
前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記下部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状下表面と、前記上部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状上表面とを有する中間部材と、
前記下部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有すると共に、前記中間部材の凸曲面状下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有する第１摺動部材と、
前記上部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有すると共に、前記中間部材の凸曲面状上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有する第２摺動部材と、
前記第１摺動部材を前記中間部材の下表面に付勢する第１付勢手段と、
前記第２摺動部材を前記中間部材の上表面に付勢する第２付勢手段とを備え、
前記第１摺動部材の前記凹曲面状上表面が前記中間部材の凸曲面状下表面に付勢された状態で、かつ、前記第２摺動部材の前記凹曲面状下表面が前記中間部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、前記第１摺動部材が前記下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記中間部材の前記凸曲面状下表面を摺動すると共に、前記第２摺動部材が前記上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記中間部材の前記凸曲面状上表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする負剛性ダンパー。
【請求項６】
互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、凸曲面状上表面を有する下部材と、
前記一方の部材に取り付け可能で、凸曲面状下表面を有する上部材と、
前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、下面に、前記下部材の凸曲面状上表面より曲率の大きい凹曲面状溝と、上面に、前記上部材の凸曲面状下表面より曲率の大きい凹曲面状溝とを有する中間部材と、
前記下部材の凸曲面上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有すると共に、前記中間部材の下面の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有する第１摺動部材と、
前記上部材の凸曲面下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有すると共に、前記中間部材の上面の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有する第２摺動部材と、
前記下部材を前記第１摺動部材に付勢する第１付勢手段と、
前記上部材を前記第２摺動部材に付勢する第２付勢手段とを備え、
前記下部材の凸曲面状上表面が前記第１摺動部材の凹曲面状下表面に付勢された状態で、かつ、前記上部材の凸曲面状下表面が前記第２摺動部材の凹曲面状上表面に付勢された状態で、前記第１摺動部材が前記中間部材の下面の凹曲面状溝との間で回転しながら前記下部材の前記凸曲面状上表面を摺動すると共に、前記第２摺動部材が前記中間部材の上面の凹曲面状溝との間で回転しながら前記上部材の前記凸曲面状下表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする負剛性ダンパー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重力の作用する方向（鉛直方向）に摺動を生じさせ、水平力と水平変位の関係において負の剛性及び摩擦減衰を兼ね合わせ持つ負剛性ダンパーに関する。
【背景技術】
【０００２】
マンション等の集合住宅、事務所ビル、戸建住宅、及び橋梁等の構造物の耐震設計において、地震、風又は交通振動等の動的入力による構造物、及びその周辺の応答値のうちのいくつかを、振動エネルギ吸収装置により低減し、ある制限値以内に制御する方法が採られている。その中でも、振動エネルギ吸収装置を構造物内又は／及び構造物外に取り付け、該振動エネルギ吸収装置によって地震等の動的入力によって励起された構造物の振動応答を低減しようとする方法が最も有力な手段の一つである。
【０００３】
前記振動エネルギ吸収装置として用いられる従来のダンパーには、エネルギ吸収特性が優れている装置がいくつかあり、また各々特有の特徴がある。例えば、粘性系であるオイルダンパーを例に挙げると、構造物の持つ剛性にダンパーの減衰を付加した場合、このダンパーは、振動速度に比例した減衰力を概略仮定することで、減衰定数という形式で性能を設定することができる。
【０００４】
一方、特許文献１には、構造部材に生ずる応力の大きさを調整したり、制震建物の減衰効果を増加させたり、免震建物における地震外力の絶縁効果を増加させることが可能な負の剛性装置が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献２には、抵抗力を受ける構造物、又は、抵抗力と復帰手段の復元力とを受ける免震構造物の部位の剛性を特に大きくしなくても良い上に、広い占有スペースを必要とせず、小型に構成することのできる振動エネルギ吸収装置等が開示されている。
【０００６】
この振動エネルギ吸収装置は、液体を収容する円筒シリンダ内を２つの室に区画する可動なピストンと、可変オリフィスを介して２室を連通させる連通手段と、ピストンの円筒シリンダに対する相対的な移動方向に基づいて可変オリフィスを選択すると共に、ピストンの円筒シリンダに対する相対的な移動位置に基づいてオリフィス径を決定する選択・決定手段とを具備している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８７０７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記振動エネルギ吸収装置として用いられるオイルダンパーは、振動速度に比例した減衰力を概略仮定することで、減衰定数という形式で性能を設定することができるが、その際に構造物の持つ剛性と変位量から求められる水平力に対し、該オイルダンパーのもつ履歴減衰分の水平力が加算され、構造物に生じる水平力が構造物の持つ耐力以上になる可能性がある。
【０００９】
すなわち、ダンパーを付加することによって免震・制振効果を持たせているが、ダンパーを付加することで、剛性力を見かけ上増加させる結果となり、ダンパーを設置した構造物に、より大きな負荷を与える虞がある。従って、構造物の持つ剛性力以上の負荷をダンパーが構造物に与えてしまうという問題が生じている。
【００１０】
一方、特許文献１は、負の剛性を構造物へ付与する負の剛性装置を開示し、この負の剛性装置は、免震構造物として使用する場合には、構造物の剛性を調整する機能を有して効果的であるが、少なくとも減衰機能を有する別の装置が必要である。さらに、この負の剛性装置は、ローラ材の場合は転動し易く、可動部材の場合は線接触のため摺動し易いため、安定して直立位置を保持することができない虞がある。このことは、小さい入力で作動することに他ならないため、応答性の良さを保証するものではあるが、反面、小さな入力で容易に装置の設置中心位置が移動することになり、施工面での工夫が必要となる。
【００１１】
すなわち、特許文献１の負の剛性装置は、免震構造物として、小地震時や、温度変化、風等による比較的小さな入力の場合には、免震構造物が不要な振動を生じないように、通常与えられるトリガー機能を負担することができず、該負の剛性装置を使用した場合には、別途設ける復元力（原点復帰能力）を有する装置及び／又はエネルギ吸収装置にトリガー機能を持たせる必要があった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の負の剛性を有する振動エネルギ吸収装置は、免震構造物に使用する際、全体の剛性を特に大きくすることはないという利点があり、免震構物の免震周期を伸ばし、免震効果を高めるという効果がある。その反面、構造そのものが複雑であった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成により、一つの装置で負の剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができ、該負の剛性により、構造物への過大な入力を防止したり、作用する応力を調整できる上に、復元力を有する装置（例えば、積層ゴム体）の復元力を特に大きくする必要がないため、免震構造物の免震周期を延長することができ、また該摩擦減衰により免震構造物の減衰効果を増加させることができる上、トリガー機能も付与できる負剛性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】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明は、負剛性ダンパーであって、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、下方に開口する凹曲面状溝を有する上部材と、前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記上部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状上表面を有し、かまぼこ形に形成された下部材と、前記上部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有すると共に、前記下部材の凸曲面状上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有する摺動部材と、該摺動部材を前記下部材の上表面に付勢する付勢手段とを備え、該摺動部材の前記凹曲面状下表面が前記下部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、該摺動部材が前記上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記下部材の前記凸曲面状上表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする。
【００１５】
そして、本発明に係る負剛性ダンパーを建築構造物の梁等に介装し、この負剛性ダンパーに地震等により取付部を互いに接離させる方向に力が付加されると、摺動部材の凹曲面状下表面が下部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、摺動部材が上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら下部材の凸曲面状上表面を摺動することで、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができ、一つの装置で負剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができる。
【００１６】
上記負剛性ダンパーにおいて、前記互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能に構成されると共に、前記上部材及び下部材を収容する筐体の内面と、前記下部材の下表面とが互いに相対的に摺動又は転動するように構成することができ、筐体の内面と、下部材の下表面とを互いに相対的に摺動させた場合には、さらに大きな摩擦減衰を得ることができる。
【００１７】
また、本発明は、負剛性ダンパーであって、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、上方に開口する凹曲面状溝を有する下部材と、前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記下部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状下表面を有し、かまぼこ形に形成された上部材と、前記下部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有すると共に、前記上部材の凸曲面状下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有する摺動部材と、該摺動部材を前記上部材の下表面に付勢する付勢手段とを備え、該摺動部材の前記凹曲面状上表面が前記上部材の凸曲面状下表面に付勢された状態で、該摺動部材が前記下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記上部材の前記凸曲面状下表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る負剛性ダンパーを建築構造物の梁等に介装し、この負剛性ダンパーに地震等により取付部を互いに接離させる方向に力が付加されると、摺動部材の凹曲面状上表面が上部材の凸曲面状下表面に付勢された状態で、摺動部材が下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら上部材の凸曲面状下表面を摺動することで、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができ、一つの装置で負剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができる。
【００１９】
上記負剛性ダンパーにおいて、前記互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能に構成され、前記上部材及び下部材を収容する筐体の内面と、前記上部材の上表面とが互いに相対的に摺動又は転動するように構成することができ、筐体の内面と、上部材の上表面とを互いに相対的に摺動させた場合には、さらに大きな摩擦減衰を得ることができる。
【００２０】
さらに、本発明は、負剛性ダンパーであって、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、上方に開口する凹曲面状溝を有する下部材と、前記一方の部材に取り付け可能で、下方に開口する凹曲面状溝を有する上部材と、前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、前記下部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状下表面と、前記上部材の凹曲面状溝より曲率の小さい凸曲面状上表面とを有する中間部材と、前記下部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有すると共に、前記中間部材の凸曲面状下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有する第１摺動部材と、前記上部材の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有すると共に、前記中間部材の凸曲面状上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有する第２摺動部材と、前記第１摺動部材を前記中間部材の下表面に付勢する第１付勢手段と、前記第２摺動部材を前記中間部材の上表面に付勢する第２付勢手段とを備え、前記第１摺動部材の前記凹曲面状上表面が前記中間部材の凸曲面状下表面に付勢された状態で、かつ、前記第２摺動部材の前記凹曲面状下表面が前記中間部材の凸曲面状上表面に付勢された状態で、前記第１摺動部材が前記下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記中間部材の前記凸曲面状下表面を摺動すると共に、前記第２摺動部材が前記上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら前記中間部材の前記凸曲面状上表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る負剛性ダンパーを建築構造物の梁等に介装し、この負剛性ダンパーに地震等により取付部を互いに接離させる方向に力が付加されると、第１摺動部材が下部材の凹曲面状溝との間で回転しながら中間部材の凸曲面状下表面を摺動すると共に、第２摺動部材が上部材の凹曲面状溝との間で回転しながら中間部材の凸曲面状上表面を摺動することで、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができ、一つの装置で負剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができる。
【００２２】
また、本発明は、負剛性ダンパーであって、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材に取り付け可能で、凸曲面状上表面を有する下部材と、前記一方の部材に取り付け可能で、凸曲面状下表面を有する上部材と、前記互いに相対的に変位する一対の部材の他方の部材に取り付け可能で、下面に、前記下部材の凸曲面状上表面より曲率の大きい凹曲面状溝と、上面に、前記上部材の凸曲面状下表面より曲率の大きい凹曲面状溝とを有する中間部材と、前記下部材の凸曲面上表面と同一曲率の凹曲面状下表面を有すると共に、前記中間部材の下面の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状上表面を有する第１摺動部材と、前記上部材の凸曲面下表面と同一曲率の凹曲面状上表面を有すると共に、前記中間部材の上面の凹曲面状溝と同一曲率の凸曲面状下表面を有する第２摺動部材と、前記下部材を前記第１摺動部材に付勢する第１付勢手段と、前記上部材を前記第２摺動部材に付勢する第２付勢手段とを備え、前記下部材の凸曲面状上表面が前記第１摺動部材の凹曲面状下表面に付勢された状態で、かつ、前記上部材の凸曲面状下表面が前記第２摺動部材の凹曲面状上表面に付勢された状態で、前記第１摺動部材が前記中間部材の下面の凹曲面状溝との間で回転しながら前記下部材の前記凸曲面状上表面を摺動すると共に、前記第２摺動部材が前記中間部材の上面の凹曲面状溝との間で回転しながら前記上部材の前記凸曲面状下表面を摺動することにより、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る負剛性ダンパーを建築構造物の梁等に介装し、この負剛性ダンパーに地震等により取付部を互いに接離させる方向に力が付加されると、第１摺動部材が中間部材の下面の凹曲面状溝との間で回転しながら下部材の凸曲面状上表面を摺動すると共に、第２摺動部材が中間部材の上面の凹曲面状溝との間で回転しながら上部材の前記凸曲面状下表面を摺動することで、負の剛性を有すると共に、摩擦減衰を得ることができ、一つの装置で負の剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明によれば、簡単な構成により、一つの装置で負の剛性と摩擦減衰の両方の機能を発揮することができ、免震構造物の免震周期を延長し、摩擦減衰により免震構造物の減衰効果を増加させ、トリガー機能も有する負剛性ダンパーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る負剛性ダンパーの第１の実施形態を示す概略図であって、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明に係る負剛性ダンパーの第２の実施形態を示す概略図であって、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明に係る負剛性ダンパーの第３の実施形態を示す概略図であって、（ａ）は一部破断正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明に係る負剛性ダンパーの第４の実施形態を示す一部破断正面図である。
【図５】本発明に係る負剛性ダンパーの第５の実施形態を示す一部破断正面図である。
【図６】本発明に係る負剛性ダンパーの試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る負剛性ダンパーの第１の実施形態を示し、この負剛性ダンパー１は、筐体２と、筐体２に収容された下部材４及び上部材５と、下部材４と上部材５との間に介装された摺動部材７と、筐体２の底面に固定された摩擦板８と、摺動部材７を下部材４の凸曲面状上表面４ｂに付勢するため、上部材５とばね取付板９との間に介装されたコイルばね１３、１４等で構成される。
【００２８】
筐体２は、直方体状に形成され、左側面にクレビス３が固定され、右側面をクレビス６の連結棒１０が貫通する。また、筐体２の天板２ａ及び底板２ｂをねじ棒１１、１２が貫通する。
【００２９】
クレビス（取付部）３は、貫通孔３ａを有して板状に形成され、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材（不図示）に装着され、クレビス６は、貫通孔６ａを有して板状に形成され、他の部材（不図示）に装着され、クレビス３、６が互いに相対変位した際に、負剛性ダンパー１の機能が発揮される。
【００３０】
下部材４は、摩擦板８の直上に位置する本体４ａが凸曲面状上表面４ｂを有するかまぼこ形に形成され、下面４ｃが摩擦板８の上面を摺動する。下部材４の立板４ｄは、本体４ａの右端部から立設され、連結棒１０を介してクレビス６と連結される。
【００３１】
上部材５は、下方に開口する凹曲面状溝５ａを備え、平面視矩形状に形成され、上部材５をねじ棒１１及びねじ棒１２が貫通する。上部材５の凹曲面状溝５ａの曲率は、下部材４の凸曲面状上表面４ｂの曲率よりも大きい。
【００３２】
摺動部材７は、上部材５の凹曲面状溝５ａと同じ曲率を有する凸曲面状上表面７ａと、下部材４の凸曲面状上表面４ｂと同じ曲率を有する凹曲面状下表面７ｂとを有する棒状に形成され、下部材４の凸曲面状上表面４ｂと上部材５の凹曲面状溝５ａとの間に介装される。
【００３３】
ねじ棒１１、１２は、筐体２の天板２ａ及び底板２ｂ、並びにばね取付板９及び上部材５を上下方向に貫通し、ナット１５〜１８で筐体２に固定される。ねじ棒１１、１２の筐体２の内部に存在する上部において、平面視矩形状のばね取付板９が位置決めカラー１９、２０を介してねじ棒１１、１２に螺合して固定され、ばね取付板９と上部材５との間にコイルばね１３、１４が装着される。
【００３４】
上記構成を有する負剛性ダンパー１は、クレビス３、６を介して、建築構造物の梁やブレース等に取り付けられる。
【００３５】
次に、上記構成を有する負剛性ダンパー１の動作について、図１を参照しながら説明する。
【００３６】
建築構造物の梁等に介装された負剛性ダンパー１に、地震等によりクレビス３、６を互いに離間させる方向に力Ｆが付加されると、摺動部材７の凸曲面状上表面７ａが上部材５の凹曲面状溝５ａにコイルばね１３、１４によって付勢された状態で、かつ、摺動部材７の凹曲面状下表面７ｂが下部材４の凸曲面状上表面４ｂに付勢された状態で、摺動部材７が上部材５の凹曲面状溝５ａとの間で回転しながら、下部材４の凸曲面状上表面４ｂを左下方向に摺動する。
【００３７】
摺動部材７が下部材４の凸曲面状上表面４ｂを左下方向に摺動することで、地震等によりクレビス３、６を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された際に、クレビス３、６が互いに離間する方向により大きな反力を生じさせることとなり、いわゆる負の剛性を得ることができる。これに加え、摺動部材７の凹曲面状下表面７ｂと下部材４の凸曲面状上表面４ｂとの間の摩擦により摩擦減衰を得ることができ、さらに、クレビス３、６が互いに離間することで、下部材４の下面４ｃと摩擦板８の上面との間でも摩擦減衰を得ることができる。
【００３８】
上記動作の説明では、地震等によりクレビス３、６を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された場合について説明したが、クレビス３、６を互いに近接させる方向に力Ｆが付加された場合には、摺動部材７が上部材５の凹曲面状溝５ａとの間で回転しながら、下部材４の凸曲面状上表面４ｂを右下方向に摺動し、負の剛性を得ることができる。
【００３９】
また、摺動部材７の静摩擦力を超える力が作用しないと摺動部材７が摺動を開始しないため、トリガー機能を付与することもできる。
【００４０】
さらに、下部材４の凸曲面状上表面４ｂの曲率を変化させたり、コイルばね１３、１４のばね定数を変化させることで、負剛性ダンパー１の剛性を変化させることができる。
【００４１】
尚、上記実施の形態においては、下部材４の下方に摩擦板８を取り付け、下部材４と摩擦板８との間で摩擦減衰を得たが、摩擦板８に変えてローラ等を取り付け、下部材４を筐体２の底面上で転動させ、下部材４と筐体２との間では摩擦減衰させない構成とすることもできる。
【００４２】
また、上記実施の形態においては、下方に開口する凹曲面状溝５ａを有する上部材５と、上側凸形状でかまぼこ形に形成された本体４ａを備える下部材４とを組み合わせたが、これらを上下方向に反転し、上部材を下側凸形状でかまぼこ状に形成し、下部材に上方に開口する凹曲面状溝を設け、これらの間を摺動部材が摺動するように構成し、上記と同様の作用効果を奏することもできる。
【００４３】
次に、本発明に係る負剛性ダンパーの第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。
【００４４】
この負剛性ダンパー２１は、筐体２２と、筐体２２に収容された下部材２４、上部材２５、第１中間部材２７及び第２中間部材２８と、下部材２４と第１中間部材２７との間に介装された第１摺動部材３０と、上部材２５と第２中間部材２８との間に介装された第２摺動部材３１と、筐体２２の底面及び天井面に固定された摩擦板３３、３４と、第１摺動部材３０及び第２摺動部材３１を各々下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂ、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂに付勢するため、ばね取付板３６と筐体２２の底板２２ｂとの間、及びばね取付板３７と筐体２２の天板２２ａとの間に介装されたコイルばね４１、４２及びコイルばね３９、４０等で構成される。
【００４５】
筐体２２は、直方体状に形成され、左側面にクレビス２３が固定され、右側面をクレビス２９の連結棒３８が貫通する。また、筐体２２の天板２２ａ及び底板２２ｂをねじ棒４３〜４６が貫通する。
【００４６】
クレビス２３は、貫通孔２３ａを有して板状に形成され、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材（不図示）に装着され、クレビス２９は、貫通孔２９ａを有して板状に形成され、他の部材（不図示）に装着され、クレビス２３、２９が互いに相対変位した際に、負剛性ダンパー２１の機能が発揮される。
【００４７】
下部材２４は、摩擦板３３の直上に位置する本体２４ａが凸曲面状上表面２４ｂを有するかまぼこ形に形成され、下面２４ｃが摩擦板３３の上面を摺動する。
【００４８】
上部材２５は、摩擦板３４の直下に位置する本体２５ａが凸曲面状下表面２５ｂを有するかまぼこ形に形成され、上面２５ｃが摩擦板３４の下面を摺動する。
【００４９】
下部材２４及び上部材２５は、各々の右端部で連結板２６によって一体に接続され、下部材２４及び上部材２５は、連結板２６を介して連結棒３８及びクレビス２９に連動して移動する。
【００５０】
第１中間部材２７は、上面視矩形状の板状に形成され、下面に凹曲面状溝２７ａが形成された凸条２７ｂを備える。凹曲面状溝２７ａの曲率は、下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂの曲率より大きい。
【００５１】
第２中間部材２８は、上面視矩形状の板状に形成され、上面に凹曲面状溝２８ａが形成された凸条２８ｂを備える。凹曲面状溝２８ａの曲率は、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂの曲率より大きい。
【００５２】
第１摺動部材３０は、第１中間部材２７の凹曲面状溝２７ａと同じ曲率を有する凸曲面状上表面３０ａと、下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂと同じ曲率を有する凹曲面状下表面３０ｂとを有する棒状に形成され、下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂと第１中間部材２７の凹曲面状溝２７ａとの間に介装される。
【００５３】
第２摺動部材３１は、第２中間部材２８の凹曲面状溝２８ａと同じ曲率を有する凸曲面状下表面３１ａと、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂと同じ曲率を有する凹曲面状上表面３１ｂとを有する棒状に形成され、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂと第２中間部材２８の凹曲面状溝２８ａとの間に介装される。
【００５４】
ねじ棒４３、４４は、平面視矩形状のばね取付板３７、筐体２２の天板２２ａ及び第２中間部材２８を上下方向に貫通する。ばね取付板３７と筐体２２の天板２２ａとの間にコイルばね３９、４０が装着される。ねじ棒４３、４４の両端部には、ナット４７、４８が装着される。
【００５５】
ねじ棒４５、４６は、平面視矩形状のばね取付板３６、筐体２２の底板２２ｂ及び第１中間部材２７を上下方向に貫通する。ばね取付板３６と筐体２２の底板２２ｂとの間にコイルばね４１、４２が装着される。ねじ棒４５、４６の両端部には、ナット４９、５０が装着される。
【００５６】
上記構成を有する負剛性ダンパー２１は、クレビス２３、２９を介して、建築構造物の梁やブレース等に取り付けられる。
【００５７】
次に、上記構成を有する負剛性ダンパー２１の動作について、図２を参照しながら説明する。
【００５８】
建築構造物の梁等に介装された負剛性ダンパー２１に、地震等によりクレビス２３、２９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加されると、第１中間部材２７が第１摺動部材３０に、また第１摺動部材３０が下部材２４にコイルばね４１、４２によって付勢された状態で、第１摺動部材３０が第１中間部材２７の凹曲面状溝２７ａとの間で回転しながら、下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂを左下方向に摺動する。
【００５９】
同様に、第２中間部材２８が第２摺動部材３１に、また第２摺動部材３１が上部材２５にコイルばね３９、４０によって付勢された状態で、第２摺動部材３１が第２中間部材２８の凹曲面状溝２８ａとの間で回転しながら、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂを左上方向に摺動する。
【００６０】
第１摺動部材３０が下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂを左下方向に摺動し、第２摺動部材３１が上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂを左上方向に摺動することで、地震等によりクレビス２３、２９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された際に、クレビス２３、２９が互いに離間する方向により大きな反力を生じさせることとなり、負の剛性を得ることができる。これに加え、第１摺動部材３０の凹曲面状下表面３０ｂと下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂとの間、及び第２摺動部材３１の凹曲面状上表面３１ｂと上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂとの間の摩擦により摩擦減衰を得ることができ、さらに、クレビス２３、２９が互いに離間することで、下部材２４の下面２４ｃと摩擦板３３の上面との間、及び上部材２５の上面２５ｃと摩擦板３４の下面との間でも摩擦減衰を得ることができる。
【００６１】
上記動作の説明では、地震等によりクレビス２３、２９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された場合について説明したが、クレビス２３、２９を互いに近接させる方向に力Ｆが付加された場合には、第１摺動部材３０が下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂを右下方向に摺動し、第２摺動部材３１が上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂを右上方向に摺動することで、負の剛性を得ることができる。
【００６２】
また、第１摺動部材３０及び第２摺動部材３１の静摩擦力を超える力が作用しないと両摺動部材３０、３１が摺動を開始しないため、トリガー機能を付与することもできる。
【００６３】
さらに、下部材２４の凸曲面状上表面２４ｂの曲率や、上部材２５の凸曲面状下表面２５ｂの曲率を変化させたり、コイルばね３９〜４２のばね定数を変化させることで、負剛性ダンパー２１の剛性を変化させることができる。
【００６４】
尚、上記実施の形態においては、下部材２４の下方に摩擦板３３を取り付け、上部材２５の上方に摩擦板３４を取り付け、下部材２４と摩擦板３３との間、及び上部材２５と摩擦板３４との間で摩擦減衰を得たが、摩擦板３３、３４に変えてローラ等を取り付け、下部材２４及び上部材２５を筐体２２の内面で転動させ、下部材２４及び上部材２５と筐体２２との間では摩擦減衰させない構成とすることもできる。
【００６５】
次に、本発明に係る負剛性ダンパーの第３の実施形態について、図３を参照しながら説明する。
【００６６】
この負剛性ダンパー５１は、筐体５２と、筐体５２に収容された下部材５４、上部材５５、第１中間部材５７及び第２中間部材５８と、下部材５４と第１中間部材５７との間に介装された第１摺動部材６０と、上部材５５と第２中間部材５８との間に介装された第２摺動部材６１と、筐体５２の底面及び天井面に固定された摩擦板６３、６４と、第１中間部材５７及び第２中間部材５８を各々第１摺動部材６０、第２摺動部材６１に付勢するため、ばね取付板６６と筐体５２の底板５２ｂとの間、及びばね取付板６７と筐体５２の天板５２ａとの間に介装されたコイルばね７１、７２及びコイルばね６９、７０等で構成される。
【００６７】
筐体５２は、直方体状に形成され、左側面にクレビス５３が固定され、右側面をクレビス５９の連結棒６８が貫通する。また、筐体５２の天板５２ａ及び底板５２ｂをねじ棒７３〜７６が貫通する。
【００６８】
クレビス５３は、貫通孔５３ａを有して板状に形成され、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材（不図示）に装着され、クレビス５９は、貫通孔５９ａを有して板状に形成され、他の部材（不図示）に装着され、クレビス５３、５９が互いに相対変位した際に、負剛性ダンパー５１の機能が発揮される。
【００６９】
下部材５４は、上面視矩形状の板状に形成され、上面に凹曲面状溝５４ａが形成された凸条５４ｂを備える。下部材５４の下面５４ｃが摩擦板６３の上面を摺動する。
、
【００７０】
上部材５５は、上面視矩形状の板状に形成され、下面に凹曲面状溝５５ａが形成された凸条５５ｂを備える。上部材５５の上面５５ｃが摩擦板６４の下面を摺動する。
【００７１】
第１中間部材５７は、凸曲面状下表面５７ａを有するかまぼこ形に形成される。凸曲面状下表面５７ａの曲率は、下部材５４の凹曲面状溝５４ａの曲率より小さい。
【００７２】
第２中間部材５８は、凸曲面状上表面５８ａを有するかまぼこ形に形成される。凸曲面状上表面５８ａの曲率は、上部材５５の凹曲面状溝５５ａの曲率より小さい。
【００７３】
下部材５４及び上部材５５は、各々の右端部で連結板５６によって一体に接続され、下部材５４及び上部材５５は、連結板５６を介して連結棒６８及びクレビス５９に連動して移動する。
【００７４】
第１摺動部材６０は、下部材５４の凹曲面状溝５４ａと同じ曲率を有する凸曲面状下表面６０ａと、第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａと同じ曲率を有する凹曲面状上表面６０ｂとを有する棒状に形成され、下部材５４の凸曲面状上表面５４ａと第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａとの間に介装される。
【００７５】
第２摺動部材６１は、上部材５５の凹曲面状溝５５ａと同じ曲率を有する凸曲面状上表面６１ａと、第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａと同じ曲率を有する凹曲面状下表面６１ｂとを有する棒状に形成され、上部材５５の凹曲面状溝５５ａと第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａとの間に介装される。
【００７６】
ねじ棒７３、７４は、平面視矩形状のばね取付板６７、筐体５２の天板５２ａ及び第２中間部材５８を上下方向に貫通する。ばね取付板６７と筐体５２の天板５２ａとの間にコイルばね６９、７０が装着される。ねじ棒７３、７４の両端部には、ナット７７、７８が装着される。
【００７７】
ねじ棒７５、７６は、平面視矩形状のばね取付板６６、筐体５２の底板５２ｂ及び第１中間部材５７を上下方向に貫通する。ばね取付板６６と筐体５２の底板５２ｂとの間にコイルばね７１、７２が装着される。ねじ棒７５、７６の両端部には、ナット７９、８０が装着される。
【００７８】
上記構成を有する負剛性ダンパー５１は、クレビス５３、５９を介して、建築構造物の梁やブレース等に取り付けられる。
【００７９】
次に、上記構成を有する負剛性ダンパー５１の動作について、図３を参照しながら説明する。
【００８０】
建築構造物の梁等に介装された負剛性ダンパー５１に、地震等によりクレビス５３、５９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加されると、第１中間部材５７が第１摺動部材６０に、また第１摺動部材６０が下部材５４にコイルばね７１、７２によって付勢された状態で、第１摺動部材６０が下部材５４の凹曲面状溝５４ａとの間で回転しながら、第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａを左上方向に摺動する。
【００８１】
同様に、第２中間部材５８が第２摺動部材６１に、また第２摺動部材６１が上部材５５にコイルばね６９、７０によって付勢された状態で、第２摺動部材６１が上部材５５の凹曲面状溝５５ａとの間で回転しながら、第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａを左下方向に摺動する。
【００８２】
第１摺動部材６０が第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａを左上方向に摺動し、第２摺動部材６１が第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａを左下方向に摺動することで、地震等によりクレビス５３、５９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された際に、クレビス５３、５９が互いに離間する方向により大きな反力を生じさせることとなり、負の剛性を得ることができる。これに加え、第１摺動部材６０の凹曲面状上表面６０ｂと第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａとの間、及び第２摺動部材６１の凹曲面状下表面６１ｂと第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａ上との間の摩擦により摩擦減衰を得ることができ、さらに、クレビス５３、５９が互いに離間することで、下部材５４の下面５４ｃと摩擦板６３の上面との間、及び上部材５５の上面５５ｃと摩擦板６４の上面との間でも摩擦減衰を得ることができる。
【００８３】
上記動作の説明では、地震等によりクレビス５３、５９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された場合について説明したが、クレビス５３、５９を互いに近接させる方向に力Ｆが付加された場合には、第１摺動部材６０が第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａを右上方向に摺動し、第２摺動部材６１が第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａを右下方向に摺動することで、負の剛性を得ることができる。
【００８４】
また、第１摺動部材６０及び第２摺動部材６１の静摩擦力を超える力が作用しないと両摺動部材６０、６１が摺動を開始しないため、トリガー機能を付与することもできる。
【００８５】
さらに、第１中間部材５７の凸曲面状下表面５７ａの曲率や、第２中間部材５８の凸曲面状上表面５８ａの曲率を変化させたり、コイルばね６９〜７２のばね定数を変化させることで、負剛性ダンパー５１の剛性を変化させることができる。
【００８６】
尚、上記実施の形態においては、下部材５４の下方に摩擦板６３を取り付け、上部材５５の上方に摩擦板６４を取り付け、下部材５４と摩擦板６３との間、及び上部材５５と摩擦板６４との間で摩擦減衰を得たが、摩擦板６３、６４に変えてローラ等を取り付け、下部材５４及び上部材５５を筐体５２の内面で転動させ、下部材５４及び上部材５５と筐体５２との間では摩擦減衰させない構成とすることもできる。
【００８７】
次に、本発明に係る負剛性ダンパーの第４の実施形態について、図４を参照しながら説明する。
【００８８】
この負剛性ダンパー８１は、筐体８２と、筐体８２に収容された下部材８４、上部材８５及び中間部材８６と、下部材８４と中間部材８６との間に介装された第１摺動部材９０と、上部材８５と中間部材８６との間に介装された第２摺動部材９１と、下部材８４及び上部材８５を各々第１摺動部材９０、第２摺動部材９１に付勢するため、筐体８２の内面と下部材８４及び上部材８５の間に各々介装されたコイルばね９２、９３等で構成される。
【００８９】
筐体８２は、直方体状に形成され、左側面にクレビス８３が一体に形成され、右側面をクレビス８９の連結棒８７が貫通する。クレビス８３は、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材（不図示）に装着され、クレビス８９は、他の部材（不図示）に装着され、クレビス８３、８９が互いに相対変位した際に、負剛性ダンパー８１の機能が発揮される。
【００９０】
下部材８４は、上面視矩形状の板状に形成され、上面に凹曲面状溝８４ａが形成される。上部材８５は、上面視矩形状の板状に形成され、下面に凹曲面状溝８５ａが形成される。
【００９１】
中間部材８６は、凸曲面状下表面８６ａと凸曲面状上表面８６ｂとを有する、かまぼこ形を２つ重ね合わせた形状に形成される。凸曲面状下表面８６ａ及び凸曲面状上表面８６ｂの曲率は、下部材８４の凹曲面状溝８４ａ及び上部材８５の凹曲面状溝８５ａの曲率より小さい。中間部材８６の左側面には軸８８が延設され、右側面には連結棒８７が延設される。連結棒８７及び軸８８は各々軸受９４、９５で支持される。
【００９２】
第１摺動部材９０は、下部材８４の凹曲面状溝８４ａと同じ曲率を有する凸曲面状下表面９０ａと、中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａと同じ曲率を有する凹曲面状上表面９０ｂと、凹曲面状上表面９０ｂにさらに摺動材９０ｃを有する棒状に形成され、下部材８４の凹曲面状溝８４ａと中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａとの間に介装される。摺動材９０ｃは、中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａとの間で大きな摩擦力を生じさせ、効果的な摩擦減衰を行うことができる。
【００９３】
第２摺動部材９１は、上部材８５の凹曲面状溝８５ａと同じ曲率を有する凸曲面状上表面９１ａと、中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂと同じ曲率を有する凹曲面状上表面９１ｂと、凹曲面状上表面９１ｂにさらに摺動材９１ｃを有する棒状に形成され、上部材８５の凸曲面状下表面８５ａと中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂとの間に介装される。摺動材９１ｃも、中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂとの間で大きな摩擦力を生じさせ、効果的な摩擦減衰を行うことができる。
【００９４】
上記構成を有する負剛性ダンパー８１は、クレビス８３、８９を介して、建築構造物の梁やブレース等に取り付けられる。
【００９５】
次に、上記構成を有する負剛性ダンパー８１の動作について、図４を参照しながら説明する。
【００９６】
建築構造物の梁等に介装された負剛性ダンパー８１に、地震等によりクレビス８３、８９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加されると、下部材８４が第１摺動部材９０にコイルばね９２によって付勢された状態で、第１摺動部材９０が下部材８４の凹曲面状溝８４ａとの間で回転しながら、中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａを左上方向に摺動する。
【００９７】
同様に、上部材８５が第２摺動部材９１にコイルばね９３によって付勢された状態で、第２摺動部材９１が上部材８５の凹曲面状溝８５ａとの間で回転しながら、中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂを左下方向に摺動する。
【００９８】
第１摺動部材９０が中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａを左上方向に摺動し、第２摺動部材９１が中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂを左下方向に摺動することで、地震等によりクレビス８３、８９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された際に、クレビス８３、８９が互いに離間する方向により大きな反力を生じさせることとなり、負の剛性を得ることができる。これに加え、第１摺動部材９０の摺動材９０ｃと中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａとの間、及び第２摺動部材９１の摺動材９１ｃと中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂとの間の摩擦により摩擦減衰を得ることができる。
【００９９】
上記動作の説明では、地震等によりクレビス８３、８９を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された場合について説明したが、クレビス８３、８９を互いに近接させる方向に力Ｆが付加された場合には、第１摺動部材９０が中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａを右上方向に摺動し、第２摺動部材９１が中間部材８６の凸曲面状上表面８６ｂを右下方向に摺動することで、負の剛性を得ることができる。
【０１００】
また、第１摺動部材９０及び第２摺動部材９１の静摩擦力を超える力が作用しないと両摺動部材９０、９１が摺動を開始しないため、トリガー機能を付与することもできる。
【０１０１】
さらに、中間部材８６の凸曲面状下表面８６ａや凸曲面状上表面８６ｂの曲率を変化させたり、コイルばね９２、９３のばね定数を変化させることで、負剛性ダンパー８１の剛性を変化させることができる。
【０１０２】
次に、本発明に係る負剛性ダンパーの第５の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【０１０３】
この負剛性ダンパー１０１は、筐体１０２と、筐体１０２に収容された下部材１０５、上部材１０６及び中間部材１０７と、下部材１０５と中間部材１０７との間に介装された第１摺動部材１０９と、上部材１０６と中間部材１０７との間に介装された第２摺動部材１１０と、下部材１０５及び上部材１０６を各々第１摺動部材１０９、第２摺動部材１１０に付勢するため、筐体１０２の内面と下部材１０５及び上部材１０６の間に各々介装されたコイルばね１１１、１１２等で構成される。
【０１０４】
筐体１０２は、直方体状に形成され、左側面にクレビス１０３が軸収容部１０４を介して一体に形成され、右側面をクレビス１０８の連結棒１１４が貫通する。クレビス１０３は、互いに相対的に変位する一対の部材の一方の部材（不図示）に装着され、クレビス１０８は、他の部材（不図示）に装着され、クレビス１０３、１０８が互いに相対変位した際に、負剛性ダンパー１０１の機能が発揮される。
【０１０５】
下部材１０５は、凸曲面状上表面１０５ａを有するかまぼこ形に形成され、上部材１０６は、凸曲面状下表面１０６ａを有するかまぼこ形に形成される。
【０１０６】
中間部材１０７は、上面視矩形状の板状に形成され、下面に凹曲面状溝１０７ａと、上面に凹曲面状溝１０７ｂを備える。凹曲面状溝１０７ａ、１０７ｂの曲率は、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａ及び上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａより大きい。中間部材１０７の左側面には軸１１５が延設され、右側面には連結棒１１４が延設される。連結棒１１４及び軸１１５は各々軸受１１６、１１７で支持される。
【０１０７】
第１摺動部材１０９は、中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ａと同じ曲率を有する凸曲面状上表面１０９ａと、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａと同じ曲率を有する凹曲面状下表面１０９ｂと、凹曲面状下表面１０９ｂにさらに摺動材(不図示）を有する棒状に形成され、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａと中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ａとの間に介装される。摺動材は、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａとの間で大きな摩擦力を生じさせ、効果的な摩擦減衰を行うことができる。
【０１０８】
第２摺動部材１１０は、中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ｂと同じ曲率を有する凸曲面状下表面１１０ａと、上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａと同じ曲率を有する凹曲面状上表面１１０ｂと、凹曲面状下表面１１０ｂにさらに摺動材(不図示）を有する棒状に形成され、上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａと中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ｂとの間に介装される。摺動材は、上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａとの間で大きな摩擦力を生じさせ、効果的な摩擦減衰を行うことができる。
【０１０９】
上記構成を有する負剛性ダンパー１０１は、クレビス１０３、１０８を介して、建築構造物の梁やブレース等に取り付けられる。
【０１１０】
次に、上記構成を有する負剛性ダンパー１０１の動作について、図５を参照しながら説明する。
【０１１１】
建築構造物の梁等に介装された負剛性ダンパー１０１に、地震等によりクレビス１０３、１０８を互いに離間させる方向に力Ｆが付加されると、下部材１０５が第１摺動部材１０９にコイルばね１１１によって付勢された状態で、第１摺動部材１０９が中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ａとの間で回転しながら、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａを右下方向に摺動する。
【０１１２】
同様に、上部材１０６が第２摺動部材１１０にコイルばね１１２によって付勢された状態で、中間部材１０７の凹曲面状溝１０７ｂとの間で回転しながら、上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａを右上方向に摺動する。
【０１１３】
第１摺動部材１０９が下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａを右下方向に摺動し、第２摺動部材１１０が上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａを右上方向に摺動することで、地震等によりクレビス１０３、１０８を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された際に、クレビス１０３、１０８が互いに離間する方向により大きな反力を生じさせることとなり、負の剛性を得ることができる。これに加え、第１摺動部材１０９の摺動材と下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａとの間、及び第２摺動部材１１０の摺動材と上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａとの間の摩擦により摩擦減衰を得ることができる。
【０１１４】
上記動作の説明では、地震等によりクレビス１０３、１０８を互いに離間させる方向に力Ｆが付加された場合について説明したが、クレビス１０３、１０８を互いに近接させる方向に力Ｆが付加された場合には、第１摺動部材１０９が下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａを左下方向に摺動し、第２摺動部材１１０が上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａを左上方向に摺動することで、負の剛性を得ることができる。
【０１１５】
また、第１摺動部材１０９及び第２摺動部材１１０の静摩擦力を超える力が作用しないと両摺動部材１０９、１１０が摺動を開始しないため、トリガー機能を付与することもできる。
【０１１６】
さらに、下部材１０５の凸曲面状上表面１０５ａや上部材１０６の凸曲面状下表面１０６ａの曲率を変化させたり、コイルばね１１１、１１２のばね定数を変化させることで、負剛性ダンパー１０１の剛性を変化させることができる。
【０１１７】
次に、本発明に係る負剛性ダンパーの試験例について説明する。
【０１１８】
図１に示す装置を用い（但し、摩擦板８に代えてローラを下部材４と筐体２の底面との間に設けて下部材４を筐体２の底面上で転動可能とした）、下部材４と上部材５の間に荷重を付加した状態でクレビス３、６の間に所定の周期で振動を加え、その際の下部材４と上部材５の相対変位と負剛性ダンパー１の抵抗力を測定した。尚、試験Ｂは、試験Ａの場合に使用したコイルばね１３及び１４の４本にさらに２本加えて合計６本とし、１．５倍の荷重を付加した。その結果を図６に示す。
【０１１９】
図６に示すように、下部材４と上部材５の相対変位の増加に伴い負剛性ダンパー１の抵抗力が減少し、負の剛性が得られていることが判る。また、試験Ａよりも試験Ｂの場合の方が、変位と抵抗力の関係を示す直線の傾斜が大きくなっており、付加した荷重の大きさ（図１の負剛性ダンパー１の場合には、コイルばね１３、１４の弾性力）を変化させることで、負剛性の程度を調整できることが判る。また、付加した荷重の大きい試験Ｂの方が、履歴で囲まれる面積である吸収エネルギーが大きくなっており、これは摩擦摺動面の摩擦係数が略一定で付加した荷重の大きさが大きくなると摩擦抵抗力が増加することによる。つまり、付加する荷重の大きさ及び摩擦摺動面の摩擦係数を適宜選択することで、所望の負剛性の程度と吸収エネルギーを得ることができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１  負剛性ダンパー
２  筐体
２ａ  天板
２ｂ  底板
３  クレビス
３ａ  貫通孔
４  下部材
４ａ  本体
４ｂ  凸曲面状上表面
４ｃ  下面
４ｄ  立板
５  上部材
５ａ  凹曲面状溝
６  クレビス
６ａ  貫通孔
７  摺動部材
７ａ  凸曲面状上表面
７ｂ  凹曲面状下表面
８  摩擦板
９  ばね取付板
１０  連結棒
１１、１２  ねじ棒
１３、１４  コイルばね
１５〜１８  ナット
１９、２０  位置決めカラー
２１  負剛性ダンパー
２２  筐体
２２ａ  天板
２２ｂ  底板
２３  クレビス
２３ａ  貫通孔
２４  下部材
２４ａ  本体
２４ｂ  凸曲面状上表面
２４ｃ  下面
２５  上部材
２５ａ  本体
２５ｂ  凸曲面状下表面
２５ｃ  上面
２６  連結板
２７  第１中間部材
２７ａ  凹曲面状溝
２７ｂ  凸条
２８  第２中間部材
２８ａ  凹曲面状溝
２８ｂ  凸条
２９  クレビス
２９ａ  貫通孔
３０  第１摺動部材
３０ａ  凸曲面状上表面
３０ｂ  凹曲面状下表面
３１  第２摺動部材
３１ａ  凸曲面状下表面
３１ｂ  凹曲面状上表面
３３、３４  摩擦板
３６、３７  ばね取付板
３８  連結棒
３９〜４２  コイルばね
４３〜４６  ねじ棒
４７〜５０  ナット
５１  負剛性ダンパー
５２  筐体
５２ａ  天板
５２ｂ  底板
５３  クレビス
５３ａ  貫通孔
５４  下部材
５５  上部材
５６  連結板
５７  第１中間部材
５８  第２中間部材
５９  クレビス
５９ａ  貫通孔
６０  第１摺動部材
６０ａ  凸曲面状下表面
６０ｂ  凹曲面状上表面
６１  第２摺動部材
６１ａ  凸曲面状上表面
６１ｂ  凹曲面状下表面
６３、６４  摩擦板
６６、６７  ばね取付板
６８  連結棒
６９〜７２  コイルばね
７３〜７６  ねじ棒
７７〜８０  ナット
８１  負剛性ダンパー
８２  筐体
８３  クレビス
８４  下部材
８４ａ  凹曲面状溝
８５  上部材
８５ａ  凹曲面状溝
８６  中間部材
８６ａ  凸曲面状下表面
８６ｂ  凸曲面状上表面
８７  連結棒
８８  軸
８９  クレビス
９０  第１摺動部材
９０ａ  凸曲面状下表面
９０ｂ  凹曲面状上表面
９０ｃ  摺動材
９１  第２摺動部材
９１ａ  凸曲面状上表面
９１ｂ  凹曲面状下表面
９１ｃ  摺動材
９２、９３  コイルばね
９４、９５  軸受
１０１  負剛性ダンパー
１０２  筐体
１０３  クレビス
１０４  軸収容部
１０５  下部材
１０５ａ  凸曲面状上表面
１０６  上部材
１０６ａ  凸曲面状下表面
１０７  中間部材
１０７ａ、１０７ｂ  凹曲面状溝
１０８  クレビス
１０９  第１摺動部材
１０９ａ  凸曲面状上表面
１０９ｂ  凹曲面状下表面
１１０  第２摺動部材
１１０ａ  凸曲面状下表面
１１０ｂ  凹曲面状上表面
１１１、１１２  コイルばね
１１４  連結棒
１１５  軸
１１６、１１７  軸受
【図１】
2014190507.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014190507.tif 000005
【図４】
2014190507.tif 000006
【図５】
2014190507.tif 000007
【図６】
2014190507.tif 000008