(57)【要約】  【課題】  採光性を確保でき、建築物内部よりの景観を損なわず、ドアの設置が容易であり、かつ応力負荷の小さい柱や梁の中間部と取り合うことができる制震装置の構造を提供する。  【解決手段】  本発明の制振装置Ａは、エネルギー吸収要素３と、エネルギー吸収要素３を挟んで両側に延び、その端部が制振の対象となる構造体Ｂに支点１１Ａ，１１Ｂでピン接合される１対の第１取付要素１Ａ，１Ｂと、一端部が支点１３で構造体Ｂにピン接合され、他端部が第１取付要素１Ａ，１Ｂのそれぞれの中間位置にピン接合される１対の第２取付要素２Ａ，２Ｂとを備え、構造体の窓２６等を避けて柱２１や梁２２に取り付けることができ、かつ十分な制振機能を発揮する。  【選択図】    図１
2006037341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形しつつエネルギーを吸収するエネルギー吸収要素と、一端部が前記エネルギー吸収要素に接続され、該エネルギー吸収要素を挟んで両側に延び、他端部が制振の対象となる構造体にピン接合される１対の第１取付要素と、一端部が前記構造体にピン接合され、他端部が前記第１取付要素のそれぞれの中間位置にピン接合される１対の第２取付要素とを備えることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記第１取付要素および第２取付要素の一部または全部が変断面の部材によって構成されていることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
【請求項３】
前記第１取付要素および第２取付要素の一部または全部が複数の部材によって構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の揺れを抑える制振装置、特に構造物の窓や入口などの開口部を大きく遮ることなく取り付けることができる形態を有する制振装置の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
制振装置の構造に関しては、様々な発明がなされている。
【０００３】
その形態として最も一般的な構造は、例えば図１４に示されるように、主架構（柱２１，梁２２で構成される本体フレーム）内に制振装置をブレース３１の形で組み込むブレース形式である。他に一般的な構造としては、特許文献１に記載される間柱形式、壁形式などがある。この他、特許文献２や特許文献３にはトグル形式のものが記載されている。
【特許文献１】実開平０７−０２１９２７号公報
【特許文献２】特開平０１−２８４６３９号公報
【特許文献３】特開平１０−１６９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した各種形式の制振装置については、以下のような問題点がある。
(1) ブレース形式の問題点
ブレース形式の制振装置は、建物の外壁面に使用すると、窓を遮ることになり採光を阻害する、内部からの景観も悪い、ブレースを配置した部分にはドアを付け難い、主架構の柱梁接合部に制振装置を取り付けることとなる、柱梁接合部近傍は主架構の中で最も応力が大きくなる部分であり、制振装置が取り付くことにより部分的に主架構の負担を増すこととなる、といった問題点がある。
【０００５】
(2) 間柱形式の問題点（特許文献１等参照）
間柱形式の制振装置も、建物の外壁面に使用すると、採光を阻害し、内部からの景観も悪い、主架構の梁に大きな曲げ応力を発生させる、といった問題点がある。
【０００６】
(3) 壁形式の問題点
壁形式の制振装置は、建物の外壁面に使用すると、全く採光ができない、といった問題点がある。
【０００７】
(4) トグル形式の問題点
トグル形式の制振装置の場合、制振性能を落とせば、比較的採光を確保しながら設置できるが、制振性能を上げようとすると、ブレース形式と同様、採光を阻害する、ドアの設置が困難である、といった問題が発生する。
【０００８】
また、主架構の柱梁接合部に制振装置を取り付けることとなるといった問題点や、力の方向で、性能が変わる可能性があるといった問題点がある。
【０００９】
本発明は、上述のような従来技術における課題の解決を図ったものであり、採光性を確保でき、建築物内部よりの景観を損なわず、ドアの設置が容易であり、かつ応力負荷の小さい柱や梁の中間部と取り合うことができる制震装置の構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願の請求項１に係る制振装置は、変形しつつエネルギーを吸収するエネルギー吸収要素と、一端部が前記エネルギー吸収要素に接続され、該エネルギー吸収要素を挟んで両側に延び、他端部が制振の対象となる構造体にピン接合される１対の第１取付要素と、一端部が前記構造体にピン接合され、他端部が前記第１取付要素のそれぞれの中間位置にピン接合される１対の第２取付要素とを備えることを特徴とするものである。なお、ここでいう中間は中央部である必要はない。
【００１１】
図１は、本発明の制振装置の基本概念を例示的に示したもので、理解を容易にするため図面の符号を用いて説明する。
【００１２】
本発明の制振装置Ａの構成材としては、第１取付け要素１Ａ，１Ｂ、第２取付要素２Ａ，２Ｂ、およびエネルギー吸収要素３がある。
【００１３】
図１(a) 中、左側の第１取付け要素１Ａの左端部は、左側の支点１１Ａおいてピン形式で接合される。第１取付け要素１Ａの右端部は、エネルギー吸収要素３に接合点１４Ａにおいて接合される。同様に、右側の第１取付け要素１Ｂの右端部は、右側の支点１１Ｂおいてピン形式で接合される。第１取付け要素１Ｂの左端部は、エネルギー吸収要素３に接合点１４Ｂにおいて接合される。
【００１４】
左側の第１取付要素１Ａに接合される第２取付要素２Ａの上端は、第１取付要素１Ａの支点１１Ａおよび接合点１４Ａ以外の部分の接合点１２Ａにおいてピン形式にて接合される。同様に、右側の第１取付要素１Ｂに接合される第２取付要素２Ｂの上端は、第１取付要素１Ｂの支点１１Ｂおよび接合点１４Ｂ以外の部分の接合点１２Ｂにおいてピン形式にて接合される。
【００１５】
第２取付要素２Ａ，２Ｂの下端は、支点１３においてピン形式にて接合される。
【００１６】
図中、左右の支点１１Ａ，１１Ｂおよび下端の支点１３は、本発明の制振装置Ａによる制振対象である構造体Ｂに接合される。
【００１７】
なお、以上の説明における上下左右は、図における上下左右であり、実際の制振装置において特に限定されるものではない。
【００１８】
また、各構成材の特性に関し、図中、梁状の部材として示した第１取付要素１Ａ，１Ｂは、変断面材でもよい（請求項２に対応）し、複数の部材で構成してもよい（請求項３に対応）。
【００１９】
第２取付要素２Ａ，２Ｂは、主に軸力を伝える部材からなり、変断面材でもよい（請求項２に対応）し、複数の部材で構成してもよい（請求項３に対応）。
【００２０】
エネルギー吸収要素３は、本発明の制振装置における本体部分に相当する部分であり、依存特性は、履歴（変位依存）型でも速度依存型でもよい。変形特性は、せん断変形型でも、軸変形型でもよい。
【００２１】
本発明の制振装置Ａの構造体Ｂへの取付けについては、例えば図１(c) のような配置で、構造体Ｂとしてのラーメン構造の構造物の本体フレームに取り付ける。本体フレームは、鋼製、コンクリート製、補強コンクリート製等、特に限定されない。
【００２２】
この例では、図中、左右の支点１１Ａ，１１Ｂを、本体フレームの梁２２の梁成の中間部に接合させ、下端の支点１３を本体フレームの柱２１の幅内の中間部に接合させている。
【００２３】
このような構造物が地震等の力によって揺れた場合、構造体Ｂおよび本発明の装置Ａは、図１(d) のように動く。すなわち、本体フレームが、水平方向に変形し、制振装置Ａの左右の支点１１Ａ，１１Ｂに対して、下端の支点１３が相対的に横方向に移動する。
【００２４】
このとき本発明の制振装置Ａは、図１(b) のように動く。すなわち、構造物本体が、地震等の力によって揺れ、下端の支点１３が左右の支点１１Ａ，１１Ｂに対して相対的に横に移動すると、図中左側の第２取付要素２Ａが引っ張られ、右側の第２取付要素２Ｂが圧縮される。
【００２５】
左側の第１取付要素１Ａは、左側の支点１１Ａを中心として下方向に回転し、右側の第１取付要素１Ｂは、右側の支点１１Ｂを中心として上方向に回転する。
【００２６】
そのため、左側の第１取付要素１Ａのエネルギー吸収要素３との接合点１４Ａは下方に移動するが、このとき、第２取付要素２Ａとの接合点１２Ａの変形量と、第１取付要素１Ａとエネルギー吸収要素３の接合点１４Ａの変形量の比が変化する。
【００２７】
一方、右側の第１取付要素１Ｂのエネルギー吸収要素３との接合点１４Ｂは上方に移動するが、このとき、第２取付要素２Ｂとの接合点１２Ｂの変形量と、第１取付要素１Ｂとエネルギー吸収要素３の接合点１４Ｂの変形量の比が変化する。
【００２８】
それによって、エネルギー吸収要素３に変形が与えられ、接合点１２Ａ，１２Ｂの位置を設定することにより、エネルギー吸収要素３に効率よく力を伝達することができ、その結果、エネルギー吸収要素３が機能し制振効果を発揮する。
【００２９】
エネルギー吸収要素としては、代表的には以下のようなものを使用することができる。
【００３０】
(1) 依存特性については、変位依存型と速度依存型がある。
変位依存型は、エネルギー吸収要素に対して、変形が入力されることによりエネルギーを吸収する形式であり、入力される変形が大きいほど吸収エネルギー量が大きい。代表的な例としては、鋼材履歴ダンパー、摩擦ダンパー、鉛ダンパー等がある。
【００３１】
鋼材履歴ダンパーは、鋼材を降伏させて構造物の振動エネルギーを吸収するものである。低降伏点鋼・極低降伏点鋼等が疲労性能において優れている。
【００３２】
摩擦ダンパーは、摩擦により、構造物の振動エネルギーを熱エネルギーに変換してエネルギー吸収するものであり、ブレーキダンパーとも言う。
【００３３】
鉛ダンパーは、鉛の塑性変形により構造物の振動エネルギーを吸収するものである。
【００３４】
速度依存型は、エネルギー吸収要素に対して、速度が入力されることによりエネルギーを吸収する形式であり、入力される速度が大きいほど吸収エネルギー量が大きい。代表的な例としては、オイルダンパー、粘性体ダンパー等がある。
【００３５】
オイルダンパーは、オイルがオリフィスを通るときの流体抵抗を使用してエネルギー吸収をするものである。
【００３６】
粘性体ダンパーは、粘度の高い液体のせん断抵抗を使用してエネルギーを吸収するものである。
【００３７】
本発明の制振装置では、鋼材履歴ダンパーや摩擦ダンパーをエネルギー吸収要素として使用するのが効果的である。
【００３８】
(2) 変形特性については、せん断変形型と軸変形型がある。
せん断変形型は、エネルギー吸収要素が、せん断方向の力により、せん断方向に変形してエネルギーを吸収する形式であり、エネルギー吸収要素が、面状のものの場合によく使用される。
【００３９】
軸変形型は、エネルギー吸収要素が、軸方向の力（圧縮力・引張力）により、軸方向に変形してエネルギーを吸収する形式であり、エネルギー吸収要素が、棒状のものの場合によく使用される。
【００４０】
本発明の制振装置では、せん断変形型のエネルギー吸収要素が使用に適している。
【００４１】
なお、図２は、エネルギー吸収要素３が変位依存型（鋼材履歴ダンパー）のせん断変形型の例を示したものであり、図２(b) の斜線部がせん断降伏してエネルギーを吸収する。
【００４２】
また、図３は、図１の制振装置の基本構成において、エネルギー吸収要素３が軸変形型である場合を例示的に示したものである。
【００４３】
請求項２は、請求項１に係る制振装置において、前記第１取付要素および第２取付要素の一部または全部が変断面の部材によって構成されている場合を限定したものである。
【００４４】
図４は、請求項２に係る制振装置の基本概念として、第１取付要素１Ａ，１Ｂが変断面の場合を例示したものである。
【００４５】
請求項３は、請求項１または２に係る制振装置において、前記第１取付要素および第２取付要素の一部または全部が複数の部材によって構成されている場合を限定したものである。
【００４６】
図５および図６は、請求項３に係る制振装置の基本概念として、第１取付要素１Ａ，１Ｂが複数の部材で構成されている場合を例示したものである。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の制振装置は、窓やドア等の開口部を避けて構造体の柱や梁等に取り付けることができるため、採光性の確保、ドアの設置スペースの確保が容易であり、建築物内部からの景観も損なわないといった利点がある。
【００４８】
また、制振装置の構成要素どうしの配置を適切に設定し、応力負荷の小さい柱や梁の中間部と取り合うような形で設置することで、効率良く、制振機能を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
図７は、本願の請求項１に係る制振装置の具体的な一実施形態を示したものである。
【００５０】
この例では、第１取付要素１Ａ，１ＢをＨ形鋼で構成し、第２取付要素２Ａ，２ＢもＨ形鋼で構成している。また、エネルギー吸収要素３としては、鋼材履歴ダンパーを使用している。
【００５１】
本実施形態では、エネルギー吸収要素３を挟んで接合点１４Ａ，１４Ｂで接合され、両側に直線状に延びる第１取付要素１Ａ，１Ｂの端部を支点１１Ａ，１１Ｂ位置で制振の対象となる構造体の梁等にピン接合し、一端が第１取付要素１Ａ，１Ｂに対し接合点１２Ａ，１２Ｂでピン接合される第２取付要素２Ａ，２Ｂの他端を支点１３で構造体の柱等にピン接合する構成となっている。なお、支点１３は第２取付要素２Ａ，２Ｂのそれぞれに対し、別個に設けてもよい。
【００５２】
地震時等における制振装置Ａの変形とエネルギー吸収装置３によるエネルギー吸収の関係は、課題を解決するための手段の項で図１を参照して述べた通りである。
【００５３】
図８は、本願の請求項２に係る制振装置の具体的な一実施形態を示したものである。
【００５４】
この例では、第１取付要素１Ａ，１Ｂを、装置の両端でフランジ間の幅が小さく、エネルギー吸収要素３側でフランジ間の幅の大きい変断面のＨ形鋼で構成し、第２取付要素２Ａ，２Ｂを鋼管で構成している。エネルギー吸収要素３としては、鋼材履歴ダンパーを使用している。その他の構成については、図７の実施形態と同様である。
【００５５】
図９は、本願の請求項３に係る制振装置の具体的な一実施形態を示したものである。
【００５６】
この例では、第１取付要素１Ａ，１Ｂを装置両端の支点１１Ａ，１１Ｂ位置でピン接合されるそれぞれ２本の鋼管と、これらの鋼管の他端がピン接合される鋼板とで構成し、第２取付要素２Ａ，２Ｂを鋼管で構成している。
【００５７】
エネルギー吸収要素３としては、鋼材履歴ダンパーを使用しており、第１取付要素１Ａ，１Ｂを構成する鋼板に接合されている。
【００５８】
この場合、第１取付要素１Ａ，１Ｂと第２取付要素２Ａ，２Ｂとの接合点１２Ａ，１２Ｂの位置を変えることにより、左右の支点１１Ａ，１１Ｂと下端の支点１３との間の相対的な変形量、およびエネルギー要素３に伝達される変形量を変化させることができる。
【００５９】
したがって、これらの配置を調整することで、エネルギー吸収要素３に入力される変形量を、エネルギー吸収要素３の性能を発揮しやすい変形領域に変換することができる。
【００６０】
図１０〜図１３は、本発明の制振装置の設置形態を示したものである。
【００６１】
図１０は、本発明の制振装置Ａを建物の構造体Ｂの外面に設置した場合（図１(c) と同じ）であり、構造体Ｂの側面の梁２２に制振装置Ａの両側の支点１１Ａ，１１Ｂを接合し、柱２１に下端の支点１３を接合している。
【００６２】
このように配置することで、採光性を確保し、建築物内部からの景観を損なわずに、制振装置Ａを応力負荷の小さい柱や梁の中間部と取り合う形で設置することができる。
【００６３】
図１１は、本発明の制振装置Ａを建物の構造体Ｂの外面に設置した場合の他の配置例を示したもので、構造体Ｂの側面に設置する際、制振装置ＡをＴ形に使用するものと逆Ｔ形に使用するものと併設している。梁に制振装置Ａの両側の支点１１Ａ，１１Ｂを接合し、柱に下端の支点１３を接合している点は上述の図１０の場合と同様である。
【００６４】
図１２は、本発明の制振装置Ａを構造体Ｂの主架構面内に設置した場合の配置例を示したものである。なお、この場合、本発明の制振装置Ａと主架構の間に接合用の補助フレーム等を入れてもよい。
【００６５】
制振装置Ａを建物の構造体Ｂの面内に設置するに当たり、上階の梁２６の下側に制振装置Ａの両側の支点１１Ａ，１１Ｂを接合し、下階の梁２６の上側に制振装置Ａの下端の支点１３を接合しており、図の例では窓２６の一部が第２取付要素２Ａ，２Ｂで遮られることになるが、従来のブレース形式の場合に比べると、採光性や景観のデメリットが少ない。
【００６６】
図１３は、本発明の制振装置Ａを９０度回転させて設置した場合の配置例を示したもので、建物の構造体Ｂの側面に横Ｔ形に設置する。
【００６７】
この例では、柱に制振装置の両側の支点１１Ａ，１１Ｂを接合し、梁に下端の支点１３を接合している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の制振装置の一実施形態における基本概念を示したもので、(a) は変形前の制振装置を示す正面図、(b) は地震時の変形状態の制振装置を示す正面図、(c) はラーメン構造物への設置形態の一例を示す正面図、(d) は地震時の構造物が変形した状態での制振装置を示す正面図である。
【図２】本発明で用いるエネルギー吸収要素の一例としての鋼材履歴ダンパーを示したもので、(a) は変形前の正面図、(b) は変形時の正面図である。
【図３】本発明で用いるエネルギー吸収要素が軸変形型である場合の制振装置の基本概念を示す正面図である。
【図４】請求項２に係る制振装置の一実施形態における基本概念を示す正面図である。
【図５】請求項３に係る制振装置の一実施形態における基本概念を示す正面図である。
【図６】請求項３に係る制振装置の他の実施形態における基本概念を示す正面図である。
【図７】請求項１に係る制振装置の具体的な一実施形態を示す正面図である。
【図８】請求項２に係る制振装置の具体的な一実施形態を示す正面図である。
【図９】請求項３に係る制振装置の具体的な一実施形態を示す正面図である。
【図１０】本発明の制振装置の配置の一例を示す正面図である。
【図１１】本発明の制振装置の配置の他の例を示す正面図である。
【図１２】本発明の制振装置の配置の他の例を示す正面図である。
【図１３】本発明の制振装置の配置の他の例を示す正面図である。
【図１４】従来のブレース形式の制振装置の配置例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ａ…制振装置、Ｂ…構造体、
１Ａ，１Ｂ…第１取付要素、２Ａ，２Ｂ…第２取付要素、３…エネルギー吸収要素、
１１Ａ，１１Ｂ…支点（ピン接合）、１２Ａ，１２Ｂ…接合点（ピン接合）、１３…支点（ピン接合）、１４Ａ，１４Ｂ…接合点、
２１…柱、２２…梁、２５…ドア、２６…窓、
３１…ブレース
【図１】
2006037341.tif 000003
【図２】
2006037341.tif 000004
【図３】
2006037341.tif 000005
【図４】
2006037341.tif 000006
【図５】
2006037341.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006037341.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006037341.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2006037341.tif 000013
【図１２】
2006037341.tif 000014
【図１３】
2006037341.tif 000015
【図１４】
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