(57)【要約】【課題】簡易な構成の制振装置および制振構造を提供する。【解決手段】制振装置５は吊り天井の天井部の上に固定して用いられる。制振装置５は、外箱１１、外箱１１に収容された錘部１３、錘部１３の下面に設けられたローラ１５、および錘部１３の外側面と外箱１１の内側面とを接続するバネ１７等を具備する。錘部１３は、容器２１と、容器２１に充填される複数の錘体２３を有する。制振装置５は、バネ１７を取付けた錘部１３が移動する際に制振機能を発揮し、地震時等の天井揺れを減少できる。また錘部１３の移動時には、容器２１内に充填した錘体２３の移動に伴う摩擦や錘体２３の衝突によるエネルギー消費がもたらす減衰効果により、天井揺れを早く収めることができる。【選択図】図２
2018145981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振装置であって、
錘部と、
前記錘部が収容される外箱と、
前記錘部の下面に設けられるローラまたは摺動部と、
前記錘部と前記外箱とを接続する弾性部材と、
を具備し、
前記錘部は、容器と、前記容器に充填される複数の粒状の錘体を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
請求項１記載の制振装置を用いた天井の制振構造であって、
天井部の上に前記制振装置の前記外箱が固定されることを特徴とする制振構造。
【請求項３】
前記天井は吊り天井であり、前記制振装置が、吊り天井の天井部の上に固定されることを特徴とする請求項２記載の制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置およびこれを用いた制振構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築物の天井構造の一つに吊り天井がある。吊り天井は、天井ボード等の天井部を吊りボルトによって吊り下げたものである。このような吊り天井では、地震時等の揺れを減少させるための制振構造として、ダンパーや減衰材付ブレースを天井部の上に設置することが多い（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような制振構造は大規模になってコストが掛かることが多く、天井の設備機器等との干渉が生じることもあった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、簡易な構成の制振装置および制振構造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】
【０００６】
前述した課題を解決するため、第１の発明は、制振装置であって、錘部と、前記錘部が収容される外箱と、前記錘部の下面に設けられるローラまたは摺動部と、前記錘部と前記外箱とを接続する弾性部材と、を具備し、前記錘部は、容器と、前記容器に充填される複数の粒状の錘体を有することを特徴とする制振装置である。
【０００７】
第１の発明の制振装置は、バネを取付けた錘部が移動する際に制振機能を発揮し、地震時等の揺れを減少できる。錘部の移動時には、容器内に充填した錘体の移動に伴う摩擦や錘体の衝突によるエネルギー消費がもたらす減衰効果により、揺れを早く収めることができる。この第１の発明によれば、バネと錘部による簡易な構成のＴＭＤ（Ｔｕｎｅｄ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ）制振装置を提供でき、制振装置を小型化できるので天井等への設置が比較的簡便であり、大規模な構成を追加することなく天井等の水平振動を減少させることができる。さらに、錘体により錘部の質量を適切な値に調整することが容易になる。また仮に錘部の容器内に錘体の代わりに液体を充填すると液漏れ等の心配があるが、錘体は粒状の固体であるためそのような心配もない。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の制振装置を用いた天井の制振構造であって、天井部の上に前記制振装置の前記外箱が固定されることを特徴とする制振構造である。
【０００９】
前記天井は例えば吊り天井であり、前記制振装置が、吊り天井の天井部の上に固定されることが望ましい。
【００１０】
第２の発明によれば、第１の発明の制振装置を天井部の上に固定するだけで簡易な構成の制振構造を天井に形成でき、天井部の上の他の設備機器等との干渉も防ぐことができる。制振装置は各種の天井に設けることが可能であるが、大きな揺れが生じやすい吊り天井に設けることで、特に好適に制振効果を発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成の制振装置および制振構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】制振構造１を示す図。
【図２】制振装置５を示す断面図。
【図３】吊り天井の移動を示す図。
【図４】錘部１３の移動について示す図。
【図５】制振装置５による揺れの減衰効果を示すグラフ。
【図６】制振装置５ａを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る制振構造１について説明する。図１は制振構造１を示す図である。制振構造１は、前記した吊り天井に設けられる。吊り天井は、天井部３を吊りボルト７によってスラブ９の下面から吊り下げた構成を有する。
【００１４】
天井部３は例えば各種の天井ボードであり、必要に応じて野縁、野縁受け等も設けられる。制振構造１ではこの天井部３の上に制振装置５が固定される。図示は省略するが、天井部３の上には各種の設備機器等も設置される。
【００１５】
図２は制振装置５を示す断面図である。図２（ａ）は制振装置５の水平方向断面であり、図２（ｂ）は制振装置５の鉛直方向断面である。図２（ａ）は図２（ｂ）の線Ａ−Ａに沿った断面であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の線Ｂ−Ｂに沿った断面である。
【００１６】
制振装置５は、外箱１１、錘部１３、ローラ１５、バネ１７等を有する小型のＴＭＤ（Ｔｕｎｅｄ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ）制振装置である。
【００１７】
外箱１１は略直方体の形状を有する箱体であり、固定具（不図示）等を用いて吊り天井の天井部３の上に固定される。外箱１１は例えば金属等によって形成される。
【００１８】
外箱１１の内部には錘部１３が収容される。錘部１３は略直方体の形状を有する。錘部１３は図２（ａ）に示すように外箱１１内の平面の中央部に配置される。本実施の形態では外箱１１の平面を一辺２０ｃｍ程度の略正方形状とし、錘部１３の平面を一辺５ｃｍ程度の略正方形状とするが、これに限ることはない。
【００１９】
錘部１３は吊り天井の揺れに応じて移動し、その際に制振機能を発揮する。錘部１３の詳細については後述する。
【００２０】
ローラ１５は錘部１３の下面に設けられる。本実施の形態では、錘部１３の下面に脚部１４が取付けられ、その下端部にローラ１５が設けられる。ローラ１５には例えば平面上全ての方向に回転可能な球状のボールローラが用いられ、これにより錘部１３が外箱１１内を平面上全ての方向に移動可能となる。脚部１４とローラ１５は、例えば錘部１３の下面の四隅近傍のそれぞれに計４組配置される。しかしながら、脚部１４とローラ１５は少なくとも３組あればよく、その配置も錘部１３が転ばなければ特に限定されない。
【００２１】
バネ１７は、錘部１３の外側面と外箱１１の内側面とを接続する弾性部材である。本実施の形態では、錘部１３の周囲に複数のバネ１７が設けられ、各バネ１７は、端部にある取付部１７ａによって外箱１１の内側面に取付けられる。図２（ａ）の例では、４つのバネ１７が、錘部１３の４つの外側面と各外側面に対向する位置にある外箱１１の内側面とをそれぞれ接続している。なお、錘部１３と外箱１１とが、バネ１７を介して接続されれば、バネ１７、取付部１７ａの配置は図示した例には限られない。例えば、容器２１の上面に取り付け部を設け、他方、外箱１１の上の面に取付部１７ａを形成し、それらの間にバネ１７を設けるように、他の部材を介して間接的に接続されてもよい。
【００２２】
図２（ｂ）等に示すように、錘部１３は、略直方体の形状を有する容器２１の内部に複数の錘体２３を充填して構成される。容器２１は金属等により形成される箱体である。錘体２３は粒状の固体であり、本実施の形態では金属製の球体が用いられる。錘体２３は小粒のものであり、その直径は、後述する減衰効果を好適に得るため例えば１ｍｍから１０ｍｍ程度、より望ましくは１ｍｍから５ｍｍ程度とするが、これに限ることはない。
【００２３】
錘部１３の質量やバネ１７の剛性は、吊り天井の振動条件等に合わせて適切な値に定められる。例えば錘部１３の質量は、天井部３の質量の１％以上５％以下とすることができる。このように錘部１３の質量は過大とならず、例えば天井部３の質量が３０ｋｇから５０ｋｇ程度の場合、１ｋｇ以下に抑えることもできる。錘部１３の質量の調整は、容器２１内に充填する錘体２３の数や大きさの調整によって容易に行うことができる。
【００２４】
図３は地震時等に吊り天井が揺れて移動した状態を示したものである。図４は、吊り天井が移動した際の錘部１３の移動について、図２（ｂ）と同様の断面を示したものである。
【００２５】
本実施の形態では、例えば吊り天井が図３の点線に示す初期状態からある加速度で実線で示すように移動すると、制振装置５の錘部１３が、吊り天井の移動時の加速度に伴う慣性力によって外箱１１内を移動する。例えば吊り天井の加速度（加速度ベクトル）の方向が図４の矢印ａに示す方向である場合、錘部１３の移動方向は矢印ｂに示すようにその逆になる。
【００２６】
錘部１３が外箱１１内を移動すると、錘部１３の移動先にあるバネ１７（図４の右側のバネ１７）は収縮し、その反対側のバネ１７（図４の左側のバネ１７）は伸長する。収縮したバネ１７は伸長しようとし、伸長したバネ１７は収縮しようとするが、これらの復元力Ｒは、外箱１１に対しては吊り天井の加速度の方向と逆方向に働き（図４の復元力Ｒのうち、右向きの矢印のものを参照）、外箱１１から天井部３に伝達され、天井揺れを減少できる。なお、復元力Ｒは錘部１３に対しても働くが（図４の復元力Ｒのうち、左向きの矢印のものを参照）、錘部１３は外箱１１に固定されていないので、上記のように外箱１１を介して天井部３に伝達されることはない。
【００２７】
錘部１３の移動時には、容器２１の内部の複数の錘体２３も、錘部１３の移動時の加速度に伴う慣性力によって容器２１内を移動し、その際の錘体２３の摩擦や錘体２３同士の衝突によってエネルギーを消費する。これにより、吊り天井の揺れを早期に減衰させることができる。
【００２８】
図５は制振装置５による揺れの減衰効果を示したグラフであり、「粒あり」の実線のグラフは本実施の形態の錘部１３のように容器２１内に複数の錘体２３を充填した場合の減衰特性を示す。一方、「粒無し」の点線のグラフは、上記の錘部１３の代わりに、錘部１３と同じ質量であるが上記の錘体２３を内部に有しない移動体を用いた場合を示す。図５に示すように、容器２１内に複数の錘体２３を充填した錘部１３を用いた場合、前記のエネルギー消費によって揺れが早く収まることがわかる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態に係る制振装置５は、バネ１７を取付けた錘部１３が移動する際に制振機能を発揮し、地震時等の天井揺れを減少できる。また錘部１３の移動時には、容器２１内に充填した錘体２３の移動に伴う摩擦や錘体２３の衝突によるエネルギー消費がもたらす減衰効果により、天井揺れを早く収めることができ、通常のＴＭＤ制振装置が有する一般的な減衰器を省略可能である。
【００３０】
このように、本実施の形態によれば、バネ１７と錘部１３による簡易な構成のＴＭＤ制振装置を提供でき、制振装置を小型化できるので天井への設置が比較的簡便であり、大規模な構成を追加することなく天井の水平振動を減少させることができる。
【００３１】
さらに、錘体２３により錘部１３の質量を適切な値に調整することが容易になる。また仮に容器２１内に錘体２３の代わりに液体を充填すると液漏れ等の心配があるが、錘体２３は粒状の固体であるためそのような心配が無く、天井に設置するのに好適である。
【００３２】
本実施の形態では、このような制振装置５を天井部３の上に固定するだけで簡易な構成の制振構造１を天井に形成でき、天井部３の上の他の設備機器等との干渉も防ぐことができる。また本実施の形態では大きな揺れが生じやすい吊り天井に制振装置５を設けることで、特に好適に制振効果を発揮させることができる。
【００３３】
しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施の形態では吊り天井に制振装置５を設けたが、その他の構造の天井に制振装置５を設けてもよい。この場合も、天井部の上に制振装置５を固定することで、同様の制震機能を発揮させることができる。さらには、天井以外の構造体に制振装置５を設けることも可能である。
【００３４】
また、ローラ１５も前記したボールローラに限らない。例えば脚部１４に平面内で回転可能な機構を設けておくことで、ローラ１５として平面上一方向に回転する円板状のローラを用いることも可能である。この場合も錘部１３が外箱１１内を平面上全ての方向に移動できる。
【００３５】
さらに、本実施の形態では錘部１３の下面にローラ１５を設けており、その回転によって錘部１３が移動可能であるが、図６の制振装置５ａに示すように、ローラ１５の代わりに、外箱１１内の底面に対して摺動する摺動部１６を脚部１４ａの下端部に設けてもよい。摺動部は例えばテフロン（登録商標）等による滑り加工を施した金属板などにより実現できる。
【００３６】
また、制振装置５や錘部１３の形状は略直方体としているが、これに限ることは無く適宜定めることができる。錘体２３も球体に限ることは無く、球体以外の形状であってもよい。
【００３７】
さらに、バネ１７の配置も前記したものに限らず、制振装置５や錘部１３の形状等に応じて適宜定めることができる。またバネ１７に代えてその他の弾性部材を用いることも可能である。
【００３８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００３９】
１………制振構造
３………天井部
５、５ａ………制振装置
７………吊りボルト
９………スラブ
１１………外箱
１３………錘部
１４………脚部
１５………ローラ
１６………摺動部
１７………バネ
１７ａ………取付部
２１………容器
２３………錘体
【図１】
2018145981.tif 000003
【図２】
2018145981.tif 000004
【図３】
2018145981.tif 000005
【図４】
2018145981.tif 000006
【図５】
2018145981.tif 000007
【図６】
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