(57)【要約】【課題】  簡単な構造で減衰機能と復元機能と併せ持つ小型で安価な制振装置および制振構造を提供する。【解決手段】  第１アーム部材１１と第２アーム部材２１との両端部に圧縮方向の力が付与されると、第１アーム部材１１が第２アーム部材２１へ押し込まれる。この際、後板１７ｂに固定されたダンパ部材３１のピストン３３が、貫通部材２３によってシリンダ３５へ押し込まれ、当該ダンパ部材３１において減衰力が発生する。揺れの方向が反転し、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１との両端部に引張方向の力が付与されると、第１アーム部材１１が第２アーム部材２１から引き抜かれる。この際、前板１７ａに固定されたダンパ部材３１のピストン３３が、貫通部材２３によってシリンダ３５へ押し込まれ、当該ダンパ部材３１において減衰力が発生する。なお、ダンパ部材３１は、内部の弾性部材によって、ピストン３３が元の位置に復元する。【選択図】図５
2018185014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に取り付けられて、振動エネルギーを吸収する制振装置であって、
側面に長手方向に向けて長穴が形成された第１アーム部材と、
前記長穴に挿入される貫通部材を有し、前記第１アーム部材に対して長手方向にスライド可能な第２アーム部材と、
前記第１アーム部材に互いに逆向きに固定される一対のダンパ部材と、
を具備し、
前記ダンパ部材は、外力によって一方の方向へ変位する際にエネルギーを吸収し、他方の方向へは弾性部材によって変位が復元し、
前記第１アーム部材に対して前記第２アーム部材が一方の方向にスライド動作する際に、前記貫通部材が一方の前記ダンパ部材と接触し、一方の前記ダンパ部材の変位によって振動を減衰させ、前記第１アーム部材に対して前記第２アーム部材が他方の方向にスライド動作する際に、前記貫通部材が他方の前記ダンパ部材と接触し、他方の前記ダンパ部材の変位によって振動を減衰させることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
前記貫通部材は２カ所に形成され、定常時において、それぞれの前記貫通部材が一対のそれぞれの前記ダンパ部材と接触す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アーム部材と前記第２アーム部材とがスライド動作する際の前記長穴に対する前記貫通部材の移動範囲内において、前記ダンパ部材が最大変位可能であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の制振装置。
【請求項４】
前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とがスライド動作して、前記ダンパ部材が最大変位する前に、前記貫通部材が前記長穴と接触することを特徴とする請求項１または請求項２記載の制振装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の制振装置を具備し、
前記第１アーム部材および前記第２アーム部材の端部が、構造物の柱および梁にそれぞれ回動可能に固定されることを特徴とする制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置および制振構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地震や強風等によって発生する構造物の揺れを抑制するため、建物の柱等の縦材と、梁や根太などの横材とで囲まれたコーナー部に制振装置が設置される場合がある。
【０００３】
構造物の振動を減衰させる減衰機能を有する制振装置としては、例えば、縦材と横材とのコーナー部に、斜材であるアーム部材の一端を縦材に他端を横材に回動可能に連結して、横材とアーム部との連結部に、板材の間に弾性体や粘弾性体を配置して形成された制振ダンパを設けたものがある（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
また、減衰機能と原形復元機能とを併せ持つ制振装置として、縦材と横材とのコーナー部に、縦材に回動可能に連結された第１リンクアームと、横材に回動可能に連結された第２リンクアームと、両者の対向面の間に設けられた摩擦板とを有する減衰機構を設けるとともに、円弧形の第１板片の先端に形成された突出部を円弧形の第２板片の先端に形成された凹所に配置して形成された複数のバネ板からなり、各バネ板の一端が縦材に他端が横材に連結された原形復元機構を設けたものがある（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９７９３９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５７０９号公報
【特許文献３】特許第３５１５１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２のような制振装置で用いられている減衰機構は、安価である反面、長期使用時に摩擦板や弾性体、粘弾性体等が劣化する恐れがある。また、特許文献３のように、減衰機能と復元機能の双方を有する制振装置は、構造が複雑であり、大型で高価である。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で減衰機能と復元機能と併せ持つ小型で安価な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】
【０００８】
前述した目的を達成するために第１の発明は、構造物に取り付けられて、振動エネルギーを吸収する制振装置であって、側面に長手方向に向けて長穴が形成された第１アーム部材と、前記長穴に挿入される貫通部材を有し、前記第１アーム部材に対して長手方向にスライド可能な第２アーム部材と、前記第１アーム部材に互いに逆向きに固定される一対のダンパ部材と、を具備し、前記ダンパ部材は、外力によって一方の方向へ変位する際にエネルギーを吸収し、他方の方向へは弾性部材によって変位が復元し、前記第１アーム部材に対して前記第２アーム部材が一方の方向にスライド動作する際に、前記貫通部材が一方の前記ダンパ部材と接触し、一方の前記ダンパ部材の変位によって振動を減衰させ、前記第１アーム部材に対して前記第２アーム部材が他方の方向にスライド動作する際に、前記貫通部材が他方の前記ダンパ部材と接触し、他方の前記ダンパ部材の変位によって振動を減衰させることを特徴とする制振装置である。
【０００９】
前記貫通部材は２カ所に形成され、定常時において、それぞれの前記貫通部材が一対のそれぞれの前記ダンパ部材と接触することが望ましい。
【００１０】
前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とがスライド動作する際の前記長穴に対する前記貫通部材の移動範囲内において、前記ダンパ部材が最大変位可能であってもよい。
【００１１】
または、前記第１アーム部材と前記第２アーム部材とがスライド動作して、前記ダンパ部材が最大変位する前に、前記貫通部材が前記長穴と接触してもよい。
【００１２】
第１の発明によれば、外力によって一方の方向へ変位する際にエネルギーを吸収し、他方の方向へは弾性部材によって変位が復元する一対のダンパ部材が互いに逆向きに固定される。このため、第１アーム部材に対して第２アーム部材がスライド動作する際に、スライド方向に応じていずれか一方のダンパ部材が変位して振動を減衰させることができる。これにより、片効きのダンパを用いることができ、簡単な構造で減衰機能と復元機能と併せ持つ小型で安価な制振装置を実現できる。
【００１３】
また、２カ所に形成された貫通部材のそれぞれが、定常時において、一対のそれぞれのダンパ部材と接触していれば、第１アーム部材に対して第２アーム部材がいずれかの方向にスライドすると、スライド方向に対応するダンパ部材が即時に変位して振動を減衰させることができる。
【００１４】
また、第１アーム部材と第２アーム部材とがスライド動作する際の長穴に対する貫通部材の移動範囲内において、ダンパ部材が最大変位可能であれば、ダンパ部材の変位を最大限利用して振動を減衰させることができる。
【００１５】
また、第１アーム部材と第２アーム部材とがスライド動作して、ダンパ部材が最大変位する前に、貫通部材が長穴と接触すれば、アーム部材がダンパ部材に対して過剰な力を付与することを防止し、ダンパ部材の損傷を防止できる。
【００１６】
第２の発明は、第１の発明の制振装置を具備し、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材の端部が、構造物の柱および梁にそれぞれ回動可能に固定されることを特徴とする制振構造である。
【００１７】
第２の発明によれば、簡単な構造で減衰機能と復元機能と併せ持つ小型で安価な制振構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単な構造で減衰機能と復元機能と併せ持つ小型で安価な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】
【００１９】
【図１】制振構造１０を示す図。
【図２】制振装置１の分解斜視図。
【図３】制振装置１の分解斜視図。
【図４】制振装置１の組立斜視図。
【図５】制振装置１の断面図であって、図４のＡ−Ａ線断面図。
【図６】制振装置１の動作を示す図。
【図７】制振装置１の動作を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態にかかる制振構造１０について説明する。図１は、制振構造１０を示す図である。構造物の縦材である柱３と横材である梁５の合流部に制振装置１が方杖状に配置される。図示した例では、柱３と梁５とで形成される矩形部の対角線上に制振装置１が２カ所配置される。
【００２１】
制振装置１の両端は、それぞれ支持部材７とピン９によって回動可能に接続される。また、支持部材７は、固定ビス３７によって、柱３および梁５にそれぞれ固定される。なお、全ての角部に制振装置１を配置してもよい。
【００２２】
地震などにより構造物が振動すると、柱３と梁５とが相対的に変位し、例えば、柱３と梁５との角度が変化する。柱３と梁との角度が変化すると、制振装置１と、柱３および梁５とのそれぞれの固定部の距離が変化する。この距離変化の際に、制振装置１が作動して、振動エネルギーを吸収する。
【００２３】
次に、制振装置１について詳細に説明する。図２〜図３は、制振装置１の分解斜視図である。制振装置１は、主に、第１アーム部材１１、第２アーム部材２１、ダンパ部材３１、貫通部材２３等から構成される。
【００２４】
第１アーム部材１１は、一対の側板１９と、一対の側板１９間に配置される前板１７ａおよび後板１７ｂ等から構成される。一対の側板１９には、長手方向に向けて、それぞれ長穴１３が設けられる。すなわち、第１アーム部材１１の側面には、互いに対向する部位に長穴１３が設けられる。
【００２５】
前板１７ａ、後板１７ｂには、それぞれダンパ取付孔１５が設けられる。前板１７ａは、第１アーム部材１１の先端部に設けられる。後板１７ｂは、前板１７ａから所定の距離だけ離間して配置される。側板１９は、後板１７ｂよりも後方にさらに突出し、後端部近傍に取付孔１８が設けられる。
【００２６】
第２アーム部材２１は、一対の側板２７を有する。なお、一対の側板２７同士は、所定の間隔で接合されればよい。例えば、第２アーム部材２１は、断面が略コの字状であってもよく、ロの字状であってもよい。また、側板２７同士が、略全長にわたって接合されていなくてもよい。
【００２７】
側板２７には、それぞれ対向する位置に孔２９が設けられる。図示した例では、それぞれの側板２７に、孔２９が二つずつ形成される。孔２９は、貫通部材２３が挿通される部位である。貫通部材２３は、例えばボルトであり、挿入側と反対側において、ナット２５で固定される。なお、貫通部材２３は、ボルト以外であってもよい。
【００２８】
ダンパ部材３１は、シリンダ３５に対して出没可能にピストン３３が設けられる。ダンパ部材３１は、いわゆる片効きのダンパである。例えば、シリンダ３５に対して、ピストン３３を押し込む際に、減衰力を発揮するが、ピストン３３が突出する方向には、減衰力を発揮しない。なお、シリンダ３５の内部には弾性部材（図示省略）が収容される。このため、ピストン３３をシリンダ３５へ押し込むと、弾性部材によってピストン３３が元の位置に復元する。
【００２９】
図３に示すように、ダンパ部材３１は、前板１７ａ、後板１７ｂのそれぞれのダンパ取付孔１５に取り付けられる。例えば、ダンパ取付孔１５に雌ネジを形成し、シリンダ３５の外周に雄ネジを形成することで、容易にダンパ部材３１を第１アーム部材１１に固定することができる。
【００３０】
それぞれのダンパ部材３１は、ピストン３３同士が向き合うように逆向きに配置される。この際、ピストン３３同士の間には隙間が設けられる。なお、概ね、ピストン３３が配置される範囲に、長穴１３が設けられる。
【００３１】
図４は、制振装置１の組立斜視図、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図である。なお、図５においては、制振装置１の両端に支持部材７が取り付けられた状態を示す。第２アーム部材２１は、第１アーム部材１１に被せられるように配置される。すなわち、図５に示すように、第１アーム部材１１の一対の側板１９を外側から挟み込むように、第２アーム部材２１の側板２７が配置される。
【００３２】
貫通部材２３は、第２アーム部材２１の孔２９と、第１アーム部材１１の長穴１３を貫通する。この際、それぞれの貫通部材２３は、対向して配置されるダンパ部材３１のそれぞれのピストン３３と接触する。すなわち、第２アーム部材２１のそれぞれの側板２７における孔２９の間隔は、シリンダ３５同士の間隔と略一致する。
【００３３】
なお、第１アーム部材１１と支持部材７とは、取付孔１８を貫通するピン９で接合される。同様に、第２アーム部材２１と支持部材７とは、取付孔２８を貫通するピン９で接合される。したがって、制振装置１と支持部材７は、回動可能に取り付けられる。このため、柱３と梁５との角度が変化しても、制振装置１は、この角度変化に追従可能である。
【００３４】
次に、制振装置１の動作について説明する。図６は、柱３と梁５との角度が変化して、端部同士の距離が近くなる方向に変位した状態を示す図である。すなわち、制振装置１の両端から圧縮される方向（図中矢印Ｂ）に外力が付与された状態である。
【００３５】
第１アーム部材１１と第２アーム部材２１との両端部に圧縮方向の外力が付与されると、図示したように、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが相対的にスライド動作し、第１アーム部材１１が第２アーム部材２１へ押し込まれる。
【００３６】
この際、後板１７ｂに固定されたダンパ部材３１のピストン３３が、貫通部材２３によってシリンダ３５へ押し込まれる。このため、当該ダンパ部材３１において減衰力が発生する。なお、前板１７ａに固定されたダンパ部材３１は、貫通部材２３と離れ、この状態では機能しない。
【００３７】
図７は、揺れの方向が反転し、柱３と梁５との角度が変化して、端部同士の距離が離れる方向に変位した状態を示す図である。すなわち、制振装置１の両端から引っ張られる方向（図中矢印Ｃ）に外力が付与された状態である。
【００３８】
第１アーム部材１１と第２アーム部材２１との両端部に引張方向の外力が付与されると、図示したように、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが相対的にスライド動作し、第１アーム部材１１が第２アーム部材２１から引き抜かれる方向に移動する。
【００３９】
この際、前板１７ａに固定されたダンパ部材３１のピストン３３が、貫通部材２３によってシリンダ３５へ押し込まれる。このため、当該ダンパ部材３１において減衰力が発生する。なお、後板１７ｂに固定されたダンパ部材３１は、貫通部材２３と離れ、この状態では機能しない。このように、それぞれのダンパ部材３１は、ピストン３３が押し込まれる一方の方向への変位の際に減衰力を発揮し、ピストン３３が突出する他方の方向へは、内部の弾性部材によって、元の位置に復元する。
【００４０】
以上のように、揺れの方向によって、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが相対的にスライド動作し、一方のダンパ部材３１が減衰力を発揮するため、構造物の揺れを制振することができる。
【００４１】
なお、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作範囲は、例えば、長穴１３の長さで規制することができる。例えば、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが最も縮んだ状態または伸びた状態において、貫通部材２３が長穴１３の端部と接触するようにすることで、それ以上の第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作を規制することができる。すなわち、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とがスライド動作して、ダンパ部材３１が最大変位する前に、貫通部材２３が長穴１３と接触するようにすることで、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作範囲を規制することができる。
【００４２】
このように、貫通部材２３と長穴１３の端部とを接触させることで、貫通部材２３によって、ダンパ部材３１に対して、過剰に力が付与されることを抑制することができる。このため、ダンパ部材３１の破損を抑制することができる。
【００４３】
また、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作範囲をダンパ部材３１によって規制してもよい。例えば、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが最も縮んだ状態または伸びた状態において、貫通部材２３が長穴１３の端部と接触しないようにしてもよい。すなわち、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とがスライド動作する際の長穴１３に対する貫通部材２３の移動範囲内において、ダンパ部材３１が最大変位可能となるようにしてもよい。
【００４４】
このように、ダンパ部材３１を最大変位範囲まで変位させることで、ダンパ部材３１の減衰力を無駄なく発揮させることができる。
【００４５】
以上、本実施の形態によれば、一対の片効きのダンパ部材３１を用いることで、高価な両効きのダンパ（両方向の移動時に減衰力を発揮するダンパ）を用いることなく、両方向の振動のエネルギーを吸収することができる。このため、小型で、安価な部材によって、効率よく減衰力を発揮させることができる。
【００４６】
また、この際、ダンパ部材３１は、弾性部材によって変位が復元するため、減衰力を発揮させていない側のダンパ部材３１は、元の位置に復元する。また、振動が停止した後に、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが変位している場合には、圧縮されているダンパ部材３１によって、元の状態への復元力が付与され、構造物が元の状態へ復元される。
【００４７】
また、貫通部材２３を２本配置することで、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とを確実に一軸方向へスライド動作させることができる。この際、２カ所に形成された貫通部材２３のそれぞれが、定常時において、一対のダンパ部材３１とそれぞれ接触するため、第１アーム部材１１に対する第２アーム部材２１のスライド方向に対応するダンパ部材３１が即時に変位して振動を減衰させることができる。
【００４８】
また、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作範囲を、長穴１３と貫通部材２３との接触で規制することで、ダンパ部材３１へ過剰な力が付与されることを防止することができる。
【００４９】
逆に、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とのスライド動作範囲を、ダンパ部材３１の変位範囲で規制することで、ダンパ部材３１の減衰力を無駄なく発揮させることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
例えば、第１アーム部材１１と第２アーム部材２１とが、回動することなく一方向にスライド動作可能であれば、貫通部材２３は、１本であってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１………制振装置
３………柱
５………梁
７………支持部材
９………ピン
１０………制振構造
１１………第１アーム部材
１３………長穴
１５………ダンパ取付孔
１７ａ………前板
１７ｂ………後板
１８………取付孔
１９………側板
２１………第２アーム部材
２３………貫通部材
２５………ナット
２７………側板
２８………取付孔
２９………孔
３１………ダンパ部材
３３………ピストン
３５………シリンダ
３７………固定ビス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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