(57)【要約】【課題】建物の固有周期の変化に対応することにより制震効果の低下を抑制可能な制震装置を提供する。【解決手段】建物１００に適用される制震装置１０であって、第１の質量体１６と、第１の質量体１６と建物１００の間に介在する第１のバネ１４と、を有する第１の制震部１１と、第２の質量体１８と、第２の質量体１８と建物１００の間に介在する第２のバネ１７と、を有し、第１の制震部１１とは異なる固有周期を含む第２の制震部１２と、第１の質量体１６を第２の質量体１８に連結するように設けられ、所定方向に沿った減衰力を発生させると共に減衰係数を調整可能な可変減衰ダンパ１３と、を備える。【選択図】図１
2018003269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に適用される制震装置であって、
第１の質量部と、前記第１の質量部と前記建物の間に介在し、所定方向に伸縮する第１の弾性部と、を有する第１の制震部と、
第２の質量部と、前記第２の質量部と前記建物の間に介在し、前記所定方向に伸縮する第２の弾性部と、を有し、前記第１の制震部とは異なる固有周期を有する第２の制震部と、
前記第１の質量部を前記第２の質量部に連結するように設けられ、前記所定方向に沿った減衰力を発生させると共に減衰係数を調整可能な第１の減衰部と、を備える、制震装置。
【請求項２】
前記第１の弾性部及び前記第２の弾性部の少なくとも一方には、前記所定方向に沿った減衰力を発生させる第２の減衰部が並列に設けられる、請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
第３の質量部と、前記第３の質量部と前記建物の間に介在し、前記所定方向に伸縮する第３の弾性部と、を有し、前記第１の制震部及び前記第２の制震部とは異なる固有周期を有する第３の制震部と、
前記第３の質量部を、前記第１の質量部又は前記第２の質量部に連結するように設けられ、前記所定方向に沿った減衰力を発生させると共に減衰係数を調整可能な第３の減衰部と、を備える、請求項１又は２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記第１の減衰部は、可変減衰ダンパである、請求項１〜３の何れか一項に記載の制震装置。
【請求項５】
建物に適用される制震システムであって、
請求項１〜４の何れか一項に記載の制震装置と、
前記建物の固有周期を得る固有周期取得部と、
前記固有周期を利用して、前記第１の減衰部における減衰係数を制御する制御部と、を備える、制震システム。
【請求項６】
請求項５に記載の制震システムが設けられた建物の制震方法であって、
前記建物の固有周期を得る第１のステップと、
前記固有周期を利用して、前記第１の減衰部における減衰係数を決定する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて決定された前記減衰係数となるように、前記第１の減衰部を制御する第３のステップと、を有する、制震方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物に適用される制震装置、制震システム及びそれらを利用した制震方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の制震技術として、特許文献１に開示されているような同調質量ダンパ（Tuned Mass Damper：ＴＭＤ）が知られている。同調質量ダンパは、制震対象である建物に連結される弾性体と弾性体に取り付けられる質量体とを有する。同調質量ダンパは、建物が加震されたとき、質量体が振動することにより、建物に生じる振動の振幅や加速度を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１２８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
同調質量ダンパは、例えば、建物の固有周期の近傍において所望の制震効果が発揮されるように設計される。従って、建物の固有周期が変化したとき、制震効果が発揮される周期と建物の固有周期とが互いにずれるので、制震効果が低下する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、建物の固有周期の変化に対応することにより制震効果の低下を抑制可能な制震装置、制震システム及び制震方法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】
本発明の一形態は、建物に適用される制震装置であって、第１の質量部と、第１の質量部と建物の間に介在し、所定方向に伸縮する第１の弾性部と、を有する第１の制震部と、第２の質量部と、第２の質量部と建物の間に介在し、所定方向に伸縮する第２の弾性部と、を有し、第１の制震部とは異なる固有周期を有する第２の制震部と、第１の質量部を第２の質量部に連結するように設けられ、所定方向に沿った減衰力を発生させると共に減衰係数を調整可能な第１の減衰部と、を備える。
【０００７】
この制震装置は、第２の制震部が第１の制震部とは異なる固有周期を有する。従って、建物の固有周期が例えば第１の固有周期であるときと、第１の固有周期とは異なる第２の固有周期であるときと、に対応可能である。さらに、第１の質量部と第２の質量部とが第１の減衰部によって連結されている。この構成によれば、第１の制震部と第２の制震部とは、一つの合成された制震部としてみなすことができる。この合成された制震部においては、第１の減衰部の減衰係数を制御することにより、第１の制震部と第２の制震部の連成の程度を制御することが可能であるので、建物の固有周期の変化に対応して、制震効果の低下を抑制できる。
【０００８】
第１の弾性部及び第２の弾性部の少なくとも一方には、所定方向に沿った減衰力を発生させる第２の減衰部が並列に設けられてもよい。この構成によれば、第２の減衰部の減衰係数を制御することにより、より効果的に作用する振動系を形成することが可能になる。従って、制震装置の固有周期を、建物の固有周期の変化に好適に対応させることができるので、制震効果の低下をさらに抑制することができる。
【０００９】
制震装置は、第３の質量部と、第３の質量部と建物の間に介在し、所定方向に伸縮する第３の弾性部と、を有し、第１の制震部及び第２の制震部とは異なる固有周期を有する第３の制震部と、第３の質量部を、第１の質量部又は第２の質量部に連結するように設けられ、所定方向に沿った減衰力を発生させると共に減衰係数を調整可能な第３の減衰部と、を備えてもよい。この構成によれば、制震装置の固有周期を建物の固有周期の変化にさらに好適に対応させることができるので、制震効果の低下をいっそう抑制することができる。
【００１０】
第１の減衰部は、可変減衰ダンパであってもよい。この構成によれば、制震装置を簡易な構成とすることができる。
【００１１】
本発明の別の形態は、建物に適用される制震システムであって、上記の制震装置と、建物の固有周期を得る固有周期取得部と、固有周期を利用して、第１の減衰部における減衰係数を制御する制御部と、を備える。この制震システムによれば、上記制震装置が、固有周期取得部で得られた建物の固有周期に対応するように制御部によって制御される。従って、建物の固有周期の変化に対応することが可能となり、制震効果の低下を抑制することができる。
【００１２】
上記の制震システムが設けられた建物の制震方法であって、建物の固有周期を得る第１のステップと、固有周期を利用して、第１の減衰部における減衰係数を決定する第２のステップと、第２のステップにおいて決定された減衰係数となるように、第１の減衰部を制御する第３のステップと、を有する。この制震方法によれば、固有周期取得部で得られた建物の固有周期に対応するように制御部によって上記制震装置を制御する。従って、建物の固有周期の変化に対応することが可能となり、制震効果の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、建物の固有周期の変化に対応することにより制震効果の低下を抑制可能な制震装置、制震システム及び制震方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は実施形態に係る制震装置を示すモデル図である。
【図２】図２は図１に示された制震装置の具体例を示す図である。
【図３】図３は変形例１に係る制震装置を示すモデル図である。
【図４】図４は変形例２に係る制震装置を示すモデル図である。
【図５】図５は実施例１の結果を示すグラフである。
【図６】図６の（ａ）部は、比較例１に係る制震装置を示すモデル図であり、図６の（ｂ）部は、比較例２に係る制震装置を示すモデル図であり、図６の（ｃ）部は、実施例２に係る制振装置を示すモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る制震システム１のモデル図である。図１に示されるように、制震システム１は、建物１００に適用される。制震システム１は、地震等により基礎１０１から建物１００に振動が印加されたとき、建物１００の振動を抑制する。具体的には、制震システム１は、水平方向における建物１００の振幅を低減する。
【００１７】
制震システム１は、制震装置１０と、制御装置２０と、を有する。制震装置１０は、建物１００の振動を低減させる力を発生させる。制御装置２０は、制震装置１０の特性を制御する。具体的には、制震対象である建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に対応するように、制震装置１０の振動特性を制御する。
【００１８】
制震装置１０は、第１の制震部１１と、第２の制震部１２と、可変減衰ダンパ１３（第１の減衰部）と、を有する。第１の制震部１１と第２の制震部１２とは、それぞれ質量体とバネとを有するいわゆる同調質量ダンパ（Tuned Mass Damper：TMD）である。第１の制震部１１は、第１の固有周期（Ｔｄ１）を有する。第２の制震部１２は、第２の固有周期（Ｔｄ２）を有する。第１の固有周期（Ｔｄ１）と第２の固有周期（Ｔｄ２）とは、互いに異なる。可変減衰ダンパ１３は、第１の制震部１１と第２の制震部１２とを連結する。
【００１９】
第１の制震部１１は、第１のバネ１４（第１の弾性部）と第１の質量体１６（第１の質量部）とを有する。第１のバネ１４は、第１の質量体１６を建物１００に連結するものであり、一端が第１の質量体１６に連結され、他端が建物１００に連結される。第１のバネ１４は、第１のバネ定数（ｋ１：第１の弾性係数）を有する。第１の質量体１６は、第１の質量（Ｍ１）を有する。第１の固有周期（Ｔｄ１）は、第１のバネ定数（ｋ１）と第１の質量（Ｍ１）とにより定まる。また、第１のバネ１４は、所定方向に沿って伸縮が可能とされ、第１の質量体１６は、所定方向に沿って往復移動が可能とされる。ここでいう所定方向とは、制震装置１０によって低減される建物１００の揺れの方向である。例えば、制震装置１０が建物１００の水平方向への揺れを低減させる場合には、所定方向は水平方向である。
【００２０】
第２の制震部１２は、第１の制震部１１とほぼ同様の構成を有する。第２の制震部１２は、第２のバネ１７（第２の弾性部）と第２の質量体１８（第２の質量部）とを有する。第２のバネ１７は、第２の質量体１８を建物１００に連結するものであり、一端が第２の質量体１８に連結され、他端が建物１００に連結される。第２のバネ１７は、第２のバネ定数（ｋ２：第２の弾性係数）を有する。第２の質量体１８は、第２の質量（Ｍ２）を有する。第２の固有周期（Ｔｄ２）は、第２のバネ定数（ｋ２）と第２の質量（Ｍ２）とにより定まる。また、第２のバネ１７は、所定方向に沿って伸縮が可能とされ、第２の質量体１８は、所定方向に沿って往復移動が可能とされる。
【００２１】
可変減衰ダンパ１３は、一端が第１の質量体１６に連結され、他端が第２の質量体１８に連結される。この構成によれば、可変減衰ダンパ１３は、第１の質量体１６と第２の質量体１８との相対的な速度差に対応した減衰力を発生させる。可変減衰ダンパ１３は、減衰係数（Ｃ）が調整可能である。すなわち、可変減衰ダンパ１３は、第１の質量体１６と第２の質量体１８との速度差に対応する減衰力の大きさを変化させることができる。このような可変減衰ダンパ１３として、例えば、可変減衰機能を持つオイルダンパが挙げられる。可変減衰ダンパ１３の減衰係数は、制御装置２０から提供される信号に基づいて、電気的に制御される。
【００２２】
制御装置２０は、センサ２１（固有周期取得部）と、制御部２２と、を有する。センサ２１は、建物１００に取り付けられて、建物１００の固有周期（Ｔ）に関する情報を得る。このようなセンサ２１としては、例えば、加速度センサが挙げられる。センサ２１に加速度センサを用いた場合には、取得された加速度を利用して制御部２２において建物１００の固有周期（Ｔ）が算出される。センサ２１は、固有周期（Ｔ）に関する情報を制御部２２に出力する。
【００２３】
制御部２２は、センサ２１から提供された情報を利用して、制震装置１０を制御する。制御部２２は、例えば、コンピュータである。制御部２２は、固有周期入力部２２ａと、データベース２２ｂと、制御信号出力部２２ｃと、を有する。固有周期入力部２２ａは、センサ２１から提供された情報を利用して、建物１００の固有周期（Ｔ）を得る。センサ２１から提供されたデータは、固有周期（Ｔ）そのものを示す情報であってもよいし、固有周期（Ｔ）を算出可能なデータであってもよい。固有周期入力部２２ａは、固有周期（Ｔ）を示す情報を制御信号出力部２２ｃに提供する。データベース２２ｂは、建物１００の固有周期（Ｔ）と、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）とが関連付けられた情報を保持する。この情報は、あらかじめ数値計算などにより準備されて、メモリ等に記録されたものである。データベース２２ｂは、制御信号出力部２２ｃから参照可能に構成される。制御信号出力部２２ｃは、固有周期入力部２２ａから提供された固有周期（Ｔ）を示す情報を利用して、当該固有周期（Ｔ）に対応する減衰係数（Ｃ）をデータベース２２ｂから読み出す。そして、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）が読み出した減衰係数（Ｃ）となるように、可変減衰ダンパ１３を制御する信号を生成し、当該信号を可変減衰ダンパ１３に出力する。
【００２４】
図２は、図１に示された制震システム１の例示である。図２の制震システム１Ａは、建物１００の屋上に配置される。制震システム１Ａは、制震装置１０Ａと、制御装置２０とを有する。制震装置１０Ａは、第１の錘３１と、第１の積層ゴム体３２と、第２の錘３３と、第２の積層ゴム体３４と、可変減衰ダンパ３６とを有する。第１の錘３１は、第１の質量体１６に対応する。第１の積層ゴム体３２は、第１のバネ１４に対応する。第２の錘３３は、第２の質量体１８に対応する。第２の積層ゴム体３４は、第２のバネ１７に対応する。従って、第１の錘３１と第１の積層ゴム体３２との組み合わせは、第１の制震部１１に対応する。また、第２の錘３３と第２の積層ゴム体３４との組み合わせは、第２の制震部１２に対応する。
【００２５】
第１の積層ゴム体３２は、鉛直方向に延びる円柱又は角柱であり、建物１００の上面に配置される。第１の積層ゴム体３２は、下端面が建物１００の上面と当接し、上端面が第１の錘３１に当接する。即ち、第１の積層ゴム体３２は、建物１００の上面１００ａ上において第１の錘３１を支持する。第１の錘３１は、板状を呈する。
【００２６】
第２の積層ゴム体３４は、鉛直方向に延びる円柱又は角柱であり、建物１００の上面に配置される。第２の積層ゴム体３４は、下端面が建物１００の上面と当接し、上端面が第２の錘３３に当接する。即ち、第２の積層ゴム体３４は、建物１００の上面１００ａ上において第２の錘３３を支持する。第２の錘３３は、板状を呈する。ここで、第２の錘３３と第２の積層ゴム体３４とは、第１の錘３１と第１の積層ゴム体３２とにより囲まれる空間に配置される。すなわち、第２の錘３３は、第１の錘３１より下方に配置される。換言すると、第２の錘３３は、第１の錘３１よりも建物１００の上面側に配置される。また、第２の積層ゴム体３４は、第１の積層ゴム体３２が配置された領域よりも内側に配置される。
【００２７】
可変減衰ダンパ３６は、第１の錘３１と第２の錘３３との間に配置される。可変減衰ダンパ３６は、一端が第１の錘３１の下面に連結され、他端が第２の錘３３の上面に連結される。このような構造によれば、第１の錘３１と第２の錘３３との間において、水平方向の速度差が生じたとき、当該速度差に対応する減衰力が可変減衰ダンパ３６により発生する。
【００２８】
次に、制震装置１０及び制震システム１が建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に対応できる理由について説明する。まず、建物１００の固有周期（Ｔ）に対応するとは、ある固有周期（Ｔ）を有する建物１００に振動が印加されたとき、振動によって生じる建物１００の振幅（或いは加速度）を低減するように、制震装置１０の振動特性が設定されていることをいう。従って、建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に対応するとは、建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に追従して、制震装置１０の振動特性も変化することをいう。
【００２９】
図１に示されるように、制震装置１０は、第１の制震部１１と第２の制震部１２とを有する。今、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）がゼロとして設定され、減衰力が発生しない状態を仮定する。第１の制震部１１と第２の制震部１２とは、互いに独立した振動系として扱える。この場合には、制震装置１０は、第１の制震部１１の第１の固有周期（Ｔｄ１）と、第２の制震部１２の第２の固有周期（Ｔｄ２）と、を有し得る。従って、建物１００の固有周期（Ｔ）が、第１の固有周期（Ｔｄ１）を含む第１の固有周期（Ｔｄ１）に同調するときと、建物１００の固有周期（Ｔ）が第２の固有周期（Ｔｄ２）を含む第２の固有周期（Ｔｄ２）に同調するときと、に対応できる。
【００３０】
次に、可変減衰ダンパ１３が所定の減衰力を発生させる状態を仮定する。この場合には、第１の制震部１１と第２の制震部１２とは、互いに連成しあう関係となり、たとえば、減衰係数（Ｃ）が非常に大きい場合、制震装置１０は、連成固有周期（Ｔａ）を有する。この連成固有周期（Ｔａ）は、第１の固有周期（Ｔｄ１）と第２の固有周期（Ｔｄ２）との間の値を取り得る。減衰係数（Ｃ）がゼロ（Ｃ＝０）の場合には、式（１）により示される。減衰係数（Ｃ）が無限大（Ｃ＝∞）の場合には式（２）により示される。
【数１】
2018003269.tif 000003
【数２】
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【００３１】
可変減衰ダンパ１３を採用することにより、第１の制震部１１及び第２の制震部１２が個々に作用する状態と、連成して作用する状態と、を連続的に制御することができる。
【００３２】
次に、制震システム１を用いた建物１００の制震方法について説明する。まず、建物１００の固有周期（Ｔ）と可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）との関係を取得する。具体的には、建物１００の最大固有周期（Ｔｍａｘ）と最小固有周期（Ｔｍｉｎ）とを設定する。例えば、第１の制震部１１が最大固有周期（Ｔｍａｘ）に対応するものとすれば、最大固有周期（Ｔｍａｘ）に同調するように第１の質量体１６の質量（Ｍ１）と第１のバネ１４のバネ定数（ｋ１）とが決定される。また、第２の制震部１２が最小固有周期（Ｔｍｉｎ）に対応するものとすれば、最小固有周期（Ｔｍｉｎ）に同調するように第２の質量体１８の質量（Ｍ２）と第２のバネ１７のバネ定数（ｋ２）とが決定される。
【００３３】
次に、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）を得る。具体的には、建物１００の固有周期（Ｔ）を最小固有周期（Ｔｍｉｎ）から最大固有周期（Ｔｍａｘ）までの間の所望の値に設定する。続いて、建物１００の固有周期（Ｔ）と、第１の質量体１６の質量（Ｍ１）、第１のバネ定数（ｋ１）、第２の質量体１８の質量（Ｍ２）、第２のバネ定数（ｋ２）と、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）とを利用して、建物１００の応答を得る。このとき、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）を変化させて、複数の応答を得る。そして、平均応答が最小となる減衰係数（Ｃ）を、固有周期（Ｔ）と関連付けて保存する。このような処理を、建物１００の固有周期（Ｔ）を変化させながら、繰り返し行う。
【００３４】
この建物１００の固有周期（Ｔ）と可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）との関係を得る作業は、制震システム１を建物１００に設ける前に行われる。
【００３５】
次に、地震が発生し、建物１００に横揺れが生じたときにおける制震方法について説明する。建物１００に横揺れが生じたとき、センサ２１は、建物１００の固有周期（Ｔ）に関する情報を取得する（第１のステップ）。すなわち、地震が作用している間の建物１００の固有周期をオンラインで同定する。当該情報は、制御部２２に出力される。制御部２２は、固有周期（Ｔ）に関する情報を利用して、可変減衰ダンパ１３のための制御信号を発生する（第２のステップ）。具体的には、固有周期（Ｔ）に関する情報を利用して、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）を決定する。まず、制御部２２の固有周期入力部２２ａは、固有周期（Ｔ）を得る。次に、制御信号出力部２２ｃは、固有周期（Ｔ）に対応する減衰係数（Ｃ）をデータベース２２ｂから読み出す。そして、制御信号出力部２２ｃは、読み出された減衰係数（Ｃ）となるように、可変減衰ダンパ１３を設定するための制御信号を生成する。そして、制御信号出力部２２ｃは、制御信号を可変減衰ダンパ１３に出力することにより、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）を所定の値に制御する（第３のステップ）。
【００３６】
上記の第１のステップ、第２のステップ及び第３のステップは、建物１００の横揺れが生じている間、繰り返し実行される。
【００３７】
次に、制震装置１０、制震システム１及び制震方法の作用効果について、比較例１に係る制震装置２００及び比較例２に係る制震装置３００と対比しつつ説明する。
【００３８】
図６の（ａ）部には、比較例１に係る制震装置２００のモデルが示される。比較例１の制震装置２００は、１個の制震部（同調質量ダンパ（ＴＭＤ））を有する。具体的には、制震装置２００は、質量体２０１と、質量体２０１を建物１００に連結するバネ２０２と、バネ２０２に並列に設けられたダンパ２０３とを有する。バネ２０２は、所定のバネ定数を有する。ダンパ２０３も同様に、所定の減衰係数を有する。従って、比較例１の制震装置２００は、ＴＭＤが１個である点で、本実施形態の制震装置１０と相違する。比較例１に係る制震装置２００は、振動特性（ここでは制震装置２００の固有周期（Ｔｄ））が一つの値しか取り得ない。すなわち、比較例１の制震装置２００は、建物１００のある固有周期（Ｔ）に同調するように設計されているので、建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に対応することができない。従って、建物１００の固有周期（Ｔ）が変化すると、制震効果が低下することがあり得る。例えば、地震等により建物１００にひび割れが生じた場合には、建物１００の固有周期（Ｔ）がひび割れのない建物１００の固有周期（Ｔ）よりも大きくなることがある。
【００３９】
そこで、図６の（ｂ）部に示されるように、比較例２に係る制震装置３００が考えられる。比較例２の制震装置３００は、第１の制震部３０１と第２の制震部３０２とを備えている。第１の制震部３０１は、質量体３０３と、質量体３０３を建物１００に連結するバネ３０４と、ダンパ３０５と、を有する。そして、これら質量体３０３の質量とバネ３０４のバネ定数とに基づく第１の固有周期を有する。また、第２の制震部３０２は、質量体３０６と、質量体３０６を建物１００に連結するバネ３０７と、ダンパ３０８と、を有する。そして、これら質量体３０６の質量とバネ３０７のバネ定数とに基づく第２の固有周期を有する。第１の制震部の第１の固有周期と第２の制震部の第２の固有周期とは互いに異なっている。また、比較例２の制震装置３００は、第１の制震部３０１と第２の制震部３０２とが可変減衰ダンパによって接続されていない点で、実施形態の制震装置１０と相違する。このような制震装置３００によれば、建物１００の固有周期（Ｔ）が第１の固有周期に同調するときと、建物１００の固有周期（Ｔ）が第２の固有周期に同調するときと、に対応できる。しかし、建物１００の固有周期（Ｔ）が第１の固有周期と第２の固有周期との間である場合には、制震効果が低下することがあり得る。また、対応可能な固有周期を増やす場合には、固有周期ごとに制震部を備える必要がある。従って、制震装置の規模が大きくなり易い。
【００４０】
本実施形態の制震装置１０は、第１の制震部１１が第１の固有周期（Ｔｄ１）を有し、第２の制震部１２が第２の固有周期（Ｔｄ２）を有する。従って、建物１００の固有周期（Ｔ）が第１の固有周期（Ｔｄ１）を含む第１の固有周期（Ｔｄ１）に同調するときと、第２の固有周期（Ｔｄ２）を含む第２の固有周期（Ｔｄ２）に同調するときと、に対応可能である。さらに、第１の質量体１６と第２の質量体１８とが可変減衰ダンパ１３によって連結されている。この構成によれば、第１の制震部１１と第２の制震部１２とは、一つの合成された制震部としてみなすことができる。この合成された制震部は、可変減衰ダンパ１３の減衰係数を制御することにより、第１の制震部１１と第２の制震部１２が個々に作用する状態と、連成して作用する状態と、を連続的に制御することができる。
【００４１】
また、本実施形態の制震装置１０によれば、制震装置１０が有する第１のバネ１４及び第２のバネ１７のそれら自体の剛性条件を変更することなく、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）の制御のみで、建物１００の周期変動に対応した制震効果を得ることができる。従って、第１のバネ１４及び第２のバネ１７のそれぞれの剛性は一定でよく、制震装置１０の構造を単純化できる。
【００４２】
さらに、本実施形態の制震装置１０は、建物１００に作用する比較的小さい横揺れ（例えば風による揺れ）と、比較的大きい揺れ（例えば大地震による揺れ）の両方に好適に対応することができる。
【００４３】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【００４４】
例えば、図３に示されるように、変形例１に係る制震装置１０Ｂは、第２の可変減衰ダンパ１９Ａ（第２の減衰部）と、第３の可変減衰ダンパ１９Ｂ（第２の減衰部）を有していてもよい。第２の可変減衰ダンパ１９Ａは、第１の制震部１１Ｂに含まれており、第１のバネ１４に対して並列に設けられる。具体的には、第２の可変減衰ダンパ１９Ａは、一端が第１のバネ１４の一端に連結され、他端が第１のバネ１４の他端に連結される。第３の可変減衰ダンパ１９Ｂは、第２の制震部１２Ｂに含まれており、第２のバネ１７に対して並列に設けられる。具体的には、第３の可変減衰ダンパ１９Ｂは、一端が第２のバネ１７の一端に連結され、他端が第２のバネ１７の他端に連結される。このような制震装置１０Ｂによれば、可変減衰ダンパ１３の減衰係数（Ｃ）と、第２の可変減衰ダンパ１９Ａの減衰係数（Ｃ１）と、第３の可変減衰ダンパ１９Ｂの減衰係数（Ｃ２）と、を調整することにより、同調質量ダンパとしてより効果的に作用する振動系を形成することができる。従って、建物１００の固有周期（Ｔ）の変化に伴う制震効果の低下をさらに抑制し得る。
【００４５】
例えば、図４に示されるように、変形例２に係る制震装置１０Ｃは、第１の制震部１１と第２の制震部１２と可変減衰ダンパ１３と、に加えて、さらに、第３の制震部４１と、可変減衰ダンパ４２（第３の減衰部）とを備えていてもよい。第３の制震部４１は、第３のバネ４３（第３の弾性部）と第３の質量体４４（第３の質量部）とを有する。第３のバネ４３は、第３の質量体４４を建物１００に連結するものであり、一端が第３の質量体４４に連結され、他端が建物１００に連結される。第３のバネ４３は、第３のバネ定数（ｋ３）を有する。第３の質量体４４は、第３の質量（Ｍ３）を有する。第３の固有周期（Ｔｄ３）は、第３のバネ定数（ｋ３）と第３の質量（Ｍ３）とにより定まる。また、第３のバネ４３は所定方向に沿って伸縮が可能とされる。第３の質量体４４は、所定方向に沿って往復移動が可能とされる。さらに、可変減衰ダンパ４２は、一端が第２の質量体１８に連結され、他端が第３の質量体４４に連結される。この構成によれば、第２の質量体１８と第３の質量体４４との相対的な速度差に対応した減衰力が発生する。可変減衰ダンパ４２は、減衰係数（Ｃ３）が変更可能である。すなわち、可変減衰ダンパ４２は、第２の質量体１８と第３の質量体４４との速度差に対応する減衰力を変化させることができる。
【００４６】
次に、比較例１の制震装置２００及び比較例２の制震装置３００の特性と比較しながら、実施例１の制震装置１０及び実施例２の制震装置１０Ｄの制震効果を確認した。なお、実施例２の制震装置１０Ｄは、図６の（ｃ）部に示される構成を有する。図６の（ｃ）部に示されるように、実施例２の制震装置１０Ｄは、制震装置１０の第１のバネ１４に対してダンパ１９Ｃが並列に設けられた第１の制震部１１Ｃと、第２のバネ１７に対してダンパ１９Ｄが並列に設けられた第２の制震部１２Ｃとを有する。ダンパ１９Ｃ，１９Ｄの減衰係数はそれぞれ所定の固定値を有する。この確認では、ランダム振動論に基づき、伝達関数を利用して各制震装置を設置したときの建物の平均応答（σ）により、制震効果を評価した。それぞれの制震装置１０，１０Ｄ，２００，３００に対して、下記式（３）によって、パワースペクトル密度が１であるホワイトノイズに対応する平均応答（σ）を得た。
【数３】
2018003269.tif 000005
Ｈ（ｉω）：建物の伝達関数
ω：角振動数
【００４７】
具体的には、式（４）に示される建物１００の周期ずれ（η）を設定し、当該周期ずれ（η）のもとに平均応答（σ）を得た。式（４）に示されるように、周期ずれ（η）は、周期変動前の建物周期に対する周期変動後の建物周期の比である。
【数４】
2018003269.tif 000006
Ｔ０：建物の周期変動前の固有周期
Ｔ  ：建物の周期変動後の固有周期
【００４８】
制震装置１０，１０Ｄ，２００，３００における設定は、表１のとおりである。また、制震装置２００，３００の減衰定数（ｈ）は、式（５）を用いて算定した。なお、表１において、質量比（μ１）は、μ１＝Ｍ１／Ｍ０である。質量比（μ２）は、μ２＝Ｍ２／Ｍ０である。
【表１】
2018003269.tif 000007
【数５】
2018003269.tif 000008
ｈ：減衰定数
【００４９】
図５は、計算の結果を示すグラフである。横軸は周期ずれ（η）を示し、縦軸は平均応答（σ）を示す。グラフＧ５ａは制震装置１０（実施例１）の平均応答であり、グラフＧ５ｂは制震装置２００（比較例１）の応答であり、グラフＧ５ｃは制震装置３００（比較例２）の応答であり、グラフＧ５ｄは制震装置１０Ｄ（実施例２）の応答である。グラフＧ５ａ，Ｇ５ｄに示されるように、制震装置１０，１０Ｄによれば、周期ずれ（η）が１〜１．７の範囲において、平均応答（σ）を好適に低減させ得ることがわかった。一方、グラフＧ５ｂに示されるように、制震装置２００によれば、制震装置２００が有する唯一の固有周期に同調する場合においてのみ平均応答（σ）を低減させる効果が得られることがわかった。また、グラフＧ５ｃに示されるように、制震装置３００によれば、制震装置３００が有する第１の固有周期と第２の固有周期に同調する場合に平均応答（σ）を低減させる効果が得られることがわかった。従って、例えば、第１の固有周期と第２の固有周期の間では、平均応答（σ）が大きくなる領域が存在することがわかった。一方、これら制震装置２００，３００に対して、制震装置１０，１０Ｄは、第１の固有周期と第２の固有周期の間においても平均応答（σ）を低減させ得ることがわかった。
【符号の説明】
【００５０】
１，１Ａ…制震システム、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…制震装置、１１，１１Ｂ…第１の制震部、１２，１２Ｂ…第２の制震部、１３，３６，４２…可変減衰ダンパ、１４…第１のバネ、１６…第１の質量体、１７…第２のバネ、１８…第２の質量体、１９Ａ…第２の可変減衰ダンパ、１９Ｂ…第３の可変減衰ダンパ、２０…制御装置、２１…センサ、２２…制御部、２２ａ…固有周期入力部、２２ｂ…データベース、２２ｃ…制御信号出力部、３１…第１の錘、３２…第１の積層ゴム体、３３…第２の錘、３４…第２の積層ゴム体、４１…第３の制震部、４３…第３のバネ、４４…第３の質量体、１００…建物、１０１…基礎、１００ａ…上面、２００，３００…制震装置、２０１，３０３，３０６…質量体、２０２，３０４，３０７…バネ、２０３，３０５，３０８…ダンパ、３０１…第１の制震部、３０２…第２の制震部。
【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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