(57)【要約】【課題】簡易な構造であり、様々な方向の揺れを吸収することが可能な制震装置を提供する。【解決手段】螺旋状に旋回形成されたワイヤ線１１ａを有する複数の緩衝部材１１と、複数の緩衝部材１１に載置される略角柱状の錘１２と、を備え、錘１２は、その底面とワイヤ線１１ａの軸方向Ｄとが略平行となるように、複数の緩衝部材１１に載置され、軸方向Ｄは、底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で交差することを特徴とする。【選択図】図１
2019207015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に旋回形成されたワイヤ線を有する複数の緩衝部材と、前記複数の緩衝部材に載置される略角柱状の錘と、を備え、
前記錘は、その底面と前記ワイヤ線の軸方向とが略平行となるように、前記複数の緩衝部材に載置され、
前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で交差することを特徴とする制震装置。
【請求項２】
前記複数の緩衝部材は、前記底面の各隅部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記錘は、略四角柱状であり、前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で４５度の角度で交差することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記錘は、複数の板状体が積層されてなることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の制震装置。
【請求項５】
前記複数の緩衝部材及び前記錘の周縁から立設された側壁部を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の制震装置。
【請求項６】
前記錘の上方を覆う蓋部を備えることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の制震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物に伝達する地震の揺れを吸収する制震装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
制震とは、建築物に錘やダンパー等特定の部材を組み込む建築工法であり、これにより、建築物に伝達する地震の揺れを熱エネルギーに変換し、吸収することで、建築物の破壊の進行を抑制すことが可能となる。
【０００３】
従来、この建築工法は、建築物の架構の内部に、筋交いと呼ばれる、柱と柱との間に斜めに組み込まれる部材を用いて行われることが一般的であった。
【０００４】
また、近年では、建築物の高層化に伴い、建築物の頂部に制震装置を設置する技術も多く採用されている。
【０００５】
この制震装置は、ＡＭＤ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ）とＴＭＤ（Ｔｕｎｅｄ  Ｍａｓｓ  Ｄａｍｐｅｒ）に大別され、ＡＭＤは、内部に組み込まれた錘を、コンピュータを用いて能動的に動作させることで、建築物に伝達する揺れを吸収する装置である。
【０００６】
また、ＡＭＤは、外部からの入力による能動的な動作を行うことから、構成部材として、錘やダンパー、支持部材の他、ＣＰＵやセンサ、アクチェータ等を組み込む必要があり、構造が複雑となる。
【０００７】
一方、ＴＭＤは、外部からの入力は必要とせず、錘やダンパー、支持部材等を組み込むのみで、建築物に伝達する揺れを受動的に吸収する装置である。
【０００８】
例えば、特許文献１には、少ない構成部材によりコンパクトな設計とすることができ、簡易に製造や建築物への取り付けが可能な制震装置（ＴＭＤ）が記載されている。
【０００９】
この制震装置は、建造物に固定される支持台と、この支持台の上に配置される錘と、ばね定数による変形能力と変形に依存するエネルギー吸収能力とをもつ複数のワイヤロープ螺旋巻式の緩衝部材（ヘリカルアイソレータ）と、を備えている。また、支持台および錘には、水平に対して４５°の角度で傾斜し、互いに対向する傾斜面をそれぞれ設け、複数の緩衝部材をその傾斜面の対向間に均等的に設け、これら複数の緩衝部材を介して錘を支持台の上に支持する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−４２２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の制震装置は、平面視で略正方形の錘の四辺に沿って平行に、一つずつ緩衝部材が設けられている構成である。
【００１２】
このため、例えば、特許文献１に記載の制震装置は、錘の対角線方向に揺れが生じた場合に、この揺れの吸収を効率的に行えない、といった問題が生ずる。
【００１３】
本発明は上記のような実状に鑑みてなされたものであり、簡易な構造であり、様々な方向の揺れを吸収することが可能な制震装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、螺旋状に旋回形成されたワイヤ線を有する複数の緩衝部材と、前記複数の緩衝部材に載置される略角柱状の錘と、を備え、
前記錘は、その底面と前記ワイヤ線の軸方向とが略平行となるように、前記複数の緩衝部材に載置され、
前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と平面視で交差することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、複数の緩衝部材が、そのワイヤ線の軸方向が錘の底面の隣接辺それぞれの辺方向と平面視で交差するように配置されていることで、錘の各辺に対する垂直方向や対角線方向等の方向に揺れが生じた場合であっても、複数の緩衝部材を介して、揺れを確実に錘に伝達させることが可能となる。これにより、揺れによる運動エネルギーを効率的に熱エネルギーに変化させることが可能となる。
【００１６】
本発明の好ましい形態では、前記複数の緩衝部材は、前記底面の各隅部に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成とすることで、複数の緩衝部材に載置された錘の安定性が向上する。
【００１８】
本発明の好ましい形態では、前記錘は、略四角柱状であり、前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で４５度の角度で交差することを特徴とする。
【００１９】
このような構成とすることで、少ない構成部材で、様々な方向の揺れを吸収することが可能となり、制震装置の製造性が向上する。
【００２０】
本発明の好ましい形態では、前記錘は、複数の板状体が積層されてなることを特徴とする。
【００２１】
このような構成とすることで、使用環境等に合わせて、積層される板状体の枚数を増減させ、錘の重量を調整することが可能となる。
【００２２】
本発明の好ましい形態では、前記複数の緩衝部材及び前記錘の周縁から立設された側壁部を備えることを特徴とする。
【００２３】
このような構成とすることで、大きな横揺れの発生により複数の緩衝部材が大きく動いた場合であっても、複数の緩衝部材を側壁部に衝突させ、揺れによる運動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を維持させることが可能となる。
【００２４】
本発明の好ましい形態では、前記錘の上方を覆う蓋部を備えることを特徴とする。
【００２５】
このような構成とすることで、大きな縦揺れの発生により複数の緩衝部材が大きく動いた場合であっても、錘を蓋部に衝突させ、揺れによる運動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を維持させることが可能となる。また、大きな横揺れや縦揺れの発生により、制震装置の構成部材の破損や脱離が生じた場合であっても、構成部材の飛散を防止でき、周辺の人や物に危害を加える恐れが無くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、簡易な構造であり、様々な方向の揺れを吸収することが可能な制震装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る制震装置を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る制震装置の内部を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る制震装置の内部を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る制震装置が備える緩衝部材を示す図であって、（ａ）平面図、（ｂ）側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る制震装置の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係る制震装置について説明する。
なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、これらの図において、符号１は、本実施形態に係る制震装置を示すものとする。
【００２９】
図１及び図２に示すように、制震装置１は、螺旋状に旋回形成されたワイヤ線１１ａを有する４つの緩衝部材１１と、４つの緩衝部材１１に載置される略四角柱状の錘１２と、を備えている。また、４つの緩衝部材１１は略長方形板状の基台Ｂに載置されている。
なお、緩衝部材１１の数はこれに限定されず、例えば５つ以上備えていても良い。
【００３０】
図１に示すように、制震装置１は、４つの緩衝部材１１及び錘１２の周縁から立設された側壁部１３を備えている。
詳述すれば、側壁部１３は、４つの緩衝部材１１及び錘１２の四方から鉛直方向に立設されることにより、全体として角形の無底筒状体として構成されている。
【００３１】
また、制震装置１は、側壁部１３の上部に載置され、錘１２の上方を覆う角形の有底筒状体として構成された蓋部１４を備えている。
【００３２】
このように、側壁部１３と蓋部１４とにより、４つの緩衝部材１１及び錘１２を収納する筺体Ｈが構成される。
【００３３】
また、制震装置１は、側壁部１３及び蓋部１４の外面に当接する固定部材Ｆを備えている。側壁部１３及び蓋部１４は、固定部材Ｆにより、その相対位置が変化しないように固定されている。
なお、固定部材Ｆは、水平方向に突設する舌片Ｆ１から鉛直方向に貫通する、ボルト等の固定具Ｖにより、制震装置１の設置面Ｐ（図３参照）に固定されている。
【００３４】
図２（ａ）、図２（ｂ）は、制震装置１の内部を示す図である。
詳述すれば、図２（ａ）は、制震装置１から蓋部１４及び固定部材Ｆを除いた状態の平面図、図２（ｂ）は、図１におけるＡＡ´線断面図である。
【００３５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、錘１２は、略長方形板状の複数の錘本体１２ａと、錘本体１２ａが載置される略正方形板状の錘載置部１２ｂと、錘本体１２ａの位置決めを行う位置決め枠部１２ｃと、積層された錘本体１２ａを連結する連結具１２ｄと、を有している。
【００３６】
詳述すれば、３枚積層された錘本体１２ａ（以下錘積層体１２Ａ）が、その短辺方向に沿って３つ、錘載置部１２ｂに載置されている。即ち、錘本体１２ａは、錘載置部１２ｂに９枚載置されている。
３枚積層された錘本体１２ａは、その略中央から鉛直方向に貫通する連結具１２ｄにより、連結されている。連結具１２ｄの一端は、錘載置部１２ｂに設けられた連結孔１２ｂ１（図３参照）に螺嵌し、固定されている。
なお、錘本体１２ａの数はこれに限られず、例えば、積層される数は２枚や４枚以上であっても良い。また、錘本体１２ａの形状は略長方形板状に限られず、例えば、錘載置部１２ｂと同様に略正方形板状であっても良い。さらに、制震装置１や錘本体１２ａの大きさを変更することで、錘載置部１２ｂに載置される錘積層体１２Ａの数は自在に変更可能である。
【００３７】
また、錘１２は、錘載置部１２ｂの載置面とワイヤ線１１ａの軸方向Ｄとが略平行となるように、４つの緩衝部材１１に載置されている。
さらに、位置決め枠部１２ｃは、錘載置部１２ｂの四隅と各錘積層体１２Ａの間に、錘載置部１２ｂから上方に立設する態様で設けられている。
【００３８】
図３は、制震装置１の内部を示す図である。
詳述すれば、図３は、図２（ａ）において、錘本体１２ａ、位置決め枠部１２ｃ及び連結具１２ｄを除き、錘載置部１２ｂを透過した際の図である。
【００３９】
図３に示すように、４つの緩衝部材１１は、錘載置部１２ｂの四隅に配置されている。
詳述すれば、４つの緩衝部材１１が有するワイヤ線１１ａの軸方向Ｄは、錘載置部１２ｂの底面の長辺方向及び短辺方向と角度θで交差しており、角度θは４５度である。
【００４０】
図４に示すように、緩衝部材１１は、螺旋状に旋回形成されたワイヤ線１１ａと、ワイヤ線１１ａが挿通される一対の細長のリテーナ１１ｂと、を有している。
【００４１】
リテーナ１１ｂは、板状体１１ｂ１が２枚に積層されてなり、対向するように一対平行に設けられ、板状体１１ｂ１間にワイヤ線１１ａが挿通されている。
また、リテーナ１１ｂには、板状体１１ｂ１を締め付けることでワイヤ線１１ａを固定する複数の締付ボルト１１ｂ２、その両端部に形成され、外部装置（図示せず）へ取付けるための取付孔１１ｂ３と、が形成されている。
【００４２】
このように構成された緩衝部材１１は、ばね定数による変形能力と、変形に依存するエネルギー吸収能力とを備え、ワイヤ線１１ａの弾性的な径方向の変形により、緩衝部材１１に加わる荷重を緩衝させることができる。また、緩衝部材１１は、ワイヤ線１１ａの直径、長さ、巻数等を変更することにより、緩衝特性を自在に変化させることができる。
【００４３】
図５に示すように、制震装置１は、戸建て住宅Ｈ１やマンションＨ２等、様々な建築物に用いることができる。
【００４４】
例えば、図５（ａ）に示すように、戸建て住宅Ｈ１の場合は屋根裏Ｒ１に設置することができる。また、図５（ｂ）に示すように、マンションＨ２の場合は屋上Ｒ２に設置することができる。
なお、設置場所はこれに限られず、屋上のある戸建て住宅では屋上に設置することができるし、マンションであっても屋内に設置することができる。また、設置する制震装置１の数は１つに限られず、設置環境に合わせて２つ以上としても良い。
【００４５】
本実施形態によれば、錘１２が、略四角柱状であり、緩衝部材１１のワイヤ線１１ａの軸方向Ｄが、錘載置部１２ｂの隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で４５度の角度で交差していることで、錘載置部１２ｂの各辺に対する垂直方向や対角線方向等の方向に揺れが生じた場合であっても、４つの緩衝部材１１を介して、揺れを確実に錘１２に伝達させることが可能となる。これにより、揺れによる運動エネルギーを効率的に熱エネルギーに変化させることが可能となる。
【００４６】
また、４つの緩衝部材１１が、錘載置部１２ｂの各隅部に配置されていることで、４つの緩衝部材１１に載置された錘１２の安定性が向上する。
【００４７】
また、錘１２は、複数の板状体の錘本体１２ａが積層されてなることで、設置環境等に合わせて、積層される錘本体１２ａの枚数を増減させ、錘１２の重量を調整することが可能となる。
【００４８】
また、４つの緩衝部材１１及び錘１２の周縁から立設された側壁部１３を備えることで、大きな横揺れの発生により４つの緩衝部材１１が大きく動いた場合であっても、４つの緩衝部材１１を側壁部に衝突させ、揺れによる運動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を維持させることが可能となる。
【００４９】
また、錘１２の上方を覆う蓋部１４を備えることで、大きな縦揺れの発生により４つの緩衝部材１１が大きく動いた場合であっても、錘１２を蓋部１４に衝突させ、揺れによる運動エネルギーの熱エネルギーへの変換効率を維持させることが可能となる。大きな横揺れや縦揺れの発生により、制震装置１の構成部材の破損や脱離が生じた場合であっても、構成部材の飛散を防止でき、周辺の人や物に危害を加える恐れが無くなる。
【００５０】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１        制震装置
１１      緩衝部材
１１ａ    ワイヤ線
１１ｂ    リテーナ
１１ｂ１  板状体
１１ｂ２  締付ボルト
１１ｂ３  取付孔
Ｄ        軸方向
１２      錘
１２ａ    錘本体
１２Ａ    錘積層体
１２ｂ    錘載置部
１２ｂ１  連結孔
１２ｃ    位置決め枠部
１２ｄ    連結具
１３      側壁部
１４      蓋部
Ｂ        基台
Ｆ        固定部材
Ｆ１      舌片
Ｖ        固定具
Ｐ        設置面
Ｈ１      戸建て住宅
Ｒ１      屋根裏
Ｈ２      マンション
Ｒ２      屋上
【図１】
2019207015.tif 000003
【図２】
2019207015.tif 000004
【図３】
2019207015.tif 000005
【図４】
2019207015.tif 000006
【図５】
2019207015.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月19日(2019.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
螺旋状に旋回形成されたワイヤ線を有する複数の緩衝部材と、前記複数の緩衝部材に載置される錘載置部と、前記錘載置部を介して前記複数の緩衝部材に載置される略角柱状の錘と、前記錘の位置決めを行う位置決め枠部と、を備え、
前記錘は、複数の錘本体により構成され、
前記錘本体は、その底面と前記ワイヤ線の軸方向とが略平行となるように、前記錘載置部に、互いに隣接して載置され、
前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で交差し、
前記錘載置部は、略平板状であり、
前記位置決め枠部は、前記錘載置部に載置され、前記複数の錘の間に介装されることで、隣接する前記錘の対向する面を離間させることを特徴とする制震装置。
【請求項２】
前記複数の緩衝部材は、前記底面の各隅部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の制震装置。
【請求項３】
前記錘は、略四角柱状であり、前記軸方向は、前記底面の隣接辺それぞれの辺方向と、平面視で４５度の角度で交差することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制震装置。
【請求項４】
前記錘は、複数の板状体が積層されてなることを特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載の制震装置。
【請求項５】
前記複数の緩衝部材及び前記錘の周縁から立設された側壁部を備えることを特徴とする、請求項１〜４の何れかに記載の制震装置。
【請求項６】
前記側壁部は、全体として、その外形が略長方形状の無底筒状体として構成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の制震装置。
【請求項７】
前記錘の上方を覆う蓋部を備えることを特徴とする、請求項１〜６の何れかに記載の制震装置。
【請求項８】
前記側壁部及び前記蓋部の外面に当接する固定部材と、前記複数の緩衝部材が載置される基台と、を備え、
前記固定部材は、前記側壁部の立設方向から略垂直方向に突設する舌片を有し、
前記舌片は、前記基台が配置される配置面に固定されることを特徴とする、請求項７に記載の制震装置。