(57)【要約】【課題】新規な構造を有する仕口ダンパーの提供【解決手段】  この制震装置１００は、対向する一対のプレート１０１、１０２と、粘弾性体１０３と、鋼材ダンパー１０４とを備えている。粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ接着している。鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一端が一方のプレート１０１に取り付けられ、他端が他方のプレート１０２に取り付けられている。一方のプレート１０１は、一の方向に向けられた第１接続部１１１を有している。他方のプレート１０２は、これに直交する方向に向けられた第２接続部１１２を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対のプレートと、
前記一対のプレート間に配置され、前記一対のプレートにそれぞれ接着した粘弾性体と、
前記一対のプレート間に配置され、一端が一方のプレートに取り付けられ、他端が他方のプレートに取り付けられた鋼材ダンパーと
を備え、
前記一対のプレートのうち一方のプレートは、一の方向に向けられた第１接続部を有し、
前記一対のプレートのうち他方のプレートは、前記第１接続部が向けられた方向とは、直交する方向に向けられた第２接続部を有する、
制震装置。
【請求項２】
前記一対のプレートは、
略矩形の設置領域に対応した４つのコーナー部を有し、
前記第１接続部は、前記４つのコーナー部のうち１つのコーナー部に設けられており、
前記第２接続部は、前記第１接続部が設けられたコーナー部に対角に位置するコーナー部に設けられている、請求項１に記載された制震装置。
【請求項３】
前記一対のプレートは、
前記４つのコーナー部のうち、前記第１接続部と第２接続部とが設けられたコーナー部を除く、他の対角に位置するコーナー部はそれぞれＲ形状である、請求項２に記載された制震装置。
【請求項４】
前記鋼材ダンパーの一端は、
前記第１接続部が設けられたコーナー部において、当該第１接続部が設けられた前記一方のプレートに取り付けられており、
前記鋼材ダンパーの他端は、
前記第２接続部が設けられたコーナー部において、当該第２接続部が設けられた前記他方のプレートに取り付けられている、
請求項２又は３に記載された制震装置。
【請求項５】
前記鋼材ダンパーは、
前記一対のプレートの前記４つのコーナー部のうち、前記第１接続部と第２接続部とが設けられたコーナー部を除く、他の何れかのコーナー部に向けて湾曲している、請求項４に記載された制震装置。
【請求項６】
前記粘弾性体は、高減衰ゴムからなり、前記一対のプレートにそれぞれ加硫接着している、請求項１から５までの何れか一項に記載された制震装置。
【請求項７】
前記高減衰ゴムは、
せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑがｈｅｑ≧０．１５であり、
測定振動数０．１Ｈｚにおいて、前記せん断歪γがγ≦２であり、かつ、等価せん断弾性係数ＧｅｐがＧｅｐ≧０．１（Ｎ／ｍｍ２）である、
請求項６に記載された制震装置。
【請求項８】
前記粘弾性体は、
前記一対のプレートが対向する方向において、高減衰ゴムと積層プレートとが交互に積層された積層体である、請求項６又は７に記載された、制震装置。
【請求項９】
前記積層プレートが配置された部位において、前記一対のプレートが対向した方向に貫通した貫通孔を有し、
前記貫通孔に挿通された軸材と、
前記軸材に取り付けられ、前記一対のプレートの外側の面に当たるように配置された支持板と
を備えた、請求項８に記載された制震装置。
【請求項１０】
前記一対のプレートは、当該一対のプレートが対向した方向に貫通した貫通孔を有し、
前記貫通孔に挿通された軸材と、
前記軸材に取り付けられ、前記一対のプレートの外側の面に当たるように配置された支持板と
を備えた、請求項１から８までの何れか一項に記載された制震装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は制震装置に関する。ここでは、例えば、建物の構造材の仕口に取り付けられる仕口ダンパーとして利用可能な制震装置を提案する。
【背景技術】
【０００２】
建物の仕口ダンパーとしては、例えば、特開２００５−２２０６１４号公報には、柱に固定された第１鋼板と、横架材に固定された第２鋼板との間に、シート状の粘弾性材を挟み込んだ状態で接着した仕口ダンパーが開示されている。
【０００３】
また、特許３８３６１２２号公報には、より大きな力を建物から受ける用途に適した形態として、仕口の内側に向けて凸となるように、湾曲した板ばねを仕口に配置し、湾曲した板ばねの内側に、粘弾性体と、押え部材とが配置された仕口ダンパーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２２０６１４号公報
【特許文献２】特許３８３６１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、本発明者の知見によれば、特開２００５−２２０６１４号公報で開示された形態は、柱に固定された第１鋼板と、横架材に固定された第２鋼板との間に、シート状の粘弾性材を挟み込んだ、単純な構造である。建物の振動に対して、シート状の粘弾性材が寄与するが大きな力に対しては、十分な抗力を発揮しえない。このため、振動を早期に減衰させることができない場合がある。また、特許３８３６１２２号公報に開示された形態は、壁の厚さ方向に粘弾性体が配置されているため、粘弾性体を大きくすることができない。このため、構造上、建物の振動に対して有効に機能する粘弾性体の面積は小さい。また、建物の振動に対して、粘弾性体に圧縮や引っ張り力が作用する傾向があり、粘弾性体が有効に機能し難い。ここでは、建物の仕口ダンパーとして利用可能で、建物の振動を小さく抑え、かつ、より早期に振動を減衰させうる制震装置として新規な構造を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで提案される制震装置は、対向する一対のプレートと、一対のプレート間に配置され、一対のプレートにそれぞれ接着した粘弾性体と、一対のプレート間に配置され、一端が一方のプレートに接合され、他端が他方のプレートに接合された鋼材ダンパーとを備えている。ここで、一対のプレートのうち一方のプレートは、一の方向に向けられた第１接続部を有している。一対のプレートのうち他方のプレートは、第１接続部が向けられた方向とは、直交する方向に向けられた第２接続部を有している。
【０００７】
この制震装置は、例えば、建物の構造材のうち、直交する柱と横架材との角部に取り付けられる。そして、建物に大きな水平力が作用した場合などにおいて、柱と横架材との角部が変位するのに応じて、一対のプレートが相対的に変位する。この際、一対のプレート間に配置された粘弾性体にせん断変形が生じるとともに、鋼材ダンパーに曲げ伸ばしが生じる。このため、例えば、大きな地震時に建物の振動を小さく抑えるとともに、早期に減衰させることができる。つまり、この制震装置は、建物の仕口ダンパーとして利用可能であり、かつ、建物の振動エネルギをより効率よく吸収することができる。
【０００８】
ここで、一対のプレートは、略矩形の設置領域に対応した４つのコーナー部を有していてもよい。この場合、第１接続部は、４つのコーナー部のうち１つのコーナー部に設けられていてもよい。また、第２接続部は、第１接続部が設けられたコーナー部に対角に位置するコーナー部に設けられていてもよい。
【０００９】
また、一対のプレートは、４つのコーナー部のうち、第１接続部と第２接続部とが設けられたコーナー部を除く、他の対角に位置するコーナー部はそれぞれＲ形状であってもよい。
【００１０】
また、鋼材ダンパーの一端は、第１接続部が設けられたコーナー部において、当該第１接続部が設けられた一方のプレートに取り付けられていてもよい。この場合、鋼材ダンパーの他端は、第２接続部が設けられたコーナー部において、当該第２接続部が設けられた他方のプレートに取り付けられていてもよい。
【００１１】
また、鋼材ダンパーは、一対のプレートの４つのコーナー部のうち、第１接続部と第２接続部とが設けられたコーナー部を除く、他の何れかのコーナー部に向けて湾曲していてもよい。
【００１２】
また、粘弾性体は、高減衰ゴムからなり、一対のプレートにそれぞれ加硫接着していてもよい。また、粘弾性体は、一対のプレートが対向する方向において、高減衰ゴムと積層プレートとが交互に積層された積層体であってもよい。また、高減衰ゴムは、せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑがｈｅｑ≧０．１５であり、測定振動数０．１Ｈｚにおいて、前記せん断歪γがγ≦２であり、かつ、等価せん断弾性係数ＧｅｐがＧｅｐ≧０．１（Ｎ／ｍｍ２）であってもよい。
【００１３】
また、積層プレートが配置された部位において、一対のプレートが対向した方向に貫通した貫通孔を有し、貫通孔に挿通された軸材と、軸材に取り付けられ、一対のプレートの外側の面に当たるように配置された支持板とを備えていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、制震装置１００の正面図である。
【図２】図２は、制震装置１００の左側面図である。
【図３】図３は、制震装置１００の底面図である。
【図４】図４は、プレート１０２の平面図である。
【図５】図５は、高減衰ゴムの成形体の履歴ループを示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ履歴特性を測定する装置を説明する図である。
【図７】図７は、プレート１０１の第２コーナー部１２２の分解図である。
【図８】図８は、図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図９は、間隔保持部材３００が取り付けられた部位を拡大した図である。
【図１０】図１０は、横架材２２が柱２１に対して水平方向に変位した状態を示す正面図である。
【図１１】図１１は、間隔保持部材３００を取り付ける部位の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る制震装置を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、同じ作用を奏する部材または部位には、適宜に同じ符号を付している。また、各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。
【００１６】
《制震装置１００》
図１は、制震装置１００の正面図である。図２は、制震装置１００の左側面図である。図３は、制震装置１００の底面図である。なお、図１では、制震装置１００が建物２０の柱２１と横架材２２（ここでは、梁とも称される。）とが接合された接合部（仕口）に取り付けられた状態が示されている。図２と図３では、建物２０から取り外された状態で側面図と底面図が示されている。なお、図２と図３では、一対のプレート１０１、１０２に取り付けられるピンや、一部のボルトなどの締結部材は、説明の便宜上、図示を適宜省略している。
【００１７】
制震装置１００は、一対のプレート１０１、１０２と、粘弾性体１０３と、鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６と、取付プレート１０７、１０８とを備えている。この制震装置１００は、図１に示すように、建物２０の柱２１と横架材２２（ここでは、梁）とが交差した接合部（仕口）に取り付けられている。この実施形態では、制震装置１００は、図１に示すように、柱２１と横架材２２とが交差した角部２３に設定された略矩形の設置領域Ａに配置される。なお、制震装置１００が設置される略矩形の設置領域Ａは、図１において２点鎖線で囲まれた領域である。
【００１８】
《一対のプレート１０１、１０２》
一対のプレート１０１、１０２は、図１から図３に示すように、対向するように配置される所要の剛性を有する板状の部材である。この実施形態では、一対のプレート１０１、１０２は、それぞれ略矩形の設置領域Ａに収まる板材である。
【００１９】
〈プレート１０１〉
ここで、プレート１０１は、図１に示すように、略矩形の設置領域Ａに設置された状態において、柱２１と横架材２２とが交差した角部２３に対向する第１コーナー部１２１は、緩やかな曲率のＲ形状である。柱２１に沿って角部２３から離れた位置にある第２コーナー部１２２は直角である。略矩形の設置領域Ａのうち角部２３の対角に位置する第３コーナー部１２３は、略矩形の設置領域Ａの当該対角部に沿って、コーナー部１２１よりも曲率半径が小さいＲ形状になっている。また、横架材２２に沿って角部２３から離れた位置にある第４コーナー部１２４は矩形の切り欠きを有している。
【００２０】
〈プレート１０２〉
図４は、他方のプレート１０２の平面図である。ここで、プレート１０２は、プレート１０１に対向するように配置されている（図２および図３参照）。図１において、プレート１０２は、プレート１０１の背面側に配置されている。プレート１０２は、図１および図４に示すように、略矩形の設置領域Ａに設置された状態において、柱２１と横架材２２とが交差した角部２３に対向する第１コーナー部１４１は、緩やかな曲率のＲ形状である。柱２１に沿って角部２３から離れた位置にある第２コーナー部１４２は矩形の切り欠きを有している。略矩形の設置領域Ａのうち角部２３の対角に位置する第３コーナー部１４３は、略矩形の設置領域Ａの当該対角部に沿って、コーナー部１４１よりも曲率半径が小さいＲ形状になっている。また、横架材２２に沿って角部２３から離れた位置にある第４コーナー部１４４は直角である。
【００２１】
一対のプレート１０１、１０２は、図１に示すように、対向している。ここで、柱２１に沿って角部２３から離れた位置にある第２コーナー部１２２、１４２では、プレート１０２の矩形の切り欠き１４２ａから、プレート１０１の直角のコーナー部１２２がはみ出ている。横架材２２に沿って角部２３から離れた位置にある第４コーナー部１２４、１４４では、プレート１０１の矩形の切り欠き１２４ａから、プレート１０２の直角のコーナー部１４４がはみ出ている。第１コーナー部１２１、１４１および第３コーナー部１２３、１４３では、プレート１０１とプレート１０２の形状が対応している。このため、プレート１０１の第２コーナー部１２２と、プレート１０２の第４コーナー部１４４とを除いて、一対のプレート１０１、１０２は対向している。
【００２２】
《粘弾性体１０３、積層プレート１０５、１０６》
粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ接着されている。ここでは、図４に示すように、プレート１０２の２点鎖線で囲まれた領域に、粘弾性体１０３が接着される。この実施形態では、図１および図４に示すように、粘弾性体１０３は、高減衰ゴムからなり、一対のプレート１０１、１０２が対向する部位において、一対のプレート１０１、１０２の間に配置されている。そして、粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ加硫接着している。
【００２３】
なお、この実施形態では、粘弾性体１０３は、具体的には、一対のプレート１０１、１０２が対向する方向において、鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６（プレート材）とが積層された高減衰ゴムの積層体である。鋼材ダンパー１０４と積層プレート１０５、１０６とについては後述する。
【００２４】
ここで、粘弾性体１０３は、粘弾性体１０３に生じたせん断変位と、せん断荷重との関係からヒステリシスループ（実測ヒステリシス曲線）が描かれる。粘弾性体１０３は、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループで囲まれた面積に相当するエネルギを吸収し得る。
【００２５】
ここで、粘弾性体１０３に用いられる高減衰ゴムには、所要の性能を有するゴムが用いられる。例えば、制震装置に種々採用されている、公知の高減衰ゴムを採用することができる。かかる高減衰ゴムとしては、例えば、せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑがｈｅｑ≧０．１５であるとよい。さらに、測定振動数０．１Ｈｚにおいて、前記せん断歪γがγ≦２であり、かつ、等価せん断弾性係数ＧｅｐがＧｅｐ≧０．１（Ｎ／ｍｍ２）であるとよい。
【００２６】
〈等価粘性減衰定数ｈｅｑ〉
ここで、等価粘性減衰定数ｈｅｑは、粘弾性体１０３（高減衰ゴム）について下記方法で履歴特性の測定を行い、得られた履歴ループＬ（図５）から水平特性値を得て算出している。
【００２７】
ここで、履歴特性の測定は、図６（Ａ）に示すように、粘弾性体１０３と同じ素材の試験片となる円板状の高減衰ゴム１０の両側に、金属板１１，１２を接着した試験体１３を用意する。そして、図６（Ｂ）に示すように、２つの試験体１３の一方の金属板１２を対向させ、その間に中央固定治具１４を挟む。さらに、２つの試験体１３の両側の金属板１１に固定治具１５を配置する。２つの試験体１３の金属板１１、１２と、これと隣接する中央固定治具１４および固定治具１５をそれぞれ固定する。図６（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、２個の試験体１３を固定した中央固定治具１４および固定治具１５のうち、両側の固定治具１５を一軸せん断試験機の下部２２に連結する。他方、中央固定治具１４を当該一軸せん断試験機の上部２１にジョイント１６を介して連結する。そして、図６（Ｄ）に示すように、かかるせん断試験機の上部２１を固定し、せん断試験機の下部２２を上下方向に変位させることによって、試験体１３の高減衰ゴム１０にせん断変形を生じさせことができる。図６（Ｄ）のΔｄは、せん断試験機の下部２２の変位量を示している。
【００２８】
ここでは、せん断試験機の下部２２に上下方向にせん断変形を生じさせる繰り返し載荷（正弦波加振）を４回行い、３波目の履歴特性を測定している。かかる履歴特性の測定によって得られた図５の履歴ループＬから下記の特性値（Ｗ，ΔＷ，Ｋｅｑ）を得る。
Ｗ：ひずみエネルギ（図５の斜線部にて示される１つの三角形の面積。単位はＮ・ｍｍ）；
ΔＷ：吸収エネルギの合計（図５において示される履歴ループＬで囲まれた面積。単位はＮ・ｍｍ）；
Ｋｅｑ：等価剛性（変位最大点における履歴ループＬの傾き。単位はＮ／ｍｍ）；
【００２９】
ここで、「等価粘性減衰定数ｈｅｑ」は、上記の特性値から下記の式（数１）で計算される数値である。
ｈｅｑ＝（１／４π）・（ΔＷ／Ｗ）      （数１）；
ここで、等価粘性減衰定数ｈｅｑは、一般的には値が大きい程減衰性能に優れることを示す。
【００３０】
いわゆる「等価せん断弾性係数（Ｇｅｑ）」は、下記の式（数２）で計算される数値である。
Ｇｅｑ＝Ｋｅｑ×（ｄ／Ｓ）      （数２）；
ｄ：試験体１３の高減衰ゴム１０の高さ（厚さ）（ｍｍ）
Ｓ：試験体１３の高減衰ゴム１０の断面積（ｍｍ２）
【００３１】
せん断歪γは、上述したせん断試験機の下部２２の変位量ΔLと、試験体１３の高減衰ゴム１０の高さｄ（厚さ）を基に、せん断歪γ（＝ΔL／ｄ）を定める。ここでは、せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑを評価するとよい。また、測定振動数０．１Ｈｚ、せん断歪γがγ≦２である領域において、等価せん断弾性係数Ｇｅｐを、Ｇｅｐ≧０．１（Ｎ／ｍｍ２）するとよい。
【００３２】
この実施形態では、粘弾性体１０３は、高減衰性を有する高減衰ゴムを用いることができる。かかる高減衰ゴムには、例えば、天然ゴム，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム素材（ＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ），または，クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。ここでは、好ましくは、ゴム素材を選択し、あるいは、組み合わせるとともに、添加剤を調整し、上述した等価粘性減衰定数ｈｅｑ、等価せん断弾性係数Ｇｅｐの条件を満足する高減衰性ゴム組成物を得るとよい。
【００３３】
《鋼材ダンパー１０４》
鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一端が一方のプレート１０１に接合され、他端が他方のプレート１０２に接合されている。この実施形態では、鋼材ダンパー１０４は、対角に配置された第２コーナー部１２２と第４コーナー部１４４との間で、第１コーナー部１２１側に湾曲するように延びた板状の片材である。鋼材ダンパー１０４の一端は、プレート１０１の第２コーナー部１２２に取り付けられている。鋼材ダンパー１０４の他端は、プレート１０２の第４コーナー部１４４に取り付けられている。鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、粘弾性体１０３に積層されている。
【００３４】
〈積層プレート１０５、１０６〉
積層プレート１０５、１０６は、粘弾性体１０３に積層されたプレート材である。この実施形態では、積層プレート１０５、１０６は、図１に示すように、粘弾性体１０３のうち鋼材ダンパー１０４が配置された領域を除く領域に配置されている。
【００３５】
積層プレート１０５は、当該鋼材ダンパー１０４よりも第１コーナー部１２１側（角部２３側）の領域に配置されている。ここでは、積層プレート１０５は、一対のプレート１０１、１０２が対向した領域のうち、鋼材ダンパー１０４よりも第１コーナー部１２１側の領域に応じた形状を有している。
【００３６】
積層プレート１０６は、当該鋼材ダンパー１０４よりも第３コーナー部１２３側（角部２３とは対角に沿って反対側）に配置されている。ここでは、積層プレート１０６は、一対のプレート１０１、１０２が対向した領域のうち、鋼材ダンパー１０４よりも第３コーナー部１２３側の領域に応じた形状を有している。
【００３７】
《制震装置１００の作成》
この実施形態では、制震装置１００は、上述したように、一対のプレート１０１、１０２と、粘弾性体１０３と、鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６と、取付プレート１０７、１０８とを備えている。
【００３８】
ここでは、粘弾性体１０３を成形する材料として、一対のプレート１０１、１０２が対向する領域に応じた形状を有するシート状の高減衰ゴムが用意される。シート状の高減衰ゴムは、少なくとも２枚用意される。そして、金型内において、一対のプレート１０１、１０２を対向するように配置する。鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６とは、（粘弾性体１０３となる）シート状の高減衰ゴムで挟んだ状態で、一対のプレート間の予め定められた位置に配置する。そして、シート状の高減衰ゴムを加硫成形（架橋成形）する。
【００３９】
これにより、鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６とが、粘弾性体１０３を介在させた状態で、対向する一対のプレート１０１、１０２間の予め定められた位置に配置される。また、対向する一対のプレート１０１、１０２と、鋼材ダンパー１０４と、積層プレート１０５、１０６とは、それぞれ粘弾性体１０３に接着された状態になる。
【００４０】
ここで、鋼材ダンパー１０４の一端は、プレート１０１の第２コーナー部１２２に取り付けられる。また、鋼材ダンパー１０４の他端は、プレート１０２の第４コーナー部１４４に取り付けられる。
【００４１】
〈第１接続部１１１、第２接続部１１２〉
ここで、プレート１０１は、一の方向に向けられた第１接続部１１１を有している。プレート１０２は、第１接続部１１１が向けられた方向とは、直交する方向に向けられた第２接続部１１２を有している。この実施形態では、第１接続部１１１は、プレート１０１の第２コーナー部１２２に設けられている。第２接続部１１２は、プレート１０２の第４コーナー部１４４に設けられている。この実施形態では、プレート１０１の第２コーナー部１２２には、取付プレート１０７が取り付けられている。プレート１０２の第４コーナー部１４４には、取付プレート１０８が取り付けられている。
【００４２】
〈取付プレート１０７〉
取付プレート１０７は、板片１０７ａと、板片１０７ｂとが略Ｔ字に接合した部材である。ここで、板片１０７ａと板片１０７ｂとはそれぞれ矩形の板片である。板片１０７ｂは、他方の板片１０７ａに直交するように板片１０７ａの一端に接合されている。板片１０７ａは、プレート１０１に取り付けられる片材である。板片１０７ｂは、柱２１に取り付けられる片材である。
【００４３】
〈取付プレート１０８〉
取付プレート１０８は、板片１０８ａと、板片１０８ｂとが略Ｔ字に接合した部材である。ここで、板片１０８ａと板片１０８ｂとはそれぞれ矩形の板片である。板片１０８ｂは、他方の板片１０８ａの一端において板片１０８ａに直交するように接合されている。板片１０８ａは、プレート１０１に取り付けられる片材である。板片１０８ｂは、横架材２２に取り付けられる片材である。
【００４４】
《鋼材ダンパー１０４および取付プレート１０７、１０８の取り付け》
図７は、プレート１０１の第２コーナー部１２２の分解図である。ここで、プレート１０１の第２コーナー部１２２には、図１、図３および図７に示すように、鋼材ダンパー１０４と取付プレート１０７とが取り付けられている。この実施形態では、鋼材ダンパー１０４と取付プレート１０７とは、プレート１０１の第２コーナー部１２２と、押さえ板２２１とで挟まれた状態で、プレート１０１の第２コーナー部１２２と押さえ板２２１とに取り付けられている。ここで、押さえ板２２１は、一対のプレート１０１、１０２からプレート１０１の第２コーナー部１２２がはみ出た部位に応じた形状を有し、所要の剛性を有する板材である。
【００４５】
鋼材ダンパー１０４は、プレート１０１との間に、スペーサ２１１と挟み、さらにスペーサ２１２を介在させた状態で押さえ板２２１を重ねる。プレート１０１、スペーサ２１１、鋼材ダンパー１０４、スペーサ２１２および押さえ板２２１は、それぞれ貫通したボルト孔２３１が形成されている。そして、当該ボルト孔２３１にボルトナット２０１のボルト２０１ａを挿通させ、ナット２０１ｂによって止める。
【００４６】
取付プレート１０７は、プレート１０１に対して柱２１が配置される方向に板片１０７ｂを向け、他方の板片１０７ａを、プレート１０１の第２コーナー部１２２と、押さえ板２２１との間に配置する。そして、プレート１０１と、板片１０７ａと、押さえ板２２１とは、それぞれ貫通したボルト孔２３２が形成されている。そして、当該ボルト孔２３２にボルトナット２０２のボルト２０２ａを挿通させ、ナット２０２ｂによって止める。
【００４７】
プレート１０２の第４コーナー部１４４についても、同様に、鋼材ダンパー１０４の端部と、取付プレート１０８が取り付けられている。この実施形態では、図１に示すように、鋼材ダンパー１０４の端部と、取付プレート１０８の板片１０８ａとを、プレート１０２の第４コーナー部１４４と、押さえ板２２２との間に挟んで、ボルトナット２０３、２０４で締結している。ここで、取付プレート１０８の板片１０８ｂは、プレート１０２に対して横架材２２が配置される方向に向けられる。ここで、プレート１０２の第４コーナー部１４４には、図４に示すように、ボルトナット２０３、２０４が取り付けられるボルト孔２３３、２３４が形成されている。
【００４８】
このように、制震装置１００は、対向する一対のプレート１０１、１０２と、粘弾性体１０３と、鋼材ダンパー１０４とを備えている。粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ接着されている。鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一端が一方のプレート１０１に取り付けられ、他端が他方のプレート１０２に取り付けられている。一対のプレート１０１、１０２のうち一方のプレート１０１は、一の方向に向けられた第１接続部１１１（この実施形態では、取付プレート１０７の板片１０７ｂ）を有する。一対のプレート１０１、１０２のうち他方のプレート１０２は、第１接続部１１１（この実施形態では、取付プレート１０７の板片１０７ｂ）が向けられた方向とは、直交する方向に向けられた第２接続部（この実施形態では、取付プレート１０８の板片１０８ｂ）を有する。
【００４９】
《間隔保持部材３００》
また、この実施形態では、図１に示すように、一対のプレート１０１、１０２の間隔を保持する間隔保持部材３００が取り付けられている。この実施形態では、間隔保持部材３００は、一対のプレート１０１、１０２間において、積層プレート１０５、１０６が配置された部位に取り付けられている。ここでは、積層プレート１０５が配置された部位に対して３箇所、積層プレート１０６が配置された部位に対して４箇所、間隔保持部材３００が取り付けられている。
【００５０】
図８は、図１のＣ−Ｃ断面図である。図９は、間隔保持部材３００が取り付けられた部位を拡大した図である。図８および図９に示すように、間隔保持部材３００が取り付けられた部位では、一対のプレート１０１、１０２が対向した方向に貫通した貫通孔（３２１、３２２）が形成されている。間隔保持部材３００は、一対の支持板３１１、３１２と、軸材（この実施形態では、ボルトナット３１３）とで構成されている。
【００５１】
この実施形態では、図８および図９に示すように、プレート１０１、１０２および粘弾性体１０３には、ボルトナット３１３のボルト３１３ａ（軸材）の軸径よりも、十分に大きい貫通孔３２１が形成されている。これに対して、積層プレート１０５、１０６には、ボルトナット３１３のボルト３１３ａの軸径と略同じかボルト３１３ａの軸径よりも少し大きい程度で、ボルト３１３ａが略嵌まった状態で挿通される貫通孔３２２が形成されている。貫通孔３２１、３２２には、軸材として、ボルトナット３１３のボルト３１３ａが挿通される。
【００５２】
支持板３１１、３１２は、一対のプレート１０１、１０２の外側の面（対向する側とは反対側の面）に当たるように配置されている。支持板３１１、３１２は、貫通孔３２１、３２２に挿通された軸材（この実施形態では、ボルトナット３１３のボルト３１３ａ）に取り付けられる。この実施形態では、支持板３１１、３１２は、それぞれプレート１０１、１０２に形成された貫通孔３２１よりも十分に大きい径を有する円板形状である。支持板３１１、３１２の中心にはボルトナット３１３のボルト３１３ａが挿通されるボルト孔３１１ａ、３１２ａが形成されている。
【００５３】
この実施形態では、間隔保持部材３００を取り付ける部位には、それぞれプレート１０１、１０２の貫通孔３２１の外側に、支持板３１１、３１２を取り付ける。そして、当該支持板３１１、３１２のボルト孔３１１ａ、３１２ａ、プレート１０１、１０２と粘弾性体１０３の貫通孔３２１、および、積層プレート１０５、１０６の貫通孔３２２に、ボルトナット３１３のボルト３１３ａを挿通する。そして、挿通されたボルト３１３ａの先端にナット３１３ｂを取り付け、適度に締め付ける。かかるボルトナット３１３および支持板３１１、３１２によって、一対のプレート１０１、１０２の間隔が保持される。
【００５４】
《制震装置１００の取り付け》
この実施形態では、図１に示すように、制震装置１００は、柱２１と横架材２２とが交差した角部２３に設定された略矩形の設置領域Ａに配置される。そして、制震装置１００の一対のプレート１０１、１０２のうち、プレート１０１に設けられた第１接続部１１１（この実施形態では、取付プレート１０７の板片１０７ｂ）はビス２４１によって柱２１に取り付けられる。制震装置１００の一対のプレート１０１、１０２のうち、プレート１０２に設けられた第２接続部１１２（この実施形態では、取付プレート１０８の板片１０８ｂ）はビス２４２によって横架材２２に取り付けられる。
【００５５】
《制震装置１００の機能》
制震装置１００は、建物２０の構造材に作用する振動を小さく抑えるとともに、建物２０の構造材に作用する振動を早期に減衰させる。例えば、大きな地震時に、建物２０の構造材に水平方向の荷重が作用する場合には、建物２０の横架材２２は、柱２１に対して水平方向に動く、この際、建物２０の柱２１と横架材２２との角度は若干変わる（つまり、９０度から広がったり、狭まったりする）。図１０は、建物２０の横架材２２が柱２１に対して水平方向に動いた状態を示している。ここでは、横架材２２に対して、柱２１が傾いた状態を示している。なお、図１０では、制震装置１００が配置された柱２１と横架材２２との角部２３の交差角度が凡そ２度拡がるように、横架材２２に対して柱２１が傾いた状態を示している。
【００５６】
この際、この制震装置１００のプレート１０１は、第１接続部１１１において柱２１に締結されている。これに対して、制震装置１００のプレート１０２は、第２接続部１１２において横架材２２に取り付けられている。このため、建物２０の柱２１と横架材２２との角度が変わると、柱２１と横架材２２とに取り付けられた一対のプレート１０１、１０２は相対的にねじれる。一対のプレート１０１、１０２が相対的にねじれると、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ接着されている粘弾性体１０３にせん断変形を伴うねじれが生じる。
【００５７】
また、図１１は、間隔保持部材３００を取り付ける部位の断面図である。ここでは、一対のプレート１０１、１０２が相対的に変位した場合を示している。間隔保持部材３００は、一対のプレート１０１、１０２の外側の面に当たるように配置された支持板３１１、３１２が、貫通孔３２１、３２２に挿通された軸材（この実施形態では、ボルトナット３１３のボルト３１３ａ）に取り付けられている。かかる間隔保持部材３００によって、一対のプレート１０１、１０２が相対的にねじれるように変位しても、一対のプレート１０１、１０２の間隔が適切に保たれる。
【００５８】
また、一対のプレート１０１、１０２には、鋼材ダンパー１０４が取り付けられている。一対のプレート１０１、１０２が相対的にねじれると、鋼材ダンパー１０４は、両端が引っ張られたり、縮められたりする。このため、湾曲した鋼材ダンパー１０４は、湾曲が広がったり、狭まったりする。この際、一対のプレート１０１、１０２の相対変位が大きい場合には、鋼材ダンパー１０４は塑性変形を伴って曲げ伸ばしが生じる。
【００５９】
このため、大きな地震時に、建物２０の構造材に水平方向の荷重が作用する場合には、建物２０の横架材２２が水平方向に変位するのに応じて、制震装置１００の粘弾性体１０３にせん断変形が生じるとともに、鋼材ダンパー１０４に曲げ伸ばしが生じる。粘弾性体１０３のせん断変形や、鋼材ダンパー１０４の曲げ伸ばしは、繰返し生じる。この際、粘弾性体１０３のせん断変形や、鋼材ダンパー１０４の曲げ伸ばしに応じて、ヒステリシスループが描かれ、当該ヒステリシスループで囲まれた面積に相当するエネルギが吸収される。
【００６０】
以上のとおり、この制震装置１００は、図１から図３に示すように、対向する一対のプレート１０１、１０２と、粘弾性体１０３と、鋼材ダンパー１０４とを備えている。粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ接着している。鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２間に配置され、一端が一方のプレート１０１に取り付けられ、他端が他方のプレート１０２に取り付けられている。一方のプレート１０１は、一の方向に向けられた第１接続部１１１（この実施形態では、取付プレート１０７の板片１０７ａ）を有している。他方のプレート１０２は、これに直交する方向に向けられた第２接続部１１２（この実施形態では、取付プレート１０８の板片１０８ａ）を有している。この制震装置１００は、例えば、図１に示すように、建物２０の構造材のうち、直交する柱２１と横架材２２との角部２３に取り付けられる。
【００６１】
この制震装置１００は、建物２０に大きな水平力が作用した場合などに、柱２１と横架材２２との角部２３が変位するのに応じて、一対のプレート１０１、１０２が相対的に変位する。この際、一対のプレート１０１、１０２間に配置された粘弾性体１０３にせん断変形が生じるとともに、鋼材ダンパー１０４に曲げ伸ばしが生じる。この際、制震装置１００は、粘弾性体１０３のせん断変形や鋼材ダンパー１０４の曲げ伸ばしに応じて、ヒステリシスループが描かれ、当該ヒステリシスループで囲まれた面積に相当するエネルギが吸収される。このため、大きな地震時に建物２０の振動を小さく抑えるとともに、早期に減衰させることができる。つまり、この制震装置１００は、建物の仕口ダンパーとして利用可能であり、かつ、建物の振動エネルギをより効率よく吸収することができる。
【００６２】
この実施形態では、一対のプレート１０１、１０２は、略矩形の設置領域Ａに対応した４つのコーナー部１２１〜１２４（１４１〜１４４）を有している。第１接続部１１１は、４つのコーナー部１２１〜１２４（１４１〜１４４）のうち１つのコーナー部１２２に設けられている。第２接続部１１２は、第１接続部１１１が設けられたコーナー部１２２に対角に位置するコーナー部１４４に設けられている。この場合、第１接続部１１１と第２接続部１１２とを、柱２１と横架材２２に沿って角部２３から遠い位置に配置される。このため、柱２１と横架材２２との相対変位に対して、一対のプレート１０１、１０２により大きな変位を与えることができる。
【００６３】
また、この実施形態では、４つのコーナー部１２１〜１２４（１４１〜１４４）のうち、第１接続部１１１と第２接続部１１２とが設けられたコーナー部１２２、１４４を除く、他の対角に位置するコーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）はそれぞれＲ形状である。このため、図１０に示すように、一対のプレート１０１、１０２が相対的に変位した場合に、当該コーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）において粘弾性体１０３の応力集中が緩和される。例えば、当該コーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）において粘弾性体１０３が角張っていると、一対のプレート１０１、１０２が相対的に変位した場合に、当該コーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）において粘弾性体１０３に応力が集中する。コーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）において、粘弾性体１０３をＲ形状とすることによって、かかる部位での応力集中を緩和できる。また、かかる形態によれば、柱２１と横架材２２との角部２３から遠い位置に粘弾性体１０３が円弧に沿って配置されている。この場合、柱２１と横架材２２との相対変位に応じて粘弾性体１０３に適当な変形が入り、粘弾性体１０３がより効率よく機能する。
【００６４】
さらに、この実施形態では、鋼材ダンパー１０４の一端は、第１接続部１１１が設けられたコーナー部１２２において、一方のプレート１０１に取り付けられている。鋼材ダンパー１０４の他端は、第２接続部１１２が設けられたコーナー部１４４において、他方のプレート１０２に取り付けられている。このため、柱２１と横架材２２との相対変位に対して、鋼材ダンパー１０４により大きな変形を生じさせることができる。
【００６５】
また、鋼材ダンパー１０４は、一対のプレート１０１、１０２の４つのコーナー部１２１〜１２４（１４１〜１４４）のうち、第１接続部１１１と第２接続部１１２とが設けられたコーナー部１２２、１４４を除く、他の何れかのコーナー部（１２１、１４１）、（１２３、１４３）に向けて湾曲している。つまり、図１に示す実施形態では、鋼材ダンパー１０４は、第１コーナー部１２１、１４１の側に膨らむように湾曲している。このため、柱２１と横架材２２との相対変位に対して、鋼材ダンパー１０４は適切に伸ばされたり、縮められたりしやすい。なお、図示は省略するが、鋼材ダンパー１０４は、鋼材ダンパー１０４は、第３コーナー部１２３、１４３の側に膨らむように湾曲していてもよい。この場合も同様に、柱２１と横架材２２との相対変位に対して、鋼材ダンパー１０４は適切に伸ばされたり、縮められたりしやすい。
【００６６】
粘弾性体１０３は、上述したように、高減衰ゴムからなり、一対のプレート１０１、１０２にそれぞれ加硫接着しているとよい。また、粘弾性体１０３は、一対のプレート１０１、１０２が対向する方向において、高減衰ゴムと積層プレート１０５、１０６とが交互に積層された積層体であってもよい。粘弾性体１０３が高減衰ゴムと積層プレート１０５、１０６とが交互に積層された積層体である場合、図１１に示すように、一対のプレート１０１、１０２の間隔に対して、高減衰ゴムの厚さが薄くなる。このため、一対のプレート１０１、１０２の相対変位に対して、高減衰ゴムに生じる歪が大きくなる。このため、粘弾性体１０３による減衰作用が効率よく得られる。なお、この実施形態では、一対のプレート１０１、１０２の間に、積層プレート１０５、１０６が一層積層されているが、粘弾性体１０３は、高減衰ゴムと積層プレート１０５、１０６とが交互に複数層積層されていてもよい。
【００６７】
さらに、上述した実施形態では、図８および図９に示すように、積層プレート１０５、１０６が配置された部位において、一対のプレート１０１、１０２が対向した方向に貫通した貫通孔３２１、３２２を有している。そして、貫通孔３２１、３２２に挿通された軸材（この実施形態では、ボルト３１３ａ）と、軸材（ボルト３１３ａ）に取り付けられ、一対のプレート１０１、１０２の外側の面に当たるように配置された支持板３１１、３１２とを備えている。かかる軸材に取り付けられた支持板３１１、３１２を備えていることによって、一対のプレート１０１、１０２の間隔が保たれるので、制震装置１００がより適切に機能する。
【００６８】
なお、上述した実施形態では、間隔保持部材３００としての、軸材（ボルト３１３ａ）や支持板３１１、３１２は、積層プレート１０５、１０６が配置された部位に設けられているが、かかる形態に限定されない。間隔保持部材３００は、積層プレート１０５、１０６が配置された部位以外において、一対のプレート１０１、１０２に設けられていてもよい。この場合も、間隔保持部材３００の構成としては、一対のプレート１０１、１０２が対向した方向に貫通した貫通孔を有し、貫通孔に挿通された軸材と、軸材に取り付けられ、一対のプレートの外側の面に当たるように配置された支持板とを備えているとよい。
【００６９】
以上のように、ここで提案される制震装置１００は、建物２０に生じた振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させる制震装置として好適である。制震装置１００は、例えば、木造住宅用や、鉄骨住宅の構造材の角部に取り付けられる制震構造として好適である。なお、ここで提案される制震装置は、特に言及されない限りにおいて、上述された何れの実施形態およびその変形例にも限定されない。また、上述された実施形態および種々の変形例で開示された各構成は、齟齬が生じない限りにおいて適宜に組合すことができる。
【符号の説明】
【００７０】
２０  建物
２１  柱
２２  横架材
２３  角部
１００  制震装置
１０１、１０２  プレート
１０３  粘弾性体
１０４  鋼材ダンパー
１０５、１０６  積層プレート
１０７  取付プレート
１０７ａ  板片
１０７ｂ  板片
１０８  取付プレート
１０８ａ  板片
１０８ｂ  板片
１１１  第１接続部
１１２  第２接続部
１２１  プレート１０１の第１コーナー部
１２２  プレート１０１の第２コーナー部
１２３  プレート１０１の第３コーナー部
１２４  プレート１０１の第４コーナー部
１２４ａ  切り欠き
１４１  プレート１０２の第１コーナー部
１４２  プレート１０２の第２コーナー部
１４２ａ  切り欠き
１４３  プレート１０２の第３コーナー部
１４４  プレート１０２の第４コーナー部
２０１  ボルトナット
２０１ａ  ボルト
２０１ｂ  ナット
２０２  ボルトナット
２０２ａ  ボルト
２０２ｂ  ナット
２０３、２０４  ボルトナット
２１１、２１２  スペーサ
２２１、２２２  押さえ板
２３１〜２３４ボルト孔
２４１  ビス
２４２  ビス
３００  間隔保持部材
３１１、３１２  支持板
３１１ａ、３１２ａ  ボルト孔
３１３  ボルトナット
３１３ａ  ボルト
３１３ｂ  ナット
３２１  貫通孔
３２２  貫通孔
Ａ  略矩形の設置領域
【図１】
2015089995.tif 000003
【図２】
2015089995.tif 000004
【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】
2015089995.tif 000009
【図８】
2015089995.tif 000010
【図９】
2015089995.tif 000011
【図１０】
2015089995.tif 000012
【図１１】
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