(57)【要約】【課題】本発明は、微振動から大地震まで効率よく振動のエネルギー吸収が可能なコンパクトで軽く、極めて設置が容易である制振装置を提供するものである。【解決手段】本発明の制振装置は、建物の梁２３と柱２２とで構成される軸組みフレーム２１の上下の仕口部２４、２５間に斜めに取り付けられる制振装置２０であって、上部の仕口部２４にターンバックル１０、上部取り付け金具２６を介して上端側が連結される軸体１と、この軸体１に取り付けた一辺に粘弾性体８を含む軸体１を挟んで対称構造の一対の四辺リンク機構部とを具備し、軸体１の振動に伴う変位に連動して一対の四辺リンク機構部を各々変形させて粘弾性体８にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを吸収する制振機構部３０と、下部の仕口部２５に下部取付金具２７を介して下端側を連結し、上端側に内蔵したブッシュにより制振機構部３０の軸体１を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持パイプ４と、を有するものである。【選択図】図１
2008285903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の梁と柱とで構成される軸組みフレームの上下の仕口部間に取り付けられる制振装置であって、
前記軸組みフレーム内の上部の仕口部に上端側が連結される軸体と、この軸体に取り付けた一辺に粘弾性体を含む四辺リンク機構部とを具備し、前記軸体の振動に伴う変位に連動して四辺リンク機構部を変形させて前記粘弾性体にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを吸収する制振機構部と、
前記軸組みフレーム内の下部の仕口部に下部取付金具を介して下端側を連結し、上端側で前記制振機構部の軸体の下端側を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持体と、
を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
建物の梁と柱とで構成される軸組みフレームの上下の仕口部間に斜めに取り付けられる制振装置であって、
前記軸組みフレーム内の上部の仕口部にターンバックル、上部取り付け金具を介して上端側が連結される軸体と、この軸体に取り付けた一辺に粘弾性体を含む軸体を挟んで対称構造の一対の四辺リンク機構部とを具備し、前記軸体の振動に伴う変位に連動して一対の四辺リンク機構部を各々変形させて前記粘弾性体にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを吸収する制振機構部と、
前記軸組みフレーム内の下部の仕口部に下部取付金具を介して下端側を連結し、上端側に内蔵したブッシュにより前記制振機構部の軸体を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持パイプと、
を有することを特徴とする制振装置。
【請求項３】
建物の梁と柱とで構成される軸組みフレームの上下の仕口部間に斜めに取り付けられる制振装置であって、
前記軸組みフレーム内の上部の仕口部にターンバックル、上部取り付け金具を介して上端側が連結される軸体と、この軸体に取り付けた一辺に粘弾性体を含む軸体を挟んで対称構造の一対の四辺リンク機構部とを具備し、前記軸体の振動に伴う変位に連動して一対の四辺リンク機構部を各々変形させて前記粘弾性体にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを吸収する制振機構部と、
前記軸組みフレーム内の下部の仕口部に下部取付金具を介して下端側を連結し、上端側に内蔵したブッシュにより前記制振機構部の軸体を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持パイプと、
を有し、
前記四辺リンク機構部は、前記軸体から側方に対称配置に突設した第１アームと、前記支持パイプの上端から側方に対称配置に突設した第２アームと、第２アームの突出端近傍位置に設けた支軸により一端側が回動可能に支持された可動プレートと、前記第１アームの軸体近傍位置と、前記可動プレートの突出端部との間に回動可能に連結支持された可動プレートと、前記第１アームの突出端部と、前記可動プレートの突出端部との間に回動可能に連結支持された前記粘弾性体と、を具備することを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制振装置に関し、詳しくは、例えば戸建て住宅に設置され、交通振動や地震等の振動を低減させる制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、戸建て住宅等に設置される制振装置については、エネルギー吸収部材として粘弾性体、オイルダンパ、金属系や摩擦を用いるものが提案されている。
【０００３】
オイルダンパは高価で油漏れの恐れがあり、金属系や摩擦を用いた場合は微振動で効果が発揮できない。
【０００４】
粘弾性体をエネルギー吸収材として利用しているものに、例えば特許文献１に開示された木造家屋の耐震補強構造が知られている。この耐震補強構造は、柱と梁との間に変位板、粘弾性体を用いた粘弾性ダンパーを取り付けたものであり、仕口部に設置するもので相対変位が小さくエネルギー吸収効率が必ずしも十分でない。
【０００５】
特許文献２には、壁パネルの開口部に制振装置を取り付けた制振壁パネルが開示されている。この制振壁パネルは、振動による変形を振り子の回転運動に拡大して粘弾性体に伝達することによってエネルギー吸収効率を高めようとするものである。この制振パネルの場合、全体として剛性が必要なことから大形となり重くなり高価となる。また、既存の住宅への施工が難しい。
【０００６】
特許文献３に開示された制震工法がある。この場合、ブレースの変位を拡大して粘弾性体に伝達しエネルギー吸収効率を高めようとするものであるが、変位拡大機構が大形となり、部品点数も多くなり高価となる。また、開示例で変位拡大機構が揺動可能とした場合、粘弾性体は回転変形となるため変位した時の応力分布は均等にならないためエネルギー吸収効率が低くなる。
【特許文献１】特開２０００−１６０６８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５２７８８号公報
【特許文献３】特開２００６−１５２７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、交通振動などの微振動から大地震まで効率よく振動のエネルギーを吸収が可能でコンパクトで軽く、設置が極めて容易な制振装置が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、建物の梁と柱とで構成される軸組みフレームの上下の仕口部間に取り付けられる制振装置であって、前記軸組みフレーム内の上部の仕口部に上端側が連結される軸体と、この軸体に取り付けた一辺に粘弾性体を含む四辺リンク機構部とを具備し、前記軸体の振動に伴う変位に連動して四辺リンク機構部を拡大変形させて前記粘弾性体にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを効率よく吸収する制振機構部と、前記軸組みフレーム内の下部の仕口部に下部取付金具を介して下端側を連結し、上端側で前記制振機構部の軸体の下端側を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持体と、を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、建物に加わる交通振動等の微振動や地震の振動エネルギーを四辺リンク機構部の一辺を構成する粘弾性体によって効果的に吸収し低減することが可能であり、かつ、コンパクトで軽く、新築家屋や、既存の建物への設置が極めて容易な制振装置を提供することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、制振機構部の上部の仕口部への取り付けにターンバックルを介在させ、また軸体を挟んで対称構造の一対の四辺リンク機構部を備えた構成で、請求項１記載の発明と同様な効果を奏する制振装置を提供することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、軸体から側方に対称配置に突設した第１アームと、支持パイプの上端から側方に対称配置に突設した第２アームと、第２アームの突出端近傍位置に設けた支軸により一端側が回動可能に支持された可動プレートと、第１アームの軸体近傍位置と、可動プレートの突出端部との間に回動可能に連結支持された可動プレートと、第１アームの突出端部と、可動プレートの突出端部との間に回動可能に連結支持された前記粘弾性体とにより構成した四辺リンク機構部を含む構成で、請求項１記載の発明と同様な効果を奏する制振装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、微振動から大地震まで効率よく振動のエネルギー吸収が可能なコンパクトで軽く、極めて設置が容易である制振装置を提供するという目的を有するものである。
本発明は、上記目的を、建物の梁と柱とで構成される軸組みフレームの上下の仕口部間に斜めに取り付けられる制振装置であって、前記軸組みフレーム内の上部の仕口部にターンバックル、上部取り付け金具を介して上端側が連結される軸体と、この軸体に取り付けた一辺に粘弾性体を含む軸体を挟んで対称構造の一対の四辺リンク機構部とを具備し、前記軸体の振動に伴う変位に連動して一対の四辺リンク機構部を各々拡大変形させて前記粘弾性体にせん断力を作用し、そのせん断変形により振動エネルギーを吸収する制振機構部と、前記軸組みフレーム内の下部の仕口部に下部取付金具を介して下端側を連結し、上端側に内蔵したブッシュにより前記制振機構部の軸体を引張り側、圧縮側にスライド可能に支持する支持パイプと、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明に係る制振装置の実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本実施例に係る制振装置２０を建物の柱２２と梁２３とから構成される軸組みフレーム２１に設置した例を示すものである。
【００１４】
本実施例に係る制振装置２０は、図１に示すように、前記軸組みフレーム２１内の上部の仕口部２４にターンバックル１０、上部取り付け金具２６を介して取り付ける軸体１を含む制振機構部３０と、前記軸組みフレーム２１内の下部の仕口部２５に下部取付金具２７を介して下端側を連結し、上端側で前記制振機構部３０を傾斜配置に、かつ、図１に示す矢印ａ方向（引張側）、ｂ方向（圧縮側）にスライド可能に支持する支持体である支持パイプ４と、を有している。
【００１５】
前記制振機構部３０及び支持パイプ４について、図２乃至図４を参照して詳述する。
【００１６】
前記制振機構部３０は、図２、図３に拡大して示すように、図２において、上端側が前記ターンバックル１０に連結され、下端側が前記支持パイプ４の上端内部に挿通された軸体１と、軸体１のターンバックル１０に近接する上端部分から側方に左右対称に突出形成した第１アーム２と、前記支持パイプ４の上端部分から側方に左右対称に突出形成されるとともに、中央部に前記軸体１の下端側をスライドガイドするブッシュ３を内蔵した中央筒部７ａを備える第２アーム７と、前記第２アーム７の両側の突出端近傍位置に設けた各支軸９により各々が回動可能に支持された左右一対の可動プレート６と、前記第１アーム２の両突出端部に各々設けた支持ピン１１により一方の端部が回動可能に支持されて下方に垂下されるとともに、他方の端部が可動プレート６の突出端部に設けた支持ピン１２によりこの可動プレート６に回動可能に連結された左右一対の粘弾性体８と、前記第１アーム２における前記各粘弾性体８の取り付け位置よりも内側位置において各々支持ピン１３を用いて一方の端部が回動可能に支持され下方に垂下され、前記可動プレート６における前記各支軸９の位置よりも軸体１側に近い突出端部に設けた支持ピン１４により回動可能に連結された左右一対の連結プレート５と、を具備している。
【００１７】
そして、前記第１アーム２、連結プレート５、可動プレート６及び粘弾性体８により四辺リンク機構部を構成している。
【００１８】
前記粘弾性体８は、図４に示すように、長方形状の第１取付板１５と同じく長方形状の第２取付板１６とにより直方体状の例えば高減衰ゴム材等からなる粘弾性材１７を各々の取付端が突出するように挟み込むとともに、第１取付板１５を前記支持ピン１１により第１アーム２の突出端部に回動可能に連結し、前記第２取付板１６を前記支持ピン１２により前記可動プレート６に回動可能に連結している。
【００１９】
なお、本実施例では、前記第１アーム２の両側を占める位置に一対の粘弾性体８を取り付けているが、片側のみでも実施可能である。
【００２０】
次に、上述した構成の本実施例に係る制振装置２０の制振動作について図５、図６をも参照して説明する。
【００２１】
本実施例に係る制振装置２０は、建物の柱２２と梁２３からなる軸組みフレーム２１の上部下部の仕口部２４、２５に斜め配置に前記支持パイプ４を用いて制振機構部３０を配置し、この制振機構部３０に設けた四辺リンク機構部の一辺を構成する粘弾性体８のせん断変形により、前記建物に加わる交通振動等の微振動や地震の振動エネルギーを効果的に吸収するものである。
【００２２】
すなわち、例えば、前記軸組みフレーム２１が交通振動等の微振動又は地震の振動に伴って変形し、前記ターンバックル１０を介して制振機構部３０の軸体１が図１、図５に示す矢印ａ方向に引張られると、前記軸体１とともに第１アーム２及び連結プレート５も矢印ａ方向に変位する。このとき、前記軸体１の下端側は、前記支持パイプ４の上端内部に設けたブッシュ３によりスライドガイドされる。
【００２３】
前記連結プレート５が矢印ａ方向に変位すると、この連結プレート５に支持ピン１４を介して連結され、かつ、前記支軸９の回りを回動する可動プレート６が図５に示す矢印ｃ１方向に回動し、これに伴い、可動プレート６に対して支持ピン１２を介して連結され、かつ、前記第１アーム２に対して前記支持ピン１１を介して連結されている前記粘弾性体８が図５に示す矢印ｄ１方向に回動し、このとき、前記粘弾性体８の粘弾性材１７にせん断力が作用して粘弾性材１７自体のせん断変形により振動エネルギーが効果的に吸収される。
【００２４】
他方、前記ターンバックル１０を介して制振機構部３０が図１、図６に示す矢印ｂ方向に圧縮されると、前記軸体１とともに第１アーム２及び連結プレート５も矢印ｂ方向に変位する。このとき、前記軸体１の下端側は、前記支持パイプ４の上端内部に設けたブッシュ３によりスライドガイドされる。
【００２５】
前記連結プレート５が矢印ｂ方向に変位すると、この連結プレート５に支持ピン１４を介して連結され、かつ、前記支軸９の回りを回動する前記可動プレート６が図６に示す矢印ｃ２方向（矢印ｃ１方向と逆方向）に回動し、これに伴い、可動プレート６に対して支持ピン１２を介して連結され、かつ、前記第１アーム２に対して前記支持ピン１１を介して連結されている前記粘弾性体８が図６に示す矢印ｄ２方向（矢印ｄ１方向と逆方向）に回動し、このとき、前記粘弾性体８の粘弾性材１７にせん断力が作用して粘弾性材１７自体のせん断変形により振動エネルギーが効果的に吸収される。上述した制振機構部３０の動作は、軸体１の両側で左右対称に行われる。
【００２６】
このようにして、本実施例に係る制振装置２０によれば、前記建物に加わる交通振動等の微振動や地震の振動エネルギーを四辺リンク機構部の一辺を構成する前記粘弾性体８によって効果的に吸収し低減することが可能となるものである。
【００２７】
また、本実施例に係る制振装置２０によれば、前記軸体１の引張り時又は圧縮時に支持パイプ３内でその変位を吸収するように構成しているために、軸体１は比較的剛性の低い部材で対応できるとともに、前記制振装置２０からの反力は、上部、下部の仕口部２４、２５だけに集中するため柱２２や梁２３を補強する必要もなく、前記ターンバックル１０を用いたことと相俟って設置が極めて簡略となり、新築家屋は勿論、既存の建物にも適応が極めて容易となる。
【００２８】
更に、本実施例に係る制振装置２０は、全体として構造が簡略でコンパクト、かつ、軽量に構成できる利点もある。
【００２９】
更にまた、前記制振機構部３０における粘弾性体８の支持点１１、１２を支軸９に近くなる位置又は遠ざかる位置に変更することで、前記軸体１、連結プレート５の変位に対応した連結プレート５による粘弾性体８に対する変位拡大比率を変更して前記粘弾性体８のせん断変形を調整し振動エネルギーの吸収能を最適化することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の制振装置は、木造住宅や軽量鉄骨住宅の新築工事における軸組みフレームへの組み込み、既存の建物の軸組みフレームの耐震補強用等として広範に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例に係る制振装置を建物に取り付けた例を示す概略正面図である。
【図２】本実施例に係る制振装置の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本実施例に係る粘弾性体の平面、側面を示す説明図である。
【図５】本実施例に係る制振装置が引張側に変位した状態を示す拡大正面図である。
【図６】本実施例に係る制振装置が圧縮側に変位した状態を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  軸体
２  第１アーム
３  ブッシュ
４  支持パイプ
５  連結プレート
６  可動プレート
７  第２アーム
７ａ中央筒部
８  粘弾性体
９  支軸
１０  ターンバックル
１１  支持ピン
１２  支持ピン
１３  支持ピン
１４  支持ピン
１５  第１取付板
１６  第２取付板
１７  粘弾性材
２０  制振装置
２１  軸組みフレーム
２２  柱
２３  梁
２４  上部の仕口部
２５  下部の仕口部
２６  上部取付金具
２７  下部取付金具
３０  制振機構部
【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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