(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体に一端部が固定され、他端部が前記下部構造体に固定され、かつ、前記柱の長さよりも長いロープと、前記柱に一端部が回転可能に取り付けられたメインアームと、このメインアームの他の回転端部に一端部が回転可能に連結され、他端部が前記ロープの中間部に固定されるサブアームとを備え、前記メインアームとサブアームとの連結部と、前記上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装するとともに、前記メインアームあるいはサブアームと前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、前記ロープに張力を与える付勢部材を介装してなることを特徴とする構造物の制振装置。
【請求項２】
前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の上端部と、この上端部が取り付けられる上部構造体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項３】
前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の下端部と、この下端部が取り付けられる下部構造体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項４】
前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の両端部と、これらの各端部が取り付けられる上部構造体および下部構造体との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項５】
前記緩衝部材が、オイルダンパであることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項６】
前記緩衝部材が、粘弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項７】
前記付勢部材が、弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の構造物の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は構造物の制振装置に係わり、特に、木造建築物や鉄骨建築物等の構造物に用いて好適な制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、木造建築物や鉄骨建築物等の構造物にあっては、地震等の振動による被害を抑えるために種々の対策が施されており、その一つとして、図７に示すように、柱１と、この柱１の上下に取り付けられる支持構造体（例えば、梁や天井、床や基礎等）２との間に、筋交い状に緩衝部材（たとえば、オイルダンパ）３を設置し、構造体に加わる振動を、前記緩衝部材３の緩衝作用によって早期に減衰させるようにした技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の技術においては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【０００４】
すなわち、前述したように緩衝部材３を、柱１と支持構造体２との間に筋交い状に設置すると、前記柱１と支持構造体２との間の空間部が、前記緩衝部材３によって占められてしまうといった問題点である。
【０００５】
このような問題点は、前記緩衝部材３が、構造体の埋め殺しの壁部分に設置される場合には、その影響が少ないが、前記壁に窓を設ける必要がある場合、あるいは、前記柱１が床の中心部に設けられて、前記柱１のまわりがフロアとなされている場合等には、前記緩衝部材３によって窓の設置スペースが制限され、あるいは、前記緩衝部材３が前記フロアーの上部に位置させられて、フロアーの有効利用が図れないといった不具合の原因となる。
また、木造建築等の場合には、梁柱の接合部分も弱く、ダンパの取り付けが困難であり、特に、伝統的な木造建築物の修復には、大口径の柱の入手が難しく、傾斜復元力を期待することも困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造物に対する制振機能を確保しつつ、柱とこの柱が取り付けられる支持構造体との間に大きな空間部を確保することのできる構造物の制振装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の構造物の制振装置は、前述した目的を達成するために、構造体の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体に一端部が固定され、他端部が前記下部構造体に固定され、かつ、前記柱の長さよりも長いロープと、前記柱に一端部が回転可能に取り付けられたメインアームと、このメインアームの他の回転端部に一端部が回転可能に連結され、他端部が前記ロープの中間部に固定されるサブアームとを備え、前記メインアームとサブアームとの連結部と、前記上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装するとともに、前記メインアームあるいはサブアームと前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、前記ロープに張力を与える付勢部材を介装してなることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の上端部と、この上端部が取り付けられる上部構造体との間に設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の下端部と、この下端部が取り付けられる下部構造体との間に設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記メインアーム、サブアーム、および、緩衝部材が、前記柱の両端部と、これらの各端部が取り付けられる上部構造体および下部構造体との間に設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記緩衝部材が、オイルダンパであることを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記緩衝部材が、粘弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記付勢部材が、弾性体あるいは弾塑性体であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
本実施形態に係わる構造物の制振装置１２は、構造体の柱１０と、この柱１０が取り付けられる上部構造体（梁）１１と下部構造体（下階の梁若しくは基礎）１６との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体１１に一端部が固定され、他端部が前記下部構造体１６に固定され、かつ、前記柱１０の長さよりも長いロープ１７と、前記柱１０に一端部が回転可能に取り付けられたメインアーム１３と、このメインアーム１３の他の回転端部に一端部が回転可能に連結され、他端部が前記ロープ１７の中間部に固定されるサブアーム１４とを備え、前記メインアーム１３とサブアーム１４との連結部と、前記上部構造体１１との間に緩衝部材１５を介装するとともに、前記メインアーム１３あるいはサブアーム１４と前記上部構造体１１との間に、前記ロープに張力を与える付勢部材３０を介装した基本構成となっている。
【０００９】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記メインアーム１３は、その一端部が、前記柱１０の上端部側面に設けられたブラケット１８に、ピン１９を介して回転可能に連結されている。
【００１０】
また、前記サブアーム１４は、その一端部が、前記メインアーム１３の回転端部にピン２０を介して回転自在に連結されている。
【００１１】
前記緩衝部材１５は、本実施形態においてはオイルダンパが用いられ、その一端部が、前記ピン２０に回転可能に連結され、他端部が、前記梁１１の下端面に設けられたブラケット２１に、ピン２２を介して回転可能に連結されている。
そして、この緩衝部材１５は、前記オイルダンパに代えて、コイルバネ等の弾塑性部材によって構成することも可能であり、あるいは、高減衰ゴム等の粘弾性体によって構成することも可能である。
【００１２】
さらに、前記ロープ１７は、前記梁１１の、前記柱１０と前記緩衝部材１５が連結されたブラケット２１との間に装着された固定部材２３と、前記基礎１６の、前記柱１０の下端部近傍に固着されたアンカーボルト２４との間に張設されている。
そして、前記ロープ１７の途中に、前記サブアーム１４の一端部が固定され、かつ、このサブアーム１４の一端部は、前記メインアーム１３よりも下方に位置させられ、さらに、前記サブアーム１４メインアーム１３との連結部と、前記梁１１との間に、前記付勢部材３０が介装されている。
この付勢部材３０は圧縮スプリングであり、前記サブアーム１４メインアーム１３との連結部を下方に付勢することによって、前記ロープ１７を緩みなく緊張状態に保持するようになっている。
【００１３】
このような構成により、前記メインアーム１３の一端部が前記柱１０にピン１９を介して支持され、また、前記サブアーム１４の一端部が前記ロープ１７によって固定され、さらに、前記メインアーム１３の他端部とサブアーム１４の他端部とがピン２０によって連結されていることから、これらのメインアーム１３およびサブアーム１４は、これらの挟み角度を維持した状態に保持されている。
【００１４】
ここで、構造体に振動が加わり、たとえば、前記柱１０が、図２に矢印（イ）で示す方向に傾動させられると、図２において柱１０の右側においては、前記柱１０と梁１１とが、その挟角が狭まるように相対移動させられ、柱１０の左側においては、その挟角が広がるように相対移動させられる。
【００１５】
ここで、前記メインアーム１３とサブアーム１４とが、前述したように、これらの挟み角度が一定となるように維持されていることから、これの連結部に一端が固定されている前記緩衝部材１５に、柱１０の右側においては、付勢部材３０の作用により、図２に矢印（ロ）で示すように引張り方向の外力が加わり、柱１０の左側においては、図２に矢印（ハ）で示すように、圧縮方向の外力が加わる。
これはロープ１７が、張弦形式のトグルを構成しており、柱１０の右側においてはピン１９の矢印（イ）方向の移動量より、サブアーム１４の支持点２５の移動量が大きくなるためであり、柱１０の左側においては、ピン１９の矢印（イ）方向の移動量よりもサブアーム１４の支持点２５の移動量が大きくなるためである。
こうした作用により、前記サブアーム１４メインアーム１３との連結部（ピン２０）の移動距離は、これらのサブアーム１４メインアーム１３とによって狭角度で構成されるトグル機構によって、前記梁１１の矢印（イ）の水平方向の移動量よりも増幅され、この増幅された移動量の分が、前記緩衝部材１５の作動量となる。
【００１６】
このように、各緩衝部材１５に前述したような外力が加わると、これらの緩衝部材１５が伸縮動作させられて緩衝機能が生じ、この緩衝機能によって、前記柱１０や梁１１で構成される構造物の振動エネルギが吸収される。
しかも、前述した柱１０の移動量に対して、前記緩衝部材１５の作動量が増幅されていることにより、そのエネルギ吸収作用が増幅される。
この結果、構造体の振動が抑制される。
【００１７】
そして、前記制振装置１２を構成するメインアーム１３やサブアーム１４、および、緩衝部材１５が、前記柱１０の上部で、前記梁１１との間に形成される角部に納められ、かつ、前記サブアーム１４の一端部を支持するロープ１７が、前記柱１０に沿って配置されることから、前記柱１０と梁１１との間に形成される空間部Ａが大きく開放される。
したがって、前記柱１０がフロアの途中に配置されている場合にあっても、そのまわりの空間を大きく開放することができ、フロアの有効利用を図ることができる。
また、ロープ１７は張力を与える構成になっているので、柱１０には、それに伴う圧縮力が付加される。これは、構造物の重量が増加することと同様の効果があり、伝統的木造建築物に本システムを適用した場合、傾斜復元力も増大させることとなるとともに、振動エネルギ吸収効果も与えることが可能となる。
さらに、前記柱１０の移動量を増幅して前記緩衝部材１５に作用させるものであるから、前記メインアーム１３やサブアーム１４、あるいは、前記緩衝部材１５の取り付け部分にがたがあったとしても、このがた分が吸収されて、前記緩衝部材１５の作動が確実に行われる。
【００１８】
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。
【００１９】
たとえば、図３に示すように、前記制振装置１２を構成するメインアーム１３、サブアーム１４、および、緩衝部材１５を、前記柱１０の下端部と、下部構造体である基礎（あるいは床や下階の梁）１６との間に設置することも可能である。
そして、前記実施形態も同様であるが、この制振装置１２にあっては、前記柱１０まわりの空間部を大きく確保することができるので、図３に示すように、壁部分に設置した場合にあっても、前記柱１０間に大きな空間部を確保することができ、この結果、窓２６の設置が可能となり、あるいは、大きな窓の設置が可能となる。
【００２０】
さらに、図４に示すように、前記制振装置１２を構成するメインアーム１３、サブアーム１４、および、緩衝部材１５を、前記柱１０の下端部と、下部構造体である基礎（あるいは床）１６との間、および、前記柱１０の上端部と、上部構造体である梁（あるいは天井）１１とのそれぞれに設置することも可能である。
【００２１】
また、図５に示すように、前記サブアーム１４の一端部を、前記メインアーム１３の上方に位置させることも可能である。
このような構成とする場合には、前記ロープ１７を緊張させさせるために、前記付勢部材３０を引っ張りスプリングとする必要がある。
すなわち、前記付勢部材３０の種類や設置位置等は、前記メインアーム１３やサブアーム１４、緩衝部材１５、および、ロープ１７の設置状態に応じて変更可能であり、要は、前記ロープ１７に張力を発生させるように設置すればよい。
【００２２】
さらに、図６に示すように、前記緩衝部材１５を、前記メインアーム１３とサブアーム１４との連結部と、前記下部構造体としての基礎１６との間に設けることも可能であり、この緩衝部材１５内に前記付勢部材３０を内装することも可能である。
【００２３】
図８および図１０に示すように、前記付勢部材３０に加えて、前記サブアーム１４の支持点２５に、前記ロープ１７に張力を発生させる第２の付勢部材３１を設けることも可能であり、また、図９および図１１に示すように、第２の付勢部材３１を設けて、前記付勢部材３０を省略することも可能である。
このように、前記サブアーム１４の支持点２５に前記第２の付勢部材３１を設けることにより、サブアーム１４の不用意な動きを拘束して、装置のぐらつき等を抑制することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる構造物の制振装置によれば、制振装置の主要構成部材を、柱と、この柱の各端部が取り付けられる支持構造体とで形成される角部に収納することができ、あるいは、柱や支持構造体に沿って配置することができ、これによって、柱まわりに大きな空間部を確保することができる。
したがって、前記柱がフロアの途中に配置されている場合にあっても、そのまわりの空間を大きく開放することができ、フロアの有効利用を図ることができる。
しかも、構造体へ振動が発生した場合において、制振装置の緩衝部材を確実に作動させて、前記振動に伴うエネルギを確実に吸収し、構造体に対する制振機能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態の作用説明するための要部の概略正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図７】一従来例を示す要部の正面図である。
【図８】図１の変形例を示す概略正面図である。
【図９】図１のさらに他の変形例を示す概略正面図である。
【図１０】図５の変形例を示す概略正面図である。
【図１１】図５のさらに他の変形例を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１  柱
２  梁
３  緩衝部材
１０  柱
１１  上部構造体（梁）
１２  制振装置
１３  メインアーム
１４  サブアーム
１５  緩衝部材
１６  下部構造体（下階の梁若しくは基礎）
１７  ロープ
１８  ブラケット
１９  ピン
２０  ピン
２１  ブラケット
２２  ピン
２３  固定部材
２４  アンカーボルト
２５  サブアームの支持点
２６  窓
３０  付勢部材
３１  第２の付勢部材
Ａ  空間部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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