(57)【要約】【課題】  微小変形による微小振動を減衰させることが可能な、双晶型の制振合金を用いた制振装置を提供することを目的とする。【解決手段】  微小変形による振動を減衰させるための制振装置（１０、３０）であって、双晶型の制振合金（１）から構成され且つ折り曲げられた板状体と、板状体に設けられ、前記板状体を取付けるための取り付け部材とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
2007211844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも微小変形による振動を減衰させるための制振装置であって、
弾性範囲の振動を減衰させるための双晶型の制振合金から構成され且つ折り曲げられた板状体と、
前記板状体に設けられ、前記板状体を取付けるための取り付け部材と、
を有することを特徴とする制振装置。
【請求項２】
少なくとも微小変形による振動を減衰させるための制振装置であって、
枠部材と
弾性範囲の振動を減衰させるための双晶型の制振合金から構成された第１の板状体と、
塑性範囲の振動を減衰させるための鋼材から構成された第２の板状体とを有し、
前記第１の板状体は折り曲げられて前記枠部材に取付けられ、前記第２の板状体はほぼ平面のままで前記枠部材に取り付けられている、
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、制振合金を用いた制振装置に関し、特に双晶型の制振合金を用いた制振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材を利用した制振装置が知られている。しかしながら、このような制振装置は、鋼材の塑性変形時におけるエネルギーの吸収能力によって振動を減衰するように動作するので、鋼材が塑性変形するような中又は大変形が発生しないと性能を発揮することができない。即ち、鋼材を利用した制振装置では、微小変形による微小振動を減衰させることができないという不具合があった。
【０００３】
そこで、このような鋼材の欠点を解決するために、微小変形による微小振動を減衰させるための双晶型の制振合金が知られている（例えば、特許文献１）。双晶型の制振合金は、負荷を加えると容易に双晶が発生し且つ発生した双晶が移動可能であるので、双晶の発生と移動によって運動エネルギーを吸収することができ、微小変形による微小振動を減衰させることが可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２-１４６４９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、双晶型の制振合金を用いた建物の振動を抑制する制振装置の提案は少ない。そこで、本発明では、微小変形による微小振動を減衰させることが可能な、双晶型の制振合金を用いた制振装置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】
上記課題を解決するために、本発明に係る制振装置では、微小変形による振動を減衰させるために、弾性範囲の振動を減衰させるための双晶型の制振合金から構成され且つ折り曲げられた板状体と、板状体に設けられ且つ板状体を取付けるための取り付け部材とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る制振装置では、枠部材と、弾性範囲の振動を減衰させるための双晶型の制振合金から構成された第１の板状体と、塑性範囲の振動を減衰させるための鋼材から構成された第２の板状体とを有し、第１の板状態は折り曲げられて枠部材に取付けられ、第２の板状体はほぼ平面のままで枠部材に取り付けされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、双晶型の制振合金を利用して、微小変形による微小振動を減衰させることが可能となった。
【０００９】
さらに、本発明に係る制振合金と鋼材を用いた制振装置では、微小変形に対しては制振合金を機能し、中又は大変形に対しては鋼材が機能するので、幅広い範囲での変形による振動を減衰させることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る制振装置について図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１は、木造建築物に用いられる制振装置の例を示した図である。
【００１２】
図１（ａ）は制振装置１０の平面図を示している。図１（ａ）において、制振装置１０は、後述する制振合金から構成される折り曲げられた板状の形状を有し、本実施形態では、厚さ１ｍｍ、伸張させた場合の長さ６００ｍｍ、幅５０ｍｍに構成した。また、制振装置１０は、柱又は梁と接続するための取付け部材としてボルト穴１１〜１４を有している。しかしながら、ボルト穴ではなく、他の取付け機構を利用することもできる。また、制振合金と同じ合金で製造した取付け用ボルトを用いれば、柱や梁との間の取付け強度が増して、より振動を減衰させる効果が上がる。なお、制振装置１０の上記形状は一例であって、他の形状を取り得る。
【００１３】
図１（ｂ）は制振装置１０を木造建築物に取り付けた状態を示している。図１（ｂ）において、制振装置１０は、柱２０及び梁２１に、ボルトによりネジ止めされている。図１（ｂ）の矢印Ａ方向の微小振動に対して、制振装置１０が機能し、振動を減衰させる。
【００１４】
なお、本明細書中で用いる微小変形とは、振幅が３．０ｍｍ以下の振動を言うものとする。これは、建築物における枠間（３ｍ四方）変形の許容度１／１０００以下から導き出した数値である。しかしながら、微小変形の値は、設計者のコンセプトによる依存度が大きいため、他の数値範囲を取る場合も考えられる。
【００１５】
図２は、鉄骨造建築又はＲＣ造建築に用いられる制振装置の例を示した図である。
【００１６】
図２（ａ）は制振装置３０の側面図を示し、図２（ｂ）は制振装置３０の断面図を示している。図２に示す制振装置３０は、後述する制振合金から構成される折り曲げられた板状体３１及び３２、鋼材から構成されるフレーム３３、板状体３１をフレームに固定するための４本のボルト３４、板状体３２をフレームに固定するための４本のボルト３５、鋼材から構成される平板４０等を含む。制振装置３０は、縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、幅１００ｍｍで構成した。なお、制振装置３０に用いる板状体３１及び３２は、図１に示す制振装置１０と同じものである。なお、制振装置３０の上記形状やボルトの数等は一例であって、他の構成を取り得る。
【００１７】
図２に示す制振装置３０では、微小振動に対しては制振合金から構成される板状体３１及び３２が機能し、中及び大振動に対しては鋼材から構成される平板４０が機能するので、広い範囲における変位に対して対応することが可能となる。
【００１８】
なお、平板４０に用いる鋼材として低降伏点鋼があげられる。低降伏点鋼とは、添加元素を極力低減した純鉄に近いものであり、従来の軟鋼に比べて引張り強度が低く、粘性が極めて高い鋼材である。したがって、優れた伸び性能を有し、特に地震等の中及び大振動エネルギーを効率良く吸収する。本実施形態では、一例として、降伏点が１００Ｎ／ｍｍ２の低降伏点鋼を用いた。
【００１９】
図３は、制振装置３０の取り付け例を示す図である。
【００２０】
図３では、鉄筋コンクリートの間柱５１及び５２の間に制振装置３０を取り付けている。図中の矢印Ｂ及びＣ方向の振動に対して、制振装置３０が機能し、振動を減衰させることが可能である。
【００２１】
図４は、制振装置３０の他の取り付け例を示す図である。
【００２２】
図４では、鉄骨構造体に制振装置３０を取り付けている。制振装置３０を、鉄骨のフレーム６０〜６３内に張り出した、鉄骨により構成された２つのブレス６４及び６５の間に取り付けている。図中の矢印Ｄ及びＥ方向の振動に対して、制振装置３０が機能し、振動を減衰させることが可能である。
【００２３】
なお、図１（ｂ）、図３及び図４は、制振装置１０及び３０の取り付け方法の一例を示すものであり、用途に合わせた様々な方法を採用することが可能である。
【００２４】
次に、上述した制振装置１０及び３０に用いた制振合金について説明する。
【００２５】
本発明に用いた制振合金は、マンガンをベースにし、２０％の銅、５％のニッケル及び２％の鉄を含む合金で、微小の変動によって双晶が容易に発生し、しかも発生した双晶が容易に移動する性質をもった「双晶型」の合金である。
【００２６】
図５は、本発明に用いられる制振合金が微小変動による振動を吸収するメカニズムを説明するための図である。
【００２７】
制振合金とは、合金そのものが振動を吸収してしまう合金を言う。図５（ａ）は制振合金の無負荷状態を示し、図５（ｂ）は図中の矢印方向に微小変動が生じた場合に双晶が発生した状態を示している。図５（ｂ）の状態からさらに変動が大きくなると、双晶の幅が大きくなるか（図５（ｃ）参照）、又は別の箇所に双晶が発生する（図５（ｄ）参照）。このような双晶の発生と移動によって運動エネルギーが熱エネルギーに変化し、振動が吸収される。また、外部からの負荷変動が無くなると、双晶は消滅して、制振合金は無負荷の状態に戻る。
【００２８】
本発明で用いられる制振合金は、例えば、加工性（鋳造、鍛造、熱間／冷間圧延、溶接、転造、機械加工、プレス加工等に対応）が良く、制振性能が高く（対数減衰率０．２〜０．３）、低周波数から高周波数（０．０１〜１．００ＭＨｚ程度）までの振動を減衰可能であり、非磁性であり、引張強さ（５００ＭＰａ）が軟鋼程度あり、真空中及び極低温でも性能を発揮することが可能である。
【００２９】
図６は、本発明で用いられる制振合金における荷重（応力）と変位との関係を示すグラフである。
【００３０】
図６（ａ）は本発明に係る制振合金における荷重・変位曲線を示し、図６（ｂ）は従来の鋼材を用いた荷重・変位曲線を示している。なお、図６及び７において、従来の鋼材として、０．４５Ｃ鋼（対数減衰率約０．００５、引張強さ７００ＭＰａ）を用いた。
【００３１】
図６（ｂ）に示すように、従来の鋼材では、鋼材の弾性範囲における変位に対しては、鋼材が元の形状に戻るだけであり、何ら振動を減衰させる機能は有していない。しかしながら、鋼材の塑性範囲では、鋼材自体が変形することによって振動エネルギーを吸収する。
【００３２】
これに対して、図６（ａ）に示すように、本発明で用いられる制振合金では、制振合金の弾性範囲における変位に対しても、制振合金に双晶が発生及び移動することによって、その変位を吸収することが可能である。
【００３３】
図７は、エネルギー吸収量と変位との関係を示すグラフである。
【００３４】
図中７１は、本発明に用いた制振合金に対応する曲線であり、図中７２は、従来の鋼材に対応する曲線である。
【００３５】
図７に示すように、従来の鋼材では塑性変形を起こす塑性範囲でのみエネルギーを吸収（即ち、振動を吸収）する機能を発揮するが、本発明で用いた制振合金では、弾性範囲においてもエネルギーを吸収（即ち、振動を吸収）する機能を発揮することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る制振装置の例を示した図である。
【図２】本発明に係る制振装置の他の例を示した図である。
【図３】図２に示す制振装置を鉄筋コンクリート構造体に用いた例を示した図である。
【図４】図２に示す制振装置を鉄骨構造体に用いた例を示した図である。
【図５】本発明に用いられる制振合金が振動を吸収するメカニズムを説明するための図である。
【図６】制振装置における荷重（応力）と変位との関係を示すグラフである。
【図７】エネルギー吸収量と変位との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１    制振合金
１０    制振装置
１１〜１４    ボルト穴
３０    制振装置
３１、３２    板状体
３３    フレーム
３４、３５    ボルト
【図１】
2007211844.tif 000003
【図２】
2007211844.tif 000004
【図３】
2007211844.tif 000005
【図４】
2007211844.tif 000006
【図５】
2007211844.tif 000007
【図６】
2007211844.tif 000008
【図７】
2007211844.tif 000009