(57)【要約】【課題】  梃子を利用して構造物に入力する振動エネルギを吸収、あるいは低減させる装置を架構等の内部に設置する場合において、架構等の変形に伴って梃子に強制的な引張力を作用させることと、力点となる軸にせん断力を作用させることを回避する。【解決手段】  構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材４，４と、架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材４に一体化する支持部材６と、長さ方向の一端において他方の梁部材４に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において支持部材６に回転自在に連結される梃子５と、この梃子５の他端に接続されるエネルギ吸収装置７から振動低減ユニット１を構成し、梃子５の、梁部材４との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間を梃子５の軸方向に相対移動自在にする。または梃子５を支持部材６に対して梃子５の長さ方向に移動自在にする。【選択図】      図１
2007063814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材と、前記架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、長さ方向の一端において他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において前記支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、前記梃子の、前記梁部材との連結部分と前記支持部材との連結部分との間の区間は前記梃子の軸方向に相対移動自在であることを特徴とする構造物の振動低減ユニット。
【請求項２】
前記梃子の、前記梁部材との連結部分と前記支持部材との連結部分との間の区間は梃子本体に連続する本体部と、この本体部に対して軸方向に相対移動可能な伸縮部からなることを特徴とする請求項１に記載の構造物の振動低減ユニット。
【請求項３】
前記支持部材が一体化する前記一方の梁部材と、前記他方の梁部材との間に縦部材が架設されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の構造物の振動低減ユニット。
【請求項４】
構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材と、前記架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、長さ方向の一端において他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において前記支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、前記梃子が前記支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在であることを特徴とする構造物の振動低減ユニット。
【請求項５】
前記梃子を前記支持部材に連結する軸が挿通する、前記梃子と前記支持部材の少なくともいずれか一方の挿通孔は前記梃子の長さ方向に長い形状をしていることを特徴とする請求項４に記載の構造物の振動低減ユニット。
【請求項６】
前記支持部材が一体化する前記一方の梁部材と、前記他方の梁部材との間に縦部材が架設されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の構造物の振動低減ユニット。
【請求項７】
前記支持部材の架構への固定位置と前記梁部材の内の少なくともいずれか一方の、前記梃子の外側に、前記梁部材と平行な状態を維持しながら、前記梁部材との間の距離が調整自在な可動枠を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の構造物の振動低減ユニット。
【請求項８】
前記可動枠の梁部材側に、梁部材を貫通する脚部が一体化し、脚部はその長さ方向の任意の位置で梁部材に固定自在であることを特徴とする請求項７に記載の構造物の振動低減ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の例えば柱・梁からなる架構内に組み込まれて使用される、梃子を利用した構造物の振動低減ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
梃子を利用して構造物に入力する振動エネルギを吸収、あるいは低減させる装置は構造物内の例えば柱・梁からなる架構内に組み込まれ、上下の梁間、または柱と梁間に生ずる相対変位や相対速度等を梃子によって拡大し、その拡大した変位量や速度等をダンパーに伝達することにより、振動エネルギを効果的に吸収する特徴を有する（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この方法によれば、梃子を一端において架構に連結すると共に、中間部において剛な部材に連結し、他端においてダンパーに接続することにより、梃子の、剛な部材との連結部分を支点、架構との連結部分を力点、ダンパーとの接続部分を作用点とし、支点と力点間の距離より支点と作用点間の距離を大きくすることで、支点の変位量や速度等を拡大して作用点からダンパーに力を伝達することになる。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１０１２６９号公報（請求項１、公報第１頁右欄第１７行〜第上右欄第１１行、第１図〜第６図）
【特許文献２】特開平１０−１８６３８号公報（請求項１、段落０００８、００１２〜００１８、図１）
【特許文献３】特開２００４−１４４３７０号公報（請求項１、段落００１０〜００１３、図１、図２）
【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、梃子を用いて架構に生ずる相対変位等を拡大する方法では、力点において架構が変位しようとする軌跡と梃子が変位しようとする軌跡が一致しないため、梃子とその支点である軸に過大な力を作用させる可能性がある。
【０００６】
例えば特許文献１で言えば、第２図における力点である上階の床上の点Ｂは上階の床の、下階の床に対する相対移動により、点Ｂの鉛直下方の下階の床上の点を中心として回転しようとするのに対し、梃子の上端の点Ｂは梃子の支点Ｃを中心として回転しようとし、その軌跡となる円弧の半径は床上の点Ｂの軌跡となる円弧の半径より小さく、床上の点Ｂの移動距離より短い。
【０００７】
従って上記相対移動の発生時に、梃子の支点Ｃから力点Ｂまでの区間が実際の長さより伸びようとするため、強制的な引張力を受け、それに伴って力点Ｂ、または支点Ｃの軸がせん断力を受ける結果、梃子が破断し、力点Ｂや支点Ｃの軸が破壊する危険性があり、結局、梃子による変位量等の拡大効果を得ることができなくなる可能性がある。破断を避ける目的で梃子の強度を上げるとしても、上記のように力点Ｓの回転半径が相違するために梃子のスムーズな変形が阻害されるため、十分な振動低減効果は期待できない。
【０００８】
本発明は上記背景より、梃子を利用した振動低減装置において、梃子に強制的な引張力を作用させず、梃子の力点や支点となる軸にせん断力を作用させない構造の振動低減ユニットを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では請求項１に記載のように梃子の支点から力点までの区間を相対移動自在にすることにより、または請求項４に記載のように梃子を支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在にすることにより、梃子に引張力をさせることと、梃子の力点や支点の軸にせん断力をさせることを回避する。
【００１０】
請求項１に記載の発明の振動低減ユニットは、構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材と、前記架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、長さ方向の一端において他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において前記支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、前記梃子の、前記梁部材との連結部分と前記支持部材との連結部分との間の区間は前記梃子の軸方向に相対移動自在であることを構成要件とする。
【００１１】
振動低減ユニット（以下、本項目ではユニットと言う）は対向する梁部材において、架構を構成する梁やスラブ等に固定されることにより架構内に組み込まれる。ユニットの設置面と形状はそれが組み込まれる構造物内の部位に応じて決められるため、ユニットは鉛直面、または水平面をなして配置される場合の他、鉛直面や水平面に対して傾斜して配置される場合がある。構造物内の上下の梁間やスラブ間に設置される場合には鉛直面をなした状態で設置され、床や屋根（スラブ）の面内に組み込まれる形で設置される場合には水平面をなした状態で設置される。鉛直面をなす場合、梃子は梁部材と支持部材に水平軸回りに回転自在に連結され、水平面をなす場合には鉛直軸回りに回転自在に連結される。
【００１２】
ユニットが鉛直面をなして設置される場合、図１に示すように梃子は両端のいずれか一方の端部である力点Ｓにおいて上側、もしくは下側の梁部材に水平軸回りに回転自在に連結され、中間部である支点Ｑにおいて支持部材に水平軸回りに回転自在に連結される。梃子の他方の端部である作用点Ｏは下側、もしくは上側の梁部材には連結されず、エネルギ吸収装置に接続される。図１〜図６等ではユニット１が上下に対向する梁部材４，４と、両梁部材４，４の端部間に架設される縦部材３，３から構成されるフレーム２を基本の骨格にした場合を示しているが、縦部材３，３は必ずしも必須ではなく（請求項１）、また梁部材３に直交する必要もない。梁部材４，４間に縦部材３，３を架設した例は請求項３、または請求項６に記載の発明に該当する。
【００１３】
ここで、図２に示すようにユニット１、あるいはフレーム２が面内で変形するとき、図１に示すように梃子５上の点Ｓは支点Ｑを中心として回転しようとするため、点Ｒへ移動しようとするのに対し、上側の梁部材４上の点Ｓはその梁部材４が梃子５によって下側の梁部材４と連結されている関係で、点Ｏを中心として回転しようとするため、点Ｐへ移動しようとする。この結果、梃子５を梁部材４に連結している水平軸である点Ｓは点Ｒと点Ｐの中間の点Ｒ’に移動しようとする。
【００１４】
このとき、力点Ｓに相当する水平軸の全長の内、梁部材内の部分と梃子内の部分の境界面には水平軸を破断させようとするせん断力が作用する。同時に支点Ｑに相当する水平軸にもせん断力が作用する。また梃子上の支点Ｑから力点Ｓまでの区間は点Ｑから点Ｒに移行すべきところ、点Ｑから点Ｒ’に移行し、強制的に伸長させられるため、破断する可能性がある。仮に梃子の強度を上げて破断を避けることができるとしても、上記した力点Ｓの回転半径の相違に起因する梃子のスムーズな変形が阻害されることに変わりないため、十分な振動低減効果が期待できない。
【００１５】
そこで、請求項１に記載のように梃子５の、梁部材４との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間を梃子５の軸方向に相対移動自在にすることで、ユニット１の変形に伴い、梃子５の、梁部材４との連結部分（力点Ｓ）と支持部材６との連結部分（支点Ｑ）との間の区間が伸長できるため、梃子５上の支点Ｑから力点Ｓまでの区間が抵抗なく点Ｑから点Ｒ’に移行できることになる。この結果、梁部材４との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間が強制的な引張力を受けることがなくなり、梃子５が破断する、あるいは梃子５のスムーズな変形が阻害される可能性がなくなるか、低減される。
【００１６】
また梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間が相対移動自在であることで、梃子が梁部材との連結部分を含む部分と、支持部材との連結部分を含む部分とに軸方向に区分され、両部分が伸縮自在となるため、梃子上の力点Ｓを梁部材に連結する軸を、その梁部材との連結部分を含む部分を貫通させ、支持部材との連結部分を含む部分を貫通させずに梁部材に挿通させることができる。この結果、力点Ｓの軸を支持部材との連結部分を含む部分に対して自由に移動自在な状態で梁部材に連結することができるため、ユニットの変形に伴って力点Ｓが点Ｒ’に移行するときに、力点Ｓの軸と支点Ｑの軸にせん断力を作用させることがなくなり、両軸を破断させる事態を回避することも可能になる。
【００１７】
ユニットが構造物の架構を構成する上下の梁間に架設された状態において、ユニットの面内で上下の梁間に相対移動が生じたとき、前記したユニット１を構成するフレーム２は図２に実線で示すように変形し、梃子５は支持部材６の支点Ｑの回りに回転する。このとき、梃子５の作用点Ｏに接続されているエネルギ吸収装置７が梃子５から変形、または速度や加速度を受け、振動エネルギを熱エネルギ等に変換することにより振動エネルギを吸収する。梃子５の作用点Ｏは支点Ｑに関して力点Ｓとは反対の向きに移動し、フレーム２の相対変位量を、（支点Ｑと作用点Ｏ間の距離）／（支点Ｑと力点Ｓ間の距離）倍に増幅させるため、その増幅した距離や速度、または加速度に応じた振動エネルギを吸収することになる。
【００１８】
エネルギ吸収装置にはユニットが製品として製作され、メインテナンスを不要にする上では高減衰ゴム等のような弾性体や粘弾性体の使用が適するが、必ずしもこれらに限定されることはなく、オイルダンパー等の粘性ダンパー、摩擦ダンパーの他、鋼材等の弾塑性体等も使用される。
【００１９】
梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間が相対移動自在であることは、具体的には請求項２に記載のように梃子本体に連続する本体部と、この本体部に対して軸方向に相対移動可能な伸縮部からなることにより可能となる。梃子本体とは梃子の、支持部材との連結部分からエネルギ吸収装置との接続部分までの部分を言う。
【００２０】
本体部と伸縮部間には両者がユニット、またはフレームの変形時に相対変位できるよう、弾性変形可能なゴムその他の弾性体や粘弾性体等、あるいはＰＴＦＥ等のような低摩擦材等、本体部と伸縮部の相対移動を許容する絶縁材が介在させられる。
【００２１】
絶縁材はユニットやフレーム（以下、ユニット等と言う）の変形時に梃子が１本の棒として支持部材への支点回りに回転するように、本体部と伸縮部が伸縮しながら一体的に挙動できる状態を維持できればよく、ユニット等の変形時に本体部と伸縮部が分離、あるいは屈曲しない程度に本体部と伸縮部の一体性を保てればよい。絶縁材として特に弾性体等の復元力を有する材料を用いれば、ユニット等の変形後に梃子を原位置に復帰させ、ユニット等を原形に復元させる機能をユニットに付加することができる。
【００２２】
請求項２では梃子の相対移動自在な区間が互いに分離した本体部と伸縮部からなることで、梃子上の力点Ｓを梁部材に連結する軸を、本体部を貫通させず、伸縮部のみを貫通させて梁部材に挿通させることができる。結果として力点Ｓの軸を梃子本体に対して自由に移動自在な状態で梁部材に連結することができ、ユニットやフレームの変形に伴って力点Ｓが点Ｒ’に移行するときに力点Ｓの軸と支点Ｑの軸にせん断力を作用させないため、両軸を破断させる事態が回避される。
【００２３】
請求項４に記載の発明の振動低減ユニットは、構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材と、前記架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、長さ方向の一端において他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において前記支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、前記梃子が前記支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在であることを構成要件とする。
【００２４】
梃子が支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在であることは、例えば請求項５に記載のように梃子を支持部材に連結する軸が挿通する、梃子と支持部材の少なくともいずれか一方の挿通孔を梃子の長さ方向に長い形状にすることにより可能になる。この場合、梃子を支持部材に連結する軸（支点Ｑ）はユニット等の変形に伴い、梃子、または支持部材に対して移動自在となり、その結果、梃子が支点Ｑの回りに回転しながら、支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在となる。
【００２５】
ユニット等の変形に伴い、梃子が支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在であることで、梃子自身が伸縮自在であるか否かに関係なく、図７、図８に示すように梃子５上の力点Ｓが抵抗なく点Ｒ’に移行できるため、梁部材との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間（Ｑ−Ｓ）が強制的な引張力を受けることがなくなり、梃子５が破断する、あるいは梃子５のスムーズな変形が阻害される可能性がなくなるか、低減される。梃子５上の力点Ｓが抵抗なく点Ｒ’に移行できることで、支点Ｑと力点Ｓに無理な力を加えることがなく、それぞれの軸にせん断力を作用させることがなくなるため、支点Ｑと力点Ｓの軸を破断させる事態を回避することも可能になる。
【００２６】
請求項１の要件と請求項４の要件はそれぞれ独立しているが、請求項１乃至請求項３のいずれかの要件と請求項４乃至請求項６のいずれかの要件が組み合わせられて構造物の振動低減ユニットが構成されることもある。
【００２７】
すなわち、構造物の振動低減ユニットは、構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材と、前記架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、長さ方向の一端において他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において前記支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、梃子の、梁部材との連結部分と前記支持部材との連結部分との間の区間が前記梃子の軸方向に相対移動自在であり、且つ梃子が支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在であること、を構成要件とすることもある。
【００２８】
ここで、梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間が梃子本体に連続する本体部と、本体部に対して軸方向に相対移動可能な伸縮部からなる場合と、梃子を支持部材に連結する軸が挿通する、梃子と支持部材の少なくともいずれか一方の挿通孔が梃子の長さ方向に長い形状をしている場合がある。また支持部材が一体化する一方の梁部材と、他方の梁部材との間に縦部材が架設されていることの構成要件を備えることもある。
【００２９】
請求項７に記載の発明は請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明において、支持部材の架構への固定位置と梁部材の内の少なくともいずれか一方の、梃子の外側に、梁部材と平行な状態を維持しながら、梁部材との間の距離が調整自在な可動枠を備えていることを構成要件とする。
【００３０】
梃子を用いたユニットを構造物の内部に、例えば鉛直面をなして設置するに当たり、構造物が新設であるか既設であるかに関係なく、ユニットの高さは上下の梁間、具体的には下階の床面から上階の梁の下端までの距離等によって決められることになる。ユニットは例えば上側の梁部材が上階の梁の下端に密着し、下側の梁部材が下階の梁、または床の天端に密着した状態で架構内に組み込まれることから、対象とする構造物毎にユニットの高さを変える必要があるため、ユニットを一定の高さ寸法を持った単位として製品化することができず、構造物毎に高さの異なるユニットを製作しなければならない。
【００３１】
これに対し、請求項７では支持部材の架構への固定位置と梁部材の内の少なくともいずれか一方の、梃子の外側に、梁部材と平行な状態を維持しながら、梁部材との間の距離が調整自在な可動枠を有することで、一定の寸法を持ったユニットとして製品化しながらも、上下の梁間距離等の相違に対応することが可能になる。可動枠は梃子の外側に配置されることで、架構を構成する躯体に密着する梁部材として機能するため、ユニットの全長を可変にする働きをし、上下の梁間距離等の相違に関係なく、常にユニットを上下の梁等に接触させることを可能にし、上下の梁間等においてユニットを安定化させる。
【００３２】
可動枠は具体的には請求項８に記載のように可動枠の梁部材側に、梁部材を貫通する脚部が一体化し、脚部がその長さ方向の任意の位置で梁部材に固定自在とされることにより、上下の梁間距離の相違に対応しながら、ユニットを上下の梁間等に密着させた状態で構造物内に組み込むことを可能にする。可動枠は例えば脚部がユニットの外周側から梁部材を貫通し、ユニットの内周側で梁部材に固定されることにより、本来のユニットの長さに脚部の長さを加えた大きさの範囲でユニットの長さを可変にする。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１では距離を隔てて対向する梁部材と、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間を軸方向に相対移動自在にすることで、フレームが面内変形するときに、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間が強制的な引張力を受けないようにするため、梃子を破断させる、あるいは梃子のスムーズな変形が阻害される事態を解消することができる。
【００３４】
また梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間を相対移動自在にすることで、梃子上の力点を梁部材に連結する軸を、梁部材との連結部分を含む部分を貫通させ、支持部材との連結部分を含む部分を貫通させずに梁部材に挿通させることができるため、力点の軸を支持部材との連結部分を含む部分に対して自由に移動自在な状態で梁部材に連結することができ、フレームの変形に伴って力点の軸と支点の軸にせん断力を作用させることがなく、両軸を破断させる事態を回避することができる。
【００３５】
請求項４では距離を隔てて対向する梁部材と、いずれか一方の梁部材に一体化する支持部材と、他方の梁部材に回転自在に連結されると共に、支持部材に回転自在に連結される梃子と、この梃子の他端に接続されるエネルギ吸収装置とを備え、梃子を支持部材に対して梃子の長さ方向に移動自在にすることで、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間が強制的な引張力を受けないようにするため、梃子が破断する、あるいは梃子のスムーズな変形が阻害される事態と、力点と支点の軸を破断させる事態を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３７】
請求項１に記載の発明は図１に示すように構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材４、４と、架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材４に一体化する支持部材６と、長さ方向の一端において他方の梁部材４に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において支持部材６に回転自在に連結される梃子５と、この梃子５の他端に接続されるエネルギ吸収装置７とを備える振動低減ユニット（以下、ユニットと言う）１である。
【００３８】
図１では上下に対向する梁部材４，４と、両梁部材４，４の端部間に縦部材３，３を架設してフレーム２を構成した場合を示しているが、縦部材３，３は必須ではなく、図１２〜図１４に示すように省略されることもある。ユニット１を構成するフレーム２と梃子５、及び支持部材６の素材は問われず、木材、合成樹脂、アルミニウムや鋼等の金属等から製作される。
【００３９】
図１に示すように梃子５は各梁部材４の長さ方向の中間部間に架設され、両端のいずれか一方の端部である点Ｓ（力点）において後述の軸６１により梁部材４に回転自在に連結され、中間部である点Ｑ（支点）において後述の軸６２により支持部材６に回転自在に連結される。梃子５の他方の端部である点Ｏ（作用点）は梁部材４には連結されず、梁部材４に対して自由に移動できる状態に置かれる。中間部である点Ｑは点Ｓの変位量を拡大して点Ｏに変位を生じさせる上では、点Ｏより点Ｓ寄りに配置されるが、必ずしもその必要はない。
【００４０】
支持部材６は少なくともフレーム２の面内方向にはフレーム２の剛性より大きい剛性を有し、フレーム２が変形を生じたときにも変形を生ずることなく、原形を維持する。支持部材６はフレーム２の変形に関係なく原形を維持することで、梃子５との連結部の位置を絶対的に保持しようとする。図面では支持部材６をフレーム２の変形に関係なく剛体として機能させるために、曲げモーメントに対する抵抗力の高い台形状にし、エネルギ吸収装置７を設置した側の梁部材４に一体的に接合している。支持部材６には剛性を高めるために図５に示すように必要によりリブ６３が付けられる。
【００４１】
図面ではまた、ユニット１を鉛直面内に配置することを想定し、梃子５を梁部材３と支持部材６に水平軸回りに回転自在に連結しているが、ユニット１を水平面内に配置する場合には梃子５を鉛直軸回りに回転自在に連結することになる。
【００４２】
支持部材６は図４のＡ−Ａ線断面図である図５、及びＢ−Ｂ線断面図である図６に示すようにフレーム２の面内に、あるいはフレーム２の面に平行に配置され、梃子５はフレーム２の面外に、梁部材４に重なるような形で配置される。梃子５の一端は梃子５と梁部材４を貫通し、図１における力点Ｓとなる軸６１によって梁部材４に回転自在に連結され、梃子５の中間部は梃子５と支持部材６を貫通し、図１における支点Ｑとなる軸６２によって支持部材６に回転自在に連結される。作用点Ｏとなる梃子５の他端はフレーム２と支持部材６には連結されず、フレーム２に固定されたエネルギ吸収装置７に接続される。
【００４３】
図１に示すようにフレーム２の面内でフレーム２が変形を生じたとき、梃子５の支持部材６との連結部分である支点Ｑの位置は変位することなく、フレーム２の変形に伴い、梃子５の一端である力点Ｓが回転移動し、梃子５の他端である作用点Ｏも回転移動する。梃子５の一端は支点Ｑから力点Ｓまでの距離を半径とする円弧上を移動しようとし、梃子５の他端は支点Ｑから作用点Ｏまでの距離を半径とする円弧上を移動しようとし、フレーム２の変位を（支点Ｑから作用点Ｏまでの距離）／（支点Ｑから力点Ｓまでの距離）倍に拡大した変位量、または速度、あるいは加速度をエネルギ吸収装置７に伝達する。
【００４４】
図１、図４では後述のように梃子５の、梁部材４との連結部分（力点Ｓ）と支持部材６との連結部分（支点Ｑ）との間の区間は梃子５の軸方向に相対移動自在となっているため、梃子５上の点Ｓは支点Ｑから力点Ｓまでの距離を半径とする円弧上を移動しようとするときに、梁部材４の軸方向に沿った直線に近い軌道上を移動して点Ｒ’に移行することになる。
【００４５】
エネルギ吸収装置７には高減衰ゴム等のような弾性体や粘弾性体、粘性ダンパー、摩擦ダンパーの他、鋼材等が使用され、エネルギ吸収装置７は前記の拡大された変位量等に応じたエネルギ吸収能力を発揮する。エネルギ吸収装置７は例えば梁部材４、または梁部材４と縦部材３に固定された容器８内に収容され、梃子５がいずれの向きに移動しても機能するよう、梃子５の移動方向の両側に配置される。
【００４６】
フレーム２の隅角部である縦部材３と梁部材４の接合部はピン接合の場合と剛接合の場合があり、ユニット１が組み込まれた梁間等の構造体内において、構造体の変形に伴って面内方向に変形する。図２の実線は接合部がピン接合の場合の変形性状を示すが、剛接合の場合には隅角部が直交状態を維持したまま変形する。
【００４７】
ユニット１は柱・梁の架構内に設置される場合には、フレーム２の上側の梁部材４が上階の梁（躯体）の下端や側面に密着し、下側の梁部材４が下階の梁や床（躯体）の天端や側面に密着した状態で架構内に組み込まれ、その状態で梁部材４、または梁部材４と縦部材３において躯体に固定される。ユニット１は縦部材３が柱に密着した状態で設置されることもある。フレーム２の躯体への固定方法と固定の程度は問われず、架構内への設置により躯体に密着した状態を維持し、架構の変形に伴って変形することができれば、必ずしもユニット１を架構に固定する必要はないが、固定を確実にする場合にはモルタルや接着剤、あるいはアンカーボルト等が用いられる。
【００４８】
梃子５の、梁部材４との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間、すなわち図１における支点Ｑから力点Ｓまでの区間はフレーム２の変形に伴う強制変形を受けないよう、図３に示すように梃子５本体に連続する本体部５１と、この本体部５１に対して軸方向に相対移動可能な伸縮部５２からなり、梃子５の、梁部材４との連結部分と支持部材６との連結部分との間の区間は梃子５の軸方向に相対移動自在となっている。支点Ｑから力点Ｓまでの区間は少なくとも２以上の区間に区分されていればよく、３以上の区間に区分されることもある。本体部５１と伸縮部５２との間には両者の相対移動を許容する絶縁材５３が介在させられる。絶縁材５３は本体部５１と伸縮部５２の双方に接着されるか、または接触する。
【００４９】
図３では本体部５１と伸縮部５２が共に筒状で、伸縮部５２が本体部５１を包囲している場合を示しているが、本体部５１が伸縮部５２を包囲する場合もある。また本体部５１と伸縮部５２は必ずしも筒状である必要はなく、フレーム２の変形時に本体部５１と伸縮部５２が伸縮しながら、本体部５１と伸縮部５２が分離、あるいは屈曲しないように一体性を保ちつつ相対移動できればよいため、本体部５１と伸縮部５２として中実断面の部材を用い、両者を重ね、その間に絶縁材５３を挟むこともある。
【００５０】
絶縁材５３には弾性変形可能なゴムその他の弾性体や粘弾性体等の他、ＰＴＦＥ等のような低摩擦材が使用されるが、例えば高減衰ゴムを使用すれば本体部５１と伸縮部５２の相対移動時に両者間において振動エネルギを吸収しながら、本体部５１と伸縮部５２を原位置に復帰させる、あるいはフレーム２を原形に復元させることが可能である。
【００５１】
請求項４に記載の発明は請求項１に記載の発明と同様、構造物の架構内に組み込まれ、距離を隔てて対向する梁部材４、４と、架構より大きい剛性を有し、いずれか一方の梁部材４に一体化する支持部材６と、長さ方向の一端において他方の梁部材４に回転自在に連結されると共に、長さ方向の中間部において支持部材６に回転自在に連結される梃子５と、この梃子５の他端に接続されるエネルギ吸収装置７とを備え、図７〜図９に示すように梃子５が支持部材６に対して梃子５の長さ方向に移動自在となったユニット１である。
【００５２】
梃子５が支持部材６に対して梃子５の長さ方向に移動自在となることは、図７、図８に示すように梃子５を支持部材６に連結する軸６２（支点Ｑ）が挿通する、梃子５と支持部材６の少なくともいずれか一方の挿通孔５４（６４）を梃子５の長さ方向に長い長孔状、あるいは楕円状（小判状）、またはトラック形の形状にすることにより可能となる。軸６２は梃子５に対して、または支持部材６に対して梃子５の長さ方向に相対移動できればよいため、挿通孔５４（６４）の形状は問われないが、地震等によるユニット１の変形時に、ユニット１の変形がこの挿通孔５４（６４）の位置で吸収されることなく、梃子５を通じてエネルギ吸収装置７に伝達されるよう、梃子５の長さ方向に直交する方向にはクリアランスのない形状がよい。
【００５３】
図７は軸６２を支持部材６に固定し、梃子５に長孔状（小判状）、またはトラック形の挿通孔５４を形成した場合において、梃子５が起立している状態から回転したときの様子を示す。この場合、軸６２は支持部材６に対する移動が拘束された状態で挿通孔５４内に挿通しており、鎖線で示す梃子５の起立状態では軸６２が挿通孔５４の上端寄りの位置にある。
【００５４】
フレーム２、またはユニット１の変形に伴う梃子５の回転時には、軸６２の支持部材６に対する位置は変わらず、梃子５が支持部材６に対して上向きに移動しながら回転する。梃子５の挿通孔５４が長孔状でなければ、軸６２（支点Ｑ）は固定状態となるため、力点Ｓは固定状態の支点Ｑの回りに回転するだけであるから、力点Ｓと支点Ｑを結ぶ線分を半径とする円を描くことになる。これに対し、図７の場合には挿通孔５４が長孔状であることで、力点Ｓの軸６１が挿通孔５４の長さ分、上昇できるため、力点Ｓは支点Ｑが固定状態にある場合に移動する点Ｒより遠い点Ｒ'に移動することになる。従って挿通孔５４の長さが大きい程、力点Ｓの軸６１と支点Ｑの軸６２が抵抗を受けることなく、力点Ｓが移動できることになる。
【００５５】
図８は軸６２を梃子５に固定し、支持部材６に長孔状の挿通孔６４を形成した場合の、梃子５が起立している状態から回転したときの様子を示す。この場合、軸６２は梃子５に対する移動が拘束された状態で挿通孔６４内に挿通しており、鎖線で示す梃子５の起立状態では軸６２が挿通孔６４の下端寄りの位置にある。
【００５６】
フレーム２、またはユニット１の変形に伴う梃子５の回転時には、軸６２の梃子５に対する位置は変わらないものの、軸６２が挿通孔６４に沿って上昇し、それに伴い、梃子５が支持部材６に対して上向きに移動しながら回転する。支持部材６の挿通孔６４が長孔状でなければ、力点Ｓは固定状態の支点Ｑの回りに回転するだけであるから、力点Ｓと支点Ｑを結ぶ線分を半径とする円を描くことになる。これに対し、図８の場合には図７と同様、挿通孔６４が長孔状であることで、支点Ｑの軸６２が挿通孔６４の長さ分、上昇できるため、力点Ｓは支点Ｑが固定状態にある場合に移動する点Ｒより遠い点Ｒ'に移動することになる。ここでも、挿通孔６４の長さが大きい程、力点Ｓの軸と支点Ｑの軸６２が抵抗を受けることなく、力点Ｓが移動できることになる。
【００５７】
図９は軸６２（支点Ｑ）を梃子５に固定し、支持部材６に長孔状の挿通孔６４を形成した場合の具体例を示す。ここでは図１０に示すように軸６２が挿通孔６４に沿って昇降する際に、挿通孔６４から抜け出さないよう、軸６２の両端に抜け止め６５を一体化させ、また軸６２が挿通孔６４に沿って滑らかに昇降するよう、挿通孔６４の内周面にＰＴＦＥ等の低摩擦材６６を貼付している。軸６２はその一端側の抜け止め６５において梃子５に接着等の手段により接合される。
【００５８】
図１、図４はまた、対向する梁部材４、４の少なくともいずれか一方の梁部材４の、フレーム２の外側に、梁部材４と平行な状態を維持しながら、梁部材４との間の距離が調整自在な可動枠９を備えたユニット１を示している。可動枠９はフレーム２の一部となることによりフレーム２の高さを可変にし、使用状態では躯体に密着することにより梁部材４の役目を果たす。可動枠９は両梁部材４、４の外側に配置される場合もある。また縦部材３を、架構を構成する柱に密着させるような場合には、両縦部材３、３の少なくともいずれか一方の縦部材３の、フレーム２の外側に可動枠９を付加することもある。
【００５９】
可動枠９を梁部材４の外側に配置する場合、可動枠９の梁部材４側には、梁部材４を貫通する脚部９１が一体化し、脚部９１はその長さ方向の任意の位置で梁部材４に固定される。梁部材４の、脚部９１が貫通する部分の回りには脚部９１を梁部材４に固定するための固定部材１０が設置される。固定部材１０は梁部材４の外周側に配置されてもよいが、可動枠９がフレーム２に対して最も収縮した状態、すなわち梁部材４に接触した状態でも脚部９１を固定できるようにするために、図面では梁部材４の内周側に配置している。可動枠９を縦部材３の外側に配置する場合には、可動枠９の縦部材３側に脚部９１が一体化し、縦部材３に固定部材１０が設置される。
【００６０】
図１１に図４のＣ部の拡大図を示す。固定部材１０の形態、並びに固定部材１０の梁部材４と脚部９１への接合方法は任意であるが、ここでは固定部材１０として２方向に取付片を有するＬ形の金物を各脚部９１の両側に配置し、各金物の一方の片を梁部材４の内周面に突き合わせ、その片を貫通するボルト１１により金物を梁部材４に接合すると共に、他方の片を脚部９１に突き合わせ、その片を貫通するボルト１１により脚部９１に接合している。
【００６１】
図１１の場合、脚部９１には梁部材４の外周面から任意の距離で梁部材４に接合されるよう、軸方向に間隔をおいてボルト１１が螺入するための複数のボルト孔が穿設される。金物と梁部材４との間、または金物と脚部９１との間には必要によりボルト１１の螺合長さを確保するためのスペーサ（フィラー）１２が介在させられる。図７では金物と梁部材４との間にスペーサ１２を配置している。
【００６２】
脚部９１はこの他、脚部９１自身を雄ねじにし、梁部材４に対して螺合させ、その梁部材４の内周側に突出した部分に螺合する、固定部材１０としてのナットを締め付けることによっても梁部材４に固定される。
【００６３】
図１２〜図１４は対向する梁部材４，４の端部間に縦部材３，３を架設せず、梁部材４，４と支持部材６、及び梃子５とエネルギ吸収装置７からユニット１を構成した場合の、ユニット１の架構への取付例を示す。架構は並列する柱２１，２１と、上下階の梁２２，２２から構成され、既設の場合と新設の場合がある。ここではユニット１を架構の構面外に配置し、梁部材４，４を梁２２の側面に密着させて接合しているが、前記の通り、架構の構面内にユニット１を配置し、梁部材４，４を上階の梁２２の下端と、下階の梁２２の上端に密着させて接合することもある。上下の梁部材４，４は例えば梁部材４を貫通し、梁２２に到達するボルトやＰＣ鋼材等、あるいはそれに加えてモルタルやコンクリート等により梁２２，２２に接合される。
【００６４】
図１２〜図１４では梃子５が本体部５１とそれに対して軸方向に相対移動自在な伸縮部５２からなる場合を示しているが、両者間に介在する絶縁材５３が本体部５１と伸縮部５２のいずれか一方にのみ接着され、他方に接触していれば、ユニット１の使用前の状態で伸縮部５２が本体部５１に対して自由に相対移動できるため、梁部材４を図１、図４に示す可動枠９として機能させることが可能である。すなわち、上下の梁２２，２２間距離の相違に対応させ、伸縮部５２の本体部５１に対する位置を調整した状態で、ユニット１を架構内に組み込むことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の振動低減ユニットにおける支点と力点の、フレームの変形に伴う移動の様子を示した立面図である。
【図２】図１に示す振動低減ユニットのフレームの変形状態の例を示した外形図である。
【図３】梃子の、梁部材との連結部分と支持部材との連結部分との間の区間の構成例を示した、軸に沿った断面図である。
【図４】図１に示す振動低減ユニットの構成例を示した立面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】梃子に、支点の軸が挿通する長孔状の挿通孔を形成した場合の梃子の回転時の様子を示した立面図である。
【図８】支持部材に、支点の軸が挿通する長孔状の挿通孔を形成した場合の梃子の回転時の様子を示した立面図である。
【図９】支持部材に長孔状の挿通孔を形成した場合の具体例を示した立面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】図４のＣ部の拡大図である。
【図１２】縦部材のない振動低減ユニットの柱・梁架構への取付例を示した立面図である。
【図１３】図１２のＥ−Ｅ線の断面図である。
【図１４】図１２のＦ−Ｆ線の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１………振動低減ユニット
２………フレーム
３………縦部材
４………梁部材
５………梃子
５１……本体部
５２……伸縮部
５３……絶縁材
５４……挿通孔
６………支持部材
６１……軸
６２……軸
６３……リブ
６４……挿通孔
６５……抜け止め
６６……低摩擦材
７………エネルギ吸収装置
８………容器
９………可動枠
９１……脚部
１０……固定部材
１１……ボルト
１２……スペーサ
２１……柱
２２……梁
【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】
2007063814.tif 000008
【図７】
2007063814.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007063814.tif 000011
【図１０】
2007063814.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007063814.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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