(57)【要約】【課題】建物の柱と横架材がつくる角部に取り付けて、効果的に地震の振動エネルギーを吸収して制振作用を発揮することができる制振用のエネルギー吸収装置を提供する。【解決手段】第１固定板６１の下部にはＬ形の取付部６１ａが固定され、取付部６１ａの先端の上端に１対の第２揺動リンク６４が軸６４ｂにより揺動可能に連結される。第２固定板６２の右端下部に２枚の板状の取付部６２ｂが固定され、２枚の取付部６２ｂの内側に第１揺動リンク６３の末端が軸６３ｂにより揺動可能に連結される。オイルダンパー６７のシリンダの末端は、軸６７ｂにより１対の第２揺動リンク６４の元部近傍に連結され、オイルダンパー６７のピストンロッドの先端は、第１リンク６５と軸６７ａ及び軸６４ａを介して第２揺動リンク６４の先端に連結される。【選択図】図５
2007138670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の柱と横架材が接する角部に取り付けられる制振用のエネルギー吸収装置であって、柱又は横架材に固定される第１固定板と、横架材又は柱に固定される第２固定板とを備え、
該第１固定板と第２固定板には各々その固定面に垂直に取付部が設けられ、該第２固定板の取付部には略クランク形の第１揺動リンクの末端が連結され、該第１固定板の取付部には略クランク形の第２揺動リンクの末端が連結され、該第１揺動リンクの末端寄りの中間部と該第２揺動リンクの末端寄りの中間部が軸により連結されて該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が揺動可能に支持され、該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が、リンクを介して、シリンダ内に流体を封入し該シリンダ内のピストンの移動により荷重を吸収する荷重吸収手段の一端に連結され、該荷重吸収手段の他端が該第２揺動リンクの末端寄りの中間部に軸により連結されたことを特徴とするエネルギー吸収装置。
【請求項２】
建物の柱と横架材が接する角部に取り付けられる制振用のエネルギー吸収装置であって、柱又は横架材に固定される第１固定板と、横架材又は柱に固定される第２固定板とを備え、
該第１固定板と第２固定板には各々その固定面に垂直に取付部が設けられ、該第２固定板の取付部には略クランク形の第１揺動リンクの末端が連結され、該第１固定板の取付部には略クランク形の第２揺動リンクの末端が連結され、該第１揺動リンクの末端寄りの中間部と該第２揺動リンクの末端寄りの中間部が軸により連結されて該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が揺動可能に支持され、該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が、リンクを介して、荷重吸収ユニットの一端に連結され、該荷重吸収ユニットの他端が該第１揺動リンクと該第２揺動リンクの末端寄りの中間部に軸により連結されたことを特徴とするエネルギー吸収装置。
【請求項３】
前記荷重ユニットは、第１ガススプリングと第２ガススプリングがピストンロッドを相互に逆方向に向けて平行に配置され、該第１ガススプリングと第２ガススプリングの上部に、クランク形の第１フレームが配設され、該第１ガススプリングと第２ガススプリングの下側にクランク形の第２フレームが配設され、該第１ガススプリングの一端が該第１フレームの一端に連結され、該第１ガススプリングの他端が該第２フレームの一端に連結され、該第２ガススプリングの一端が該第１フレームの他端に連結され、該第２ガススプリングの他端が該第２フレームの他端に連結されたことを特徴とする請求項２記載のエネルギー吸収装置。
【請求項４】
前記荷重吸収手段としてオイルダンパーが使用されることを特徴とする請求項１記載のエネルギー吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の制振装置として使用する制振用のエネルギー吸収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震に対する建物の耐震対策として、従来、各種の免震構造や制振構造が提案され、例えば下記特許文献１では、中低層建物において、コンクリート造りの基台部上にアイソレータとして、ころがり機構を配設し、そのころがり機構を介して、建物を支持する可動台を水平移動可能に基台部上に取り付け、地震の際に水平力が建物に印加されたとき、可動台を水平方向に移動させて、地震の震動による基台部の動きと可動台の動きを隔絶させる構造のものが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３１６１７８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１６１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、この種の免震構造は、可動台の揺れを吸収すると共にその揺動位置を復元するために、多くのポスト部材、ビーム部材、或はばね部材などの部材が必要となり、構造が複雑化し、コストが高くなるなどの点で、一般の住宅として使用される中低層建物には、適用されにくい、という課題があった。また、建物の制振構造として、従来、土台と柱間、柱と梁間などに、ゴム状弾性板を介装した柔構造を採用した制振装置が知られているが、このような制振構造では、効果的な制振作用を期待することが難しいという課題があった。
【０００４】
さらに、従来、上記特許文献２において、建物の縦材と横材の間に、斜材としてダンパーを取り付けた構造の制振構造が提案されている。このダンパーはシリンダ内にコイルばねと粘性液体を収容し、シリンダ内に嵌挿したピストン及びピストンロッドとシリンダ間に弾性を生じさせた状態で、シリンダとピストンロッド間を斜材として、又は他の斜材と共に、建物の柱である縦材と梁である横材間に、直接連結するものである。
【０００５】
しかしながら、このようなダンパーを柱と梁の間に斜材として直接連結する構造の制振装置では、地震による柱と梁の振動がそのままダンパーに伝達されるのみであるため、ダンパーが吸収する地震の振動エネルギーは非常に小さいものとなっている。このため、この種のダンパーを柱と梁の間に直接連結した制振装置では、地震による建物の揺れを減少させるという制振効果を、効果的に発揮できない、という課題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、建物の柱と横架材がつくる角部に取り付けて、効果的に地震の振動エネルギーを吸収して制振作用を発揮することができる制振用のエネルギー吸収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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１のエネルギー吸収装置は、建物の柱と横架材が接する角部に取り付けられる制振用のエネルギー吸収装置であって、柱又は横架材に固定される第１固定板と、横架材又は柱に固定される第２固定板とを備え、該第１固定板と第２固定板には各々その固定面に垂直に取付部が設けられ、該第２固定板の取付部には略クランク形の第１揺動リンクの末端が連結され、該第１固定板の取付部には略クランク形の第２揺動リンクの末端が連結され、該第１揺動リンクの末端寄りの中間部と該第２揺動リンクの末端寄りの中間部が軸により連結されて該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が揺動可能に支持され、該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が、リンクを介して、シリンダ内に流体を封入し該シリンダ内のピストンの移動により荷重を吸収する荷重吸収手段の一端に連結され、該荷重吸収手段の他端が該第２揺動リンクの末端寄りの中間部に軸により連結されたことを特徴とする。ここで、荷重吸収手段としては、オイルダンパーを使用することができる。
【０００８】
また、請求項２のエネルギー吸収装置は、建物の柱と横架材が接する角部に取り付けられる制振用のエネルギー吸収装置であって、柱又は横架材に固定される第１固定板と、横架材又は柱に固定される第２固定板とを備え、該第１固定板と第２固定板には各々その固定面に垂直に取付部が設けられ、該第２固定板の取付部には略クランク形の第１揺動リンクの末端が連結され、該第１固定板の取付部には略クランク形の第２揺動リンクの末端が連結され、該第１揺動リンクの末端寄りの中間部と該第２揺動リンクの末端寄りの中間部が軸により連結されて該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が揺動可能に支持され、該第１揺動リンクと第２揺動リンクの先端部が、リンクを介して、荷重吸収ユニットの一端に連結され、該荷重吸収ユニットの他端が該第１揺動リンクと該第２揺動リンクの末端寄りの中間部に軸により連結されたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記請求項２の発明において、上記荷重吸収ユニットは、第１ガススプリングと第２ガススプリングがピストンロッドを相互に逆方向に向けて平行に配置され、該第１ガススプリングと第２ガススプリングの上部に、クランク形の第１フレームが配設され、該第１ガススプリングと第２ガススプリングの下側にクランク形の第２フレームが配設され、該第１ガススプリングの一端が該第１フレームの一端に連結され、該第１ガススプリングの他端が該第２フレームの一端に連結され、該第２ガススプリングの一端が該第１フレームの他端に連結され、該第２ガススプリングの他端が該第２フレームの他端に連結されて構成することができる。ここで、第１ガススプリングに代えて第１オイルダンパーを使用し、第２ガススプリングに代えて第２オイルダンパーを使用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記請求項１のエネルギー吸収装置は、例えば吹き抜け部を有した木造軸組み構造の建物における建物本体と吹き抜け部の接続箇所の柱と横架材の角部に取り付けて使用される。地震振動によって横架材と柱の角部に振動（水平方向の荷重）が印加されると、第１固定板と第２固定板がその角部の直角形状が変形する方向に振れる。第１固定板と第２固定板の振れ（揺動）は、リンクを介して揺動リンクに伝達され、揺動リンクが揺動する。
【００１１】
このとき、第１固定板または第２固定板の振れは、揺動リンクの揺動によってその振れ幅が増幅され、増幅された振れ（揺動）が、揺動リンクから荷重吸収手段に伝達される。荷重吸収手段である例えばオイルダンパーは、押し出し力または引戻し力を受けて、そのピストンロッドをシリンダ内に戻すように移動し、またはそのピストンロッドをシリンダから引き出すように移動し、その移動速度が内部の粘性流体の粘性抵抗によって抑制される。
【００１２】
このように、地震振動による振れが柱と横架材の角部に固定した第１固定板と第２固定板に印加され、その振れが揺動リンクにより増幅され、増幅された揺動が荷重吸収手段により吸収されるから、振動吸収時の、荷重吸収手段（例えばオイルダンパー）の作動時の伸縮ストロークが充分に長くなる。
【００１３】
したがって、第１固定板または第２固定板に印加された地震振動の応力つまり柱と横架材の角部の変形エネルギーは、そのシリンダ内の粘性流体の粘性抵抗による流体の温度上昇によって効果的に消費され、建物に印加される地震振動の応力を効率よく減衰させることができる。
【００１４】
また、装置の揺動リンクを含むリンク機構は小形化が可能であり、小形化された装置を建物の各部分に取り付けることができ、制振効果の高いエネルギー吸収装置として広く使用することができる。
【００１５】
さらに、地震発生時、地震振動の加速度が小さい場合は、荷重吸収手段の粘性流体の抵抗は小さく作用し、地震振動の加速度が増大するほど、粘性流体の抵抗が増大するため、本エネルギー吸収装置は、各種の大きさの地震振動に対し効果的にその振動エネルギーを吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１、図２は本発明の第１実施形態における制振用のエネルギー吸収装置６０を取り付けた二階建て木造住宅の軸組みの模式図を示し、図３、図４はエネルギー吸収装置６０の配置図を示している。この住宅には、建物本体１の略中央部に、床下から小屋裏を通り屋上に通じる吹き抜け部２が縦に形成され、各階の居室は吹き抜け部２の周囲に配置される。吹き抜け部２は、各階の略中央を通り、小屋裏から屋上に通じて形成される。
【００１７】
建物本体１は、木造軸組み構造により形成され、図では省略されているが、建物本体１の各柱と各梁間には、建築基準法上必要な筋交いまたはパネルが固定され、必要な剛性を有した建物本体１として構成されている。これに対し、建物本体１の略中央に配される吹き抜け部２は、その各側壁の角部に４本の吹き抜け柱２０が配され、これらの吹き抜け柱２０は、１階、２階を貫通して縦に連続して配設されている。
【００１８】
また、立設された４本の吹き抜け柱２０間には、１階と２階の天井部に各々４本の梁１１が、平面視で井形状に連結接続されている。さらに、各吹き抜け柱２０の外側には、建物本体１の各階の梁１１が各吹き抜け柱２０に対し直角に接続されている。このような吹き抜け部２の構造は、有効な筋交い或はパネルの数を相対的に少なくすることにより柔構造とされ、建物本体１の剛性に比べ、より低い剛性を有する構造となっている。
【００１９】
さらに、吹き抜け部２の４本の吹き抜け柱２０に外側から接続される梁１１との接続箇所、つまり建物本体１側の梁１１と各吹き抜け柱２０との連結角部に、その連結角部の変形エネルギーを吸収するためのエネルギー吸収装置６０が取り付けられている。
【００２０】
図５〜図１１は第１実施形態のエネルギー吸収装置６０を示している。このエネルギー吸収装置６０は、図５に示すように、吹き抜け柱２０（図１０）の側部に固定される略Ｌ形の第１固定板６１、梁１１（図１０）の下面に固定される略逆Ｌ形の第２固定板６２、第２固定板６２の取付部６２ａの下端に連結される第１揺動リンク６３、第１固定板６１の取付部６１ａの先端部に連結される第２揺動リンク６４、及び第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端に第１リンク６５と第２リンク６６を介してピストンロッド先端が連結され、そのシリンダの元部が第２揺動リンク６４の元部（末端）近傍に連結されてなるオイルダンパー６７とから構成される。
【００２１】
このエネルギー吸収装置６０は、地震発生時などに、第１固定板６１と第２固定板６２が、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部から変形荷重を受け、直角状態の角部の角度がその前後に変化したとき、その振れ幅を増幅して、オイルダンパー６７に伝達し、変形エネルギーを吸収する構造である。
【００２２】
オイルダンパー６７は、シリンダ内にピストンを移動可能に嵌挿すると共に、シリンダ室内に高粘度オイルを充填し、ピストンにリリースバルブとアキュムレータが内蔵されて構成されている。振動荷重を受けてオイルダンパー６７のピストンロッドが移動すると、シリンダ室内のオイルがピストンの移動によって加圧され、加圧された高粘度オイルがリリースバルブを通過するとき、振動の減衰力が発生する。この減衰力は振動の加速度に比例し、加速度が増大するほど減衰力が増大し、振動エネルギーは高粘度オイルがリリースバルブを通過する際、摩擦抵抗によって熱に変換され、吸収される。
【００２３】
図５〜図９に示すように、第１固定板６１の下部にはＬ形の板として取付部６１ａが固定され、取付部６１ａの先端（右端）の上端に１対（２枚）の第２揺動リンク６４が軸６４ｂにより揺動可能に連結される。また、第２固定板６２の右端下部に２枚の板状の取付部６２ｂが固定され、その２枚の取付部６２ｂの内側に第１揺動リンク６３の末端が軸６３ｂにより揺動可能に連結されている。
【００２４】
オイルダンパー６７のシリンダの末端は、軸６７ｂにより１対の第２揺動リンク６４の元部近傍部分に連結され、オイルダンパー６７のピストンロッドの先端は、第１リンク６５と軸６７ａ及び軸６４ａを介して第２揺動リンク６４の先端に連結され、且つ第２リンク６６と軸６７ａ及び軸６３ａを介して第１揺動リンク６３の先端に、連結（リンク結合）されている。
【００２５】
一方、図９のように、略クランク形に形成された第１揺動リンク６３の元部は、軸６３ｂにより第２固定板６２の取付部６２ａの下端に連結され、やはり略クランク形に形成された第２揺動リンク６４の元部が、軸６４ｂにより第１固定板６１の取付部６１ａの上端に連結されている。さらに、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の元部（末端）寄りの交差部分が、軸６４ｃにより連結され、第２揺動リンク６４の先端は、第１固定板６１の取付部６１ａが振動した場合、軸６４ｃを軸に揺動可能となっており、第１揺動リンク６３の先端は、第２固定板６２の取付部６２ａが振動した場合、軸６４ｃを軸に揺動可能である。
【００２６】
第１リンク６５と第２リンク６６は各々２枚のリンクからなり、第２リンク６６は、１枚の板状の第１揺動リンク６３とオイルダンパー６７のピストンロッドの先端部を両側から挟むように連結し、第１リンク６５は、２枚の第２揺動リンク６４とオイルダンパー６７のピストンロッドの先端部を両側から挟むように連結している。また、軸６３ａ，６３ｂ、軸６４ａ、６４ｂ、軸６７ａ，６７ｂにはブッシュが嵌挿され、軸と軸孔間のガタツキを解消し、円滑に回動するようにして、振動時の大荷重をこれらの軸で受け、オイルダンパー６７にこの荷重を円滑に伝達できるようにしている。さらに、第２揺動リンク６４は、２枚の板状リンクからなり、その元部を第１揺動リンク６３の元部（末端）部分で交差させ、且つそれを両側から挟むように、軸６４ｃにより連結している。
【００２７】
上記構成によって、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部に固定される第１固定板６１と第２固定板６２の角度が、地震の水平振動によって直角状態から変化した場合、その角度変化が第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４を、軸６３ｂ、６４ｂを軸に揺動させ、この揺動が、軸６４ｃを介して第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端部の揺動幅を増幅して揺動させ、その揺動が２対のリンク６３，６４を介してオイルダンパー６７に対しその伸縮方向に印加される。
【００２８】
このような構成により、地震発生時に建物に振動が生じた際、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部に集中する変形応力をオイルダンパー６７の伸縮により吸収するようにしている。また、オイルダンパー６７は、上述のように、振動吸収時、シリンダ室内の高粘度オイルがピストンの移動によって加圧され、加圧されたオイルがリリースバルブを通過することにより、振動の減衰力が発生し、この減衰力は振動の加速度に比例し、加速度が増大するほど減衰力が増大することになる。
【００２９】
上記構成のエネルギー吸収装置６０は、図１〜図４に示す如く、例えば建物の吹き抜け部の４本の吹き抜け柱に外側から接続される梁との接続箇所、つまり建物本体側の各階の梁と各吹き抜け柱との間に位置する１６個の連結角部に、各々装着される。各エネルギー吸収装置６０の取り付けは、図１０、図１１に示すように、その第１固定板６１をラグスクリュー９により吹き抜け柱２０の側部に固定し、その第２固定板６２をラグスクリュー９により梁１１の下面に固定して取り付けられる。
【００３０】
次に、上記構成の制振用エネルギー吸収装置６０の動作を説明する。建物が地震による振動を受けると、建物本体１及び吹き抜け部２を含む建物全体が振動するが、壁部に入れた筋交いまたはパネルにより相対的に高い剛性を有して形成された建物本体１は、吹き抜け部２より短い周期（高い周波数）で振動する。これに対し、筋交いまたはパネルの数を少なく柔構造として、相対的に低い剛性を持って形成された吹き抜け部２は、建物本体１の周期より長い周期（低い周波数）で振動する。つまり、建物本体１と吹き抜け部２とは、非同期状態で振動する。
【００３１】
このとき、建物が地震から受ける振動応力は、各々独立して別々の周期で振動する建物本体１と吹き抜け部２の接続部分に集中し、その接続部分である建物本体１の梁１１と吹き抜け柱２０との連結角部に応力集中が生じる。このため、梁１１と吹き抜け柱２０との連結角部は、直角状態を９０度未満にまたは９０度を超える状態とするように変形が生じる。
【００３２】
このような連結角部の変形荷重は、梁１１と吹き抜け柱２０との各連結角部に取り付けられた１６個のエネルギー吸収装置６０に伝達され、その荷重の大きさによって、各々のエネルギー吸収装置６０の第１固定板６１と第２固定板６２が形成する角度が変化する。このとき、その第１固定板６１と第２固定板６２間に取り付けられたオイルダンパー６７がそのピストンロッドの移動によって伸縮し、そこに印加される荷重は、シリンダ室内をリリースバルブを通して移動する高粘度オイルの粘性抵抗により、固定板６１，６２間の角度変化として吸収され、オイルの摩擦抵抗による温度上昇により消費される。
【００３３】
すなわち、例えば図１０に示すように、地震振動によって梁１１と柱２０の角部に水平方向の荷重が印加され、梁１１に固定された第２固定板６２が図の反時計方向に振れる変形荷重、或は吹き抜け柱２０に固定された第１固定板６１が図の時計方向に振れる変形荷重を受けて変形（揺動）した場合、第１固定板６１の揺動は、軸６３ｂを介して第１揺動リンク６３に伝達され、第２固定板６２の揺動は、軸６４ｂを介して第２揺動リンク６４に伝達される。このとき、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４は、図１０のように、その元部に近い軸６４ｃを軸に、先端を開く方向に回動する。つまり、地震などの水平振動によって、第１固定板６１の取付部６１ａと第２固定板６２の取付部６２ａが相対的に振れた場合、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４がその元部近傍の軸６４ｃを支点に揺動し、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端側の揺動幅は増幅されて大きく揺動する。
【００３４】
このとき、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端部が図１０のように、開く方向に揺動した場合、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端部に第１位リンク６５、第２リンク６６を介してそのピストンロッドの先端を連結されたオイルダンパー６７は、そのピストンロッドを引戻す方向に荷重を受け、同方向にピストンロッドが移動する。このとき、オイルダンパー６７は、ピストンの移動に伴い、シリンダ室内の高粘度オイルがピストンの移動によって加圧され、加圧されたオイルはリリースバルブを通過する。このとき、オイルとリリースバルブの通路間で摩擦抵抗が発生し、摩擦抵抗によるオイルの温度上昇により振動エネルギーが消費されることになる。
【００３５】
このように、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の揺動により振動の減衰力が発生し、振動が減衰する。この減衰力は振動の加速度に比例し、加速度が増大するほど減衰力が増大するため、振動が効率よく減衰し、そのときの振動エネルギーはオイルの温度上昇に伴う熱エネルギーとして吸収される。
【００３６】
一方、図１１のように、吹き抜け柱２０に固定された第１固定板６１が図の反時計方向に振れる変形荷重を受けて変形（揺動）し、梁１１に固定された第２固定板６２が図の時計方向に振れる変形荷重を受けて揺動した場合、第１固定板６１の揺動は、軸６３ｂを介して第１揺動リンク６３に伝達され、第２固定板６２の揺動は、軸６４ｂを介して第２揺動リンク６４に伝達される。このとき、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４は、図１１のように、その元部に近い軸６４ｃを支点に、両先端を閉じる方向に回動する。つまり、地震などの水平振動によって、第１固定板６１の取付部６１ａと第２固定板６２の取付部６２ａが相対的に振れた場合、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４がその元部近傍の軸６４ｃを支点に揺動し、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端側の揺動幅は増幅されて大きく揺動する。
【００３７】
このとき、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端部が図１１のように、開く方向に揺動した場合、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の先端部に第１位リンク６５、第２リンク６６を介してそのピストンロッドの先端を連結されたオイルダンパー６７は、そのピストンロッドを引き出す方向に荷重を受け、同方向にピストンロッドが移動する。このとき、オイルダンパー６７では、ピストンの移動に伴い、シリンダ室内の高粘度オイルがピストンの移動によって加圧され、加圧されたオイルがリリースバルブを通過する。このとき、オイルとリリースバルブの通路間で摩擦抵抗が発生し、摩擦抵抗によるオイルの温度上昇により振動エネルギーが消費される。
【００３８】
このように、第１揺動リンク６３と第２揺動リンク６４の揺動つまり振動の減衰力が発生し、振動が減衰する。この減衰力は振動の加速度に比例し、加速度が増大するほど減衰力が増大するため、振動が効率よく減衰し、そのときの振動エネルギーはオイルの温度上昇に伴う熱エネルギーとして吸収される。
【００３９】
このように、エネルギー吸収装置６０の第１固定板３１と第２固定板３２間の角度変化、つまり地震の振動によって生じする連結角部の変形荷重は、オイルダンパー６７によって吸収され、その変形エネルギーはオイルダンパー６７内の高粘性オイルの摩擦抵抗による温度上昇により消費される。また、建物に加わった地震振動は、上記のように、応力集中の生じる箇所に配置された１６個のエネルギー吸収装置６０によって効率良く吸収され、建物に生じる振動は効果的に減衰する。さらに、地震の発生時に建物本体１とは異なる周期で振動する吹き抜け部２０を建物内部に配し、地震による振動応力が吹き抜け部２０と建物本体１の接続部分に集中する構造とし、その接続部分である複数の連結角部にエネルギー吸収装置６０を取り付けることにより、これらのエネルギー吸収装置６０によって変形エネルギーを吸収し、建物に生じる地震振動を、効果的に減衰させることができる。
【００４０】
図１２〜図２３は第２実施形態のエネルギー吸収装置７０を示している。このエネルギー吸収装置７０は、図１２〜図２３に示すように、吹き抜け柱２０（図２３）の側部に固定される略Ｌ形の第１固定板７１、梁１１（図２３）の下面に固定される略逆Ｌ形の第２固定板７２、第２固定板７２の取付部７２ａの下端に連結される第１揺動リンク７３、第１固定板７１の取付部７１ａの先端部に連結される第２揺動リンク７４、及び第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４の先端と第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４が連結された元部（末端）近傍との間に、先端側に第１リンク７５と第２リンク７６を介して連結され、元部側には軸７４ｃを介して連結された荷重吸収ユニット８０（図１８）とから構成される。
【００４１】
このエネルギー吸収装置７０は、地震発生時などに、第１固定板７１と第２固定板７２が、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部から変形荷重を受け、直角状態の角部の角度がその前後に変化したとき、その振れ幅を増幅して、荷重吸収ユニット８０に伝達し、変形エネルギーを吸収する構造である。
【００４２】
荷重吸収ユニット８０は、図１６、図１８、図２０、図２１などに示すように、第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８を水平且つ平行にまたピストンロッドを相互に逆方向に向けて配置し、第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８の上部に、クランク形の第１フレーム８１（図２０）を取り付け、第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８の下側にクランク形の第２フレーム８２（図２１）を取り付け、第１フレーム８１と第２フレーム８２を介して印加される振動の荷重を第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８により吸収するように構成される。
【００４３】
第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８は、シリンダ内にピストンを移動可能に嵌挿すると共に、シリンダ室内に圧縮ガスとオイルを充填し、ピストンに穿設したオリフィスを通してピストンの前後で圧縮ガスを移動可能とし、ピストンロッドとシリンダ間で荷重を受けたとき、圧縮ガスの反力をばねとしてピストンロッドを移動させる構造であり、充分に大きい初期荷重を有し、且つ小さいばね定数を有するものである。
【００４４】
荷重吸収ユニット８０の上側に位置する第１フレーム８１は、図２０に示すように、クランク形のフレーム板の両端部に、板状部に軸用の孔を穿設したガススプリング連結部８１ａと８１ｂが下側に向けて突設され、フレーム板の中間部から図４２の左側に向けて板状部の先端に軸用の孔を穿設したリンク連結部８１ｃが突設されて構成される。また、荷重吸収ユニット８０の下側に位置する第２フレーム８２は、図２１に示すように、クランク形のフレーム板の両端部に、板状部に軸用の孔を穿設したガススプリング連結部８２ａと８２ｂが上側に向けて突設され、フレーム板の中間部から図２１の右側に向けて板状部の先端に軸用の孔を穿設したリンク連結部８２ｃが突設されて構成される。
【００４５】
そして、図１６、図１８などに示すように、第１ガススプリング７７のピストンロッドの先端は第２フレーム８２のガススプリング連結部８２ａに軸７７ｂにより連結され、第１ガススプリング７７のシリンダ元部は第１フレーム８１の先端のガススプリング連結部８１ａに軸７７ａにより連結される。また、第２ガススプリング７８のピストンロッドの先端は第２フレーム８２のガススプリング連結部８２ｂに軸７８ｂにより連結され、第２ガススプリング７８のシリンダ元部は第１フレーム８１の先端のガススプリング連結部８１ｂに軸７８ａにより連結されている。これにより、荷重吸収ユニット８０は、第１フレーム８１のリンク連結部８１ｃと第２フレーム８２のリンク連結部８２ｃとの間で、地震荷重を受け、第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８によりこの荷重を吸収する構造である。
【００４６】
図１６、図１９に示すように、第１固定板７１の下部にはＬ形の板として取付部７１ａが固定され、取付部７１ａの先端（右端）の上端に１対（２枚）の第２揺動リンク７４が軸７４ｂにより揺動可能に連結される。また、図１６，図１７のように、第２固定板７２の右端下部に２枚の板状の取付部７２ａが固定され、その２枚の取付部７２ａの内側に第１揺動リンク７３の末端が軸７３ｂにより揺動可能に連結されている。
【００４７】
上記荷重吸収ユニット８０の図１２，１６，１８における右端のリンク連結部８２ｃは、軸７４ｃにより１対の第２揺動リンク７４の元部近傍部分に連結され、荷重吸収ユニット８０の左端のリンク連結部８１ｃは、第１リンク７５と軸７４ａ及び軸７５ａを介して第２揺動リンク７４の先端に連結され、且つ第２リンク７６と軸７５ａ及び軸７３ａを介して第１揺動リンク７３の先端に、連結（リンク結合）されている。
【００４８】
また、図１６のように、略クランク形に形成された第１揺動リンク７３の元部（右側）は、軸７３ｂにより第２固定板７２の取付部７２ａの下端に連結され、やはり略クランク形に形成された第２揺動リンク７４の元部が、軸７４ｂにより第１固定板７１の取付部７１ａの上端に連結されている。さらに、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４の元部寄りの交差部分が、軸７４ｃにより連結され、第２揺動リンク７４の先端は、第１固定板７１の取付部７１ａが振動した場合、軸７４ｃを軸に揺動可能となっており、第１揺動リンク７３の先端は、第２固定板７２の取付部７２ａが振動した場合、軸７４ｃを軸に揺動可能である。
【００４９】
第１リンク７５と第２リンク７６は各々２枚のリンクからなり、第２リンク７６は、１枚の板状の第１揺動リンク７３と荷重吸収ユニット８０の左側のリンク連結部８１ｃを両側から挟むように連結し、第１リンク７５は、２枚の第２揺動リンク７４と荷重吸収ユニット８０の左側のリンク連結部８１ｃを両側から挟むように連結している。また、軸７３ａ，７３ｂ、軸７４ａ、７４ｂにはブッシュが嵌挿され、軸と軸孔間のガタツキを解消し、円滑に回動するようにして、振動時の大荷重をこれらの軸で受け、荷重吸収ユニット８０にこの荷重を円滑に伝達できるようにしている。さらに、第２揺動リンク７４は、２枚の板状リンクからなり、その元部を第１揺動リンク７３の元部部分で交差させ、且つそれを両側から挟むように、軸７４ｃにより連結している。
【００５０】
上記構成によって、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部に固定される第１固定板７１と第２固定板７２の角度が、地震の水平振動によって直角状態から変化した場合、その角度変化が第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４を、軸７３ｂ、７４ｂを軸に揺動させ、この揺動が、軸７４ｃを介して第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４の先端部の揺動幅を増幅して揺動させ、その揺動が２対のリンク７３，７４を介して荷重吸収ユニット８０に対しそのガススプリングの伸縮方向に印加される。これにより、地震発生時に建物に振動が生じた際、吹き抜け柱２０と梁１１の連結角部に集中する変形応力を荷重吸収ユニット８０のガススプリングの伸縮により吸収するようにしている。
【００５１】
上記構成のエネルギー吸収装置７０は、上記実施形態と同様、図１〜図４に示す如く、例えば建物の吹き抜け部の４本の吹き抜け柱２０に外側から接続される梁１１との接続箇所、つまり建物本体側の各階の梁１１と各吹き抜け柱２０との間に位置する１６個の連結角部に、各々装着される。各エネルギー吸収装置７０の取り付けは、図２２、図２３に示すように、その第１固定板７１をラグスクリュー９により吹き抜け柱２０の側部に固定し、その第２固定板７２をラグスクリュー９により梁１１の下面に固定して取り付けられる。
【００５２】
次に、上記構成の制振用エネルギー吸収装置７０の動作を説明する。建物が地震による振動を受けると、建物本体及び吹き抜け部を含む建物全体が振動するが、壁部に入れた筋交いまたはパネルにより相対的に高い剛性を有して形成された建物本体は、吹き抜け部より短い周期（高い周波数）で振動する。これに対し、筋交いまたはパネルの数を少なく柔構造として、相対的に低い剛性を持って形成された吹き抜け部は、建物本体の周期より長い周期（低い周波数）で振動する。つまり、建物本体と吹き抜け部とは、非同期状態で振動する。
【００５３】
このとき、建物が地震から受ける振動応力は、各々独立して別々の周期で振動する建物本体と吹き抜け部の接続部分に集中し、その接続部分である建物本体の梁１１と吹き抜け柱２０との連結角部に応力集中が生じる。このため、梁１１と吹き抜け柱２０との連結角部は、直角状態を９０度未満にまたは９０度を超える状態とするように変形が生じる。
【００５４】
このような連結角部の変形荷重は、梁１１と吹き抜け柱２０との各連結角部に取り付けられた１６個のエネルギー吸収装置７０に伝達され、その荷重の大きさによって、各々のエネルギー吸収装置７０の第１固定板７１と第２固定板７２が形成する角度が変化する。このとき、この第１固定板４１と第２固定板４２の振れが、その第１固定板７１と第２固定板７２間に取り付けられた荷重吸収ユニット８０の第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８のピストンロッドの伸縮によって吸収され、ガススプリング７７，７８に印加された荷重は、シリンダ室内を移動する圧縮ガスの粘性抵抗によって吸収され、粘性抵抗は熱エネルギーに変換されて消費される。
【００５５】
すなわち、例えば図２２に示すように、地震振動によって梁１１と柱２０の角部に水平方向の荷重が印加され、梁１１に固定された第２固定板７２が図の反時計方向に振れる変形荷重、或は吹き抜け柱２０に固定された第１固定板７１が図の時計方向に振れる変形荷重を受けて変形（揺動）した場合、第１固定板７１の揺動は、軸７３ｂを介して第１揺動リンク７３に伝達され、第２固定板７２の揺動は、軸７４ｂを介して第２揺動リンク７４に伝達される。このとき、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４は、図２２のように、その元部に近い軸７４ｃを軸に、先端を開く方向に回動する。つまり、地震などの水平振動によって、第１固定板７１の取付部７１ａと第２固定板７２の取付部７２ａが相対的に振れた場合、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４がその元部近傍の軸７４ｃを支点に揺動し、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４の先端側の揺動幅は増幅されて大きく揺動する。
【００５６】
そして、その増幅された振れ（揺動）は、第１リンク７５と第２リンク７６を介して荷重吸収ユニット８０に伝達され、その荷重は、荷重吸収ユニット８０の第１フレーム８１と第２フレーム８２間を圧縮する方向に作用する。これにより、荷重吸収ユニット８０の第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８のピストンロッドはシリンダ内に戻されるように移動する。そして、ガススプリング７７，７８のピストンロッドが、引戻し力を受けて移動するとき、その移動速度が内部の粘性流体の粘性抵抗によって抑制される。そして、第１固定板７１または第２固定板７２に印加された地震振動の変形エネルギーは、荷重吸収ユニット８０のガススプリング７７，７８内の粘性流体の摩擦抵抗による温度上昇により消費される。
【００５７】
一方、図２３のように、吹き抜け柱２０に固定された第１固定板７１が図の反時計方向に振れる変形荷重を受けて変形（揺動）し、梁１１に固定された第２固定板７２が図の時計方向に振れる変形荷重を受けて揺動した場合、第１固定板７１の揺動は、軸７３ｂを介して第１揺動リンク７３に伝達され、第２固定板７２の揺動は、軸７４ｂを介して第２揺動リンク７４に伝達される。このとき、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４は、図２３のように、その元部に近い軸７４ｃを支点に、両先端を閉じる方向に回動する。つまり、地震などの水平振動によって、第１固定板７１の取付部７１ａと第２固定板７２の取付部７２ａが相対的に振れた場合、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４がその元部近傍の軸７４ｃを支点に揺動し、第１揺動リンク７３と第２揺動リンク７４の先端側の揺動幅は増幅されて大きく揺動する。
【００５８】
そして、その増幅された振れ（揺動）は、第１リンク７５と第２リンク７６を介して荷重吸収ユニット８０に伝達され、その荷重は、荷重吸収ユニット８０の第１フレーム８１と第２フレーム８２間を引き伸ばす方向に作用する。これにより、荷重吸収ユニット８０の第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８のピストンロッドはシリンダ内から引き出されるように移動する。そして、ガススプリング７７，７８のピストンロッドが、引き出し力を受けて移動するとき、その移動速度が内部の粘性流体の粘性抵抗によって制御され、第１固定板７１または第２固定板７２に印加された地震振動の変形エネルギーは、荷重吸収ユニット８０のガススプリング７７，７８内の粘性流体の摩擦抵抗による温度上昇により消費される。
【００５９】
このように、エネルギー吸収装置７０の第１固定板７１と第２固定板７２間の角度変化、つまり地震の振動によって生じする連結角部の変形荷重は、荷重吸収ユニット８０の第１ガススプリング７７と第２ガススプリング７８によって吸収され、その変形エネルギーはガススプリング７７，７８内の粘性流体の摩擦抵抗による温度上昇により消費されることになる。したがって、建物に加わった地震振動は、上記のように、応力集中の生じる箇所に配置された１６個のエネルギー吸収装置７０によって効率良く吸収され、建物に生じる振動は効果的に減衰する。
【００６０】
また、地震発生時、地震振動の加速度が小さい場合は、エネルギー吸収装置７０のガススプリング７７，７８内の粘性流体の抵抗は小さく作用し、地震振動の加速度が増大するほど、ガススプリング７７，７８の粘性流体の抵抗が増大するため、ガススプリング７７，７８を用いたエネルギー吸収装置７０は、各種の大きさの地震振動に対し効果的にその振動エネルギーを吸収することができる。
【００６１】
なお、本発明の制振用のエネルギー吸収装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような実施形態でも適用可能である。
（１）上記実施形態では、建物本体の略中央部に、床下から小屋裏を通り屋上に通じる吹き抜け部を設けた建物について、その建物本体の各階の梁と該吹き抜け柱との連結角部に、エネルギー吸収装置を取り付けたが、地震振動を受けた際に変形が生じやすい建物の他の連結角部に、上記構成のエネルギー吸収装置を取り付けて変形エネルギーを吸収することもできる。
（２）上記では、第１固定板３１，４１、６１、７１を柱２０に固定し、第２固定板３２，４２、６２、７２を梁１１に固定したが、逆に第１固定板３１，４１、６１、７１を梁１１に固定し、第２固定板３２，４２、６２、７２を柱２０に固定して使用することもてきる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態を示す建物本体と吹き抜け部の軸組みを示す斜視図である。
【図２】建物本体と吹き抜け部の軸組みを示す斜視図である。
【図３】エネルギー吸収装置の配置を示す吹き抜け部の正面模式図である。
【図４】エネルギー吸収装置の配置を示す吹き抜け部２の平面模式図である。
【図５】第１実施形態のエネルギー吸収装置６０の正面図である。
【図６】同エネルギー吸収装置６０の図５のＡ−Ａ断面図である。
【図７】同エネルギー吸収装置６０の図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図８】同エネルギー吸収装置の図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】同エネルギー吸収装置の分解正面図である。
【図１０】振動発生時のエネルギー吸収装置の作動平面図である。
【図１１】振動発生時のエネルギー吸収装置の作動正面図である。
【図１２】第２実施形態のエネルギー吸収装置７０の正面図である。
【図１３】同エネルギー吸収装置７０の図１２のＡ−Ａ断面図である。
【図１４】同エネルギー吸収装置７０の図１２のＢ−Ｂ断面図である。
【図１５】同エネルギー吸収装置の図１２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１６】同エネルギー吸収装置の分解正面図である。
【図１７】第２固定板の底面図である。
【図１８】荷重吸収ユニットの平面図である。
【図１９】第１固定板の平面図である。
【図２０】（ａ）は第１フレーム８１の正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２１】（ａ）は第２フレーム８２の正面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２２】振動発生時のエネルギー吸収装置の正面図である。
【図２３】振動発生時のエネルギー吸収装置の正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１−建物本体
２−吹き抜け部
１１−梁
２０−吹き抜け柱
６０，７０-エネルギー吸収装置
６１，７１−第１固定板
６２，７２−第２固定板
６３，７３−第１揺動リンク
７７−第１ガススプリング
７８−第２ガススプリング
６４，７４-第２揺動リンク
６７-オイルダンパー
８０-荷重吸収ユニット
【図１】
2007138670.tif 000003
【図２】
2007138670.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007138670.tif 000007
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2007138670.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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