(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にロッドとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングを設けたことを特徴とする制振装置。
【請求項２】
上記ロッドとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させてなる請求項１に記載の制振装置。
【請求項３】
縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にワイヤとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にはピストンロッドを常時圧縮方向に附勢するスプリングを設けたことを特徴とする制振装置。
【請求項４】
上記ワイヤとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させてなる請求項３に記載の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築構造物などの耐震強度を高めるための制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、建築構造物の耐震強度を高める対策として、図６に示すように、柱梁架構である柱材１と梁材２の交点を接合部として、互いに対角線上にある二組の接合部間にターンバックル３Ａ，３Ｂにより連結された各二本ずつのロッド４Ａ，４Ｂからなる筋交いを取り付けることが行われている。
【０００３】
なお、これらのロッド４Ａ，４Ｂの各端部にブラケット５が一体に設けられ、これが上記の各接合部に設けられた、例えば、三角形のガセットである支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【０００４】
一方、上記のターンバックル３Ａ，３Ｂは、剛性の高い四角枠部材からなり、それぞれ二本ずつに分離されたロッド４Ａ，４Ｂの各分離端に互いに逆方向に切られたねじｊ，ｋに対し、四角枠部材の一対の対向位置で図７に示すようにねじ込まれている。
【０００５】
また、他対の対向位置には、トルク掛け孔ｌが形成され、これに鋼棒などを挿通し、この鋼棒を手動で回転操作することにより、ねじｊ，ｋを締め上げることができ、これにより各ロッド４Ａ，４Ｂに所定の張力を付与可能にしている。
【０００６】
従って、ターンバックル３Ａ，３Ｂをそれぞれロッド４Ａ，４Ｂとともに用いた場合には、柱梁架構が、例えば、図８に示すように、右方向へ傾いた場合には、ロッド４Ａ側の筋交いに強い張力が作用してその傾きを抑えるように機能し、一方、図９に示すように、柱梁架構が左方向へ傾いた場合には、ロッド４Ｂ側の筋交いに強い張力が作用してその左方向への傾きを抑えるように機能する。
【０００７】
また、建築構造物の耐震強度をさらに高めた図１０に示すような制振装置が提供されるに及んでいる。
【０００８】
これは、構造物の柱材１と梁材２の交点を接合部として互いに対角線上にある二組の接合部に設けられた支持プレート６，６間に、ダンパとしての伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂとブレース９Ａ，９Ｂとを直列接続した筋交いを取り付けたものからなる。
【０００９】
なお、ここでも伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂ端およびブレース９Ａ，９Ｂ端にはブラケット５が一体に設けられ、このブラケット５が各支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【００１０】
このような制振装置では、各ブレース９Ａ，９Ｂに伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂがそれぞれ直列接続されているため、構造物の上記のような傾きに応じて、例えば、一方の伸び効きダンパ８Ａが減衰力を発生しながら伸長し、一方、他方の伸び効きダンパ８Ｂが無負荷状態にて収縮し、従って、上記減衰力を利用した構造物の制振が実施される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の制振装置のうち、図６乃至図１０に示すものにあっては、ロッド４Ａ，４Ｂを引っ張り強度部材としてのみ利用する構造となっているため、地震の揺れ（往復動）エネルギを吸収できないばかりか、縮み方向に力を受けた場合には、つまりロッド４Ａ，４Ｂに圧縮方向の力が作用した場合には、そのロッド４Ａ，４Ｂ自体が座屈変形し、特に、構造物の層間変形が大きい場合に、即ち大地震時にはそのロッド４Ａ，４Ｂが破損してしまい制振効果が全く得られなくなるという課題があった。
【００１２】
一方、図１０に示す伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂを用いた制振装置にあっては、伸び時の制振効果が期待できるものの、縮み時には、上記構造物からの外力を受けて伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂが縮むときに、伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂがシリンダに対するピストンの摺動抵抗や面外方向から受ける偏荷重により発生するこじれ力による圧縮力に耐える必要があり、このため、ブレース９Ａ，９Ｂの剛性を上げるためのブレース９Ａ，９Ｂ自体の大径化，大型化を余儀なくされるという課題があった。
【００１３】
この発明は、上記のような各課題を解決するものであり、筋交いの伸び時に減衰力を発生させて所期の制振効果を得るとともに、圧縮時にはロッドなどの座屈変形や破損を防止しながら地震の揺れエネルギを効果的に吸収できるとともに、ダンパを構成するシリンダに対するピストンの摺動抵抗などや面外方向からの偏荷重によるこじれを、筋交いを大径化することなく未然に回避できる制振装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、本発明にかかる一つの手段は、 縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にロッドとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはシリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングを設けたことを特徴とするものである。
【００１５】
この場合、上記ロッドとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させるようにしても良い。
【００１６】
同じく、他の手段は、 縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にワイヤとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパは、シリンダと、シリンダ内にピストンを介して摺動自在に挿入したピストンロッドと、シリンダ内にピストンを介して隔成されたロッド側油室および反ロッド側油室と、ピストン又はピストンロッドに設けられて圧縮時に反ロッド側油室からロッド側油室への油の流れを許容するチェック弁と、ピストン又はピストンロッドに設けられてロッド側油室と反ロッド側油室とを連通する通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁、リリーフ弁、又はオリフィスからなる減衰力発生機構とで構成され、更に、ロッド側油室内にはピストンロッドを常時圧縮方向に附勢するスプリングを設けたことを特徴とする。
【００１７】
この場合、上記ワイヤとダンパとの間にターンバックルを介在して筋交いの初期張力を設定させるようにしても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図について説明するが、図1は、この発明の制振装置を示す構成図であり、構造物の柱梁架構を構成する柱材１と梁材２の交点を接合部として、各交点に三角形の支持プレート６を設け、これらの互いに対角関係にある二組の各支持プレート６，６間に、ダンパとしてのスプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂとロッド１１Ａ，１１Ｂとを直列接続した筋交いが取り付けられている。
そして、上記ダンパ１０Ａ，１０Ｂは、シリンダ１２と、シリンダ１２内にピストン１２を介して摺動自在に挿入したピストンロッド１４と、シリンダ１２内にピストン１３を介して隔成されたロッド側油室１９および反ロッド側油室１８と、ピストン１３にも受けられて圧縮時に反ロッド側油室１８からロッド側油室１９への油の流れを許容するチェック弁２５と、ピストンロッド１４にも受けられてロッド側油室１９と反ロッド側油室１８とを連通する油道２７と弁室２６と通油孔３１とからなる通路と、この通路の途中に設けられて伸長時に減衰力を発生させる減衰弁２８とで構成されている。
更に、ロッド側油室１９内にはピストンロッド１４を常時圧縮方向に附勢するスプリング３３を設けている。
以下更に詳しく説明する。
【００１９】
各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂ端およびロッド１１Ａ，１１Ｂ端にはブラケット５が一体に設けられて、これらのブラケット５が各支持プレート６に支持ピン７を介して回動自在に枢支されている。
【００２０】
図２は、上記の各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂの基本構造を示す断面図であり、これがシリンダ１２と、このシリンダ１２内を摺動して圧力を発生するピストン１３と、このピストン１３を先端に有し、かつシリンダ１２の一端をシール１５を介して貫通して負荷荷重を受けるピストンロッド１４とを有する。
【００２１】
また、そのシリンダ１２の他端およびピストンロッド１４端には、それぞれ上記ロッド１１Ａ，１１Ｂや支持プレート６に連結される取付部１６，１７が設けられている。
【００２２】
なお、必要に応じ、上記シリンダ１２およびピストンロッド１４には取付部１６，１７を設けずに、直接ロッド１１Ａ，１１Ｂに連結するようにしてもよい。また、ピストンロッド１４を筋交いの一部とすることも任意である。
【００２３】
上記のシリンダ１２内は、ピストン１３によって二つの油室１８，１９に隔成され、さらに、そのシリンダ１２内にスプリング２０に支持されたフリーピストン２１が設けられ、このフリーピストン２１によって上記の油室１８およびスプリング２０側の空気室２２が隔成されている。
【００２４】
なお、このフリーピストン２１は、ピストンロッド１４のストロークによる体積補償を行うもので、このフリーピストン２１の外周面にはシール２３が設けられている。
【００２５】
また、上記ピストン１３にはピストンロッド１４の圧縮行程時にオリフィス２４を開放して圧力を逃がす単一または複数のチェック弁２５が設けられている。
【００２６】
なお、このチェック弁２５は、スプリング３２によってオリフィス２４側に付勢されている。
【００２７】
また、ピストンロッド１４には、これの端部に開口する弁室２６およびこの弁室２６に一端が連通し、他端が油室１９側へ開口する油路２７が設けられている。
【００２８】
弁室２６内には、この弁室２６に臨む油路２７の一開口端を開閉する減衰弁２８が設けられ、この減衰弁２８は、弁室２６の開口部を塞ぐ通油孔３１付きのスプリング押え２９に支持されたスプリング３０により、一定の圧力で油路２７の上記開口端を塞ぐ方向に付勢されている。
【００２９】
また、油室１９内には、ピストン１３をピストンロッド１４とともに圧縮方向に、すなわち、図上ではフリーピストン２１がある方向に常時付勢して、上記ロッド１１Ａ，１１Ｂに一定の張力を付与するスプリングである張力用スプリング３３が設けられている。
【００３０】
かかる構成になる制振装置にあっては、地震が発生しない構造物の静止時においては、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂに内蔵された張力用スプリング３３によって、ロッド１１Ａ，１１Ｂには一定の張力が付与されている。
【００３１】
ここで、構造物が図８に示した場合と同様に右側に傾いた場合には、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａが伸長する。
【００３２】
すなわち、この伸長動作によって、ピストン１３はシリンダ１２内を張力用スプリング３３を圧縮しながら摺動し、油室１９内の作動油は、ピストンロッド１４に設けられた油路２７を通って減衰弁２８を押し開く。
【００３３】
さらに、その作動油は弁室２６およびスプリング押え２９の通油孔３１を通過して油室１８内に至り、スプリング付伸び効きダンパ１０Ａは張力用スプリング３３とともに減衰力を発生し、ロッド１１Ａによる構造物の伸び方向への制振機能を果す。
【００３４】
一方、このとき他方のスプリング付き伸び効きダンパ１０Ｂは圧縮方向の力を構造物から受けるが、この圧縮方向の力を受けるときの油室１８内の圧力発生により、チェック弁２５が速やかにオリフィス２４を開き、油室１８内の圧力上昇を防ぎ、無負荷状態になるとともに、速やかにピストン１３がシリンダ１２内を圧縮方向、すなわち、フリーピストン２１がある方向へ移動して収縮作動する。
【００３５】
このため、ピストン１３およびピストンロッド１４は、外部構造物のロッド１１Ｂなどからの圧縮力を受けることがなく、また、これらの摩擦摺動抵抗や面外方向からの偏荷重によるこじれ力の発生や座屈の発生を未然に回避できる。
【００３６】
この結果、ロッド１１Ｂの剛性を上げる必要がなくなり、引っ張り力に耐えることが可能な小径のものが使用できることになる。
【００３７】
なお、構造物が上記とは逆に、例えば、図９に示すように傾いた場合にも、同様の動作となり、所期の制振効果に加えて、圧縮時の対座屈機能やピストンのシリンダに対するこじれ防止機能が得られるものである。
【００３８】
なお、上記ピストンロッド１４の圧縮作動時には、このピストンロッド１４のストロークの体積分を補償するように、フリーピストン２１がスプリング２０に抗して移動することとなる。
【００３９】
また、上記減衰弁２８としては周知のいずれのリリーフ弁構成としてもよく、また、減衰弁２８に代えて加工が容易なオリフィスを用いることにより、減衰弁と同様の減衰力を発生させることもできる。
【００４０】
リリーフ弁とオリフィスの併用とすることも任意である。
【００４１】
また、減衰弁２８は、ピストンロッド１４内に設けないで、ピストン内に組み込むことは任意であり、さらにチェック弁２５はピストン１３に図示のように接する形で設けるほか、ピストン１３内やピストンロッド１４内に設けることも任意である。
【００４２】
さらに、上記ではシリンダ１２内にフリーピストン２１を設けた例について説明したが、スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂを図１に示すように斜めに取り付ける場合には、すなわち、ピストンロッド１４を斜め下にして取り付けた場合には、図３に示すように低圧室である油室１８側は空気室と兼用可能になり、フリーピストン２１の使用を省くことができる。
【００４３】
図４は、上記のロッド１１Ａ，１１Ｂの途中に、図７に示したものと同様のターンバックル３Ａ，４Ａを直列に介装したものを示す。
【００４４】
これによれば、ターンバックル３Ａ，４Ａの回転操作により、各スプリング付き伸び効きダンパ１０Ａ，１０Ｂに対する初期張力の設定，付与を容易化できる。
【００４５】
また、図５は、この発明による実施の他の形態を示すが、これは、図１乃至図4に示すようなスプリング付き伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂを用いて、これをターンバックル３Ａ，３Ｂとともにワイヤ３４Ａ，３４Ｂに直列接続して、対角関係の位置にある各支持プレート６，６間に連結したものである。
【００４６】
この実施の形態ではダンパ本体の伸長動作については、上記同様に地震エネルギーの吸収を行うが、圧縮動作時にはワイヤ３４Ａ，３４Ｂ自身が直ちにスプリング力で張力を受けるため、伸び効きダンパ８Ａ，８Ｂやターンバックル３Ａ，３Ｂの変形，座屈などを防止することができ、組立作業の容易化並び材料費および組立作業のローコスト化を実現できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果がある。
【００４８】
請求項１，２の発明によれば、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にロッドとダンパとを直列に接続した筋交いを架設している制振装置において、上記ダンパはピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングと伸長作動時に減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えているので、構造物に対する地震が発生してダンパが伸長方向の力を受けた時、スプリングを圧縮し、このスプリングとともに減衰力発生機構が減衰力を発生して制振機能を発揮し、構造物の揺れエネルギーを効率的に吸収できる。
逆に、地震でダンパが圧縮方向の力を受けたとき、チェック弁が開いて反ロッド側油室を無負荷状態にするとともにスプリングがピストンを圧縮方向に附勢して収縮作動させるので、ロッドに対する圧縮力の発生を防止でき、ロッドやダンパ本体などの外力による変形，座屈を確実に防止できるという効果が得られる。
この結果、ロッドの剛性を上げる必要が無く、引っ張り力に耐えられるだけの小径のものが使用できる。
【００４９】
請求項３，４の発明によれば、縦方向に起立する少なくとも二本の柱材と、当該柱材間に架設した少なくとも上下二本の梁材とで柱梁架構を構成し、上記柱材と梁材とが交わる接合部のうち互いに対角線上にある二組の接合部間にワイヤとダンパとを直列に接続した筋交いを架設するように構成したので、シリンダの内部構造を複雑にすることなく、構造物の変形によりダンパが変形または座屈、あるいは破損したりするのを確実に防止できるという効果が得られる。
上記ダンパは、ピストンロッドを常時圧縮方向に付勢するスプリングと伸長作動時に減衰力を発生させる減衰力発生機構とを備えているので、構造物に対する地震が発生してダンパが伸長方向の力を受けた時、スプリングを圧縮し、このスプリングとともに減衰力発生機構が減衰力を発生して制振機能を発揮し、構造物の揺れエネルギーを効率的に吸収できる。
逆に、地震でダンパが圧縮方向の力を受けたとき、チェック弁が開いて反ロッド側油室を無負荷状態にするとともにスプリングがピストンを圧縮方向に附勢して収縮作動させるので、ワイヤが直ちにスプリング力で張力を受け、ダンパ、又はダンパとターンバックルの変形、座屈の発生を防止できる。
【００５０】
▲３▼請求項２又は３の発明によれば、ロッドやワイヤにターンバックルを直列接続しておくことで、これらのロッドやワイヤに対する初期張力の設定などを容易化できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態による制振装置を示す構成図である。
【図２】図１におけるスプリング付き伸び効きダンパの内部構造を示す断面図である。
【図３】この発明におけるスプリング付き伸び効きダンパの他の形態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の他の形態による制振装置を示す構成図である。
【図５】この発明の実施の他の形態による制振装置を示す構成図である。
【図６】従来の制振装置を示す構成図である。
【図７】図６におけるターンバックルを示す正面図である。
【図８】地震による従来の制振装置の変形状態を示す説明図である。
【図９】地震による従来の制振装置の変形状態を示す説明図である。
【図１０】従来の他の制振装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１  柱材
２  梁材
３Ａ，３Ｂ  ターンバックル
８Ａ，８Ｂ  ダンパ（伸び効きダンパ）
１０Ａ，１０Ｂ  ダンパ（スプリング付き伸び効きダンパ）
１１Ａ，１１Ｂ  ロッド
１２  シリンダ
１３  ピストン
１４  ピストンロッド
３３  張力用スプリング
３４Ａ，３４Ｂ  ワイヤ
【図１】
0003931289.tif 000002
【図２】
0003931289.tif 000003
【図３】
0003931289.tif 000004
【図４】
0003931289.tif 000005
【図５】
0003931289.tif 000006
【図６】
0003931289.tif 000007
【図７】
0003931289.tif 000008
【図８】
0003931289.tif 000009
【図９】
0003931289.tif 000010
【図１０】
0003931289.tif 000011