(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付け金具と、取付け金具に設けた支持ゴムと、支持ゴムに載置させたウエイトと、取付け金具とウエイトとの間に張り設けた周波数調整用バネとを有してなる制振装置において、
水平方向の複数の方向に設けた前記周波数調整用バネに、減衰材が張り付けられていることを特徴とする制振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制振装置が設けられていることを特徴とする建物。
【請求項３】
請求項１に記載の制振装置がユニット建物を構成する建物ユニットに取り付けられていることを特徴とするユニット建物。
【請求項４】
最上階にペントハウスが設けられ、このペントハウスに請求項１に記載の制振装置が設置されていることを特徴とする建物。
【請求項５】
建物ユニットに請求項１に記載の制振装置を予め設置しておき、この建物ユニットを据え付けることを特徴とするユニット建物の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制振装置、建物、ユニット建物、及びユニット建物の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物の水平方向振動を低減する制振装置としては、例えば、特開平８−１２８２２９号公報に記載されている。上記公報記載の制振装置は、長方形断面を有する棒状のウエイト（重り）、ウエイトを水平方向の全方向に振動可能に支持しつつウエイトに水平方向の復元力を与える支持ゴム、ウェイトの水平方向運動に対して減衰力を与える減衰材、ウェイトの水平方向の固有振動数を調整するための周波数調整用バネ及びウェイトの過大変位と脱落を防止するためのストッパーからなるものである。なお、支持ゴムの復元力によりウエイトの初期設定の固有振動数が決まる。この制振装置は、強風や交通振動や人の歩行等によって生じる小さい水平方向の揺れを建物が揺れる方向と逆方向にウエイトを揺らし、互いの振動エネルギーを打ち消すことにより軽減するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載の制振装置は、支持ゴムと減衰材を並べて設置しているので、その設置に場所を取るという問題が有った。また、減衰材の弾性率が全方向に寄与するため、建物の振動方向により極端に固有振動数が異なる建物に対して、十分対応できないという問題が有った。
【０００４】
そこで、本発明は、上記のような問題を解消し、支持ゴムと減衰材をコンパクトに収容できる制振装置を提供すること、また、建物の振動方向により固有振動数が異なる建物に対して対応できる制振装置を提供することを目的としている。さらに、このような制振装置を用いた好適な建物を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
制振装置は、取付け金具と、取付け金具に設けた支持ゴムと、支持ゴムに載置させたウエイトと、取付け金具とウエイトとの間に張り設けた周波数調整用バネとを有してなる制振装置において、支持ゴム内に合成ゴム又は合成樹脂のゲル状物によって形成される減衰材が内蔵されていることを特徴としている。
【０００６】
本発明は、取付け金具と、取付け金具に設けた支持ゴムと、支持ゴムに載置させたウエイトと、取付け金具とウエイトとの間に張り設けた周波数調整用バネとを有してなる制振装置において、水平方向の複数の方向に設けた前記周波数調整用バネに、減衰材が張り付けられていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明において、周波数調整用バネを、水平方向の複数の方向に設けることにより、振動特性に方向性をもたすことができる。このため、直行する二方向に周波数調整用バネを設け、一方向のみに減衰材を張り付けるか、又は両方向に異なる減衰材を張り付けるのがよい。
【０００８】
さらに、本発明は、上記の制振装置が設けられていることを特徴とする建物である。
【０００９】
そして、本発明は、上記した制振装置がユニット建物を構成する建物ユニットに取り付けられていることを特徴とするユニット建物である。
【００１０】
また、本発明における制振装置としては、取付け金具と、取付け金具に設けた支持ゴムと、支持ゴムに載置させたウエイトと、取付け金具とウエイトとの間に張り設けた周波数調整用バネとを有してなるものが好適である。そして、上記制振装置のウエイトは、棒状のものが好適である。棒状であると、天井梁間に架け渡して設置できるので建物ユニットに取り付け易く、省スペースである。また、ユニット建物としては、３階以上の建物が好適である。尚、本発明の制振装置を用いるのに好適なユニット建物としては、軸組建物ユニットを組み合わせてなるユニット建物であって、最下階が建物ユニットを一列に配置したものであり、しかも、車庫や店舗に利用される等のために一部に床梁のない建物ユニットを用いたユニット建物が挙げられる。
【００１１】
さらに、本発明は、最上階にペントハウスが設けられ、このペントハウスに上記した制振装置が設置されていることを特徴とする建物である。
【００１２】
そして、本発明における制振装置としては、取付け金具と、取付け金具に設けた支持ゴムと、支持ゴムに載置させたウエイトと、取付け金具とウエイトとの間に張り設けた周波数調整用バネとを有してなるものが好適である。ペントハウスとしては、最上階に突出した階段室や、倉庫室等が挙げられる。特に、ペントハウスが建物の平面視端部にある場合に好適である。
【００１３】
また、本発明は、建物ユニットに上記した制振装置を予め設置しておき、この建物ユニットを据え付けることを特徴とするユニット建物の施工方法である。
【００１４】
（作用）
制振装置は、支持ゴム内に減衰材が内蔵されているので、支持ゴムと減衰材をコンパクトに収容できる。
【００１５】
本発明の制振装置は、周波数調整用バネに、減衰材が張り付けられているので、支持ゴムと減衰材をコンパクトに収容できる。そして、周波数調整用バネを水平方向の複数の方向に設けて、それぞれの振動方向を独立させて減衰率と弾性率を設定できるため、対象建物の振動特性に合わせて制振装置を設定することが容易となる。従って、建物の振動方向により固有振動数が異なる建物に対して対応できる。また、周波数調整用バネに減衰材を張り付けるため、増築や建て直しにより建物の固有振動数が変わる場合にも、制振装置の再調整が容易にでき、それまで使っていた制振装置を利用できる。
【００１６】
また、本発明の建物は、上記の制振装置が設けられているので、上記作用特性を備えた建物とすることができる。
【００１７】
さらに、本発明のユニット建物は、制振装置がユニット建物を構成する建物ユニットに取り付けられているので、ユニット建物の建築現場での制振装置取付け工数を省略でき、工期の短縮が図れる。また、構造体の共通な建物ユニットの組み合わせにより建物が構成されるので、建物の固有振動数が規格化され、制振装置の仕様を規格化でき、設計、生産の工数が少なくて済む。
【００１８】
そして、本発明の建物では、最上階にペントハウスが設けられている。ペントハウスがない建物の場合、制振装置の配置は、建物の剛心に近い位置に設置していたが、変形した建物プランにおいては微小な偏心振動が発生し、制振装置が有効に働かない場合がある。また、ペントハウスはもともと重量が最上階にくるため、振動特性が不利であることと、建物の剛心から離れた位置に来る場合、微小な偏心振動を誘発する恐れがある。これに対し、本発明の建物は、最上階のペントハウスに制振装置が設置されているので、一次並進振動に対しては有効に振動効果を発揮できるとともに、偏心振動が発生する場合は、最も偏心の大きい場所に制振装置を設置していることになるため、確実に偏心振動を制振できる。
【００１９】
また、本発明のユニット建物の施工方法は、建物ユニットに制振装置を予め設置しておき、この建物ユニットを据え付けるので、およそ１００〜２００ｋｇ重の制振装置を工場で建物構造体に取着でき、安全かつ容易に作業でき、ユニット建物の建築現場での制振装置取付け工数を省略でき、工期の短縮が図れる。尚、ペントハウスを建物ユニットとすることにより、下階がユニット建物でなくても、制振装置の施工が容易な作用が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、本発明の一実施例であって、図１は制振装置の説明図であって、（イ）図は図２のI−I線に沿う断面図、（ロ）図は減衰材が内蔵された制振ゴムの斜視図、（ハ）図は（ロ）図の制振ゴムの断面図である。図２は制振装置の平面図、図３（イ）図は制振装置が取り付けられるユニット建物の説明図、（ロ）図は建物ユニットの説明図、図４は制振装置の取付け過程を示す説明図である。
【００２１】
（制振装置−１）
図１と図２において、４０は制振装置であって、制振装置４０は、制振装置４０の長手方向の両端部のそれぞれに設けられる一対の取付け金具４１、４１を有する。取付け金具４１の形状は、後述の棒状ウエイト４３を挿入可能な略四角の開口を有する筒状であって、その両側に取付け座４１Ａ、４１Ａが設けられている。 そして、制振装置４０は、両取付け金具４１の下部内面に取着された制振ゴム４２と、制振ゴム４２に長手方向の両端部を載置して取着された長尺棒状ウエイト４３と、取付け金具４１とウエイト４３との間に張り設けた長手方向の周波数調整用バネ４４及び短手方向の周波数調整用バネ４５とを有する。
【００２２】
上記ウエイト４３の両端部は、取付け金具４１の筒内を貫通している。上記周波数調整用バネ４４、４５は、いずれもつる巻きバネであって、長手方向の周波数調整用バネ４４は、ウエイト４３の一端側と他端側のそれぞれの両側面に一対ずつ、合計４個取り付けられている。そして、長手方向の周波数調整用バネ４４の一端はウエイト４３の端部に固定され、他端は取付け金具４１に固定されて架け渡されている。また、短手方向の周波数調整用バネ４５は、ウエイト４３の一端側と他端側のそれぞれの両端面に取り付けられ、それぞれ、直列する一対でなり、合計４個取り付けられている。そして、短手方向の周波数調整用バネ４５の一端は、ウエイトの端面から突出する取付け部に固定され、他端は取付け金具４１に固定されて架け渡されている。
【００２３】
上記制振ゴム４２は、図１（ロ）図と（ハ）図に示すように、支持ゴム４２１の内部に減衰材４２４が内蔵されているものであって、円筒形状の支持ゴム４２１と、支持ゴム４２１の中に充填された減衰材４２４と、支持ゴム４２１の上下に設けられた取付け用フランジ板４２５、４２５とからなっている。制振ゴム４２は、鉛直方向に高い剛性を、水平方向に低い剛性と減衰性を有している。支持ゴム４２１としては、例えば、天然ゴム系等のゴム板４２２と鋼板４２３を交互に積層した積層ゴムが好適である。また、減衰材４２４としては、減衰性の高い合成ゴム、または合成樹脂のゲル状物等であって、合成ゴムとしてはブチルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等が好適である。また、合成樹脂のゲル状物としては、シリコーンゲルが好適である。
【００２４】
なお、両取付け金具４１の上部に螺着されたボルト４６は制振装置４０の輸送時にウエイト４３を押さえ保持する。また、ウエイト４３の両端部に固定されたストッパー４７は異常に大きな長手方向振動時に取付け金具４１の端面に衝合し、その振動を制止する。短手方向の振動に対しては取付け金具４１の内面で、ウエイト４３の動きが規制される。また、ウエイト４３の両端部には吊り金具４８が設けられている。
【００２５】
（ユニット建物−１とその施工方法）
本実施例においては、建物はユニット建物Ｔであって、上記構成になされた制振装置４０が、このユニット建物Ｔを構成する建物ユニットＵに設けられている。ユニット建物Ｔは、図３（イ）図に示すように、３階建であって、１階部分の建物ユニットＵ１、２階部分の建物ユニットＵ２、３階部分の建物ユニットＵ３、及び屋根ユニットＵＹを左右上下に接合して構築されたものである。建物ユニットＵは、図３（ロ）図に示すように、床パネル１１の外縁部に壁パネル２１を立設して構築されたパネル式のものである。
【００２６】
建物ユニットＵの床パネル１１は、図４に示すように、相対する端根太１２の間に複数の床根太１３を掛け渡して床枠組１４を構成し、床枠組１４の上面には床面材（不図示）を設け、床枠組１４の下面には頭つなぎ１６を設けている。
【００２７】
上記ユニット建物Ｔにおける制振装置４０の設置位置は、最上階の建物ユニットＵ３の床パネル１１であり、平面的には建物中央部とするのが、制振効果の点で好ましい。然るに、建物ユニットＵ３にあっては、図４に示すように、床パネル１１の相隣る床根太１３に制振装置４０を掛け渡してある。このとき、床パネル１１の相隣る床根太１３の相対向する側面のそれぞれの長手方向に支持具３１をボルト３２により固定し、これら支持具３１のそれぞれに制振装置４０の両端部のそれぞれを載置して固定し得るネジ３１Ｂ付き取付け部３１Ａを備えている。そして、工場で建物ユニットＵに取り付ける工程にて、クレーン側の吊りワイヤー４９のフック４９Ａを制振装置４０の吊り金具４８に掛けて制振装置４０を吊り上げ、制振装置４０の取付け金具４１の取付け座４１Ａを支持具３１の取付け部３１Ａに載置して固定する。
【００２８】
本実施例によれば、以下の作用がある。
（１）本実施例の制振装置４０は、支持ゴム４２１内に減衰材４２４が内蔵されているので、ユニット建物Ｔの水平振動を制振できるとともに、支持ゴム４２１と減衰材４２４をコンパクトに収容できる。
【００２９】
（２）制振装置４０は、ユニット建物Ｔを構成する建物ユニットＵの床パネル１１に取り付けられているので、ユニット建物Ｔの建築現場での制振装置４０の取付け工数を省略でき、工期の短縮が図れる。
【００３０】
（３）制振装置４０のウエイト４３が棒状であり、床根太１３、１３の間隔を大きくする必要がなく、床パネル１１の強度を低下させない。
【００３１】
（ユニット建物−２）
図５は、本発明の別の実施例であって、（イ）図は制振装置が設置されるユニット建物の説明図、（ロ）図は制振装置が設置された建物ユニットの斜視図である。本実施例のユニット建物ＴＡは、図５（イ）図に示すように、軸組式建物ユニットＵＡを一列に配置し、１階部分の建物ユニットＵＡ１と、２階部分の建物ユニットＵＡ２と、３階部分の建物ユニットＵＡ３とを組み合わせてなる３階建の建物である。最下階は車庫に利用されるため、一部に床梁１１Ａのない建物ユニットＵＡ１を用いている。そして、このユニット建物ＴＡの延べ床面積は約１６０ｍ２であって、前記実施例に示したものと同じ制振装置４０一基が、３階部分の中央部の建物ユニットＵＡ３に設置されている。
【００３２】
上記軸組式建物ユニットＵＡは、図５（ロ）図に示すように、４本の柱２１Ａと、柱２１Ａの下端間に掛け渡された床梁１１Ａと、柱２１Ａの上端に掛け渡された天井梁１１Ｂとから箱型形状に骨組構造体に構成され、制振装置４０は、輸送制限幅の方向、すなわち長辺側の天井梁１１Ｂ、１１Ｂ間に掛け渡して取り付けられている。
【００３３】
本実施例のユニット建物ＴＡは、軸組式建物ユニットＵＡを一列に配置した３階建であり、しかも、最下階は車庫に利用されるため、一部に床梁１１Ａのない建物ユニットＵＡ１を用いている。このため、強風や交通振動等による不快な水平振動を生じ易い。しかるに、本実施例では、３階部分の中央部の建物ユニットＵＡ３に制振装置４０を設置しているので、上記不快な水平振動を効果的に抑えることができる。
【００３４】
また、構造体の共通な軸組式建物ユニットＵＡの組み合わせによりユニット建物ＴＡが構成されるので、建物の固有振動数が規格化され、制振装置４０の仕様を規格化でき、設計、生産の工数が少なくて済む。
【００３５】
（制振装置−２）
図６と図７は、本発明の別の実施例であって、図６（イ）図は周波数調整用バネの斜視図、（ロ）図と（ハ）図は減衰材の断面図である。図７は支持ゴムの説明図であって、（イ）図はその斜視図であり、（ロ）図は断面図である。本実施例の制振装置においては、前記実施例の制振装置４０と基本的構成が略同じであるが、前記実施例と異なる所は、短手方向の周波数調整用バネ４５に、減衰材４５１が張り付けられていることと、制振ゴム４２に代えて支持ゴム４２Ａを使用していることである。従って、前記実施例と同じものは同符合を付けて説明を省略し、異なるものだけに別符合を付けて説明をする。
【００３６】
上記周波数調整用バネ４５に張り付ける減衰材４５１としては、以下の選択をする。
（１）制振装置４０の固有周期を変えずに減衰性を付加したい場合、図６（ハ）図に示すように、周波数調整用バネ４５に張り付ける減衰材４５１には、その片側面に拘束層４５２を粘着または接着し、反対側面を周波数調整用バネ４５に張り付ける。すなわち、周波数調整用バネ４５の周囲に減衰材４５１を巻き付け、その周囲を拘束層４５２で巻き付けるようにする。上記減衰材４５１としては、弾性率２．５×１０5ｋｇｆ／ｃｍ２、ｔａｎδ＝０．７のブチルゴム、またはアクリルゴム系シート材（厚さ０．５〜５ｍｍ）を使用するが、シリコーンゴム、シリコーンゲルも好適である。上記拘束層４５２としては、鉄板、ポリプロピレンフィルム、ＰＥＴフィルム、アルミニウム板等を使用する。
【００３７】
（２）固有周期と減衰性の両方を調整したい場合、減衰材４５１としては、弾性率３．０×１０7ｋｇｆ／ｃｍ２、ｔａｎδ＝１．０のブチルゴム、アクリルゴム系シート材を使用し、拘束層４５２有り（図６の（ハ）図）、または拘束層４５２無し（図６の（ロ）図）で周波数調整用バネ４５と粘着または接着により張り付けて使用する。
【００３８】
なお、本実施例の制振装置４０には、前記実施例に示した制振ゴム４２に代えて支持ゴム４２Ａを使用するが、前記実施例と同じく制振ゴム４２を使用してもよい。上記支持ゴム４２Ａは、天然ゴム系のゴム板４２２と鋼板４２３を交互に積層した支持ゴム本体４２１だけで構成され、その中に減衰材を充填していないものである。
【００３９】
本実施例の制振装置４０によると、周波数調整用バネ４５に、減衰材４５１が張り付けられているので、支持ゴム４２Ａと減衰材４５１をコンパクトに収容できる。そして、それぞれの振動方向を独立させて減衰率と弾性率を設定できるため、対象建物の振動特性に合わせて制振装置４０を設定することが容易となる。従って、建物の振動方向により固有振動数が異なる建物に対して対応できる。
【００４０】
（ユニット建物−３）
図８と図９は、本発明の他の実施例であって、図８はペントハウスを有するユニット建物の説明図であって、（イ）図はその正面図、（ロ）図は平面図である。図９はペントハウスの配置が異なるユニット建物の平面図である。図８と図９において、Ｔはユニット建物、Ｕ１〜Ｕ３は１階〜３階を構成する建物ユニット、Ｕ３１〜Ｕ３８は３階部分の建物ユニット、Ｐはペントハウス（ペントハウスユニット）である。
【００４１】
図８と図９に示す本実施例のユニット建物Ｔは、いずれも、前記図５に示した第２実施例のユニット建物ＴＡと同様の軸組式の３階建であって、３階の上の屋上部であって４階相当の最上階にペントハウスＰが設けられ、このペントハウスＰの上に制振装置４０が設置されている。上記ペントハウスＰは階段室であって、エレベーターが設置されていてもよい。
【００４２】
図８においては、ユニット建物Ｔの３階部分は４つの建物ユニットＵ３１〜Ｕ３４で構成され、一列目の建物ユニットＵ３１（平面視上側）の右側部に設けられたペントハウスＰの上に制振装置４０が設置されている。このように、ペントハウスＰを設けたユニット建物Ｔは、もともと重量が最上階にくるため振動性能上不利であるが、ペントハウスＰの上に制振装置４０を設置しているので、一次並進振動に対して有効に制振効果を発揮できる。また、ペントハウスＰが、一列目の建物ユニットＵ３１の右側部に設けられ、矢印Ｓ１とＳ２とで示すように、偏心振動を発生するが、最も偏心の大きい場所に制振装置４０を設置しているので、確実に偏心振動を制振できる。
【００４３】
図９（イ）図においては、ユニット建物Ｔの構成は図８と同じであるが、ペントハウスＰが二列目の建物ユニットＵ３２の右側部に設けられ、このペントハウスＰの上に制振装置４０が設置されている。このように、ペントハウスＰが中央部に近いほど偏心振動の発生に対して有利となり、一層確実に偏心振動を制振できる。
【００４４】
図９（ロ）図においては、ユニット建物Ｔの構成が、左側の建物ユニットＵ３１〜Ｕ３４と、右側の建物ユニットＵ３５〜Ｕ３８とにより構成されている。ペントハウスＰは、左側１列目の建物ユニットＵ３１の右側に設けられ、このペントハウスＰの上に制振装置４０が設置されている。この場合、矢印Ｓ１とＳ２とで示すように、偏心振動が発生するが、剛芯に近いため有利であり、最も偏心の大きい場所に制振装置４０を設置しているので、確実に偏心振動を制振できる。
【００４５】
図９（ハ）図においては、建物ユニットＵ３１の左側に、制振装置４０を設置したペントハウスＰが設けられている。この場合、偏心振動Ｓ１、Ｓ２が斜めに作用しても、最も偏心の大きい場所に制振装置４０を設置しているので、偏心振動を制振できる。
【００４６】
【発明の効果】
制振装置は、支持ゴム内に減衰材が内蔵されているので、支持ゴムと減衰材をコンパクトに収容できる。
【００４７】
本発明の制振装置は、水平方向の複数の方向に設けた周波数調整用バネに、減衰材が張り付けられているので、支持ゴムと減衰材をコンパクトに収容できる。そして、それぞれの振動方向を独立させて減衰率と弾性率を設定できるため、対象建物の振動特性に合わせて制振装置を設定することが容易となる。従って、建物の振動方向により固有振動数が異なる建物に対して対応できる。
【００４８】
また、本発明の建物は、上記の制振装置が設けられているので、上記作用特性を備えた建物とすることができる。
【００４９】
さらに、本発明のユニット建物は、制振装置がユニット建物を構成する建物ユニットに取り付けられているので、ユニット建物の建築現場での制振装置取付け工数を省略でき、工期の短縮が図れる。
【００５０】
そして、本発明の建物では、最上階のペントハウスに制振装置が設置されているので、一次並進振動に対しては有効に振動効果を発揮できるとともに、偏心振動が発生する場合は、最も偏心の大きい場所に制振装置を設置していることになるため、確実に偏心振動を制振できる。
【００５１】
また、本発明のユニット建物の施工方法は、建物ユニットに制振装置を予め設置しておき、この建物ユニットを据え付けるので、ユニット建物の建築現場での制振装置取付け工数を省略でき、工期の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であって、制振装置の説明図である。
【図２】図１の制振装置の平面図である。
【図３】（イ）図はユニット建物の説明図、（ロ）図は建物ユニットの斜視図である。
【図４】制振装置の取付け過程を示す説明図である。
【図５】（イ）図はユニット建物の説明図、（ロ）図は制振装置が設置された建物ユニットの斜視図である。
【図６】本発明の別の実施例であって、（イ）図は周波数調整用バネの斜視図、（ロ）図と（ハ）図は減衰材の断面図である。
【図７】支持ゴムの説明図である。
【図８】本発明の他の実施例であって、ペントハウスを有するユニット建物の説明図である。
【図９】ペントハウスの配置が異なるユニット建物の平面図である。
【符合の説明】
Ｔ，ＴＡ    ユニット建物
Ｕ１〜Ｕ３，ＵＡ１〜ＵＡ３，Ｕ３１〜Ｕ３８  建物ユニット
Ｐ          ペントハウス
４０        制振装置
４１        取付け金具
４２        制振ゴム
４２１      支持ゴム
４３        ウエイト
４４，４５  周波数調整用バネ
４２４，４５１  減衰材
【図１】
0004084472.tif 000002
【図２】
0004084472.tif 000003
【図３】
0004084472.tif 000004
【図４】
0004084472.tif 000005
【図５】
0004084472.tif 000006
【図６】
0004084472.tif 000007
【図７】
0004084472.tif 000008
【図８】
0004084472.tif 000009
【図９】
0004084472.tif 000010