(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部構造体に設けられた下部支持部材、上部構造体に設けられた上部支持部材、前記下部支持部材と前記上部支持部材とに跨って配置された制振ダンパー、及び前記制振ダンパーの破壊によって作動して制振ダンパーが破壊したことを検知する破壊発生検知手段を備えた制振装置と、前記破壊発生検知手段の作動の有無を検知するリーダと、を備えた制振装置の破壊検知システムであって、
前記制振ダンパーは、前記下部支持部材に固定された下部遊動部材と、前記上部支持部材に固定された上部遊動部材と、前記下部遊動部材と前記上部遊動部材とを連結一体化する粘弾性ダンパーと、を備え、
前記破壊発生検知手段は、前記下部支持部材と前記上部支持部材が所定距離以上横方向へ相対移動したときに作動するように構成されており、
前記破壊発生検知手段は、破壊されることによって電磁波による記録情報の読み出しが不可能な状態に陥る検知素子と、この検知素子を破壊するダメージ付与手段と、から構成されており、
前記検知素子、或いは前記ダメージ付与手段を前記制振ダンパーの側部から突出した検知素子支持手段に保持すると共に、前記ダメージ付与手段、或いは前記検知素子を、前記制振ダンパーの左右方向に夫々該制振ダンパーと離間して対向配置された側部構造体側に設けたことを特徴とする制振装置の破壊検知システム。
【請求項２】
前記ダメージ付与手段は、常時においては前記検知素子と非接触状態にあり、前記制振ダンパーの破壊時に該検知素子と接触することにより該検知素子を破壊するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制振装置の破壊検知システム。
【請求項３】
前記ダメージ付与手段は、常時においては連結手段を介して前記検知素子と接続しており、前記制振ダンパーの破壊時に前記連結手段を介して該検知素子を破壊するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の制振装置の破壊検知システム。
【請求項４】
前記検知素子、或いは前記ダメージ付与手段を前記制振ダンパーを構成する上部遊動部材に配置すると共に、前記ダメージ付与手段、或いは前記検知素子を前記側部構造体に配置したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制振装置の破壊検知システム。
【請求項５】
一つの前記検知素子に対して複数個の前記ダメージ付与手段を対向配置させたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置の破壊検知システム。
【請求項６】
前記検知素子は、非接触ＩＣタグであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の制振装置の破壊検知システム。
【請求項７】
前記検知素子は、圧電振動素子から成る圧電センサであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の制振装置の破壊検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震等の衝撃によって建造物の壁厚内に配置された制振装置が破壊されたか否かを非破壊検知することを可能とした制振装置の破壊検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建造物の壁部内空間に配置される粘弾性ダンパーを利用した制振装置として、例えば特開２００２−０６１７０６、特開２００３−０７４２０９、特開２００７−１２６８６８等に開示されたものがある。
例えば、特開２００７−１２６８６８に開示された粘弾性ダンパーを利用した制振パネルは、矩形枠体の四隅から夫々対角線方向にブレースを延設し、各ブレースの先端部を制振ユニットに組み付けている。制振ユニットは、上側の二本のブレースと一体化された第１の浮動部材と、下側の二本のブレースと一体化された第２の浮動部材と、両浮動部材を一体化する粘弾性体と、から構成されている。
このような制振パネルは、建造物の建築中に壁部空間内に組み込まれ、その後ボード等によって閉止される。このため、制振ユニットが破壊される程度に大きな地震が発生した場合に制振ユニットの破壊の有無、破壊の程度を確認し、破壊されている制振ユニットを補修、交換するためには、全ての壁部を破壊して制振ユニットを露出させた上で破壊状況を目視により確認する必要があった。
しかし、従来の確認方式では、制振ユニットを内蔵した全ての壁部を破壊しない限り確認作業が完了せず、壁部破壊後には補修が必要となるため、大幅なコスト増と工期の長期化を招くという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−０６１７０６公報
【特許文献２】特開２００３−０７４２０９公報
【特許文献３】特開２００７−１２６８６８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来、建造物の壁部空間内に組み込まれた制振装置が地震等によって破壊されたか否かを地震発生後に確認するためには、制振装置を内蔵した壁部を全て破壊して制振装置を露出させた上で目視確認する必要があった。このため、壁部の破壊、補修が必要となり、工期の長期化、コストアップを招くという問題があった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、複数の遊動部材を粘弾性体によって一体化した構造の制振装置を建造物の壁部内空間に配置した場合に、地震によって制振装置が破壊されているか否かを壁部を破壊せずに確認、判定することができる制振装置の破壊検知システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、下部構造体に設けられた下部支持部材、上部構造体に設けられた上部支持部材、前記下部支持部材と前記上部支持部材とに跨って配置された制振ダンパー、及び前記制振ダンパーの破壊によって作動して制振ダンパーが破壊したことを検知する破壊発生検知手段を備えた制振装置と、前記破壊発生検知手段の作動の有無を検知するリーダと、を備えた制振装置の破壊検知システムであって、前記制振ダンパーは、前記下部支持部材に固定された下部遊動部材と、前記上部支持部材に固定された上部遊動部材と、前記下部遊動部材と前記上部遊動部材とを連結一体化する粘弾性ダンパーと、を備え、前記破壊発生検知手段は、前記下部支持部材と前記上部支持部材が所定距離以上横方向へ相対移動したときに作動するように構成されており、前記破壊発生検知手段は、破壊されることによって電磁波による記録情報の読み出しが不可能な状態に陥る検知素子と、この検知素子を破壊するダメージ付与手段と、から構成されており、前記検知素子、或いは前記ダメージ付与手段を前記制振ダンパーの側部から突出した検知素子支持手段に保持すると共に、前記ダメージ付与手段、或いは前記検知素子を、前記制振ダンパーの左右方向に夫々該制振ダンパーと離間して対向配置された側部構造体側に設けたことを特徴とする。
地震を始めとした災害等によって建築物がダメージを受けた場合に、作動した制振装置が破壊している場合には交換、補修する必要がある。しかし、制振装置は建築物の構造体内部に埋設されているのが普通であるから、制振装置（制振ダンパー）が破壊しているか否かを目視、或いは測定装置によって確認するためには、制振装置を覆っている壁材等を破壊、除去した上で作業を行う必要がある。しかし、建築物中に装備された全ての制振装置について周辺部材の破壊を伴う検査を行うことはその手数、コスト等の点で極めて不利である。そこで、本発明では、制振装置が破壊される程度に大きな衝撃が加わった可能性がある場合に壁材などを破壊することなく外部からの検査によって破壊の有無を正確に確認することができる制振装置を提供するものである。破壊発生検知手段は、制振ダンパーの破壊と連動して破壊されることにより、外部からの非破壊による検知を可能とするものである。
【０００５】
地震において、下部支持部材と上部支持部材とが所定距離以上相対変位した場合に、破壊発生検知手段が作動（破壊）されるように構成した。この破壊状態を外部から非破壊によって検知することができる。
検知素子を制振ダンパー側に配置してダメージ付与手段を側部構造体側に配置してもよいし、その逆であってもよい。
請求項２の発明は、前記ダメージ付与手段は、常時においては前記検知素子と非接触状態にあり、前記制振ダンパーの破壊時に該検知素子と接触することにより該検知素子を破壊するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、前記ダメージ付与手段は、常時においては連結手段を介して前記検知素子と接続しており、前記制振ダンパーの破壊時に前記連結手段を介して該検知素子を破壊するように構成されていることを特徴とする。
連結手段を介して検知素子とダメージ付与手段とが連結しているので、どのような揺れに対しても確実に反応することができる。
【０００７】
請求項４の発明は、前記検知素子、或いは前記ダメージ付与手段を前記制振ダンパーを構成する上部遊動部材に配置すると共に、前記ダメージ付与手段、或いは前記検知素子を側部構造体に配置したことを特徴とする。
請求項５の発明は、一つの前記検知素子に対して複数個の前記ダメージ付与手段を対向配置させたことを特徴とする。
請求項６の発明は、前記検知素子は、非接触ＩＣタグであることを特徴とする。
請求項７の発明は、前記検知素子は、圧電振動素子から成る圧電センサであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、下部構造体に設けられた下部支持部材と、上部構造体に設けられた上部支持部材と、前記下部支持部材と前記上部支持部材とに跨って配置された制振ダンパーと、を備えた制振装置であって、前記制振ダンパーの破壊によって作動して制振ダンパーが破壊したことを検知する破壊発生検知手段を備えたので、複数の遊動部材を粘弾性体によって一体化した構造の制振装置を建造物の壁部内空間に配置した場合に、地震によって制振装置が破壊されているか否かを壁部等を破壊せずに確認、判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は本発明の一実施形態に係る制振装置の構成例を示す斜視図、制振ダンパーの側部拡大断面図、破壊発生検知手段の要部拡大図、及び破壊発生検知手段の他の構成図である。
制振装置１は、建築物の壁部３０の一部を構成しており、壁部３０内の空所Ｓに配置されることにより、地震発生時に制振ダンパーによって地震エネルギーを吸収する。
本実施形態では、建築物の壁部３０は、下部構造体３１と、下部構造体３１の上方に対向配置された上部構造体３２と、左右の側部構造体３３、３４と、を備えており、上下の構造体３１、３２間に形成される空間Ｓ内に本発明の制振装置１を組み込んだ状態で、空間Ｓの前後両面を図示しないボード等の壁材によって閉止した構造を有する。
制振装置１は、下部構造体３１から対角線方向上方に延びる一対の下部支持部材（下部ブレース部材）２と、上部構造体３２から対角線方向下方へ延びる一対の上部支持部材（上部ブレース部材）５と、下部支持部材２の上部と上部支持部材５の下部に跨って配置された制振ダンパー１０と、制振ダンパー１０が破壊されることによって作動して制振ダンパーが破壊したことを検知する破壊発生検知手段１５と、を備えている。
【００１０】
制振ダンパー１０は、下部支持部材２に固定された下部遊動部材１１と、上部支持部材５に固定された上部遊動部材１２と、下部遊動部材１１と上部遊動部材１２とを連結一体化する粘弾性ダンパー１３と、を備えている。この例では、下部遊動部材１１は二股に分岐した略Ｕ字状の鋼板から成り、上部遊動部材１２は下部遊動部材１１の二股内に入り込んだ状態で配置された鋼板から成る。なお、下部遊動部材１１は予め一体化されたＵ字状鋼板である必要はなく、２枚の鋼板をＵ字状に接合したものであってもよい。粘弾性ダンパー１３はゴム系、アスファルト系、アクリル系等の高分子化合物から成る弾性層と薄い鋼板とを交互に積層した積層構造を有する。なお、粘弾性ダンパー１３は、必ずしも弾性層と鋼板との積層構造である必要はなく、弾性層のみからなる構成であってもよい。
破壊発生検知手段１５は、地震の揺れによって下部支持部材２に対する上部支持部材５の位置関係が、初期位置から所定距離以上横方向へ相対移動したときに作動するように構成されている。
即ち、この実施形態では、破壊発生検知手段１５は粘弾性ダンパー１３がその許容変形量を超えて変形した場合に作動するように構成されている。
具体的には、破壊発生検知手段１５は、破壊されることによって記録情報の読み出しが不可能な状態に陥る検知素子と、粘弾性ダンパー１３がその許容変形量を超えて変形した際に連動することによって検知素子を破壊するダメージ付与手段と、から構成する。
【００１１】
このような検知素子の一例として、非接触ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）を例示することができる。この例では、地震発生時に揺動する上部遊動部材１２の左右両側部から突出した突起（検知素子支持手段）１６の先端面に非接触ＩＣタグ（以下、ＩＣタグ、と称する）１７を固定すると共に、両側部構造体３３、３４からＩＣタグ１７に向けて加圧手段（ダメージ付与手段）２０を夫々突設しておく。図１（ｃ）に示すように好ましくは加圧手段２０の先端（ダメージ付与手段）２０ａは先端が尖った構成としておき、接触時にＩＣタグを確実に破壊し易くする。粘弾性ダンパー１３の許容変形量を超えて上部遊動部材１２が横方向に変位して各ＩＣタグ１７が各加圧手段２０と接触することによってＩＣタグを破壊する。
また、図１（ｃ）に示すように、突起１６側に一つのＩＣタグ１７を配置した場合、加圧手段２０側にはＩＣタグの面積を超えた広い範囲に亘って尖った先端（ダメージ付与手段）２０ａを複数配置しておくのが好ましい。このように構成することにより、地震の振動によってＩＣタグと加圧手段とが横方向へ相対移動するばかりでなく、上下方向、前後方向等々、横方向以外の方向にも同時に相対変位したとしても、ＩＣタグに加圧手段を接触させて確実に破壊することができる。
【００１２】
或いは、図１（ｄ）に示すように突起１６側に複数のＩＣタグ１７を縦横方向に複数個近接配置しておき、加圧手段２０側にも縦横方向に複数個の尖った先端（ダメージ付与手段）２０ａを形成しておくことにより、検知精度をより確実化することができる。なお、この場合、使用するＩＣタグ１７には全て同一のＩＤを記録しておいてもよいし、各ＩＣタグに異なったＩＤを記録しておくことによって、一つの突起１６上のどのＩＣタグが破壊されたかを確認できるようにしてもよい。
要するに、個々のＩＣタグに対応して配置する加圧手段２０側の先端２０ａの数を一個に留めず、しかも複数の先端２０ａを分散配置することにより、検知精度を向上することが可能となる。
なお、破壊発生検知手段１５は、常に左右両側に夫々一個ずつ配置する必要はなく、複数個ずつ配置してもよいし、左右何れか一方のみに配置しても良い。複数個配置した場合には、何れか一個が作動したことによって制振ダンパー１０が破壊したことを推定することが可能となり、検知精度を高めることが可能となる。
また、側部構造体３３、３４側に非接触ＩＣタグを配置し、加圧手段２０を上部遊動部材１２側に配置してもよい。
なお、建築物の構造によっては地震発生時に下部構造体が主として振幅することがあるが、このような場合には下部遊動部材１１側に破壊発生検知手段１５を配置するようにしてもよい。
【００１３】
上記実施形態に係る破壊発生検知手段１５では、何れも加圧手段２０は、常時においてはＩＣタグ１７と非接触状態にあり、制振ダンパーの破壊時にＩＣタグと接触することによりＩＣタグを破壊するように構成されている。
しかし、このように常時においてＩＣタグと加圧手段が離間配置されている場合には、地震により建築物が破壊されるパターンによっては、ＩＣタグを加圧手段が適切に破壊できないケースも想定される。
図２はこのような不具合に対処するための実施形態であり、この実施形態にかかる制振装置１では、ダメージ付与手段２０は、常時においては連結手段５０を介してＩＣタグ（検知素子）１７と接続しており、制振ダンパーの破壊時に連結手段５０を介してＩＣタグにダメージを付与して確実に破壊するように構成されている。
【００１４】
即ち、連結手段５０は、ワイヤ、チェーン等々の可撓性を有した線材から構成し、ＩＣタグの適所（回路を破壊し易い部位）に一端を固定すると共に、他端を左右何れかの構造体（ダメージ付与手段）３３、３４に固定する。
連結手段５０をワイヤ、チェーン等の可撓性を有した線材から構成する場合には、常時においては図２（ａ）のように弛みを持たせておき、（ｂ）のように地震発生によって連結手段に所定以上のテンションを付与されたときにＩＣタグを破断させるように構成する。
これによれば、地震により制振ダンパー１０と側部構造体３３、３４との間で所定以上の相対変位が発生したときに、連結手段５０を介してＩＣタグが各側部構造体３３、３４へ向けた引く力を受けることにより、ＩＣタグを確実に破壊することができる。
なお、ＩＣタグ１７は、情報を記憶するＩＣチップと、無線通信用のアンテナとから概略構成されており、ＩＣタグが正常な状態にある場合には、読み取り装置（リーダ）からの電磁波によって記憶された情報を読み出すことができるが、潰されたり、分断されることによって回路が破壊された場合には読み取り装置との間の無線通信が不可能となるために情報の読み出しが不可能となり、破壊されたことが判定できる。
【００１５】
図３は一般的なＩＣタグ１７の構成例を示すブロック図である。このＩＣタグ１７は、図示しないリーダライタからの電力用搬送波によりデータの授受をするアンテナ１７ａと、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路１７ｂと、アンテナ１７ａからの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路１７ｃと、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置１７ｄと、制御回路１７ｇからの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器１７ｅと、送受信回路１７ｂからの搬送波データから２値化データに変換する検波器１７ｆと、ＩＣタグ全体の動作を制御する制御回路１７ｇと、から構成されている。
なお、各制振装置１に装備される各ＩＣタグ１７毎に異なったＩＤをＩＣチップにメモリしておくことにより、読み取り装置によりＩＣタグが付された制振ダンパー１０を識別し、特定することができる。ＩＣタグが破壊されたことによってＩＤを読取ることができない場合には当該ＩＣタグが付された制振ダンパーが破壊されているものと判定することができる。
【００１６】
ＩＣタグ１７と加圧手段２０との間の距離（連結手段５０の長さ）は、予め設定された粘弾性ダンパー１３の許容変形距離に応じて設定する。即ち、粘弾性ダンパー１３が破壊される程度に制振ダンパー１０と側部構造体３３、３４との間に相対変位が発生した場合に確実にＩＣタグが破壊されるように上記距離を設定する。
ＩＣタグ１７が破壊される程度に下部遊動部材１１と上部遊動部材との間の相対移動が発生した場合であっても、実際には粘弾性ダンパー１３に亀裂等の破壊が発生しないこともあるが、制振ダンパー１０の強度は、周辺の構造体３１〜３４の設計強度を下回るように設計されているため、ＩＣタグ１７が破壊されたことによって制振ダンパー１０が破壊されたものと見なす必要がある。
【００１７】
次に、破壊発生検知手段１５としてはＩＣタグ以外にも電磁波を利用して記録内容等を読み取り可能な記憶媒体（検知素子）を使用することができる。例えば、図４は、所定の周波数特性を有した水晶基板（圧電基板）４１ａの両面に励振電極４１ｂを形成した水晶振動素子４１にアンテナコイル４２を接続した水晶検知素子（圧電検知素子）４０を示している。読み取り装置（リーダ）としてのプローブ４５は、センサコイル４６から所定周波数の検知信号ｆ１を出力することによって水晶振動素子４１を励振させ、この励振によりアンテナコイル４２から出力される電波ｆ２を受信する。プローブ４５に表示部を設けて検知対象としている水晶検知素子４０からの返信の有無を確認することにより、水晶振動素子の破壊の有無を判定することができる。また、同じ建築物内に配置された複数の制振ダンパー１０に装備された各水晶振動素子の共振周波数を異ならせることによって何れの水晶振動素子が破壊されているかを容易に識別することが可能となる。
勿論、水晶検知素子４０を壁内部に配置するに際しては、図示しないパッケージにより真空封止することにより耐久性を確保する一方で、ダメージ付与手段によって破壊可能となるように構成する。
圧電検知素子４０を破壊することにより制振ダンパーの破壊を検出する構成としては、図１、図２の構成をそのまま流用することができる。
【００１８】
なお、ＩＣタグ、圧電検知素子からなる検知素子は、電磁波により破壊の有無を検知されるため、電磁波をシールドする性質を有した金属材料（例えば、遊動部材１１、１２や、支持部材２、５）が近傍に存在する場合には作動不能や誤作動となる危険性があるが、本発明のようにこれらの金属材料から離間した位置に突出した突起１６上に検知素子を配置するように構成したので、金属材料からの影響を回避することができる。
電磁波をシールドする金属材料から成る遊動部材１１、１２等による影響を回避できるのであれば、図５に示すように上下の遊動部材１１、１２間に跨るようにＩＣタグ１７（或いは、圧電検知素子４０）の両端部を固定しておけばよい。このように地震発生によって相対変位する２つの部材間に跨って検知素子を配置しておくことにより、最もシンプルな構成によって検知素子を破壊することができる。
なお、各実施形態に係る制振装置１と、破壊発生検知手段１５の作動の有無を検知するリーダとは、制振装置の破壊検知システムを構成している。
【００１９】
以上のように本発明によれば、地震を始めとした災害等によって建築物がダメージを受けたか否かの検査を非破壊にて行うことができる。即ち、従来、地震発生により作動した制振装置が破壊している場合には交換、補修する必要があるため、破壊の有無を目視、或いは測定装置によって確認する必要があった。しかし、建築物中に装備された全ての制振装置について周辺部材の破壊を伴う検査を行うことはその手数、コスト等の点で極めて不利である。
本発明では、制振装置が破壊される程度に大きな衝撃が加わった可能性がある場合に壁材などを破壊することなく外部からの検査によって破壊の有無を正確に確認することができる。
また、建造物がダメージを受ける虞のある自然災害として地震を例示したが、これは一例に過ぎず、本発明は、暴風雨、地滑り、洪水等々あらゆる自然災害に起因した制振装置の破壊状況を検知することができることは言うまでもない。また、自然災害に限らず、各種人災による建造物の破壊等にも適用することができる。
なお、上記実施形態では、電磁波を用いて検知素子の破壊の有無を検知するようにしたが、超音波により作動する検知素子を用いるようにしてもよい。
本発明の破壊発生検知装置は、制振装置のみならず、免震装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の一実施形態に係る制振装置の構成例を示す斜視図、制振ダンパーの側部拡大断面図、破壊発生検知手段の要部拡大図、及び破壊発生検知手段の他の構成図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る破壊発生検知手段の構成説明図である。
【図３】一般的なＩＣタグの構成例を示すブロック図である。
【図４】圧電振動素子を用いた本発明の破壊発生検知手段（制振装置の破壊検知システム）の構成説明図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る破壊発生検知手段の構成説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…制振装置、２…下部支持部材、５…上部支持部材、１０…制振ダンパー、１１…下部遊動部材、１２…上部遊動部材、１３…粘弾性ダンパー、１５…破壊発生検知手段、１６…突起（検知素子支持手段）、１７…ＩＣタグ、１７ａ…アンテナ、１７ｂ…送受信回路、１７ｃ…電力生成回路、１７ｄ…メモリ装置、１７ｅ…変調器、１７ｆ…検波器、１７ｇ…制御回路、２０…加圧手段（ダメージ付与手段）、２０ａ…先端、３０…壁部、３１…下部構造体、３２…上部構造体、３３、３４…側部構造体、４０…水晶検知素子（圧電検知素子）、４１…水晶振動素子（圧電振動素子）４１ａ…水晶基板、４１ｂ…励振電極、４２…アンテナコイル、４５…プローブ、４６…センサコイル、５０…連結手段。
【図１】
0005068118.tif 000002
【図２】
0005068118.tif 000003
【図３】
0005068118.tif 000004
【図４】
0005068118.tif 000005
【図５】
0005068118.tif 000006