(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体と下部構造体との間に、前記柱の長さよりも長い張力部材を取り付け、この張力部材の途中に、第１のアームの一端部を固定するとともに、この第１のアームの他端部に、前記柱や前記上部構造体あるいは前記下部構造体の何れかに回動自在に取り付けられた第２のアームを回転自在に連結し、前記第１のアームあるいは前記第２のアームと前記柱や上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装するとともに、これらのアームを付勢することにより、張力部材に張力を与える付勢部材を介装し、前記柱と前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、免震支承を介装してなることを特徴とする構造物の制振装置。
【請求項２】
前記張力部材、前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記緩衝部材、および、前記付勢部材を、前記柱を挟んだ両側に、この柱を中心として線対称的に設けてなることを特徴とする請求項１に記載の構造物の制振装置。
【請求項３】
前記一対の張力部材の、前記各第１のアームとの連部間に、前記両張力部材に張力を与える付勢部材を介装してなることを特徴とする請求項２に記載の構造物の制振装置。
【請求項４】
前記柱の途中に、前記張力部材の途中が固定される係止部材を設けるとともに、この係止部材に、前記第２のアームを回動自在に連結したことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項５】
前記張力部材をロープによって構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項６】
前記張力部材を鋼棒によって構成したとを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の構造物の制振装置。
【請求項７】
構造物の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体と下部構造体との間に、一対の鋼棒からなり、その軸長の和が前記柱の長さよりも長い張力部材を前記柱の中心に関して片側毎に配置し、前記各鋼棒の一端部間を回動自在に連結するとともに、一方の鋼棒の他端部を前記柱の頭部回りの前記上部構造体に回動自在に連結し、他方の鋼棒の他端部を前記柱の脚部回りに回動自在に連結し、前記両鋼棒の連結部と、前記柱や上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装し、前記柱と前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、免震支承を介装してなることを特徴とする構造物の制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は構造物の制振装置に係わり、特に、木造建築物や鉄骨建築物等の構造物に用いて好適な制振装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、、木造建築物や鉄骨建築物等の構造物にあっては、地震等の振動による被害を抑えるために種々の対策が施されており、その一つとして、図５に示すように、柱１と、この柱１の上下に取り付けられる支持構造体（例えば、梁や天井、床や基礎等）２との間に、筋交い状に緩衝部材（たとえば、オイルダンパ）３を設置し、構造体に加わる振動を、前記緩衝部材３の緩衝作用によって早期に減衰させるようにした技術が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来の技術においては、つぎのような改善すべき問題点が残されている。
【０００４】
すなわち、前述したように緩衝部材３を、柱１と支持構造体２との間に筋交い状に設置すると、前記柱１と支持構造体２との間の空間部が、前記緩衝部材３によって占められてしまうといった問題点である。
【０００５】
このような問題点は、前記緩衝部材３が、構造体の埋め殺しの壁部分に設置される場合には、その影響が少ないが、前記壁に窓を設ける必要がある場合、あるいは、前記柱１が床の中心部に設けられて、前記柱１のまわりがフロアとなされている場合等には、前記緩衝部材３によって窓の設置スペースが制限され、あるいは、前記緩衝部材３が前記フロアーの上部に位置させられて、フロアーの有効利用が図れないといった不具合の原因となる。
また、木造建築等の場合には、梁柱の接合部分も弱く、ダンパの取り付けが困難であり、特に、伝統的な木造建築物の修復には、大口径の柱の入手が難しく、傾斜復元力を期待することも困難であった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、構造物に対する制振機能を確保しつつ、柱とこの柱が取り付けられる支持構造体との間に大きな空間部を確保することのできる構造物の制振装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の構造物の制振装置は、前述した目的を達成するために、構造物の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体と下部構造体との間に、前記柱の長さよりも長い張力部材を取り付け、この張力部材の途中に、第１のアームの一端部を固定するとともに、この第１のアームの他端部に、前記柱や前記上部構造体あるいは前記下部構造体の何れかに回動自在に取り付けられた第２のアームを回転自在に連結し、前記第１のアームあるいは前記第２のアームと前記柱や上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装するとともに、これらのアームを付勢することにより、張力部材に張力を与える付勢部材を介装し、前記柱と前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、免震支承を介装してなることを特徴とする。本発明の請求項２に記載の構造物の制振装置は、請求項１に記載の前記張力部材、前記第１のアーム、前記第２のアーム、前記緩衝部材、および、前記付勢部材を、前記柱を挟んだ両側に、この柱を中心として線対称的に設けてなることを特徴とする。本発明の請求項３に記載の構造物の制振装置は、請求項２に記載の前記一対の張力部材の、前記各第１のアームとの連部間に、前記両張力部材に張力を与える付勢部材を介装してなることを特徴とする。本発明の請求項４に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記柱の途中に、前記張力部材の途中が固定される係止部材を設けるとともに、この係止部材に、前記第２のアームを回動自在に連結したことを特徴とする。本発明の請求項５に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記張力部材をロープによって構成したことを特徴とする。本発明の請求項６に記載の構造物の制振装置は、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記張力部材を鋼棒によって構成したとを特徴とする。本発明の請求項７に記載の構造物の制振装置は、構造物の柱と、この柱が取り付けられる上部構造体と下部構造体との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体と下部構造体との間に、一対の鋼棒からなり、その軸長の和が前記柱の長さよりも長い張力部材を前記柱の中心に関して片側毎に配置し、前記各鋼棒の一端部間を回動自在に連結するとともに、一方の鋼棒の他端部を前記柱の頭部回りの前記上部構造体に回動自在に連結し、他方の鋼棒の他端部を前記柱の脚部回りに回動自在に連結し、前記両鋼棒の連結部と、前記柱や上部構造体あるいは下部構造体との間に緩衝部材を介装し、前記柱と前記上部構造体あるいは下部構造体との間に、免震支承を介装してなることを特徴とする
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図１を参照して説明する。
本実施形態に係わる構造物の制振装置１０は、構造物の柱１１と、この柱が取り付けられる上部構造体（梁）１２と下部構造体（基礎）１３との間に設けられる制振装置であって、前記上部構造体１２と下部構造体１３との間に、前記柱１１の長さよりも長い張力部材１４を取り付け、この張力部材１４の途中に、第１のアーム１５の一端部を固定するとともに、この第１のアーム１５の他端部に、前記柱１１に回動自在に取り付けられた第２のアーム１６を回転自在に連結し、前記第１のアーム１５と前記第２のアーム１６との連結部１７と、前記上部構造体１２との間に緩衝部材１８を介装するとともに、これらの第１および第２のアーム１５・１６を付勢することにより、前記張力部材１４に張力を与える付勢部材１９を介装し、前記柱１１と前記上部構造体１２との間に、免震支承としての積層ゴム支承２０を介装した基本構成となっている。
【０００９】
そして、本実施形態においては、前記制振装置１０が、前記柱１１の両側に、この柱１１を中心として線対称的に設けられている。
【００１０】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記柱１１の上端部近傍には、ブラケット２１が取り付けられており、このブラケット２１に、前記第２のアーム１６の端部が、ピン２２を介して回動自在に連結されている。
【００１１】
また、前記張力部材１４は、本実施形態においてはロープが用いられており、その上端部が、前記上部構造体１２に固定されたアンカー部材２３に止着され、また、下端部が、前記下部構造体１３に固定されたアンカー部材２４に止着されて、さらに、前記張力部材１４の途中に、前記第１のアーム１５の端部がピン２５によって固定されている。
【００１２】
前記各緩衝部材１８は、本実施形態においてはオイルダンパが用いられ、その一端部が、前記上部構造体１２に設けられたブラケット２６に、ピン２７を介して回動自在に連結され、他端部が、前記第１のアーム１５と第２のアーム１６との連結部１７に回動自在に連結されている。
そして、この緩衝部材１８は、前述したオイルダンパに代えて、コイルバネ等の弾塑性部材によって構成することも可能であり、あるいは、高減衰ゴム等の粘弾性体によって構成することも可能である。
【００１３】
前記付勢部材１９は圧縮スプリングであり、前記両アーム１５・１６の連結部１７を下方へ向けて押圧することにより、前記張力部材１４の途中を前記柱１１側へ押圧することにより、この張力部材１４を緩みなく緊張状態に保持するようになっている。
【００１４】
このように構成された本実施形態に係わる制振装置１０にあっては、構造物に振動が加わり、たとえば、前記上部構造体１０が、図２に矢印（イ）で示す方向に傾動させられると、図２において右側に配置されている張力部材１４に作用する張力が増加し、その両端部が離間させられ、これによって、前記第１のアーム１５および第２のアーム１６の連結部１７が上方へ向けて押し上げられる。
そして、この連結部１７の上方への移動量は、前記第１アーム１５と第２アーム１６によって構成されるリンク機構によって、前記上部構造体１２の傾動量よりも拡大される。
【００１５】
この結果、右側に設けられている緩衝部材１８および付勢部材１９に縮み方向の外力が加わり、前記緩衝部材１８において緩衝機能が生じ、この緩衝機能と、前記付勢部材１９の弾性変形エネルギによって、構造物に作用する振動エネルギが吸収される。
【００１６】
また、前述した上部構造体１２の移動により、この上部構造体１２と前記柱１１との間に介装されている積層ゴム支承２０が図２に示すように剪断変形させられる。
これによって、前記柱１１と、前記上部構造体１２との間に相対移動が生じ、この相対移動量の分、前記張力部材１４の上端部が固定されたアンカー部材２３が、前記柱１４に対してさらに相対移動させられる。
この結果、前述した前記第１のアーム１５および第２のアーム１６の連結部１７の上方への移動量がさらに増加されることにより、前記第１アーム１５と第２アーム１６の連結部１７の移動量が大きく拡大される。
したがって、前記緩衝部材１８の伸縮量がさらに拡大されて、この緩衝部材１８によるエネルギ吸収作用を高めることができる。
また、前記積層ゴム支承２０の変形エネルギもエネルギ吸収作用を生じることから、前記緩衝部材１８や付勢部材１９によるエネルギ吸収作用と相俟って、大きな制振作用が得られる。
【００１７】
また、左側の張力部材１４においては、その両端部が近付くように屈曲させられて、その緊張がゆるむ傾向となるが、この張力部材１４と前記第１のアーム１５との連結部（ピン２５）が、前記付勢部材１９の作用によって右側に押圧されていることにより、前記張力部材１４は緊張状態に保持されて、前述したように発生しようとする緩みが吸収される。
これに伴い、左側に配設された緩衝部材１８に伸び方向の外力が加わり、この緩衝部材１８において緩衝機能が生じ、前述した振動エネルギが吸収される。
【００１８】
また、揺り返しによって逆方向の揺れが発生した際においては、左側の張力部材１４の変形と右側の張力部材１４の変形、および、前記積層ゴム支承２０の変形が、前述したのと逆になり、同様の制振作用が得られる。
【００１９】
そして、前記制振装置１０を構成する両アーム１５・１６や張力部材１４、緩衝部材１８、および、付勢部材１９等が、前記柱１１と前記上部構造体１２や下部構造体１３との間に形成される角部に納められ、かつ、前記張力部材１４が、前記柱１１に沿って配置されることから、前記柱１１と上部構造体１２や下部構造体１３との間に形成される空間部Ａが大きく開放される。
したがって、前記柱１１がフロアの途中に配置されている場合にあっても、そのまわりの空間を大きく開放することができ、フロアの有効利用を図ることができる。
【００２０】
また、前記張力部材１４は、張力を与える構成になっているので、柱１１には、それに伴う圧縮力が付加される。
これは、構造物の重量が増加することと同様の効果があり、伝統的木造建築物に本システムを適用した場合、傾斜復元力も増大させることとなるとともに、振動エネルギ吸収効果も与えることが可能となる。
【００２１】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００２２】
たとえば、図３に示すように、前記左右の制振装置１０における、張力部材１４間に、引張りスプリング等の付勢部材を介装しておき、前記両張力部材１４に与える張力を増加させることもできる。
【００２３】
また、図４に示すように、制振装置１０を柱１１と、下部構造体１３との間に設けるとともに、前記柱１１の途中に、前記張力部材１４の途中が固定される係止部材２９を設けるとともに、この係止部材２９に、前記第２のアーム１６を回動自在に連結した構成とすることもできる。
このような構成とすることによって、前記張力部材１４を前記柱１１により接近させて配置することができ、前記空間部Ａをより広く利用することが可能となる。
【００２４】
さらに、前記張力部材１４としてロープを例示したが、これに代えて、鋼棒を用いることも可能である。
【００２５】
一方、図６に示すように、前記上部構造体１２と下部構造体１３との間に、一対の鋼棒１４ａ・１４ｂからなり、その軸長の和が前記柱の長さよりも長い張力部材１４を取り付け、前記各鋼棒１４ａ・１４ｂの一端部間をピン３０によって回動自在に連結するとともに、一方の鋼棒１４ａの他端部を、前記上部構造体１２にアンカー部材２３を介して回動自在に連結し、他方の鋼棒１４ｂの他端部を、前記下部構造体にアンカー部材２４を介して回動自在に連結し、前記両鋼棒１４ａ・１４ｂの連結部（ピン３０）と、前記柱１１との間に緩衝部材１８を介装し、前記柱１１と前記上部構造体１２との間に、積層ゴム支承２０を介装した構成とすることも可能である。
このような構成においても、前述した各実施形態とほぼ同等の作用効果を得ることができる。
そして、前記積層ゴム支承２０は、柱１１と下部構成体１３との間に介装してもよく、前記緩衝部材１８は、上部構成体１２や下部構成体１３との間に介装するようにしてもよい。
さらに、免震支承として前述した実施形態においては積層ゴム支承を例示したが、図７に符号３１で示すように、滑り支承や転がり支承を用いることも可能であり、これらの滑り支承や転がり支承は、前述した各実施形態においても適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる構造物の制振装置によれば、制振装置の主要構成部材を、柱と、この柱の各端部が取り付けられる支持構造体とで形成される角部に収納することができ、あるいは、柱や支持構造体に沿って配置することができ、これによって、柱まわりに大きな空間部を確保することができる。
したがって、前記柱がフロアの途中に配置されている場合にあっても、そのまわりの空間を大きく開放することができ、フロアの有効利用を図ることができる。
しかも、構造体へ振動が発生した場合において、構造物の変形量を拡大して緩衝部材へ作用させて、この緩衝部材の作動量を大きくし、これによって、緩衝部材によるエネルギ吸収作用を大きくして制振機能を高めることができる。
さらに、前記積層ゴム支承の変形により、前記緩衝部材の変形量をさらに拡大して、この緩衝部材によるエネルギ吸収作用をさらに大きくして制振機能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態の作用を説明するための概略正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す概略正面図である。
【図５】一従来例を示す要部の正面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示す概略正面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す概略正面図である。
【符号の説明】
１  柱
２  支持構造体（梁）
３  緩衝部材
１０  制振装置
１１  柱
１２  上部構造体（梁）
１３  下部構造体（基礎）
１４  張力部材
１４ａ  （一方の）鋼棒
１４ｂ  （他方の）鋼棒
１５  第１のアーム
１６  第２のアーム
１７  連結部
１８  緩衝部材
１９  付勢部材
２０  積層ゴム支承（免震支承）
２１  ブラケット
２２  ピン
２３  アンカー部材
２４  アンカー部材
２５  ピン
２６  ブラケット
２７  ピン
２８  付勢部材
２９  係止部材
３０  ピン
３１  滑り（転がり）支承（免震支承）
Ａ  空間部
【図１】
0003851542.tif 000002
【図２】
0003851542.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003851542.tif 000008