(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平に配置したフレーム部材の長さ方向両端部にそれぞれ建築物への取付部材を配設するとともに、該両取付部材上にそれぞれ配設した高減衰積層ゴムによりマス部材を略水平方向に変位可能に弾性支持して、そのマス部材に対し水平方向の復元力及び減衰力を付与することで、建築物の水平方向振動を低減するようにした制振装置において、
前記フレーム部材には、その長さ方向及び幅方向の略中央からマス部材に向かって上方に延びる柱状部を設ける一方、
前記マス部材には、前記フレーム部材から延びる柱状部をその外周部との間に所定間隔を空けて囲むように孔部を設け、
前記柱状部と孔部の周縁部との間には、前記フレーム部材及びマス部材を該フレーム部材の長さ方向及び幅方向についてそれぞれ弾性的に連結するように、当該フレーム部材の柱状部を挟む対称位置に各々２つ以上、並列にコイルばねを設けるとともに、該コイルばねの変形に伴いこのコイルばねに摺接するように、並列のコイルばねの間に減衰部材を挟んで設けたことを特徴とする建築物用制振装置。
【請求項２】
請求項１において、
減衰部材は、クッション材の両面に織布が一体的に貼り合わされてなることを特徴とする建築物用制振装置。
【請求項３】
請求項２において、
クッション材が不織布であり、織布がポリエステルの帆布であることを特徴とする建築物用制振装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
減衰部材の厚みは、該減衰部材を挟む２つのコイルばねの間の外径隙間に対して、略１．０１倍以上かつ略１．３０倍以下であることを特徴とする建築物用制振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築物用制振装置に関し、特に住宅等の小規模建築物で強風や交通振動に起因して発生する水平方向の不快な揺れ（微小な振動）を低減するのに好適な制振装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の建築物用制振装置として、例えば特開平８−１２８２２８号公報に開示されるように、大きな平板状のウエイトをマス部材とする付加振動系を建築物の屋根等に配設するとともに、そのウエイトと建築物との間に減衰材を介在させて、揺れを減衰するようにしたものが知られている。このものでは、プレハブ住宅等の屋根上に取り付けるのに好適な高さの低い形状とするために、図７(a)に模式的に示すように、平面視で長方形をなすウエイトａの外周側に重なるように矩形枠状のフレームｂを配置し、このフレームｂに対してウエイトａの４隅を積層ゴムｃ，ｃ，…により支持して、略水平に配置する。
【０００３】
そして、前記４つの積層ゴムｃ，ｃ，…によりウエイトａに水平方向の復元力を与えるとともに、各積層ゴムｃに隣接するように設けた粘性体ｄによって減衰力を付与するようにしており、これにより、建築物の水平方向の揺れが伝達されてウエイトａが微少振動するときに、粘性体ｄ，ｄ，…の変形によって振動のエネルギが消費されるようになっている。
【０００４】
このように付加振動系によって建築物の振動を効果的に減衰させるためには、該付加振動系の固有振動数を建築物に合わせて適切に調整することが好ましく、そのために前記従来例の制振装置では、ウエイトａとフレームｂとの間にコイルばねｅ，ｅ，…を配設している。すなわち、従来例の制振装置は、その長さ方向（Ｙ方向）が建築物の桁方向に沿うように、また、幅方向（Ｘ方向）が建築物の妻方向に沿うように配置され、その各方向について各々２つのコイルばねｅ，ｅが２組ずつ配設されていて、この２組のコイルばねｅ，ｅ，…によって振動系の固有振動数を建築物の桁方向及び妻方向についてそれぞれ調整できるようになっている。
【０００５】
より詳しくは、制振装置の長さ方向（Ｙ方向）に延びる２組のコイルばねｅ，ｅ，…は、それぞれ、図の上下方向両端側に離間して互いに同軸上に配置された２つのコイルばねｅ，ｅからなり、その各コイルばねｅの装置外方側の端部がフレームｂに連結される一方、装置内方側の端部がウエイトａに連結されている。また、幅方向（Ｘ方向）に延びる２組のコイルばねｅ，ｅ，…も、それぞれフレームｂの幅方向両端側に離間した２つのコイルばねｅ，ｅからなる。
【０００６】
ここで、そのように大きな平板状のウエイトａをその外周側寄りに配置したフレームｂに取り付けるようにすると、該ウエイトａ及びフレームｂの間のコイルばねｅ，ｅ，…は装置の外周側に分散して配置されることになり、このため、それらコイルばねｅ，ｅの取付けや交換を行うときには、かなり重量のあるコイルばねｅ，ｅ，…を持って装置の周囲を移動しなくてはならず、この作業が容易ならざるもので、非常に効率が悪いという問題があった。
【０００７】
また、そのように、互いに対をなす２つのコイルばねｅ，ｅが装置の長さ方向ないし幅方向に大きく離間していると、図７(b)に誇張して示すように、ウエイトａとフレームｂとが鉛直軸周りに相対的に回動変位した状態で、その２つのコイルばねｅ，ｅの軸線（図に一点差線で示す）が比較的大きくずれてしまい、長さ方向及び幅方向のばね特性が変化して、所期の狙い通りの制振作用が得られなくなる虞れもあった。
【０００８】
これに対し、斯かる作業効率の問題を解決し、かつ制振作用を安定的に得られるようにするために、本願出願人は、既に特願２００１−２３３３０７において新規な制振装置の構成を提案している。すなわち、この提案例のものでは、制振装置のマス部材とフレーム部材とを弾性的に連結するためのコイルばねを、該制振装置の長さ方向及び幅方向の略中央に集中的に配置するようにしており、このことで、コイルばねの取付けや交換作業を大幅に容易化でき、しかも、マス部材の回動による影響を極小化して、制振作用を安定的に確保できるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来例（特開平８−１２８２２８号公報）や提案例（特願２００１−２３３３０７）のように、コイルばねにより振動系の固有振動数を調整するようにした制振装置では、そのコイルばねの交換によって振動系のばね定数を調整することになるので、そのばね定数は段階的にしか調整し得ず、制振装置の振動系の固有振動数を建築物のそれに対して完全に同調させることはできないものである。
【００１０】
従って、制振装置の振動系における固有振動数の調整がある程度ラフなものであっても、十分な制振効果を得られるように、その振動系の減衰係数を高めに設定したいという要請がある。
【００１１】
しかしながら、斯かる要請に対応するために、マス部材を支持する高減衰積層ゴムの減衰を大きくすると、通常、ゴムの損失係数が大きくなり過ぎて、振動の遮断特性が劣化するとともに、ゴムの内部に永久歪みが生じて、所要の復元性が得られなくなるという不具合を生じる。
【００１２】
一方、前記前者の従来例のように、マス部材とフレーム部材との間に別の減衰部材（粘性体ｄ）を配設することも考えられるが、この場合には、減衰部材の取付けや交換の作業が必要になるので、その作業に余計な手間がかからないよう、減衰部材の配設場所には細心の注意を必要とする。
【００１３】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マス部材をフレーム部材に対して高減衰積層ゴムにより弾性的に支持してなる制振装置において、振動系の減衰比を高める減衰部材の構成に工夫を凝らし、作業の容易化と作業効率の向上とを図りつつ、マス部材の回動に起因する制振作用の低下を実質的に解消するとともに、振動系の固有振動数の調整が比較的ラフなものであっても、十分な制振作用を得られるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明の制振装置では、制振装置の略中央にばね部材と減衰部材とを集中的に配置するとともに、その減衰部材を、ばね部材の変形に伴いこのばね部材に摺接するように配設した。
【００１５】
具体的に、請求項１の発明は、略水平に配置したフレーム部材の長さ方向両端部にそれぞれ建築物への取付部材を配設するとともに、該両取付部材上にそれぞれ配設した高減衰積層ゴムによりマス部材を略水平方向に変位可能に弾性支持して、そのマス部材に対し水平方向の復元力及び減衰力を付与することで、建築物の水平方向振動を低減するようにした制振装置を前提とする。
【００１６】
そして、前記フレーム部材には、その長さ方向及び幅方向の略中央からマス部材に向かって上方に延びる柱状部を設け、一方、前記マス部材には、前記フレーム部材から延びる柱状部をその外周部との間に所定間隔を空けて囲むように孔部を設ける。そして、その柱状部と孔部の周縁部との間には、前記フレーム部材及びマス部材を該フレーム部材の長さ方向及び幅方向についてそれぞれ弾性的に連結するように、当該フレーム部材の柱状部を挟む対称位置に各々２つ以上、並列にコイルばねを設けるとともに、該コイルばねの変形に伴いこのコイルばねに摺接するように、並列のコイルばねの間に減衰部材を挟ませて設ける構成とする。
【００１７】
前記の構成により、建築物の振動は主に取付部材と高減衰積層ゴムとを介してマス部材に伝達されて、このマス部材が高減衰積層ゴム及びコイルばねから復元力を受けつつ、水平方向に振動する。このとき、高減衰積層ゴムの変形とコイルばね及び減衰部材の摺動摩擦とによって振動のエネルギが消費されて、建築物の揺れが減衰される。
【００１８】
その際、前記マス部材が水平面内において回動変位すると、コイルばねも本来の配設位置からずれることになるが、コイルばねは制振装置の略中央に集中して配置されているので、その位置ずれはあまり大きくはならず、従って、マス部材の回動変位に起因する制振作用の低下は十分に抑制される。
【００１９】
また、前記コイルばねや減衰部材が制振装置の略中央に集中して配置されており、しかも、マス部材の孔部と該孔部に囲まれた柱状部との間に掛け渡されるように配置されているので、それらのコイルばねや減衰部材の取付けや交換の作業は、それらの上方から容易に行うことができ、作業が容易に行えるとともに、作業効率も高い。
【００２０】
さらに、この発明では、新たに設けた減衰部材により振動系の減衰を所定以上に大きくすることができるので、この振動系の固有振動数の調整をあまり厳密に行わなくても、所要の制振作用を得られる。しかも、その減衰部材がコイルばねに摺接することによって該コイルばねのヒステリシスが大きくなり、動ばね定数が実質的にある程度の幅を持つものとなるから、固有振動数の調整が比較的ラフなものであっても、十分な制振作用を得られるようになる。
【００２１】
加えて、この発明では、前記のようにコイルばねは、フレーム部材の柱状部を挟む対称位置に各々２つ以上、並列に設けられており、この並列のコイルばねの間に減衰部材が挟まれているから、柱状部を挟んで互いに対称に位置する複数のコイルばねにより、該柱状部を中立位置に付勢する安定したばね力が得られる。また、並列のコイルばねの間に減衰部材を挟むことで、該減衰部材を極めて容易に保持できるとともに、減衰部材とコイルばねとの間の摺動摩擦の大きさも安定したものとなる。
【００２２】
請求項２の発明では、請求項１の発明における減衰部材を、クッション材の両面に織布が一体的に貼り合わされてなるものとする。このような減衰部材を用いることで、ばね部材との間に適度のクッション性を保ちつつ、十分な摺動摩擦が得られ、もって、請求項１の発明の作用効果を十分に得ることができる。
【００２３】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、クッション材が不織布であり、織布がポリエステルの帆布であることを特徴とする。こうすれば、請求項２の発明の好ましい構成が得られる。
【００２４】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明における減衰部材の厚みを、該減衰部材を挟む２つのコイルばねの間の外径隙間に対して、略１．０１倍以上かつ略１．３０倍以下とする。こうすることで、コイルばねと減衰部材とを圧接気味に摺接させて、それらの間で所期の摺動摩擦を得ることができる。尚、減衰部材の厚みは２つのコイルばねの間の外径隙間に対して略１．０３倍以上かつ略１．１０倍以下とするのがさらに好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図４は本発明の実施形態に係る建築物用制振装置Ａを示し、この制振装置Ａは、例えば鉄筋コンクリート住宅等の小規模建築物の屋上に設置するのに好適なコンパクトな寸法形状のものであって、設置した建築物の固有振動数に合わせて、振動系の固有振動数を調整するようにしたものである。
【００２７】
前記各図において、符号１は、制振装置Ａの長さ方向（図示のＹ方向：以下、単にＹ方向ともいう）全体に亘るセンターフレーム（フレーム部材）であり、このセンターフレーム１は、帯状の鋼板の幅方向両側を長さ方向に折り曲げて一段下がったフランジ部を形成したものである。また、該センターフレーム１の長さ方向の両端部には、平面視で（上下方向から見て）それぞれ該センターフレーム１に直交するように、制振装置Ａの幅方向（図示のＸ方向：以下、単にＸ方向ともいう）に延びる取付ベース板２，２（取付部材）が配置されて、センターフレーム１のフランジ部の下面にボルト等により固定されている、この取付ベース板２，２によって、制振装置Ａが建築物の所定箇所に取付けられるようになっている。
【００２８】
前記各取付ベース板２の両端部付近には、それぞれ、該取付ベース板２を上方に突出するように折り曲げて段部が形成され、その各段部上に高減衰積層ゴム３が上方（図示のＺ方向の上方）に向かって延びるように配設されている。また、前記センターフレーム１及び取付ベース板２，２全体の上方には、鋼板製メインフレーム４がその４隅を前記高減衰積層ゴム３，３，…により支承されて配置されており、さらに、このメインフレーム４の長さ方向（Ｙ方向）両端側に２つのブロック状のウエイト５，５が互いに対称となるように配設されている。
【００２９】
つまり、この制振装置Ａでは、前記メインフレーム４及びウエイト５，５によって振動系のマス部材が構成され、このマス部材は４つの高減衰積層ゴム３，３，…により水平方向に変位可能に弾性支持されていて、建築物への振動入力によってマス部材がセンタフレーム１に対して水平方向に変位したときに、該マス部材に対して高減衰積層ゴム３，３，…から水平方向の復元力及び減衰力を付与されるようになっている。
【００３０】
前記高減衰積層ゴム３は、ゴム配合中にカーボンを混入させてそれ自体に減衰機能を持たせたものであるが、その構造は普通の積層ゴムと同じく、薄いゴム板と鋼板とを軸方向に交互に重ね合わせて積層し、加硫接着して円柱状に形成したものである。また、前記高減衰積層ゴム３のゴム配合は、損失係数が０．０５〜０．１５の範囲内にあるものとされ、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム等が用いられている。
【００３１】
尚、前記高減衰積層ゴム３のゴム配合は、ウエイト５，５及びメインフレーム４からなるマス部材に適度な復元力と減衰力とを付与できるものであればよいが、住宅等の小規模建築物ではその重量が比較的軽量であるため、制振装置Ａの振動系（付加振動系）と建築物そのものの振動系（主振動系）との質量比がμ＝０．００５〜０．０２程度になると考えられ、これに対応する高減衰積層ゴム３の好適な損失係数は、前記のように０．０５〜０．１５になる。この損失係数は０．０７〜０．１３であることが好ましく、０．０８〜０．１２がさらに好ましく、０．０９〜０．１１が特に好ましい。これは、損失係数が小さすぎると減衰性が不十分になる一方、損失係数が大きすぎると永久歪みが生じやすく、復元性が不十分になるからである。
【００３２】
前記メインフレーム４は、矩形状鋼板の幅方向両側にそれぞれ下方に向かって垂下する垂下壁部４ａ，４ａを形成する一方、長さ方向及び幅方向の略中央位置に矩形の貫通孔部４ｂを形成したものである。また、前記ウエイト５，５は、所定重量の複数のプレート５ａ，５ａ，…を積層して、４隅を上下に貫通するボルトによりメインフレーム４上に一体的に固定したものであり、そのプレート５ａ，５ａ，…の枚数を変えることによって、ウエイト５の重量を容易に変更できるようになっている。
【００３３】
本発明の特徴は、前記の如くメインフレーム４及びウエイト５，５をマス部材とする振動系に対して、その水平方向の固有振動数を調整するためのばね部材を制振装置Ａの長さ方向及び幅方向の略中央に集中的に配設するとともに、該ばね部材に摺接するように減衰部材を配設したことにある。
【００３４】
具体的に、前記メインフレーム４の孔部４ｂの真下には、センターフレーム１の長さ方向略中央位置から上方に向かって延びるように、略四角柱状のフレーム側ばね受け台６（柱状部）が配設されている。このばね受け台６は、展開すると略十字状となるようにプレス成形した鋼板を折り曲げてなるもので、天井部６ａの四辺からそれぞれ下方に向かって垂下する４つの側壁部６ｂ，６ｂ，…を有し、全体として下方に向かって開口する四角柱状のものである。また、ばね受け台６の４つの側壁部６ｂ，６ｂ，…のうち、制振装置Ａの長さ方向に互いに対向する２つの側壁部６ｂ，６ｂの下端には、それぞれフランジ部が形成されていて、このフランジ部がセンターフレーム１上に重ね合わされて溶接等により接合されている。
【００３５】
さらに、前記フレーム側ばね受け台６は、メインフレーム４の孔部４ｂを下側から貫通して上方に延びており、その４つの側壁部６ｂ，６ｂ，…はそれぞれ孔部４ｂの４辺との間に所定量の間隙を有している。言い換えると、前記ばね受け台６は、その外周部とメインフレーム４の孔部４ｂとの間に所定量の間隙が空くようにして、該孔部４ｂに囲まれている。
【００３６】
一方、メインフレーム４に設けられた孔部４ｂの周縁部には、前記フレーム側ばね受け台６を四方から囲むように４つのウエイト側ばね受け台７，７，…が配設されている。このウエイト側ばね受け台７，７，…は、いずれも帯状の鋼板を折り曲げて略Ｌ字状とし、Ｌ字の短辺に相当するフランジ部７ａをメインフレーム４上に重ね合わせてボルト等により締結固定する一方、Ｌ字の長辺に相当する立壁部７ｂをフレーム側ばね受け台６の側壁部６ｂ，６ｂ，…と対向するように配置したものである。
【００３７】
そして、前記フレーム側ばね受け台６の側壁部６ｂ，６ｂ，…とこれに対向するウエイト側ばね受け台７，７，…の立壁部７ｂとの間に、それぞれ、複数のコイルスプリング８，８，…が配設されている。詳しくは、前記コイルばね８，８，…は、図２に示すように水平方向から見て、フレーム側ばね受け台６を挟む対称位置において各々上下方向に４つずつ並設されるとともに、図３に示すように上方から見ると、フレーム側ばね受け台６を挟む対称位置において各々水平方向に２つずつ並設されている。
【００３８】
言い換えると、図示の制振装置Ａでは、センタフレーム１及びメインフレーム４は、２つのばね受け台６，７を介して、制振装置Ａの長さ方向（Ｙ方向）について１６個のコイルばね８，８，…により互いに弾性連結されるとともに、同様に制振装置Ａの幅方向（Ｘ方向）についても１５個のコイルばね８，８，…により互いに弾性連結されている。
【００３９】
前記各コイルばね８は、所定の初期張力を付与された引張ばねであり、Ｘ方向又はＹ方向のいずれかに延びていて、その一端部がピン９によりフレーム側ばね受け台６の側壁部６ｂに固定される一方、他端部がピン９によりウエイト側ばね受台７の立壁部７ｂに固定されている。また、フレーム側ばね受け台６を挟む２つのコイルばね８，８は互いに同軸上に位置しており、この２つのコイルばね８，８によって該ばね受け台６を中立位置に付勢する、即ち、メインフレーム５及びウエイト５を所期の位置に付勢する安定したばね力が得られる。
【００４０】
また、それらのコイルばね８，８，…をばね定数の異なるものに入れ替えることで、振動系のばね定数を変化させてその固有振動数を調整することができる。このコイルばね８，８，…の交換作業は、それらが制振装置Ａの略中央に集中的に配置されていて、しかも、メインフレーム４の上方に突出する２つのばね受け台６，７の中間に掛け渡されていることから、制振装置Ａを建築物へ設置した状態でその上方から容易に作業を行うこことができる。
【００４１】
前記のように水平方向に並ぶコイルばね８，８，…の間に挟まれて、該コイルばね８，８，…に対しその伸縮に伴い摺接するように、減衰部材１１，１１，…が設けられている。この減衰部材１１は、全体として矩形の板状に形成されて、ウエイト側ばね受け台７のフランジ部７ａ上に載置されており、両側のコイルばね８，８，…により保持されながら、このコイルばね８，８，…が伸縮するときに摺動摩擦力を付与するものである。
【００４２】
前記減衰部材１１は、図５に示すように、例えば不織布のクッション材１１ａの両面に織布１１ｂを一体的に貼り合わせてなるものとし、両側のコイルばね８，８，…との間で適度の接触クッション性と摺動摩擦抵抗とを有するものとすればよい。尚、クッション材としては、ゴム弾性体（発泡、非発泡を問わない）や綿等を用いてもよい。また、減衰部材１１のコイルばね８，８，…との接触面は、滑りやすくかつ適度の凹凸抵抗を有する織布であればよいが、特に強度や耐摩耗性を考慮すると、ポリエステル織布が好ましい。
【００４３】
また、前記減衰部材１１の厚みｔは、これを挟む両側のコイルばね８，８，…同士の間隔ｄの略１．０１倍以上かつ略１．３０倍以下とすればよく、こうすることで、該コイルばね８，８と減衰部材１１との間の接触状態を圧接気味にして、所期の摺動摩擦力を安定的に得ることができる（尚、減衰部材１１の厚みｔは、コイルばね８，８，…同士の間隔ｄの略１．０３倍以上かつ略１．１０倍以下とするのがさらに好ましい。）。つまり、減衰部材１１は、高減衰積層ゴム３，３，…とともに制振装置Ａの振動系に所定以上の減衰を付与するとともに、コイルばね８，８，…の動作に抵抗力を与えてヒステリシスを持たせる機能を有するものである。
【００４４】
尚、図２〜図４において、符号１０は、メインフレーム４及びウエイト５，５（マス部材）の変位を妨げないように大きめに形成され、制振装置Ａの全体を覆うように被せられたケーシングである。また、図示しないが、制振装置Ａの４隅には、高減衰積層ゴム３，３，…の外側に隣接しかつ取付ベース板２，２から上方に延びるようにストッパ片が配設されており、この各ストッパ片がメインフレーム４の周縁部に当接することで、メインフレーム４の変位が規制されるようになっている。
【００４５】
上述の如き構成の制振装置Ａを、例えば鉄筋コンクリート住宅等の小規模建築物の屋上に設設する場合には、まず、制振装置Ａを適当に設置できるようなスペースを選び、水平面内において互いに直交する縦横２方向（例えば建築物の桁方向及び妻方向）について、それぞれ建築物の固有振動数の概略値を計算又は計測により求める。
【００４６】
続いて、制振装置Ａの振動系の長さ方向及び幅方向についての固有振動数を、それぞれ前記建築物の縦横２方向の固有振動数に対応するように設定する。すなわち、まず、ウエイト５，５の重量は建築物の総重量に所定の係数を乗算して決定し、このようにして求めたウエイト５，５及びメインフレーム４の質量に対応するように、長さ方向及び幅方向の各方向について、それぞれコイルばね８，８，…の適切なばね定数を設定する。尚、コイルばね８，８，…については、そのようにして求めた値を含む所定範囲においていくつかの異なるばね定数を有するものを各々最低、２つずつ準備する。
【００４７】
そして、制振装置Ａを実際に建築物の屋上に設置し、前記の如く選定したコイルばね８，８，…と減衰部材１１，１１，…とをそれぞれ取り付けた上で、建築物自体を比較的弱い力で加振して、実際に振動の減衰する状態を計測する。そうして、制振装置Ａの長さ方向と幅方向のそれぞれについて、コイルばね８，８，…を取り替えながら振動の減衰する様子を観察し、両方向についてそれぞれ最も優れた減衰特性が得られるようなコイルばね８、８を選定する。尚、必要に応じて減衰部材１１も交換するようにしてもよい。
【００４８】
ここで、前記制振装置Ａの振動系には、高減衰積層ゴム３，３，…だけではなく、減衰部材１１によっても減衰力が付与されていて、その減衰が所定以上に大きくなっているので、制振装置Ａの制振作用は振動系の固有振動数の変化に対してやや鈍感になり、固有振動数の調整をあまり厳密に行わなくても、比較的高い制振作用が得られる。具体的には、振動系の長さ方向及び幅方向の固有振動数を約３〜５Ｈｚの範囲の値に設定し、そのときの振動減衰比を略６％以上とすればよい。
【００４９】
尚、前記振動減衰比というのは、任意の振動が発生したときに元の状態に戻ろうとする抵抗の目安となるものであり、本願ではいわゆる対数減衰率に基づいて求めるようにしている。すなわち、制振装置Ａに外力を加えて自由振動を発生させたときの振動波形の変化をＦＦＴアナライザにて計測し、この計測結果において相隣り合う同符号の振動波形の振幅比（ｘm、ｘm+2）の自然対数として、対数減衰率Δを求める（Δ＝loge（ｘm／ｘm+2））。このときに、振動減衰比ζは、
２πζ  ＝  loge（ｘm／ｘm+2）
として定義される。
【００５０】
また、前記制振装置Ａにおいては減衰部材１１がコイルばね８，８，…に摺接して、そのばね特性にヒステリシスを持たせるようになっているので、各コイルばね８の動ばね定数は振動の振幅によって変化し、実質的にある程度の幅を持つものとなると考えられる。このことによっても制振装置Ａの制振作用は振動系の固有振動数の変化に対してやや鈍感になるから、その分、コイルばね８、８の選定がラフなものであっても、所要の制振作用が得られることになる。
【００５１】
前記のようなコイルばね８，８，…や減衰部材１１，１１，…の交換作業は、それらが制振装置Ａの略中央に集中的に配置されていて、しかも、メインフレーム４の上方に突出する２つのばね受け台６，７の中間に掛け渡されていることから、制振装置Ａを建築物へ設置した状態でその上方から容易に作業を行うこことができ、従って、非常に容易なものであり、その作業効率も高い。また、ウエイト５，５がメインフレーム４の長さ方向両端側に分割して配置されていて、それらの中間には十分な作業スペースが確保されている。
【００５２】
したがって、この実施形態に係る建築物用制振装置Ａによれば、まず、この制振装置Ａを設置した建築物において強風や交通振動等により建築物が加振された際に、その建築物の振動が主に高減衰積層ゴム３，３，…を介してウエイト５，５及びメインフレーム４からなるマス部材に伝達され、これらが一体となって水平方向に振動するとともに、高減衰積層ゴム３，３，…の弾性変形とコイルばね８，８，…及び減衰部材１１の間の摺動摩擦とによって振動のエネルギが消費されて、建築物の振動が速やかに減衰される。
【００５３】
その際、制振装置Ａにおける振動系の長さ方向及び幅方向の固有振動数がそれぞれ建築物に対応するように設定されるとともに、振動系の減衰が相対的に高めに設定されているので、建築物の振動が制振装置Ａへスムーズに伝達され、かつ効果的に減衰される。
【００５４】
また、水平方向に振動するメインフレーム４及びウエイト５，５が何らかの理由で水平面内において回動することがあっても、制振装置の略中央に位置するコイルばね８，８，…の位置ずれは極めて小さく、該コイルばね８，８，…の位置ずれに起因する制振作用の低下は殆ど発生しない。
【００５５】
さらに、そのようにコイルばね８，８，…や減衰部材１１が制振装置Ａの略中央に集中的に配置され、かつ、メインフレーム４を設置した状態でその上方から容易に取り付け、取り外しできるようになっているので、コイルばね８，８，…や減衰部材１１，１１，…の取付けや交換作業が極めて容易なものとなり、作業効率も大幅に向上する。
【００５６】
加えて、この実施形態では、前記減衰部材１１，１１，…により振動系の減衰を所定以上に大きくするとともに、この減衰部材１１，１１，…をばね部材８，８，…に摺接させて、ヒステリシスを持たせることにより、制振装置Ａの振動系の固有振動数の調整が比較的ラフなものであっても、十分な制振作用を得られるようになる。
【００５７】
尚、本発明の構成は、この実施形態のものに限定されず、その他の種々の構成を包含するものである。すなわち、前記実施形態の制振装置Ａは、比較的小型かつ軽量に構成され、建築物の天井裏の梁上や屋根にも簡易に設置することができ、また、微少振動に対しても良好な制振効果を発揮するので、戸建て住宅等の小規模建築物に対して顕著な効果を発揮するものである。しかし、これに限らず、制振装置Ａをビルディング等の大規模建築物に対して用いることもできる。
【００５８】
また、この実施形態では、制振装置Ａとして、高減衰積層ゴム３，３，…を４つ備えた装置について説明したが、高減衰積層ゴム３，３，…の個数が４個に限定されないことは言うまでもない。
【００５９】
同様に、コイルばね８，８，…についても前記実施形態の制振装置Ａの構成に限定されるものではなく、コイルばね８，８，…は、フレーム側ばね受け台６を挟む対称位置に各々２つ以上、並列に設けてあれば、前記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００６０】
【実施例】
次に、前記実施形態と同じ構成の制振装置を用い、この装置による振動の減衰状態を確かめた実験結果について、減衰部材を使用する場合と使用しない場合とを対比して、説明する。
【００６１】
図６は、制振装置Ａの固有振動数及び減衰比を計測する計測装置の概略構成を示し、同図において符号２０は、制振装置Ａのメインフレーム４に取り付けられて、該メインフレーム４及びウエイト５の振動状態を計測する地盤振動計である。この地盤振動計２０の出力する信号はＦＦＴアナライザ２１に入力され、該ＦＦＴアナライザ２１によって制振装置Ａの振動系の固有振動数と減衰比とがそれぞれ演算されるようになっている。
【００６２】
すなわち、まず、前記制振装置Ａとして、メインフレームを支持する高減衰積層ゴムの外径を３０ｍｍ、高さを６０ｍｍとし、ばね定数を１９．６Ｎ／ｍｍとした。また、コイルばねとしては、外径２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ（コイル部分の長さが１３ｍｍ）、ばね定数２５Ｎ／ｍｍのものを１箇所あたり平行に２本、それらの外径隙間が１５ｍｍとなるように取り付けた。また、それらコイルばねの間に、不織布のクッション材の表裏両面にポリエステル織布を一体に張り合わせた厚み１６ｍｍの減衰部材を配設し、さらに、メインフレーム上に搭載する２つのウエイトの合計の質量を３０Ｋｇとした。
【００６３】
そして、前記制振装置Ａのメインフレームに対して長さ方向（Ｙ方向）及び幅方向（Ｘ方向）にそれぞれ水平方向の荷重をかけてから解放し、これにより発生する自由振動の振幅及び振動数を計測し、その変化状態等に基づいて、当該制振装置Ａの振動系の固有振動数と減衰比とを演算した。具体的には、振動加速度レベルが約６０〜７０ｄＢになるように、制振装置Ａへの初期荷重は、長さ方向及び幅方向共に約２０Ｎくらいとした。
【００６４】
この実験の結果、減衰部材を配設した制振装置Ａの固有振動数は約４〜５Ｈｚとなり、このときの減衰比は約６％となって、望ましい減衰性能が期待できるものとなった。一方、減衰部材を用いない場合の減衰比は約４％であった。
【００６５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願の請求項１の発明に係る建築物用制振装置によると、マス部材とフレーム部材とばね部材とからなる付加振動系を建築物に付設して、この建築物の振動を減衰させる場合に、そのばね部材を装置の略中央に集中的に配置するとともに、このばね部材に対しその変形時に摺接するように減衰部材を設けたので、それらばね部材及び減衰部材の取付け等の作業を容易化し、作業効率を向上できるとともに、マス部材の回動変位に起因する制振作用の低下を実質的に解消でき、さらに、固有振動数の調整が比較的ラフなものであっても、十分な制振作用を得ることができる。
【００６６】
加えて、柱状部を挟んで互いに対称に位置する複数のコイルばねによって、安定したばね力が得られ、また、並列のコイルばねの間に減衰部材を挟んで極めて容易に保持できるとともに、安定した摺動摩擦が得られる。
【００６７】
請求項２の発明によると、クッション材の両面に織布を貼り合わせた減衰部材によって、請求項１の発明の効果を十分に得ることができる。
【００６８】
請求項４の発明によると、減衰部材の厚みを所定範囲とすることで、コイルばねと減衰部材とを圧接気味に摺接させて、所期の摺動摩擦を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る制振装置の構成を示す斜視図である。
【図２】  実施形態の制振装置の構成を示す正面図である。
【図３】  図２の上面図である。
【図４】  図２の側面図である。
【図５】  減衰部材の斜視図である。
【図６】  制振装置の振動減衰特性を計測する実施例の計測装置の概略構成図である。
【図７】  (a)は、従来例の制振装置の概略構成を示す模式図であり、(b)は、ウエイトとフレームが回動変位した状態を示す図である。
【符号の説明】
Ａ            建築物用制振装置
１            センターフレーム（フレーム部材）
２            取付ベース板（取付部材）
３            高減衰積層ゴム
４            メインフレーム（マス部材）
４ｂ          孔部
５            ウエイト（マス部材）
６            フレーム側ばね受け台（柱状部）
７            ウエイト側ばね受け台
８            コイルばね
１１，１２    減衰部材
１１ａ        クッション材
１１ｂ        織布
【図１】
0003850272.tif 000002
【図２】
0003850272.tif 000003
【図３】
0003850272.tif 000004
【図４】
0003850272.tif 000005
【図５】
0003850272.tif 000006
【図６】
0003850272.tif 000007
【図７】
0003850272.tif 000008