JP2000352219A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築物等の構造物に適用する際の設計が容易
であると共に、地震の発生ごとに交換しなくても高い信
頼性でもって振動を低減する。 【解決手段】 安定した変位−荷重ヒステリシス特性を
発揮する超塑性材料を剪断変形させることにより構造物
の振動を低減するものである。内周側の剪断変形部１ｅ
とボルト穴１ｆを備えた外周側の取付け部１ａ〜１ｄと
を有するように超塑性材料により形成されたエネルギー
吸収パネル１と、超塑性材料よりも高強度の材料により
形成され、取付け部１ａ〜１ｄのボルト穴１ｆにボルト
を挿通して締結することにより取付け部１ａ〜１ｄに剛
接合された複数の補剛部材５〜８と、これら補剛部材５
〜８を剪断変形部１ｅの剪断変形に追従して変形させる
ように、隣接する補剛部材５〜８同士を連結した連結機
構１３とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物や橋梁、機械
装置等の構造物の地震時等における振動を低減するため
に用いられる制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地震等により建物等の構造物が大きく振
動すると、構造物自体が破損したり、構造物内の人や物
に対して大きな被害が発生する。従って、従来から構造
物の振動を低減するための各種の制振装置が開発されて
おり、このような制振装置の一種として、エネルギー吸
収パネルの剪断変形により振動を吸収する方式のものが
ある。

【０００３】具体的には、図１６（ａ）・（ｂ）に示す
ように、極低降伏点鋼（ＬＹＰ）により矩形状のエネル
ギー吸収パネル５１を形成し、このパネル５１の四辺に
補剛部材５２を溶接により剛接合した構成のものがあ
る。通常、この種の制振装置は、図１７に示すように、
例えば中層高層建築物の隣接する２本の柱５６で挟まれ
た梁５７の中間点に配置された後、上面に連結部材５５
が設けられると共に、連結部材５５から柱５６と梁５７
との接合部にかけて傾斜部材５４が左右対称に設けられ
ることによって、地震の振動が傾斜部材５４を介して伝
達されるように組み付けられる。そして、振動が傾斜部
材５４を介して制振装置５３に伝達されたときに、補剛
部材５２によりエネルギー吸収パネル５１を一様に剪断
変形させることによって、振動エネルギーを効率良く吸
収して柱５６や梁５７の振動を低減させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、エネルギー吸収パネル５１の極低降伏点
鋼（ＬＹＰ）が変形に対して加工硬化するという性質を
有しているため、エネルギー吸収パネル５１が剪断変形
しながら振動を低減させる際に、図１８に示すように、
振動の１周期毎にエネルギー吸収パネル５１の変位−荷
重ヒステリシス特性が変化することになる。従って、所
定規模の地震が起きたときの建築物の振動を所定範囲内
に抑制しようとした場合に、制振装置５３による振動エ
ネルギーの吸収量が不安定であると共に正確に求められ
ないため、建築物へ適用する際の設計が困難であるとい
う問題がある。さらに、極低降伏点鋼（ＬＹＰ）は、変
形を繰り返すと破断するという性質を有しているため、
従来の制振装置５３は、一度でも地震が起こると、エネ
ルギー吸収パネル５１を交換しなければ制振性能に対す
る信頼性を確保することができないという問題もある。

【０００５】そこで、変形時に加工硬化しないと共に変
形の繰り返しによる破断を生じない超塑性材料をエネル
ギー吸収パネル５１に適用することが考えられるが、こ
の場合には、以下の問題が発生する。即ち、超塑性材料
は、塑性変形が局所的に集中して変形し易いと共に、鋼
等の高強度な材料との溶接が困難であるという性質を有
している。特に、Ｚｎ−Ａｌ合金等のＡｌ系合金の超塑
性材料においては、溶接による接合が極めて困難であ
る。従って、超塑性材料からなるエネルギー吸収パネル
５１を用いて制振装置５３を作成する場合には、エネル
ギー吸収パネル５１と補剛部材５２とをボルト締めによ
り接合する必要があるが、単にボルト締めして接合した
だけの構造では、エネルギー吸収パネル５１のボルト穴
周辺に局所変形が生じ易いため、有効な変形荷重を得る
ことが困難であると共に、最悪の場合には局所的に変形
した部分で破断するという問題が発生する。

【０００６】そこで、本発明は、建築物等の構造物に適
用する際の設計が容易であると共に、地震の発生ごとに
交換しなくても高い信頼性でもって振動を低減すること
ができる制振装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、安定した変位−荷重ヒステリシ
ス特性を発揮する超塑性材料を剪断変形させることによ
り構造物の振動を低減する制振装置であって、内周側の
剪断変形部とボルト穴を備えた外周側の取付け部とを有
するように前記超塑性材料により形成されたエネルギー
吸収パネルと、前記超塑性材料よりも高強度の材料によ
り形成され、前記取付け部のボルト穴にボルトを挿通し
て締結することにより該取付け部に剛接合された複数の
補剛部材と、前記補剛部材を前記剪断変形部の剪断変形
に追従して変形させるように、隣接する補剛部材同士を
連結した連結機構とを有することを特徴としている。上
記の構成によれば、補剛部材がボルトによりエネルギー
吸収パネルの取付け部に剛接合されていると共に、隣接
する補剛部材同士が連結機構により回動自在に連結され
ているため、エネルギー吸収パネルにおける剪断変形部
が振動により剪断変形する場合には、この剪断変形部の
周囲に位置する取付け部の補剛部材の連結姿勢も剪断変
形に追従して変化する。従って、超塑性材料が座屈し易
いという性質を有していても、この超塑性材料で形成さ
れた剪断変形部は、補剛部材により剪断変形が維持およ
び促進されることによって、振動エネルギーを効率良く
吸収する。これにより、制振装置は、安定した変位−荷
重ヒステリシス特性を発揮する超塑性材料を確実に剪断
変形させることができるため、構造物に適用する際の設
計が容易であると共に、地震の発生ごとに交換しなくて
も高い信頼性でもって振動を低減することができる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の制振装
置であって、前記エネルギー吸収パネルの取付け部に
は、前記連結機構により連結された補剛部材間に対応す
る部位に切欠部が形成されていることを特徴としてい
る。上記の構成によれば、剪断変形部の周囲に位置する
取付け部が切欠部により分離された状態にされている。
そして、この切欠部は、補剛部材間に対応して形成され
ている。従って、剪断変形部が大きく剪断変形し、補剛
部材と共に取付け部が剪断変形に伴って大きく変位（移
動）することになっても、切欠部が変位による取付け部
の局所的な応力の発生を防止する。これにより、制振装
置は、大きな振動に対しても確実に剪断変形により低減
することができる。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の制振装置であって、前記補剛部材は、前記ボルトによ
る締結力で前記取付け部に食い込む凹凸部を有すること
を特徴としている。上記の構成によれば、凹凸部が取付
け部に食い込むことによって、補剛部材と取付け部とが
大きな接触面積で３次元的に接合することになる。従っ
て、補剛部材と取付け部との剛接合がより強固なものと
なるため、長期間に亘って制振装置を使用することがで
きる。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の制振装置であって、前記連結機構は、
前記連結板同士を回動自在に連結するピン部材を有する
ことを特徴としている。上記の構成によれば、ピン部材
による簡単な構造により連結機構を構成することができ
る。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の制振装置であって、前記連結機構は、
前記補剛部材上に前記剪断変形部に沿って配置され、該
補剛部材の一方端側に位置する補剛部材から他方端側に
位置する補剛部材にかけて溶接されたリブ部材を有する
ことを特徴としている。上記の構成によれば、リブ部材
を補剛部材に溶接するという簡単な作業により連結機構
を構成することができる。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１ないし５の何
れか１項に記載の制振装置であって、σ_y ^S を剪断変形
部の降伏応力、ｔ_S を剪断変形部の板厚、Ｌを剪断変形
部の有効剪断長、σ_y ^B を取付け部の降伏応力、ｔ_B を
取付け部の板厚、φをボルト穴径、ｎをボルト穴の個数
としたとき、 σ_y ^S X ＬX ｔ_S X(１／３^1/2)X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ
_B X φ の関係を満足するように形成されていることを特徴とし
ている。上記の構成によれば、確実に剪断変形して振動
を低減させることができる制振装置を設計することがで
きる。

【００１３】請求項７の発明は、安定した変位−荷重ヒ
ステリシス特性を発揮する超塑性材料を伸縮変形させる
ことにより構造物の振動を低減するものであり、内側の
伸縮変形部とボルト穴を備えた両側の取付け部とを有す
るように前記超塑性材料により形成されたエネルギー吸
収ロッドと、前記超塑性材料よりも高強度の材料により
形成され、前記取付け部のボルト穴にボルトを挿通して
締結することによって、前記両側の取付け部にそれぞれ
剛接合された保持部材と、前記保持部材間の距離を拡縮
させるように、前記構造物と前記保持部材とを回動自在
に連結する連結部材とを有した制振装置であって、σ_y
^S を伸縮変形部の降伏応力、ｔ_S を伸縮変形部の板厚、
Ｌを伸縮変形部の有効剪断長、σ_y ^B を取付け部の降伏
応力、ｔ_B を取付け部の板厚、φをボルト穴径、ｎをボ
ルト穴の個数としたとき、 σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φ の関係を満足するように形成されていることを特徴とし
ている。

【００１４】上記の構成によれば、構造物が振動するこ
とによって、保持部材間の距離が拡縮すると、この拡縮
方向にエネルギー吸収ロッドの伸縮変形部が伸縮する。
従って、超塑性材料が座屈し易いという性質を有してい
ても、この超塑性材料で形成された伸縮変形部は、同方
向に変位する保持部材により伸縮変形が維持および促進
されることによって、振動エネルギーを効率良く吸収す
る。これにより、制振装置は、安定した変位−荷重ヒス
テリシス特性を発揮する超塑性材料を確実に伸縮変形さ
せることができるため、構造物に適用する際の設計が容
易であると共に、地震の発生ごとに交換しなくても高い
信頼性でもって振動を低減することができる。そして、
σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φの関係
を満足するように形成することによって、確実に伸縮変
形して振動を低減させることができる制振装置を設計す
ることができる。

【００１５】請求項８の発明は、安定した変位−荷重ヒ
ステリシス特性を発揮する超塑性材料を伸縮変形させる
ことにより構造物の振動を低減する制振装置であって、
板状の超塑性材料部材と、前記板状の超塑性材料部材を
構造物に接合させるための接合部材とからなり、前記板
状の超塑性材料部材と前記接合部材とがボルトにより締
結され、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルトとの締
結部分の降伏力を、塑性変形を生じさせる部分のボルト
との接触面に発生する力よりも大きくしてなることを特
徴としている。上記の構成によれば、超塑性材料部材の
ボルトとの締結部分の降伏力を、塑性変形を生じさせる
部分のボルトとの接触面に発生する力よりも大きくする
ことによって、締結部分におけるボルト穴周辺の局所変
形を抑制することができる。これにより、有効な変位−
荷重ヒステリシス特性を発揮する超塑性材料部材を確実
に剪断変形させることができるため、構造物に適用する
際の設計が容易であると共に、地震の発生ごとに交換し
なくても高い信頼性でもって振動を低減することができ
る。

【００１６】請求項９の発明は、請求項８記載の制振装
置であって、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルトと
の締結部分の板厚を、塑性変形を生じさせる部分の板厚
よりも大きくしてなることを特徴としている。上記の構
成によれば、締結部分の板厚を塑性変形を生じさせる部
分の板厚よりも大きくすることによって、より確実に締
結部分におけるボルト穴周辺の局所変形を抑制すること
ができる。

【００１７】請求項１０の発明は、請求項８記載の制振
装置であって、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルト
との締結部分の降伏応力を、塑性変形を生じさせる部分
の降伏応力よりも大きくしてなることを特徴としてい
る。上記の構成によれば、締結部分の降伏応力を塑性変
形を生じさせる部分の降伏応力よりも大きくすることに
よって、より確実に締結部分におけるボルト穴周辺の局
所変形を抑制することができる。

【００１８】請求項１１の発明は、請求項１ないし５の
何れか１項に記載の制振装置であって、前記エネルギー
吸収パネルのパネル面に対して垂直方向の応力による前
記剪断変形部の面外方向の曲げ変形を防止する面外変形
防止機構を有することを特徴としている。上記の構成に
よれば、剪断変形部の剪断変形時にパネル面に対して垂
直方向の応力が繰り返して発生した場合でも、面外変形
防止機構により剪断変形部の面外方向の曲げ変形が防止
されるため、この曲げ変形が剪断変形に対して支配的と
なるまで増大することはない。これにより、剪断変形に
よる振動エネルギーの吸収を長期期に亘って大きな状態
に維持することができる。

【００１９】請求項１２の発明は、請求項１ないし５の
何れか１項に記載の制振装置であって、前記エネルギー
吸収パネルのパネル面に対して垂直方向の応力による前
記剪断変形部の面外方向の変形を防止する面外変形防止
機構を有し、前記面外変形防止機構は、前記補剛部材の
前記剪断変形部側の端部が、該剪断変形部の面外方向の
内周側位置に張り出されて形成された張出部であること
を特徴としている。上記の構成によれば、補剛部材と張
出部とを一体的に形成することができるため、面外変形
防止機構に要する部品コストや組立コストを極めて小さ
なものにすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】〔実施形態１〕本発明の第１の実
施形態を図１ないし図１１に基づいて以下に説明する。
第１の実施形態に係る制振装置は、図１に示すように、
地震時の振動エネルギーを剪断変形により吸収するエネ
ルギー吸収パネル１と、エネルギー吸収パネル１の外周
側の取付け部１ａ〜１ｄに剛接合され、このパネル１を
一様に剪断変形させる補剛機構２とを有している。エネ
ルギー吸収パネル１は、図２に示すように、超塑性材料
により形成されている。超塑性材料は、変形に対して加
工硬化しないという性質を有しており、例えば図４の振
動の１周期（サイクル）目および図５の振動の３５０周
期（サイクル）目の関係からも明らかなように、振動の
初期から終期に至るまで安定した変位−荷重ヒステリシ
ス特性を発揮する。尚、超塑性材料としては、Ｚｎ−Ａ
ｌ合金等のＡｌ系合金を用いることができる。

【００２１】上記のエネルギー吸収パネル１は、正方形
の平板状に形成されており、上述の補剛機構２が取り付
けられる外周側の取付け部１ａ〜１ｄと、これらの取付
け部１ａ〜１ｄに囲まれた内周側の剪断変形部１ｅとか
らなっている。取付け部１ａ〜１ｄには、複数のボルト
穴１ｆが形成されており、ボルト穴１ｆの穴径や個数、
エネルギー吸収パネル１の板厚（剪断変形部１ｅおよび
取付け部１ａ〜１ｄ）は、下記の関係式（１）を満足す
るように設定されている。

【００２２】 σ_y ^S X ＬX ｔ_S X(１／３^1/2)X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φ ・・・ （１）

【００２３】ここで、σ_y ^S は剪断変形部１ｅの降伏応
力、ｔ_S は剪断変形部１ｅの板厚、Ｌは剪断変形部１ｅ
の有効剪断長、σ_y ^B は取付け部１ａ〜１ｄの降伏応
力、ｔ _B は取付け部１ａ〜１ｄの板厚、φはボルト穴１
ｃの穴径、ｎはボルト穴１ｃの個数（ボルト本数）であ
る。（１）式の左辺は、エネルギー吸収パネル１の剪断
変形部に発生する荷重のボルト１本当たりが受け持つ荷
重を表し、右辺は、ボルトの端面がエネルギー吸収パネ
ル１の取付け部１ａ〜１ｄ（接触面）を押す時の取付け
部１ａ〜１ｄの降伏荷重を表している。言い換えれば、
ボルトとの接触面に発生する力よりも接触部の降伏力を
高めるように構成されていることになる。これにより、
ボルト締結部においてボルト穴周辺の局所変形が抑制さ
れ、有効な変位−ヒステリシス特性を得ることが可能に
なる。例えばσ_y ^B ＝σ_y ^S ＝１０ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｌ
＝２５０ｍｍ、ｔ_S ＝８ｍｍとし、φ１２ｍｍボルトの
６本で固定する設計条件においては、上述の関係式
（１）より、ｔ_B ＝１６ｍｍが下限値であると判断でき
るため、安全性を考慮してｔ_B ＝２０ｍｍと決定され
る。従って、上記の設計条件下におけるエネルギー吸収
パネル１は、図３の二点鎖線で示すように、取付け部１
ａ〜１ｄの板厚ｔ_B が剪断変形部１ｅの板厚ｔ_S よりも
大きな厚みとなる。

【００２４】また、エネルギー吸収パネル１は、隣接す
る取付け部１ａ〜１ｄの間に切欠部１ｇをそれぞれ有し
ている。各切欠部１ｇは、エネルギー吸収パネル１の端
面から取付け部１ａ・１ｃに沿って形成された後、頂部
が剪断変形部１ｅのコーナー部に到達するように形成さ
れている。そして、これらの切欠部１ｇは、図７（ａ）
・（ｂ）に示すように、エネルギー吸収パネル１が剪断
変形したときに、隣接する取付け部１ａ〜１ｄ同士の当
接を防止することによって、剪断変形部１ｅの一様な剪
断変形を容易化させている。

【００２５】上記のエネルギー吸収パネル１には、図１
（ａ）〜（ｃ）に示すように、超塑性材料よりも高強度
の鋼等の材料で形成された補剛機構２が剛接合されてい
る。補剛機構２は、一方側補剛体３と他方側補剛体４と
からなっており、各補剛体３・４は、エネルギー吸収パ
ネル１の一方面側および他方面側にそれぞれ配置されて
いる。そして、これらの補剛体３・４は、エネルギー吸
収パネル１の取付け部１ａ〜１ｄにそれぞれ当接された
補剛部材５〜８を備えており、これらの補剛部材５〜８
は、各取付け部１ａ〜１ｄの全面に面状に当接し、且つ
切欠部１ｇを露出させる隙間１２を出現させるように形
成されている。また、各補剛部材５〜８には、複数のボ
ルト穴５ａ〜８ａが形成されている。これらのボルト穴
５ａ〜８ａは、各取付け部１ａ〜１ｄのボルト穴１ｆに
一致するように配置されている。

【００２６】上記の補剛部材５〜８は、剪断変形部１ｅ
の剪断変形に追従して変形する平行クランクリンク列を
形成するように、端部同士が連結機構１３により回動自
在に連結されている。連結機構１３は、第１連結板９と
第２連結板１０とピン部材１１とを有している。第１連
結板９は、図中左右方向の補剛部材６・８の上面両端部
にそれぞれ設けられている。各第１連結板９には、複数
のボルト穴９ａが形成されており、これらのボルト穴９
ａは、補剛部材６・８のボルト穴６ａ・８ａに一致する
ように配置されている。そして、第１連結板９、補剛部
材６・８、およびエネルギー吸収パネル１のボルト穴９
ａ・６ａ・８ａ・１ｆには、図示しないボルトが挿通さ
れており、ボルトは、補剛部材６・８およびエネルギー
吸収パネル１を介して一方側補剛体３と他方側補剛体４
との第１連結板９（補剛部材６・８）同士を締結してい
る。

【００２７】また、一方側補剛体３および他方側補剛体
４の補剛部材６・８同士は、両端部の第１連結板９間に
露出した補剛部材６・８のボルト穴６ａ・８ａとエネル
ギー吸収パネル１のボルト穴１ｆとを介して図示しない
ボルトにより締結されている。これにより、補剛部材６
・８は、エネルギー吸収パネル１の図示左右方向の取付
け部１ｂ・１ｄに対して均等に圧接されることにより剛
接合されている。

【００２８】また、各第１連結板９には、連結穴９ｂが
形成されている。連結穴９ｂは、エネルギー吸収パネル
１の剪断変形と補剛部材５〜８の姿勢の変形挙動とを一
致させるように、エネルギー吸収パネル１の剪断変形部
１ｅのコーナー部に対応した位置に配置されている。こ
の第１連結板９の上面には、連結穴９ｂの周囲を覆うよ
うに第２連結板１０が設けられている。第２連結板１０
には、ボルト穴１０ａと連結穴１０ｂとが形成されてお
り、ボルト穴１０ａは、図中上下方向の補剛部材５・７
のボルト穴５ａ・７ａに対応して配置されている。ま
た、連結穴１０ｂは、上述の第１連結板９の連結穴９ｂ
に対応して配置されている。

【００２９】そして、このように構成された一方側補剛
体３と他方側補剛体４との第２連結板１０（補剛部材５
・７）同士は、第２連結板１０のボルト穴１０ａと補剛
部材５・７のボルト穴５ａ・７ａとエネルギー吸収パネ
ル１のボルト穴１ｆとを介して図示しないボルトにより
締結されている。さらに、一方側補剛体３および他方側
補剛体４の補剛部材５・７同士は、両端部の第２連結板
１０・１０間に露出した補剛部材５・７のボルト穴５ａ
・７ａとエネルギー吸収パネル１のボルト穴１ｆとを介
して図示しないボルトにより締結されている。これによ
り、補剛部材５・７は、エネルギー吸収パネル１の図中
上下方向の取付け部１ａ・１ｃに対して均等に圧接され
ることにより剛接合されている。

【００３０】また、第２連結板１０および第１連結板９
の連結穴１０ｂ・９ｂには、ピン部材１１が回動自在に
嵌合されている。これにより、図６（ａ）・（ｂ）に示
すように、第２連結板１０に固定された補剛部材５・７
と、第１連結板９に固定された補剛部材６・８とは、ピ
ン部材１１を支点として回動自在に連結されることによ
って、エネルギー吸収パネル１の剪断変形部１ｅの剪断
変形に追従しながら変形する平行クランクリンク列を構
成している。

【００３１】上記の構成において、制振装置の動作につ
いて説明する。尚、以下の説明においては、中層高層建
築物に適用した場合の動作について説明するが、これに
限定されるものではなく、橋梁や機械装置等の構造物に
適用することもできる。

【００３２】先ず、隣接する２本の柱で挟まれた梁の中
間点に制振装置を配置した後、制振装置の上面側の補剛
部材５から柱と梁との接合部にかけて傾斜部材を左右対
称に設けることによって、地震の振動が傾斜部材を介し
て制振装置に伝達されるように組み付ける（図１７参
照）。

【００３３】次に、地震による振動が傾斜部材を介して
制振装置に伝達されると、振動の１周期ごとに制振装置
が変形し、この変形により振動エネルギーを吸収するこ
とによって、振動を低減させる。

【００３４】即ち、図１に示すように、補剛部材５〜８
は、ボルト穴５ａ〜８ａを介して図示しないボルトによ
りエネルギー吸収パネル１に締結されることによって、
エネルギー吸収パネル１の取付け部１ａ〜１ｄに圧接し
て剛接合されている。従って、振動が傾斜部材を介して
制振装置に付与されると、この振動が補剛部材５〜８か
らエネルギー吸収パネル１の取付け部１ａ〜１ｄに伝達
されることによって、図７（ａ）・（ｂ）に示すよう
に、これら取付け部１ａ〜１ｄに囲まれた剪断変形部１
ｅが剪断変形を開始する。

【００３５】この際、上記の補剛部材５〜８は、連結機
構１３のピン部材１１を支点として回動自在に連結され
た平行クランクリンク列を構成しているため、図６
（ａ）・（ｂ）に示すように、図中上側の補剛部材５が
図中下側の補剛部材７に対して平行度を維持しながら水
平移動すると共に、図中左右方向の補剛部材６・８が平
行度を維持しながら傾斜する。また、ピン部材１１は、
剪断変形部１ｅのコーナー部に対応した位置に配置され
ており、補剛部材５〜８の姿勢の変形挙動と剪断変形部
１ｅの剪断変形とを一致させている。従って、補剛部材
５〜８は、剪断変形部１ｅの剪断変形に追従しながら姿
勢を変化させることによって、剪断変形部１ｅの剪断変
形を維持および促進させる。これにより、制振装置は、
振動の各周期ごとに振動エネルギーを効率良く吸収して
梁や柱の振動を低減させることになる。

【００３６】また、補剛部材５〜８は、隙間１２を介し
て隣接されており、エネルギー吸収パネル１の取付け部
１ａ〜１ｄは、切欠部１ｇを介して隣接されている。従
って、剪断変形部１ｅが大きく剪断変形した場合であっ
ても、補剛部材５〜８同士および取付け部１ａ〜１ｄ同
士が当接しないため、大きな振動に対しても剪断変形部
１ｅが確実に剪断変形して振動が低減される。さらに、
図４および図５に示すように、エネルギー吸収パネル１
の超塑性材料が１周期目と３５０周期目とで略同一の変
位−荷重ヒステリシス特性を発揮することから、振動の
初期から終期に至るまで安定して振動が低減される。

【００３７】以上のように、本実施形態の制振装置は、
図１に示すように、安定した変位−荷重ヒステリシス特
性を発揮する超塑性材料を剪断変形させることにより構
造物の振動を低減するものであって、内周側の剪断変形
部１ｅとボルト穴１ｆを備えた外周側の取付け部１ａ〜
１ｄとを有するように超塑性材料により形成されたエネ
ルギー吸収パネル１と、超塑性材料よりも高強度の材料
により形成され、取付け部１ａ〜１ｄのボルト穴１ｆに
図示しないボルトを挿通して締結することにより取付け
部１ａ〜１ｄに剛接合された複数の補剛部材５〜８と、
これら補剛部材５〜８を剪断変形部１ｅの剪断変形に追
従して変形させるように、隣接する補剛部材５〜８同士
を連結した連結機構１３とを有した構成にされている。

【００３８】上記の構成によれば、補剛部材５〜８がボ
ルトによりエネルギー吸収パネル１の取付け部１ａ〜１
ｄに剛接合されていると共に、隣接する補剛部材５〜８
同士が連結機構１３により回動自在に連結されているた
め、エネルギー吸収パネル１における剪断変形部１ｅが
振動により剪断変形する場合には、この剪断変形部１ｅ
の周囲に位置する取付け部の補剛部材５〜８の連結姿勢
も剪断変形に追従して変化する。従って、超塑性材料が
座屈し易いという性質を有していても、この超塑性材料
で形成された剪断変形部１ｅは、補剛部材５〜８により
剪断変形が維持および促進されることによって、振動エ
ネルギーを効率良く吸収する。これにより、制振装置
は、安定した変位−荷重ヒステリシス特性を発揮する超
塑性材料を確実に剪断変形させることができるため、構
造物に適用する際の設計が容易であると共に、地震の発
生ごとに交換しなくても高い信頼性でもって振動を低減
することができる。

【００３９】また、本実施形態において、エネルギー吸
収パネル１の取付け部には、連結機構１３により連結さ
れた補剛部材５〜８間に対応する部位に切欠部１ｇが形
成されている。そして、この構成によれば、剪断変形部
１ｅが大きく剪断変形し、補剛部材５〜８と共に取付け
部１ａ〜１ｄが剪断変形に伴って大きく変位（移動）す
ることになっても、切欠部１ｇが変位による取付け部１
ａ〜１ｄの局所的な応力の発生を防止するため、大きな
振動も確実に剪断変形部１ｅの剪断変形により低減する
ことができる。

【００４０】また、本実施形態において、図８に示すよ
うに、補剛部材５〜８は、ボルトによる締結力で取付け
部１ａ〜１ｄに食い込む凹凸部５ｂ〜８ｂを有している
ことが望ましい。そして、この場合には、凹凸部５ｂ〜
８ｂが取付け部１ａ〜１ｄに食い込むことによって、補
剛部材５〜８と取付け部１ａ〜１ｄとが大きな接触面積
で３次元的に接合し、補剛部材５〜８と取付け部１ａ〜
１ｄとの剛接合がより強固なものとなるため、長期間に
亘って制振装置を使用することができる。

【００４１】また、本実施形態において、連結機構１３
は、連結板同士を回動自在に連結するピン部材１１を有
した構成にされている。即ち、連結機構１３は、補剛部
材６・８の両端部にそれぞれ固定された第１連結板９
と、補剛部材５・７の両端部にそれぞれ固定された第２
連結板１０と、これら第１連結板９および第２連結板１
０を回動自在に連結したピン部材１１とを有した構成に
されている。これにより、連結機構１３は、ピン部材１
１による簡単な構造で構成することが可能になってい
る。

【００４２】尚、連結機構１３は、上記の構成に限定さ
れるものではなく、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、
補剛部材６・８上に剪断変形部１ｅに沿って配置され、
補剛部材６・８の一方端側（図中上側）に位置する補剛
部材５から他方端側（図中下側）に位置する補剛部材７
にかけて溶接されたリブ部材１４を有した構成にされて
いても良い。そして、この構成によれば、リブ部材１４
を補剛部材５〜８に溶接するという簡単な作業により連
結機構１３を構成することができる。

【００４３】さらに、制振装置は、第１連結板９および
第２連結板１０の何れか一方と補剛部材５〜８とを直接
的にピン部材１１で回動自在に連結した構成の連結機構
１３’を備えていても良い。即ち、制振装置は、図１０
（ａ）〜（ｃ）および図１１に示すように、超塑性材料
で形成されたエネルギー吸収パネル２１を有している。
エネルギー吸収パネル２１は、剪断変形部２１ｅと、剪
断変形部２１ｅよりも大きな厚みを有した取付け部２１
ａ〜２１ｄとを有している。各取付け部２１ａ〜２１ｄ
には、図示しないボルトが挿通されるボルト穴２１ｆが
形成されており、隣接する取付け部２１ａ〜２１ｄ間に
は、切欠部２１ｇが形成されている。

【００４４】上記の取付け部１ａ〜１ｄには、補剛部材
２５〜２８がそれぞれ図示しないボルトにより固設され
ている。図中左右方向の補剛部材２６・２８には、連結
穴２６ｂ・２８ｂが両端部に形成されていると共に、複
数のボルト穴２６ａ・２８ａが等間隔で形成されてい
る。一方、図中上下方向の補剛部材２５・２７には、複
数のボルト穴２６ａ・２８ａが等間隔で形成されている
と共に、複数の挿通穴２５ｂが側面に形成されている。
さらに、補剛部材２５・２７の上面両端部には、嵌合部
２７ｂが形成されており、嵌合部２７ｂには、第３連結
板２９が固設されている。

【００４５】上記の第３連結板２９には、ボルト穴２９
ａと連結穴２９ｂとが形成されており、連結穴２９ｂ
は、図中左右方向の補剛部材２６・２８に形成された連
結穴２６ｂ・２８ｂに一致されている。そして、これら
の連結穴２９ｂ・２６ｂ・２８ｂには、ピン部材１１が
回動自在に嵌合されている。これにより、上記の連結機
構１３’で回動自在に連結された補剛部材２５〜２８
は、剪断変形部１ｅの剪断変形に追従して変形する平行
クランクリンク列を構成している。

【００４６】〔実施形態２〕次に、本発明の第２の実施
形態を図１２および図１３に基づいて説明する。第２の
実施形態に係る制振装置は、超塑性材料を伸縮変形させ
ることにより構造物の振動を低減する構成にされてい
る。即ち、制振装置は、図１２（ａ）・（ｂ）に示すよ
うに、超塑性材料により形成された棒状のエネルギー吸
収ロッド３１を有している。エネルギー吸収ロッド３１
は、内側に位置する伸縮変形部３１ａと、伸縮変形部３
１ａの両側に位置する取付け部３１ｂとを有している。
これらの取付け部３１ｂには、図１３に示すように、幅
方向の２か所にボルト穴３１ｆが形成されている。そし
て、各取付け部３１ｂには、保持部材３２の一端部がボ
ルト穴３１ｃにボルトを挿通して締結することにより剛
接合されている。また、保持部材３２の他端部には、保
持部材３２間の距離を拡縮させるように、構造物３４と
保持部材３２とを回動自在に連結する連結部材３３が設
けられている。

【００４７】上記の構成によれば、構造物３４が振動す
ることによって、保持部材３２間の距離が拡縮すると、
この拡縮方向にエネルギー吸収ロッド３１の伸縮変形部
３１ａが伸縮する。従って、超塑性材料が座屈し易いと
いう性質を有していても、この超塑性材料で形成された
伸縮変形部３１ａは、同方向に変位する保持部材３２に
より伸縮変形が維持および促進されることによって、振
動エネルギーを効率良く吸収する。これにより、制振装
置は、安定した変位−荷重ヒステリシス特性を発揮する
超塑性材料を確実に伸縮変形させることができるため、
構造物３４に適用する際の設計が容易であると共に、地
震の発生ごとに交換しなくても高い信頼性でもって振動
を低減することができる。

【００４８】尚、上記の制振装置は、σ_y ^S を伸縮変形
部３１ａの降伏応力、ｔ_S を伸縮変形部３１ａの板厚、
Ｌを伸縮変形部３１ａの有効剪断長、σ_y ^B を取付け部
３１ｂの降伏応力、ｔ_B を取付け部３１ｂの板厚、φを
ボルト穴３１ｃの穴径、ｎをボルト穴３１ｃの個数とし
たとき、下記の関係式（２）を満足するように決定され
ていることが望ましい。

【００４９】 σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φ ・・・ （２）

【００５０】そして、上記の関係式（２）を満足するよ
うに設計条件を求めれば、確実に伸縮変形して振動を低
減可能な制振装置を得ることができる。例えばσ_y ^B ＝
σ_y ^S ＝１０ｋｇｆ／ｍｍ² 、Ｂ＝１００ｍｍ、ｔ_S ＝
２ｍｍとし、φ１２ｍｍボルトの４本で固定するとした
設計条件においては、関係式（２）より、ｔ_B ＝４．２
ｍｍが下限値であると判断できるため、安全性を考慮し
てｔ_B ＝６ｍｍと決定することができる。

【００５１】〔実施形態３〕次に、本発明の第３の実施
形態を図１４および図１５に基づいて説明する。尚、上
述の第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付記
してその説明を省略する。第３の実施形態に係る制振装
置は、図１４（ａ）・（ｂ）に示すように、エネルギー
吸収パネル１と補剛機構２とを有している。補剛機構２
は、エネルギー吸収パネル１の取付け部１ａ〜１ｄに剛
接合され、端部同士が回動自在にピン結合された補剛部
材４３〜４６を有している。各補剛部材４３〜４６にお
ける剪断変形部１ｅ側の端部には、面外変形防止機構と
しての張出部４３ａ〜４６ｄが形成されている。各張出
部４３ａ〜４６ｄは、補剛部材４３〜４６の端部から剪
断変形部１ｅの面外方向の内周側位置に張り出された台
形形状に形成されている。そして、これらの張出部４３
ａ〜４６ｄは、エネルギー吸収パネル１のパネル面に対
して垂直方向の応力が発生したときに、この応力により
剪断変形部１ｅが面外方向（パネル面に対して垂直方
向）に曲げ変形を生じるのを防止する。その他の構成
は、第１の実施形態の構成と同一である。

【００５２】上記の構成において、制振装置の動作につ
いて説明する。地震等による振動が制振装置に付与され
ると、この振動が補剛部材４３〜４６からエネルギー吸
収パネル１に伝達されることによって、これらの補剛部
材４３〜４６に囲まれた剪断変形部１ｅがエネルギー吸
収パネル１のパネル面に対して平行に剪断変形する。そ
して、第１の実施形態と同一の動作によって、剪断変形
により振動の各周期ごとに振動エネルギーを吸収して梁
や柱の振動を低減させる。

【００５３】また、剪断変形部１ｅが剪断変形すると、
パネル面に対して垂直方向の応力が発生し、この応力が
剪断変形部１ｅを面外方向に曲げ変形させるように作用
する。この際、剪断変形部１ｅの面外方向の内周側位置
には、補剛部材４３〜４６の端部から張り出された張出
部４３ａ〜４６ｄが存在している。従って、剪断変形部
１ｅが上述の応力により面外方向に曲げ変形を開始して
も、即座に張出部４３ａ〜４６ｄに当接することによっ
て、それ以上の曲げ変形が防止される。これにより、通
常、振動により剪断変形と面外方向の曲げ変形とが繰り
返された場合には、曲げ変形の変形量が次第に増加する
ことによって、剪断変形よりも曲げ変形が支配的とな
り、結果として剪断変形による振動エネルギーの吸収が
早期に低下することになるが、本実施形態においては、
張出部４３ａ〜４６ｄが曲げ変形を僅かな変形量に抑制
していると共に変形量の増大を防止しているため、長期
間に亘って剪断変形による振動エネルギーの吸収を大き
な状態に維持することができる。さらに、本実施形態の
構成であれば、補剛部材４３〜４６と張出部４３ａ〜４
６ｄとを一体的に形成することができるため、面外変形
防止機構に要する部品コストや組立コストを極めて小さ
なものにすることができる。

【００５４】尚、本実施形態においては、全ての補剛部
材４３〜４６に張出部４３ａ〜４６ｄが形成されている
が、少なくとも一つの補剛部材４３〜４６に張出部４３
ａ〜４６ｄが形成されていれば良い。また、本実施形態
においては、張出部４３ａ〜４６ｄにより面外変形防止
機構を構成することによって面外方向の曲げ変形を防止
しているが、これに限定されるものではなく、面外変形
防止機構は、下記のように構成されていても良い。

【００５５】即ち、面外変形防止機構は、図１５（ａ）
・（ｂ）に示すように、上下位置に配置された補剛部材
４３・４５に、面外方向に固定されながら回動自在にピ
ン結合された固定部材４７と、この固定部材４７に設け
られ、一端面が剪断変形部１ｅの中心部近傍に位置され
た当接部材４８とを備えた構成にされていても良い。こ
の構成であれば、剪断変形部１ｅが面外方向に曲げ変形
を開始しても、即座に剪断変形部１ｅを当接部材４８の
一端面に当接させることができ、さらに、この当接部材
４８が固定部材４７により面外方向に固定された状態に
なっているため、それ以上の曲げ変形を防止することが
できる。尚、この構成においては、剪断変形部１ｅの剪
断変形時に固定部材４７と補剛部材４３・４５とのピン
結合部に余分な荷重を発生させないように、少なくとも
一方のピン結合部に長穴４３ｂを形成することによっ
て、固定部材４７の長手方向に移動自在にされているこ
とが望ましい。

【００５６】また、本実施形態の張出部４３ａ〜４６ｄ
等の面外変形防止機構は、第１の実施形態で説明した各
種の制振装置に適用することができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１の発明は、安定した変位−荷重
ヒステリシス特性を発揮する超塑性材料を剪断変形させ
ることにより構造物の振動を低減する制振装置であっ
て、内周側の剪断変形部とボルト穴を備えた外周側の取
付け部とを有するように前記超塑性材料により形成され
たエネルギー吸収パネルと、前記超塑性材料よりも高強
度の材料により形成され、前記取付け部のボルト穴にボ
ルトを挿通して締結することにより該取付け部に剛接合
された複数の補剛部材と、前記補剛部材を前記剪断変形
部の剪断変形に追従して変形させるように、隣接する補
剛部材同士を連結した連結機構とを有する構成である。
上記の構成によれば、補剛部材がボルトによりエネルギ
ー吸収パネルの取付け部に剛接合されていると共に、隣
接する補剛部材同士が連結機構により回動自在に連結さ
れているため、エネルギー吸収パネルにおける剪断変形
部が振動により剪断変形する場合には、この剪断変形部
の周囲に位置する取付け部の補剛部材の連結姿勢も剪断
変形に追従して変化する。従って、超塑性材料が座屈し
易いという性質を有していても、この超塑性材料で形成
された剪断変形部は、補剛部材により剪断変形が維持お
よび促進されることによって、振動エネルギーを効率良
く吸収する。これにより、制振装置は、安定した変位−
荷重ヒステリシス特性を発揮する超塑性材料を確実に剪
断変形させることができるため、構造物に適用する際の
設計が容易であると共に、地震の発生ごとに交換しなく
ても高い信頼性でもって振動を低減することができると
いう効果を奏する。

【００５８】請求項２の発明は、請求項１記載の制振装
置であって、前記エネルギー吸収パネルの取付け部に
は、前記連結機構により連結された補剛部材間に対応す
る部位に切欠部が形成されている構成である。上記の構
成によれば、剪断変形部の周囲に位置する取付け部が切
欠部により分離された状態にされている。そして、この
切欠部は、補剛部材間に対応して形成されている。従っ
て、剪断変形部が大きく剪断変形し、補剛部材と共に取
付け部が剪断変形に伴って大きく変位（移動）すること
になっても、切欠部が変位による取付け部の局所的な応
力の発生を防止する。これにより、制振装置は、大きな
振動に対しても確実に剪断変形により低減することがで
きるという効果を奏する。

【００５９】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の制振装置であって、前記補剛部材は、前記ボルトによ
る締結力で前記取付け部に食い込む凹凸部を有する構成
である。上記の構成によれば、凹凸部が取付け部に食い
込むことによって、補剛部材と取付け部とが大きな接触
面積で３次元的に接合することになる。従って、補剛部
材と取付け部との剛接合がより強固なものとなるため、
長期間に亘って制振装置を使用することができるという
効果を奏する。

【００６０】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の制振装置であって、前記連結機構は、
前記連結板同士を回動自在に連結するピン部材を有する
構成である。上記の構成によれば、ピン部材による簡単
な構造により連結機構を構成することができるという効
果を奏する。

【００６１】請求項５の発明は、請求項１ないし３の何
れか１項に記載の制振装置であって、前記連結機構は、
前記補剛部材上に前記剪断変形部に沿って配置され、該
補剛部材の一方端側に位置する補剛部材から他方端側に
位置する補剛部材にかけて溶接されたリブ部材を有する
構成である。上記の構成によれば、リブ部材を補剛部材
に溶接するという簡単な作業により連結機構を構成する
ことができるという効果を奏する。

【００６２】請求項６の発明は、請求項１ないし５の何
れか１項に記載の制振装置であって、σ_y ^S を剪断変形
部の降伏応力、ｔ_S を剪断変形部の板厚、Ｌを剪断変形
部の有効剪断長、σ_y ^B を取付け部の降伏応力、ｔ_B を
取付け部の板厚、φをボルト穴径、ｎをボルト穴の個数
としたとき、 σ_y ^S X ＬX ｔ_S X(１／３^1/2)X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ
_B X φ の関係を満足するように形成されている構成である。上
記の構成によれば、確実に剪断変形して振動を低減させ
ることができる制振装置を設計することができるという
効果を奏する。

【００６３】請求項７の発明は、安定した変位−荷重ヒ
ステリシス特性を発揮する超塑性材料を伸縮変形させる
ことにより構造物の振動を低減するものであり、内側の
伸縮変形部とボルト穴を備えた両側の取付け部とを有す
るように前記超塑性材料により形成されたエネルギー吸
収ロッドと、前記超塑性材料よりも高強度の材料により
形成され、前記取付け部のボルト穴にボルトを挿通して
締結することによって、前記両側の取付け部にそれぞれ
剛接合された保持部材と、前記保持部材間の距離を拡縮
させるように、前記構造物と前記保持部材とを回動自在
に連結する連結部材とを有した制振装置であって、σ_y
^S を伸縮変形部の降伏応力、ｔ_S を伸縮変形部の板厚、
Ｌを伸縮変形部の有効剪断長、σ_y ^B を取付け部の降伏
応力、ｔ_B を取付け部の板厚、φをボルト穴径、ｎをボ
ルト穴の個数としたとき、 σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φ の関係を満足するように形成されている構成である。

【００６４】上記の構成によれば、構造物が振動するこ
とによって、保持部材間の距離が拡縮すると、この拡縮
方向にエネルギー吸収ロッドの伸縮変形部が伸縮する。
従って、超塑性材料が座屈し易いという性質を有してい
ても、この超塑性材料で形成された伸縮変形部は、同方
向に変位する保持部材により伸縮変形が維持および促進
されることによって、振動エネルギーを効率良く吸収す
る。これにより、制振装置は、安定した変位−荷重ヒス
テリシス特性を発揮する超塑性材料を確実に伸縮変形さ
せることができるため、構造物に適用する際の設計が容
易であると共に、地震の発生ごとに交換しなくても高い
信頼性でもって振動を低減することができる。そして、
σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φの関係
を満足するように形成することによって、確実に伸縮変
形して振動を低減させることができる制振装置を設計す
ることができるという効果を奏する。

【００６５】請求項８の発明は、安定した変位−荷重ヒ
ステリシス特性を発揮する超塑性材料を伸縮変形させる
ことにより構造物の振動を低減する制振装置であって、
板状の超塑性材料部材と、前記板状の超塑性材料部材を
構造物に接合させるための接合部材とからなり、前記板
状の超塑性材料部材と前記接合部材とがボルトにより締
結され、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルトとの締
結部分の降伏力を、塑性変形を生じさせる部分のボルト
との接触面に発生する力よりも大きくしてなる構成であ
る。上記の構成によれば、超塑性材料部材のボルトとの
締結部分の降伏力を、塑性変形を生じさせる部分のボル
トとの接触面に発生する力よりも大きくすることによっ
て、締結部分におけるボルト穴周辺の局所変形を抑制す
ることができる。これにより、有効な変位−荷重ヒステ
リシス特性を発揮する超塑性材料部材を確実に剪断変形
させることができるため、構造物に適用する際の設計が
容易であると共に、地震の発生ごとに交換しなくても高
い信頼性でもって振動を低減することができるという効
果を奏する。

【００６６】請求項９の発明は、請求項８記載の制振装
置であって、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルトと
の締結部分の板厚を、塑性変形を生じさせる部分の板厚
よりも大きくしてなる構成である。上記の構成によれ
ば、締結部分の板厚を塑性変形を生じさせる部分の板厚
よりも大きくすることによって、より確実に締結部分に
おけるボルト穴周辺の局所変形を抑制することができる
という効果を奏する。

【００６７】請求項１０の発明は、請求項８記載の制振
装置であって、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルト
との締結部分の降伏応力を、塑性変形を生じさせる部分
の降伏応力よりも大きくしてなる構成である。上記の構
成によれば、締結部分の降伏応力を塑性変形を生じさせ
る部分の降伏応力よりも大きくすることによって、より
確実に締結部分におけるボルト穴周辺の局所変形を抑制
することができるという効果を奏する。

【００６８】請求項１１の発明は、請求項１ないし５の
何れか１項に記載の制振装置であって、前記エネルギー
吸収パネルのパネル面に対して垂直方向の応力による前
記剪断変形部の面外方向の曲げ変形を防止する面外変形
防止機構を有する構成である。上記の構成によれば、剪
断変形部の剪断変形時にパネル面に対して垂直方向の応
力が繰り返して発生した場合でも、面外変形防止機構に
より剪断変形部の面外方向の曲げ変形が防止されるた
め、この曲げ変形が剪断変形に対して支配的となるまで
増大することはない。これにより、剪断変形による振動
エネルギーの吸収を長期期に亘って大きな状態に維持す
ることができるという効果を奏する。

【００６９】請求項１２の発明は、請求項１ないし５の
何れか１項に記載の制振装置であって、前記エネルギー
吸収パネルのパネル面に対して垂直方向の応力による前
記剪断変形部の面外方向の変形を防止する面外変形防止
機構を有し、前記面外変形防止機構は、前記補剛部材の
前記剪断変形部側の端部が、該剪断変形部の面外方向の
内周側位置に張り出されて形成された張出部である構成
である。上記の構成によれば、補剛部材と張出部とを一
体的に形成することができるため、面外変形防止機構に
要する部品コストや組立コストを極めて小さなものにす
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】制振装置の構成図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）の平面図におけるＡ−Ａ’線矢視一部断
面図、（ｃ）は正面図である。

【図２】エネルギー吸収パネルの平面図である。

【図３】エネルギー吸収パネルの要部側面図である。

【図４】超塑性材料の１周期（サイクル）目の荷重と変
位量との関係を示すグラフである。

【図５】超塑性材料の３５０周期（サイクル）目の荷重
と変位量との関係を示すグラフである。

【図６】補剛機構が姿勢を変形する状態を示す説明図で
あり、（ａ）は変形前、（ｂ）は変形後である。

【図７】エネルギー吸収パネルが剪断変形する状態を示
す説明図であり、（ａ）は変形前、（ｂ）は変形後であ
る。

【図８】凹凸部の状態を示す説明図である。

【図９】制振装置の構成図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。

【図１０】制振装置の構成図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）の平面図におけるＢ−Ｂ’線矢視一部断
面図、（ｃ）は正面図である。

【図１１】エネルギー吸収パネルの構成図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の平面図におけるＣ−
Ｃ’線矢視断面図である。

【図１２】制振装置の伸縮状態を示す説明図であり、
（ａ）は伸縮前、（ｂ）は伸縮後である。

【図１３】エネルギー吸収ロッドおよび保持部材の要部
を示す説明図である。

【図１４】制振装置の構成図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）はＥ−Ｅ’線矢視断面図である。

【図１５】制振装置の構成図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）はＦ−Ｆ’線矢視断面図である。

【図１６】従来の制振装置の構成図であり、（ａ）は平
面図、（ｂ）はＤ−Ｄ’線矢視断面図である。

【図１７】中層高層建築物に制振装置が取り付けられた
状態を示す説明図である。

【図１８】極低降伏点鋼（ＬＹＰ）の荷重と変位量との
関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ エネルギー吸収パネル １ａ〜１ｄ 取付け部 １ｅ 剪断変形部 １ｆ ボルト穴 １ｇ 切欠部 ２ 補剛機構 ３ 一方側補剛体 ４ 他方側補剛体 ５〜８ 補剛部材 ５ｂ〜８ｂ 凹凸部 ９ 第１連結板 １０ 第２連結板 １１ ピン部材 １２ 隙間 １３ 連結機構 １３’ 連結機構 １４ リブ部材 ２１ エネルギー吸収パネル ２５〜２８ 補剛部材 ２９ 第３連結板 ３１ エネルギー吸収ロッド ３１ａ 伸縮変形部 ３１ｂ 取付け部 ３１ｃ ボルト穴 ３２ 保持部材 ３３ 連結部材 ３４ 構造物 ４３ａ〜４６ａ 張出部 ４３〜４６ 補剛部材 ４３ｂ 長穴 ４７ 固定部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 徹 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 槙井 浩一 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 三村 裕一 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所神戸本社内 Ｆターム(参考） 2E001 DG01 FA24 GA12 GA45 HB01 HB04 HB07 LA01

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 安定した変位−荷重ヒステリシス特性を
   発揮する超塑性材料を剪断変形させることにより構造物
   の振動を低減する制振装置であって、 内周側の剪断変形部とボルト穴を備えた外周側の取付け
   部とを有するように前記超塑性材料により形成されたエ
   ネルギー吸収パネルと、 前記超塑性材料よりも高強度の材料により形成され、前
   記取付け部のボルト穴にボルトを挿通して締結すること
   により該取付け部に剛接合された複数の補剛部材と、 前記補剛部材を前記剪断変形部の剪断変形に追従して変
   形させるように、隣接する補剛部材同士を連結した連結
   機構とを有することを特徴とする制振装置。
2. 【請求項２】 前記エネルギー吸収パネルの取付け部に
   は、前記連結機構により連結された補剛部材間に対応す
   る部位に切欠部が形成されていることを特徴とする請求
   項１記載の制振装置。
3. 【請求項３】 前記補剛部材は、前記ボルトによる締結
   力で前記取付け部に食い込む凹凸部を有することを特徴
   とする請求項１または２記載の制振装置。
4. 【請求項４】 前記連結機構は、 前記連結板同士を回動自在に連結するピン部材を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載
   の制振装置。
5. 【請求項５】 前記連結機構は、 前記補剛部材上に前記剪断変形部に沿って配置され、該
   補剛部材の一方端側に位置する補剛部材から他方端側に
   位置する補剛部材にかけて溶接されたリブ部材を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載
   の制振装置。
6. 【請求項６】 σ_y ^S を剪断変形部の降伏応力、ｔ_S を
   剪断変形部の板厚、Ｌを剪断変形部の有効剪断長、σ_y
   ^B を取付け部の降伏応力、ｔ_B を取付け部の板厚、φを
   ボルト穴径、ｎをボルト穴の個数としたとき、 σ_y ^S X ＬX ｔ_S X(１／３^1/2)X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ
   _B X φ の関係を満足するように形成されていることを特徴とす
   る請求項１ないし５の何れか１項に記載の制振装置。
7. 【請求項７】 安定した変位−荷重ヒステリシス特性を
   発揮する超塑性材料を伸縮変形させることにより構造物
   の振動を低減するものであり、 内側の伸縮変形部とボルト穴を備えた両側の取付け部と
   を有するように前記超塑性材料により形成されたエネル
   ギー吸収ロッドと、 前記超塑性材料よりも高強度の材料により形成され、前
   記取付け部のボルト穴にボルトを挿通して締結すること
   によって、前記両側の取付け部にそれぞれ剛接合された
   保持部材と、 前記保持部材間の距離を拡縮させるように、前記構造物
   と前記保持部材とを回動自在に連結する連結部材とを有
   した制振装置であって、 σ_y ^S を伸縮変形部の降伏応力、ｔ_S を伸縮変形部の板
   厚、Ｌを伸縮変形部の有効剪断長、σ_y ^B を取付け部の
   降伏応力、ｔ_B を取付け部の板厚、φをボルト穴径、ｎ
   をボルト穴の個数としたとき、 σ_y ^S X ＢX ｔ_S X(１／ｎ) ＜σ_y ^B X ｔ_B X φ の関係を満足するように形成されていることを特徴とす
   る制振装置。
8. 【請求項８】 安定した変位−荷重ヒステリシス特性を
   発揮する超塑性材料を伸縮変形させることにより構造物
   の振動を低減する制振装置であって、 板状の超塑性材料部材と、前記板状の超塑性材料部材を
   構造物に接合させるための接合部材とからなり、前記板
   状の超塑性材料部材と前記接合部材とがボルトにより締
   結され、前記板状の超塑性材料部材の前記ボルトとの締
   結部分の降伏力を、塑性変形を生じさせる部分のボルト
   との接触面に発生する力よりも大きくしてなることを特
   徴とする制振装置。
9. 【請求項９】 前記板状の超塑性材料部材の前記ボルト
   との締結部分の板厚を、塑性変形を生じさせる部分の板
   厚よりも大きくしてなることを特徴とする請求項８記載
   の制振装置。
10. 【請求項１０】 前記板状の超塑性材料部材の前記ボル
    トとの締結部分の降伏応力を、塑性変形を生じさせる部
    分の降伏応力よりも大きくしてなることを特徴とする請
    求項８記載の制振装置。
11. 【請求項１１】 前記エネルギー吸収パネルのパネル面
    に対して垂直方向の応力による前記剪断変形部の面外方
    向の曲げ変形を防止する面外変形防止機構を有すること
    を特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の制
    振装置。
12. 【請求項１２】 前記エネルギー吸収パネルのパネル面
    に対して垂直方向の応力による前記剪断変形部の面外方
    向の曲げ変形を防止する面外変形防止機構を有し、 前記面外変形防止機構は、前記補剛部材の前記剪断変形
    部側の端部が、該剪断変形部の面外方向の内周側位置に
    張り出されて形成された張出部であることを特徴とする
    請求項１ないし５の何れか１項に記載の制振装置。