JP2002371726A - 多機能型住宅用制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交通振動などによる微振動を制振すると共
に、地震による大きな振動に対する制振作用も兼ね備え
た多機能型の住宅用制振装置を提供する。 【解決手段】 住宅の構造物に固定されるハウジング１
と、ハウジング１内に収容されたマス部材２と、マス部
材２の表面か又はハウジング１の内面に設けられた弾性
体層４と、マス部材２をハウジング１との間に弾性体層
４を挟んで隙間Ｓを有するように弾性支持する複数のゴ
ムマウントとからなり、ゴムマウント３はその下端部が
ハウジング１に固定されている。この住宅用制振装置
は、マス部材２とゴムマウント３からなるダイナミック
ダンパとしての作用と共に、地震振動時にマス部材２が
ハウジング１に衝突することにより振動を減衰するイン
パクトダンパとしての作用を兼ね備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般住宅などの建
築構造物に設置する制振装置、特に交通振動などによる
微振動の低減と共に、地震に対しても制振作用を有する
多機能型の住宅用制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般住宅などの建築構造物では、交通振
動や風などの外力が加振力として作用することによって
振動が発生する場合がある。特に、近年では、一般住宅
でも２階建や３階建が多くなってきており、これらの住
宅においては、例えば交通振動による微振動が不快音や
不快振動などの原因として問題となってきている。

【０００３】従来、建築構造物用の制振装置として、例
えば、特開平３−７４６４９号公報や特開平８−３３８
４６７号公報には、マス部材を建築構造物に対して多段
積層ゴムで弾性支持せしめた構造のダンパ装置が開示さ
れている。これらのダンパ装置は、水平方向で一つの副
振動系を構成することにより、建築構造物に惹起される
水平方向の振動に対して低減効果を発揮するようになっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
住宅用制振装置は、基本的にはマス部材をゴムマウント
で弾性支持せしめた構造を有するダイナミックダンパで
あり、あくまでも交通振動など加速度が数ガル程度まで
の微振動を制振するためのものである。

【０００５】従って、これら従来の住宅用制振装置に
は、加速度が１０ガルを超えるような地震の振動エネル
ギーを減衰する機能は全く備わっていない。そればかり
か、地震発生時にはマス部材が住宅の振動を増幅しない
ように、マス部材の移動をストッパーで停止させる機構
を備えたものさえ存在する。

【０００６】一方、建築構造物における地震対策とし
て、ビルや大型の建造物に対しては特別な免震装置を設
置することが行われている。しかしながら、これらの免
震装置を一般住宅に設置することは難しく、一般住宅に
おいては専ら住宅構造の改善によって耐震性の向上を図
っている現状である。

【０００７】本発明は、このような従来の事情に鑑み、
交通振動などによる微振動を制振すると共に、地震によ
る大きな振動に対する制振作用も兼ね備えた多機能型の
住宅用制振装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供する多機能型住宅用制振装置は、住宅
の構造物に固定されるハウジングと、該ハウジング内に
収容されたマス部材と、該マス部材の表面と前記ハウジ
ングの内面の少なくとも一方に設けられた弾性体層と、
前記マス部材を前記ハウジングとの間に前記弾性体層を
挟んで隙間を有するように弾性支持すると共に、その下
端部を前記ハウジング内に固定された複数のゴムマウン
トとからなることを特徴とする。

【０００９】上記本発明の多機能型住宅用制振装置にお
いては、前記マス部材と前記ハウジングとの間に前記弾
性体層を挟んで設けられた隙間が２〜１０ｍｍであるこ
とが好ましい。また、本発明の多機能型住宅用制振装置
では、前記マス部材が下端平面を複数のゴムマウントで
弾性支持された円柱体からなることが好ましく、また前
記ゴムマウントは多段積層型ゴムマウントであることが
好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の多機能型住宅用制振装置
は、従来から一般住宅における交通振動などの微振動の
制振に使用されているダイナミックダンパとしての作用
を有すると同時に、地震などの大きな振動に対してはイ
ンパクトダンパとして働くものである。

【００１１】即ち、本発明の多機能型住宅用制振装置に
おいては、マス部材とこのマス部材を弾性支持する複数
のゴムマウントとによって、主振動系である住宅に対す
る副振動系としてのダイナミックダンパが構成されてい
る。このダイナミックダンパのマス部材の重量を住宅の
卓越振動数に応じた最適重量に選定すると共に、ゴムマ
ウントのばね定数を適切に定めることによって、複数の
ゴムマウントで弾性支持されたマス部材はハウジングに
衝突することなく所定の固有振動数で振動して、交通振
動などによる住宅の微振動を減衰させる。

【００１２】また、この多機能型住宅用制振装置は、複
数のゴムマウントで弾性支持されたマス部材をハウジン
グ内に隙間を残して収容したことによって、インパクト
ダンパとしても機能する。例えば地震などの大きな振動
エネルギーが付加された場合、複数のゴムマウントで弾
性支持されたマス部材はハウジングとの隙間の距離以上
に大きく移動しようとして、ハウジングの振動方向両側
の内面に弾性体層を介して衝突する。この衝突時のエネ
ルギー損失によりハウジングの振動が抑制され、ハウジ
ングを固定している住宅の振動も有効に減衰される。

【００１３】特に、マス部材とハウジングとの間に弾性
体層を挟んで設ける隙間を調整することによって、制振
の対象とすべき地震の程度を選定することが可能であ
る。例えば、一般的に体に感じる震度２以上の地震に対
して制振効果をもたせる場合には、マス部材とハウジン
グとの間に弾性体層を挟んで設ける隙間を２〜１０ｍｍ
の範囲にすることによって、その地震の振動を有効に抑
えることができる。この隙間が２ｍｍ未満では衝突によ
るエネルギー変換が少なくなるため、良好な制振効果を
期待できなくなり、逆に隙間が１０ｍｍを超えると体感
できる地震の多くが制振の対象から外れてしまうからで
ある。

【００１４】また、マス部材とハウジングの間には弾性
体層が介在しているため、両者が衝突する際に発生する
衝突音は弾性体層により確実に低減されると共に、衝突
時の弾性体層の減衰作用によって住宅の制振効果が大幅
に高められる。また、弾性体層の厚さは、マス部材とハ
ウジングとの間に上記隙間を残し得る厚さであれば特に
制限はないが、衝突音の低減及び十分な減衰作用を得る
ためには一般的に０.１〜５ｍｍ程度の厚さが好まし
い。

【００１５】尚、本発明におけるマス部材は、金属等の
高比重材で形成されており、例えば鉄系や鉛系の金属等
で形成されたものが好適に採用される。マス部材の形状
は特に限定されるものではないが、一般的に直方体、円
柱体、球体など種々の形状のものを採用することができ
る。中でも円柱体のマス部材は、その下端平面を複数の
ゴムマウントで弾性支持すれば、水平方向における方向
性がないためインパクトダンパとしての機能を発揮する
うえで好適である。

【００１６】このマス部材を弾性支持する複数のゴムマ
ウントは、従来からインパクトダンパに使用されている
ものを使用できるが、多段積層型のゴムマウントが好ま
しい。基本的な多段積層型ゴムマウントは、上下方向に
積層された複数の板状金具と、隣接する板状金具の間に
加硫接着して固着された複数のゴムブロックとからな
り、最上段の平板金具にはマス部材を固定するためのマ
ス固定ボルトが設けてある。また、最下段の平板金具に
は下方に突出する取付ボルトが設けてあり、住宅の構造
部材に固定できるようになっている。

【００１７】また、ハウジングはマス部材を収容する内
部空間を形成するものであり、剛性材料によって形成さ
れる。ハウジングを形成する剛性材料としては、鉄系や
アルミニウム系などの金属を採用することができる。ま
た、ハウジングの形状についても特に限定されるもので
はないが、一般的には箱形又は有底円筒形が好ましい。
尚、ハウジングは蓋のない上端が開放された形状であっ
ても良いが、埃などの侵入を防ぐためには蓋付きのもの
が望ましい。

【００１８】本発明における弾性体層は、インパクトダ
ンパとしてのマス部材とハウジングとの衝突面の間に介
在するように、即ちマス部材の表面とハウジングの内面
の少なくとも一方に設ける。この弾性体層はゴム又は樹
脂、若しくはそれらを主成分とする発泡体などで構成さ
れ、成形された弾性体を接着剤などで固着するか又は一
体成形することによって、マス部材の表面又はハウジン
グの内面を覆うように配置する。

【００１９】弾性体層を構成するゴム材料としては、例
えば、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲなどのジエン系ゴム、ＥＰＤ
Ｍ系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴムなどを採
用することができる。また、樹脂材料としては、例え
ば、ポリプロピレンやポリアミドなどの熱可塑性樹脂、
ポリオレフィンやウレタン、ポリエステルなどの熱可塑
性エラストマなどを用いることができる。

【００２０】本発明の多機能型住宅用制振装置は、その
ハウジングを住宅の構造部材に固定することによって、
住宅の屋根裏などに取り付けられる。その際、一つの住
宅に一つの制振装置を配置する場合のほか、同時に複数
の制振装置を設置することもできる。

【００２１】その場合には、住宅の卓越振動数に応じた
最適質量を幾つかに分割し、分割された質量を持つ各分
割マス部材を各ハウジング内にそれぞれ複数のゴムマウ
ントで弾性支持して収容する。複数の制振装置にダイナ
ミックダンパとして異なる固有振動数を設定できるた
め、広い周波数にわたって制振効果が得られるうえ、ゴ
ムマウントの温度変化によりチューニングのずれが発生
した場合であっても、全体として良好な制振効果が得ら
れる。

【００２２】次に、本発明の多機能型住宅用制振装置の
具体例について、図面を参照して詳しく説明する。この
多機能型住宅用制振装置は、図１〜３に示すように、住
宅の構造部材に固定されるハウジング１と、ハウジング
１の内部空間に収容されたマス部材２と、マス部材２の
下端部を固定すると共にハウジング１に取り付けられた
複数のゴムマウント３と、ハウジング１の内側面に設け
た弾性体層４とから構成されている。

【００２３】このハウジング１は肉厚が略一定の鋼鈑に
より蓋付き箱状の直方体に形成され、このハウジング１
の内面側壁には薄いシート状のゴムからなる弾性体層４
が接着剤によって固着されている。また、マス部材２は
鉄系の金属で構成された円柱体であり、その下端平面部
を複数のゴムマウント３により弾性支持された状態でハ
ウジング１の内部空間に収容されている。また、このマ
ス部材２と、弾性体層４を備えたハウジング１との間に
は所定の隙間Ｓが形成されている。

【００２４】マス部材２を弾性支持しているゴムマウン
ト３は多段積層型ゴムマウントである。具体的には、図
４に示すように、上下方向に積層された複数の板状金具
５と、隣接する板状金具５の間にそれぞれ加硫接着によ
り固着された複数のゴムブロック６とからなる。各平板
金具５は中央の平板部を挟んだ長手方向両端が斜め上方
に傾斜して形成され、この傾斜した両端部にゴムブロッ
ク６がほぼ直交方向に固着されている。

【００２５】この多段積層型のゴムマウント３では、最
上段の平板金具５ａには上方に突出するマス固定ボルト
７が設けてあり、図１に示すごとくマス部材２を平板金
具５ａの上に載置して固定するようになっている。ま
た、最下段の平板金具５ｂには下方に突出する取付ボル
ト８が設けてあり、図１に示すごとくハウジング１の底
面部に固定できるようになっている。

【００２６】このように構成された本発明の多機能型住
宅用制振装置は、住宅の屋根裏などの構造部材に取付固
定して使用される。そして、住宅に交通振動などの微振
動が付加されると、住宅の卓越振動数に応じた最適重量
に選定されたマス部材２が所定のばね定数を有する複数
のゴムマウント３で弾性支持されてダイナミックダンパ
を構成しているため、マス部材２がハウジング１内で所
定の固有振動数で振動し、交通振動などによる住宅の微
振動を減衰させることができる。

【００２７】また、地震などの大きな振動エネルギーが
付加された場合には、多機能型住宅用制振装置はインパ
クトダンパとして作用する。即ち、複数のゴムマウント
３で弾性支持されたマス部材２は地震振動によって設定
された隙間Ｓ以上に大きく移動しようとして、ハウジン
グ１の振動方向両側の内面に弾性体層４を介して衝突す
る結果、この衝突時のエネルギー損失によりハウジング
１の振動、ひいてはハウジング１を固定している住宅の
振動を抑制することができる。

【００２８】また、マス部材２とハウジング１の衝突の
際には、両者の間に介在している弾性体層４によって衝
突音が確実に低減されると共に、衝突時の弾性体層４の
減衰作用によりハウジング１及び住宅の制振効果が大幅
に高められる。

【００２９】尚、上記具体例では弾性体層をハウジング
の内面に設けた例を示したが、弾性体層はマス部材の表
面に設けることもできる。また、マス部材やハウジング
の形状、及びゴムマウントについても、上記具体例に限
定されるものではなく、種々の形状並びに種類のものを
使用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、構造が簡単であって少
ない部品で構成することができ、交通振動などの小さい
エネルギーによる微振動を制振するダイナミックダンパ
としての作用と共に、地震による大きなエネルギーの振
動に対しては有効なインパクトダンパとしての作用を兼
ね備えた多機能型住宅用制振装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多機能型住宅用制振装置の一具体
例を一部切り欠いて示す概略の側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った多機能型住宅用制振装
置の概略の断面図である。

【図３】多機能型住宅用制振装置に用いる多段積層型ゴ
ムマウントの一具体例を示す概略の側面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ マス部材 ３ ゴムマウント ４ 弾性体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 博之 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 (72)発明者 丸喜 繁雄 愛知県小牧市東三丁目１番地 東海ゴム工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E025 AA03 AA14 3J048 AA01 BA08 BF02 EA38

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 住宅の構造物に固定されるハウジング
   と、該ハウジング内に収容されたマス部材と、該マス部
   材の表面と前記ハウジングの内面の少なくとも一方に設
   けられた弾性体層と、前記マス部材を前記ハウジングと
   の間に前記弾性体層を挟んで隙間を有するように弾性支
   持すると共に、その下端部を前記ハウジング内に固定さ
   れた複数のゴムマウントとからなることを特徴とする住
   宅用制振装置。
2. 【請求項２】 前記マス部材と前記ハウジングとの間に
   前記弾性体層を挟んで設けられた隙間が２〜１０ｍｍで
   あることを特徴とする、請求項１に記載の住宅用制振装
   置。
3. 【請求項３】 前記マス部材が下端平面を複数のゴムマ
   ウントで弾性支持された円柱体からなることを特徴とす
   る、請求項１又は２に記載の住宅用制振装置。
4. 【請求項４】 前記ゴムマウントが多段積層型ゴムマウ
   ントであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
   に記載の住宅用制振装置。