JP2004263419A

JP2004263419A - 制振装置

Info

Publication number: JP2004263419A
Application number: JP2003054254A
Authority: JP
Inventors: Eiji Ichikawa; 英治市川; Yohei Katayama; 洋平片山; Junji Hashimoto; 純二橋本; Toshiharu Maeda; 敏治前田
Original assignee: Tokico Ltd; Edogawa Lumber Industrial Co Ltd
Current assignee: Tokico Ltd; Edogawa Lumber Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】本発明は狭いスペースでも十分な制振効果が得られることを課題とする。
【解決手段】制振装置１０は、一対の柱１８，２０と天井３０と上梁１６との間に形成された上部空間２６に収納されるようにコンパクトな構成であり、第１のリンク部材３２と、第２のリンク部材３４と、緩衝部材としての油圧ダンパ３６とから構成される。第２のリンク部材３４は、軸４６を中心に回動するように支持されており、軸４６から連結軸４１までの距離Ｌ_Ｄは、軸４６から連結軸４８までの距離Ｌ_Ｃよりも小さくなるように設定されている（Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｄ）。そのため、第１のリンク部材３２の他端３２ｂの変位をＳ_Ａとすると、第２のリンク部材３４の下端３４ｂの変位Ｓ_Ｂは、Ｓ_Ａ×Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｄとなり、入力された変位Ｓ_ＡがＬ_Ｃ／Ｌ_Ｄ倍に拡大される。よって、倍力機構３８を用いることにより上部空間２６のような狭いスペースでも柱１８，２０の傾動を十分に拡大して制振効果を高められる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は制振装置に係り、特に上部梁と下部梁と柱により形成される空間を有する構造物の傾動を抑制するよう構成された制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の制振装置としては、例えば、上端が上部梁に連結されたリンク部材の下端に下梁に設けられたダンパが連結され、リンク部材の長手方向の途中位置には回動支点が設けられた倍力機構が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この制振装置では、リンク部材の回動支点から上端までの距離Ｌ１と回動支点から下端までの距離Ｌ２との比（Ｌ２／Ｌ１）によって拡大された変位がダンパに入力されるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１０２６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の制振装置では、リンク部材が上部梁と下部梁との間に垂下されており、倍力機構により拡大率を確保するためにリンク部材の全長を長くする必要があり、例えば、壁面の一部に窓やドアが配置される壁面に取り付けることができなかった。
【０００６】
また、窓やドアを除いた空間内にリンク部材を配置しようとすると、リンク部材の全長が短くなって振動による変位を十分に拡大することができなくなり、十分な制振効果が得られ無いという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決した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】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
上記請求項１の発明は、少なくとも上部梁と下部梁と柱により形成される壁面空間を有する構造物の傾動を抑制する制振装置において、一端が上部梁、下部梁、柱の何れかに連結され、上部梁、下部梁、柱に対して所定角度傾斜された第１の伝達部材と、上部梁、下部梁、柱のうち第１の伝達部材が連結されていない部位に回動可能に支持された第２の伝達部材と、第１の伝達部材の他端を第２の伝達部材の回動支点から所定距離ずれた位置に回動可能に連結された連結軸と、一端が第２の伝達部材の他端に連結され、他端が上部梁、下部梁、柱のうち第１、第２の伝達部材が連結されていない部位、または前記上部梁、下部梁、柱のうち前記第１の伝達部材が連結された部位に回動可能に支持された緩衝部材と、を備えており、狭いスペースでも構造物の傾動を十分に拡大することが可能になり、窓やドアが配置された壁面にも設置することが可能になる。
【０００９】
上記請求項２の発明は、第１、第２の伝達部材及び緩衝部材を上部梁または下部梁と一対の柱により形成された空間に配置したものであり、狭いスペースでも構造物の傾動を十分に拡大することが可能になり、窓やドアが配置された壁面にも設置することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明になる制振装置の第１実施例の取り付け状態を示す正面図である。
【００１１】
図１に示されるように、第１実施例の制振装置１０は、構造物の基礎１２に横架された下梁（請求項１の下部梁に相当する）１４と、２階床を支持するように横架された上梁（請求項１の上部梁に相当する）１６と、下梁１４と上梁１６との間で起立する一対の柱１８，２０とにより形成された壁面空間（請求項１の空間に相当する）２２のうち、窓２４の取り付けスペースを除く上部空間２６に取り付けられている。
【００１２】
尚、柱１８の上端及び下端は、金属板からなる補強金具２８により上梁１６及び下梁１４に強固に締結されている。
【００１３】
また、制振装置１０は、一対の柱１８，２０と天井３０と上梁１６との間に形成された上部空間２６に収納されるようにコンパクトな構成であり、第１のリンク部材（請求項１の第１の伝達部材に相当する）３２と、第２のリンク部材（請求項１の第２の伝達部材に相当する）３４と、緩衝部材としての油圧ダンパ３６とから構成される。
【００１４】
油圧ダンパ３６は、シリンダ３６ｂの内部に粘性を有する作動油が充填されており、ピストンロッド３６ａの端部に設けられたピストン（図示せず）がシリンダ３６ｂの内部を摺動することにより作動油の粘性抵抗による減衰力（抵抗力）を発生するように構成されている。
【００１５】
第１のリンク部材３２及び第２のリンク部材３４は、てこの原理を応用した倍力機構３８を構成している。第１のリンク部材３２は、一端３２ａが柱１８の側面に固定された支持部材４０の軸４０ａに回動可能に連結され、他端３２ｂが連結軸４１を介して第２のリンク部材３４の上端３４ａに回動可能に連結されている。
【００１６】
第１のリンク部材３２は、金属または木材を棒状に加工したものであり、柱１８及び上梁１６に対して所定角度（ほぼ４５度）で傾斜するように設けられている。
【００１７】
第２のリンク部材３４は、金属または木材を棒状に加工したものであり、上梁１６の下方で垂下方向に延在する向きに取り付けられている。
【００１８】
さらに、第２のリンク部材３４は、上梁１６の下面に締結部材４２を介して固定されたブラケット４４に支持された軸４６により回動可能に支持されている。この軸４６は、第２のリンク部材３４の回動支点であり、ブラケット４４より図面手前に突出する側に設けられ、且つ第２のリンク部材３４の長手方向の途中位置を貫通している。
【００１９】
第２のリンク部材３４の下端３４ｂには、連結軸４８が貫通しており、この連結軸４８を介して油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａの端部が回動可能に連結されている。また、油圧ダンパ３６のシリンダ３６ｂの端部は、連結軸５０を介して柱２０の側面に固定された支持部材５２に回動可能に支持されている。
【００２０】
第２のリンク部材３４は、軸４６を中心に回動するように支持されており、軸４６から連結軸４１までの距離Ｌ_Ｄは、軸４６から連結軸４８までの距離Ｌ_Ｃよりも小さくなるように設定されている（Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｄ）。そのため、第１のリンク部材３２の他端３２ｂの図面水平方向の変位をＳ_Ａとすると、第２のリンク部材３４の下端３４ｂの変位Ｓ_Ｂは、Ｓ_Ａ×Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｄとなり、入力された変位Ｓ_ＡがＬ_Ｃ／Ｌ_Ｄ倍に拡大される。よって、倍力機構３８を用いることにより上部空間２６のような狭いスペースでも柱１８，２０の傾動を十分に拡大することが可能になる。
【００２１】
上記のように、下梁１４、上梁１６、一対の柱１８，２０を有する構造物では、地震などによる振動エネルギが基礎１２に入力されると、下梁１４と上梁１６との間、及び柱１８，２０間で水平方向の層間変位が生じるが、油圧ダンパ３６には、下梁１４と上梁１６との距離Ｌ_Ａに対して上部空間２６の高さ寸法Ｌ_Ｂとの比率（Ｌ_Ｂ／Ｌ_Ａ）で振動エネルギが伝達されるため、制振効果が低下するおそれがある。しかしながら、本実施例では、上記倍力機構３８によって増幅された柱１８，２０間の変位が油圧ダンパ３６に伝達されるため、小さな振動でも効果的に減衰させて構造物の振動を抑制することが可能になる。
【００２２】
すなわち、地震などによる振動が基礎１２に入力されて下梁１４と上梁１６との間で相対変位が生じると、柱１８、２０がＡ，Ｂ方向に揺動（傾動）する。その際の柱１８，２０の変位は、倍力機構３８を構成する第１のリンク部材３２及び第２のリンク部材３４を介して油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａに伝達される。
【００２３】
従って、一対の柱１８，２０が傾動すると、第１のリンク部材３２が回動し、第２のリンク部材３４を揺動させる。そして、第２のリンク部材３４の下端３４ｂが揺動することにより油圧ダンパ３６は、減衰力（抵抗力）を第２のリンク部材３４及び第１のリンク部材３２を介して柱１８と柱２０に作用させる。
【００２４】
その際、ピストンロッド３６ａのストロークが倍力機構３８によって増幅されているので、油圧ダンパ３６は柱１８、２０の水平方向（Ａ，Ｂ方向）変位に対して十分な減衰力（抵抗力）を発生し、柱１８、２０の揺動を抑制する。
【００２５】
また、上記のように構成された制振装置１０は、上記倍力機構３８と油圧ダンパ３６とからなるコンパクトな構成であるので、例えば、天井３０と上梁１６との間に形成された上部空間２６、すなわち屋根裏に設けることが可能であり、天井３０より下方に突出しないため、壁面空間２２に窓２４等を設けることが可能になる。
【００２６】
ここで、倍力機構３８及び油圧ダンパ３６の動作について図２及び図３を参照して説明する。
図２は柱１８、２０がＢ方向に傾動した場合の動作を模式的に示す図である。図３は柱１８、２０がＡ方向に傾動した場合の動作を模式的に示す図である。
【００２７】
図２に示されるように、柱１８、２０がＢ方向に傾動した場合、第１のリンク部材３２は、一端３２ａが柱１８の側面に固定された支持部材４０の軸４０ａと共にＢ方向に変位するが、上梁１６のＢ方向への変位に対して軸４０ａのＢ方向への変位は小さいため、他端３２ｂが第２のリンク部材３４の上端３４ａを軸４６に対してＡ方向（図中左側）に変位させる。
【００２８】
このとき、下端３４ｂの変位量は、前述したＬ_Ｃ／Ｌ_Ｄ倍に拡大される。このように、第１のリンク部材３２及び第２のリンク部材３４を介して油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａに伝達される変位量が増幅されるため、微少振動が入力された場合でも、油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａの圧縮動作の変位量が確保されて十分な制振効果が得られる。
【００２９】
図３に示されるように、柱１８、２０がＡ方向に傾動した場合、第１のリンク部材３２は、一端３２ａが柱１８の側面に固定された支持部材４０の軸４０ａと共にＡ方向に変位するが、上梁１６のＡ方向への変位に対して軸４０ａのＡ方向への変位は小さいため、他端３２ｂが第２のリンク部材３４の上端３４ａを軸４６に対してＢ方向（図中右側）に変位させる。
【００３０】
このとき、下端３４ｂの変位量は、前述したＬ_Ｃ／Ｌ_Ｄ倍に拡大される。このように、第１のリンク部材３２及び第２のリンク部材３４を介して油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａに伝達される変位量が増幅されるため、微少振動が入力された場合でも、油圧ダンパ３６のピストンロッド３６ａの伸張動作の変位量が確保されて十分な制振効果が得られる。
【００３１】
ここで、第２実施例について説明する。
図４は本発明になる制振装置の第２実施例の取り付け状態を示す正面図である。尚、図４において、前述した第１実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４に示されるように、第２実施例の制振装置６０では、第１のリンク部材３２の他端３２ｂが連結軸４１を介して第２のリンク部材３４の長手方向に途中位置に連結されている。第２のリンク部材３４の上端３４ａには、ブラケット４４に支持された軸４６が貫通しており、軸４６により回動可能に支持されている。
【００３３】
第２のリンク部材３４は、上端３４ａを支持する軸４６を中心に回動するように支持されており、軸４６から連結軸４１までの距離Ｌ_Ｄは、軸４６から連結軸４８までの距離Ｌ_Ｃ（この場合、第２のリンク部材３４の上端３４ａと下端３４ｂとの間の距離）よりも小さくなるように設定されている（Ｌ_Ｃ＞Ｌ_Ｄ）。そのため、第１のリンク部材３２の他端３２ｂの変位をＳ_Ａとすると、前述した第１実施例の場合と同様に第２のリンク部材３４の下端３４ｂの変位Ｓ_Ｂは、Ｓ_Ａ×Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｄとなり、入力された変位Ｓ_ＡがＬ_Ｃ／Ｌ_Ｄ倍に拡大される。
【００３４】
尚、第２実施例では、第２のリンク部材３４の上端３４ａと下端３４ｂとの間の距離が距離Ｌ_Ｃとなるため、第２のリンク部材３４の全長が同じでも第１実施例のものよりも距離Ｌ_Ｃが長くなる。そのため、距離Ｌ_Ｃが延長された分、Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｄの値（増幅率）を大きく設定することが可能になるので、第１実施例のものよりも微小振動を効果的に減衰（制振）することが可能になる。
【００３５】
また、上記第２実施例の制振動作は、前述した第１実施例の制振動作（図２、図３参照）と同様であるので、その説明は省略する。
【００３６】
ここで、第３実施例について説明する。
図５は本発明になる制振装置の第３実施例の取り付け状態を示す正面図である。尚、図５において、前述した第１、２実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
図５に示されるように、第３実施例では、窓２４の取付高さが高い場合であり、窓２４の下方に第１のリンク部材３２、第２のリンク部材３４、油圧ダンパ３６を設けることが可能な下部空間７２が形成されている。この下部空間７２には、第３実施例の制振装置７０が取り付けられている。
【００３８】
これにより、天井３０と上梁１６との間に形成される上部空間２６に他の住宅用設備などが設置される場合にも窓２４を有する壁面空間２２内に制振装置７０を設置することが可能になる。
【００３９】
ここで、第４実施例について説明する。
図６は本発明になる制振装置の第４実施例の取り付け状態を示す正面図である。尚、図６において、前述した第１〜３実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図６に示されるように、第４実施例は、窓２４の取付高さが低い場合であり、制振装置８０は天井３０の上方の上部空間２６、及び天井３０と窓２４との間に形成された窓上空間８２に設けられている。
【００４１】
これにより、低い位置に窓２４を有する壁面空間２２内に制振装置８０を設置することが可能になる。
【００４２】
さらに、制振装置８０の第１のリンク部材３２及び、第２のリンク部材３４は、上部空間２６及び窓上空間８２に収納される長さに延長されている。そのため、第１実施例のものよりも距離Ｌ_Ｃが長くなる。そのため、距離Ｌ_Ｃが延長された分、Ｌ_Ｃ／Ｌ_Ｄの値（増幅率）を大きく設定することが可能になるので、第１実施例の構成よりも微小振動を効果的に減衰（制振）することが可能になる。
【００４３】
尚、上記実施の形態では、制振装置が一対の柱１８、２０間に配置され、柱１８、２０の傾動を倍力機構３８により拡大して制振する構成を一例として説明したが、これに限らず、例えば、第１のリンク部材３２または油圧ダンパ３６の端部が上梁１６または下梁１４に連結される構成としても良い。
【００４４】
また、上記実施の形態では、柱１８に第１のリンク部材３２の一端３２ａまたは油圧ダンパ３６のシリンダ３６ｂが連結され、柱２０に油圧ダンパ３６のシリンダ３６ｂまたは第１のリンク３２の一端３２ａを連結したものを示したが、これに限らず、例えば、図１において、油圧ダンパ３６のシリンダ３６ｂを、第１のリンク３２の一端３２ａと同様に、柱１８に連結するようにしても構わない。この場合、柱１８と上梁１６に連結された三角形の底辺に油圧ダンパ３６が配置されるため、柱２０を使用せずに構造物を制振することができる。また、各々の連結部分が干渉しないように、例えば、各々の連結部分を上下方向にずらしたり、または、図面奥行き方向にずらしたりすることが望ましい。
【００４５】
さらに、上記実施の形態では、基礎１２の上に下梁１４が横架された、木造住宅の１階部分に制振装置を適用したものを示したが、これに限らず、上記実施の形態における上梁１６を下梁として、２階部分に適用しても良い。
【００４６】
また、上記実施の形態では、窓２４を有する壁面空間２２に制振装置を設置する場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、窓以外の建築用部材（例えば、ドアなど）が設けられる箇所にも適用できる。
【００４７】
さらに、上記実施の形態では、構造物として木造住宅に制振装置を取り付ける場合を一例として挙げたが、これに限らず、木造以外の住宅、例えば、軽量鉄骨を用いた構造物にも適用しても構わない。
【００４８】
また、上記実施の形態では、下部梁として、基礎１２の上に横架された下梁１４であるものを示したが、これに限らず、コンクリート等の基礎を下部梁として、この上に直接柱を立設させた構造物にも適用できる。
【００４９】
さらに、上記実施の形態では、緩衝部材として油圧ダンパ３６を用いたものを示したが、これに限らず、例えば、ゴム等の弾性部材や摺動抵抗により摩擦力を発生する摩擦ダンパ等を適用することもできる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、少なくとも上部梁と下部梁と柱により形成される壁面空間を有する構造物の傾動を抑制する制振装置において、一端が上部梁、下部梁、柱の何れかに連結され、上部梁、下部梁、柱に対して所定角度傾斜された第１の伝達部材と、上部梁、下部梁、柱のうち第１の伝達部材が連結されていない部位に回動可能に支持された第２の伝達部材と、第１の伝達部材の他端を第２の伝達部材の回動支点から所定距離ずれた位置に回動可能に連結された連結軸と、一端が第２の伝達部材の他端に連結され、他端が上部梁、下部梁、柱のうち第１、第２の伝達部材が連結されていない部位に回動可能に支持され、または前記上部梁、下部梁、柱のうち前記第１の伝達部材が連結された部位に回動可能に支持された緩衝部材と、を備えたため、狭いスペースでも構造物の傾動を十分に拡大することが可能になり、微小な振動でも十分に減衰して制振することができ、さらに窓やドアが配置された壁面にも設置することができる。
【００５１】
上記請求項２の発明によれば、第１、第２の伝達部材及び緩衝部材を上部梁または下部梁と一対の柱により形成された空間に配置したため、狭いスペースでも構造物の傾動を十分に拡大することが可能になり、窓やドアが配置された壁面にも設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる制振装置の第１実施例の取り付け状態を示す正面図である。
【図２】柱１８、２０がＢ方向に傾動した場合の動作を模式的に示す図である。
【図３】柱１８、２０がＡ方向に傾動した場合の動作を模式的に示す図である。
【図４】本発明になる制振装置の第２実施例の取り付け状態を示す正面図である。
【図５】本発明になる制振装置の第３実施例の取り付け状態を示す正面図である。
【図６】本発明になる制振装置の第４実施例の取り付け状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１０，６０，７０，８０制振装置
１２基礎
１４下梁
１６上梁
１８，２０柱
２２壁面空間
２４窓
２６上部空間
３０天井
３２第１のリンク部材
３４第２のリンク部材
３６油圧ダンパ
３８倍力機構
４０支持部材
４１連結軸
４６軸
４８連結軸
５０連結軸
５２支持部材
７２下部空間
８２窓上空間

Claims

少なくとも上部梁と下部梁と柱により形成される壁面空間を有する構造物の傾動を抑制する制振装置において、
一端が前記上部梁、下部梁、柱の何れかに連結され、前記上部梁、下部梁、柱に対して所定角度傾斜された第１の伝達部材と、
前記上部梁、下部梁、柱のうち前記第１の伝達部材が連結されていない部位に回動可能に支持された第２の伝達部材と、
前記第１の伝達部材の他端を前記第２の伝達部材の回動支点から所定距離ずれた位置に回動可能に連結された連結軸と、
一端が前記第２の伝達部材の他端に連結され、他端が前記上部梁、下部梁、柱のうち前記第１、第２の伝達部材が連結されていない部位、または前記上部梁、下部梁、柱のうち前記第１の伝達部材が連結された部位に回動可能に支持された緩衝部材と、
を備えたことを特徴とする制振装置。
前記第１、第２の伝達部材及び緩衝部材を前記上部梁または下部梁と一対の柱により形成された空間に配置したことを特徴とする請求項１記載の制振装置。