JP2005248509A

JP2005248509A - 制振装置及び制振構造

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Publication number: JP2005248509A
Application number: JP2004058756A
Authority: JP
Inventors: Kiyonori Takasuka; 喜代徳高須賀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: JP4092298B2

Abstract

【課題】地震等の大きな振動や、台風等の小さな振動など様々な大きさ振動エネルギを吸収することができる制振装置を提供する。
【解決手段】柱２や梁３などの建築物の２つの骨組部材が接合されることによってなすコーナ部Ａと、該コーナ部Ａと対向するコーナ部Ｂとの間に亘って取り付けられる制振装置４であって、制振装置４は、剛性を有するシャフト部１１と、シャフト部１１の端部に設けられシャフト部１１の長さ調節を行うシャフト長調節部１２、１３と、シャフト部１１の略中央部に設けられた第１のダンパ部１４と、シャフト部１１の両端部にそれぞれ接続された第２のダンパ部１５、１６と、第２のダンパ部１５、１６とが取り付けられるとともに、相対する２つのコーナ部Ａ、Ｂに取り付けられるＬ字型に成形された取付金具１７、１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に架け渡された制振装置及び建築物の骨組部材に制振装置が取り付けられた制振構造に関する。

従来、わが国では住宅として木造の一戸建てが多く建設されている。この種の建築物では、耐震性や耐風圧性を向上させるために様々な工夫がなされている。具体的に、柱、梁、土台などの骨組みに対して斜めに配設した部材である筋交いや、火打ちなどを利用して組み立てられている。

しかしながら、従来からの木造建築の骨組み構造では、筋交いに木材を使用しており、大きな地震に対しては、その筋交いが折れたり、土台部分が白蟻に喰われたり、湿度による腐食などによって、筋交いの機能が低下することがあった。

上述のような骨組みにおいて、建築物の耐震性や耐風圧性を向上させるために、筋交いや火打ちにあたる部材の一方の端部に、金属製のダンパを配設することによって振動を吸収するようにした技術がある（例えば、特許文献１、２。）。

特開平９−３１７００５号公報特開２００３−４９５５７号公報

ところで、建築物に取り付けられる制振装置は、地震などの大きな振動を吸収できるものが要請されている。特許文献１、２に示す制振装置は、ダンパが１つであるが、さらなる制振力の優れた制振装置が求められている。また、ダンパが１つしか取り付けられていない場合、地震等の大きい振動エネルギーを吸収できたとしても、風等の小さい振動エネルギーを吸収することはできないなどの弊害もある。

また、特許文献１に示す振動吸収木造建物は、止金物によって梁等に取り付けられるが、柱と梁とが接合されることによってなすコーナ部に沿うような形に取り付けることはできない。すなわち、柱と梁の両部材に固定することができないため、柱と梁とによって囲まれる方形構造体の歪み等を抑制する力は小さい。

そこで、上述のような問題点に鑑み、本発明に係る制振装置は、コストを抑えて、大きな振動の地震や風等による小さな揺れ、振動を少なくすることができる建築物の制振装置及び制振構造を提供することを目的とする。

本発明に係る制振装置は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に架け渡される制振装置であって、剛性を有するシャフト部と、上記シャフト部の少なくとも一方の端部に設けられ、上記シャフト部の長さ調節を行うシャフト長調節部と、上記シャフト部の略中央部に設けられた第１のダンパ部と、上記シャフト部の両端部にそれぞれ接続された第２のダンパ部と、上記第２のダンパ部が取り付けられるとともに、上記略矩形の空間部の相対する一対のコーナ部にそれぞれ取り付けられる取付金具とを備える。

また、本発明に係る制振構造は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に制振装置が架け渡されている。また、上記制振装置は、剛性部材からなるシャフト部と、上記シャフト部の少なくとも一方の端部に形成され、上記シャフト部の長さ調節を行うシャフト長調節部と、上記シャフト部の略中央部に設けられた第１のダンパ部と、上記シャフト部の両端部にそれぞれ接続された第２のダンパ部と、それぞれの上記第２のダンパ部と接続され、上記略矩形の空間部の相対する一対のコーナ部にそれぞれ取り付けられるように取付金具とを有している。さらに、上記制振装置は、一方の上記取付金具は一の上記コーナ部に取り付け、他方の上記取付金具は、一方の上記取付金具が取り付けられている上記コーナ部と対向する位置にある上記コーナ部に取り付けられている。

本発明は、地震などの大きい振動や風などの小さい振動を第１のダンパ部と第２のダンパ部の２つの部材によって吸収することができるので、より大きな振動エネルギーの揺れを吸収することができる。

また、本発明は、シャフト部の端部にシャフト長調節部を備えているので、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線の距離に応じてシャフト部の長さを調節することができるので、様々な建築物に対応することができる。

以下、本発明を適用した制振装置及び制振構造について図面を参照して説明する。

図１に示すように、本発明を適用した制振構造１は、鉛直方向に直立した柱２と、柱２に水平方向に横架された梁３と、柱２と梁３とが接合されてなすコーナ部Ａと該コーナ部Ａと対向する位置になすコーナ部Ｂとに亘って取り付けられた制振装置４とから構成されている。

柱２及び梁３は、木材から形成された角材からなる部材である。なお、柱２及び梁３は、例えば、柱２の梁３が接合される所定の位置にほぞ穴が形成されており、梁３の端部にはほぞが形成されており、柱２の所定の位置のほぞ穴と梁３のほぞとが嵌合されて接合されている。柱２と接合される部材は、梁３に限らず、水平方向に横架される水平部材であればよく、例えば、土台、桁、胴差等であってもよい。

制振装置４は、２本の柱２、２と２本の梁３、３とによって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡されている。制振装置４は、図２に示すように、剛性を有し上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとからなるシャフト部１１と、シャフト部１１の各コーナ部Ａ、Ｂ側の端部に形成されたシャフト長調節部１２、１３と、上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとの間に設けられた第１のダンパ部１４と、シャフト長調節部１２、１３とに取り付けられた第２のダンパ部１５、１６と、それぞれの第２のダンパ部１５、１６とに取り付けられコーナ部Ａ、Ｂに接合される取付金具１７、１８とから構成されている。なお、シャフト長調節部１３、第２のダンパ部１６、取付金具１８は、それぞれシャフト長調節部１２、第２のダンパ部１５、取付金具１７と同様の構成を持つものであるので、その説明を省略する。

シャフト部１１は、剛性を有し内部が空洞な棒状のステンレス鋼からなり、上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとから構成されている。上部シャフト１１ａ及び下部シャフト１１ｂの各コーナ部Ａ、Ｂと対向する側の端部にシャフト長調節部１２、１３が設けられている。また、シャフト部１１は、上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとの間に第１のダンパ部１４が設けられており、シャフト長調節部１２、１３を介して第２のダンパ部１５、１６に取り付けられている。

シャフト長調節部１２は、図３に示すように、上部シャフト１１ａの第２のダンパ部１５と接続される側の端部に形成されたネジ部１２ａと、第２のダンパ部１５の所定の位置において固定するための２つのナット１２ｂとから構成されている。ネジ部１２ａは、第２のダンパ部１５に形成された孔１５ａに挿通される径に形成されている。また、ネジ部１２ａは、振動による第２のダンパ部１５の変位によってネジ部１２ａの先端が取付金具１７と接触しない程度の長さであり、具体的には、コーナ部Ａから第２のダンパ部１５までの距離よりも小さいものである。２つのナット１２ａは、第２のダンパ部１５を挟むようにしてネジ部１２ａに螺着され、シャフト部１１を第２のダンパ部１５に固定している。

第１のダンパ部１４は、シャフト部１１の上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとの間であり、シャフト部１１の略中央部に設けられており、図４に示すように、制振装置４にかかる振動を吸収する弾性体２１と、弾性体２１を覆うカバー２２とから構成されている。

弾性体２１は、例えばコイルスプリングであり、その外径はシャフト部１１の外径よりも小さいものである。また、弾性体２１は、両端部がそれぞれ上部シャフト１１ａと下部シャフト１１ｂとに固定されている。また、弾性体２１は、風等の小さな外力に対してもダンパとして作用する。

カバー２２は、金属からなる円環状の部材であり、その内径はシャフト部１１の外周に沿って、図４に示す矢印Ｘ方向に、摺動できる程度の大きさであり、その長さは弾性体２１よりも長く、弾性体２１を覆うような大きさである。

なお、第１のダンパ部１４と第２のダンパ部１５、１６は、より大きな振動を吸収するために、同じ弾性力を有するものであってもよいが、弾性力を異ならせて異なる振動周波数の振動エネルギを吸収できるようにしてもよい。具体的には、第２のダンパ部１５、１６は、第１のダンパ部１４より弾性力が小さいものであり、そのため、第１のダンパ部１４より大きな振動を吸収することができる。また、第１のダンパ部１４は、第２のダンパ部１５、１６より弾性力が大きいので、第２のダンパ部１５、１６が吸収できない風などの小さい振動も吸収できる。

上部シャフト１１ａ及び下部シャフト１１ｂは、第１のダンパ部１４が設けられている側の端部に、弾性体２１の外径と同一またはやや小さい径で、弾性体２１が嵌めこまれ、固定されるような円形で溝状の凹部２３、２４が形成されている。なお、弾性体２１をシャフト部１１に固定する構成は、上述に限らず、例えば、凹部２３、２４の代わりに、上部シャフト１１ａ及び下部シャフト１１ｂの端部を弾性体２１の内径と同一またはやや大きい径の凸部を形成し、弾性体２１を固定するようにしてもよい。

下部シャフト１１ｂには、凹部２３側の端部近傍で、下部シャフト１１ｂの外側周縁部に沿って、カバー２２が所定の位置からずれないようにする受け部２５が形成されている。なお、受け部２５は、下部シャフト１１ｂにのみ設け、弾性体２１の伸縮により、カバー２２がシャフト部１１の外側周縁部に沿って移動できるようにしたものであり、弾性体２１が所定の距離以上に伸縮しないように、上部シャフト１１ａに規制片等を設けてもよい。

第２のダンパ部１５は、板バネからなり、該板バネの金属片の対向する一対の端部と、後述する取付金具１７のヒンジ部３５、３６とが接続されている。第２のダンパ部１５は、その略中央部に貫通孔１５ａが形成されており、その貫通孔１５ａにシャフト長調節部１２のネジ部１２ａが挿通され、シャフト部１１と接続されている。また、第２のダンパ部１５は、地震等の大きな振動を吸収できるような弾性力を有している。

取付金具１７は、剛性を有する金属からなり、Ｌ字型に形成されている。取付金具１７は、１枚の金属片を折り曲げてＬ字型としてもよく、また２枚の金属片の一端を接合して成形されたものであってもよい。取付金具１７は、図３に示すように、金属片３１、３２から構成され、それぞれの金属片３１、３２の略中央部に取付孔３１ａ、３２ａが設けられている。また、柱２と梁３には、それぞれ取付孔３１ａ、３２ａの相対する位置に挿通孔２ａ、３ａが設けられている。取付金具１７は、取付孔３１ａ及び挿通孔２ａに挿通させたボルト３３ａにナット３３ｂを螺合させ、取付孔３２ａ及び挿通孔３ａに挿通させたボルト３４ａにナット３４ｂを螺合させることによって、柱２及び梁３に締着される。なお、金属片３１、３２に設けられた取付孔３１ａ、３２ａは、１箇所に限らず、柱２や梁３に固定するために２箇所以上設けてもよい。

また、取付金具１７は、金属片３１、３２の他方の端部に、それぞれヒンジ部３５、３６とが設けられており、第２のダンパ部１５が取り付けられている。

次に、上述のような構成を持つ制振装置４を柱２や梁３などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡す様子について説明する。

まず、図３に示すように、ユーザは、制振装置４の取付金具１７をコーナ部Ａの所定の位置に当接させ、取付金具１７の取付孔３１ａと柱２の挿通孔２ａとにボルト３３ａを挿通させ、取付金具１７の取付孔３２ａと梁３の挿通孔３ａとにボルト３４ａを挿通させ、それぞれナット３３ｂ、３４ｂによって螺着させる。また、ユーザは、取付金具１８についても、取付金具１７と同様にして、コーナ部Ｂに螺着させる。ただし、ユーザは、取付金具１７、１８を取り付ける際は、取り付けやすさを考慮して、例えば、シャフト長調節部１２において、ネジ部１２ａを第２のダンパ部１５の貫通孔１５ａに挿通した状態とするも、２つのナット１２ｂは螺着させず、シャフト部１１にあそびを持たせる。なお、上述のように、ボルト３３ａ、３４ａとナット３３ｂ、３４ｂとからなる螺合部材によって柱２と梁３とに制振装置４の取付金具１７を取り付けているが、このことに限定されることはなく、柱２や梁３にいわゆる雌ねじを設け、ナットを用いることなく、ボルト３３ａ、３４ａを柱２や梁３に設けた雌ねじに直接螺合させる螺合方法によって制振装置４を取り付けるようにしてもよい。

次に、ユーザは、シャフト長調節部１２の所定の位置において、２つのナット１２ｂによって第２のダンパ部１５を挟むようにして螺着させる。ここでいう所定の位置とは、ネジ部１２ａのコーナ部Ａに突出した端部が、第２のダンパ部１５の地震等による振動により変位した場合にコーナ部Ａに接触しない程度の位置のことである。また、ユーザは、シャフト長調節部１３についても、シャフト長調節部１２と同様にして、第２のダンパ部１６に取り付ける。

以上のようにして、ユーザは、従来筋交いが設けられる位置に制振装置４を取り付けることができる。

柱２や梁３などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡された制振装置４は、例えば、地震等による大きな振動を建築物が受け、矩形構造体が歪むような応力が加わっても、制振装置４が適切な位置に取り付けられているので、制振装置４の第１のダンパ部１４及び第２のダンパ部１５、１６により振動を吸収することができ、矩形構造体の歪むのを防ぐことができる。また、制振装置４は、例えば、風等による小さな振動に対しても第１のダンパ部１４によって振動を吸収することができる。制振装置４は、吸収できる振動の大きさを第１のダンパ部１４の弾性体２１と第２のダンパ部１５、１６とにおいて２種類設けられるので、種々の大きさの振動を吸収することができる。

また、第２のダンパ部１５、１６は、ヒンジを介して取付金具１７、１８に取り付けられているので、板バネとしての効果をより発揮することができる。

また、制振装置４は、シャフト長調節部１２、１３を設けているので、柱２や梁３などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線の長さが異なる建築物にも取り付けることができる。また、シャフト長調節部１２、１３は、２つのナットによって、板バネを挟むようにして固定されているので、簡単にシャフト部１１の長さを調節ができ、シャフト部１１を固定することができる。

さらに、制振装置４は、新設の建築物に限らず、既設の建築物においても、筋交いの交換により簡単に取り付けることができ、既設の建築物の耐震性、耐風圧性を高めることができる。

なお、制振装置４のシャフト部１１、取付金具１７、１８、カバー２２等は、上述のような材料に限らず、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、又はこれらの金属を一種以上含む合金等といった金属材料、強化プラスチック等といった有機樹脂材料、セラミック等といった無機材料のうちいずれか一種以上の材料で形成されたものであってもよい。

また、制振装置４のシャフト部１１、取付金具１７、１８、カバー２２等は、例えば、上述した金属材料を芯材にして芯材の周囲を有機樹脂材料で覆った複合材であってもよい。この場合、周囲が有機樹脂で覆われていることから、金属材料に鉄等を用いたときに起こる結露、錆等を防止できる。

また、第１のダンパ部１４は、弾性体２１を用いるものに限らず、例えば、粘性ダンパ、オイルダンパ等の各種の制振ダンパを用いることもできる。

本発明を適用した制振構造を示す正面図である。本発明を適用した制振装置を示す斜視図である。本発明を適用した制振装置のＬ型取付部の拡大断面図である。本発明を適用した制振装置のダンパ部の拡大断面図である。

符号の説明

１制振構造、２柱、２ａ挿通孔、３梁、３ａ挿通孔、４制振装置、１１シャフト部、１１ａ上部シャフト、１１ｂ下部シャフト、１２，１３シャフト長調節部、１４第１のダンパ部、１５，１６第２のダンパ部、１５ａ貫通孔、１７，１８取付金具、２１弾性体、２２カバー、２３，２４凹部、２５受け部、３１，３２金属片、３１ａ，３２ａ取付孔、３３ａ，３４ａボルト、３３ｂ，３４ｂナット、３５，３６ヒンジ部

Claims

建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に架け渡される制振装置であって、
剛性を有するシャフト部と、
上記シャフト部の少なくとも一方の端部に設けられ、上記シャフト部の長さ調節を行うシャフト長調節部と、
上記シャフト部の略中央部に設けられた第１のダンパ部と、
上記シャフト部の両端部にそれぞれ接続された第２のダンパ部と、
上記第２のダンパ部が取り付けられるとともに、上記略矩形の空間部の相対する一対のコーナ部にそれぞれ取り付けられる取付金具とを備える制振装置。
上記第１のダンパ部と上記第２のダンパ部とは、弾性力の異なる弾性体からなることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
上記シャフト長調節部は、上記シャフト部の端部に形成されたネジに所定の位置にナットを螺合して所定のシャフト長に固定することを特徴とする請求項１記載の制振装置。
上記第２のダンパ部は板バネであり、上記第２のダンパ部は、ヒンジを介して上記取付金具に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の制振装置。
建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に制振装置が架け渡されており、
上記制振装置は、剛性部材からなるシャフト部と、上記シャフト部の少なくとも一方の端部に形成され、上記シャフト部の長さ調節を行うシャフト長調節部と、上記シャフト部の略中央部に設けられた第１のダンパ部と、上記シャフト部の両端部にそれぞれ接続された第２のダンパ部と、それぞれの上記第２のダンパ部と接続され、上記略矩形の空間部の相対する一対のコーナ部にそれぞれ取り付けられるように取付金具とを有しており、
一方の上記取付金具は一の上記コーナ部に取り付け、他方の上記取付金具は、一方の上記取付金具が取り付けられている上記コーナ部と対向する位置にある上記コーナ部に取り付けられていることを特徴とする制振構造。