JP2007009595A - 制振装置、制振装置の取付構造および取付方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制振装置1の矩形枠状の矩形フレーム7の縦方向の長さを上下の構造材2,3間の距離より短く、矩形フレーム7の横方向の長さを前記左右の構造材4,5間の距離より短くする。そして構造材によって囲まれた部位に矩形フレーム7を配置したうえで、左右の構造材4,5材に、矩形フレーム7を接合材28を介して剛接合することによって、上下の構造材2,3間や左右の構造材4,5間の距離が変更されても、制振装置1を設計変更する必要なく容易に躯体に取り付けることができるとともに、制振機能を確実に発揮できる。
【選択図】図1
Description
この特許文献1に記載の制振構造は、上構造部に剛性一体的に固着されて上構造部の下方に突出される下方突出体と、下構造部に剛性一体的に固着されて下構造部の上方に突出される上方突出体と、振れ動き体とが備えられ、下方突出体と上方突出体とは、上下の構造部間の中間高さ位置で上下方向において対向され、振れ動き体は、その高さ方向中間部領域において、下方突出体と上方突出体とにそれぞれ枢結され、かつ、振れ動き体と下方突出体との枢結高さ位置よりも上方において、振れ動き体と、下方突出体又は/及び上構造部とが振動減衰手段を介して連結されると共に、振れ動き体と上方突出体との枢結高さ位置よりも下方において、振れ動き体と、上方突出体又は/及び下構造部とが振動減衰手段を介して連結されたものである。
しかも、各突出体と振れ動き体との枢結位置を異ならせて、枢結部間の間隔寸法を大小異ならせることで、テコの原理で減衰手段に伝えられる振動の大きさを大小異ならせることができて、同じ性能の減衰手段を用いながら、大きな振動を減衰できる構造に構成したり、小さな振動を減衰できる構造に構成したりすることができる。
特に、振れ動き体を、少なくとも、その振れ動きの振幅が水平振動の振幅よりも大きくなる高さ領域部分において、上下の振動減衰手段と連結する構成とすることにより、実際の振動よりも振幅の大きな振動を減衰手段に作用させることができて、交通振動などの比較的小さい振動には効きにくい減衰手段を用いながらも、そのような比較的小さい振動をそのような減衰手段にて減衰することが可能となる。
また、上部構造部および下部構造部が地震等によって上下に撓むと、その力が上部構造部および下部構造部を介して、振れ動き体の枢結部に伝わり、振れ動き体がスムーズに振れ動けなくなって、制振機能を確実に発揮できなくなるという懸念もある。
矩形枠状の矩形フレーム7と、この矩形フレーム7に対向して設けられた一対の支持部8,8と、この一対の支持部8,8間に配置され、かつ該一対の支持部8,8によって支持された制振機構10とを備えており、
前記矩形フレーム7の縦方向の長さは前記上下の構造材2,3間の距離より短く、前記矩形フレーム7の横方向の長さは前記左右の構造材4,5間の距離より短いことを特徴とする。
また、上下の構造材2,3としては、例えば、梁や土台等が挙げられるが、これに限るものでなく、床、基礎、屋根等でもよい。また、構造材2,3は木造、鉄骨、鉄筋コンクリート等どのような構造ものでもよい。
左右の構造材4,5としては、例えば、柱が挙げられるが、これに限ることなく、壁や、ツーバイフォー工法における縦枠でもよい。また、構造材4,5は木造、鉄骨、鉄筋コンクリート等どのような構造ものでもよい。
前記制振機構10は、前記一対の支持部8,8によって支持されて、該一対の支持部8,8が変位した場合に、該一対の支持部8,8間の略中央部を中心として振れるように構成された振り子部材15と、この振り子部材15の端部と前記矩形フレーム7との間に設けられた制振部材21とを備えていることを特徴とする。
前記躯体が、上下に離間して配置された上下の構造材2,3と、左右に離間して配置された左右の構造材4,5とを備えており、
前記上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位に、前記制振装置1がその矩形フレーム7を上下の構造材2,3および左右の構造材4,5から離間するようにして配置されており、
前記上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とのうちのいずれか一方の構造材に、前記矩形フレーム7が接合材28を介して剛接合されていることを特徴とする。
前記上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位のうち、前記制振装置1および接合材28が設けられていない部位に面材30が配置され、この面材30が前記上下の構造材2,3および左右の構造材4,5に固定されていることを特徴とする。
前記制振装置1の矩形フレーム7に予め木材25が固定されており、この木材25が前記構造材(例えば左右の構造材4,5)に剛接合されていることを特徴とする。
前記躯体が、上下に離間して配置された上下の構造材2,3と、左右に離間して配置された左右の構造材4,5とを備えており、
まず、前記上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位に、前記制振装置1をその矩形フレーム7が上下の構造材2,3および左右の構造材4,5から離間するようにして配置し、
次に、前記上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とのうちのいずれか一方の構造材に、前記矩形フレーム7を接合材28を介して剛接合することを特徴とする。
また、制振装置をその矩形フレームが上下の構造材および左右の構造材から離間するようにして配置した後、上下の構造材と左右の構造材とのうちのいずれか一方の構造材に、矩形フレームを接合材を介して剛接合することによって、制振装置を躯体に容易に取り付けることができるとともに、制振機能を確実に発揮できる。
まず、本発明に係る制振装置1について説明する。この制振装置1は、図1〜図4に示すように、上下に離間して配置された上下の構造材2,3と、左右に離間して配置された左右の構造材4,5とで囲まれた部位に取り付けられるものである。本実施の形態では、上の構造材2は建物の躯体を構成する梁、下の構造材3は土台、左右の構造材4,5はそれぞれ柱である。したがって、本実施の形態では、制振装置1は在来の木造軸組み工法で構築される建物の躯体に取り付けられるものである。
矩形フレーム7は、左右一対の縦フレーム11,11と、上下一対の横フレーム12,12とを矩形枠状に組み立てて形成されたものであり、縦フレーム11の端部と横フレーム12の端部はピン結合されている。したがって、矩形フレーム7は左右方向に力が作用すると平行四辺形を形成するようにして変形可能となっている。なお、縦フレーム11、横フレーム12は鉄やアルミニウム等の金属で形成されている。
また、縦フレーム11は、矩形フレーム7の外周面を構成する帯板状の外周板部11aと、この外周板部11aの内面に直角に形成されて、前記支持部8が取り付けられる帯板状の内側板部11bとから構成され、断面T字状に形成されている。
横フレーム12は、矩形フレーム7の外周面を構成する帯板状の外周板部12aと、この外周板部12aの両端部の内面にそれぞれ直角に形成されて、前記縦フレーム11の内側板部11bの端部にピン結合される内側板部12b,12bとを備えており、内側板部12b,12bには後述する制振ボックス16が取り付けられるようになっている。
したがって、制振装置1の矩形フレーム7は、上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた空間内に納まる、つまり、上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで構成される矩形状の壁構成部分の内部に組み込むことができるようになっている。
支持部8は長方形板状の2枚の支持板8a,8aによって構成されており、支持板8a,8aの一方の側部は、前記内側板部11bを挟むようにして該内側板部11bに固定されている。支持板8a,8a間には所定の間隔が設けられており、該2枚の支持板8a,8a間には、前記制振機構10を構成する振り子部材15の中央部が挿入されて支持されるようになっている。
振り子部材15は板状でかつ、縦長の八角形状に形成されており、長手方向を上下に向けて配置されている。振り子部材15の中央部の左半分は、一方の支持部8の支持板8a,8a間に挟まれており、右半分は他方の支持部8の支持板8a,8a間に挟まれている。なお、振り子部材15は鉄やアルミニウム等の金属によって形成されている。
前記一対の支持部8,8の先端部によって振り子部材15の長手方向中央部が支持されており、この振り子部材15は、地震等の振動によって矩形フレーム7が変形して一対の支持部8,8が変位した場合に、該一対の支持部8,8間の略中央部を中心として振れるように構成されている。
また、他方の支持部8の支持板8a,8aに形成された孔と、振り子部材15の中央部に形成された他方の孔とには、軸17が振り子部材15を回転可能とするように挿通されている。この軸17も先端部にねじ部を有するボルト17で形成されており、このボルト17は前記孔に挿通され、これら孔に挿通されたボルト17にはナットが螺合されている。
これによって、振り子部材15は、一対の支持部8,8によって軸17,17を介して支持されており、この振り子部材17は、地震等の振動によって一対の支持部8,8が変位した場合に、該一対の支持部8,8間の略中央部、言い換えれば、軸17,17間の中央部を中心として振れるように構成されている。
ボックス20の対向する内面にはそれぞれ粘弾性体21,21が接着剤等によって固着されている。これら粘弾性体21,21間には、プレート22が挿入されており、該プレート22の表面は前記粘弾性体21,21に固着されている。プレート22の一端部は、ボックス20より突出しており、この突出している一端部は、振り子部材15の端部に連結されている。
また、前記ボックス20の端面には、取付プレート20a,20aが突出形成されている。そして、制振ボックス16は、ボックス20を横フレーム12の外周板部12aに設置したうえで、ボックス20の取付プレート20a,20aを内側板部12b,12bにボルトによって連結することによって横フレーム12の略中央部に取り付けられている。
なお、制振ボックス16のボックス20、プレート22等は鉄やアルミニウム等の金属で形成されている。
すなわちまず、図1、図2、図4に示すように、制振装置1の矩形フレーム7を構成する縦フレーム11の外周板部11aには、工場等によって予め木材25が固定されている。この木材25は縦フレーム11と等しい長さの角材であり、外周板部11aに接着や釘打ち等によって固定されている。
一方、躯体を構成する左右の構造材4,5の内側面には補強材26が接着や釘打ち等によって固定されている。この補強材26は木材で形成された角材であり、上下の長さは左右の構造材(柱)4,5より若干短くなっている。なお、この補強材26は柱径が細い場合の補強のために用いるものであり、柱径が太く補強の必要がない場合は用いないこともある。
そして、木材25,25が取り付けられた制振装置1は、現場で上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位(空間)に、矩形フレーム7および木材25,25を、上下の構造材2,3および左右の構造材4,5の補強材26,26から離間するようにして配置されている。この状態において、制振装置1の木材25,25と、左右の構造材4,5の補強材26,26との間には若干の隙間が設けられており、この隙間に埋木27・・・が充填されている。埋木27は矩形フレーム7の上下方向の端部側と中央部側とにそれぞれ複数個充填されている。また、制振装置1は上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位(空間)の中央部に配置されている。
そして、一方の接合材28は一方の木材25と左の構造材4とに釘打ちや接着によって固着され、他方の接合材28は、他方の木材25と右の構造材5とに釘打ちや接着によって固着されており、これによって、左右の構造材4,5には、矩形フレーム7が接合材28,28を介して剛接合されている。
そしてこのような面材30,30は、上下の構造材2,3および左右の構造材4,5に固定されている。すなわち、上側の面材30はその上縁部を上の構造材2に当接して接着や釘打ちによって固定するとともに、左右両縁部をそれぞれ左右の補強材26,26の上端部に当接して接着や釘打ちによって固定することによって構造材に固定されている。また、下側の面材30はその下縁部を下の構造材3に当接して接着や釘打ちによって固定するとともに、左右両縁部をそれぞれ左右の補強材26,26の下端部に当接して接着や釘打ちによって固定することによって構造材に固定されている。
さらに、前記接合材28,28間には構造用合板で形成された面材31が配置されており、この面材31は前記左右の木材25,25に接着や釘打ちによって固定されている。この面材31、前記接合材28、面材30,30の表面はほぼ面一となっており、これによって、この面一の面に外装材を取り付けることができる。
その後、左右の構造材4,5に、矩形フレーム7の木材25,25を、接合材28,28を介して剛接合する。また、接合材28,28間には、面材31を配置して木材25,25に固定する。
さらに、図6(c)、(d)に示すように、制振装置1の上下にある空間には、面材30,30を配置し、上下の構造材2,3および左右の構造材4,5に固定することによって、制振装置1が配置されていない部位を補強する。
なお、前記埋木27はそのまま放置しておいてもよいし、取り出してもよい。また、面材31、接合材28、面材30,30は、建物外部側を向く面に取り付け、これらには最終的に外装材を取り付ける。また、建物内部側を向く面には、石膏ボード等を前記上下の構造材2,3や左右の構造材4,5に取り付ける。
矩形フレーム7が略平行四辺形状に変形すると、一対の支持部8,8が斜め上下に互いに離間するようにして変位する。
一対の支持部8,8が変位することによって、図3に示すように、振り子部材15が一対の支持部8,8間の略中央部を中心として振り子のように振れ、この振り子部材15の端部は振れが増幅され、これによって、前記一対の支持部8,8の変位が増幅される。
そして、振り子部材15の端部と制振ボックス16のプレート22とが連結されており、この連結プレート22は粘弾性体21,21間に挿入されかつ該一対の粘弾性体21,21に固着されているので、この粘弾性体21,21の変形を増幅できる。したがって、建物の小さな変形から制振機能を有効に働かせることができる。
また、粘弾性体21,21の変形速度も建物の変形速度より増幅することができるため、エネルギー吸収性能が変形速度に比例する粘弾性材料から形成された粘弾性体を用いる場合には、より効率的にエネルギーを吸収でき、大きな減衰力を発揮できる。
さらに、制振ボックス16を別途製造しておき、この制振ボックス16を横フレーム12に取り付けることができるので、制振装置1を容易に取り付けることができる。また、制振ボックス16を取り外すことによって、その内部に設けられている粘弾性体21のメンテナンスが容易となる。
また、振り子部材15の中央部の右半分は一方の支持部8の一対の支持板8a,8a間に挟まれており、左半分は他方の支持部8の一対の支持板8a,8a間に挟まれているので、振り子部材15が、一対の支持部8,8間の略中央部を中心として振れる際に、該振り子部材15の中央部を一対の支持板8a,8aによって振れ方向に案内することができる。よって、振り子部材15の振れをスムーズにすることができる。
また、縦フレーム11と振り子部材15との間に所定の間隔が設けられているので、この間隔内で振り子部材15が振れることができ。該振り子部材15が振動によって縦フレーム11,11に衝突するのを防止できる。
さらに、一対の支持部8,8が変位することによって、振り子部材15が一対の支持部8,8間の略中央部を中心として振り子のように振れる際に、一対の支持部8,8にそれぞれ設けられている軸17,17間の距離が若干が増減するが、これら軸17,17が挿入されている一対の孔のうち、左側の孔は長孔となっているので、この長孔によって前記軸17,17間の距離の増減を吸収して、振り子部材15をスムーズに振れさすことができる。
上下の構造材2,3と左右の構造材4,5とで囲まれた部位(空間)に制振装置1を配置し、左右の構造材4,5に矩形フレーム7を接合材28,28を介して剛接合すると、制振装置1が配置されていない部位が、つまり制振装置1の上下にある部位が配置されている部位に比して相対的に強度が弱くなるが、制振装置1が配置されていない部位に面材30,30が配置され、この面材30,30が上下の構造材2,3および左右の構造材4,5に固定されているので、制振装置1が配置されていない部位の強度を面材によって補強することができ、よって、制振装置1をバランスよく働かせることができる。
また、制振装置1の矩形フレーム7に予め固定された木材25,25が左右の構造材4,5に剛接合されているので、躯体の構造が木造の場合に、制振装置の矩形フレーム7を木材25,25を介して剛接合し易くなる。
さらに、躯体を構成する左右の構造材4,5の内側面には補強材26が固定されているので、構造材4,5が比較的小径なものであった場合に、構造材4,5を補強することができ、これによって、制振装置1の制振機能を確実に発揮させることができる。
また、本実施の形態では、矩形フレーム7の縦フレーム11,11を接合材28を用いて左右の構造材(柱)4,5に剛接合したが、これに代えて、横フレーム12,12を接合材を用いて上下の構造材2,3に剛接合してもよい。この場合でも、縦フレーム11と横フレーム12がピン結合されているので、上下の構造材2,3が変位した際に、横フレーム12を介して縦フレーム11が変位して、支持部8,8が変位するので、振り子部材16が振れて制振機能を発揮できる。
また、本実施の形態では、矩形フレーム7に対向して設けられた一対の支持部8,8に支持される制振機構10として振り子部材15を使用したものを用いたが、制振機構はこれに限ることはない。例えば、オイルダンパを備えた制振機構、粘弾性体を備えた制振機構等でもよい。
2 上構造材
3 下構造材
4 左構造材
5 右構造材
7 矩形フレーム
8 支持部
10 制振機構
15 振り子部材
16 制振ボックス
21 粘弾性体(制振部材)
25 木材
28 接合材
30 面材
Claims (6)
- 上下に離間して配置された上下の構造材と、左右に離間して配置された左右の構造材とで囲まれた部位に取り付けられる制振装置であって、
矩形枠状の矩形フレームと、この矩形フレームに対向して設けられた一対の支持部と、この一対の支持部間に配置され、かつ該一対の支持部によって支持された制振機構とを備えており、
前記矩形フレームの縦方向の長さは前記上下の構造材間の距離より短く、前記矩形フレームの横方向の長さは前記左右の構造材間の距離より短いことを特徴とする制振装置。 - 請求項1に記載の制振装置において、
前記制振機構は、前記一対の支持部によって支持されて、該一対の支持部が変位した場合に、該一対の支持部間の略中央部を中心として振れるように構成された振り子部材と、この振り子部材の端部と前記矩形フレームとの間に設けられた制振部材とを備えていることを特徴とする制振装置。 - 請求項1または2に記載の制振装置を躯体に取り付けてなる制振装置の取付構造であって、
前記躯体が、上下に離間して配置された上下の構造材と、左右に離間して配置された左右の構造材とを備えており、
前記上下の構造材と左右の構造材とで囲まれた部位に、前記制振装置がその矩形フレームを上下の構造材および左右の構造材から離間するようにして配置されており、
前記上下の構造材と左右の構造材とのうちのいずれか一方の構造材に、前記矩形フレームが接合材を介して剛接合されていることを特徴とする制振装置の取付構造。 - 請求項3に記載の制振装置の取付構造において、
前記上下の構造材と左右の構造材とで囲まれた部位のうち、前記制振装置および接合材が設けられていない部位に面材が配置され、この面材が前記上下の構造材および左右の構造材に固定されていることを特徴とする制振装置の取付構造。 - 請求項3または4に記載の制振装置の取付構造において、
前記制振装置の矩形フレームに予め木材が固定されており、この木材が前記構造材に剛接合されていることを特徴とする制振装置の取付構造。 - 請求項1または2に記載の制振装置を躯体に取り付ける制振装置の取付方法であって、
前記躯体が、上下に離間して配置された上下の構造材と、左右に離間して配置された左右の構造材とを備えており、
まず、前記上下の構造材と左右の構造材とで囲まれた部位に、前記制振装置をその矩形フレームが上下の構造材および左右の構造材から離間するようにして配置し、
次に、前記上下の構造材と左右の構造材とのうちのいずれか一方の構造材に、前記矩形フレームを接合材を介して剛接合することを特徴とする制振装置の取付方法。
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