JP2008002165A - 回転慣性質量付きトグル型制震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トグル型制震装置の制震効果を高める。
【解決手段】回転慣性質量付ダンパー１００のシャフト１０２が軸方向に移動すると、回転体１１０が軸回りに回転し、更に質量体１２０が軸回りに回転する（回転体１１０と質量体１２０とが一体となって回転する）。すなわち、質量体１２０の回転慣性力により、建物に対して質量体１２０がその場を大きく移動することなく、地震などの振動の入力を低減させることができる。このため、建物の振動を抑えることができる。また、ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間にエネルギー吸収体を設けた回転慣性質量付きダンパー１００を備える回転慣性質量付きトグル型制震装置では、第一アーム３８と第二アーム４２が必要とする剛性や断面二次モーメント等を小さくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転慣性質量付きトグル型制震装置に関する。

地震時に建物の振動を低減させるダンパーの効果を飛躍的に向上させるトグル機構を用いた制震装置（以下、トグル型制震装置と記す）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１０−１６９２４４号公報

トグル型制震装置の制震効果を高める方法として、第一アームと第二アームとの交点部分に補助重量を取り付けて入力低減させる構成がある。

図１１は、第一アーム８０２、第二アーム８０４、エネルギー吸収機構８０６（ダンパーなど）の交点部分に補助重量８０８（ｍ_ｄ）を備えたトグル型制震装置８００を模式的に示している（建物７９９に適用している図）。そして、この図１１のトグル型制震装置８００を備えた建物７９９モデル化したものが、図１２である。

図１２の振動方程式は、

となる。

例えば、補助重量８０８ｍ_ｄと建物７９９の層の質量ｍの比率を、

とし
トグル機構の増幅率βｔを、

とすれば、η（入力低減効果）は、

となる。

しかしながら、このような補助重量８０８（ｍ_ｄ）は、重くて大きなものとなってしまう。また、このような重くて大きな補助重量８０８（ｍ_ｄ）を、トグル型制震装置８００の中央部分（交点部分）に取り付けることは、施工的に困難である。また、設置基数を多くして重量分散して取り付けるという方法も考えられるが、このような方法はコストアップとなる。更に、仮に取付けが可能であったとしても、補助重量８０８（ｍ_ｄ）が大きいと意匠的に問題が大きい。また、このようにトグル型制震装置８００の中央部分（交点部分）に重い補助重量８０８（ｍ_ｄ）を設けると、面外への慣性力が大きくなってしまうので、面外に座屈衝動が生じる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、トグル型制震装置の制震効果を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、梁と柱とから構成された架構の上梁、又は前記上梁と前記柱との隅部に一端が回転可能に取り付けられた第一アームと、前記架構の下梁、又は前記下梁と前記柱との隅部に一端が回転可能に取り付けられ、他端と前記第一アームの他端とが所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、前記第一アームと前記第二アームとの連結部分と回転可能に連結される第一部材と、前記架構の上梁、下梁、前記上梁と前記柱との隅部、前記下梁と前記柱との隅部、のいずれかに回転可能に連結される第二部材と、を有し、前記第一部材と前記第二部材との軸方向の相対的な直線変位を回転慣性質量の軸回りの回転変位に変換する機構を有する回転慣性質量付ダンパーと、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、柱と梁で構成された架構の上梁、又は上梁と柱との隅部には、第一アームの一端が回転可能に取り付けられており、下梁、又は下梁と柱との隅部には、第二アームの一端が回転可能に取り付けられている。また、第一アームの他端と第二アームの他端とが所定の角度を持って回転可能に連結されている。そして、回転慣性質量付ダンパーの第一部材が連結部分と回転可能に連結され、第二部材が架構の上梁、下梁、上梁と柱との隅部、下梁と柱との隅部、のいずれかに回転可能に連結することで、トグル機構を構成している。

このトグル機構によって、地震等の振動により上梁と下梁が、小さく相対変形しても、大きな変形に増幅され、回転慣性質量付ダンパーの第一部材と第二部材とが軸方向に大きく相対的に直線変位する（伸縮する）。

さて、このように回転慣性付ダンパーが軸方向に直線変位すると、回転慣性質量が軸回りに回転変位する。よって、回転慣性質量の回転慣性力により、振動を低減させることができる。

なお、回転慣性質量付ダンパーの回転慣性質量の回転方向の接線方向の変位は、回転慣性質量付ダンパーの軸方向の直線変位（伸縮）より大きい。よって、回転慣性質量が回転することによって生じる回転慣性質量効果は回転慣性質量に対して大きく増幅することができる。つまり、回転慣性質量付ダンパーの回転慣性質量の質量が軽くても、軸方向の変位を回転慣性質量の回転に変換することによって、大きな質量を得ることとなる。

請求項２に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、請求項１に記載の構成において、前記回転慣性質量付ダンパーは、軸体と、前記軸体が挿入される回転体と、前記回転体を回転可能に保持する保持体と、前記軸体の外周面と前記回転体の内周面とに設けられ、該軸体の軸方向の直線変位を前記回転体の軸周りの回転変位に変換する螺合手段と、前記回転体と一体となって、軸周りに回転する回転慣性質量体と、を有し、前記軸体と前記保持体のいずれか一方が前記第一部材であり、該軸体と該保持体のいずれか他方が前記第二部材であることを特徴としている。

請求項２に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、軸体が直線変位すると、軸体が挿入される回転体が螺合手段によって回転変位する。そして、回転体と一体となって回転慣性質量体が軸周りに回転することで、振動を低減させることができる。

請求項３に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、請求項２に記載の構成において、上記回転体の外周面と前記保持体の内周面との間にエネルギー吸収体を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、回転体の外周面と保持体の内周面との間にエネルギー吸収体を備えているので、回転体が回転することによる回転慣性質量の回転エネルギーの吸収効果により、応答値が小さくなる。したがって、第一アーム、第二アーム、軸体の断面積を小さくできる。

また、このような構成とすることで、回転慣性質量の回転による慣性力と架構の変形との関係は負勾配となる。また、第一アームと第二アームとの軸剛性の影響は正勾配である。よって、負勾配と正勾配とが打ち消し合うので、第一アームと第二アームとが必要とする軸剛性の影響を抑えることができる。このため、第一アームと第二アームの剛性や断面二次モーメントを小さくできる。したがって、第一アームと第二アームの断面積を更に小さくできる。

請求項４に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置を、一対配置すると共に、前記架構の前記上梁と前記下梁とが相対変形すると、一対の前記回転慣性質量付ダンパーの前記回転慣性質量が互いに反対回りに回転することを特徴としている。

請求項４に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置では、一対の回転慣性質量付ダンパーの回転慣性質量が互いに反対回りに回転するので、回転慣性によるジャイロ効果が打ち消される。このため、ねじれ振動の誘発等が抑制される。

以上説明したように本発明によれば、トグル型制震装置の制震効果を高めることができる。

図３に示すように、左側の柱２０Ｌと、右側の柱２０Ｒと、上梁２２Ａと、下梁２２Ｂと、で構成された建物３０の架構２４内に、回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｌと回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｒとが左右に並んで配設されている。また、回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｌと回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｒとは、架構２４内に左右対称に配置されている。なお、以降、左右を区別する必要がある場合は、符号の後にＬ，Ｒのいずれか付し、区別する必要がない場合は、Ｌ，Ｒを省略する。

回転慣性質量付きトグル型制震装置３４は、上梁２２Ａに取り付けられた回転支承３６に一端が固定された第一アーム３８と、架構２４の下隅部に配置され、下梁２２Ｂと柱２０とに取り付けられた回転支承４０に一端が固定された第二アーム４２とを備えている。

第一アーム３８及び第二アーム４２の他端（自由端）は回転ヒンジ４４で回動可能に所定の角度を持って連結されている。この回転ヒンジ４４には、回転慣性質量付ダンパー１００（詳細は後述する）のシャフト１０２の端部に設けられたヒンジ１０１（図２（Ａ）参照）が連結されている。更に、回転慣性質量付ダンパー１００のホルダー１０４の端部に設けられたヒンジ１０５が、架構２４の上隅部に配置され、上梁２２Ａと柱２０とに取り付けられた回転支承５２に連結されている。

つぎに、回転慣性質量付ダンパー１００について詳しく説明する。

図１と図２（Ａ）とに示すように、回転慣性質量付ダンパー１００のシャフト１０２の外周面には、雌ネジ溝１０２Ａが形成されている。この雌ネジ溝１０２Ａは、雌ネジ溝１０２Ａに螺合する雄ネジ１１０Ａが内周面に形成された円筒状の回転体１１０に挿入されている。

回転体１１０は、一方が開口した円筒状のホルダー１０４の内部に回転可能に保持されている。また、回転体１１０は円柱部１１１Ｄと、円柱部１１１Ｄより径が大きな第一円盤部１１１Ａ，第二円盤部１１１Ｂ，第三円盤部１１１Ｃと、から構成されている。

回転体１１０の一方の端部側はホルダー１０４の開口から出ており、回転体１１０の一方の先端部には第一円盤部１１１Ａが形成されている。また、回転体１１０の他方の先端部には第三円盤部１１１Ｃが形成されている。また、ホルダー１０５の内に、第二円盤部１１１Ｂと第三円盤部１１１Ｃが配置されている。

また、第二円盤部１１１Ｂ，第三円盤部１１１Ｃに対応するホルダー１０４の両端部分には、第二円盤部１１１Ｂ，第三円盤部１１１Ｃが嵌る凹部１１４、１１５が形成されている。そして、凹部１１４、１１５には軸受け１１２，１１３が設けられている。このような構成により回転体１１０は、矢印Ｋで示す軸回りには回転するが、矢印Ｓで示す軸方向への移動が規制されている。

なお、前述したように回転慣性質量付ダンパー１００は、シャフト１０２の端部に取り付けられたヒンジ１０１が回転ヒンジ４４（図３参照）に連結され、ホルダー１０５の端部に取り付けられたヒンジ１０５が回転支承５２（図３参照）に連結されている。

さて、回転体１１０の第一円盤部１１１Ａには、円盤状の質量体１２０がボルト１２２で締結されている。質量体１２０の中央部には円形の開口部１２０Ａが形成され、この開口部１２０Ａの中をシャフト１０２が通っている。なお、開口部１２０Ａの内径はシャフト１０２の外径より十分に大きいので、開口部１２０Ａとシャフト１０２とは接していない。また、回転体１１０（第一円盤部１１１Ａ，第二円盤部１１１Ｂ，第三円盤部１１１Ｃ，円筒部１１１Ｄ）の軸心、質量体１２０の軸心、シャフト１０２の軸心、は同一軸線上にある。

なお、図２（Ｃ）に示すように、質量体１２０の変形例として、質量体１２０が半円形状の質量体１２０Ｂと質量体１２０Ｃとの二つの部材で構成されていても良い。このような構成とすれば、回転慣性質量付きダンパー１００を回転支承５２と回転ヒンジ４４に取り付けた状態のまま、質量体１２０Ｂ、１２０Ｃのみを着脱可能である。

回転慣性質量付ダンパー１００は、上述したような構成をしているので、図１と図２（Ａ）で示すように、シャフト１０２が矢印Ｓで示すように軸方向に移動すると、シャフト１０２の外周面の雌ネジ溝１０２Ａと回転体１１０雄ネジ１１０Ａとが螺合して回転体１１０が軸周りに回転し、更に、図１と図２（Ｂ）とに示すように、回転体１１０とボルト１２２で締結された質量体１２０が矢印Ｋで示すように軸回りに回転する（回転体１１０と質量体１２０とが一体となって回転する）。

つまり、回転慣性質量付ダンパー１００は、シャフト１０２の軸方向の直線変位（矢印Ｓ）を、回転慣性質量である質量体１２０の回転変位（矢印Ｋ）に変換する機構を有するダンパーとなっている。

なお、回転慣性質量付ダンパー１００ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間にエネルギー吸収体を設ければ、回転体１１０が回転することによる質量体１２０の回転エネルギーの吸収効果により、更に応答値が小さくなる。

なお、ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間にエネルギー吸収体として、粘性体を注入すれば、質量（Ｍ）＋粘性（Ｃ）の効果を持つダンパーとなる。また、ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間にネルギー吸収体として、摩擦パット等を組み込めば質量（Ｍ）＋剛性（Ｋ）の効果を持つダンパーとなる。更にこれらを二つ組み合わせれば、質量（Ｍ）＋粘性（Ｃ）＋剛性（Ｋ）の効果を持つダンパーとなり、振動方程式の全てを制御できるようになる。なお、ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間に設けるエネルギー吸収体は、エネルギー吸収できれば上記以外のものであっても良い。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。

図３から図４に示すように、地震動等の振動により、建物３０が右側へ水平移動すると、架構２４が右方向へ水平変形する。すなわち、上梁２２Ａが水平移動する（上梁２２Ａと下梁２２Ａとが相対移動する）。

そして、架構２４内において、回転慣性質量付きトグル型制震装置３４を構成する第一アーム３８及び第二アーム４２が回転支承３６，４０を中心に回転変位を行うため回転ヒンジ４４が変位する。このため左側の回転慣性質量付ダンパー１０６Ｌのシャフト１０２Ｌは、回転慣性質量付ダンパー１００の全長が伸びる軸方向に移動し、右側の回転慣性質量付ダンパー１００Ｒのシャフト１０２Ｒは、回転慣性質量付ダンパー１００Ｒの全長が縮むように軸方向に移動する。

また、図３から図５に示すように、建物３０が左方向へ水平変形すると、架構２４も左方向へ水平変形する。このとき、前述した図９とは逆に、左側の回転慣性質量付ダンパー１００Ｌのシャフト１０２Ｌは、回転慣性質量付ダンパー１００Ｌの全長が縮む軸方向に移動する。また、右側の回転慣性質量付ダンパー１００Ｒシャフト１０２Ｒは、回転慣性質量付ダンパー１００Ｒの全長が伸びる軸方向に移動する。

さて、このとき、トグル機構によって、上梁２２Ａの回転支承３６の水平変位量より、回転ヒンジ４４の変位量、すなわち回転慣性質量付ダンパー１００のシャフト１０２の移動量が増幅されて大きくなる。

つまり、トグル機構によって、回転支承３６の小さな変位が回転ヒンジ４４の大きな変位（回転慣性質量付ダンパー１００（のシャフト１０２の移動量）に増幅され、小さい変位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立する。

さて、このように回転慣性質量付ダンパー１００のシャフト１０２が軸方向に移動すると、前述したように、回転体１１０が軸回りに回転し、更に質量体１２０が軸回りに回転する（回転体１１０と質量体１２０とが一体となって回転する）。すなわち、質量体１２０の回転慣性力により、建物３０に対して質量体１２０が、その場から大きく移動することなく、地震などの振動の入力を低減させることができる。このため、建物３０の振動を抑えることができる（入力低減効果）。

なお、回転体１１０の回転方向の接線方向の変位は、シャフト１０２の軸方向の変位の１０倍から２５倍程度まで増幅可能であり、更に、トグル機構によって、２倍から３倍程度、増幅する。

よって、
回転増幅率βｆ＝２５
とし、
トグルβｔ＝２
とすると、
（βｆ・βｔ）^２＝２５００倍
となる。

したがって、質量体１２０の質量を１ｔｏｎとすれば、２５００ｔｏｎの質量を付加することと同等となる。

つまり、軸方向の変位を質量体１２０の回転に変換することによって生じる回転慣性質量効果は、質量体１２０の質量の数千倍以上に増幅することができる。

さて、図７は、回転慣性質量付きトグル型制震装置３４を備える建物３０の振動モデルを示している。また、この図７の振動モデルの振動方程式は、

となる。

なお、ｍは建物の質量、ｍ’は質量体１２０の質量、βｔはトグル機構の変位増幅率、βｆは回転機構の変位増幅率、Ｘは地震による建物３０の移動量、Ｙは地震よる基礎の移動量、ｃは建物３０の減衰係数、ｋは建物３０の剛性、ηは入力低減係数である。

そして、この振動モデルの振動方程式から、地動の入力をη倍する入力低減効果があることが判る。

また、図８から図１０は、本実施形態と同様の回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物が観測波を受けた場合の変位応答スペクトルを示している。すなわち、図８はＥＬ．ＣＥＮＴＯＲ１９４０（ＮＳ）の観測波における相対変位を示し、図９はＨＡＣＨＩＮＯＨＥ１９６８（ＮＳ）の観測波における相対変位を示し、図１０はＴＡＦＴ１９５２（ＥＷ）の観測波における相対変位を示している（括弧のＮＳは北南方向を意味し、ＥＷは東西方向を意味している）。そして、各図を見ると判るように、観測波を入力させた場合の相対変位は、いずれも入力低減変動効果ηによって低減している。

このように、本実施形態の回転慣性質量付きトグル型制震装置３４は、ηの比率によって、制震効果が得られる。

また、左右の回転慣性質量付ダンパー１００Ｒ，Ｌは、一方は縮み、他方は伸びる。よって、左側の回転慣性質量付ダンパー１００Ｌの質量体１２０Ｌと右側の回転慣性質量付ダンパー１００Ｒの質量体１２０Ｒとは、互いに反対回りに回転する。このため、回転慣性によるジャイロ効果が打ち消される（図６の矢印Ｋ１と矢印Ｋ２を参照）。よって、質量体１２０が回転しても、建物３０にねじれ振動を誘発させない。

また、質量体１２０の質量や大きさを変えることで、基本的な回転慣性質量付きトグル型制震装置３４の大きさを変えることなく、制震力を容易に調整できる。例えば、図１、図２（Ａ）に示すように、本実施形態の回転慣性質量付きトグル型制震装置３４では、質量体１２０は三枚の円盤で構成されているが、この円盤の数を増減することで、質量体１２０の重さを増減させることできる。つまり、制震力を容易に調整できる。なお、図２（Ｃ）の構成とすれば、回転慣性質量付きダンパー１００を回転支承５２と回転ヒンジ４４に取り付けた状態のまま、質量体１２０（１２０Ｂ、１２０Ｃ）のみを着脱可能であるので、容易に質量体１２０の重さを増減できる。

また、図４で説明したように、架構２４が右側に変形すると、左側の回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｌは、第一アーム３８Ｌ，第二アーム４２Ｌ，回転慣性質量付ダンパー１００Ｌのいずれにも引っ張り力が働く。このため、柱２０Ｌが伸びようとする力に対して、回転慣性質量付ダンパー１００Ｌにより、柱２０Ｌを縮めようとする方向に力が働くことになる。したがって、柱２０Ｌの軸力が低減する。

また、図５で説明したように架構２４が逆に左側に変形すると、左側の回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｌは、第一アーム３８Ｌ，第二アーム４２Ｌ，回転慣性質量付ダンパー１００Ｌのいずれにも圧縮力が働くので、柱２０Ｌが縮もうとするが、回転慣性質量付ダンパー１００Ｌが柱２０Ｌを伸ばそうとする。よって、柱２０Ｌの軸力が低減する。

なお、同様に右側の回転慣性質量付きトグル型制震装置３４Ｒによって、柱２０Ｒの軸力も低減する。

このように、本実施形態のトグル型制震装置３４は、柱２０Ｌ，２０Ｒの軸力を低減させるので、柱２０Ｌ，２０Ｒの曲げ変形を抑制できる。

更に、回転慣性質量付ダンパー１００のホルダー１０４の内周面と回転体１１０の外周面との間に、エネルギー吸収部材（粘性（Ｃ）、剛性（Ｋ））を設ければ、回転体１１０が回転することによる質量体１２０の回転変位エネルギーの吸収効果により、更に、応答値が小さくなる。よって、回転慣性質量付ダンパー１００のシャフト１０２や第一アーム３８・第二アーム４２の断面積を小さくできる。このため意匠的（デザイン性）も優れたものにできる。また、低コストとなる。なお、エネルギー吸収部材は、エネルギーを吸収可能な部材であれば良い。

また、回転慣性質量付ダンパー１００のホルダー１０４の内周面と回転体１１０の外周面との間に、エネルギー吸収部材（粘性（Ｃ）、剛性（Ｋ））を設ければ、第一アーム３８と第二アーム４２の影響により正の勾配であるトグル制振装置の荷重と変位との関係を、負の勾配である質量体１２０（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構２４の変形との関係により、打ち消すことができる。よって、第一アーム３８と第二アーム４２が必要とする剛性や断面二次モーメント等を小さくできる。したがって、第一アームと第二アームの断面積を更に小さくできるので、コストダウンとなる。

例えば、ホルダー１０４と内周面と回転体１１０の円柱部１１０Ｄの外周面との間にエネルギー吸収体として粘性体を注入した構成の回転慣性質量付きダンパー（質量（Ｍ）＋粘性（Ｃ）の効果を持つダンパー）を備える回転慣性質量付きトグル型制震装置３４では、質量体１２０（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構２４の変形（上梁２２Ａの水平移動量）との関係は、

により、図１３（Ｂ）に示すように負勾配となる。

また、図１３（Ａ）のグラフに示すように、トグル制振装置は第一アーム３８と第二アーム４２との軸剛性の影響（第一アーム３８と第二アーム４２との歪み）により、第一アーム３８と第二アーム４２の荷重と変位との関係は剛性を持った正の傾きとなる。

そして、図１３（Ｃ）に示すように、正の勾配であるトグル制振装置の第一アーム３８と第二アーム４２の荷重と変位との関係（図１３（Ａ））を、負の勾配である質量体１２０（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構２４の変形との関係（図１３（Ｂ））により、打ち消すことができる（荷重の低減Ｇ分が打ち消される）。よって、第一アーム３８と第二アーム４２が必要とする剛性や断面二次モーメント等を小さくできる。したがって、第一アームと第二アームの断面積を更に小さくできるので、コストダウンとなる。

なお、粘性体以外のエネルギー吸収体を設けた場合であっても同様である。例えば、エネルギー吸収体として摩擦パット等を設けた構成の回転慣性質量付きダンパー（質量（Ｍ）＋剛性（Ｋ）の効果を持つダンパー）の場合では、第一アーム３８と第二アーム４２により正の勾配であるトグル制振装置の荷重と変位との関係（図１４（Ａ））を、同様に負の勾配である質量体１２０（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構２４の変形との関係（図１４（Ｂ））により、図１４（Ｃ）に示すように打ち消すことができる（同様に、荷重の低減Ｇ分が打ち消される）。

さて、図１１に示すように、従来の回転慣性質量付きトグル型制震装置８００の中央部分に重い補助重量８０８を設けて制震効果を高めようとすると、面外への慣性が大きくなり、面外へ座屈しやすくなる。これに対し、本実施形態の場合は、ダンパー部分に設ける質量体１２０の分の増加ですむので、面外への慣性力が小さく座屈しにくい。

本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置の回転慣性質量付ダンパーを示す部分断面斜視図である。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置の回転慣性質量付ダンパーを示す、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は質量体の変形例である。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を示す図である。 図３の状態から建物が右側へ水平移動した状態の図ある。 図３の状態から建物が左側へ水平移動した状態の図ある。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物の振動モデルである。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物が、ＥＬ．ＣＥＮＴＯＲＯ１９４０（ＮＳ）の観測波を受けた場合の相対変位を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物が、ＨＡＣＨＩＮＯＨＥ１９６８（ＮＳ）の観測波を受けた場合の相対変位を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物が、ＴＡＦＴ１９５２（ＥＷ）の観測波を受けた場合の相対変位を示すグラフである。 従来の回転慣性質量付きトグル型制震装置を模式的に示す図である。 従来の回転慣性質量付きトグル型制震装置を備える建物の振動モデルである。 エネルギー吸収体として粘性体を注入した構成の場合の、（Ａ）は回転慣性質量付きトグル型制震装置の第一アームと第二アームとの軸剛性の影響（歪み）を示すグラフであり、（Ｂ）は質量体（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構の変形との関係のグラフであり、（Ｃ）は、（Ａ）が（Ｂ）によって打ち消すことができる荷重の低減を示すグラフである。 エネルギー吸収体として摩擦パット等を設けた構成の場合の、（Ａ）は回転慣性質量付きトグル型制震装置の第一アームと第二アームとの軸剛性の影響（歪み）を示すグラフであり、（Ｂ）は質量体（回転慣性質量）の回転により励起される慣性力と架構の変形との関係のグラフであり、（Ｃ）は、（Ａ）が（Ｂ）によって打ち消すことができる荷重の低減を示すグラフである。

符号の説明

２０Ｌ 柱
２０Ｒ 柱
２２Ａ 上梁
２２Ｂ 下梁
２４ 架構
３８ 第一アーム
３４ 回転慣性質量付きトグル型制震装置
４２ 第二アーム
１００ 回転慣性質量付ダンパー
１０２ シャフト（軸体）
１０２Ａ 雌ネジ溝（螺合手段）
１０４ ホルダー（保持体）
１０４Ａ 雄ネジ（螺合手段）
１１０ 回転体
１２０ 質量体（回転慣性質量）

Claims (4)

1. 梁と柱とから構成された架構の上梁、又は前記上梁と前記柱との隅部に一端が回転可能に取り付けられた第一アームと、
   前記架構の下梁、又は前記下梁と前記柱との隅部に一端が回転可能に取り付けられ、他端と前記第一アームの他端とが所定の角度を持って回転可能に連結された第二アームと、
   前記第一アームと前記第二アームとの連結部分と回転可能に連結される第一部材と、前記架構の上梁、下梁、前記上梁と前記柱との隅部、前記下梁と前記柱との隅部、のいずれかに回転可能に連結される第二部材と、を有し、前記第一部材と前記第二部材との軸方向の相対的な直線変位を回転慣性質量の軸回りの回転変位に変換する機構を有する回転慣性質量付ダンパーと、
   を備えることを特徴とする回転慣性質量付きトグル型制震装置。
2. 前記回転慣性質量付ダンパーは、
   軸体と、
   前記軸体が挿入される回転体と、
   前記回転体を回転可能に保持する保持体と、
   前記軸体の外周面と前記回転体の内周面とに設けられ、該軸体の軸方向の直線変位を前記回転体の軸周りの回転変位に変換する螺合手段と、
   前記回転体と一体となって、軸周りに回転する回転慣性質量体と、
   を有し、
   前記軸体と前記保持体のいずれか一方が前記第一部材であり、該軸体と該保持体のいずれか他方が前記第二部材であることを特徴とする請求項１に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置。
3. 上記回転体の外周面と前記保持体の内周面との間にエネルギー吸収体を備えることを特徴とする請求項２に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転慣性質量付きトグル型制震装置を一対配置すると共に、
   前記架構の前記上梁と前記下梁とが相対変形すると、一対の前記回転慣性質量付ダンパーの前記回転慣性質量が互いに反対回りに回転することを特徴とする回転慣性質量付きトグル型制震装置。

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