JP2008127868A

JP2008127868A - 制振装置及び制振方法

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Publication number: JP2008127868A
Application number: JP2006314444A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Wada; 安弘和田; Fumiaki Endo; 文明遠藤
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】制振対象物の第１の部材と第２の部材の間（例えば、柱梁架構の上層と下層との間）に生じる相対変位を増幅して減衰する。
【解決手段】制振対象物の振動時に相対変位する第１の部材３１及び第２の部材３２間に設けられる制振装置１であって、第１の部材３１又は第２の部材３２に一端が回転可能に結合され、該結合部を中心として第１の部材３１及び第２の部材３２間に生じる相対変位に追従して揺動する伝達手段１１と、前記伝達手段１１の他端に回転可能に結合されるとともに、前記伝達手段１１の揺動に追従して回転する増幅手段２と、前記増幅手段２の前記伝達手段１１との結合部よりも外周側の部分に設けられ、前記増幅手段２の回転に応じて減衰力を生じさせる減衰手段２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振装置及び制振方法に関し、特に、制振対象物の振動時に相対変位する第１及び第２の部材間（例えば、柱梁架構の上層と下層との間）に設けられる制振装置及び制振方法に関する。

制振対象物（建物）の柱梁架構の上層と下層との間に設けられて、地震等の外力によって上層と下層との間に生じる振動による相対変位を増幅し、ダンパーに伝達して減衰する制振装置の一例として、トグル機構を利用したトグル制振装置が特許文献１に開示されている。

すなわち、このトグル制振装置は、柱梁架構の柱と梁とによって囲まれる架構面に設けられ、一端が上層に回転可能に結合される第１アームと、一端が下層に回転可能に結合されるとともに、他端が第１アームの他端に回転可能に結合される第２アームと、一端が上層の隅部に回転可能に結合され、他端が第１アームの他端と第２アームの他端との結合部に回転可能に結合されるダンパーとを備えている。

第１アームの他端と第２アームの他端とは、両アームが所定の交差角度をなすように回転可能に結合され、これにより、上層と下層との間に生じる相対変位を約２倍に増幅してダンパーに伝達し、ダンパーにより地震等の外力を効率良く減衰することができる。
特開２００５−４８３９３号公報

ところで、上記のような構成のトグル制振装置にあっては、構造上、上層と下層との間に生じる相対変位を約２倍までにしか増幅させることができないため、建物の振動を効率良く減衰させることができない。また、第１アーム、第２アーム、及びダンパーの剛性を高めなければならないため、それらの構成部材が大型化してしまう。さらに、上層と下層との間の相対変位を第１アーム及び第２アームで受けた場合に、第１アーム及び第２アームが面外にはみ出す虞があり、その場合、振動に対する減衰性能がさらに低下してしまう。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、地震等の外力による制振対象物（建物）の振動時に相対変位する第１及び第２の部材間（例えば、柱梁架構の上層と下層との間）に設けられ、両部材間に生じる相対変位を大きく増幅させることにより、振動を効率良く減衰することができる制振装置及び制振方法を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、制振対象物の振動時に相対変位する第１及び第２の部材間に設けられる制振装置であって、前記第１及び第２の部材のそれぞれに一端が回転可能に結合され、該結合部を中心として前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従して揺動する伝達手段と、前記伝達手段の他端に回転可能に結合されるとともに、前記伝達手段の揺動に追従して回転する増幅手段と、前記増幅手段の前記伝達手段との結合部よりも外周側の部分に設けられ、前記増幅手段の回転に応じて減衰力を生じさせる減衰手段とを備えてなることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、地震等の外力によって制振対象物が振動し、第１及び第２の部材間に相対変位が生じると、その相対変位に追従して伝達手段が揺動し、伝達手段の揺動に追従して増幅手段が回転し、増幅手段の回転に応じて減衰手段が減衰力を生じさせ、地震等の外力による振動が減衰されることになる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の制振装置であって、前記増幅手段は、互いに重ね合わされた状態で設けられるとともに、共通の回転軸を中心として反対方向に相対回転可能な少なくとも２枚の板状部材からなり、前記伝達手段は、前記第１及び第２の部材と前記増幅手段の第１の板状部材との間にそれぞれ設けられる一対の第１の伝達部材と、前記第１及び第２の部材と前記増幅手段の第２の板状部材との間にそれぞれ設けられる一対の第２の伝達部材とからなることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、伝達手段の揺動に追従して増幅手段の少なくとも２枚の板状部材が反対方向に相対回転することにより、第１及び第２の部材間に生じる相対変位が増幅されて減衰手段に伝達され、減衰手段の減衰力によって減衰されることになる。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の制振装置であって、前記一対の第１の伝達部材は、一端が前記第１及び第２の部材にそれぞれ回転可能に結合され、他端が前記第１の板状部材の回転軸を中心とする仮想円の円周上に回転可能に結合され、かつ、前記回転軸を通る第１の直線上に前記一端の結合部がそれぞれ位置し、前記仮想円の円周上に位置する各結合部と前記各一端の結合部とを結ぶ線が前記第１の直線に対して互いに逆向きに傾斜し、前記一対の第２の伝達部材は、一端が前記第１及び第２の部材にそれぞれ回転可能に結合され、他端が前記第２の板状部材の回転軸を中心とする仮想円の円周上に回転可能に結合され、かつ、前記第１の直線と前記回転軸にて交差する第２の直線上に前記一端の結合部がそれぞれ位置し、前記仮想円の円周上に位置する各結合部と前記各一端の結合部とを結ぶ線が前記第２の直線に対して互いに逆向きに傾斜し、前記第１及び第２の伝達部材の前記他端の結合部よりも外周側の前記増幅手段の隣接する板状部材間に前記減衰手段が介装されていることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、地震等の外力によって制振対象物が振動し、第１及び第２の部材間に相対変位が生じると、その相対変位に追従して第１の伝達部材及び第２の伝達部材が一端の結合部を中心として揺動し、第１の伝達部材及び第２の伝達部材の揺動に追従して第１の板状部材及び第２の板状部材が共通の回転軸を中心として相対回転する。
この場合、第１の伝達部材及び第２の伝達部材の他端の結合部が位置する仮想円と、減衰手段が介装されている部分との円周比による増幅率が得られ、さらにその増幅率に第１の板状部材と第２の板状部材とが互いに逆向きに相対回転することによる増幅率が累加され、第１及び第２の部材間の相対変位が大きく増幅されて減衰手段に伝達され、減衰手段の減衰力によって効率良く減衰されることになる。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の制振装置であって、前記第１及び第２の部材は、柱梁架構の柱及び梁であって、柱と梁とによって囲まれる架構面に前記増幅手段の板状部材が回転可能に設けられ、柱と梁とが交差する第１の角部及び該第１の角部と前記板状部材の回転軸を挟んで対向する第２の角部に前記一対の第１の伝達部材の一端がそれぞれ回転可能に結合され、第３の角部及び該第３の角部と前記板状部材の回転軸を挟んで対向する第４の角部に前記一対の第２の伝達部材の一端がそれぞれ回転可能に結合されていることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、制振対象物の柱梁架構に相対変位が生じると、その相対変位に追従して第１の伝達部材及び第２の伝達部材が一端の結合部を中心として揺動し、第１の伝達部材及び第２の伝達部材の揺動に追従して増幅手段の板状部材が互いに反対方向に相対回転し、板状部材の回転に応じて減衰手段が減衰力を生じさせることになる。

請求項５に係る発明は、請求項２又は３に記載の制振装置であって、前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との相対回転の際に、前記第１の伝達部材の他端の結合部及び前記第２の伝達部材の他端の結合部を回転方向に逃すための逃げ孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、第１の板状部材と第２の板状部材との相対回転の際に、第１の板状部材及び第２の板状部材の逃げ孔によって、第１の伝達部材及び第２の伝達部材の他端の結合部を回転方向に逃すことができるので、第１の板状部材と第２の板状部材とを円滑に相対回転させることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れかに記載の制振装置であって、前記減衰手段は、粘性材、粘弾性材、又は摩擦材からなることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、減衰手段として粘性材、粘弾性材、又は摩擦材を使用することができるので、相対変位の大小に応じて、粘性材、粘弾性材、又は摩擦材を使用することができる。

請求項７に係る発明は、請求項２から６の何れかに記載の制振装置であって、前記増幅手段には、板状部材の相対回転を規制することにより前記減衰手段の作動を規制するストッパー機構が設けられていることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、過大な相対変位が入力したときに、ストッパー機構を作動させることにより板状部材の相対回転が規制され、減衰手段が破損等するのが防止される。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の制振装置であって、前記伝達手段の第１の伝達部材及び第２の伝達部材の一部には、前記ストッパー機構により前記板状部材の相対回転を規制した後に作動するダンパー機構が設けられていることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、制振対象物の第１及び第２の部材間に生じる相対変位を、減衰手段とダンパー機構との協働により減衰することができることになる。

請求項９に係る発明は、請求項１から３及び請求項５から８の何れかに記載の制振装置であって、前記制振対象物は木造建物であり、前記第１の部材は該木造建物の既設の柱であり、前記第２の部材は該木造建物の新設の剛な柱であることを特徴とする。

本発明による制振装置によれば、地震等の外力によって木造建物が振動すると、床下の既設の柱と剛な柱との間に相対変位が生じ、その相対変位に追従して伝達手段が揺動し、伝達手段の揺動に追従して増幅手段が回転し、増幅手段の回転に応じて減衰手段が減衰力を生じさせ、地震等の外力による振動が減衰されることになる。

請求項１０に係る発明は、制振対象物の制振方法であって、振動時に相対変位する第１及び第２の部材のそれぞれに一端が回転可能に結合され、該結合部を中心として前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従して揺動する伝達手段を設け、前記伝達手段の他端に回転可能に結合されるとともに、前記伝達手段の揺動に追従して回転する増幅手段を設け、前記増幅手段の前記伝達手段との結合部よりも外周側の部分に設けられ、前記増幅手段の回転に応じて減衰力を生じさせる減衰手段を設け、前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従させて前記伝達手段を揺動させ、該伝達手段の揺動に追従させて前記増幅手段を回転させ、該増幅手段の回転に追従させて前記減衰手段により減衰力を生じさせることにより、前記制振対象物の振動を減衰することを特徴とする。

以上、説明したように、本発明の制振装置及び制振装置によれば、地震等の外力によって制振対象物が振動し、第１及び第２の部材間に相対変位が生じた場合に、その相対変位に追従して伝達手段が揺動し、伝達手段の揺動に追従して増幅手段が回転し、増幅手段の回転に応じて減衰手段が減衰力を生じさせることになるので、地震等の外力による振動を大きく増幅し、効率良く減衰することができる。
また、増幅手段を互いに反対方向に相対回転可能な少なくとも２枚の板状部材によって構成しているので、第１及び第２の部材間に生じる相対変位を増幅手段によって増幅して減衰手段に伝達し、減衰手段の減衰力によって減衰することができる。
さらに、第１の伝達部材及び第２の伝達部材の他端の結合部が位置する仮想円と、減衰手段が介装されている部分との円周比による増幅率が得られることになり、この増幅率が第１の板状部材と第２の板状部材とが互いに逆向きに相対回転することによる増幅率に累加されることになるので、第１及び第２の部材間の相対変位を大きく増幅して減衰手段に伝達し、減衰手段の減衰力によって効率良く減衰することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明による制振装置の第１の実施の形態が示されていて、図１は全体を示す斜視図、図２は図１の正面図であって相対変位前の状態を示す説明図、図３は図１の正面図であって相対変位後の状態を示す説明図、図４は図２の部分拡大平面図である。

すなわち、本実施の形態に示す制振装置１は、制振対象物（建物）の第１の部材と第２の部材との間、例えば、柱梁架構３０の上層３１と下層３２との間に設けられ、上層３１と下層３２との間に生じる水平方向の相対変位を伴う振動を減衰するのに有効なものであって、柱３３と梁３４とによって囲まれる架構面３５の中央部に設けられる増幅手段２と、柱３３と梁３４が交差する４つの角部（第１角部３８、第２角部３９、第３角部４０、第４角部４１）と増幅手段２との間に設けられる伝達手段１１と、増幅手段２に設けられる減衰手段２６とを備えている。

増幅手段２は、２枚の同一大きさの円板状の板状部材（第１板状部材３及び第２板状部材５）を中心が一致するように互いに重ね合わせて、両板状部材３、５の中心を共通の回転軸６として、この回転軸６を中心として両板状部材３、５を相対回転可能に構成したものであって、両板状部材３、５の外周部間に後述する減衰手段２６が介装される。

第１板状部材３及び第２板状部材５は、各々の板面が架構面３５の面内方向を向くように架構面３５の中心部に相対回転可能に設けられ、柱梁架構３０の上層３１と下層３２との間に相対変位が生じた際に、後述する伝達手段１１の作用によって架構面３５の面内で相対回転するように構成されている。

なお、第１板状部材３及び第２板状部材５は、円板状に限らず、三角板状、四角板状、六角板状等の周知の形状としてもよい。但し、両板状部材３、５は、同一形状、同一大きさに形成することが好ましい。

伝達手段１１は、架構面３５の図中左上の第１角部３８と右下の第２角部３９との間に設けられる第１伝達部材１２と、図中右上の第３角部４０と左下の第４角部４１との間に設けられる第２伝達部材１９とを備えている。

第１伝達部材１２は、第１角部３８と増幅手段２の第１板状部材３との間に設けられる上側第１伝達部材１３と、第２角部３９と第１板状部材３との間に設けられる下側第１伝達部材１６とから構成されている。

上側第１伝達部材１３は、一端が結合部１４により第１角部３８に回転可能に結合され、他端が結合部１５により第１板状部材３に回転可能に結合されている。一方、下側第１伝達部材１６は、一端が結合部１７により第２角部３９に回転可能に結合され、他端が結合部１８により第１板状部材３に回転可能に結合されている。

上側第１伝達部材１３の一端の結合部１４、下側第１伝達部材１６の一端の結合部１７は、第１板状部材３の回転軸６を通る第１直線３６上にそれぞれ位置している。また、上側第１伝達部材１３の他端及び下側第１伝達部材１６の他端は、第１板状部材３の回転軸６を中心とする第１板状部材３よりも小径の仮想円４Ａ（回転軸６を中心とする仮想的な円）の円周上に設けられた結合部１５、１８によりそれぞれ回転可能に結合されている。この場合、両結合部１５、１８を結ぶ回転軸６を通る直線が第１直線３６に対して図中反時計周り方向に所定の角度で傾斜するように、両結合部１５、１８の仮想円４Ａの円周上の初期位置（上層３１と下層３２との間に相対変位が生じていない場合の位置）が設定されている。

これにより、上側第１伝達部材１３及び下側第１伝達部材１６は、一端の結合部１４、１７を中心として架構面３５内でそれぞれ上下方向に揺動可能であり、上側第１伝達部材１３と下側第１伝達部材１６とが揺動すると、これらの他端に結合されている第１板状部材３が架構面３５内で回転する

第２伝達部材１９は、第３角部４０と増幅手段２の第２板状部材５との間に設けられる上側第２伝達部材２０と、第４角部４１と第２板状部材５との間に設けられる下側第２伝達部材２３とから構成されている。

上側第２伝達部材２０は、一端が結合部２１により第３角部４０に回転可能に結合され、他端が結合部２２により第２板状部材５に回転可能に結合されている。一方、下側第２伝達部材２３は、一端が結合部２４により第４角部４１に回転可能に結合され、他端が結合部２５により第２板状部材５に回転可能に結合されている。

上側第２伝達部材２０の一端の結合部２１、下側第２伝達部材２３の一端の結合部２４は、第２板状部材５の回転軸６を通る前記第１直線３６と所定の角度で交差する第２直線３７上に位置している。また、上側第２伝達部材２０の他端及び下側第２伝達部材２３の他端は、第２板状部材５の回転軸６を中心とする第２板状部材５よりも小径の仮想円４Ｂ（回転軸６を中心とする仮想的な円）の円周上に設けられた結合部２２、２５によりそれぞれ回転可能に結合されている。この場合、両結合部２２、２５を結ぶ回転軸６を通る直線が第２直線３７に対して図中反時計周り方向に所定の角度で傾斜するように、両結合部２２、２５の仮想円４Ｂの円周上の初期位置（上層３１と下層３２との間に相対変位が生じていない場合の位置）が設定されている。

これにより、上側第２伝達部材２０及び下側第２伝達部材２３は、一端の結合部２１、２４を中心として架構面３５内でそれぞれ上下方向に揺動可能であり、上側第２伝達部材２０と下側第２伝達部材２３とが揺動すると、これらの他端に結合されている第２の板状部材５が架構面３５内で回転する。

なお、本実施の形態においては、第１板状部材３の仮想円４Ａと第２板状部材５の仮想円４Ｂとを同一直径に設定しており、以下においては、これらを仮想円４と称する。

減衰手段２６は、粘性材、粘弾性材、摩擦材等から構成され、第１板状部材３と第２板状部材５の外周部間に周方向に所定の間隔ごとに複数箇所に、又は全周に亘って介装されている。第１板状部材３と第２板状部材５との相対回転の際に、減衰手段２６の粘性材、粘弾性材によるせん断抵抗力、又は摩擦材による摩擦力が作用することにより、上層３１と下層３２との間に生じる相対変位、すなわち柱梁架構３０に入力する地震等の外力による振動が減衰されることになる。

以上の構成によれば、柱梁架構３０の上層３１が下層３２に対して図２の初期状態から同図中左方向へ変位するような相対変位が生じた場合には、図３に示すように、架構面３５が左方向へ平行四辺形状に押し潰されるように変形することにより、上側第１伝達部材１３が一端の結合部１４を中心として図中下方に揺動し、下側第１伝達部材１６が一端の結合部１７を中心として図中上方に揺動する。この場合、上側第１伝達部材１３の第１板状部材３との結合部１５、及び下側第１伝達部材１６の第１板状部材３との結合部１８がそれぞれ仮想円４の円周上を半時計周りに移動し、第１板状部材３が回転軸６を中心として半時計周りに回転する。

また、上側第２伝達部材２０が一端の結合部２１を中心として図中下方に揺動し、下側第２伝達部材２３が一端の結合部２４を中心として図中上方に揺動する。この場合、上側第２伝達部材２０の第２板状部材５との結合部２２、及び下側第２伝達部材２３の第２板状部材５との結合部２５がそれぞれ仮想円４の円周上を時計周りに移動し、第２板状部材５が回転軸６を中心として時計周りに回転する。

一方、建物架構３０の上層３１が下層３２に対して図２の初期状態から同図右方向へ変位するような相対変位が生じた場合には、図示はしないが、架構面３５が右方向へ平行四辺形状に押し潰されるように変形することにより、上側第１伝達部材１３が一端の結合部１４を中心として図中上方に揺動し、下側第１伝達部材１６が一端の結合部１７を中心として図中下方に揺動する。この場合、上側第１伝達部材１３の第１板状部材３との結合部１５、及び下側第１伝達部材１６の第１板状部材３との結合部１８がそれぞれ仮想円４の円周上を時計周りに移動し、第１板状部材３が回転軸６を中心として時計周りに回転する。

また、上側第２伝達部材２０が一端の結合部２１を中心として図中上方に揺動し、下側第２伝達部材２３が一端の結合部２４を中心として図中下方に揺動し、上側第２伝達部材２０の第２板状部材５との結合部２２、及び下側第２伝達部材２３の第２板状部材５との結合部２５がそれぞれ仮想円４の円周上を反時計周りに移動し、第２板状部材５が回転軸６を中心として反時計周りに回転する。

上記のように構成した本実施の形態による制振装置１にあっては、柱梁架構３０の上層３１と下層３２との間に地震等の外力によって相対変位が生じた際に、その相対変位に追従して伝達手段１１の第１伝達部材１２及び第２伝達部材１９が揺動し、この第１伝達部材１２及び第２伝達部材１９の揺動に追従して増幅手段２の第１板状部材３と第２板状部材５とが反対向きに相対回転し、この第１板状部材３と第２板状部材５との相対回転により、両板状部材３、５の外周部間の減衰手段２６が減衰力を発揮する。その際、第１伝達部材１２及び第２伝達部材１９の結合部１５、１８、２２、２５が位置する部分と減衰手段２６が介装される部分との円周比による増幅率が得られ、その増幅率分だけ減衰効果が向上する。また、第１板状部材３と第２板状部材５とが反対向きに相対回転することにより、増幅率が倍増することになる。従って、上層３１と下層３２との間に生じる相対変位を大きく増幅することができるので、地震等の外力を効率良く減衰手段２６により減衰することができることになる。なお、増幅の原理については後述する。

図５〜図７には、本発明による制振装置の第２の実施の形態が示されていて、図５は全体を示す斜視図、図６は図５の正面図であって相対変位前の状態を示す説明図、図７図６の部分拡大平面図である。

すなわち、この制振装置１は、増幅手段２を第１板状部材３、第２板状部材５、第３板状部材７、第４板状部材８、及び第５板状部材９の５枚の板状部材によって構成し、５枚の板状部材３、５、７、８、９を中心が一致するように互いに重ね合わせて、５枚の板状部材３、５、７、８、９の中心を共通の回転軸６とし、回転軸６を中心として５枚の板状部材３、５、７、８、９を相対回転可能に構成したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。

この場合、第１伝達部材１２及び第２伝達部材１９は、それぞれ２枚の鋼材を所定の間隔をおいて対向させて、５枚の板状部材３、５、７、８、９を外側から挟むように設けられるとともに、長手方向の中間部が補強材で補強されている。また、上側第１伝達部材１３の他端及び下側第１伝達部材１６の他端が第１板状部材３、第３板状部材７及び第５板状部材９の仮想円４の円周上に回転可能に結合され、上側第２伝達部材２０の他端及び下側第２伝達部材２３の他端が第２板状部材５及び第４板状部材８の仮想円４の円周上に回転可能に結合されている。

さらに、第１板状部材３、第３板状部材７及び第５板状部材９の第２板状部材５及び第４板状部材８の仮想円４の円周に対応する部分には、上側第１伝達部材１３及び下側第１伝達部材１６の結合部１５、１８を回転方向に逃すための円弧状の一対の逃げ孔１０が設けられ、第２板状部材５及び第４板状部材８の第１板状部材３、第３板状部材７及び第５板状部材９の仮想円４の円周に対応する部分には、上側第２伝達部材２０及び下側第２伝達部材２３の結合部２２、２５を回転方向に逃すための円弧状の一対の逃げ孔１０が設けられている。これにより、第１板状部材３、第３板状部材７及び第５板状部材９と第２板状部材５及び第４板状部材８との架構面３５の面内での相対回転が許容され、第１板状部材３、第３板状部材７及び第５板状部材９と第２板状部材５及び第４板状部材８とが共通の回転軸６を中心として架構面３５の面内で相対回転可能となる。

なお、減衰手段２６の粘性材、粘弾性体、摩擦材等は、第１板状部材３と第２板状部材５との仮想円４より外側の外周部間、第２板状部材５と第３板状部材７との仮想円４より外側の外周部間、第３板状部材７と第４板状部材８との仮想円４より外側の外周部間、及び第４板状部材８と第５板状部材９との仮想円４より外側の外周部間に周方向に所定の間隔ごとに複数箇所に、又は全周に亘ってそれぞれ一体に介装されている。

そして、本実施の形態による制振装置１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様の作用効果を奏し、柱梁架構３０の上層３１と下層３２との間に生じる相対変位を大きく増幅させて減衰手段２６に伝達させ、効率良く減衰することができる。

なお、前記第１の実施の形態においては、増幅手段２を２枚の板状部材３、５によって構成し、また、前記第２の実施の形態においては、増幅手段２を５枚の板状部材３、５、７、８、９によって構成したが、増幅手段２を３枚、４枚、又は６枚以上の板状部材によって構成してもよいし、その場合にも同様の作用効果を奏する。

また、前記各実施の形態において、増幅手段２の板状部材３、５及び３、５、７、８、９の相対回転を規制するストッパー機構を設け、減衰手段２６に過大な荷重が作用するのを阻止するようにしてもよい。さらに、ストッパー機構と摩擦ダンパー等のダンパー機構とを併用し、摩擦ダンパー等のダンパー機構を第１伝達部材１２及び第２伝達部材１９の途中に設け、減衰手段２６をストッパー機構で規制した後に、摩擦ダンパー等のダンパー機構を作動させるように構成してもよい。

さらに、前記各実施の形態においては、本発明による制振装置１を柱梁架構３０の柱３３と梁３４とによって囲まれる架構面３５内に設けたが、木造建物の床下に設けてもよい。その場合には、剛な柱を新設し、この新設の剛な柱と既設の柱との間に制振装置１を設置すればよい。

次に、本発明による制振装置１による相対変位増幅の原理について図８〜図１２を参照しながら説明する。
（１）第１伝達部材
１）相対変位前
図８において、Ｘ、Ｙ：矩形空間の寸法、ｒ：仮想円の半径、ｌ_１：第１伝達部材（上側第１伝達部材、下側第１伝達部材）の長さ、θ_０：変位前の線分ａの線分ｄに対する角度、θ：仮想剛材（上側第１伝達部材の他端と下側第１伝達部材の他端とを結ぶ仮想線）の線分ａに対する角度、ａ、ｂ：結節点の座標値とすると、以下の関係式が得られる。

２）相対変位後
図９において、δｘ、δｙ：変位量、θ_１：相対変位角、θ_０´：相対変位後の線分ａ´の線分ｂ´に対する角度、θ´：相対変位後の仮想剛材（上側第１伝達部材の他端と下側第１伝達部材の他端とを結ぶ仮想線）の線分ａに対する角度、ａ´、ｂ´：変位後の結節点の座標値とすると、以下の関係式が得られる。

（２）第２伝達部材
１）相対変位前
図１０おいて、Ｘ、Ｙ：矩形空間の寸法、ｒ：仮想円の半径、ｌ_１：第２伝達部材（上側第２伝達部材、下側第２伝達部材）の長さ、θ_０：変位前の線分ａの線分ｂに対する角度、θ：仮想剛材（上側第２伝達部材の他端と下側第の伝達部材の他端とを結ぶ仮想線）の線分ａに対する角度、ａ、ｂ：結節点の座標値とすると、前述した数１と同様の関係式が得られる。

２）相対変位後
図１１において、δｘ、δｙ：変位量、θ_１：相対変位角、θ_０´：相対変位後の線分ａ´の線分ｂ´に対する角度、θ´：相対変位後の仮想剛材（上側第２伝達部材の他端と下側第２伝達部材の他端とを結ぶ仮想線）の線分ａ´に対する角度、ａ´、ｂ´：変位後の結節点の座標値とすると、前述した数２と同様の関係式が得られる。

（３）円周比の増幅
図１２において、ｒ：仮想円の半径、Ｒ：減衰手段の設置点の半径とすると、円周比による増幅率α_２は、
α_２＝Ｒ／ｒ
となる。

従って、本実施の形態による増幅手段全体による増幅率αは、
α＝α_１×α_２となり、
従来の制振装置に比べて増幅率を大幅に大きくとることが可能になった。

なお、上記の説明においては、本発明を建物の柱梁架構及び木造建物の床下に適用した例について説明したが、車両やクレーン等の各種機構、建物の足場等に適用してもよいものであり、それらの場合にも同様の作用効果を奏することは勿論のことである。

本発明による制振装置の第１の実施の形態の全体を示す斜視図である。図１の正面図であって相対変位前の状態を示す説明図である。図１の正面図であって相対変位後の状態を示す説明図である。図２の部分拡大平面図である。本発明による制振装置の第２の実施の形態の全体を示す斜視図である。図５の正面図である。図６の部分拡大平面図である。本発明による制振装置による相対変位を増幅する原理の説明図であって、相対変位前の第１伝達部材と第１板状部材との関係を示した説明図である。相対変位後の第１伝達部材と第１板状部材との関係を示した説明図である。相対変位前の第２伝達部材と第２板状部材との関係を示した説明図である。相対変位後の第２伝達部材と第２板状部材との関係を示した説明図である。仮想円の半径と減衰手段が介装される部分の半径との関係を示した説明図である。

符号の説明

１制振装置２増幅手段
３第１板状部材４仮想円
５第２板状部材６回転軸
７第３板状部材８第４板状部材
９第５板状部材１０逃げ孔
１１伝達手段１２第１伝達部材
１３上側第１伝達部材１４結合部（一端）
１５結合部（他端）１６下側第１伝達部材
１７結合部（一端）１８結合部（他端）
１９第２伝達部材２０上側第２伝達部材
２１結合部（一端）２２結合部（他端）
２３下側第２伝達部材２４結合部（一端）
２５結合部（他端）２６減衰手段
３０柱梁架構３１上層
３２下層３３柱
３４梁３５架構面
３６第１直線３７第２直線
３８第１角部３９第２角部
４０第３角部４１第４角部

Claims

制振対象物の振動時に相対変位する第１及び第２の部材間に設けられる制振装置であって、
前記第１及び第２の部材のそれぞれに一端が回転可能に結合され、該結合部を中心として前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従して揺動する伝達手段と、
前記伝達手段の他端に回転可能に結合されるとともに、前記伝達手段の揺動に追従して回転する増幅手段と、
前記増幅手段の前記伝達手段との結合部よりも外周側の部分に設けられ、前記増幅手段の回転に応じて減衰力を生じさせる減衰手段とを備えてなることを特徴とする制振装置。
前記増幅手段は、互いに重ね合わされた状態で設けられるとともに、共通の回転軸を中心として反対方向に相対回転可能な少なくとも２枚の板状部材からなり、
前記伝達手段は、前記第１及び第２の部材と前記増幅手段の第１の板状部材との間にそれぞれ設けられる一対の第１の伝達部材と、前記第１及び第２の部材と前記増幅手段の第２の板状部材との間にそれぞれ設けられる一対の第２の伝達部材とからなることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
前記一対の第１の伝達部材は、一端が前記第１及び第２の部材にそれぞれ回転可能に結合され、他端が前記第１の板状部材の回転軸を中心とする仮想円の円周上に回転可能に結合され、かつ、前記回転軸を通る第１の直線上に前記一端の結合部がそれぞれ位置し、前記仮想円の円周上に位置する各結合部と前記各一端の結合部とを結ぶ線が前記第１の直線に対して互いに逆向きに傾斜し、
前記一対の第２の伝達部材は、一端が前記第１及び第２の部材にそれぞれ回転可能に結合され、他端が前記第２の板状部材の回転軸を中心とする仮想円の円周上に回転可能に結合され、かつ、前記第１の直線と前記回転軸にて交差する第２の直線上に前記一端の結合部がそれぞれ位置し、前記仮想円の円周上に位置する各結合部と前記各一端の結合部とを結ぶ線が前記第２の直線に対して互いに逆向きに傾斜し、
前記第１及び第２の伝達部材の前記他端の結合部よりも外周側の前記増幅手段の隣接する板状部材間に前記減衰手段が介装されていることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
前記第１及び第２の部材は、柱梁架構の柱及び梁であって、柱と梁とによって囲まれる架構面に前記増幅手段の板状部材が回転可能に設けられ、柱と梁とが交差する第１の角部及び該第１の角部と前記板状部材の回転軸を挟んで対向する第２の角部に前記一対の第１の伝達部材の一端がそれぞれ回転可能に結合され、第３の角部及び該第３の角部と前記板状部材の回転軸を挟んで対向する第４の角部に前記一対の第２の伝達部材の一端がそれぞれ回転可能に結合されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の制振装置。
前記第１の板状部材及び前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との相対回転の際に、前記第１の伝達部材の他端の結合部及び前記第２の伝達部材の他端の結合部を回転方向に逃すための逃げ孔がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２及び３に記載の制振装置。
前記減衰手段は、粘性材、粘弾性材、又は摩擦材からなることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の制振装置。
前記増幅手段には、板状部材の相対回転を規制することにより前記減衰手段の作動を規制するストッパー機構が設けられていることを特徴とする請求項２から６の何れかに記載の制振装置。
前記伝達手段の第１の伝達部材及び第２の伝達部材の一部には、前記ストッパー機構により前記板状部材の相対回転を規制した後に作動するダンパー機構が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の制振装置。
前記制振対象物は木造建物であり、前記第１の部材は該木造建物の既設の柱であり、前記第２の部材は該木造建物の新設の剛な柱であることを特徴とする請求項１から３及び請求項５から８の何れかに記載の制振装置。
制振対象物の制振方法であって、
振動時に相対変位する第１及び第２の部材のそれぞれに一端が回転可能に結合され、該結合部を中心として前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従して揺動する伝達手段を設け、
前記伝達手段の他端に回転可能に結合されるとともに、前記伝達手段の揺動に追従して回転する増幅手段を設け、
前記増幅手段の前記伝達手段との結合部よりも外周側の部分に設けられ、前記増幅手段の回転に応じて減衰力を生じさせる減衰手段を設け、
前記第１及び第２の部材間に生じる相対変位に追従させて前記伝達手段を揺動させ、該伝達手段の揺動に追従させて前記増幅手段を回転させ、該増幅手段の回転に追従させて前記減衰手段により減衰力を生じさせることにより、前記制振対象物の振動を減衰することを特徴とする制振方法。