JP2009174198A - 制振装置、制振構造、及び制振パネル - Google Patents

Abstract

【課題】組付け手数、部品点数の増大をもたらすことなく、低価格で、耐火性、耐久性に優れ、しかも二方向から加わる振動、衝撃による応力を吸収緩和することができる制振装置、制振構造、制振パネルを提供する。
【解決手段】建築物を構成する複数の枠材の交差部に取り付けられる振動吸収要素としての板バネ制振ユニット２１を備えた制振装置２０であって、板バネ制振ユニットは、一方の枠材と他方の枠材に夫々両端部を固定された少なくとも一枚の湾曲したベースバネ板２２と、ベースバネ板の少なくとも一端部に対して一端部を固定配置されると共に該一端部を除いた内側面の少なくとも一部を該ベースバネ板の一面と摺擦可能に積層された少なくとも一枚の第１の摺擦バネ板３０と、を備え、第１の摺擦バネ板は、ベースバネ板よりも短尺である。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振装置、制振構造、制振パネルの改良に係り、特に低価格でありながら長期間にわたり安定した制振性能を維持することができる制振装置、制振構造、制振パネルに関する。

地震対策を施した建築物の構造として、建築物の剛性を高める「耐震構造」、建築物内に配置したダンパ装置等で運動エネルギを吸収する「制震構造」、地盤から建築物への振動伝搬を遮断する「免震構造制」があり、それぞれに様々な技術が提案されている。
「耐震構造」にあっては、建築物構造体の剛性を増す必要があるため、材料費等のコストが嵩む一方で、建築物内部における振動は緩和されず内部に配置された物品が損傷するおそれがあり、これに対する対策が別途必要となる。
「免震構造」にあっては、地盤から建築物へ伝わる振動を遮断するための大がかりな免震装置を設ける必要があるため、設備費用や工事費用が嵩むという問題がある。
このため、木造建築では、比較的低コストで実現でき建築物内部の損傷も防止できる「耐震構造」を採用することが望ましい。

尚、以下では、建築物の地震対策としての「制振構造」のみならず、交通振動、風揺れを防止するための構造をも含めて「制振構造」と称して説明する。
建築物の制振構造の一例が特許文献１に開示されている。この制振構造は、矩形枠体の内側四隅に４つのブレースの基端部を固定し、それら４つのブレースの先端部を互いに接近させると共に、対角線方向で向き合った両ブレースを平行にオフセットして配置し、上側又は左右の一方側の２つのブレースの先端部を共通の第１浮動部材に固定する一方、残り２つのブレースの先端部を共通の第２浮動部材に固定し、それら第１浮動部材と第２浮動部材との間を粘弾性体で連結して粘弾性ダンパを構成した建物壁部の制振構造において、上側２つの前記両ブレースの延長線の交点と、下側２つの前記両ブレースの延長線の交点との間の中間点を間に挟んだ２個所に前記粘弾性体を分けて配置したものである。
この制振構造においては、粘弾性ダンパには粘性弾性部材を使用しているが、粘弾性ダンパとして耐久性や耐火性に優れたものを使用しなければならずその材質が限定され、コストが嵩むという問題がある。
また、ブレースを用いて粘弾性ダンパを枠体に組み付ける構造であるため、組付け手数が増大して簡易な組付けが困難となるばかりでなく、全体重量が増大するために木造家屋への適用に適さないという問題がある。

次に、特許文献２には、粘弾性ダンパを使用しない制振構造として、横枠と縦枠の接合部に取り付けられる耐震具であって、地震の揺れを吸収する摩擦パッドを介して回動自在に連結された２つのリンクアームからなる減衰機構と、一方向へ変形した減衰機構を原形に復帰させる復元力を発生する復元機構と、を有したものが開示されている。この耐震具は、横枠と縦枠とが直交する角隅部において両枠材間に跨って配置されることにより、摩擦パッドによりリンクアームに加わる揺れを吸収すると共に、変形したリンクアームを復元機構によって復元させるように構成されている。この耐震具は、建造物を構成する矩形枠体の任意の隅部に対して簡易に取り付けることができるメリットを有している。
しかし、この耐震具にあっては、リンクアームの変形に際して摩擦パッドによりエネルギを吸収、減衰できる振動方向が一方向に過ぎず、反対方向からの振動を吸収、減衰することはできない。反対方向からの振動を吸収するためには他の耐震具を同一の枠体の隅部に逆向きに設ける必要があり、使用する耐震具数の増大による取付け手数、コストの増大をもたらすことが明かである。また、厚み方向スペースが狭く極限された枠体の隅部において、２つのリンクアーム間、及び各リンクアームと各枠材との間に配置した摩擦パッドのみに依存してエネルギを吸収する構成であるため、摩擦パッドによる摩擦力を適正値に設定することが極めて困難である。

次に、特許文献３には、長さの異なる複数枚の板バネをピラミッド状に積層すると共に各板バネの中央部間をヒンジパッドにより連結した重ね板バネを制振ダンパとして利用した建物の制振装置が開示されているが、枠体からの応力を制振ダンパに伝達する手段としてのブレースを必須とするため、取付け手数が増大し、しかも重量が増大するために木造家屋用には適さないと言う不具合がある。また、板バネをピラミッド状に積層した制振具にあっては、ピラミッドの頂部側から底面に向かって加わる応力に対しては板バネ間の摩擦によって応力を吸収し、減衰することができるが、反対方向から加わる応力を吸収、減衰できないという問題がある。
特開２００７−１２６８６８公報 特許第３４７０８０７号 特開平１０−０８２２０３号公報

以上のように複数の板バネを積層した従来の制振装置にあっては、ブレース等、枠体の振動を板バネに伝達する伝達部材を必須とするため、部品点数の増大による組付け作業の複雑、困難化、重量増、コスト増を招き、木造建築物に適さなくなるという問題と、一方向から加わる応力に対してはエネルギを吸収する効果を発揮できても反対側からの応力には対応できないという問題があった。
本発明は上記に鑑みて成されたものであり、組付け手数、部品点数の増大をもたらすことなく、低価格で、耐火性、耐久性に優れ、しかも二方向から加わる振動、衝撃による応力を吸収緩和することができる制振装置、制振構造、制振パネルを提供することを目的とする。

従来の課題は以下の手段で解決される。
請求項１の発明は、建築物を構成する複数の枠材の交差部に取り付けられる振動吸収要素としての板バネ制振ユニットを備えた制振装置であって、前記板バネ制振ユニットは、一方の前記枠材と他方の前記枠材に夫々両端部を固定された少なくとも一枚の湾曲したベースバネ板と、該ベースバネ板の少なくとも一端部に対して一端部を固定配置されると共に該一端部を除いた内側面の少なくとも一部を該ベースバネ板の一面と摺擦可能に積層された少なくとも一枚の第１の摺擦バネ板と、を備え、前記第１の摺擦バネ板は、前記ベースバネ板よりも短尺であることを特徴とする。
本発明においては、地震等により建築物に加わる運動エネルギは板バネ制振ユニットに伝達され、板バネ制振ユニットにおいて熱エネルギに変換され放出される。板バネ制振ユニットを構成する各バネ板は振動吸収要素として作用して枠材の振動を吸収する。そして、本発明では、振動吸収要素として機械要素として一般的に使用されているバネ板を使用するから、低価格とすることができると共に、耐久性、耐熱性に優れた制振装置を実現することができる。

また、板バネ制振ユニットは機械要素として通常使用される構造を備えるものであり、バネ板の弾性変形及びバネ板同士の摩擦により運動エネルギを熱エネルギに変換して振動を吸収する。また、各バネ板を金属で構成した場合には耐久性及び耐熱性に優れるものとすることができる。各バネ板は、鋼材、特にバネ鋼材を材料とすることが適当であるが、弾性を備える金属性のものであれば差し支えない。
ベースバネ板に対する摺擦バネ板の取付け部位、取付け枚数等は、種々選定可能である。例えば、ベースバネ板の一端部の一面側、或いは両面側に１枚或いは２枚以上の摺擦バネ板を配置してもよいし、ベースバネ板の両端部の一面側、或いは両面側に１枚或いは２枚以上の摺擦バネ板を配置してもよい。
本発明の制振装置は、制振機能のみならず、枠材の交差部を補強することによる耐震性の向上を図ることもできる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記第１の摺擦バネ板の外側面に対して内側面の少なくとも一部を摺擦可能に積層した第２の摺擦バネ板を備え、該第２の摺擦バネ板の一端部を前記第１の摺擦バネ板の一端部に対して固定配置したことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記第２の摺擦バネ板の外側面に対して内側面の少なくとも一部を摺擦可能に積層した第３の摺擦バネ板を備え、該第３の摺擦バネ板の一端部を前記第２の摺擦バネ板の一端部に対して固定配置し、更に必要に応じて該第３の摺擦バネ板の外側面に対して第４の摺擦バネ板以降の摺擦バネ板を順次摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２、又は３において、個々の前記摺擦バネ板の長さは、直近外側に位置する他の摺擦バネ板の長さよりも長尺であり、前記各摺擦バネ板の他端部が階段状となるように積層されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記ベースバネ板の両面に対して夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記ベースバネ板の片面に対して少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記ベースバネ板の一面の両端部、或いは該ベースバネ板の両面の両端部に対して、少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、前記ベースバネ板の一面の一端部と、該ベースバネ板の他面の他端部に対して夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項８において、前記ベースバネ板を介して対向する前記各摺擦バネ板の内の少なくとも第１の摺擦バネ板の他端部同志をオーバーラップさせたことを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項５、７、８、又は９において、前記ベースバネ板の両面に夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置した場合に、前記各摺擦バネ板の長さを前記ベースバネ板よりも短尺にしたことを特徴とする。
請求項１１の発明に係る制振装置は、請求項１乃至１０の何れか一項において、前記ベースバネ板の厚み、或いは／及び、幅を、前記摺擦バネ板と異ならせたことを特徴とする。
請求項１２の発明に係る制振構造は、建築物を構成する横枠と縦枠との交差部に、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制振装置を配置したことを特徴とする。
本発明の制振装置は、複数の枠材が交差する部位に適用することができる。建築物を構成する枠材の交差部に配置することにより、建造物の要所を制振性のものとすることができる。このため、建物の状況に応じた制振工事を適正に行うことができる。
請求項１３の発明に係る制振パネルは、略矩形の枠体と、該枠体の少なくとも１つの隅部に配置される請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制振装置と、を備えたことを特徴とする。
建築物を構成する矩形の枠体に制振装置を配置することができ、枠体を制振性のものとすることができ、既存建物の枠体にこの構造を採用することにより、既存建築物の制振工事を適正に行うことができる。

本発明によれば、制振装置を、建築物を構成する矩形状の枠体の内部に配置され、入力される運動エネルギを熱エネルギに変換することにより振動を吸収する振動吸収要素としての板バネ部材と、前記枠体の振動を前記板バネ部材に伝達する伝達部材を備えて構成したので、低価格であり、耐火性、耐久性に優れた制振装置、制振構造、制振パネルを実現することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明に係る制振パネルについて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る制振パネルを示すものであり、（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中に示された一つの制振装置の拡大図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は夫々板バネ制振ユニットの変形状態を示す図である。
本発明に係る制振パネル１は、長方形状の枠体である木製枠（枠体）１０の少なくとも一つの隅部（本例では四隅）に制振装置２０を配置した構成を備えている。木製枠１０は建築物の一部を構成しており、木材で構成された２本の横枠１１、１２と、２本の縦枠１３、１４とが図示していない金具、ボルト等で連結されて構成される。
制振装置２０は、建築物を構成する横枠（枠材）１１、１２と縦枠（枠材）１３、１４との交差部（隅部）に取り付けられて入力される振動を吸収する手段である。以下では、略矩形の木製枠１０を構成する隅部に制振パネル１を組み付ける場合について説明するが、本発明の適用範囲は矩形枠体の隅部に限定されるものではなく、複数の枠材が交差する部位全てに適用可能である。
制振装置２０は、地盤から木製枠１０に入力される運動エネルギを熱エネルギに変換することにより振動を吸収する振動吸収要素としての板バネ制振ユニット２１を備えている。

板バネ制振ユニット２１は、木製枠を構成する各隅部の内側面により両端部を固定された少なくとも一枚の湾曲した長尺のベースバネ板２２と、ベースバネ板２２の少なくとも一端部２２ａに対して一端部３０ａを固定配置されると共にその内側面（ベースバネ板と摺擦する面）の少なくとも一部をベースバネ板２２の一面と摺擦可能に積層された少なくとも一枚の湾曲した第１の摺擦バネ板３０と、を備えている。ベースバネ板２２は、図示のように湾曲した外周面２２Ａが、木製枠１０の隅部の内側面と対面するように組み付けられる。
第１の摺擦バネ板３０の外側面（ベースバネ板と摺擦しない面）に対してさらに第２の摺擦バネ板４０を積層すると共に、その一端部４０ａを第１の摺擦バネ板３０の一端部３０ａに対して固定している。
第２の摺擦バネ板４０の一端部４０ａを第１の摺擦バネ板３０の一端部３０ａに固定する方法としては、ボルト等により両者を直接固定してもよいし、他のブラケット等を用いてベースバネ板２２に対して各摺擦バネ板間を締結固定してもよい。要するに、どのような固定方法であれ、ベースバネ板２２の一端部に対して他の摺擦バネ板の一端部を固定する構造は、直接固定、間接固定に関係なく、全て本発明の技術的範囲に含まれるものである。この点は、以下に述べる他の実施形態における固定構造にも同様に当てはまる。

ベースバネ板２２は、バネ鋼製の薄板を所定の曲率にて湾曲加工した金属板材であり、ベースバネ板２２の両端部を、木製枠１０の隅部にて互いに交差する横枠１１と縦枠１３の適所（この例では内側面）に対してボルト、その他の適宜の手段２３により固定する。ベースバネ板２２と各枠材との間は直接固定してもよいし、図示のように薄板状の台座２４を介在させてもよい。この場合、台座２４は実質的にベースバネ板２２の一部として機能する。いずれにしても各枠材から加わる応力が直接ベースバネ板２２の両端部に加わるように固定する。また、この例では、ベースバネ板２２の長手方向中心部Ｃから両端固定部までの長さを同一長としたが、中心部Ｃから両端固定部までの長さを異ならせても良い。ベースバネ板２２の厚みは例えば５ｍｍとし、幅は５ｃｍとする。
本例では、ベースバネ板２２の一端部２２ａ側の両面に夫々第１の摺擦バネ板３０の一端部３０ａをボルトにより固定すると共に、各第１の摺擦バネ板３０の他端側は自由端状とし、ベースバネ板２２が面方向へ変形する時にベースバネ板に対して長手方向へ相対的に摺動できるように構成している。

各第１の摺擦バネ板３０は、その内側面（ベースバネ板と対向した面）がベースバネ板の両面（外周面２２Ａと内周面２２Ｂ）と夫々接触するようにその曲率（湾曲形状）が予め設定された湾曲板であり、本例では、バネ鋼製の薄板を所定の曲率にて湾曲加工した金属板材から成る。各第１の摺擦バネ板３０は、外力が加わらない静止時に、その少なくとも一部が、ベースバネ板２２の外周面２２Ａ及び内周面２２Ｂに対して接触（圧接を含む）するようにその曲率を設定される。この点は、以下に説明する他の摺擦バネ板についても同様に当てはまる。なお、ベースバネ板２２を挟んで配置された各第１の摺擦バネ板３０の長さは、ほぼ同等となるように設定してもよいし、一方を他方よりも長くしてもよい。第１の摺擦バネ板３０（他の摺擦バネ板についても同様）の厚み及び幅は例えばベースバネ板２２と同等となるように設定してもよいし、ベースバネ板よりも薄くしてもよい。
ベースバネ板２２の両面に対して第１の摺擦バネ板３０を摺擦可能に積層した状態で一端部を固定（積層状態で固定配置）しているため、板バネ制振ユニット２１の面方向両側から加わる応力により各第１のバネ板３０がベースバネ板２２の各面２２Ａ、２２Ｂと摺動することによって地震等によって木製枠に加わるエネルギを吸収、緩和することができる。常時において、ベースバネ板２２の両面と各第１の摺擦バネ板３０の内側面との間は、全面的に密着した状態で接触していてもよいし、部分的に接触していてもよい。

各第２の摺擦バネ板４０は、その内側面（第１の摺擦バネ板３０と対向した面）が各第１の摺擦バネ板３０の外側面と夫々接触するようにその曲率（湾曲形状）が予め設定された湾曲板である。各第１の摺擦バネ板３０の外側面に対して夫々第２の摺擦バネ板４０を積層すると共に、夫々の一端部４０ａを第１の摺擦バネ板３０の一端部３０ａに対して固定している。この際、各第２の摺擦バネ板４０は、各第１の摺擦バネ板３０の外側面に対して接触、或いは所定の力で圧接するようにその曲率を設定される。従って、板バネ制振ユニット２１に対して面方向両側から加わる応力により各第２のバネ板４０が各第１の摺擦バネ板３０の外側面と摺動することによってエネルギを吸収、緩和することができる。
各摺擦バネ板３０、４０の関係は、内側に位置する摺擦バネ板３０の長さよりも、直近外側に位置する他の摺擦バネ板４０の長さが順次短尺となるように寸法設定されており、各摺擦バネ板３０、４０の他端部３０ｂ、４０ｂが階段状となるように構成されている。
即ち、第１の摺擦バネ板３０の長手方向寸法をベースバネ板２２の長手方向寸法よりも短尺にする一方で、第２の摺擦バネ板４０の長手方向寸法を第１の摺擦バネ板３０の長手方向寸法よりも更に短尺にすることにより、各摺擦バネ板３０、４０の他端部が階段状（或いはピラミッド状）となる。このようにベースバネ板２２に対して摺擦バネ板を階段状、或いはピラミッド状に積層することにより、板バネ制振ユニット２１の強度、耐久性を適切に維持しつつ、所定以上の応力が加わった場合の弾性変形を容易化することができる。また、複数のバネ板を多段状に積層することにより、入力される運動エネルギを熱エネルギに変換することにより振動を吸収する振動吸収要素としての板バネ制振ユニット２１全体としての振動吸収能力を所望の値に調整することが容易となる。

なお、使用するバネ板の材質、枚数、形状は必要とされる制振特性に合わせて任意に選択することができる。即ち、図示の実施形態では、摺擦バネ板として第１、第２の摺擦バネ板３０、４０のみを示したが、各第２の摺擦バネ４０の外側面に対して更に図示しない第３の摺擦バネを積層状態で固定配置したり、各第３の摺擦バネの外側面に対して更に第４の摺擦バネ等々を順次積層状態で固定配置してもよいことは勿論であり、摺擦バネの積層枚数に制限はない。また、ベースバネ板２２、各摺擦バネ板３０、４０の板厚、及び材質は同一であることが製造手数を考慮すると好ましいが、必要に応じて板厚、材質を異ならせても良い。例えば、ベースバネ板２２の厚みを最大厚とし、各摺擦バネ板の厚みを薄くする等の種々のアレンジが可能である。
また、この例では、木製枠１０の４つの隅部に制振装置２０を配置するようにしたが、これは一例に過ぎず、木製枠１０に対する制振装置２０の組付け箇所、組付け態様には種々の変形が可能である。

以上の構成を備えた板バネ制振ユニット２１においては、制振パネル１の挙動を示す図２（ａ）（ｂ）に示したように対向する二方向からの応力Ｐ１、Ｐ２に対応して弾性変形しつつバネ板間で摺擦が行われることによるエネルギの吸収、緩和と、その後の原形への弾性復帰が行われる。同図中に破線で示したのは応力Ｐ１によって各バネ板が変形している状態であり、応力Ｐ２が加わった場合には各バネ板は逆方向に変形する。
このように構成したので、対向する二方向からの応力Ｐ１、Ｐ２に対応して弾性変形しつつバネ板間で摺擦することによるエネルギの吸収、緩和と、その後の原形への弾性復帰ができるように構成されている。
この点を更に詳細に説明すると、板バネ制振ユニット２１を構成するベースバネ板２２及び各摺擦バネ板３０、４０は、制振パネル１を構成する横枠１１、１２及び縦枠１３、１４の変形に対応してエネルギを吸収する。図２（ａ）は一方からの応力Ｐ１が加わった場合の変形状態であり、（ｂ）は他方からの応力Ｐ２が加わった場合の変形状態を示している。
地震等による揺れがない静止状態では、木製枠１０は変形しておらず、図１（ａ）（ｂ）に示したようにベースバネ板２２、摺擦バネ板３０、４０は変形していない。

一方、地震等により、制振パネル１が振動して応力Ｐ１、Ｐ２が加わると、木製枠１０が変形してベースバネ板２２が変形する。
地震発生時に上側の横枠１１は、下側の横枠１２に対して横方向へ相対的に変位する。ここで横枠１１が横枠１２に対して相対的に矢印Ａ方向に移動したとき、縦枠１３と横枠１１に夫々両端部を固着されたベースバネ板２２はＢ方向に伸長変形する。ベースバネ板２２の伸長変形により、ベースバネ板２２の一端部２２ａの両側面に夫々配置された各摺擦バネ板３０、４０のうちベースバネ板２２の外周面側に位置する摺擦バネ板３０ｏｕｔ、４０ｏｕｔ（外側摺擦バネ板群）は同方向Ｂへ変形するために、ベースバネ板２２と第１の摺擦バネ板３０ｏｕｔとの接触部間、並びに第１の摺擦バネ板３０ｏｕｔと第２の摺擦バネ板４０ｏｕｔとの接触部間に、夫々相対移動（摺動）と、それに起因した摩擦抵抗が発生し、振動によるエネルギを減衰する。一方、Ｂ方向へ伸長変形したベースバネ板２２の内周面側に位置する摺擦バネ板３０ｉｎ、４０ｉｎ（内側摺擦バネ板群）は圧縮変形しないために、ベースバネ板２２と第１の摺擦バネ板３０ｉｎとの間、並びに第１及び第２の摺擦バネ板３０ｉｎ、４０ｉｎ間は離間し、大きな摩擦抵抗は発生しない。このため、ベースバネ板２２が伸長方向Ｂへ変形するに際して、第１の摺擦バネ板３０ｏｕｔと第２の摺擦バネ板４０ｏｕｔの変形及び摩擦抵抗による抵抗が発生し、振動によるエネルギを減衰する。

次に、図２（ｂ）に示すように横枠１１が矢印Ａと反対の方向Ｃに移動したときには、縦枠１３と横枠１１に夫々両端部を固着されたベースバネ板２２はＤ方向に圧縮変形する。ベースバネ板２２の圧縮変形により、ベースバネ板２２の一端部２２ａの両側面に夫々配置された各摺擦バネ板３０、４０のうちベースバネ板２２の内周面側に位置する摺擦バネ板３０ｉｎ、４０ｉｎも同方向Ｄへ圧縮変形するためにベースバネ板２２と第１の摺擦バネ板３０ｉｎとの接触部間、並びに第１の摺擦バネ板３０ｉｎと第２の摺擦バネ板４０ｉｎとの接触部間に、夫々相対移動（摺動）と、それに起因した摩擦抵抗が発生し、振動によるエネルギを減衰する。一方、圧縮変形したベースバネ板２２の外周面側に位置する摺擦バネ板３０ｏｕｔ、４０ｏｕｔは圧縮変形しないために、ベースバネ板２２と第１の摺擦バネ板３０ｏｕｔとの間、並びに第１及び第２の摺擦バネ板３０ｏｕｔ、４０ｏｕｔ間は離間し、大きな摩擦抵抗は発生しない。このため、ベースバネ板２２がＤ方向へ圧縮変形するに際して、第１の摺擦バネ板３０ｉｎと第２の摺擦バネ板４０ｉｎの変形及び摩擦抵抗によって抵抗が発生し、振動によるエネルギを減衰する。
このため、制振パネル１が振動すると、制振パネル１の運動エネルギは板バネ部材を構成する各バネ板２２、３０、４０の変形及び摩擦により熱エネルギに変換されて大気中に放出され、制振パネル１の振動は減衰される。

以上のように本例に係る制振パネル１によれば、建築物の木製枠１０の隅部に制振装置２０を設置することにより、地震等に起因した破壊的な衝撃、振動を有効に吸収することができ、制振パネル１を使用した建築物を制振構造とすることができる。このとき、制振パネル１には、振動吸収要素としてバネ鋼製の部材で形成した板バネ部材を使用したので、製造原価を低くできると共に、耐久性、耐熱性に優れたものとすることができる。
また、本例では、制振装置２０を木製枠１０の内部に配置して制振パネル１を構成したが、予め建物に組み付けられた木製枠１０に対して本発明の制振装置２０を配置することができる。この場合は既存建築物の制振化工事に適用することができる。
更に、本発明の板バネ制振ユニット２１は、地震等により発生する応力を減衰させる制振機能のみならず、木製枠に対する補強性を有した耐震部材としても機能する。即ち、木製枠の隅部、或いは縦枠と横枠との交差部に配置することによりその強度を高めて耐震性を向上することができる。この点は、以下の他の実施形態においても同様である。
また、本発明の板バネ制振ユニットを備えた制振装置は、軽量、小型であり、低廉であるため、建築物の新築工事のみならず、リフォームするに際しても、組付け工事を容易に実施できる。具体的には、専門業者でない個人であっても、ホームセンター等の小売店で購入してきた本制振装置を簡易に取り付けることができる。

次に、図３は本発明の板バネ制振ユニットの他の構成例の説明図であり、この実施形態に係る板バネ制振ユニット２１は、ベースバネ板２２の長手方向両端部の内外両周面２２Ａ、２２Ｂに対して夫々摺擦バネ板３０、４０を積層状態で固定配置した構成が特徴的である。即ち、図１の実施形態では摺擦バネ板をベースバネ板２２の一端部２２ａにのみ組み付けたが、ベースバネ板２２の他端部２２ｂ側での摩擦抵抗をも十分に確保したい場合には当該他端部２２ｂに摺擦バネ板３０、４０、・・・を順次組み付けることが好ましい。なお、ベースバネ板の両端部の両面に夫々一枚の摺擦バネ板３０を積層状態で固定配置してもよい。
ベースバネ板２２の両端部に摺擦バネ板を積層配置することにより、本発明の板バネ制振ユニット２１の耐震部材としての機能を高めることができる。
なお、ベースバネ板２２に対する摺擦バネ板３０、４０、・・・の組付け構造、ベースバネ板２２の変形時におけるバネ板間の摺擦による振動、衝撃エネルギの吸収機能については、図１において説明した事項がそのまま当てはまる。

次に、図４（ａ）及び（ｂ）は夫々本発明の制振装置（板バネ制振ユニット）の他の構成例の説明図である。
まず、図４（ａ）の実施形態に係る板バネ制振ユニット２１は、ベースバネ板２２の長手方向一端部２２ａの何れか一方の面のみに摺擦バネ板を積層状態で固定配置した構成が特徴的である。即ち、図１の実施形態では摺擦バネ板をベースバネ板２２の一端部２２ａの両面に対して夫々組み付けたが、この板バネ制振ユニットを組み付ける枠体の特性、或いは建築物中における枠体の位置等の各種条件によっては、ベースバネ板２２の一端部２２ａ（或いは他端部２２ｂ）の片面のみに摺擦バネ板を積層配置すれば足りることもある。このようにベースバネ板２２の片面のみに摺擦バネ板を積層配置した場合には、一方向から加わる応力のみを減衰させる機能しか発揮できないが、木製枠１０の横方向に隣接する他の隅部にも板バネ制振ユニット２１を組み付けることにより、両板バネ制振ユニット２１が夫々異なった方向からの応力を吸収緩和することができるため差し支えない。
なお、この例では、ベースバネ板２２の湾曲した外周面２２Ａに摺擦バネ板を取り付けたが、内周面２２Ｂに取り付けても良い。

次に、図４（ｂ）の実施形態に係る板バネ制振ユニット２１は、ベースバネ板２２の長手方向両端部２２ａ、２２ｂの同一面のみに摺擦バネ板を積層状態で固定配置した構成が特徴的である。なお、この例では、ベースバネ板２２の内周面２２Ｂに摺擦バネ板を取り付けたが、外周面２２Ａに取り付けても良い。
なお、ベースバネ板２２に対する摺擦バネ板３０、４０、・・・の組付け構造、ベースバネ板２２の変形時におけるバネ板間の摺擦による振動、衝撃エネルギの吸収機能については、図１において説明した事項がそのまま当てはまる。

次に、図５（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る制振装置（板バネ制振ユニット）の構成例を示す図である。
まず、図５（ａ）に係る板バネ制振ユニット２１は、ベースバネ板２２の一端部２２ａの一面（２２Ｂ）と、他端部２２ｂの他面（２２Ａ）に夫々一枚、又は二枚以上の摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置した構成が特徴的である。
即ち、この例では、ベースバネ板２２の両端部の異なった面上に夫々摺擦バネ板３０、４０を順次積層した状態で端部間を固定しており、対向する二方向からの応力Ｐ１、Ｐ２に対応して弾性変形しつつバネ板間で摺擦することによるエネルギの吸収、緩和と、その後の原形への弾性復帰ができるように構成されている。
図５（ｂ）に係る板バネ制振ユニット２１は、図５（ｂ）の変形例であり、ベースバネ板２２を挟んで対向配置される少なくとも２枚の摺擦バネ板、この例では２枚の第１の摺擦バネ板３０を各他端部３０ｂがオーバーラップするように長尺に構成した点が特徴的である。このように構成しても、対向する正逆二方向からの応力Ｐ１、Ｐ２に対応して弾性変形しつつバネ板間で摺擦することによるエネルギの吸収、緩和と、その後の原形への弾性復帰ができるように構成されている。
なお、ベースバネ板２２に対する摺擦バネ板３０、４０、・・・の組付け構造、ベースバネ板２２の変形時におけるバネ板間の摺擦による振動、衝撃エネルギの吸収機能については、図１において説明した事項がそのまま当てはまる。

本発明の一実施形態に係る制振パネルを示すものであり、（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中に示された制振装置の拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は夫々板バネ制振ユニットの変形状態を示す図である。 本発明の板バネ制振ユニットの他の構成例の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は夫々本発明の制振装置（板バネ制振ユニット）の他の構成例の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る制振装置（板バネ制振ユニット）の構成例を示す図である。

符号の説明

１…制振パネル、１０…木製枠、１１、１２…横枠、１３、１４…縦枠、１３、１４…縦枠、２０…制振装置、２１…板バネ制振ユニット、２２…ベースバネ板、２２ａ…一端部、２２ｂ…他端部、２４…台座、３０…第１の摺擦バネ板、４０…第２の摺擦バネ板。

Claims (13)

1. 建築物を構成する複数の枠材の交差部に取り付けられる振動吸収要素としての板バネ制振ユニットを備えた制振装置であって、
   前記板バネ制振ユニットは、一方の前記枠材と他方の前記枠材に夫々両端部を固定された少なくとも一枚の湾曲したベースバネ板と、該ベースバネ板の少なくとも一端部に対して一端部を固定配置されると共に該一端部を除いた内側面の少なくとも一部を該ベースバネ板の一面と摺擦可能に積層された少なくとも一枚の第１の摺擦バネ板と、を備え、
   前記第１の摺擦バネ板は、前記ベースバネ板よりも短尺であることを特徴とする制振装置。
2. 前記第１の摺擦バネ板の外側面に対して内側面の少なくとも一部を摺擦可能に積層した第２の摺擦バネ板を備え、該第２の摺擦バネ板の一端部を前記第１の摺擦バネ板の一端部に対して固定配置したことを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
3. 前記第２の摺擦バネ板の外側面に対して内側面の少なくとも一部を摺擦可能に積層した第３の摺擦バネ板を備え、該第３の摺擦バネ板の一端部を前記第２の摺擦バネ板の一端部に対して固定配置し、更に必要に応じて該第３の摺擦バネ板の外側面に対して第４の摺擦バネ板以降の摺擦バネ板を順次摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
4. 個々の前記摺擦バネ板の長さは、直近外側に位置する他の摺擦バネ板の長さよりも長尺であり、前記各摺擦バネ板の他端部が階段状となるように積層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。
5. 前記ベースバネ板の両面に対して夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
6. 前記ベースバネ板の片面に対して少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
7. 前記ベースバネ板の一面の両端部、或いは該ベースバネ板の両面の両端部に対して、少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
8. 前記ベースバネ板の一面の一端部と、該ベースバネ板の他面の他端部に対して夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制振装置。
9. 前記ベースバネ板を介して対向する前記各摺擦バネ板の内の少なくとも第１の摺擦バネ板の他端部同志をオーバーラップさせたことを特徴とする請求項８に記載の制振装置。
10. 前記ベースバネ板の両面に夫々少なくとも一枚の前記摺擦バネ板を摺擦可能な積層状態で固定配置した場合に、前記各摺擦バネ板の長さを前記ベースバネ板よりも短尺にしたことを特徴とする請求項５、７、８、又は９に記載の制振装置。
11. 前記ベースバネ板の厚み、或いは／及び、幅を、前記摺擦バネ板と異ならせたことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の制振装置。
12. 建築物を構成する横枠と縦枠との交差部に、請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制振装置を配置したことを特徴とする制振構造。
13. 略矩形の枠体と、該枠体の少なくとも１つの隅部に配置される請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制振装置と、を備えたことを特徴とする制振パネル。

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