JP2010101092A - 制振装置、及び制振装置を有する建物 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、錘の固有周期を変更できる制振装置、及び制振装置を有する建物を提供することを目的とする。
【解決手段】建物１２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８（錘）の振動の大きさが所定値以上となった場合、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４は、ストッパ部材５２を上方に移動させ、ストッパ部材５２とピン４４とを係合させる。これにより、コイルばね４８の付勢力によってピン４４が固定台５０側へ移動してフランジ４２から抜け出し、係合部材３４と床スラブ１８Ａの貫通孔３６との係合が解除され、係合部材３４が下方へ移動（落下）する。この結果、係合部材３４による吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、床スラブ２８の吊り長さがＬ_１からＬ_２（図４参照）に変わり、床スラブ２８の周期が長周期化される。
【選択図】図３

Description

本発明は、建物の震動を低減する制振装置、及び制振装置を有する建物に関する。

従来から、高層建物等では、風等の振動を低減する目的としてＴＭＤ（Ｔｕｎｅｄ Ｍａｓｓ Ｄａｍｐｅｒ）が設置されることが多い。ＴＭＤとしては、振り子型形式のＴＭＤ（以下、「振り子型ＴＭＤ」という）が知られている。この振り子型ＴＭＤは、建物の上部から錘を吊り下げ、この錘と建物とをダンパー等で連結して構成される。そして、風等により建物が揺れると、慣性力によって錘が建物と位相差をもって振動し、ダンパーの減衰力によって建物の振動が低減される。なお、錘の固有周期は、建物の固有周期に同調するように設定される。

ここで、振り子型ＴＭＤの制振効果は、建物全体の質量と錘の質量との比によって決定されるところ、高層建物等では、錘の質量が建物全体の質量に対して相対的に小さくなり易く、十分な制振効果を得られない場合がある。

一方、特許文献１には、建物の最上階から床スラブを吊り下げ、この床スラブを錘とした制振装置が提案されている。この制振装置では、床スラブを錘とすることで、錘の質量を確保できる点で好ましい。しかしながら、地震等の大きな揺れに対して、錘としての床スラブを建物に同調させた状態にしておくと、床スラブの振幅が増大し床スラブが建物と接触して問題となる。

また、特許文献２では、正面視にてＶ字型に連結された２つのレールの上に錘を載置し、レールに沿って弧を描くように左右に錘を移動可能にした制振装置が開示されている。この制振装置は、２つのレールのＶ字角度を油圧シリンダによって動的に変更し、錘の移動軌跡によって描かれる弧の曲率を変化させることで、錘の周期を変えている。

しかしながら、特許文献２の制振装置は振り子型ＴＭＤではなく、また錘の質量を大きくすると装置構成が大掛かりとなり、更に錘の質量に比例してＶ字角度を変える油圧シリンダの必要電力量が大きくなって不経済となる。
特開平６−３２２８２７号公報 特開平８−１０５４８６号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、錘の固有周期を変更できる制振装置、及び制振装置を有する建物を提供することを目的とする。

請求項１に記載の制振装置は、吊り材によって建物に吊り下げられる錘と、前記建物と前記錘とを連結する減衰手段と、前記吊り材の一部を前記建物に固定し又は前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除して前記錘の周期を変える周期調整手段と、前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、を備えている。

上記の構成によれば、風等により建物が揺れると、建物に吊り下げされた錘が慣性力によって建物と位相差をもって振動する。また、建物と錘を連結する減衰手段によって建物に減衰力を付与し、建物の振動が低減される。

また、振動検知手段によって検知された錘の振動の大きさに基づいて、制御手段が周期調整手段を作動させるか否かを判断する。ここで、周期調整手段が作動すると、吊り材の一部を建物に固定し、又は建物に固定された吊り材の一部の固定を解除して吊り長さを変更し、錘の周期を変える。即ち、振動検知手段によって所定の大きさの振動が検知された場合、制御手段が錘の固有周期を変えることで、建物の固有周期から錘の固有周期がずれる。従って、錘と建物とが共振（同調）せず、錘の振幅が小さくなって建物と錘との接触が回避される。

請求項２の記載の制振装置は、請求項１に記載の制振装置において、前記周期調整手段が、前記吊り材に沿って上下方向に移動可能に設けられた係合部材を前記建物に設けられた被係合部に係合させて前記吊り材の一部を前記建物に固定し、又は前記被係合部に係合された前記係合部材の係合を解除して前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除する。

上記の構成によれば、建物には被係合部が設けられ、吊り材には被係合部に係合する係合部材が上下方向に移動可能に設けられている。

ここで、周期調整手段が作動すると、係合部材が吊り材に沿って上下方向に移動し、被係合部と係合して吊り材の一部を建物に固定して吊り長さを変更する。又は、被係合部に係合された係合部材が上下方向に移動し、被係合部との係合を解除して建物に固定された吊り材の一部の固定を解除して吊り長さを変更する。これにより、錘の周期が変わる。従って、錘と建物とが共振（同調）せず、錘の振幅が小さくなって建物と錘との接触が回避される。

請求項３に記載の制振装置は、請求項１に記載の制振装置において、前記吊り材には可動部材が設けられ、前記周期調整手段が、前記建物に設けられた被連結部に前記可動部材を連結して前記吊り材の一部を前記建物に固定し又は前記被連結部に連結された前記可動部材の連結を解除して前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除する。

上記の構成によれば、吊り材には可動部材が設けられている。制御手段が作動すると、建物に設けられた被連結部に可動部材を連結して吊り材の一部を建物に固定する。又は、被連結部に連結された可動部材の連結を解除して建物に固定された吊り材の一部の固定を解除する。これにより、錘の固有周期が変わる。従って、錘と建物とが共振（同調）せず、錘の振幅が小さくなって建物と錘との接触が回避される。

請求項４に記載の制振装置は、吊り材によって建物に吊り下げされる可動部材と、前記可動部材に吊り下げられると共に該可動部材に連結して固定された錘と、前記建物と前記錘又は前記可動部材とを連結する減衰手段と、前記可動部材と前記錘との連結を解除して前記錘の周期を変える周期調整手段と、前記可動部材及び前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、を備えている。

上記の構成によれば、風等により建物が揺れると、建物に吊り下げされた可動部材及びこの可動部材に連結して固定された錘が慣性力によって一体挙動し、これらの可動部材及び錘が建物と位相差をもって振動する。また、建物と錘を連結する減衰手段によって建物に減衰力が付与され、建物の振動が低減される。

また、振動検知手段によって検知された可動部材及び錘の振動の大きさに基づいて、制御手段が周期調整手段を作動させるか否かを判断する。ここで、周期調整手段が作動すると、可動部材と錘との連結を解除して可動部材と錘とを分離し、錘の吊り長さを長くする。これにより、錘の固有周期が変わる。従って、錘と建物とが共振（同調）せず、錘の振幅が小さくなって建物と錘との接触が回避される。

請求項５に記載の制振装置は、吊り材によって建物に吊り下げされる可動部材と、前記可動部材に吊り下げられる錘と、前記建物と前記錘とを連結する減衰手段と、前記可動部材に前記錘を連結して固定し、前記錘の周期を変える周期調整手段と、前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、を備えている。

上記の構成によれば、風等により建物が揺れると、建物に吊り下げされた可動部材、及この可動部材に吊り下げられた錘の各々が別々に建物と位相差をもって振動する。また、建物と錘を連結する減衰手段によって建物に減衰力が付与され、建物の振動が低減される。

また、振動検知手段によって検知された錘の振動の大きさに基づいて、制御手段が周期整手段を作動させるか否かを判断する。ここで、周期調整手段が作動すると、可動部材に錘を連結して固定し、錘と可動部材とを一体挙動させ、錘の吊り長さを短くする。これにより、錘の固有周期が変わる。従って、錘と建物とが共振（同調）せず、錘の振幅が小さくなって建物と錘との接触が回避される。

請求項６に記載の制振装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の制振装置において、前記錘が、床スラブである。

上記の構成によれば、錘を床スラブとすることで、錘の質量を確保でき、即ち、建物全体の質量に対する錘の質量を相対的に大きくすることができる。従って、高層建物等の質量が大きい建物に対しても制振効果を発揮させることができる。

請求項７に記載の建物は、請求項１〜６の何れか１項に記載の制振装置を有している。

上記の構成によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載の制振装置を有することで環境性能が向上された建物を構築することができる。

本発明は、上記の構成としたので、振り子型ＴＭＤにおいて、錘の固有周期を変更できる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る制振装置、及び制振装置を有する建物について説明する。

先ず、本発明の第１の実施形態に係る制振装置１０の構成について説明する。

図１には、制振装置１０が設置された複数層からなる建物１２が示されている。建物１２は、左右の柱１４、１６と、複数の床スラブ１８Ａ〜１８Ｄと、ハットトラス２０を備えている。鉄筋コンクリート（以下、「ＲＣ」という）造の左右の柱１４、１６の間には、ＲＣ造の複数の床スラブ１８Ａ〜１８Ｄが架設され、また、柱１４、１６の上部にはハットトラス２０が架設されている。ハットトラス２０は、鋼材からなる上弦材２０Ａ、下弦材２０Ｂ、及び斜材２０Ｃを連結したトラス構造とされている。ハットトラス２０の下弦材２０Ｂには、複数のブラケット２２が設けられており、このブラケット２２に回転可能に支持されたピン２４に後述する吊り材２６が取り付けられている。

制振装置１０は、吊り材２６と、錘としての床スラブ２８を備えている。ＲＣ造の床スラブ２８は、平面視にて矩形の板状に形成され、その四隅にアンカー（不図示）が打ち込まれている。これらのアンカーにはＰＣ鋼線からなる吊り材２６の一端が接続されており、この吊り材２６によって床スラブ２８が略水平となるようにハットトラス２０に吊り下げられており、ピン２４の軸線を回転軸（図２において、矢印Ｂ方向）として床スラブ２８がハットトラス２０の長手方向（矢印Ｆ方向）に揺動可能とされている。

なお、吊り材２６は、床スラブ２８、床スラブ２８の仕上材、及び床スラブ２８の上に載置される機械や設備等の積載重量を支持可能な剛性・強度を有している。また、ブラケット２２と床スラブ２８との間に構築された床スラブ１８Ａ、１８Ｂにはそれぞれ貫通孔３６、３９が形成されており、これらの貫通孔３６、３９を貫通して吊り材２６が床スラブ２８を支持している。

床スラブ２８の長手方向両側には固定部材３０Ａ、３０Ｂが設けられている。固定部材３０Ａ、３０Ｂは板状に形成され、床スラブ２８の下面から下向きに突設されている。この固定部材３０Ａ、３０Ｂと左右の柱１４、１６との間には、それぞれオイルダンパー３２Ａ、３２Ｂ（減衰手段）が配置され、建物１２に減衰力が付与されている。オイルダンパー３２Ａ、３２Ｂは、その軸方向両端部が固定部材３０Ａ、３０Ｂ及び左右の柱１４、１６に接続され、固定部材３０Ａと柱１４の間、及び固定部材３０Ｂと柱１６の間で伸縮自在に設置されている。更に、床スラブ２８の上面には、当該床スラブ２８の揺れの大きさを検知する振動検知装置５８（振動検知手段）が設置されている。この振動検知装置５８は、地震時に床スラブ２８が揺れたときの速度、加速度等から床スラブ２８の振動の大きさを推定し、内蔵されたメモリに記憶する。

周期調整手段は、係合部材３４、連結機構４０、及びソレノイド５４を備えている。図３に示すように、吊り材２６には係合部材３４が設けられている。係合部材３４は、鋼製の円錐台形に形成され、床スラブ１８Ａに形成された円錐台形の貫通孔３６（被係合部）と係合可能とされている。また、係合部材３４の略中心には上下方向に延びる貫通孔３７が設けられている。この貫通孔３７には吊り材２６が挿通され、この吊り材２６に沿って係合部材３４が上下方向に移動可能に取り付けられている。

係合部材３４は、床スラブ１８Ａの上面に設けられた連結機構４０によって床スラブ１８Ａに連結されている。連結機構４０は、フランジ４２、ピン４４、土台４６及び固定台５０を備えている。係合部材３４の上面に固定されたフランジ４２には貫通孔が形成され、また、床スラブ１８Ａの上面に固定された土台４６には貫通孔が形成され、これらの貫通孔に水平方向に貫通されるピン４４によって、係合部材３４が床スラブ１８Ａに連結支持されている。このピン４４にはキー溝が形成されており、上方から土台４６を貫通すると共にピン４４のキー溝に係合するストッパ部材５２によって、ピン４４が土台４６に固定されている。また、ピン４４と床スラブ１８Ａの上面に固定された固定台５０との間にはコイルばね４８が配置され、これらのピン４４及び固定台５０に接続されたコイルばね４８によってピン４４が固定台５０側に付勢（矢印Ｃ方向）されている。ピン４４はコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側に付勢されているが、ストッパ部材５２がピン４４のキー溝に係合しているため、通常ピン４４がフランジ４２から抜け出さず、係合部材３４が床スラブ１８Ａに連結支持されている。これにより、係合部材３４の貫通孔３７の内周壁に囲まれた吊り材２６の一部２６Ａが、係合部材３４を介して床スラブ１８Ａに固定（拘束）され、水平方向の変位が規制されている。従って、図４に示すように、地震時において床スラブ２８は係合部材３４の下面を支点（図４において、矢印Ａ方向）として吊り長さＬ_１で揺動する。吊り長さＬ_１は、床スラブ２８の動吸効果を高めるために床スラブ２８の周期と建物１２の固有周期とが共振（同調）する長さに設定される。

一方、ストッパ部材５２にはソレノイド５４が連結され、このソレノイド５４がストッパ部材５２を上方（矢印Ｄ方向）へ移動させることにより、ストッパ部材５２とピン４４との係合が解除され、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動する。この結果、ピン４４がフランジ４２から抜け出し、係合部材３４と床スラブ１８Ａの貫通孔３６との係合が解除され、係合部材３４が下方（矢印Ｅ方向）へ移動（落下）する。これにより、係合部材３４によって水平方向の移動が規制された吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔３６の直径の範囲内で水平方向に変位可能となる。この場合、図４に示すように、床スラブ２８はハットトラス２０に設けられたピン２４を支点（矢印Ｂ方向）として揺動する。

ソレノイド５４には、制御手段５６が接続されており、地震時に振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６がソレノイド５４を作動させるか否かを判断する。具体的には、振動検知装置５８の検出信号に含まれる床スラブ２８の揺れの大きさが、予め設定された所定値以上となったときに、制御手段５６がソレノイド５４を作動させ、ストッパ部材５２を上方（矢印Ｄ方向）へ移動させる。他方、振動検知装置５８の検出信号に含まれる床スラブ２８の揺れの大きさが、予め設定された所定値未満の場合は、ソレノイド５４を作動させない。

係合部材３４の下方には、鋼製の円盤形の支持部材３８が配置されている。この支持部材３８の略中心には貫通孔（不図示）が設けられ、この貫通孔に挿通された吊り材２６に支持部材３８が溶接固定されている。この支持部材３８により、吊り材２６に沿って下方（矢印Ｅ方向）に移動（落下）した係合部材３４が支持される。

ここで、一般的に単振り子の周期は、支点から錘の重心までの距離（吊り長さ）の１／２乗に比例するところ、図４に示すように、床スラブ１８Ａの貫通孔３６に係合部材３４が係合している場合、床スラブ２８は係合部材３４を支点（矢印Ａ方向）として吊り長さＬ_１で揺動する。一方、床スラブ１８Ａの貫通孔３６と係合部材３４との係合が解除された場合、床スラブ２８は、ハットトラス２０に設けられたピン４４を支点（矢印Ｂ方向）として吊り長さＬ_２で揺動する。従って、地震時に床スラブ２８の揺れが所定値以上大きくなり、制御手段５６によって床スラブ１８Ａの貫通孔３６と係合部材３４との係合が解除されると、床スラブ２８の吊り長さがＬ_１からＬ_２に変わり（Ｌ_１＜Ｌ_２）、床スラブ２８の周期が長周期化される。

次に、第１の実施形態に係る制振装置１０の作用について説明する。

風や地震等により建物１２が揺れると、建物１２に吊り下げされた床スラブ２８が慣性力によって建物１２と位相差をもって振動（図１において、矢印Ｆ方向）する。これにより、左右の柱１４、１６に対して固定部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ相対変位し、オイルダンパー３２Ａ、３２Ｂが伸縮して振動エネルギーが吸収される。

ここで、一般的な振り子型ＴＭＤを例に、建物及び錘の共振（同調）と錘の相対変位量（振幅量）との関係について説明する。なお、以下の試算は、地震時に錘の周期を変化させることによって建物に錘を共振させないことによる効果、即ち、地震時における錘の過大振幅を抑制して錘と建物との衝突を防ぐことを説明するための各種パラメータの数値目安を表すものであり、本実施形態は下記の数値目安に限定されるものではない。

図５（Ａ）は一般的な振り子型ＴＭＤを単純化した振動モデル５９であり、図５（Ｂ）は地震時における地盤、建物及び錘の変位を示している。なお、図中のＭ、Ｋ_１、Ｃ_１は、それぞれ建物を示す質点、建物の剛性、及び減衰係数であり、ｍ、ｋ_２、ｃ_２は、錘を示す質点、振り子型ＴＭＤの剛性、及び減衰係数（本実施形態におけるオイルダンパー３２に相当）であり、Ｇは地盤である。また、図６は一般的な多質点系の建物の弾性域における変位応答スペクトル（１次モード、減衰定数２％）の理論値であり、図７は一般的な調和地動に対する一質点系の建物の弾性域における変位応答倍率（１次モード、定常応答、減衰定数１０％）の理論値である。なお、図６中の符号６０は地盤の変位応答スペクトルを示し、符号６２は地盤の応答変位に変位応答倍率（地盤の応答変位に対する建物の応答変位の比）を乗じた建物の変位応答スペクトルを示している。また、図６では、地盤の応答変位は周期比に比例するものと仮定している。

先ず、振動モデル５９において地盤Ｇに対する質点Ｍ（建物）の相対変位について検討する。一般的に多質点系の建物の相対変位（応答変位）は、地盤の変位に変位応答倍率を乗じた値となり、図６に示されるように、地盤と建物との周期比が例えば、０．５、２のときはそれぞれ約０．２、約２．５となり、周期比が１（共振点）のときは約２５（変位応答倍率＝約２５）となる。これを振動モデル５９に置き換えると、地盤Ｇ及び質点Ｍの共振時（周期比＝１）における質点Ｍの変位量ｘ_１は、地盤の変位量ｘ_０の約２５倍（ｘ_１／ｘ_０≒２５）となる。

次に、振動モデル５９において質点Ｍ（建物）に対する質点ｍ（錘）の相対変位について検討する。質点Ｍと質点ｍとの相対関係は、地盤と一質点系の建物との相対関係に相当する（このとき、図７の周期比とは、建物周期を錘の周期で除したものである）。一質点系の建物の相対変位は、多質点系の建物と同様に地盤の変位に変位応答倍率を乗じた値となる。この変位応答倍率は、図７から分かるように地盤と一質点系の建物との周期比が例えば０．５、２のときはそれぞれ約０．３倍、約１．３倍となり、周期比が１（共振点）のときは約５倍となる。これを振動モデル５９に置き換えると、質点Ｍに対する質点ｍの相対変位量ｘ_２は、質点Ｍの変位量ｘ_１の約５倍（ｘ_２／ｘ_１≒５）となる。

従って、振動モデル５９において、建物及び振り子型ＴＭＤの減衰係数Ｃ_１、ｃ_２をそれぞれ２％、１０％、地震時における地盤Ｇの変位量ｘ_０を１とすると、質点Ｍと質点ｍとが共振したときの質点ｍの相対変位量ｘ_２は、ｘ_２＝ｘ_０×（ｘ_１／ｘ_０）×（ｘ_２／ｘ_１）＝１×２５×５＝１２５となる。このように質点Ｍと質点ｍとが共振すると、質点ｍの相対変位量ｘ_２が過大となる。従って、図１に示す建物１２において、大きな地震時に建物１２と床スラブ２８とを共振させた状態のままにしておくと、床スラブ２８の揺れ（振幅）が過大となり、左右の柱１４、１６に対して床スラブ２８が接触する可能性がある。

そこで、本実施形態では、地震時の床スラブ２８の揺れの大きさが所定値以上となった場合に、吊り長さを変更して床スラブ２８の周期を変え、建物１２に床スラブ２８を共振（同調）させないようにする。上記振動モデル５９を用いて説明すると、例えば、質点ｍの周期を半分にして質点Ｍと質点ｍとの周期比を０．５にすると、質点ｍの相対変位量ｘ_２は、ｘ_２＝ｘ_０×（ｘ_１／ｘ_０）×（ｘ_２／ｘ_１）＝０．５×０．２×０．３＝０．０３となる。また、質点ｍの周期を２倍にして質点Ｍと質点ｍとの周期比を２にすると、質点ｍの相対変位量ｘ_２は、ｘ_２＝ｘ_０×（ｘ_１／ｘ_０）×（ｘ_２／ｘ_１）＝２×２．５×１．３＝６．５となる。このように、質点ｍの周期を変えることで、共振時（相対変位量ｘ_２＝１２５）と比較して質点ｍの相対変位量ｘ_２が飛躍的に小さく抑えることができる。

そこで、本実施形態では以下のように床スラブ２８の周期を調整する。即ち、図１に示すように振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値未満の場合、係合部材３４の下面を支点（矢印Ａ方向）として建物１２に床スラブ２８を共振（同調）させた状態で揺動（矢印Ｆ方向）させる。これにより、振動低減効果を高めることができる。一方、建物１２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４は、ストッパ部材５２を上方に移動させ、ストッパ部材５２とピン４４とを係合させる。これにより、コイルばね４８の付勢力によってピン４４が固定台５０側へ移動してフランジ４２から抜け出し、係合部材３４と床スラブ１８Ａの貫通孔３６との係合が解除され、係合部材３４が下方へ移動（落下）する。この結果、係合部材３４による吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、図２及び図４に示すように床スラブ２８がハットトラス２０に設けられたピン４４を支点（矢印Ｂ方向）とし揺動（矢印Ｆ方向）し、床スラブ２８の吊り長さがＬ_１からＬ_２（図４参照）に変わって、床スラブ２８の周期が長周期化される。従って、建物１２と床スラブ２８とが共振（同調）せず、床スラブ２８の振幅が小さくなって床スラブ２８と左右の柱１４、１６との接触が回避される。

また、床スラブ２８を錘として用いることにより、錘の質量を確保し易い。従って、超高層建物等のように質量が大きい建物に対しても、十分な制振効果（動吸効果）を発揮することができる。

次に、第１の実施形態に係る制振装置１０の変形例の構成について説明する。

第１の実施形態では、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合に、周期調整手段によって床スラブ２８の周期を長周期化したが、本変形例では床スラブ２８の周期を短周期化する。

図８及び図９に示すように、吊り材２６には、支持部材６４及び係合部材６６が設けられている。鋼製の支持部材６４は円柱形に形成されている。この支持部材６４の略中心には貫通孔が形成され、この貫通孔に挿通された吊り材２６に支持部材６４を溶接等することで、支持部材６４が吊り材２６に固定されている。更に、支持部材６４の上面には連結機構４０が設けられている。

支持部材６４の下方には、係合部材６６が配置されている。鋼製の係合部材６６は、逆円錐台形に形成され、床スラブ１８Ｂに形成された逆円錐台形の貫通孔６８（被係合部）と係合可能とされている。また、係合部材６６の略中心には上下方向に延びる貫通孔７０が設けられており、この貫通孔７０に挿通される吊り材２６に沿って、係合部材６６が上下方向に移動可能に取り付けられている。更に、係合部材６６にはフランジ４２が設けられている。フランジ４２は係合部材６６の上面に突設されており、支持部材６４に形成された連結孔６５に挿入される。支持部材６４の上面から突き出したフランジ４２の先端部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に貫通される連結機構４０のピン４４によって、係合部材６６が支持部材６４に連結支持されている。

ここで、図９に示すように、制御手段５６がソレノイド５４を作動させ、係合部材６６と支持部材６４との連結が解除されると、係合部材６６が吊り材２６に沿って下方へ移動（落下）する。移動した係合部材６６は、床スラブ１８Ｂの貫通孔６８に係合して停止する。貫通孔６８に係合部材６６が係合すると、係合部材６６の貫通孔７０の内周壁に囲まれた吊り材２６の一部２６Ｂが、係合部材６６を介して床スラブ１８Ｂ（建物１２）に固定（拘束）される。これにより、吊り材２６の一部２６Ｂの水平方向の変位が規制され、床スラブ２８が係合部材６６の下面を支点（矢印Ａ）として揺動（図８において、矢印Ｆ方向、吊り長さＬ_４）する。

次に、第１の実施形態に係る制振装置１０の変形例の作用について説明する。

振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値未満の場合、床スラブ２８はハットトラス２０に設けられたピン４４を支点（図８において、矢印Ｂ方向、吊り長さＬ_３）として揺動（矢印Ｆ方向）する。一方、建物１２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４はストッパ部材５２を上方に移動させ、ストッパ部材５２とピン４４との係合を解除する。これにより、コイルばね４８の付勢力によってピン４４が固定台５０側へ移動してフランジ４２から抜け出し、係合部材６６と支持部材６４の係合が解除される。この結果、係合部材６６が下方へ移動（落下）し、床スラブ１８Ｂの貫通孔６８と係合して停止する。これにより、吊り材２６の一部２６Ｂが床スラブ１８Ｂ（建物１２）に固定され、係合部材６６の下面を支点（図９において、矢印Ａ方向）として床スラブ２８が揺動し、床スラブ２８の吊り長さがＬ_３からＬ_４に変わって、床スラブ２８の周期が短周期化される。従って、床スラブ２８と建物１２との共振（同調）が回避され、床スラブ２８の振幅が小さくなって床スラブ２８と左右の柱１４、１６との接触が回避される。

次に、本発明の第２の実施形態に係る制振装置８０の構成について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図１０及び図１１には、制振装置８０が設置された複数層からなる建物８２が示されている。建物８２の内部には、ＲＣ造の壁８４、８６が設置されている。これらの壁８４、８６と左右の柱１４、１６との間には複数のＲＣ造の床スラブ８８が架設されている。なお、柱１４と柱１６との間は吹き抜けとされている。

制振装置１０は、吊り材９０、錘としての床スラブ２８、及び可動部材としての床スラブ９２を備えている。吊り材９０は、ＰＣ鋼線からなる吊り材９０Ａ及び吊り材９０Ｂで構成されている。吊り材９０Ａは、その一端がハットトラス２０の下弦材２０Ｂに設けられたブラケット２２のピン２４に取り付けられ、他端が床スラブ９２に取り付けられている。

ＲＣ造の床スラブ９２は、平面視にて矩形の板状に形成されると共に略中央部に孔９２Ａが設けられている。この孔９２Ａの外周部にはアンカー（不図示）が打ち込まれており、これらのアンカーに吊り材９０Ａの一端（吊り材９０Ａの一部）が接続されている。これにより、床スラブ９２が吊り材９０Ａによって略水平となるようにハットトラス２０に吊り下げられており、ピン９６の軸線を回転軸（図１１において、矢印Ｂ方向）としてハットトラス２０の長手方向（図１１において、矢印Ｉ方向）に揺動可能とされている。なお、壁８４、８６に床スラブ９２、２８が挿入される開口８４Ａ、８４Ｂ、８６Ａ、８６Ｂがそれぞれ形成されている。

また、床スラブ９２は、左右の柱１４、１６に設けられたＨ型鋼からなる梁９８の上に載置されている。図１２に示すように、梁９８のフランジ部９８Ａの上面にはボルト（不図示）又は接着剤等によって滑り材１０２が固定されており、この滑り材１０２の上に床スラブ９２が載置されている。また、床スラブ９２、滑り材１０２及び梁９８のフランジ部９８Ａには、それぞれ貫通孔１０４、１０６、１０８が形成されており、これらの貫通孔１０４、１０６、１０８に挿入される連結ピン１１０によって床スラブ９２が梁９８に連結固定され、床スラブ９２の水平方向の移動が規制されている。これにより、床スラブ９２を介して吊り材９０Ａの一端（吊り材９０Ａの一部）が梁９８（建物８２）に固定されている。

連結ピンの１１０の上端部には貫通孔が形成されており、この貫通孔に貫通された連結機構４０のピン４４によって、連結ピン１１０が貫通孔１０４、１０６、１０８に挿入された状態で保持されている。一方、制御手段５６がソレノイド５４を作動させ、ストッパ部材５２とピン４４との係合が解除されると、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動し、連結ピン１１０の貫通孔からピン４４が抜け出して連結ピン１１０が下方（矢印Ｅ方向）へ移動（落下）する。下方へ移動した連結ピン１１０は、床スラブ９２の貫通孔１０４から抜け出し、フランジ部９８Ｂに当接してフランジ部９８Ａの貫通孔１０８に挿入された状態で保持される。これにより、床スラブ９２と梁９８との連結固定が解除され、床スラブ９２が滑り材１０２の上をスライドして水平方向（矢印Ｉ方向）へ移動可能となる。即ち、床スラブ９２を介して梁９８（建物８２）に固定されていた吊り材９０Ａの一端（吊り材９０Ａの一部）の固定が解除され、床スラブ９２がピン９６の軸線を回転軸（図１１において、矢印Ｂ方向）としてハットトラス２０の長手方向（図１１において、矢印Ｉ方向）に揺動可能となる。なお、滑り材１０２は適宜省略可能である。

図１０に示すように、床スラブ９２の下面には複数のブラケット９４が設けられている。ブラケット９４には、ピン９６が回転可能に支持されており、このピン９６に吊り材９０Ｂの一端が取り付けられている。床スラブ９２の下方には床スラブ２８が配置されている。床スラブ２８の略中央部には孔２８Ａが形成され、この孔２８Ａの外周部にはアンカー（不図示）が打ち込まれている。これらのアンカーには吊り材９０Ｂの他端が接続されており、これらの吊り材９０Ｂによって床スラブ２８が略水平になるように床スラブ９２に吊り下げられると共に、ピン９６の軸線を回転軸（矢印Ａ方向、吊り長さＬ_５）としてハットトラス２０の長手方向に揺動可能（矢印Ｈ方向）とされている。なお、吊り長さＬ_５は、建物８２に床スラブ２８が共振する長さとされている。

次に、第２の実施形態に係る制振装置８０の作用について説明する。

風や地震等により建物８２が揺れると、建物８２に吊り下げされた床スラブ２８に慣性力が作用し、床スラブ２８がピン９６を支点（図１０において、矢印Ａ方向、吊り長さＬ_５）として建物８２と位相差をもって振動（図１０において、矢印Ｈ方向）する。これにより、左右の柱１４、１６に対して固定部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ相対変位し、オイルダンパー３２Ａ、３２Ｂが伸縮して振動エネルギーが吸収される。

ここで、建物８２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４はストッパ部材５２が上方に移動させ、ストッパ部材５２とピン４４との係合を解除する。これにより、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動し、連結ピン１１０の貫通孔からピン４４が抜け出して、連結ピン１１０が下方へ移動（落下）する。この結果、床スラブ９２の貫通孔１０４から連結ピン１１０が抜けて床スラブ９２と梁９８との連結が解除され、床スラブ９２が滑り材１０２の上をスライドして水平方向（図１１において、矢印Ｉ方向）へ移動可能となる。即ち、床スラブ９２を介して梁９８（建物８２）に固定されていた吊り材９０Ａの一端（吊り材９０Ａの一部）の固定が解除され、床スラブ９２がハットトラス２０に設けられたピン２４を支点（図１１において、矢印Ｂ方向、吊り長さＬ_６）としてハットトラス２０の長手方向（図１１において、矢印Ｉ方向）に揺動する。これにより、床スラブ９２に吊り下げられた床スラブ２８の吊り長さがＬ_５からＬ_６に変わり（Ｌ_５＜Ｌ_６）、床スラブ２８周期が長周期化される。従って、床スラブ２８と建物８２とが共振（同調）がせず、床スラブ２８の振幅が小さくなり、床スラブ２８と左右の柱１４、１６との接触が回避される。

次に、第２の実施形態の変形例の構成について説明する。

上記第２に実施形態では、図１０及び図１１に示すように、床スラブ２８の揺れが所定値以上となった場合に、制御手段５６が床スラブ９２と梁９８（建物８２）との連結固定を解除することで吊り材９０Ａの一部の固定を解除し、床スラブ２８の吊り長さをＬ_５からＬ_６に変更して床スラブ２８の周期を長周期化している。これに対して本変形例では、初期状態において床スラブ２８を吊り長さＬ_６で揺動させ、床スラブ２８の揺れが所定値以上となった場合に、制御手段５６が床スラブ９２を梁９８（建物８２）に連結固定し、床スラブ２８の吊り長さをＬ_６からＬ_５に変更して床スラブ２８の周期を短周期化する。

具体的には、図１３に示すように、第２の実施形態における連結ピン１１０よりも軸方向長さが短い連結ピン１１２を使用する。この連結ピン１１２は、床スラブ９２の下面から突出しないように貫通孔１０４に収納された状態で、連結機構４０のピン４４によって保持されている。従って、床スラブ９２と梁９８とは連結されず、床スラブ９２は滑り材１０２の上をスライドして水平方向（矢印Ｉ方向）へ移動可能となっている。

連結ピン１１２の下方には、当該連結ピン１１２が挿入される管部材１１４が設けられている。筒状の管部材１１４は、梁９８の上下のフランジ部９８Ａ、９８Ｂの間には配置されており、その内部には仕切板１１６が溶接されている。この仕切板１１６によって、管部材１１４に挿入された連結ピン１１２が、貫通孔１０４、１０６、及び１０８に挿入された状態（２点鎖線）で支持される。従って、制御手段５６がソレノイド５４を作動させ、連結ピン１１２が下方へ移動（落下）して管部材１１４に挿入された場合、床スラブ９２と梁９８（建物８２）とが連結固定され、床スラブ９２を介して吊り材９０Ａの一部が梁９８に固定される。

次に、第２の実施形態の変形例の作用について説明する。

風や地震等により建物８２が揺れると、建物８２に吊り下げされた床スラブ２８及び床スラブ９２に慣性力が作用し、ハットトラス２０に設けられたピン２４を支点（図１１において、矢印Ｂ方向、吊り長さＬ_６）として床スラブ２８、９２がハットトラス２０の長手方向（図１１において、矢印Ｉ方向、矢印Ｈ方向）に振動する。これにより、左右の柱１４、１６に対して固定部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ相対変位し、オイルダンパー３２Ａ、３２Ｂが伸縮して振動エネルギーが吸収される。

ここで、建物８２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、図１３に示すうに、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４はストッパ部材５２を上方へ移動し、ストッパ部材５２とピン４４との係合を解除する。これにより、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動し、連結ピン１１２の貫通孔からピン４４が抜け出して連結ピン１１２が下方へ移動（落下）する。下方へ移動した連結ピン１１２は、連結ピン１１２の軸線と管部材１１４の軸線とが一致したときに、管部材１１４に挿入され、仕切板１１６に当接して貫通孔１０４、１０６、１０８に挿入された状態で保持される。これにより、床スラブ９２を介して吊り材９０Ａの一部が梁９８（建物８２）に固定され、床スラブ２８の吊り長さがＬ_６からＬ_５に変わり（Ｌ_６＞Ｌ_５）、床スラブ２８の周期が短周期化される。従って、床スラブ２８と建物８２とが共振（同調）せず、床スラブ２８の振幅が小さくなり、床スラブ２８と左右の柱１４、１６との接触が回避される。

次に、本発明の第３の実施形態に係る制振装置１２０の構成について説明する。なお、第１、第２の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

図１４及び図１５には、制振装置１２０が設置された複数層からなる建物１２２が示されている。建物１２２の内部には、ＲＣ造の壁８４、８６が設置されている。これらの壁８４、８６と左右の柱１４、１６との間には、複数のＲＣ造の床スラブ８８が架設されている。なお、柱１４と柱１６との間は吹き抜けとされている。

制振装置１２０は、吊り材１２４、１２６と、錘としての床スラブ２８、及び可動部材としてのフレーム体１２８を備えている。吊り材１２４はＰＣ鋼線からなり、その一端がハットトラス２０に設けられたブラケット２２のピン２４に取り付けられている。

鋼製のフレーム体１２８は、フレーム１２８Ａ、フレーム１２８Ｂ、及びフレーム１２８Ｃを接合して構成されている。水平に配置されたフレーム１２８Ａの軸方向両側には、Ｌ字型に連結されたフレーム１２８Ｂ、１２８Ｃが対称に配置され、フレーム１２８Ａの端部にそれぞれ接合されている。フレーム１２８Ｃには図示せぬフックが設けられており、このフックに接続された吊り材１２４によってフレーム体１２８がピン２４の軸線を回転軸（矢印Ｊ方向、吊り長さＬ_７）としてハットトラス２０の長手方向に揺動可能（矢印Ｋ方向）に吊り下げられている。なお、吊り長さＬ_７は、建物１２２にフレーム体１２８及び床スラブ２８が共振する長さとされている。

また、フレーム１２８Ａの下面には、複数のブラケット１３０が設けられており、このブラケット１３０に回転可能に支持されたピン１３２にＰＣ鋼線からなる吊り材１２６の一端が取り付けられている。また、フレーム体１２８の下方には床スラブ２８が配置されている。床スラブ２８には、複数のアンカー（不図示）が打ち込まれている。これらのアンカーには吊り材１２６の他端が接続され、この吊り材１２６によって床スラブ２８が略水平になるようにフレーム体１２８に吊り下げされると共に、ピン１３２の軸線を回転軸（図１５において、矢印Ｎ方向）として揺動可能とされている。

また、図１６に示すように、フレーム１２８Ｃのフランジ部及び床スラブ２８にはそれぞれ貫通孔１３４、１３６が設けられており、これらの貫通孔１３４、１３６に挿入される連結ピン１３８によってフレーム１２８Ｃに床スラブ２８が連結されて固定されている。即ち、連結ピン１３８によって、フレーム１２８Ｃと床スラブ２８との水平方向の相対変位が規制され、フレーム体１２８と床スラブ２８とが一体となって揺動する。

フレーム１２８Ｃのフランジ部には連結機構４０が設けられており、連結ピン１３８の上部側周面には一対の溝１３８Ａが設けられている。この溝１３８Ａに係合される連結機構４０のピン４４によって、連結ピン１３８が貫通孔１３４、１３６に挿入された状態で保持されている。なお、床スラブ２８の下面にはボルト１３５によって板材１３３が取り付けられており、この板材１３３が貫通孔１３６を塞いでいる。

一方、制御手段５６がソレノイド５４を作動させ、溝１３８Ａとピン４４との係合が解除されると、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動し、連結ピン１３８が溝１３８Ａから抜け出して連結ピン１３８が下方へ移動（落下）する。下方へ移動した連結ピン１３８は、フレーム１２８Ｃの貫通孔１３４から抜け出し、板材１３３に当接して床スラブ２８の貫通孔１３６に収納された状態で保持される。これにより、フレーム体１２８と床スラブ２８との連結が解除されてフレーム体１２８と床スラブ２８とが別々に揺動し、床スラブ２８がピン１３２の軸線を回転軸（図１５において、矢印Ｎ方向）としてハットトラス２０の長手方向（図１５において、矢印Ｏ方向）に揺動可能となる。このときの床スラブ２８の吊り長さは（Ｌ_７＋Ｌ_８）となる。

次に、第３の実施形態に係る制振装置１２０の作用について説明する。

風や地震等により建物１２２が揺れると、建物１２２に吊り下げされたフレーム体１２８及び床スラブ２８に慣性力が作用し、ハットトラス２０に設けられたピン２４を支点（図１４において、矢印Ｊ方向）としてフレーム体１２８及びこのフレーム体１２８に連結固定された床スラブ２８が一体となってハットトラス２０の長手方向（図１５において、矢印Ｋ方向、吊り長さＬ_７）に揺動する。これにより、左右の柱１４、１６に対して固定部材３０Ａ、３０Ｂがそれぞれ相対変位し、オイルダンパー３２Ａ、３２Ｂが伸縮して振動エネルギーが吸収される。

ここで、建物１２２の揺れが大きくなり、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、図１６に示すうに、制御手段５６がソレノイド５４を作動させる。ソレノイド５４はストッパ部材５２を上方に移動し、ストッパ部材５２とピン４４との係合を解除する。この結果、ピン４４がコイルばね４８の付勢力によって固定台５０側へ移動し、ピン４４と連結ピン１３８の溝１３８Ａとの係合が解除され、連結ピン１３８が下方へ移動（落下）する。下方へ移動した連結ピン１３８は、板材１３３に当接して床スラブ２８の貫通孔１３６に収納された状態で保持される。これにより、フレーム体１２８と床スラブ２８との連結固定が解除され、フレーム体１２８と床スラブ２８とが別々に揺動する。即ち、床スラブ２８がピン１３２を支点（図１５において、矢印Ｎ方向）として、ハットトラス２０の長手方向（図１５において、矢印Ｏ方向）に揺動する。これにより、床スラブ２８の吊り長さがＬ_７から（Ｌ_７＋Ｌ_８）に変わり、床スラブ２８の周期が長周期化される。従って、床スラブ２８と建物１２とが共振（同調）せず、床スラブ２８の振幅が小さくなり、床スラブ２８と左右の柱１４、１６との接触が回避される。

なお、上記の実施形態では、振動検知装置５８によって検知された床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合、フレーム体１２８と床スラブ２８との連結固定を解除して、床スラブ２８の吊り長さをＬ_７から（Ｌ_７＋Ｌ_８）に変えて床スラブ２８の周期を長周期化したがこれに限らない。例えば、床スラブ２８の振動の大きさが所定値以上となった場合に、別々に揺動するフレーム体１２８と床スラブ２８と、例えば、図１３に示すような連結機構４０で連結して固定し、床スラブ２８の吊り長さを（Ｌ_７＋Ｌ_８）からＬ_７に変えて床スラブ２８の周期を短周期化し、床スラブ２８と建物１２とを共振させないように構成しても良い。

次に、本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例について説明する。以下、周期調整手段を構成する連結機構の変形例を、第１の実施形態に適用した場合を例に説明するが、当然ながら当該変形例に係る連結機構を適宜設計変更して第２、第３の実施形態へ適用可能である。なお、図１７〜図１９に示される床スラブ１８Ａは、図１に示す建物１２の床スラブ１８Ａに相当する。

先ず、変形例１に係る連結機構１５０について説明する。

図１７には、連結機構１５０が適用された床スラブ１８Ａが示されている。連結機構１５０は、固定フランジ１５２、ピン１５４、及びモータ１５６を備えている。モータ１５６は床スラブ１８Ａの上面に設置されている。モータ１５６及び係合部材３４の上面に突設されたフランジ４２の間には固定フランジ１５２が設けられている。固定フランジ１５２は、床スラブ１８Ａの上面に固定されると共にフランジ４２と対向して配置されている。フランジ４２及び固定フランジ１５２にはそれぞれ貫通孔が形成されており、これらの貫通孔に挿入されたピン１５４によって、係合部材３４が床スラブ１８Ａに連結支持されている。ピン１５４の後端部には、リング状の取付部１５４Ａが設けられている。この取付部１５４Ａには鋼製のワイヤ１６０の一端が取り付けられている。ワイヤ１６０の他端は、モータ１５６に設けられた回転ロッド１５８の先端に取り付けられている。回転ロッド１５８はモータ１５６によって回転駆動され、固定フランジ１５２から離間する方向に回転可能となっている。

また、モータ１５６には、制御手段５６が接続されており、地震時に振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６がモータ１５６を作動させるか否かを判断する。即ち、制御手段５６がモータ１５６を作動させた場合、回転ロッド１５８が固定フランジ１５２から離間する方向に回転し、ワイヤ１６０に取り付けられたピン１５４がフランジ４２の貫通孔から抜ける。この結果、床スラブ１８Ａと係合部材３４との連結が解除されて係合部材３４が下方へ移動（落下）する。これにより、係合部材３４によって水平方向の移動が規制されていた吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔３６の直径の範囲内で水平方向に揺動可能となる。従って、床スラブ２８（図１参照）の吊り長さが変更され、床スラブ２８の周期が長周期化される。

次に、変形例２に係る連結機構１４０について説明する。

図１８には、連結機構１４０が適用された床スラブ１８Ａが示されている。床スラブ１８Ａには貫通孔１４２（被係合部）が形成されており、この貫通孔１４２には円柱形の係合部材１４４が係合している。この係合部材１４４の略中心に設けられた貫通孔には吊り材２６が挿通され、この吊り材２６に沿って係合部材１４４が上下方向に移動可能に取り付けられている。また、係合部材１４４の側周面には一対の溝穴１４４Ａが形成されている。

連結機構１４０は床スラブ１８Ａに埋設された油圧シリンダ１４６を備えている。油圧シリンダ１４６は油圧によって水平方向へ移動可能なロッド１４８を備えており、このロッド１４８を係合部材１４４の溝穴１４４Ａに挿入することで、係合部材１４４が床スラブ１８Ａに連結支持されている。

また、油圧シリンダ１４６には、制御手段５６が接続されており、地震時には、振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６が油圧シリンダ１４６のロッド１４８を作動させるか否かを判断する。即ち、制御手段５６がロッド１４８を作動させた場合、ロッド１４８が水平方向へ移動する。この結果、ロッド１４８が係合部材１４４の溝穴１４４Ａから抜け出し（２点鎖線）、係合部材１４４と床スラブ１８Ａの貫通孔１４２との係合が解除され、係合部材１４４が下方（矢印Ｅ方向）へ移動（落下）する。これにより、係合部材１４４によって水平方向の移動が規制されていた吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔１４２の直径の範囲内で水平方向に揺動可能となる。従って、床スラブ２８（図１参照）の吊り長さが変更され、床スラブ２８の周期が長周期化される。

次に、変形例３に係る連結機構１７０について説明する。

図１９には、連結機構１７０が適用された床スラブ１８Ａが示されている。床スラブ１８Ａには貫通孔１７２（被係合部）が形成されており、この貫通孔１７２には円柱形の係合部材１７４が係合している。係合部材１７４の略中心に設けられた貫通孔には吊り材２６が挿通されており、この吊り材２６に沿って係合部材１７４が上下方向に移動可能に取り付けられている。また、係合部材１７４は形状記憶合金からなり、常温では貫通孔１７２と同一又は僅かに大きい直径とされているが、所定温度以上になると縮径するように構成されている。従って、通常、係合部材１７４は貫通孔１７２に押し込まれた状態で当該貫通孔１７２と係合され、床スラブ１８Ａに連結支持されているが、係合部材１７４の側周面の温度が所定温度以上になると、縮径して直径が貫通孔１７２の直径よりも小さくなる。この結果、係合部材１７４と貫通孔１７２との係合が解除され、係合部材１７４が下方へ移動（落下）するように構成されている。

連結機構１７０は、床スラブ１８Ａの貫通孔１７２の周辺に埋設される加熱器１７６を備えている。加熱器１７６は電熱線を備えており、この電熱線に電流を流すことで当該電熱線が発熱し、係合部材１７４の側周面が加熱されるようになっている。

また、加熱器１７６には、制御手段５６が接続されており、地震時には、振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６が加熱器１７６を作動させるか否かを判断する。即ち、制御手段５６が加熱器１７６を作動させた場合、電熱線に電流が流され、当該電熱線が発熱する。この結果、係合部材１７４の側周面が加熱されて係合部材１７４が縮径し、係合部材１７４と床スラブ１８Ａの貫通孔１７２との係合が解除され、係合部材１７４が下方（矢印Ｅ方向）へ移動（落下）する。これにより、係合部材１７４によって水平方向の移動が規制されていた吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔１７２の直径の範囲内で水平方向に変位可能となる。従って、床スラブ２８（図１参照）の吊り長さが変更され、床スラブ２８の周期が長周期化される。

次に、変形例４に係る連結機構１８０について説明する。

図２０には、連結機構１８０が適用された床スラブ１８Ａが示されている。床スラブ１８Ａには貫通孔１８２が形成されている。この貫通孔１８２の上方には円柱形の係合部材１８４が設けられている。係合部材１８４の略中心に設けられた貫通孔には吊り材２６が挿通されており、この吊り材２６に沿って係合部材１８４が上下方向に移動可能に取り付けられている。

連結機構１８０は、土台１８６、回転板１８８、及び電磁石１９０を備えている。土台１８６は、床スラブ１８Ａの上面であって貫通孔１８２の縁に複数設けられている。土台１８６には回転軸１８６Ａが設けられており、この回転軸１８６Ａに回転可能に支持された回転板１８８の材軸を貫通孔１８２の中心に向けて放射状に配置されている。この回転板１８８の後端部の下面には鉄板１９２が設けられている。鉄板１９２と対向する床スラブ１８Ａの位置には電磁石１９０が固定されている。電磁石１９０は通電によって磁力を発生するものであり、通電時には磁力によって鉄板１９２が吸着固定される。これにより、回転板１８８が略水平となるように固定されると共に回転が規制され、回転板１８８の先端部に載置された係合部材１８４を支持可能となっている。回転板１８８の先端部には複数の凸部１９４が設けられており、係合部材１８４の下面に設けられた複数の凹部１９６に凸部１９４を係合させることで係合部材１８４の水平方向の移動が拘束されている。

また、電磁石１９０には、制御手段５６が接続されており、地震時には、振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６が電磁石１９０への通電を停止させるか否かを判断する。即ち、制御手段５６が電磁石１９０の通電を停止した場合、磁力によって電磁石１９０に吸着固定されていた回転板１８８が開放され、回転板１８８が回転する。この結果、回転板１８８の先端部が下方へ移動して凸部１９４と凹部１９６との係合が解除されると共に、回転板１８８の先端部で支持されていた係合部材１８４が吊り材２６に沿って下方へ移動（落下）する。これにより、係合部材１８４によって水平方向の移動が規制されていた吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔１８２の直径の範囲内で水平方向に変位可能となる。従って、床スラブ２８（図１参照）の吊り長さが変更され、床スラブ２８の周期が長周期化される。

次に、変形例５に係る連結機構２００について説明する。

図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）には、連結機構２００が適用された床スラブ１８Ａが示されている。図２１（Ａ）に示すように、床スラブ１８Ａには貫通孔２０２（被係合部）が形成されている。この貫通孔２０２には、円柱形の係合部材２０４が収納されている。係合部材２０４は、筒状の外周部２０４Ａと円柱形のコア部２０４Ａとを備えている。外周部２０４Ａには貫通孔が形成されており、この貫通孔にコア部２０４Ａが収納されている。係合部材２０４Ｂの略中心に設けられた貫通孔には吊り材２６が挿通され、この吊り材２６に沿って係合部材２０４Ｂが上下方向に移動可能に取り付けられている。

外周部２０４Ａの側周面には複数の貫通孔２０６が形成されており、床スラブ１８Ａの内周壁には複数の溝穴２０８が形成されている。これらの貫通孔２０６及び溝穴２０８に貫通された連結ピン２１０によって、外周部２０４Ａが床スラブ１８Ａに連結支持されている。この連結ピン２１０とコア部２０４Ｂとはワイヤ２１２によって繋がれている。ワイヤ２１２の一端は、連結ピン２１０の後端部に取り付けられ、外周部２０４Ａの内周壁に設けられた滑車２１４を介してコア部２０４Ａの上面に取り付けられている。

また、外周部２０４Ａの下部にはモータ２１６が埋設されている。モータ２１６は回転軸２１６Ａを備え、この回転軸２１６Ａが外周部２０４Ａの下面から突出するように埋設されている。この回転軸２１６Ａにはコア部２０４Ｂの下面にまで延びる板材２１８が取り付けられており、この板材２１８によってコア部２０４Ｂが外周部２０４Ａに支持されている。モータ２１６が駆動して板材２１８が９０度回転すると、図２１（Ｂ）に示すように、板材２１８による支持が解除され、コア部２０４Ｂが下方へ移動（落下）する。

また、モータ２１６には、制御手段５６が接続されており、地震時には、振動検知装置５８が床スラブ２８の揺れの大きさを検出し、この検出信号に基づいて制御手段５６がモータ２１６を作動させるか否かを判断する。即ち、制御手段５６がモータ２１６を駆動させ、板材２１８を回転させた場合、板材２１８によるコア部２０４Ｂに支持が解除され、コア部２０４Ｂが下方へ移動（落下）する。この結果、ワイヤ２１２によってコア部２０４Ｂに繋げられた連結ピン２１０が溝穴２０８から抜け出し、貫通孔２０２と外周部２０４Ａとの連結が解除される。これにより、係合部材２０４によって水平方向の移動が規制されていた吊り材２６の一部２６Ａの固定（拘束）が解除され、吊り材２６が貫通孔１８２の直径の範囲内で水平方向に変位可能となる。従って、床スラブ２８（図１参照）の吊り長さが変更され、床スラブ２８の周期が長周期化される。

なお、上記第１〜第３の実施形態では、錘として床スラブ２８を用いたがこれに限らず、例えば、設備用架台、吊り天井、キャットウォーク、ブドウ棚等を用いても良い。また、図２２に示す模式図のように、床スラブ２８を対となる２本の吊り材２６Ａ、２６Ｂを用いて、いわゆる複数本（図２２では２本）吊りにしても良い。この場合、各吊り材２６Ａ、２６Ｂに上下方向に移動可能な係合部材３４Ａ、３４Ｂを設ければ良い。

また、上記第１の実施形態では、吊り材２６の一部２６Ａを床スラブ１８Ｂに固定したがこれに限らない。吊り材２６の一部２６Ａは、建物１２のどこかに固定されれば良く、例えば、柱、梁、屋根、壁等に固定しても良い。また、上記第２の実施形態では、可動部材として床スラブ９２を用いたがこれに限らない。可動部材は、吊り材９０に設けられ、当該可動部材を介して吊り材９０の一部を建物８２に固定可能な部材であれば良く、例えば、単なるＨ型鋼等の鋼材や木材等でも良い。第３の実施形態における可動部材としてのフレーム体１２８も同様である。

更に、上記第１〜３の実施形態における吊り材２６、９０、１２４、１２６はＰＣ鋼線に限らず、錘を支持可能な部材であれば良い。例えば、ＰＣ鋼棒や高強度ケーブル等を用いても良い。また、吊り材は物理的に一本の部材である必要なく、支点と錘とを接続する複数の部材であっても良い。例えば、第２の実施形態では、床スラブ９２を介して吊り材９０Ａと吊り材９０Ｂとを接続し、一つの吊り材９０を構成している。このような構成も本発明の吊り材に含まれる。また、吊り材の一部とは、当該部位を固定した場合に錘の支点となり得る吊り材の部位を言う。従って、複数の部材で吊り材を構成した場合は、これらの部材の何れかの部位であって錘の支点となる部位を差す。

また、上記第１〜３の実施形態では、減衰手段としてオイルダンパー３２を用いたがこれに限らず、例えば、種々の粘性ダンパーを適用可能であり、また、摩擦ダンパー、粘弾性ダンパー等を使用しても良い。

更に、上記第１〜３の実施形態では、振動検知装置５８によって床スラブ２８の振動の大きさを検出したがこれに限らず、建物の振動の大きさを検知しても良い。この場合、制御手段５６は、建物の振動の大きさから錘の振動の大きさを推定し、周期調整手段を作動させるか否かを判断すれば良い。

更にまた、上記第１〜３の実施形態では、周期調整手段としては、ソレノイド５６やモータ１５６等を用いたがこれに限らない。例えば、振動・外乱の大きさによって物性が変化する材料を用いても良い。例えば、チキソトロピー性を有する物質や圧電素子を用いたアクチュエータなどを用いても良い。

また、本発明の制振装置１０、８０、１２０を有することで、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。

以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

本発明の第１の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る周期調整手段を示す、概略拡大図である。 本発明の第１の実施形態に係る周期調整手段を示す、概略拡大図である。 （Ａ）は一般的な振り子型ＴＭＤの振動モデルを示す概略図であり、（Ｂ）は各質点の変位を示す図である。 一般的な多質点系の建物の弾性域における変位応答スペクトル示すグラフである。 一般的な調和地動に対する一質点系の建物の弾性域における変位応答倍率を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る制振装置の変形例が設置された建物を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態の周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である 本発明の第２の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る周期調整手段を示す、概略拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 本発明の第３の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である 本発明の第３の実施形態に係る制振装置が設置された建物を示す正面図である 本発明の第３の実施形態に係る周期調整手段を示す、概略拡大図である。 本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施形態に係る周期調整手段の変形例を示す、概略拡大図であり、（Ｃ）は平面図である。 本発明の実施形態に係る制振装置の変形例を示す模式図である。

符号の説明

１０ 制振装置
１２ 建物
１８Ｂ 床スラブ（建物）
２６ 吊り材
２６Ａ 吊り材の一部
２６Ｂ 吊り材の一部
２８ 床スラブ
３２ オイルダンパー（減衰手段）
３４ 係合部材
３６ 貫通孔（周期調整手段、被係合部）
４０ 連結機構（周期調整手段）
５６ ソレノイド（周期調整手段）
５６ 制御手段
５８ 振動検知装置（振動検知手段）
６６ 係合部材
６８ 貫通孔（周期調整手段、被係合部）
８０ 制振装置
８２ 建物
９０ 吊り材
９２ 床スラブ（可動部材）
９８ 梁（建物）
１２０ 制振装置
１２２ 建物
１２４ 吊り材
１２６ 吊り材
１２８ フレーム体（可動部材）
１４０ 連結機構（周期調整手段）
１４２ 貫通孔（被係合部）
１４４ 係合部材
１５０ 連結機構（周期調整手段）
１７０ 連結機構（周期調整手段）
１７２ 貫通孔（被係合部）
１７４ 係合部材
１８０ 連結機構（周期調整手段）
１８２ 貫通孔（被係合部）
１８４ 係合部材
１９４ 凸部（係合部材）
２００ 連結機構（周期調整手段）
２０２ 貫通孔（被係合部）
２０４ 係合部材

Claims (7)

1. 吊り材によって建物に吊り下げられる錘と、
   前記建物と前記錘とを連結する減衰手段と、
   前記吊り材の一部を前記建物に固定し又は前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除して前記錘の周期を変える周期調整手段と、
   前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、
   前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、
   を備える制振装置。
2. 前記周期調整手段が、前記吊り材に沿って上下方向に移動可能に設けられた係合部材を前記建物に設けられた被係合部に係合させて前記吊り材の一部を前記建物に固定し、又は前記被係合部に係合された前記係合部材の係合を解除して前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除する請求項１に記載の制振装置。
3. 前記吊り材には可動部材が設けられ、
   前記周期調整手段が、前記建物に設けられた被連結部に前記可動部材を連結して前記吊り材の一部を前記建物に固定し又は前記被連結部に連結された前記可動部材の連結を解除して前記建物に固定された前記吊り材の一部の固定を解除する請求項１に記載の制振装置。
4. 吊り材によって建物に吊り下げされる可動部材と、
   前記可動部材に吊り下げられると共に該可動部材に連結して固定された錘と、
   前記建物と前記錘又は前記可動部材とを連結する減衰手段と、
   前記可動部材と前記錘との連結を解除して前記錘の周期を変える周期調整手段と、
   前記可動部材及び前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、
   前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、
   を備える制振装置。
5. 吊り材によって建物に吊り下げされる可動部材と、
   前記可動部材に吊り下げられる錘と、
   前記建物と前記錘とを連結する減衰手段と、
   前記可動部材に前記錘を連結して固定し、前記錘の周期を変える周期調整手段と、
   前記錘の揺れを検知する振動検知手段と、
   前記振動検知手段によって検知された振動の大きさに基づいて前記周期調整手段を作動させるか否かを判断する制御手段と、
   を備える制振装置。
6. 前記錘が、床スラブである請求項１〜５の何れか１項に記載の制振装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の制振装置を有する建物。

Images