JP2011094414A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】架構の最大変形時における制振装置の性能低下を低減することを目的とする。
【解決手段】制振装置１０は、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の２つの特性を有するダンパーを備えている。粘性型ダンパー１４は速度に依存するため、その振動低減力Ｆは、架構１２の繰り返し水平変形速度が最大となる原点（層間変位量δ＝０）で最大となり、架構１２の水平変形方向が逆向きとなる静止点（層間変位量δ＝±δ_１）でゼロとなる。一方、履歴型ダンパー１６は、変形量に依存するため、その振動低減力Ｆは、原点（δ＝０）で小さくなり、架構１２の層間変位量が最大となる静止点（層間変位量δ＝±δ_２）で最大となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振装置に関する。

特許文献１には、４つのリンク部材をひし形状にピン接合して構成された増幅機構を架構に設け、当該増幅機構にオイルダンパーを連結した制振構造部材が提案されている。また、特許文献２には、２つのリンク部材を所定の交差角度を持ってピン接合して構成された増幅機構を架構に設け、当該増幅機構にオイルダンパーを連結したトグル制振装置が提案されている。
これら特許文献１の制振構造部材及び特許文献２のトグル制振装置は、増幅機構によって架構の層間変位を増幅し、当該増幅機構に連結されたオイルダンパーの伸縮量を増大させることにより、オイルダンパーの減衰性能を向上させている。

しかしながら、オイルダンパー等の粘性型ダンパーの減衰性能（減衰力）は速度に依存するため、架構の層間変位が最大になったとき、即ち、繰り返し水平変形する架構の変形方向が逆向きになる静止点で振動低減力がゼロになり、十分な制振効果を得ることができない。

一方、特許文献３には、粘弾性ダンパーと鋼材ダンパーを直列に連結した複合型ダンパーが提案されている。この複合型ダンパーには、粘弾性ダンパーの変形量が所定値以上になったときに、粘弾性ダンパーの変形量を制限して鋼材ダンパーに外力を伝達するストッパが設けられている。従って、風や交通振動等の小振幅振動を粘弾性ダンパーで効率的に吸収できる一方で、大地震等の大振幅振動に対しては高剛性の鋼材ダンパーに外力を伝達することにより、架構の過大変形を抑制することができる。しかしながら、この複合型ダンパーは、架構の層間変位量を増幅する増幅機構を備えていない。

特開２００４−１９２７１号公報 特開２００５−４８３９３号公報 特開平１０−２８０７２７号公報

本発明は、上記の事実を考慮し、制振装置の制振性能を向上することを目的とする。

請求項１記載の制振装置は、柱と水平部材からなる架構に設けられ、該架構の振動を低減する粘性型ダンパーと、前記架構に設けられ、該架構の振動を低減する履歴型ダンパーと、前記架構に設けられ、該架構の層間変位を増幅して前記粘性型ダンパー及び前記履歴型ダンパーに伝達する増幅機構と、を備えている。

上記の構成によれば、風や地震によって架構に層間変位が生じると、増幅機構によって架構の層間変位が増幅されて粘性型ダンパー及び履歴型ダンパーに伝達される。従って、粘性型ダンパー及び履歴型ダンパーの振動低減効率が向上する。よって、増幅機構を備えない場合と比較して、制振装置の制振性能が向上する。

ここで、粘性型ダンパーとは、速度に依存する粘性体の粘性抵抗によって振動を低減するものである。しかしながら、架構の層間変形の速度は、架構の層間変位量が最大になったとき、即ち、繰り返し水平変形する架構の変形方向が逆向きになる静止点でゼロになる。従って、粘性型ダンパーを単独で用いた場合、架構の層間変位量が最大となったときに、振動低減力を得ることができない。

これに対して本発明の制振装置は、粘性型ダンパー及び履歴型ダンパーの２つの特性を有するダンパーを備えている。ここで、履歴型ダンパーとは、変形量（ひずみ）に依存した金属の履歴変形に伴うエネルギー消費によって振動を低減するものである。従って、架構の層間変位量が最大になったとき、即ち、粘性型ダンパーの振動低減力がゼロになったときに、履歴型ダンパーの振動低減力が最大となる。従って、粘性型ダンパーの振動低減力の低下が履歴型ダンパーの振動低減力によって補完される。よって、架構の最大変形時における制振装置の性能低下が低減される。

一方、繰り返し水平変形する架構が初期位置を通過するとき、即ち、架構の層間変位量がゼロになったときは、変形量に依存する履歴型ダンパーの振動低減力が低下し、速度に依存する粘性型ダンパーの振動低減力が最大となる。このように、本発明の制振装置では、粘性型ダンパーと履歴型ダンパーとが、各々の性能特性に応じた振動低減力の低下を相互に補完し合うため、制振装置の振動低減力の安定化を図ることができる。従って、制振装置の制振性能を向上することができる。

請求項２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、前記増幅機構が、前記架構に一端が回転可能に連結される第１リンク部材と、前記架構に一端が回転可能に連結される第２リンク部材と、前記第１リンク部材の他端と前記第２リンク部材の他端とを回転可能に連結してリンク機構を構成する連結部材と、を備え、前記粘性型ダンパー及び前記履歴型ダンパーが前記連結部材に連結されている。

上記の構成によれば、第１リンク部材、第２リンク部材、及び連結部材によってリンク機構が構成されている。このリンク機構によって、架構の層間変位が第１リンク部材及び第２リンク部材の回転変形に変換され、連結部材に連結された粘性型ダンパー及び履歴型ダンパーに増幅されて伝達される。従って、単純な構成で、制振装置の制振性能を向上することができる。

請求項３に記載の制振装置は、請求項２に記載の制振装置において、前記履歴型ダンパーは、鋼材ダンパーと、該鋼材ダンパーの端部に設けられた粘弾性ダンパーと、を有し、
前記粘弾性ダンパーが、相対変位可能に対向して配置された保持部材と、前記保持部材の間に設けられた粘弾性体と、前記増幅機構から伝達された前記架構の層間変位量に応じて生じる前記保持部材の相対変位量が所定値以上になったときに、該保持部材の相対変位を規制して該架構の層間変位を前記鋼材ダンパーに伝達するストッパ手段と、を備えている。

上記の構成によれば、履歴型ダンパーは、鋼材ダンパー及び粘弾性ダンパーを有している。増幅機構で増幅された架構の層間変位が履歴型ダンパーに伝達されると、粘弾性ダンパーの保持部材が相対変位し、これらの保持部材の間に設けられた粘弾性体が変形する。これにより、架構の振動エネルギーが熱エネルギーに変換され、架構の振動が低減される。

ここで、保持部材の相対変位量が所定値以上になると、ストッパ手段によって保持部材の相対変位が規制される。これにより、架構の層間変位が鋼材ダンパーに伝達され、架構に層間変形を生じさせる外力に対して鋼材ダンパーが抵抗する。従って、風や交通振動の小振幅振動を粘弾性ダンパーで効率的に吸収できる一方で、大振幅振動に対しては、ストッパ手段により架構の層間変位を鋼材ダンパーに伝達することにより、架構の過大変形を抑制することができる。

請求項４に記載の制振装置は、請求項２又は請求項３に記載の制振装置において、前記架構には２つの前記増幅機構が設けられ、前記粘性型ダンパーが、相対変位する前記連結部材の間に設けられ、前記履歴型ダンパーが、相対変位する前記架構と前記連結部材の間に設けられる。

上記の構成によれば、架構に２つの増幅機構が設けられている。各増幅機構の連結部材の間には、粘性型ダンパーが設けられている。一方、架構と連結部材との間には、履歴型ダンパーが設けられている。

ここで、架構に２つの増幅機構を設けたことにより、架構の層間変位が更に増幅される。即ち、各増幅機構において、架構の層間変位が第１リンク部材及び第２リンク部材の回転変形に変換され、連結部材の変位として増幅されて出力される。この結果、連結部材の間に設けられた粘性型ダンパーの伸縮量が大きくなり、粘性型ダンパーの振動低減効率が向上する。従って、増幅機構が一つの場合と比較して、制振装置の制振性能が向上する。

本発明は、上記の構成としたので、制振装置の制振性能を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る制振装置が設けられた架構を示す、立面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る制振装置の変形状態を示す模式図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る粘性型ダンパーの性能特性の一例であり、（Ｂ）はは第１実施形態に係る履歴型ダンパーの性能特性の一例である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る制振装置の変形例を示す、模式図である。 本発明の第２実施形態に係る制振装置が設けられた架構を示す、立面図である。 第２実施形態に係る制振装置の変形例を示す、立面図である。 本発明の第３実施形態に係る制振装置が設けられた架構を示す、立面図である。 （Ａ）は第３実施形態に係る粘弾性ダンパーを示す斜視図であり、（Ｂ）は第３実施形態に係る粘弾性ダンパーを示す縦断面図である。 （Ａ）は第３実施形態に係るストッパ手段の変形例を示す斜視図であり、（Ｂ）第３実施形態に係るストッパ手段の変形例を示す縦断面図である。 （Ａ）は第３実施形態に係るストッパ手段の変形例を示す斜視図であり、（Ｂ）は第３実施形態に係るストッパ手段の変形例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

先ず、第１実施形態について説明する。

図１には、第１実施形態に係る制振装置１０が設けられた架構１２が示されている。制振装置１０は、粘性型ダンパー１４と、粘性型ダンパー１４と直列に連結される履歴型ダンパー１６と、架構１２の層間変位を増幅して粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に伝達する２つの増幅機構１８Ａ、１８Ｂと、を備えている。各増幅機構１８Ａ、１８Ｂは、第１リンク部材２０と、第２リンク部材２２と、第１リンク部材２０と第２リンク部材２２とを回転可能に連結する連結部材２４Ａ、２４Ｂとを備えている。

制振装置１０が設けられる架構１２は、鉄筋コンクリート造の一対の柱２６と、これらの柱２６に架設された鉄筋コンクリート造の上下の梁（水平部材）２８とから構成された、ラーメン架構とされている。

架構１２の対角上にある柱２６と梁２８との仕口部には、２つのブラケット３０、３２がそれぞれ固定されており、他の対角上にある柱２６と梁２８との仕口部には１つのブラケット３４が固定されている。ブラケット３０、３２には、２つの第１リンク部材２０の一端がピン３６で回転可能に取り付けられている。これら２つの第１リンク部材２０同士は所定の交差角度を持って架構１２の構面内に配置されている。また、ブラケット３０と対角にあるブラケット３２には、２つの第２リンク部材２２の一端がピン３８で回転可能に取り付けられている。これら２つの第２リンク部材２２同士は所定の交差角度を持って架構１２の構面内に配置されている。

増幅機構１８Ａを構成する第１リンク部材２０の他端と第２リンク部材２２の他端とは、連結部材２４Ａで回転可能に連結され、リンク機構が構成されている。また、増幅機構１８Ｂを構成する第１リンク部材２０の他端と第２リンク部材２２の他端とは、連結部材２４Ｂで回転可能に連結され、リンク機構が構成されている。即ち、２つの第１リンク部材２０及び２つの第２リンク部材２２がひし形形状に組み合わせられて連結され、いわゆるトグル機構が構成されている。

ここで、対角するピン３６、３８が離間する方向に架構１２が層間変位すると、ピン３６を回転軸として回転する２つの第１リンク部材２０の交差角度が減少すると共に、ピン３８を回転軸として回転する２つの第２リンク部材２２の交差角度が減少し、対向する連結部材２４Ａ、２４Ｂが接近する方向へ相対変位する。これに対して、対角するピン３６、３８が接近する方向に架構１２が層間変位すると、ピン３６を回転軸として回転する２つの第１リンク部材２０の交差角度が増大すると共に、ピン３８を回転軸として回転する２つの第２リンク部材２２の交差角度が増大し、対向する連結部材２４Ａ、２４Ｂが離間する方向へ相対変位する。即ち、架構１２の層間変位が第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２の回転変形に変換され、連結部材２４Ａ、２４Ｂの相対変位として増幅されて出力される。

これらの連結部材２４Ａ、２４Ｂの間には粘性型ダンパー１４が設けられ、各連結部材２４Ａ、２４Ｂに粘性型ダンパー１４の端部がそれぞれ回転可能に取り付けられている。この粘性型ダンパー１４には、増幅機構１８Ａ、１８Ｂで増幅された架構１２の層間変位が伝達される。粘性型ダンパー１４としては、速度に依存する粘性体の粘性抵抗によって振動を低減するものであれば良く、例えば、各種の粘性体を利用した粘性ダンパーや、オイルダンパー、ビンガムダンパー、粘弾性体ダンパー等を用いることができる。なお、本実施形態では、粘性型ダンパー１４として、オイルが収容されたシリンダ１４Ａと、当該シリンダ１４Ａに対して抜き差し可能に挿入されたロッド１４Ｂを備えるオイルダンパーを用いている。

また、図３（Ａ）には、一例として粘性型ダンパー１４の性能特性が模式的に示されている。図３（Ａ）から分かるように、粘性型ダンパー１４は速度に依存するため、その振動低減力Ｆは、架構１２の繰り返し水平変形速度が最大となる原点（層間変位量δ＝０）で最大となり、架構１２の水平変形方向が逆向きとなる静止点（層間変位量δ＝±δ_１）でゼロとなる。即ち、架構１２に粘性型ダンパー１４のみを取り付けた場合、架構１２の最大変形時に粘性型ダンパー１４の振動低減力が低下することになる。なお、図３（Ａ）に示す性能特性は、理解を容易にするための一例であって、これに限定されるものではない。

図１に示されるように、連結部材２４Ａとブラケット３４との間には、履歴型ダンパー１６が設けられている。この履歴型ダンパー１６の一端は、連結部材２４Ａに回転可能に連結され、粘性型ダンパー１４と力学的に直列に連結されている。一方、履歴型ダンパー１６の他端は、ブラケット３４にピン４０で回転可能に取り付けられている。これにより、増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の層間変位が履歴型ダンパー１６に伝達されるように構成されている。履歴型ダンパー１６としては、変形量に依存した金属の履歴変形に伴うエネルギー消費によって振動を低減するものであれば良く、例えば、普通鋼、低降伏点鋼、非鉄金属等のダンパーを用いることができる。なお、本実施形態では、履歴型ダンパー１６として、Ｈ型鋼からなる鋼材ダンパーを用いている。

また、図３（Ｂ）には、一例として履歴型ダンパー１６の性能特性が模式的に示されている。図３（Ｂ）から分かるように、履歴型ダンパー１６は変形量に依存するため、その振動低減力Ｆは、原点位置（δ＝０）で小さくなり、架構１２の層間変位量が最大となる静止点（層間変位量δ＝±δ_２）で最大となる。即ち、架構１２に履歴型ダンパー１６のみを設けた場合、架構１２の変形量がゼロとなる原点位置付近で、履歴型ダンパー１６の振動低減力が低下することになる。なお、図３（Ｂ）に示す性能特性は、理解を容易にするための一例であって、これに限定されるものではない。

次に、第１実施形態の作用について説明する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には、制振装置１０の変形状態が模式的に示されている。図２（Ａ）は架構１２が矢印Ａ方向へ層間変位した状態を示し、図２（Ｂ）は架構１２が矢印Ｂ方向へ層間変位した状態を示している。

先ず、図２（Ａ）に示されるように、架構１２が矢印Ａ方向へ層間変位すると、対角するピン３６とピン３８とが相対変位し、これらのピン３６、３８の間隔が広くなる。これにより、２つの第１リンク部材２０がピン３６を回転軸として互いに接近する方向へ回転すると共に、２つの第２リンク部材２２がピン３８を回転軸として互いに接近する方向へ回転する。この結果、２つの第１リンク部材２０同士がなす交差角度が減少すると共に、２つの第２リンク部材２２同士がなす交差角度が減少して、連結部材２４Ａと連結部材２４Ｂの間隔が狭くなり、これらの連結部材２４Ａ、２４Ｂの間に設けられた粘性型ダンパー１４に圧縮力が作用する。これにより、シリンダ１４Ａに対してロッド１４Ｂが挿入され、粘性型ダンパー１４が振動低減力を発生する。

また、２つの第１リンク部材２０及び２つの第２リンク部材２２の回転に伴って、連結部材２４Ａとピン３６との間隔が広くなり、履歴型ダンパー１６に引張り力が作用する。この引張り力に対して、履歴型ダンパー１６が伸張して抵抗することにより、連結部材２４Ａの変位が規制され、架構１２の振動が低減される。また、履歴型ダンパー１６が塑性化すると、履歴変形に伴うエネルギー消費により、架構１２の振動が低減される。

逆に、図２（Ｂ）に示されるように、架構１２が矢印Ｂ方向へ層間変位すると、対角するピン３６とピン３８とが相対変位し、これらのピン３６、３８の間隔が狭くなる。これにより、２つの第１リンク部材２０同士がピン３６を回転軸として互いに離間する方向へ回転すると共に、２つの第２リンク部材２２同士がピン３８を回転軸として互いに離間する方向へ回転する。この結果、２つの第１リンク部材２０同士がなす交差角度が増大すると共に、２つの第２リンク部材２２同士がなす交差角度が増大して、連結部材２４Ａと連結部材２４Ｂの間隔が広くなり、これらの連結部材２４Ａ、２４Ｂの間に設けられた粘性型ダンパー１４に引張り力が作用する。これにより、シリンダ１４Ａからロッド１４Ｂが引き抜かれ、粘性型ダンパー１４が振動低減力を発生する。

また、２つの第１リンク部材２０及び２つの第２リンク部材２２の回転に伴って、連結部材２４Ａとピン３６との間隔が狭くなり、履歴型ダンパー１６に圧縮力が作用する。この圧縮力に対して、履歴型ダンパー１６が圧縮して抵抗することにより、連結部材２４Ａの変位が規制され、架構１２の振動が低減される。また、履歴型ダンパー１６が塑性化すると、履歴変形に伴うエネルギー消費により、架構１２の振動が低減される。

ここで、架構１２の層間変位は、増幅機構１８Ａ、１８Ｂによって第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２の回転変形に変換され、増幅されて粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に伝達される。即ち、架構１２の層間変位量が僅かであっても、その変位量が増幅機構１８Ａ、１８Ｂのリンク機構によって増幅されるため、粘性型ダンパー１４におけるロッド１４Ｂの変位量が増大すると共に、履歴型ダンパー１６の伸張量（引張りひずみ）又は圧縮量（圧縮ひずみ）が増大する。従って、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の振動低減効率が向上する。

なお、架構１２の層間変位が粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に伝達されるとは、架構１２に層間変位を生じさせる外力が、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に伝達されること意味し、本実施形態では、増幅機構１８Ａ、１８Ｂによって架構１２の層間変位を増幅することで、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の変形量を大きくしている。

また、制振装置１０は、速度に依存する粘性型ダンパー１４と、変形量に依存する履歴型ダンパー１６の２つの特性を有するダンパーを備えている。前述したように粘性型ダンパー１４は速度に依存するため、その振動低減力Ｆは、架構１２の繰り返し水平変形速度が最大となる原点（層間変位量δ＝０）で最大となり、架構１２の水平変形方向が逆向きとなる静止点（層間変位量δ＝±δ_１）でゼロとなる（図３（Ａ）参照）。一方、履歴型ダンパー１６は変形量に依存するため、その振動低減力Ｆは、原点（δ＝０）で小さくなり、架構１２の層間変位量が最大となる静止点（層間変位量δ＝±δ_２）で最大となる（図３（Ｂ）参照）。

従って、繰り返し水平変形する架構の層間変位量が最大になったとき、即ち、粘性型ダンパー１４の振動低減力がゼロになったときに、履歴型ダンパー１６の振動低減力が最大となり、粘性型ダンパー１４の振動低減力の低下が履歴型ダンパー１６の振動低減力によって補完される。一方、繰り返し水平変形する架構の層間変位量がゼロになったとき、即ち、履歴型ダンパー１６の振動低減力が小さくなったときに、粘性型ダンパー１４の振動低減力が最大となり、履歴型ダンパー１６の振動低減力の低下が粘性型ダンパー１４の振動低減力によって補完される。

このように、本実施形態に係る制振装置１０では、粘性型ダンパー１４と履歴型ダンパー１６とが、各々の性能特性に応じた振動低減力の低下を相互に補完し合うため、制振性能の安定化を図ることができ、粘性型ダンパー１４又は履歴型ダンパー１６を単独して用いた場合と比較して、飛躍的に制振装置１０の制振性能を向上させることができる。

次に、第１実施形態の変形例について説明する。

第１実施形態では、架構１２に一つの履歴型ダンパー１６を設け、当該履歴型ダンパー１６を増幅機構１８Ａに連結したが、これに限らない。例えば、架構１２に２つの履歴型ダンパーを設け、増幅機構１８Ａ、１８Ｂの各々に履歴型ダンパーを連結しても良い。具体的には、図４（Ａ）に示される模式図のように、履歴型ダンパー４２は、その一端が連結部材２４Ｂに回転に取り付けられると共に、その他端がピン４０と対角する柱２６と梁２８との仕口部に設けられたブラケット（不図示）にピン４４で回転可能に取り付けられている。従って、増幅機構１８Ｂで増幅された架構１２の層間変位が履歴型ダンパー４２に伝達され、履歴型ダンパー４２が振動低減力を発生する。

また、連結部材２４Ａと連結部材２４Ｂとの間に、力学的に直列に連結された粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６を設けても良い。具体的には、図４（Ｂ）に示される模式図のように、粘性型ダンパー１４は、その一端が連結部材２４Ａに回転可能に連結されている。一方、履歴型ダンパー１６は、その一端が連結部材２４Ｂに回転可能に連結されている。粘性型ダンパー１４の他端と履歴型ダンパー１６の他端とは、剛接合（回転不自由）に連結されており、力学的に直列に連結されている。即ち、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６が圧縮力に対して屈曲せず、効率的に抵抗するように構成されている。

ここで、架構１２の層間変位に伴って、連結部材２４Ａと連結部材２４Ｂとの間隔が狭くなると、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に圧縮力が作用し、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の各々が振動低減力を発生する。他方、連結部材２４Ａと連結部材２４Ｂとの間隔が広くなると、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に引張り力が作用し、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の各々が振動低減力を発生する。

また、架構１２に複数の制振装置１０を設けても良い。具体的には、図５に示されるように、架構１２には２つの制振装置１０が設けられている。なお、説明の便宜上、架構１２の左側に設けられた制振装置１０を制振装置１０Ａとし、架構１２の右側に設けられた制振装置１０を制振装置１０Ｂとする。

架構１２の上の梁２８の材軸方向中央部には、ブラケット４６が固定されている。このブラケット４６には、各制振装置１０Ａ、１０Ｂを構成する第２リンク部材２２の一端がピン４８で回転可能に取り付けられている。

制振装置１０Ａを構成する２つの第１リンク部材２０の一端は、架構１２の左下にある柱２６と梁２８との仕口部に設けられたブラケット３０にピン３６で回転可能に取り付けられている。一方、制振装置１０Ｂを構成する２つの第１リンク部材２０の一端は、架構の右下にある柱２６と梁２８との仕口部に設けられたブラケット５０にピン５２で回転可能に取りつけられている。

また、各制振装置１０Ａ、１０Ｂの連結部材２４Ａには、履歴型ダンパー１６の一端が回転可能に取り付けられており、粘性型ダンパー１４と力学的に直列に連結されている。制振装置１０Ａの履歴型ダンパー１６の他端は、架構１２の左上にある柱２６と梁２８との仕口部に固定されたブラケット３４にピン４０で回転可能に取り付けられている。また、制振装置１０Ｂの履歴型ダンパー１６の他端は、架構の右上にある柱２６と梁２８との仕口部に固定されたブラケット５６にピン５４で回転可能に取り付けられている。

このように、２つの制振装置１０Ａ、１０Ｂを架構１２に設けることにより、第１リンク部材２０、第２リンク部材２２、及び履歴型ダンパー１６等の座屈長を短くすることができるため、各部材の構造を単純化することができる。本変形例は、特に、梁２８のスパンが長い場合に有効である。

次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成ものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第１実施形態では、２つの増幅機構１８Ａ、１８Ｂを設けたが、増幅機構は少なくとも一つあれば良い。具体的には、図６に示されるように、架構１２には、２つの制振装置６０が、いわゆるマンサード型ブレース状に設けられている。なお、説明の便宜上、架構１２の左側に設けられた制振装置６０を制振装置６０Ａとし、架構１２の右側に設けられた制振装置６０を制振装置６０Ｂとする。また、制振装置６０Ｂの構成は制振装置６０Ａと同一であるため説明を適宜省略し、制振装置６０Ａの構成について以下詳説する。

制振装置６０Ａは、粘性型ダンパー１４、履歴型ダンパー１６、及び一つの増幅機構１８Ａを備えている。増幅機構１８Ａは、第１リンク部材２０と、第２リンク部材２２と、第１リンク部材２０と第２リンク部材２２とを連結する連結部材２４Ａと、を備えている。第１リンク部材２０の一端は、ブラケット３０にピン３６で回転可能に取り付けられており、第２リンク部材２２の一端は、ブラケット４６にピン４８で回転可に取り付けられている。これらの第１リンク部材２０と第２リンク部材２２とは所定の交差角度を持って架構１２の構面内に配置され、他端同士が連結部材２４Ａで回転可能に連結されている。これにより、リンク機構が構成されている。従って、架構１２の層間変位が、第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２の回転変形に変換され、連結部材２４Ａの変位として増幅されて出力される。

連結部材２４Ａには、粘性型ダンパー１４の一端が回転可能に取り付けられている。一方、架構の左上にあるブラケット３４には、履歴型ダンパー１６の一端がピン４０で回転可能に取り付けられている。これらの粘性型ダンパー１４の他端と履歴型ダンパー１６の他端とは剛接合（回転不自由）されており、粘性型ダンパー１４と履歴型ダンパー１６とが力学的に直列に連結されている。即ち、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６が圧縮力に対して屈曲せず、効率的に抵抗するように構成されている。

次に、第２実施形態に作用について説明する。

架構１２の層間変位に伴ってピン３６とピン４８とが相対変位し、これらのピン３６、４８の間隔が広くなると、第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２がそれぞれピン３６、４８を回転軸として回転し、これらの第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２がなす交差角度が増大する。この結果、ピン４０と連結部材２４Ａとの間隔が広くなり、これらのピン４０と連結部材２４Ａとの間に設けられた粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に引張り力が作用する。これにより、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６が振動低減力を発生する。

逆に、架構１２の層間変位に伴ってピン３６とピン４８とが相対変位し、これらのピン３６、４８の間隔が狭くなると、第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２がそれぞれピン３６、４８を回転軸として回転し、これらの第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２がなす交差角度が減少する。この結果、ピン４０と連結部材２４Ａとの間隔が狭くなり、これらのピン４０と連結部材２４Ａとの間に設けられた粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に圧縮力が作用する。これにより、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６が振動低減力を発生する。

ここで、架構１２の層間変位は、増幅機構１８Ａにおいて第１リンク部材２０及び第２リンク部材２２の回転変形に変換され、増幅されて粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６に伝達される。従って、粘性型ダンパー１４及び履歴型ダンパー１６の振動低減効率が向上する。また、粘性型ダンパー１４と履歴型ダンパー１６とが、各々の性能特性に応じた振動低減力の低下を相互に補完し合うため、各制振装置６０Ａ、６０Ｂの制振性能の安定化を図ることができ、粘性型ダンパー１４又は履歴型ダンパー１６を単独して用いた場合と比較して、飛躍的に制振装置６０Ａ、６０Ｂの制振性能を向上させることができる。

なお、図５に示す構成は、架構１２に２つの増幅機構１８Ａ、１８Ｂを設け、相対変位する連結部材２４Ａ、２４Ｂの間に粘性型ダンパー１４を設けているため、本実施形態に係る制振装置６０Ａと比較して粘性型ダンパー１４の変形量が大きくなる点で有利である。一方、本実施形態に係る制振装置６０では、増幅機構１８Ｂ（図５参照）を省略したため、架構１２の開口率が大きくなっている。従って、出入り口や、設備配線、配管等の設備開口を架構１２に設け易い点で有利である。

次に、第３実施形態について説明する。なお、第１、第２実施形態と同じ構成ものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。

第１実施形態では、履歴型ダンパー１６としてＨ形鋼からなる鋼材ダンパーを用いたが、第３実施形態に係る履歴型ダンパー７６は、図７に示されるように、鋼材ダンパー７８及び粘弾性ダンパー８０を備えている。具体的には、Ｈ形鋼からなる鋼材ダンパー７８の端部に、粘弾性ダンパー８０が設けられている。

図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、粘弾性ダンパー８０は、鋼材ダンパー７８のエンドプレート８２に設けられた複数の保持プレート（保持部材）８４と、Ｔ型フランジ８６に設けられた複数の保持プレート（保持部材）８８と、保持プレート８４と保持プレート８８との間に設けられた粘弾性体９０と、を備えている。

保持プレート８４と保持プレート８８は交互に組み合わせられ、対向する保持プレート８４と保持プレート８８との間に粘弾性体９０が設けられている。保持プレート８４、８８には貫通孔８４Ａ、８８Ａ（ストッパ手段）が形成され、また、粘弾性体９０には貫通孔９０Ａが形成され、これらの貫通孔８４Ａ、８８Ａ、９０Ａに貫通されるボルト９２（ストッパ手段）及びナット９４によって保持プレート８４と保持プレート８８とが連結されている。各貫通孔８４Ａ、８８Ａは、その直径Ｄがボルト９２のネジ部９２Ａの直径ｄよりも大きいルーズ孔とされており、各貫通孔８４Ａ、８８Ａ内でネジ部９２Ａが移動可能となっている。即ち、貫通孔８４Ａ、８８Ａが許容する範囲内で、保持プレート８４と保持プレート８８とが相対変位可能となっている。

なお、保持プレート８４、８８は必要に応じて設ければ良く、少なくとも各一つあれば良い。また、各貫通孔８４Ａ、８８Ａは、鋼材ダンパー７８の材軸方向へ延びる長孔としても良い。更に、保持プレート８４及び保持プレート８８に形成された貫通孔８４Ａ、８８Ａの少なくとも一方が、ルーズ孔となっていれば良い。

保持プレート８８の先端部は、鋼材ダンパー７８のフランジ７８Ａ、７８Ｂからそれぞれ延出された一対のガイドプレート９６の間に配置され、保持プレート８４に対する保持プレート８８の回転変形が拘束されている。即ち、保持プレート８４と保持プレート８８とは鋼材ダンパー７８の材軸方向（矢印Ｃ方向）へのみ相対変位可能になっている。これにより、鋼材ダンパー７８及び粘弾性ダンパー８０が圧縮力に対して屈曲せず、効率的に抵抗可能に構成されている。

粘弾性体９０は板状に形成され、保持プレート８４及び保持プレート８８の対向面にそれぞれ加硫接着等で固定されており、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位に伴って、せん断変形するようになっている。

Ｔ型フランジ８６には連結孔９８が形成されており、この連結孔９８を介して粘弾性ダンパー８０が連結部材２４Ａ（図７参照）に連結されている。このＴ型フランジ８６が、連結部材２４Ａの変位量に応じて変位することにより、保持プレート８４と保持プレート８８とが相対変位するように構成されている。

次に、第３実施形態の作用について説明する。

増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の相対変位が、Ｔ型フランジ８６に伝達されると、保持プレート８４と保持プレート８８とが鋼材ダンパー７８の材軸方向（矢印Ｃ方向）へ相対変位する。これにより、保持プレート８４と保持プレート８８との間に設けられた粘弾性体９０がせん断変形し、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて、架構１２の振動が低減される。

ここで、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位量が所定値以上となり、貫通孔８４Ａ、８８Ａの内壁にボルト９２のネジ部９２Ａが接触すると、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位が規制される。これにより、増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の層間変位が粘弾性ダンパー８０から鋼材ダンパー７８に伝達され、鋼材ダンパー７８に引張り力又は圧縮力が作用する。これらの引張り力又は圧縮力に対して、鋼材ダンパー７８が伸張又は圧縮して抵抗することにより、連結部材２４Ａの変位が規制され、架構１２の振動が低減される。また、鋼材ダンパー７８が塑性化すると、履歴変形に伴うエネルギー消費により、架構１２の振動が低減される。

従って、風や交通振動の小振幅振動時には、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位に伴って粘弾性体９０がせん断変形することにより、振動エネルギーが効率的に吸収される。一方、地震等の大振幅振動時には、貫通孔８４Ａ、８８Ａの内壁にボルト９２のネジ部９２Ａが当たり、増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の層間変位が鋼材ダンパー７８に伝達され、鋼材ダンパー７８が振動低減力を発生することにより、架構１２の過大変形が抑制される。

なお、本実施形態では、鋼材ダンパー７８の連結部材２４Ａ側の端部に粘弾性ダンパー８０を設けたが、鋼材ダンパー７８のブラケット３４側の端部に粘弾性ダンパー８０を設けても良いし、鋼材ダンパー７８の両端部にそれぞれ粘弾性ダンパー８０を設けても良い。

次に、第３実施形態に係るストッパ手段の変形例について説明する。なお、以下に示す変形例は、鋼材ダンパー７８と粘弾性ダンパー８０とが接近する方向の保持プレート８４、８８の相対変位を規制する場合を例に説明し、鋼材ダンパー７８と粘弾性ダンパー８０とが離間する方向の保持プレート８４、８８の相対変位を規制する場合については説明を省略する。

第３実施形態では、保持プレート８４、８８に形成された貫通孔８４Ａ、８８Ａと、当該貫通孔８４Ａ、８８Ａに貫通されるボルト９２とでストッパ手段を構成したが、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、鋼材ダンパー７８のエンドプレート８２にストッパ部材（ストッパ手段）１００を設けても良い。

ストッパ部材１００は、軸部１００Ａと、軸部１００Ａの端部に設けられた当接部１００Ｂを備えている。軸部１００Ａにはネジが切られており、エンドプレート８２に形成されたネジ孔８２Ｂにねじ込まれている。また、ストッパ部材１００は、当接部１００Ｂと保持プレート８８の端面との間に隙間Ｈができるようにエンドプレート８２に取り付けられている。これにより、ストッパ部材１００の当接部１００Ｂに保持プレート８８の端面が当たるまで、鋼材ダンパー７８と粘弾性ダンパー８０とが接近する方向（矢印Ｅ方向）へ保持プレート８４、８８が相対変位可能となっている。他方、ストッパ部材１００の当接部１００Ｂに保持プレート８８の端面が当たると、鋼材ダンパー７８に粘弾性ダンパー８０が接近する方向の保持プレート８４、８８の相対変位が規制される。

従って、風や交通振動の小振幅振動時には、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位に伴って、粘弾性体９０がせん断変形することにより、振動エネルギーが効率的に吸収される。一方、地震等の大振幅振動時には、ストッパ部材１００の当接部１００Ｂに保持プレート８８の端面が当たり、増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の層間変位が鋼材ダンパー７８に伝達され、当該鋼材ダンパー７８が振動低減力を発生することにより、架構１２の過大変形が抑制される。

なお、当接部１００Ｂと保持プレート８８との間の隙間Ｈは、軸部１００Ａのねじ込み量によって調整可能となっている。

また、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、鋼材ダンパー７８に受け部材１０２を固定し、この受け部材１０２と対向するストッパ部材１０４を保持プレート８８の上面に設けても良い。

受け部材１０２は、Ｌ型アングル１０２Ａをリブ１０２Ｂで補強して構成され、鋼材ダンパー７８に溶接等で固定されている。ストッパ部材１０４は、受け部材１０２と間（隙間Ｈ）を開けて保持プレート８８の上面に配置されている。このストッパ部材１０４は、Ｌ型アングル１０４Ａをリブ１０４Ｂで補強して構成されている。Ｌ型アングル１０４Ａには貫通孔１０６が形成されており、この貫通孔１０６に貫通されるボルト１０８を、保持プレート８４に形成されたネジ孔（不図示）にねじ込むことにより、ストッパ部材１０４が保持プレート８８に固定されている。これにより、ストッパ部材１０４が受け部材１０２に当たるまで、鋼材ダンパー７８と粘弾性ダンパー８０とが接近する方向（矢印Ｅ方向）へ保持プレート８４、８８が相対変位可能となっている。他方、ストッパ部材１０４が受け部材１０２に当たると、鋼材ダンパー７８に粘弾性ダンパー８０が接近する方向の保持プレート８４、８８の相対変位が規制される。

従って、風や交通振動の小振幅振動時には、保持プレート８４と保持プレート８８との相対変位に伴って、粘弾性体９０がせん断変形することにより、振動エネルギーが効率的に吸収される。一方、地震等の大振幅振動時には、ストッパ部材１０４が受け部材１０２に当たり、増幅機構１８Ａで増幅された架構１２の層間変位が鋼材ダンパー７８に伝達され、当該鋼材ダンパー７８が振動低減力を発生することにより、架構１２の過大変形が抑制される。

なお、貫通孔１０６は、鋼材ダンパー７８の材軸方向へ延びる長孔とされており、貫通孔１０６が許容する範囲内で、ボルト１０８が移動可能となっている。従って、ボルト１０８を緩め、ストッパ部材１０４を鋼材ダンパー７８の材軸方向へ移動することにより、受け部材１０２とストッパ部材１０４の隙間Ｈを調整することができる。

なお、上記第１〜第３実施形態では、柱と梁との仕口部に、制振装置を取り付けるブラケットを設けたがこれに限らず、仕口部からずれた柱又は梁にブラケットを設けても良い。また、制振装置と柱、梁との接合構造は、ブラケットに限らず、従来公知の種々の接合構造を採用することができる。

また、架構を構成する柱及び梁は、鉄筋コンクリート造に限らず、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、鉄骨造（例えば、角型鋼管、Ｈ型鋼、Ｔ型鋼）、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁に替えてコンクリートスラブ又は小梁等に制振装置を取り付けても良い。

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良いし、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。

１０ 制振装置
１２ 架構
１４ 粘性型ダンパー
１６ 履歴型ダンパー
１８Ａ 増幅機構
１８Ｂ 増幅機構
２０ 第１リンク部材
２２ 第２リンク部材
２６ 柱
２８ 梁（水平部材）
４２ 履歴型ダンパー
６０ 制振装置
７６ 履歴型ダンパー
７８ 鋼材ダンパー
８０ 粘弾性ダンパー
８４ 保持プレート（保持部材）
８４Ａ 貫通孔（ストッパ手段）
８８ 保持プレート（保持部材）
８８Ａ 貫通孔（ストッパ手段）
９０ 粘弾性体
９２ ボルト（ストッパ手段）
１００ ストッパ部材（ストッパ手段）
１０２ 受け部材（ストッパ手段）
１０４ ストッパ部材（ストッパ手段）

Claims (4)

1. 柱と水平部材からなる架構に設けられ、該架構の振動を低減する粘性型ダンパーと、
   前記架構に設けられ、該架構の振動を低減する履歴型ダンパーと、
   前記架構に設けられ、該架構の層間変位を増幅して前記粘性型ダンパー及び前記履歴型ダンパーに伝達する増幅機構と、
   を備える制振装置。
2. 前記増幅機構が、
   前記架構に一端が回転可能に連結される第１リンク部材と、
   前記架構に一端が回転可能に連結される第２リンク部材と、
   前記第１リンク部材の他端と前記第２リンク部材の他端とを回転可能に連結してリンク機構を構成する連結部材と、
   を備え、
   前記粘性型ダンパー及び前記履歴型ダンパーが前記連結部材に連結されている請求項１に記載の制振装置。
3. 前記履歴型ダンパーは、鋼材ダンパーと、該鋼材ダンパーの端部に設けられた粘弾性ダンパーと、を有し、
   前記粘弾性ダンパーが、
   相対変位可能に対向して配置された保持部材と、
   前記保持部材の間に設けられた粘弾性体と、
   前記増幅機構から伝達された前記架構の層間変位量に応じて生じる前記保持部材の相対変位量が所定値以上になったときに、該保持部材の相対変位を規制して該架構の層間変位を前記鋼材ダンパーに伝達するストッパ手段と、
   を備える請求項２に記載の制振装置。
4. 前記架構には２つの前記増幅機構が設けられ、
   前記粘性型ダンパーが、相対変位する前記連結部材の間に設けられ、
   前記履歴型ダンパーが、相対変位する前記架構と前記連結部材の間に設けられる請求項２又は請求項３に記載の制振装置。

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