JP2011241611A

JP2011241611A - 制振構造およびダンパー金物

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Publication number: JP2011241611A
Application number: JP2010115057A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sugita; 敏之杉田
Original assignee: Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2011-12-01
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JP5603656B2

Abstract

【課題】振動減衰手段の変形量を増大させて筋交いによる制振機能を向上させることが可能な制振構造およびダンパー金物を提供することを目的とする。
【解決手段】鉛直方向に長い方形の枠組み１内に、この枠組み１の対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交い５を斜めに配置し、この筋交い５の両端部を、筋交い５と枠組み１との相対変位によって変形し、筋交い５の長さ方向に中心線に対し両側に離間して配置された粘弾性体１１，１１を備えるとともに、枠組み１の対角となる隅部１ｂ，１ｂ付近に固定されたダンパー金物１０，１０に対し、この粘弾性体１１，１１を介して連結する。これにより、粘弾性体は、筋交いの軸方向に沿って伸長する方向に変形するとともに、互いに接近する方向に変形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、隣り合う左右二本の柱と、土台や梁等の上下二本の横架材とで構成される方形の枠組み内に、筋交いを組み付ける制振構造と、筋交いの組み付けに用いられるダンパー金物に関する。

隣り合う左右二本の柱と、土台や梁等の上下二本の横架材とで構成される鉛直方向に長い方形の枠組み内に、筋交いを組み付ける場合がある。また、筋交いの端部と、枠組みの隅部との間には、特許文献１に記載のような筋交い金物が設けられる場合がある。
特許文献１に記載の発明によれば、筋交い当接部と筋交い固定部との間に設けられる弾性体および粘弾性体等の振動減衰手段が、筋交い当接部と筋交い固定部との間の位置ずれにより変形し、その変形によって、地震時における振動を減衰できるようになっている。

特許第３６８４１２９号公報

ところで、地震等によって枠組みが平行四辺形状に変形する際、変形中の枠組みの２つの鋭角部間に位置する筋交いには、この筋交いの軸方向に沿って引っ張り力が作用する。
この時、上述の振動減衰手段には、筋交いの軸方向に沿う引っ張り力が作用し、伸長するようにして変形する。また、枠組みの隅部の角度が、直角の状態から鋭角の状態に狭まることによって圧縮方向に力が加わることになる。
ところが、振動減衰手段である弾性体または粘弾性体は、単体で筋交い当接部と筋交い固定部との間に設けられているため、このように圧縮方向に力が加わったとしても、圧縮方向には極めて変形しにくい。したがって、主に筋交いの軸方向に沿って伸びる振動減衰手段の変形によって振動減衰を担うことになるため、その変形量は比較的小さく、大きな減衰力を発揮しにくい場合がある。

本発明の課題は、振動減衰手段の変形量を増大させて筋交いによる制振機能を向上させることが可能な制振構造およびダンパー金物を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、制振構造であり、例えば図１〜図７に示すように、隣り合う左右二本の柱２，２と、土台や梁等の上下二本の横架材３，４とで構成される鉛直方向に長い方形の枠組み１内に、この枠組み１の対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交い５が斜めに配置されており、
この筋交い５の両端部は、筋交い５と枠組み１との相対変位によって変形する粘弾性体１１を備えるとともに前記枠組み１の対角となる隅部１ｂ，１ｂ付近に固定されたダンパー金物１０，１０に対し、この粘弾性体１１を介して連結されてなり、
粘弾性体１１は複数に分割され、筋交い５の長さ方向の中心線に対し両側に離間して配置されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記筋交い５の両端部は、前記ダンパー金物１０，１０に対し、前記粘弾性体１１を介して連結されているので、地震等によって枠組みが平行四辺形状に変形し、筋交いの軸方向に沿って引っ張り力が作用することによって、前記粘弾性体１１は、筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向に変形することになる。また、前記粘弾性体１１は複数に分割され、筋交い５の長さ方向の中心線に対し両側に離間して配置されているので、枠組み１が変形し、この枠組み１の隅部１ｂ，１ｂの角度が、直角の状態から鋭角の状態に狭まる際に、前記複数の粘弾性体１１，１１は、互いに接近する方向に変形することになる。これによって、前記粘弾性体１１を、単に筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向へと変形する場合に比して、その変形量を増大させることができ、大きな減衰力を発揮することができる。したがって、従来に比して制振機能を向上させることができる。
また、鉛直方向に長い方形の枠組み１内に、この枠組み１の対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交い５が斜めに配置されているので、枠組み１の変形に伴う柱２，２の傾きによって、該枠組み１の隅部１ｂ，１ｂの角度が狭まった場合であっても、筋交い５の端部が前記柱２，２に当たってしまうことを防ぐことができる。これによって、前記筋交い５やダンパー金物１０，１０を確実かつ効果的に機能させることができる。

請求項２に記載の発明は、例えば図２に示すように、請求項１に記載の制振構造において、
前記ダンパー金物１０は、前記枠組み１の隅部１ｂにおいて前記柱２および横架材３（４）の両方に固定されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、地震等によって前記枠組み１が変形し、前記筋交い５が変位した際に、前記ダンパー金物１０を、この枠組み１の変形に対応して確実に変位させたり、変形させたりでき、さらに、前記粘弾性体１１を、前記筋交い５の変位に対応して確実に変形させることができるので、この粘弾性体１１による減衰力をより確実に発揮することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の制振構造において、
前記筋交い５は、前記枠組み１内に一対配置されており、これら一対の筋交い５，５は、前記枠組み１の四隅部１ｂ…付近にそれぞれダンパー金物１０を固定し、これらダンパー金物１０…間に架設することによって襷掛けされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記枠組み１の四隅部１ｂ…付近にそれぞれダンパー金物１０を固定し、これらダンパー金物１０…間に前記一対の筋交い５，５を架設して該一対の筋交い５，５を前記枠組み１内に襷掛けで取り付けることによって、一本の筋交い５を配置した枠組み１よりも耐力の高い枠組み１を形成することができる。

請求項４に記載の発明は、例えば図１〜図７に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振構造に用いられるダンパー金物１０であって、
前記柱２，２に固定される第１固定プレート１２と、
この第１固定プレート１２と間隔をあけて配置されるとともに、前記横架材３，４に固定される第２固定プレート１３と、
前記筋交い５の端部が固定される連結プレート１４と、
この連結プレート１４と前記第１固定プレート１２との間、この連結プレート１４と前記第２固定プレート１３との間にそれぞれ設けられる前記粘弾性体１１とを備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、地震等によって前記枠組み１が変形した際に、前記筋交い５を変位させたり、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを互いに接近・離間させたり、筋交い５の変位に対応して連結プレート１４を変位させたりすることができ、これら各部の変位に対応して前記粘弾性体１１を変形させることができるので、単に筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向へと変形する場合に比して、その変形量を増大させることができ、大きな減衰力を発揮することができる。これによって、従来に比して制振機能を向上させることができる。

請求項５に記載の発明は、例えば図１および図２，図５に示すように、請求項４に記載のダンパー金物１０において、
前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３との間の間隔は、前記枠組み１の隅部１ｂから筋交い５へと向かうにつれて徐々に幅広となるように形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、地震等の振動によって、前記横架材３と横架材４とが水平方向に沿って離間するとともに、これに伴って柱２，２が傾斜するようにして枠組み１が平行四辺形状に変形した際に、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３の隅部１ｂ側端部付近を軸に回転するようにして接近させることができる。これによって、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とが接触するのを極力避けることができ、これら第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを十分に接近させることができるので、前記粘弾性体１１の変形量を確実に増大させることができる。

請求項６に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項４または５に記載のダンパー金物１０において、
前記連結プレート１４のうち、この連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う領域１４ａには、この筋交い５の端部を固定するビス１４ｂを挿通するための挿通孔１４ｃが、該領域１４ａ内に並列するようにして複数形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記領域１４ａ内に複数形成された挿通孔１４ｃ…の中から、前記連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う部分に該当する挿通孔１４ｃを複数、適宜選択し、これら選択した複数の挿通孔１４ｃ…にビス１４ｂ…を挿通して、筋交い５を連結プレート１４に固定することができる。これによって、建築される建物ごとに筋交い５の取付角度が異なる場合であっても、前記連結プレート１４に形成する挿通孔１４ｃの数や位置を変更する必要がなく、共通して使用することができるので、部品コストの増加を抑えることができる。

本発明によれば、筋交いの両端部は、ダンパー金物に対して粘弾性体を介して連結されているので、地震等によって枠組みが平行四辺形状に変形し、筋交いの軸方向に沿って引っ張り力が作用することによって、粘弾性体は、筋交いの軸方向に沿って伸長する方向に変形することになる。また、粘弾性体は複数に分割され、筋交いの長さ方向の中心線に対し両側に離間して配置されているので、枠組みが変形し、この枠組みの隅部の角度が、直角の状態から鋭角の状態に狭まる際に、複数の粘弾性体は、互いに接近する方向に変形することになる。これによって、粘弾性体を、単に筋交いの軸方向に沿って伸長する方向へと変形する場合に比して、その変形量を増大させることができ、大きな減衰力を発揮することができる。したがって、従来に比して制振機能を向上させることができる。
また、鉛直方向に長い方形の枠組み内に、この枠組みの対角線に対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交いが斜めに配置されているので、枠組みの変形に伴う柱の傾きによって、該枠組みの隅部の角度が狭まった場合であっても、筋交いの端部が柱に当たってしまうことを防ぐことができる。これによって、筋交いやダンパー金物を確実かつ効果的に機能させることができる。

本発明に係る制振構造の一例を示す正面図である。枠組みの隅部付近を示す拡大正面図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。枠組みが振動によって変形する状態を示す概略図である。（ａ）は、枠組みの変形に伴うダンパー金物の変形状態を示し、（ｂ）は、（ａ）のＢ矢視図であり、連結プレートを含む場合のダンパー金物の変形に伴う粘弾性体の変形状態を示す概略図である。筋交いの変位に伴う粘弾性体の変形状態を示す概略図である。筋交いの変位に伴うダンパー金物および粘弾性体の変形状態を示す概略図である。粘弾性体のせん断変形を生じさせる正弦波加振を行った際の履歴ループを示す図である。粘弾性体のせん断ひずみ率γを説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る制振構造の一例を示す正面図である。
図１において符号１は、枠組みを示す。この枠組み１は、住宅等の建物の壁を構成するものであり、隣り合う左右二本の柱２，２と、土台や梁等の上下二本の横架材３，４とで構成されている。また、この枠組み１は、正面視において鉛直方向に長い方形、すなわち縦長の矩形状に形成されている。この枠組み１内において柱２，２と、横架材３，４とが交差する部分を隅部１ｂと称する。
さらに、この枠組み１内には、この枠組み１の対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交い５が斜めに配置されている。
この筋交い５の両端部は、枠組み１の対角となる隅部１ｂ，１ｂ付近に固定されたダンパー金物１０，１０に対して連結されている。

前記横架材３は梁であり、横架材４は土台である。また、この土台である横架材４は、アンカーボルト６ａによって基礎６に固定されている。この横架材４は土台に限らず、土台や梁等でもよい。
そして、前記柱２，２と横架材３，４とは、正面視Ｖ字型に形成された接合金物７を用いて接合されている。

本実施の形態のダンパー金物１０，１０は、それぞれ、前記枠組み１の隅部１ｂ，１ｂにおいて前記柱２，２と横架材３，４に固定されている。
また、このダンパー金物１０は、前記柱２，２に固定される第１固定プレート１２と、この第１固定プレート１２と間隔（隙間１５）をあけて配置されるとともに、前記横架材３，４に固定される第２固定プレート１３と、前記筋交い５の端部が固定される連結プレート１４と、この連結プレート１４と前記第１固定プレート１２との間、この連結プレート１４と前記第２固定プレート１３との間にそれぞれ設けられる粘弾性体１１とを備えている。

前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、図２に示すように、互いの間の隙間１５を境に対称的な形となるように形成され配置されている。
これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、正面視において、直角三角形のプレートの一つの角部をカットしたような形状になっている。また、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、このカットされたような部分が、前記枠組み１の中央側に位置するようにして配置されている。
なお、このように第１固定プレート１２および第２固定プレート１３のカットされた部分を構成する辺は、図１および図２に示すように、枠組み１の変形前は一直線上に配置されており、前記筋交い５の両端部は、これら一直線上に配置された辺に沿って、斜めにカットされた状態となっている。すなわち、筋交い５の両端部の斜めにカットされた側面は、枠組み１の変形前において、第１固定プレート１２および第２固定プレート１３のカットされた部分を構成する辺の側面に対向している。

また、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３との間の間隔は、前記枠組み１の隅部１ｂから筋交い５へと向かうにつれて徐々に幅広となるように形成されている。
なお、本実施の形態においては、前記柱２，２に固定される方の固定プレートを第１固定プレート１２とし、前記横架材３，４に固定される方の固定プレートを第２固定プレート１３とする。

また、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、当接する柱２および横架材３（４）に当接する当接板部１２ａ，１３ａを備えている。そして、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、前記当接板部１２ａ，１３ａに形成された挿通孔（図示せず）からビス１２ｂ，１３ｂを挿入して柱２および横架材３（４）にねじ込むことで、柱２および横架材３（４）に固定されている。
さらに、これら当接板部１２ａ，１３ｂは共に、図２および図３に示すように、第１および第２固定プレート１２，１３の柱２側端部および横架材３，４側端部から、壁厚方向の一方側に向かって突出するようにして設けられている。

前記連結プレート１４は、前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３のカットされたような部分の付近と重なり合うように配置されており、この連結プレート１４と前記第１固定プレート１２との間、この連結プレート１４と前記第２固定プレート１３との間に、前記粘弾性体１１が設けられている。

また、この連結プレート１４のうち、この連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う領域１４ａには、この筋交い５の端部を固定するビス１４ｂを挿通するための挿通孔１４ｃが、該領域１４ａ内に並列するようにして複数形成されている。したがって、前記領域１４ａ内に複数形成された挿通孔１４ｃ…の中から、前記連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う部分に該当する挿通孔１４ｃを複数、適宜選択し、これら選択した複数の挿通孔１４ｃ…にビス１４ｂ…を挿通して、筋交い５を連結プレート１４に固定することができる。
なお、図１に示すように、枠組み１の変形前において、前記連結プレート１４は、その中心線が直角な前記隅部１ｂの略真ん中の角度、すなわち４５度の角度に合致するようにして配置されている。連結プレート１４の中心線とは、この連結プレート１４を、一方の粘弾性体１１側と、他方の粘弾性体１１側とに、左右に分かつことができる中心線を指している。
つまり、前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３は、対称的な形状となるように形成されるとともに、連結プレート１４が上述のように配置されているので、この連結プレート１４は、前記枠組み１が変形し、前記隅部１ｂの角度が狭まったとしても、前記柱２や横架材３に当たりにくくなる。このように連結プレート１４が前記柱２や横架材３に当たりにくくなるので、ひいては、前記筋交い５の両端部が前記柱２，２に当たってしまうことを防ぐことができる。これによって、前記筋交い５やダンパー金物１０，１０を確実かつ効果的に機能させることができる。

前記粘弾性体１１は、四角柱状に形成されており、前記連結プレート１４の表面と、前記第１固定プレート１２の表面および第２固定プレート１３の表面に対して、接着剤や加硫接着によって接着固定されている。

本実施の形態の粘弾性体１１は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合した高減衰ゴムによって形成されている。

以下に、粘弾性材料について説明する。
一般的な粘弾性材料は、振幅の増加に連れて剛性が増加し、抵抗力が大きくなる。振幅が大きくなるにつれて剛性が大きくなる性質を持つ粘弾性体を用いると、建物の加速度応答や各部応力の過大な上昇が生じる。そこで、振幅が増加しても剛性の増加が頭打ちになる性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。特に、本発明では、建物に作用する振動の振幅に比べて、粘弾性体を大きくせん断変形させるものであるから、歪依存性について上記の性質を備えたものを用いることによる効果は大きい。

また、交通振動などの環境振動から台風時の風揺れ、大地震に至るまでの幅広い振幅領域で機能する必要があるため、歪依存性が小さい粘弾性体を用いる。すなわち、小歪から大歪まで安定した振動エネルギー吸収能力を発揮するものを用いる。
具体的には、０．０１≦γ≦３．５の領域で、Ｈｅｑ＞０．２０の安定したエネルギー吸収能力が必要とされる。このため大振幅領域において抵抗力が大きくならないように、γ＞１．０の領域において、γの増加とともにＫｅｑ／（Ｓ／Ｄ）が減少することを特徴とする、例えば、０．４５≦｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）_(γ＝3.0)｝／｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）_(γ＝1.0)｝＜０．７５の粘弾性体を用いるとよい。

なお、ここで、γはせん断歪み率であり、図８に示すように、粘弾性体のせん断変形量ｄを粘弾性体の高さｔで除したものである。また、動的粘弾性試験における等価粘性減衰係数（等価減衰定数）（Ｈｅｑ）および等価せん断弾性率（Ｇｅｑ＝Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））とは、粘弾性材料のせん断変形を生じさせる正弦波加振を行い、その際の履歴ループ（ヒステリシス曲線）を測定し、その結果に基づいて計算されるものである。図９に基づいて説明すると、Ｈｅｑは下記の式（数１）、Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）は下記の式（数２）にて計算される数値である。
Ｈｅｑ＝ΔＷ／２πＷ（数１）、
Ｗ：剪断変形の弾性エネルギ（図９において示される２つの三角形の面積。単位はkgf・cm）、
ΔＷ＝剪断変形により吸収するエネルギの合計（図９において示されるヒステリシス曲線で囲まれた面積。単位はkgf・cm）、
Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）＝Ｆ／Ｕ_圧／（Ｓ／Ｄ）（数２）、
Ｆ：最大変位を与えるときの荷重（単位はkgf）、
Ｕ_Be：最大変位（単位はcm）、
Ｓ／Ｄ：試験サンプルの形状係数（サンプル剪断面積／サンプル剪断隙間。単位はcm）

また、一般的な粘弾性材料は、振動周波数の増加に伴い、Ｇｅｑ（＝Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））〔Ｎ／mm²〕が著しく増加する。例えば、一般的な粘弾性体では、２０℃では、０．１Hzのときと２．０HzのときではＧｅｑの値が２〜３倍に増加する。交通振動の卓越周波数は４Hz〜７Hzに分布し、地振動は０．１Hz〜２０Hz程度に分布するので、これらの周波数に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。具体的には、より入力周波数分布領域が広範囲に及ぶ地震動に対応する必要がある。制振材が家屋に付与する減衰性能は、概ね制振材の有する剛性（ここでは等価せん断弾性率（Gｅｑ））と減衰定数（ここでは等価粘性減衰定数（等価減衰定数）Ｈｅｑ）との積で表現することができる。周波数依存性の評価は、一定の温度条件の下で、斯かる積の値がある周波数の時を基準として、上述した地振動の０．１Ｈｚ〜２０Hzの範囲で±５０％以内であればよい。

また、一般的に粘弾性体は、低温時に剛性が高くなり、高温時に剛性が低くなる。日本は一年を通じて気温の変化が大きく、−１０℃〜４０℃程度の温度範囲に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。
例えば、本発明に係る制振構造の使用環境が−１０℃〜４０℃であれば、２０℃のＧｅｑ（等価せん断弾性率）を基準として、低温側は−１０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝−１０℃）と、２０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）の比、Ｇｅｑ（ｔ＝−１０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≦２．２とし、高温側は、４０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）と、２０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）の比、Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≧０．６とするとよい。

本実施の形態では、粘弾性体は、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせるため、例えば、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合した高減衰ゴムを用いる。その好適な粘弾性体の一例を挙げると、基材ゴム１００重量部に対してシリカ１３５重量部を添加し、さらにそのシリカに対してシラン化合物を１７重量％配合したものを挙げることができる。この粘弾性体によれば、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることができ、上述した制振構造の機能を十分に発揮させることができる。
特に、２０℃での性能がＨｅｑ≧０．２、０．３５≦Ｇｅｑ≦６．０（Ｎ／mm²）の範囲にあって、かつ、Ｇｅｑの温度依存性が−１０℃／２０℃≦２．２、４０℃／２０℃≧０．６（ともに、周波数０．１Hz、せん断歪±１００％）を実現でき、上記のように、制振部材の粘弾性体を大きくせん断変形させるようにした制振構造の機能を十分に発揮させることができる。

なお、シラン化合物は、下記の一般式で、

〔式中、R¹、R²、R³およびR⁴のうち少なくとも１つはアルコキシ基、またはハロゲン原子を示し、他は同一または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。〕で表されるシラン化合物とを含有するゴム組成物の加硫成形により形成される。また、基材ゴムとしては、主鎖にC−C結合を有する種々のゴムがいずれも使用可能である。具体的には天然ゴム（NR）の他、イソプレンゴム（IR）、ブタジエンゴム（BR）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（SBR）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（EPM）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（NBR）、ブチルゴム（IIR）などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用される他、２種類以上を併用することもできる。

上記の基材ゴムに添加されるシリカとしては、ゴムの補強剤として使用される、親水性あるいは疎水性の種々のシリカが使用可能である。上記シリカの添加量は、基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０重量部に限定される。この理由は前述したとおりである。
前記一般式（１）で表されるシラン化合物において、R¹〜R⁴に相当するアルコキシ基としては、Ｃ_nＨ_2n+1Ｏで表される種々の炭素数のものがあげられるが、とくに炭素数が１〜２であるメトキシ、エトキシが好ましいものとしてあげられる。またハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素などがあげられる。

アルキル基としては、Ｃ_nＨ_2n+1で表される種々の炭素数のものがあげられるが、とくにその炭素数は１〜２０程度であるのが好ましい。かかるアルキル基としては、たとえば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第２級ブチル、第３級ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルなどがあげられる。
また、アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、o−テルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどがあげられる。かかるシラン化合物の具体例として、これに限定されないがたとえば、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシランなどがあげられる。

ゴム組成物には上記以外にもたとえば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、シリカ以外の補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤その他、各種の添加剤を添加してもよい。上記のうち加硫剤としては、例えば、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物などがあげられ、このうち有機含硫黄化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ´−ジチオビスモルホリンなどがあげられ、有機過酸化物としては、例えばペンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシドなどがあげられる。

また、加硫促進剤としては、たとえばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤、ジブチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカーバミン酸テルルなどのジチオカーバミン酸類、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのチアゾール類、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ´−ジエチルチオ尿素などのチオウレア類などの有機促進剤や、あるいは消石灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（ＰｂＯ）などの無機促進剤などがあげられる。

加硫促進助剤としては、たとえばステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸や、あるいは亜鉛華などの金属酸化物などがあげられる。加硫遅延剤としては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香酸などの芳香族有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイドキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミンなどのニトロソ化合物などがあげられる。

上記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤および加硫遅延剤は、その合計の配合量が、基材ゴム１００重量部に対して４〜１５重量部程度であるのが好ましい。老化防止剤としては、たとえば２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ´−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノールなどのフェノール類などがあげられる。

老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１．５〜５重量部程度が好ましい。シリカ以外の補強剤としては主にカーボンブラックが使用される他、ケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレーなどの無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）などの有機補強剤も使用できる。

また、充填剤としては、たとえば炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられる。上記シリカ以外の補強剤および／または充填剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程度が好ましい。軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ステアリン酸、ラウリン酸など）、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの、植物油系、鉱物油系、および合成系の各種軟化剤があげられる。
軟化剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部程度が好ましい。可塑剤としては、たとえばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルフォスフェートなどの各種可塑剤があげられる。可塑剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜２０重量部程度が好ましい。
さらに、粘着性付与剤としては、たとえばクマロン・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などがあげられる。粘着性付与剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程度であるのが好ましい。

上記以外にも、ゴム組成物にはたとえば分散剤、溶剤などを適宜配合してもよい。ゴム組成物は、上記の各成分を、たとえば密閉式混練機などを用いて混練することで製造される。そして粘弾性体は、たとえば上記ゴム組成物をローラヘッド押出機などを用いてシート状に成形し、所定の形状を有するようにこのシートを打ち抜いた後、打ち抜いたシートを、所定の厚みを有するように複数枚、積層した状態で、所定の型内で加熱して加硫成形するなどして製造される。

上記のような粘弾性体１１を備えたダンパー金物１０，１０は、第１固定プレート１２を柱２，２に取り付け、第２固定プレート１３を横架材３，４に取り付けることによって前記枠組み１の対角となる隅部１ｂ，１ｂに固定されている。
また、第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とに分割し、これら第１固定プレート１２と第２固定プレート１３と間には前記隙間１５が形成されているので、建物に横揺れが生じたときに、ダンパー金物１０，１０が、柱２，２と横架材３，４の相対変形角を抑制しない取り付け構造になっている。
そして、これらダンパー金物１０，１０に対し、前記粘弾性体１１および連結プレート１４を介して、前記筋交い５の両端部がそれぞれ取り付けられている。

なお、本実施の形態において、ダンパー金物１０，１０は、粘弾性体１１と、第１固定プレート１２と、第２固定プレート１３と、連結プレート１４とを備えており、それぞれ、前記枠組み１の隅部１ｂ，１ｂにおいて前記柱２，２と横架材３，４に固定されているとしたが、これに限られるものではない。すなわち、ダンパー金物１０，１０を異なる形態とし、前記柱２，２と間隔をあけて横架材３，４に固定してもよいし、逆に、前記横架材３，４と間隔をあけて柱２，２に固定するような形態としてもよい。ただし、異なる形態のダンパー金物を使用したとしても筋交い５は、枠組み１の対角線１ａに交差するようにして枠組み１内に配置されるものとする。

さらに、本実施の形態において、前記筋交い５は、前記枠組み１内に一本配置されるものとしたが、これに限られるものではなく、前記枠組み１内に一対の筋交い５，５を配置し、これら一対の筋交い５，５を、前記枠組み１の四隅部１ｂ…付近に固定したダンパー金物１０…間に架設することによって襷掛けしてもよいものとする。
これによって、一本の筋交い５を配置した枠組み１よりも耐力の高い枠組み１を形成することができる。したがって、建物躯体の中で、高い耐力が必要な箇所には筋交い５を襷掛けできる。
また、一本の筋交い５を太くすることで、圧縮・引っ張りの両方に作用させることも可能となる。これによって、一本の筋交い５を配置した枠組み１であっても耐力の高い枠組み１を形成することができる。

さらに、本実施の形態の柱２，２と横架材３，４とは木製であり、これら柱２，２と横架材３，４とで構成される枠組み１は、木造住宅の建物躯体を構成する要素とされている。すなわち、本実施の形態の制振構造は、木造住宅に導入されている。
また、これに限られるものではなく、本実施の形態の制振構造を、鉄骨造の住宅にも導入してもよい。

次に本実施の形態の制振構造の作用について説明する。
まず、図１〜図３に示す状態が地震が発生していない状態であり、前記筋交い５の変位はなく、前記粘弾性体１１には変形が生じていない。
そして、地震によって建物に振動が発生した場合、柱２，２および横架材３，４で囲まれた架構面に変形が生じる。すなわち、図４に示すように、地震等の振動によって、前記横架材３と横架材４とが水平方向に沿って離間するとともに、これに伴って柱２，２が傾斜するようにして枠組み１が平行四辺形状に変形することになる。

この時、図５（ａ）に示すように、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とが、前記隙間１５を利用して、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３の隅部１ｂ側端部付近を軸に回転するようにして接近する。
また、前記粘弾性体１１，１１は、図５（ｂ）に示すように、前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３の接近に対応して、互いに接近し合うようにして変形することになる。

さらに、前記筋交い５には、図４に示すように、前記枠組み１の一方の隅部１ｂから他方の隅部１ｂ間に配置される対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差したままの状態で引っ張り方向に力が加わる。

さらに、前記筋交い５の両端部に固定された連結プレート１４，１４は、前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３から離れる方向へと移動する。
これに応じて前記粘弾性体１１，１１は、図６に示すように、対角線１ａ方向へと伸長するようにして変形する。

すなわち、前記粘弾性体１１，１１は、前記第１固定プレート１２および第２固定プレート１３の接近に対応して、互いに接近し合うようにして変形するとともに、筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向に変形し、図７に示すように、互いに反対の方向にねじれるような形で変形することになる。
このように粘弾性体１１，１１に変形が生じた直後、これら粘弾性体１１，１１が振動エネルギーを吸収することによって振動を抑制することができる。

本実施の形態によれば、地震等によって枠組みが平行四辺形状に変形し、筋交いの軸方向に沿って引っ張り力が作用することによって、前記粘弾性体１１は、筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向に変形する。また、前記粘弾性体１１，１１は、互いに接近する方向に変形する。これによって、前記粘弾性体１１，１１を、単に筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向へと変形する場合に比して、その変形量を増大させることができ、大きな減衰力を発揮することができる。したがって、従来に比して制振機能を向上させることができる。
また、鉛直方向に長い方形の枠組み１内に、この枠組み１の対角線１ａに対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交い５が斜めに配置されているので、枠組み１の変形に伴う柱２，２の傾きによって、該枠組み１の隅部１ｂ，１ｂの角度が狭まった場合であっても、筋交い５の端部が前記柱２，２に当たってしまうことを防ぐことができる。これによって、前記筋交い５やダンパー金物１０，１０を確実かつ効果的に機能させることができる。

また、前記ダンパー金物１０，１０は、それぞれ、前記枠組み１の隅部１ｂ，１ｂにおいて前記柱２，２と横架材３，４に固定されていることから、地震等によって前記枠組み１が変形し、前記筋交い５が変位した際に、前記ダンパー金物１０を、この枠組み１の変形に対応して確実に変位させたり、変形させたりでき、さらに、前記粘弾性体１１を、前記筋交い５の変位に対応して確実に変形させることができるので、この粘弾性体１１による減衰力をより確実に発揮することができる。

また、前記ダンパー金物１０は、前記柱２，２に固定される第１固定プレート１２と、この第１固定プレート１２と間隔をあけて配置されるとともに、前記横架材３，４に固定される第２固定プレート１３と、前記筋交い５の端部が固定される連結プレート１４と、この連結プレート１４と前記第１固定プレート１２との間、この連結プレート１４と前記第２固定プレート１３との間にそれぞれ設けられる前記粘弾性体１１とを備えていることから、地震等によって前記枠組み１が変形した際に、前記筋交い５を変位させたり、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを互いに接近・離間させたり、筋交い５の変位に対応して連結プレート１４を変位させたりすることができ、これら各部の変位に対応して前記粘弾性体１１を変形させることができるので、単に筋交い５の軸方向に沿って伸長する方向へと変形する場合に比して、その変形量を増大させることができ、大きな減衰力を発揮することができる。これによって、従来に比して制振機能を向上させることができる。

また、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３との間の間隔は、前記枠組み１の隅部１ｂから筋交い５へと向かうにつれて徐々に幅広となるように形成されていることから、地震等の振動によって、前記横架材３と横架材４とが水平方向に沿って離間するとともに、これに伴って柱２，２が傾斜するようにして枠組み１が平行四辺形状に変形した際に、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを、これら第１固定プレート１２および第２固定プレート１３の隅部１ｂ側端部付近を軸に回転するようにして接近させることができる。これによって、前記第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とが接触するのを極力避けることができ、これら第１固定プレート１２と第２固定プレート１３とを十分に接近させることができるので、前記粘弾性体１１の変形量を確実に増大させることができる。

また、前記連結プレート１４のうち、この連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う領域１４ａには、この筋交い５の端部を固定するビス１４ｂを挿通するための挿通孔１４ｃが、該領域１４ａ内に並列するようにして複数形成されているので、前記領域１４ａ内に複数形成された挿通孔１４ｃ…の中から、前記連結プレート１４と筋交い５の端部とが重なり合う部分に該当する挿通孔１４ｃを複数、適宜選択し、これら選択した複数の挿通孔１４ｃ…にビス１４ｂ…を挿通して、筋交い５を連結プレート１４に固定することができる。これによって、建築される建物ごとに筋交い５の取付角度が異なる場合であっても、前記連結プレート１４に形成する挿通孔１４ｃの数や位置を変更する必要がなく、共通して使用することができるので、部品コストの増加を抑えることができる。

１枠組み
１ａ対角線
１ｂ隅部
２柱
３横架材
４横架材
５筋交い
１０ダンパー金物
１１粘弾性体

Claims

隣り合う左右二本の柱と、土台や梁等の上下二本の横架材とで構成される鉛直方向に長い方形の枠組み内に、この枠組みの対角線に対し鉛直方向に傾斜して交差するようにして筋交いが斜めに配置されており、
この筋交いの両端部は、筋交いと枠組みとの相対変位によって変形する粘弾性体を備えるとともに前記枠組みの対角となる隅部付近に固定されたダンパー金物に対し、この粘弾性体を介して連結されてなり、
粘弾性体は複数に分割され、筋交いの長さ方向の中心線に対し両側に離間して配置されていることを特徴とする制振構造。
請求項１に記載の制振構造において、
前記ダンパー金物は、前記枠組みの隅部において前記柱および横架材の両方に固定されていることを特徴とする制振構造。
請求項１または２に記載の制振構造において、
前記筋交いは、前記枠組み内に一対配置されており、これら一対の筋交いは、前記枠組みの四隅部付近にそれぞれダンパー金物を固定し、これらダンパー金物間に架設することによって襷掛けされていることを特徴とする制振構造。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振構造に用いられるダンパー金物であって、
前記柱に固定される第１固定プレートと、
この第１固定プレートと間隔をあけて配置されるとともに、前記横架材に固定される第２固定プレートと、
前記筋交いの端部が固定される連結プレートと、
この連結プレートと前記第１固定プレートとの間、この連結プレートと前記第２固定プレートとの間にそれぞれ設けられる前記粘弾性体とを備えていることを特徴とするダンパー金物。
請求項４に記載のダンパー金物において、
前記第１固定プレートと第２固定プレートとの間の間隔は、前記枠組みの隅部から筋交いへと向かうにつれて徐々に幅広となるように形成されていることを特徴とするダンパー金物。
請求項４または５に記載のダンパー金物において、
前記連結プレートのうち、この連結プレートと筋交いの端部とが重なり合う領域には、この筋交いの端部を固定するビスを挿通するための挿通孔が、該領域内に並列するようにして複数形成されていることを特徴とするダンパー金物。