JP2013177959A - 制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設計された制振性能の低下を抑えることを目的とする。
【解決手段】制振装置は、設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられた粘弾性体と、粘弾性体の上端から下端に亘って該粘弾性体と並ぶように設けられ、該粘弾性体よりも高い剛性を有する支持体とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明の一形態は、制振装置に関する。

従来から、設置面上に置かれた物体の振動（例えば地震による揺れ）を抑えるための制振装置が知られている。例えば下記特許文献１には、地盤と構造体又はその支持基板との間に設けられる免震システムが記載されている。この免震システムは、地盤に取り付けられる第１の支持体と構造体又はその支持基板に取り付けられる第２の支持体を有し、それらが互いに摺動して振動を減衰する機能を有するスライダーとバネ機能を持つゴム複合体とを備えている。また、下記特許文献２には、設置物の底面に用いられる振動吸収性及び粘着性を有する耐震マットのための補助具が記載されている。

特開２００３−２１３９６１号公報 実用新案登録第３１１０６６０号公報

しかし、上記のゴム複合体や耐震マットのような振動吸収体は、設置物から受ける鉛直方向の荷重を恒常的に受けて変形してしまう。振動吸収体の制振性能はその形状に依存するので、振動吸収体が変形してしまうと、それが本来持っている制振性能（設計時の制振性能）が発揮されなくなってしまう。そこで、設計された制振性能の低下を抑えることが要請されている。

本発明の一形態に係る制振装置は、設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられた粘弾性体と、粘弾性体の上端から下端に亘って該粘弾性体と並ぶように設けられ、該粘弾性体よりも高い剛性を有する支持体とを備える。

このような形態によれば、粘弾性体よりも支持体の方が剛性が高いので、設置面上の物体から受ける鉛直方向の荷重がその支持体により受け止められる。したがって、その荷重による粘弾性体の変形が抑えられ、その結果、設計された制振性能の低下を抑えることができる。

別の形態に係る制振装置では、粘弾性体には、下端から上端にかけて延びる貫通孔が形成されており、支持体が貫通孔に収容されていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、貫通孔が粘弾性体の中央に形成されていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、粘弾性体には複数の貫通孔が形成されており、支持体が各貫通孔に収容されていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が、粘弾性体の上端から下端に亘って延びるロッドであってもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が球体であってもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、設置面と物体との間には、互いに切り離された複数の粘弾性体が該設置面に沿って並んで設けられており、支持体が、複数の粘弾性体の間に設けられていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が、粘弾性体の外側に設けられていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、粘弾性体の下端を覆う下板と、該粘弾性体の上端を覆う上板とのうちの少なくとも一つの板を更に備え、少なくとも一つの板が粘弾性体よりも高い剛性を有してもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、下板と上板とを備え、下板及び上板の双方が粘弾性体よりも高い剛性を有してもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、上板に、物体に形成されたねじ穴と螺合するためのねじが設けられていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が金属材料又はプラスチックから成ってもよい。

本発明の一形態に係る制振装置は、設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられた減衰部材と、上下方向に延びて減衰部材と並ぶように設けられ、該減衰部材よりも高い剛性を有する支持体とを備える。

さらに別の形態に係る制振装置では、減衰部材の上下方向における中間位置に設けられた中間プレートを更に備え、中間プレートには、上下方向に延びる貫通孔が形成されており、支持体が前記貫通孔の内側に配置され、減衰部材の支持体側の端部は、貫通孔の内面よりも支持体から離れていてもよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体は、一の方向に沿って複数並べられていてよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が球体であってよい。

さらに別の形態に係る制振装置では、支持体が、上下方向と直交する方向へ延びる円柱体であってよい。

本発明の一側面によれば、設計された制振性能の低下を抑えることができる。

第１実施形態に係る制振装置の斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図（縦断面図）である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（横断面図）である。 （ａ）は、図１に示す制振装置の取付例を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）はその制振装置の作用を説明するための図である。 第２実施形態に係る制振装置の斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図（縦断面図）である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図（横断面図）である。 第２実施形態における支持体の変形例を示すＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図（横断面図）である。 変形例に係る制振装置を示す横断面図である。 （ａ），（ｂ）は別の変形例に係る制振装置を示す横断面図である。 さらに別の変形例に係る制振装置を示す横断面図である。 （ａ）は別の変形例に係る制振装置の上面図であり、（ｂ）はＸＩＩｂ−ＸＩＩｂ線断面図である。 図１２に示す制振装置の作用を説明するための図である。 （ａ）は別の変形例に係る制振装置の上面図であり、（ｂ）は支持体の変形例を示す斜視図である。 （ａ）は別の変形例に係る制振装置の正面図であり、（ｂ）はＸＶｂ−ＸＶｂ線断面図である。 （ａ）は別の変形例に係る制振装置の上面図であり、（ｂ）ＸＶＩｂ−ＸＶＩｂ線断面図である。 （ａ），（ｂ）は変形例に係る制振装置の作用を説明するための図である。 変形例に係る制振装置を示す横断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
まず、図１〜４を用いて、第１実施形態に係る制振装置１０について説明する。制振装置（ダンパ）１０は、設置面に置かれた任意の物体の振動を抑えるための器具である。制振装置１０は、例えば地震による設置面上の物体の揺れを抑えるために用いられ、様々な場面において適用され得る。

例えば、制振装置１０は床に置かれた家具や家電の揺れを抑えるために用いられてもよい。あるいは、制振装置１０は、建物の揺れを抑えるために、建物の土台や基礎とその上に置かれる建築部材との間に設けられたり、上下の建築部材の間に設けられたりしてもよい。したがって、設置面の例としては、床や地面、土台、基礎、建築部材などが挙げられ、設置面上に置かれる物体（以下では「設置物」ともいう）の例としては、家具や家電、建築部材などが挙げられる。もちろん、設置面および設置物はこれらに限定されない。また、制振装置１０の大きさは、適用場面に応じて任意に定めてよい。

図１に示すように、制振装置１０は、設置面に接する下板１１と、設置物に接する上板１２と、これら二つの板の間に設けられた粘弾性体２０と、上板１２の略中央から上方に延びるように設けられたねじ３０とを備えている。下板１１及び上板１２は、粘弾性体２０自身が有する接着性により当該粘弾性体２０に貼り付いている。なお、下板１１及び上板１２と粘弾性体２０との接着をより強固にするために、これら二つの板に接する粘弾性体２０の表面にプライマーが塗布されていてもよい。

本実施形態では、ねじ３０を除いた制振装置１０の本体部分は略円柱状を成しているが、制振装置１０の形状は限定されない。例えば、下板１１及び上板１２を矩形とし、粘弾性体２０を四角柱状とすることで、制振装置の本体を四角柱状としてもよい。また、本実施形態では、下板１１及び上板１２の大きさは同じであるが、これらの大きさが互いに異なっていてもよい。制振装置１０の使い勝手を向上させるために、本実施形態のように、粘弾性体２０の外側面を下板１１及び上板１２の外周部よりも内側に位置させるか、あるいは当該外側面と当該外周部とが一致するように、各構成要素を成形してもよい。

図２，３に更に示すように、ねじ３０は、その下方において上下方向に延びるロッド４０と一体成形されている。ねじ３０及びロッド４０は、上板１２の略中央に形成された孔に通されて溶接や接着等の手法により固定されることで、上板１２と一体化する。

ロッド４０は、粘弾性体２０が鉛直方向の荷重により変形するのを防止するための支持体である。ロッド４０を下板１１から上板１２にかけての範囲に設けるために、粘弾性体２０の略中央には貫通孔２１が形成されており、したがって、粘弾性体２０はドーナツ状であるとも言える。この貫通孔２１に通されたロッド４０は、粘弾性体２０の上端（上面）から下端（下面）に亘って該粘弾性体２０と並ぶように（あるいは、粘弾性体２０の内側面と並行するように）設けられる。ロッド４０の下端は下板１１に接するが、この下板１１には固着されない。

図３に示すように、本実施形態では貫通孔２１の径をロッド４０の径よりも大きくしているので、ロッド４０と貫通孔２１の側面との間に空間が存在する。このような空間を設けている理由は、粘弾性体２０自身の接着性を考慮して、ロッド４０を粘弾性体２０に容易に通すためである。もっとも、このような空間を設けるか否かは任意に決めてよい。

粘弾性体２０は、アクリル樹脂などの粘弾性材料によって作製される振動吸収体であり、その例としてスリーエム社のＩＳＤ１１１が挙げられる。一方、下板１１、上板１２、ねじ３０、及びロッド４０は、鉄やアルミニウムなどの金属材料や、プラスチックなどにより作製される。制振装置１０の各構成要素の材料はこれらに限定されるものではないが、少なくとも、ロッド４０の剛性（弾性と言い換えることもできる）は粘弾性体２０の剛性よりも高い必要がある。これは、設置物に振動エネルギが加わらない通常時に、粘弾性体２０が該設置物からの鉛直方向の加重により変形することを防ぐためである。同様の理由から、下板１１及び上板１２の剛性も粘弾性体２０の剛性より高くする。

制振装置１０の設置例及び作用例を図４に示す。図４（ａ）は、床Ｂに家具Ｆを置く際に制振装置１０を用いる例を模式的に示している。ねじ３０は、家具Ｆに形成されたねじ穴（図示せず）と螺合している。弱い揺れが発生した場合には、図４（ｂ）に示すように、一体化している上板１２及びロッド４０（更にはねじ３０）が下板１１に対して揺動し、粘弾性体２０に垂直歪みが生じる。そして、このような粘弾性体２０の変形により振動エネルギが粘弾性体２０に吸収されるので、家具Ｆの揺れが低減される。強い揺れが発生した場合には、図４（ｃ）に示すように、一体化している上板１２及びロッド４０（更にはねじ３０）が横力により側方にずれて、粘弾性体２０にせん断歪みが生じる。そして、ロッド４０と下板１１との間に摩擦力が生ずると共に、粘弾性体２０の変形により振動エネルギが粘弾性体２０に吸収されることで、家具Ｆの揺れが低減される。

このように、制振装置１０は、主に粘弾性体２０が振動エネルギを吸収することで設置物の揺れを抑えるのであるが、この粘弾性体２０の性能は下記式（１）〜（３）により定義される。
Ｋｄ’＝（Ａ’／ｔ’）・Ｇ’ …（１）
Ｃｄ＝（η／２πｆ）・Ｋ_ｄ’ …（２）
Ｋ’＝（Ａ’／ｔ’）・Ｅ’ …（３）
ここで、Ｋｄ’は粘弾性体２０のせん断剛性、Ａ’は粘弾性体２０の水平方向（上板１２に平行な方向）の接着面積、ｔ’は粘弾性体２０の上下方向の厚み、Ｇ’は粘弾性体２０の貯蔵せん断剛性率である。Ｃｄは粘弾性体２０の粘性係数であり、ηは粘弾性体２０の損失係数であり、ｆは加振振動数である。Ｋ’は粘弾性体２０の垂直剛性であり、Ｅ’は粘弾性体２０の上下方向の貯蔵縦弾性率である。この貯蔵縦弾性率Ｅ’は、ポアソン比νを用いてＥ’＝３Ｇ’（１＋ν）で定義される。

上記（１）〜（３）から分かるように、粘弾性体２０の性能はその断面積Ａ’及び厚みｔ’に依存するので、当該断面積及び厚みが変化するということは、粘弾性体２０の性能（せん断剛性、粘性係数、及び垂直剛性）が変わるということである。したがって、粘弾性体２０の形状に関する設計時のパラメータＡ’，ｔ’を維持できれば、当該粘弾性体２０、ひいては制振装置１０の制振性能を維持することができる。

本実施形態では、粘弾性体２０よりもロッド４０の方が剛性が高くなるように制振装置１０が設計されている。ここで、ロッド４０の垂直剛性Ｋは、ロッド４０の水平方向の断面積Ａ、ロッド４０の高さｔ、ロッド４０の縦弾性率Ｅを用いて下記式（４）により定義される。
Ｋ＝（Ａ／ｔ）・Ｅ …（４）
そして、ロッド４０の垂直剛性Ｋは、例えば粘弾性体２０の垂直剛性Ｋ’の３倍以上であってもよい。すなわち、Ｋ≧３Ｋ’が成り立つように制振装置１０を構成してもよい。

このように、粘弾性体２０よりもロッド４０の方が剛性が高いので、設置物から受ける鉛直方向の荷重がそのロッド４０により受け止められる。これにより、その荷重による粘弾性体２０の変形（潰れ）が抑えられるので（言い換えれば、断面積や厚みで表される当該粘弾性体２０の形状が維持されるので）、設計された制振性能の低下を抑えることができる。

また、粘弾性体２０の下面及び上面がそれぞれ、当該粘弾性体２０よりも剛性が高い下板１１及び上板１２で覆われるので、鉛直方向の荷重による粘弾性体２０の変形（潰れ）を更に抑えて、設計された制振性能の低下をより確実に抑えることができる。この下板１１及び上板１２の形状も、水平方向の断面積Ａと、高さ（厚み）ｔとで定義できるので、ロッド４０と同様に垂直剛性を求めることができる。下板１１及び上板１２の垂直剛性はそれぞれ、ロッド４０と同様に、粘弾性体２０の垂直剛性の３倍以上であってもよい。

なお、本実施形態におけるねじ３０は省略可能である。

（第２実施形態）
次に、図５〜８を用いて、第２実施形態に係る制振装置１０Ａについて説明する。この制振装置１０Ａが第１実施形態における制振装置１０と異なる点は、支持体の形状と、ねじを設けないこと（図５参照）の二つである。本実施形態における他の構成は第１実施形態と同じなのでその説明を省略し、以下では、本実施形態特有の構成を説明する。

図６，７に示すように、下板１１及び上板１２により挟まれているドーナツ状の粘弾性体２０の貫通孔２１には、第１実施形態におけるロッド４０と同じ材料で作製された球体５０が収容されている。この球体５０の上端及び下端はそれぞれ上板１２及び下板１１に接しており、したがって、球体５０の径は貫通孔２１の高さと同じである。球体５０の側端は貫通孔２１の側面に接していてもよいし、当該側面から離れていてもよい。貫通孔２１に収容する球体５０の個数は、図７に示すように一つでもよいし、図８に示すように複数（例えば三つ）であってもよい。第１実施形態と同様に、球体５０の垂直剛性は粘弾性体２０の垂直剛性の３倍以上であってもよい。

制振装置１０Ａを介して設置面に物体を置いた場合には、揺れが発生すると、上板１２が球体５０との接点を中心に揺動して粘弾性体２０に垂直歪みが生じるか、上板１２が横力により側方にずれて粘弾性体２０にせん断歪みが生じる。そして、このような粘弾性体２０の変形により振動エネルギが粘弾性体２０に吸収されることで、設置物の揺れが低減される。

本実施形態においても、粘弾性体２０よりも球体５０の方が剛性が高いので、設置物から受ける鉛直方向の荷重がその球体５０により受け止められる。これにより、その荷重による粘弾性体２０の変形が抑えられるので、設計された制振性能の低下を抑えることができる。また、鉛直方向の荷重による粘弾性体２０の変形（潰れ）を下板１１及び上板１２により更に抑えて、設計された制振性能の低下をより確実に抑えることができる。

本実施形態では、球体５０を支持体として用いることで、支持体と下板１１及び上板１２との間に摩擦がほとんど生じなくなるので、粘弾性体２０のせん断歪みをその摩擦により阻害されることなく直ぐに引き出すことができる。その結果、より早い段階から振動エネルギが粘弾性体２０に吸収させることになり、その分、設置物の揺れをより抑えることが可能になる。

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、以下に示す図９〜１１は、図３，７，８に対応する横断面図である。

上記の各実施形態では粘弾性体の中央に貫通孔を形成してその中に支持体を収容したが、支持体の位置はこれに限定されない。例えば図９に示す制振装置１０Ｂも本発明の範囲内である。この制振装置１０Ｂでは、粘弾性体２０の周縁部に近い方に４個の貫通孔２１が形成され、各貫通孔に球体５０が収容されている。なお、この場合において、支持体はロッドでもよい。また、粘弾性体の中央及びその外側の位置（例えば図９に示す４箇所）の双方に貫通孔２１が形成されていてもよい。

上記の各実施形態では粘弾性体に貫通孔を形成してその中に支持体を収容したので、当該支持体の全側面が粘弾性体で覆われていたが、支持体と粘弾性体との位置関係はこれに限定されない。例えば図１０に示す制振装置１０Ｃも本発明の範囲内である。図１０（ａ）では、互いに切り離された４個の粘弾性体２０が下板１１の四隅に設けられ、中央に一本のロッド４０が設けられている。また、図１０（ｂ）では、相対する二つの粘弾性体２０の間に一本ずつロッド４０が設けられている。このように、互いに切り離された複数の粘弾性体を設置面に沿って並べて、その粘弾性体の間に支持体を設けてもよい。

あるいは、図１１に示す制振装置１０Ｄも本発明の範囲内である。この制振装置１０Ｄでは、中央に粘弾性体２０が設けられ、その外側に４本のロッド４０が設けられている。

なお、第１及び第２実施形態のような略円柱状の制振装置についても、図１０や図１１のような変形例を適用し得る。また、これらの図で示される変形例において、各ロッドは上板１２に固定されてもよいし、下板１１に固定されてもよい。

支持体の形状はロッドや球体に限定されない。例えば、円錐や四角錐などのような錐体の形をした支持体を採用してもよい。この場合には、その支持体は上板もしくは下板に溶接や接着などにより固定される。

上記第１実施形態では、制振装置１０を設置物に固定させるためにねじ３０を用いたが、同様の目的を達成するために他の機構を用いてもよい。例えば、上板の周縁部に複数のねじ穴を設け、そのねじ穴と、設置物に設けたねじ穴とを合わせてねじ留めすることでも、制振装置を設置物に固定させることができる。

下板及び上板のどちらか一方、あるいはこれらの双方を省略してもよい。例えば、１以上の粘弾性体と１以上の支持体とから成る制振装置も本発明の範囲内である。下板を省略した場合には、粘弾性体の下面は設置面に接着し、支持体の下端は設置面と接する。上板を省略した場合には、粘弾性体の上面は設置物の下面に接着し、支持体の上端は設置物の下面と接する。このような制振装置によっても、粘弾性体よりも支持体の方が剛性が高いので、設置物から受ける鉛直方向の荷重がその支持体により受け止められる。これにより、その荷重による粘弾性体の変形（潰れ）が抑えられるので、設計された制振性能の低下を抑えることができる。

図１２〜図１７に示すような制振装置１０の構造を採用してもよい。

図１２に示す制振装置１０Ｅは、設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられる粘弾性体２０と、上下方向に延びて粘弾性体２０と並ぶように設けられる球体５０を備えている。球体５０は、上述までの実施形態と同様に、粘弾性体２０よりも高い剛性を有している。制振装置１０Ｅは、粘弾性体２０の上下方向（厚み方向）における中間位置に設けられた中間プレート６０を更に備えている。また、中間プレート６０には、上下方向に延びる貫通孔６１が形成されており、球体５０が当該貫通孔６１の内側に配置される。この貫通孔６１は、中間プレート６０のうち、粘弾性体２０が設けられていない箇所に形成されているため、当該貫通孔６１の内側に配置された球体５０は、水平方向において粘弾性体２０と並ぶように設けられる。なお、以下の説明においては、Ｘ方向と、当該Ｘ方向と直交するＹ方向を水平面内に設定して説明を行う。

中間プレート６０は、上下方向から見て、各辺がＸ方向またはＹ方向と平行となるような矩形状の形状を有している。中間プレート６０は、鉄やアルミニウムなどの金属材料や、プラスチックなどにより作製される。中間プレート６０の剛性は、粘弾性体２０より高い。中間プレート６０の剛性は、球体５０よりも低くても高くても同じでもよい。中間プレート６０には、Ｙ方向における両端側の領域に、互いに切り離された一対の粘弾性体２０がそれぞれ設けられている。当該粘弾性体２０は、Ｘ方向の略全域に亘って延びるように長方形状に形成されている。中間プレート６０のＹ方向における中央位置には、粘弾性体２０が設けられていない領域Ｅが、Ｘ方向全域に亘って形成される。製造し易さのため、各粘弾性体２０は、その外縁部が中間プレート６０の外縁部よりも内側へ離間するように配置されている。ただし、離間することなく、一致していてもよい。一対の粘弾性体２０は、中間プレート６０の上面と下面の両方に設けられる。上面側の粘弾性体２０と下面側の粘弾性体２０は、上下方向から見たときに互いに重なるような形状・配置に設けられている。ただし、特性に影響しない限り、上面側の粘弾性体２０と下面側の粘弾性体２０は、上下方向から見たときに互いに重なっていなくともよく、それぞれ異なる形状・配置に設けられていてもよい。また、貫通孔６１が設けられる部分が確保されている限り、粘弾性体６０はどのような形状・配置としてもよく、互いに切り離された構成としても、貫通孔６１に対応する位置に貫通孔が設けられる構成としてもよい。

上面側の粘弾性体２０と下面側の粘弾性体２０の厚み（上下方向の大きさ）は、略同一に設定されている。ただし、特性に影響しない限り、異なる厚みであってもよい。中間プレート６０の上下方向における位置は特に限定されないが、制振装置１０Ｅ上に物体が置かれたときに（図１３に示す状態）、貫通孔６１が球体５０の上下方向における中央位置、または中央位置付近を支持できるように設定されてよい。なお、粘弾性体２０の厚みは、上端に物体が置かれて圧縮される際に、当該物体の下面（または、上板が介在しているときは当該上板の下面）と球体５０が接触する厚みに設定されている。

中間プレート６０の貫通孔６１は、粘弾性体２０が設けられていない領域Ｅに形成されている。貫通孔６１は、Ｘ方向に平行に延びる長円状の形状を有している。貫通孔６１は、中間プレート６０のＸ方向及びＹ方向における中央位置に配置されている。貫通孔６１は、Ｘ方向に沿って並べられた複数の球体５０を、内側に配置可能である。本実施形態では、球体５０は５つ配置されているが、数は限定されない。また、両端部が半円状に形成された長円状の貫通孔６１でなく、長方形状の貫通孔６１であってもよい。

貫通孔６１は、制振装置１０Ｅが振動する際に、球体５０の移動をガイド可能な程度の大きさに設定されていてよい。貫通孔６１は、振動の際に球体５０が所定の範囲内で転がり移動するように、球体５０の移動範囲を規制可能な大きさに設定されていてよい。貫通孔６１は、振動時に、中間プレート６０の動きに追従して球体５０が移動するような大きさに設定してもよい。貫通孔６１が小さすぎる場合、内側に球体５０を配置する作業が行い難くなると共に、球体５０の転がりが阻害されるため、貫通孔６１の内面と球体５０の間には僅かにギャップが形成されていてよい。一方、当該ギャップが大きすぎる場合は、振動時に貫通孔６１内の各球体５０が散らばってしまうため、貫通孔６１内での複数の球体５０の配列が維持される程度の大きさのギャップに設定してよい。具体的には、貫通孔６１の内面のうち、Ｙ方向に対向する一対の内面６１ａ、６１ｂ同士の離間距離は、球体５０の直径より大きい。また、Ｘ方向の両端位置における内面６１ｃ、６１ｄ同士の離間距離は、全球体５０の直径の合計より大きい。

粘弾性体２０の球体５０側の端部２０ａは、上下方向から見て、中間プレート６０の貫通孔６１の内面よりも球体５０から離れている。すなわち、上下方向からみて、粘弾性体２０の端部２０ａが貫通孔６１の内側へ入り込んでおらず、粘弾性体２０の端部２０ａが貫通孔６１の内面と一致していない。これによって、球体５０と粘弾性体２０との接触がより確実に抑制される。本実施形態では、Ｘ方向においては、貫通孔６１の内面６１ｃ、６１ｄよりも外側には、粘弾性体２０は配置されていない。Ｙ方向においては、内面６１ａ、６１ｂよりも外側に、粘弾性体２０の端部２０ａが配置されている。上下方向から見たときの貫通孔６１の内面６１ａ、６１ｂと粘弾性体２０の端部２０ａとの間の離間距離は、特に限定されないが、振動時に粘弾性体２０が最も大きく変形した場合（更に、球体５０が貫通孔６１内において、最も粘弾性体２０に近づいた場合）であっても、粘弾性体２０と球体５０が接触しない程度の大きさに設定してよい。なお、粘弾性体２０を貫通孔６１から大きく離してよい。

図１３に示すように、制振装置１０Ｅを介して設置面Ｂに物体Ｆを置いた場合には、揺れが発生すると、粘弾性体２０の上端が側方にずれて粘弾性体２０にせん断歪みが生じる。そして、このような粘弾性体２０の変形により振動エネルギが粘弾性体２０に吸収されることで、設置物Ｆの揺れが低減される。なお、物体Ｆが球体５０との接点を中心に揺動して粘弾性体２０に垂直歪みが生じる場合も、粘弾性体２０は振動エネルギを吸収できる。

本実施形態においても、粘弾性体２０よりも球体５０の方が剛性が高いので、物体Ｆから受ける鉛直方向の荷重がその球体５０により受け止められる。これにより、その荷重による粘弾性体２０の変形が抑えられるので、設計された制振性能の低下を抑えることができる。

また、本実施形態では、球体５０を支持体として用いることで、（例えば、支持体と下板１１、上板１２、物体Ｆ、設置面Ｂなどとの間に生じるような摩擦がないため）粘弾性体２０のせん断歪みをその摩擦により阻害されることなく直ぐに引き出すことができる。その結果、より早い段階から振動エネルギが粘弾性体２０に吸収させることになり、その分、設置物の揺れをより抑えることが可能になる。

また、本実施形態では、球体５０がＸ方向に複数並べられているため、粘弾性体２０は、Ｘ方向において広い範囲に亘って、剛性の高い球体５０に支持される。また、支持体として複数のロッドをＸ方向に複数並べた場合は摩擦が大きくなるが、本実施形態では転がり可能な球体５０を複数並べているため、摩擦も生じない。従って、図１３に示すようなＸ方向の揺れが生じたときに、粘弾性体２０のせん断歪みによる変形が安定する。これによって、制振装置１０Ｅの安定した制振性能を維持することができる。

そして、本実施形態では、制振装置１０Ｅが中間プレート６０を備え、当該中間プレート６０の貫通孔６１の内側に球体５０が配置されている。従って、球体５０が散らばることなく、Ｘ方向に並べられた配列が維持された状態で転がることができる。このように中間プレート６０の貫通孔６１が、複数の球体５０のガイドとして機能することにより、更に制振性能を維持することができる。

また、上下方向から見て、粘弾性体２０の球体５０側の端部は、中間プレート６０の貫通孔６１の内面よりも球体５０から離れている（なお、本実施形態では、振動方向であるＸ方向には、貫通孔６１より外側に粘弾性体２０が存在していない）。球体５０は、貫通孔６１の内面によって移動範囲が規制されていると共に、粘弾性体２０の端部は貫通孔６１の内面よりも離れているため、球体５０が粘弾性体２０と接触することがより確実に抑制される。粘弾性体２０の表面は粘着性を有するため、球体５０と接触した場合は、粘弾性体２０の変形動作に影響が及ぼされる場合があるが、本実施形態では、当該接触が抑制されることにより、粘弾性体２０の変形動作をスムーズにすることができる。これによって、制振装置１０Ｅの安定した制振性能を維持することができる。

また、中間プレート６０は、厚み方向における中途位置で粘弾性体２０を支持することができるため、粘弾性体２０の中継板として機能することができる。従って、より大きな振動を抑制できるように粘弾性体２０の厚みを大きくした場合でも、中間プレート６０が当該粘弾性体２０を支持することにより、安定した制振性能を維持することができる。

貫通孔６１の形状や数は特に限定されない。図１４（ａ）に示す制振装置１０Ｆの貫通孔６１は、複数の球体５０を支持できる長円状のものではなく、一つ一つの球体５０を個別に支持可能な複数の貫通孔によって構成されている。すなわち、中間プレート６０には、円形の貫通孔６１がＸ方向に沿って一定間隔で設けられている。なお、複数の球体５０を支持する貫通孔６１を複数設けてもよい。

また、中間プレート６０の貫通孔６１の内側に配置される支持体の形状も特に限定されない。支持体は、中間プレート６０の貫通孔６１に配置したときの配列方向（実施形態では、Ｘ方向）に転がることができる形状であってよい。例えば、図１４（ｂ）に示すように、支持体として、Ｙ方向に延びる円柱体７０を採用してもよい。円柱体７０は、中心軸線がＹ方向に平行となるように、Ｘ方向に沿って複数並べられる。

また、粘弾性体２０の配置や、球体５０の配置は特に限定されない。図１５に示す制振装置１０Ｇの中間プレート６０は、下板１１及び上板１２に挟まれた粘弾性体２０を備え、当該粘弾性体２０の上下方向における中間位置に中間プレート６０を備えている。この制振装置１０Ｇの中間プレート６０は、Ｙ方向に延びる長円状の貫通孔６１Ａと、当該貫通孔６１Ａに対してＸ方向の両側に隣り合うように形成された円形の貫通孔６１Ｂを有している。これによって、制振装置１０Ｈは、Ｘ方向に複数並べられた球体５０を備えると共に、Ｙ方向にも複数並べられた球体５０を備えることができる。これによって、Ｘ方向及びＹ方向のいずれの方向に対する振動であっても、安定した制振性能を得ることができる。Ｘ方向及びＹ方向の両方に球体５０が並べられるため、切り離された粘弾性体２０同士の間の距離は大きくなり、中間プレート６０の領域Ｅが広くなる。粘弾性体２０同士の間の距離が大きくなっても、球体５０は、貫通孔６１Ａ、６１Ｂに支持されることによって散らばることなく、配列を維持した状態で、定められた移動範囲内で移動することができる。このように、粘弾性体２０を設ける位置によらず、貫通孔６１Ａ、６１Ｂで球体５０を支持することが可能となるため、中間プレート６０を採用することによって、粘弾性体２０の配置設定の自由度が向上し、適用対象に応じて最適な制振装置の設計を行うことができる。

球体５０は所定の方向に複数並べられていなくともよい。図１６に示す制振装置１０Ｈは、中心位置に円形の貫通孔２１を有するドーナツ状の粘弾性体２０を備え、当該粘弾性体２０の上下方向の中間位置に、中間プレート６０を備えている。当該中間プレート６０は、中心位置に円形の貫通孔６１を有するドーナツ状の形状を有している。粘弾性体２０と中間プレート６０とは、中心軸線が一致するように配置されている。球体５０は、貫通孔２１、６１の内側に配置されている。粘弾性体２０の貫通孔２１よりも中間プレート６０の貫通孔６１の方が直径が小さい。これにより、上下方向から見て、粘弾性体２０の球体５０側の端部（すなわち貫通孔２１の内面）は、中間プレート６０の貫通孔６１の内面よりも球体５０から離れている。径方向における貫通孔６１の内面と、貫通孔２１との間の離間距離は、振動時に粘弾性体２０が最も大きく変形した場合（例えば、図１７（ｂ）に示す状態）であっても、粘弾性体２０と球体５０が接触しない程度の大きさに設定してよい。

ここで、図１７を参照して、中間プレート６０を備える制振装置１０Ｈと、中間プレート６０を有さない制振装置１０Ａの比較を行う。なお、制振装置１０Ａ、１０Ｈは、下板１１及び上板１２を有しているが、無くてもよい。図１７（ａ）に示すように、中間プレート６０を有さない制振装置１０Ａにおいては、粘弾性体２０の貫通孔２１の内面と、球体５０との間のギャップを一定量確保することによって、振動時に粘弾性体２０が変形すると共に球体５０が貫通孔２１内で移動しても、粘弾性体２０が球体５０と接触しないようにすることができる。これにより、粘弾性体２０の変形動作をスムーズにすることができ、安定した制振性能を維持することができる。

図１７（ｂ）に示すように、制振装置１０Ｈは、制振装置１０Ａに対して、中間プレート６０を追加した構成を有している。制振装置１０Ｈでは、球体５０が中間プレート６０の貫通孔６１の内側に配置されているため、振動時に球体５０が粘弾性体２０の貫通孔２１内で移動する際の移動範囲を一定範囲内に規制することができる。更に、粘弾性体２０の変形に伴い、当該変形に追従するように中間プレート６０が移動し、当該中間プレート６０に追従するように球体５０も移動する。すなわち、振動によって粘弾性体２０の上端側が一の方向へ移動すると、中間プレート６０も追従して同方向へ移動し、貫通孔６１で支持される球体５０も追従して同方向へ移動する。従って、粘弾性体２０の貫通孔２１の上端付近が球体５０に近接するような変形が生じても、球体５０は当該粘弾性体２０の近接から逃げることができる。これによって、制振装置１０Ｈでは、球体５０と粘弾性体２０の接触を、制振装置１０Ａよりも更に確実に抑制することが可能となる。また、制振装置１０Ｈでは、制振装置１０Ａに比して、球体５０と粘弾性体２０の貫通孔２１との間のギャップを小さく設定しても、球体５０と粘弾性体２０の接触を抑制することができる。

なお、上述の実施形態では中間プレート６０は一枚のプレートから構成されており、貫通孔６１は当該一枚のプレートに形成された孔によって構成されている。ただし、中間プレート６０が複数のプレートを組み合わせて構成されていてよく、貫通孔６１は当該複数のプレートで囲まれた領域に形成されていてもよい。例えば、図１２に示す制振装置１０Ｅにおいて、Ｙ方向における一方の粘弾性体２０が設けられるプレートと、他方の粘弾性体２０が設けられるプレートとが別体のプレートであり、各プレートのＸ方向における両端側が、小さいプレートでそれぞれ連結されることにより（すなわち、図１２（ａ）の領域Ｅに該当する部分が別体のプレート片で構成される）、一の中間プレート６０が形成されてよい。４つのプレートで囲まれる領域を貫通孔６１としてよい。また、中間プレート６０は全領域で厚みが一定でなくともよい。例えば、貫通孔６１の周辺だけ厚みが厚くても（または薄くしても）よい。

また、上述の実施形態では、厚み方向に一の中間プレート６０が設けられている例について説明したが、中間プレート６０が厚み方向に複数設けられていてもよい。例えば、図１８に示すように、制振装置１０Ｋは、粘弾性体２０の中間位置に二つの中間プレート６０を備えている。各中間プレート６０は、厚さ方向に互いに平行に対向するように、同形状・同位置に配置されている。下側の中間プレート６０の下面に一層目に係る粘弾性体２０が設けられ、一対の中間プレート６０の間に二層目に係る粘弾性体２０が設けられ、上側の中間プレート６０の上面に三層目に係る粘弾性体２０が設けられる。各粘弾性２０の厚みは、特に限定されないが、略同一であってよい。球体５０は、上述で説明した実施形態で用いられているものよりも直径が大きく、二つの中間プレート６０の貫通孔６１で支持されている。このように、粘弾性体２０が三層設けられていることにより、制振装置１０Ｋの装置全体としての粘弾性体２０の厚みを大きくすることができる。また、装置全体としての粘弾性体２０の厚みを大きくする場合に、一層あたりの粘弾性体２０の厚みを大きくし過ぎると、性能に影響が及ぼされる可能性がある。しかしながら、複数の中間プレート６０で支持することにより、装置全体としての粘弾性体２０の厚みは大きくしつつも、各層における粘弾性体２０の厚みを好適な大きさとすることができる。以上により、安定した制振性能を維持することができる。なお、図１８に示す制振装置１０Ｋは、図１６に示す制振装置１０Ｈに対して、厚み方向に複数の中間プレート６０を設けた変形例であるが、制振装置１０Ｅ〜１０Ｇの構成に対して複数の中間プレート６０を設けてもよい。また、図１８に示すように、粘弾性体２０を三層として中間プレート６０を二つ設ける構造に限らず、更に粘弾性体２０の層数を増やして中間プレート６０を増やしてもよい。

上述の実施形態では、減衰部材として粘弾性体を例示したが、これに限らず、ゴム材などを採用してもよい。なお、減衰部材とは、部材自身が変形することによって振動エネルギを吸収することができるものである。例えば、摩擦ダンパの摩擦材のように、他の部材との関わりによって振動を減衰させるものは、減衰部材に含まれない。また、スプリングのように、部材自身が変形するが、当該変形によって振動エネルギを吸収することを主たる目的としていないものも、減衰部材には含まれない。

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｋ…制振装置、１１…下板、１２…上板、２０…粘弾性体（減衰部材）、２１…貫通孔、４０…ロッド（支持体）、５０…球体（支持体）、６０…中間プレート、６１…貫通孔、Ｂ…床（設置面）、Ｆ…家具（設置面上に置かれた物体）。

Claims (18)

1. 設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられた粘弾性体と、
   前記粘弾性体の上端から下端に亘って該粘弾性体と並ぶように設けられ、該粘弾性体よりも高い剛性を有する支持体とを備える制振装置。
2. 前記粘弾性体には、前記下端から前記上端にかけて延びる貫通孔が形成されており、
   前記支持体が前記貫通孔に収容されている、請求項１に記載の制振装置。
3. 前記貫通孔が前記粘弾性体の中央に形成されている、請求項２に記載の制振装置。
4. 前記粘弾性体には複数の前記貫通孔が形成されており、
   前記支持体が各貫通孔に収容されている、請求項２に記載の制振装置。
5. 前記支持体が、前記粘弾性体の上端から下端に亘って延びるロッドである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振装置。
6. 前記支持体が球体である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振装置。
7. 前記設置面と前記物体との間には、互いに切り離された複数の前記粘弾性体が該設置面に沿って並んで設けられており、
   前記支持体が、前記複数の粘弾性体の間に設けられている、請求項１に記載の制振装置。
8. 前記支持体が、前記粘弾性体の外側に設けられている、請求項１に記載の制振装置。
9. 前記支持体が、前記粘弾性体の上端から下端に亘って延びるロッドである、請求項７又は８に記載の制振装置。
10. 前記粘弾性体の前記下端を覆う下板と、該粘弾性体の前記上端を覆う上板とのうちの少なくとも一つの板を更に備え、
    前記少なくとも一つの板が前記粘弾性体よりも高い剛性を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の制振装置。
11. 前記下板と前記上板とを備え、
    前記下板及び前記上板の双方が前記粘弾性体よりも高い剛性を有する、請求項１０に記載の制振装置。
12. 前記上板に、前記物体に形成されたねじ穴と螺合するためのねじが設けられている、請求項１１に記載の制振装置。
13. 前記支持体が金属材料又はプラスチックから成る、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の制振装置。
14. 設置面と、該設置面上に置かれた物体との間に設けられた減衰部材と、
    上下方向に延びて前記減衰部材と並ぶように設けられ、該減衰部材よりも高い剛性を有する支持体とを備える制振装置。
15. 前記減衰部材の前記上下方向における中間位置に設けられた中間プレートを更に備え、
    前記中間プレートには、前記上下方向に延びる貫通孔が形成されており、
    前記支持体が前記貫通孔の内側に配置され、
    前記上下方向から見て、前記減衰部材の前記支持体側の端部は、前記貫通孔の内面よりも前記支持体から離れている、請求項１４に記載の制振装置。
16. 前記支持体は、一の方向に沿って複数並べられている、請求項１４または請求項１５に記載の制振装置。
17. 前記支持体が球体である、請求項１４〜１６の何れか一項に記載の制振装置。
18. 前記支持体が、前記上下方向と直交する方向へ延びる円柱体である、請求項１４〜１６の何れか一項に記載の制振装置。
    

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