JP2014159689A

JP2014159689A - 制振装置および制振装置を備えた建物

Info

Publication number: JP2014159689A
Application number: JP2013030267A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Tsuji; 靖彦辻; Yasuki Momono; 泰樹百野
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2014-09-04

Abstract

【課題】良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得る。
【解決手段】シリンダ１１内の所定経路１２を通過する粘性体１３の流体抵抗によって、建物１の振動に対する減衰力を生じる制振装置であって、シリンダ１１内のピストンヘッド１５をピストン前後に貫通し、ピストン１４への引張力作用時に閉塞して粘性体１３による流体抵抗を増加させ、ピストン１４への圧縮力作用時に開放して粘性体１３による流体抵抗を減少させる、一方向弁１９を備えるよう制振装置１０を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、制振装置および制振装置を備えた建物に関するものであり、具体的には、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得る技術に関する。

地震の多い我が国にあっては耐震設計の考え方も時代と共に変遷、進化している。そうした中でオイルダンパーを用いた制振装置は、温度依存性や繰り返し依存性の少ない特長の下、速度に比例した減衰特性を示し、風揺れ程度の比較的軽微な振動から大地震など大規模な振動に至るまで広範な振動に対して適用可能である。

このようなオイルダンパーを用いた制振装置に関する技術としては、以下のような技術が提案されている。すなわち、十分な減衰作用の下、細いブレースも採用可能とする柱梁架構における制振装置として、弾性材からなる有底筒状のパイプと、パイプ内に充填した圧縮剛性の高い剛体とでブレースを構成し、パイプに引張り方向の初期張力を付与すると共に剛体に圧縮力を付与した制振装置（特許文献１参照）などが提案されている。

また、地震等の外力作用時、柱梁架構に回転モーメントが発生させないようにすると共に水平方向の入力を十分に減衰し、且つ上下方向の荷重に対しても減衰効果を発揮する制振装置として、柱梁架構内の対角線上にそれぞれブレースと減衰器とを直列に接続した減衰装置を配設し、当該減衰装置の両端をそれぞれ柱材と梁材との交叉部に球面軸受又はピンを介して結合させたことを特徴とする制振装置（特許文献２参照）なども提案されている。

また、既存躯体にブレースを後付けして躯体を耐震補強する際に、ベースプレートに作用する引き抜き力を軽減し、躯体の損傷を最小限に抑える技術として、柱と梁からなるフレームに、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを同一構面内の２方向に架設し、各ダンパー一体型ブレースの両端部を前記フレームに定着されたベースプレートに連結した耐震架構において、各ダンパー一体型ブレースは圧縮力を負担したときにダンパーが減衰力を発生しながら抵抗力を発揮し、引張力を負担したときにはダンパーが圧縮力を負担したとき程の減衰力を発生しないダンパー一体型ブレースを用いた耐震架構（特許文献３参照）なども提案されている。

特開２００２−４７８２９号公報特開２０００−５４６７７号公報特開２００５−１２６８９４号公報

従来の制振装置においては、建物の振動をオイルダンパーに伝達するために、Ｈ形鋼や鋼管などの高い剛性を備える鋼材で建物とオイルダンパーの間を固定し、振動による引張と圧縮の両方に対処する必要がある。このような構造の制振装置を採用する場合、建物の躯体や柱梁架構において、相応のサイズを備えたプレート材やボルト等の施工と、これらプレート材等と鋼材との結合が必要となり、建物の構造や仕様によっては設置領域を確保出来ず、制振装置の設置自体が困難となる場合もある。また、制振装置の設置は可能であるとしても、設置場所が狭い領域に限定されてしまい、設計の自由度が阻害されると共に、所望の制振性能を達成するために別途の追加的手当てを要する状況が生じる場合もある。

そこで本発明は、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得る技術の提供を目的とする。

上記課題を解決する制振装置は、シリンダ内の所定経路を通過する粘性体の流体抵抗によって、建物の振動に対する減衰力を生じる制振装置であって、前記シリンダ内のピストンヘッドをピストン前後に貫通し、ピストンへの引張力作用時に閉塞して前記粘性体による流体抵抗を増加させ、ピストンへの圧縮力作用時に開放して前記粘性体による流体抵抗を減少させる、一方向弁を備えることを特徴とする。

これによれば、制振装置たるダンパーに対して圧縮力を伝達する必要が無くなり、主として引張に対してのみ有効に抵抗する小径の部材（例：鋼棒等）にて、建物と制振装置とを接続することが可能となる。このように、建物と制振装置との接続用の部材を従来よりも小サイズ化することで、制振装置の設置領域を減ずることも可能となり、制振装置の設置自由度、ひいては建物やその制振構造の設計自由度が高まることとなる。従って、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得ることが可能となる。

なお、上述の制振装置において、ピストンヘッドをピストン後方に引き寄せる弾性体を備えるとしてもよい。これによれば、制振装置たるダンパーに対し圧縮力が作用した際に、一方向弁の開放による減衰抵抗減少とあわせてピストン軸に生じる圧縮力を軽減することができる。また、ピストン後方へのピストンヘッドの移動がより円滑、迅速なものとなる。

また、上述の制振装置において、所定引張を付与した状態の弾性体を、シリンダ内のピストン後方に備えるとしてもよい。これによれば、これによれば、ピストン軸に生じる圧縮力を軽減することができる。また、ピストン後方へのピストンヘッドの移動がより円滑、迅速なものとなる。

また、上述の制振装置において、所定圧縮を付与した状態の弾性体を、シリンダ内のピストン前方に備えるとしてもよい。これによれば、ピストン軸に生じる圧縮力を軽減することができる。また、ピストン後方へのピストンヘッドの移動がより円滑、迅速なものとなる。

また、上述の制振装置において、所定引張を付与した状態の弾性体を、ピストン前方のシリンダ外において、シリンダ端部とピストン軸との間に備えるとしてもよい。これによれば、各種機構が稼動しオイルが封入されたシリンダ内に弾性体を配置する場合と比べて、簡便な設置構造で、ピストン軸に生じる圧縮力の軽減、ピストン後方へのピストンヘッドの円滑、迅速な移動を図ることができる。

また、上述の制振装置において、当該制振装置の設置対象たる建物とピストン軸との間を、索状体（例：ワイヤーや鎖）により連結してなるとしてもよい。これによれば、設置対象の建物における構造に応じて、制振装置が視認されにくいよう、或いは、所定の構造や設置物を回避するように索状体を滑車等で屈曲させるなど適宜変形させて配置し、建物とピストン軸との間を自在に連結することが可能となる。従って、制振装置の設置自由度、ひいては建物やその制振構造の設計自由度が更に高まることとなる。また、制振装置たるダンパーに対し圧縮方向の力が作用しようとしても、索状体が自在に屈曲してこれを吸収することが可能であり、圧縮力がほぼ作用しない制振装置たるダンパーの小型化を図ることも出来る。

また、本発明の制振装置を備えた建物は、シリンダ内の所定経路を通過する粘性体の流体抵抗によって、建物の振動に対する減衰力を生じる制振装置であって、前記シリンダ内のピストンヘッドをピストン前後に貫通し、ピストンへの引張力作用時に閉塞して前記粘性体による流体抵抗を増加させ、ピストンへの圧縮力作用時に開放して前記粘性体による流体抵抗を減少させる、一方向弁を備える制振装置を、建物における所定部材間に設置してなることを特徴とする。

本発明によれば、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得られる。

本実施形態における制振装置の構成例１を示す図である。本実施形態における制振装置の構成例２を示す図である。本実施形態における制振装置の構成例３を示す図である。本実施形態の制振装置における動作遷移例１を示す図である。本実施形態の制振装置における動作状況例１を示すグラフである。本実施形態における制振装置の設置形態例１を示す図である。本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例１を示すグラフである。本実施形態における制振装置の設置形態例２を示す図である。本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例２を示すグラフである。本実施形態における制振装置の構成例４を示す図である。本実施形態における制振装置の構成例５を示す図である。本実施形態における制振装置の構成例６を示す図である。本実施形態の制振装置における動作遷移例２を示す図である。本実施形態の制振装置における動作状況例２を示すグラフである。本実施形態における制振装置の設置形態例３を示す図である。本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例３を示すグラフである。本実施形態における制振装置の設置形態例４を示す図である。本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例４を示すグラフである。

以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１〜図３は本実施形態における制振装置の構成例１〜３をそれぞれ示す図である。本実施形態の制振装置１０は、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得られる装置であり、制振装置１０は、制振対象となる建物１の柱梁架構など適宜な設置箇所２の間に設置される。この制振装置１０は、シリンダ１１内の所定経路たるオリフィス１２を通過する粘性体たるオイル１３の流体抵抗によって、建物１の振動に対する減衰力を生じる制振用のオイルダンパーである。

なお、オイルダンパーとしては、リニア型およびバイリニア型が存在する。リニア型のオイルダンパーにおける減衰力Ｆは、減衰係数Ｃとピストン速度Ｖの積で表される。また、バイリニア型のオイルダンパーにおける減衰力Ｆは、一定速度までは速度比例で増加するが、一定速度以上では発生減衰力の増加率が小さくなっている。本実施形態では、説明の簡便化のためリニア型のオイルダンパーを制振装置１０として採用した例について説明を行うものとするが、バイリニア型のオイルダンパーを採用してもよい。

本実施形態の制振装置１０においては、シリンダ１１内のピストンヘッド１５をピストン前後の前室１６、後室１７に貫通し、オイル１３の流体抵抗を制御する一方向弁１９を備えており、前部支点２６を介したピストン軸１８への引張力作用時に閉塞してオイル１３による流体抵抗を（開放時に比べて）増加させ、前部支点２６を介したピストン軸１８への圧縮力作用時に開放して（オリフィス１２以外のオイル流路を増加させ）オイル１３による流体抵抗を減少させる機能を有している。この場合、ピストン後方のシリンダ１１の端部は、後部支点２５を介して建物１の設置箇所２に固定されている。なお、一方向弁１９としては、既存のものを採用すればよい。

また、上述の制振装置１０は、ピストンヘッド１５をピストン後方に引き寄せる弾性体たるバネ２０を備えている。このバネ２０は、図１にて示すように、通常の無荷重状態ではなく、所定距離だけ延長した状態で、シリンダ１１の後室１７の端部とシリンダヘッド１５との間に設置される。制振装置１０が、こうしたバネ２０を備える場合、ピストン軸１８に対し圧縮力が作用した際に、上述した一方向弁１９の開放による減衰抵抗減少とあわせて、ピストン軸１８に作用する圧縮力を軽減し、バネ２０の縮み動作によって、ピストン後方へのピストンヘッド１５の移動がより円滑、迅速なものとなる。

従って上述の構成であれば、建物１における設置箇所２の間が狭まる、すなわち制振装置１０に圧縮力が作用するタイミングでは、圧縮力に対して過大に抵抗せずに迅速にピストンヘッド１５を移動させる一方、次の振動周期で設置箇所２の間が広がる、すなわち制振装置１０に引張力が作用するタイミングでは、引張力に対して所定の流体抵抗とバネ２０の抵抗にて確実に対抗し、建物１の振動を減衰させていくことが可能となる。

このように、制振装置１０に対して圧縮力を伝達する必要が無いため、主として引張に対してのみ有効に抵抗する小径の部材（例：鋼棒等）にて、建物１の設置箇所２と、制振装置１０における前部支点２６との間を接続することが可能となる。建物１の設置箇所２と制振装置１０との接続用の部材を従来よりも小サイズ化することで、制振装置１０の設置領域を減ずることも可能となり、制振装置１０の設置自由度、ひいては建物１やその制振構造の設計自由度が高まることとなる。

なお、図２にて示す制振装置１０のごとく、所定圧縮を付与した状態のバネ２０を、シリンダ１１内の前室１６に備えるとしてもよい。このバネ２０は、図２にて示すように、シリンダ１１の前室１６の端部とシリンダヘッド１５との間に設置される。制振装置１０が、こうしたバネ２０を備える場合、ピストン軸１８に対し圧縮力が作用した際に、上述した一方向弁１９の開放による減衰抵抗減少とあわせて、ピストン軸１８に作用する圧縮力を軽減し、バネ２０の膨張動作によって、ピストン後方へのピストンヘッド１５の移動がより円滑、迅速なものとなる。

また、図３にて示す制振装置１０のごとく、所定引張を付与した状態のバネ２０を、ピストン前方のシリンダ１１外において、シリンダ端部２１と、ピストン軸１８の板状体２４との間に備えるとしてもよい。制振装置１０が、こうしたバネ２０を備える場合、ピストン軸１８に対し圧縮力が作用した際に、上述した一方向弁１９の開放による減衰抵抗減少とあわせて、ピストン軸１８に作用する圧縮力を軽減し、バネ２０の縮み動作によって、ピストン後方へのピストンヘッド１５の移動がより円滑、迅速なものとなる。また、各種機構が稼動しオイル１３が封入されたシリンダ１１内にバネ２０を配置する場合と比べて、簡便な設置構造で、ピストン後方へのピストンヘッド１５の円滑、迅速な移動と、ピストン軸１８に作用する圧縮力の軽減を図ることができる。

図４は本実施形態の制振装置における動作遷移例１を示す図であり、図５は本実施形態の制振装置における動作状況例１を示すグラフである。続いて、本実施形態の制振装置１０が動作する際の、建物１の変位Ｄ、ピストンヘッド１５の速度Ｖ、制振装置１０におけるバネ２０の復元力Ｆ（Ｄ）、制振装置１０を構成するオイルダンパーの減衰力Ｆ（Ｖ）、及び、復元力Ｆ（Ｄ）と減衰力Ｆ（Ｖ）の合算値、の遷移について説明する。

まず、状態（０）、すなわち、建物１での振動発生時における、上述の前部支点２６の位置（建物１の設置箇所２）を原点とする。この時点で生じた振動は、ピストン軸１８への引張力が作用する方向の振動であるとする。この場合、図５の各グラフ５００〜５４０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位はまだ生じておらず、変位Ｄは「０」である一方、ピストンヘッド１５の速度Ｖは最大値、バネ２０はあまり延びていないため復元力Ｆ（Ｄ）は所定の低い値、一方向弁１９が閉塞状態での前室１６の容積最大となっているため減衰力Ｆ（Ｖ）は最大値、となる。復元力Ｆ（Ｄ）と減衰力Ｆ（Ｖ）の合算値は、上述した、所定の低い値をとる復元力Ｆ（Ｄ）と、最大値をとる減衰力Ｆ（Ｖ）との合算値となる。

続いて、上述の状態（０）から所定時間が経過した状態（１）では、上述の振動に由来する引張力によってピストン軸１８がシリンダ１１から引き出され、前部支点２６の位置は、上述の原点から紙面右側に移動している。この場合、図５の各グラフ５００〜５４０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は所定値（グラフ５００における（１）の位置）まで増大し、ピストンヘッド１５の速度Ｖは最大値から幾分減少した値、バネ２０は延びたため復元力Ｆ（Ｄ）は状態（０）の時よりも幾分増大した値、前室１６の容積が状態（０）の時よりも幾分減少したため減衰力Ｆ（Ｖ）も最大値から幾分減少した値、となる。

次に、上述の状態（１）から所定時間が経過した状態（２）では、上述の振動の最大振幅時点に対応した状態となり、ピストン軸１８がシリンダ１１から更に引き出され、前部支点２６の位置は、上述の振動の周期中においては最も原点から離れて紙面右側に移動した状態となる。この場合、図５の各グラフ５００〜５４０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は最大値（グラフ５００における（２）の位置）、ピストンヘッド１５の速度Ｖは「０」、バネ２０は（上述の振動の周期中において）最大限延びたため復元力Ｆ（Ｄ）は最大値、前室１６の容積が（上述の振動の周期中において）最大限減少したため減衰力Ｆ（Ｖ）は「０」、となる。

次に、上述の状態（２）から所定時間が経過した状態（３）では、振動の方向がピストン軸１８を圧縮する方向に変化した時点の状態となる。この場合、ピストン軸１８は、状態（２）の時から転じて、シリンダ１１内に押し込まれ、前部支点２６の位置は、状態（２）の時よりも原点に接近した状態となる。この場合、図５の各グラフ５００〜５４０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は最大値から幾分減少した値（グラフ５００における（３）の位置）、ピストンヘッド１５の速度Ｖは、状態（２）と逆方向に幾分増加した値、バネ２０は最大限延びた状態から幾分縮まったため復元力Ｆ（Ｄ）は最大値から幾分減少した値、一方向弁１９は開放された状態となり、前室１６と後室１７とは挿通状態となってオイル１３の流体抵抗が小さくなったため減衰力Ｆ（Ｖ）は「０」のままとなる。

続いて、上述の状態（３）から所定時間が経過した状態（４）では、上述の圧縮方向の振動に由来する圧縮力によってピストン軸１８がシリンダ１１内に更に押し込まれ、前部支点２６の位置は、上述の原点から紙面左側に移動している。この場合、図５の各グラフ５００〜５４０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の圧縮方向の変位は所定値（グラフ５００における（４）の位置）まで増大し、ピストンヘッド１５の圧縮方向の速度Ｖは「０」から幾分増加した値、バネ２０は状態（３）の時よりも縮まってほぼ限界まで圧縮されたため復元力Ｆ（Ｄ）はほぼ「０」、一方向弁１９は開放された状態のままであり、減衰力Ｆ（Ｖ）は状態（３）の時点から変化無く「０」のままとなる。

図６は本実施形態における制振装置の設置形態例１を示す図であり、図７は本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例１を示すグラフである。次に、上述の制振装置１０を建物１における柱梁架構に設置した形態と、その場合の荷重−変位関係について説明する。図６に示すように、建物１において柱４の間に梁３が架設された部位に対し、制振装置１０をブレース３０と一体にして設置し、梁３を紙面右方向に揺すろうとする振動（図６中の矢印）が発生したとする。この振動により、柱４と梁３が互いに固定された支点２Ａを介した引張力がブレース３０を介して制振装置１０に作用することとなる。こうした作用時における制振装置１０の挙動については既に上述した通りである。この時の制振装置１０における荷重−変位関係は、図７のグラフ５５０にて示すように、圧縮方向の変位のみに対応した半円状のグラフとなり、変位発生時に最大であった減衰力と復元力の合算値が徐々に減じていく範囲（円弧部分）と、変位が限界まで高まった後に、バネ２０によりピストンヘッド１５が後室１７に向け迅速に引き戻される範囲（直線部分）とで、関係が構成されることがわかる。

なお、図８にて示すように、制振装置１０と一体になったブレース３０Ａ、３０Ｂを同じ柱梁架構にて、たすき掛けで設置する構成も採用できる。この場合も上述同様に、梁３を紙面右方向に揺すろうとする振動（図８中の矢印）が発生したとする。この振動により、支点２Ａを介した引張力がブレース３０Ａを介して制振装置１０に作用し、また、支点２Ｃを介した圧縮力がブレース３０Ｂを介して制振装置１０に作用することとなる。一方、梁３を紙面左方向に揺すろうとする振動が発生した場合、この振動により、支点２Ａを介した圧縮力がブレース３０Ａを介して制振装置１０に作用し、また、支点２Ｃを介した引張力がブレース３０Ｂを介して制振装置１０に作用することとなる。

この時の制振装置１０における荷重−変位関係は、図９のグラフ５６０にて示すように支点２Ａ、２Ｃの、圧縮方向と引張方向の両方向の変位に対応した楕円状のグラフとなり、圧縮方向の変位発生時に一方の制振装置にて最大となった復元力と減衰力の合算値が徐々に減じていく範囲（楕円上半の円弧部分）と、圧縮方向の変位が限界まで高まった後、圧縮方向の変位から引張方向の変位に変位の方向が転じ、引張方向の変位発生時に他方の制振装置にて最大となった復元力と減衰力の合算値が徐々に減じていく範囲（楕円下半の円弧部分）とで、関係が構成されることがわかる。

続いて、上述したピストン軸１８の前部支点２６と、建物１における設置箇所２との間を、ワイヤーや鎖など索状体２２で連結した構成の制振装置１０について説明する。この場合、索状体２２の端部２７は、建物１の設置箇所２に固定されることとなる。図１０〜１２は、本実施形態における制振装置の構成例４〜６をそれぞれ示す図である。この場合の制振装置１０は、図１０に示すように、通常の無荷重状態のバネ２０を、シリンダ１１の後室１７の端部とシリンダヘッド１５との間に設置する構成、或いは、図１１に示すように、通常の無荷重状態のバネ２０をシリンダ１１の前室１６の端部とシリンダヘッド１５との間に設置する構成、または図１２に示すように、通常の無荷重状態のバネ２０を、ピストン前方のシリンダ１１外において、シリンダ端部２１と、ピストン軸１８の板状体２４との間に備える構成、のいずれかとなる。こうした構成における制振装置１０の動作については上述の図１〜３に関して説明した通りである。

図１３は本実施形態の制振装置における動作遷移例２を示す図であり、図１４は本実施形態の制振装置における動作状況例２を示すグラフである。続いて、上述のように索状体２２を備えた制振装置１０が動作する際の、建物１の変位Ｄ、ピストンヘッド１５の速度Ｖ、制振装置１０におけるバネ２０の復元力Ｆ（Ｄ）、制振装置１０を構成するオイルダンパーの減衰力Ｆ（Ｖ）、及び、復元力Ｆ（Ｄ）と減衰力Ｆ（Ｖ）の合算値、の遷移について説明する。

まず、状態（０）、すなわち、建物１での振動発生時における、上述の索状体２２の端部２７の位置（建物１の設置箇所２）を原点とする。この時点で生じた振動は、ピストン軸１８への引張力が作用する方向の振動であるとする。この場合、図１４の各グラフ５７０〜６１０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位はまだ生じておらず、変位Ｄは「０」である一方、ピストンヘッド１５の速度Ｖは最大値、バネ２０は通常の無荷重状態であって復元力Ｆ（Ｄ）は「０」、一方向弁１９が閉塞状態での前室１６の容積最大となっているため減衰力Ｆ（Ｖ）は最大値、となる。復元力Ｆ（Ｄ）と減衰力Ｆ（Ｖ）の合算値は、上述した最大値をとる減衰力Ｆ（Ｖ）の値となる。

続いて、上述の状態（０）から所定時間が経過した状態（１）では、上述の振動に由来する引張力によって索状体２２を介してピストン軸１８がシリンダ１１から引き出され、索状体２２の端部２７の位置は、上述の原点から紙面右側に移動している。この場合、図１４の各グラフ５７０〜６１０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は所定値（グラフ５７０における（１）の位置）まで増大し、ピストンヘッド１５の速度Ｖは最大値から幾分減少した値、バネ２０は延びたため復元力Ｆ（Ｄ）は状態（０）の時よりも幾分増大した値、前室１６の容積が状態（０）の時よりも幾分減少したため減衰力Ｆ（Ｖ）も最大値から幾分減少した値、となる。

次に、上述の状態（１）から所定時間が経過した状態（２）では、上述の振動の最大振幅時点に対応した状態となり、ピストン軸１８が索状体２２を介してシリンダ１１から更に引き出され、索状体２２の端部２７の位置は、上述の振動の周期中においては最も原点から離れて紙面右側に移動した状態となる。この場合、図１４の各グラフ５７０〜６１０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は最大値（グラフ５７０における（２）の位置）、ピストンヘッド１５の速度Ｖは「０」、バネ２０は（上述の振動の周期中において）最大限延びたため復元力Ｆ（Ｄ）は最大値、前室１６の容積が（上述の振動の周期中において）最大限減少したため減衰力Ｆ（Ｖ）は「０」、となる。

次に、上述の状態（２）から所定時間が経過した状態（３）では、振動の方向がピストン軸１８を圧縮しようとする方向に変化した時点の状態となる。この場合、索状体２２の端部２７は、状態（２）の時から転じて弛緩することで上述の振動由来の圧縮力を吸収し、索状体２２の端部２７の位置は、状態（２）の時よりも原点に接近した状態となる。この場合、図１４の各グラフ５７０〜６１０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の変位は最大値から幾分減少した値（グラフ５７０における（３）の位置）、ピストンヘッド１５の速度Ｖは、状態（２）と逆方向に幾分増加した値、バネ２０は最大限延びた状態から幾分縮まったため復元力Ｆ（Ｄ）は最大値から幾分減少した値、一方向弁１９は開放された状態となり、前室１６と後室１７とは挿通状態となってオイル１３の流体抵抗が小さくなったため減衰力Ｆ（Ｖ）は「０」のままとなる。

続いて、上述の状態（３）から所定時間が経過した状態（４）では、上述の圧縮方向の振動に由来する圧縮力によって索状体２２の端部２７が更に弛緩し、索状体２２の端部２７の位置は、上述の原点から紙面左側に移動している。この場合、図１４の各グラフ５７０〜６１０にてそれぞれ示すように、振動による建物１の圧縮方向の変位は所定値（グラフ５７０における（４）の位置）まで増大し、ピストンヘッド１５の圧縮方向の速度Ｖは「０」から幾分増加した値、バネ２０は状態（３）の時よりも縮まってほぼ限界まで圧縮されたため復元力Ｆ（Ｄ）はほぼ「０」、一方向弁１９は開放された状態のままであり、減衰力Ｆ（Ｖ）は状態（３）の時点から変化無く「０」のままとなる。

従って、制振装置１０たるダンパーに対し圧縮方向の力が作用しようとしても、索状体２２が自在に屈曲してこれを吸収することが可能となり、圧縮力がほぼ作用しない制振装置１０たるダンパーの小型化を図ることが可能となる。

図１５は本実施形態における制振装置の設置形態例３を示す図であり、図１６は本実施形態の制振装置における荷重−変位関係例３を示すグラフである。次に、上述の索状体２２を備える制振装置１０を建物１における柱梁架構に設置した形態と、その場合の荷重−変位関係について説明する。図１５に示すように、建物１において柱４の間に梁３が架設された部位にて開口部５が存在する場合、制振装置１０の索状体２２を開口部５のコーナーにある滑車２３に通し、ブレースとして支点２Ａ、２Ｂの間に張り渡す構成とする。

こうした構成とすれば、設置対象の建物１における構造に応じて、制振装置１０が開口部５にて視認されにくいよう、或いは、開口部５を回避することが可能となる。従って、制振装置１０の設置自由度、ひいては建物１やその制振構造の設計自由度が更に高まることとなる。

この時、梁３を紙面右方向に揺すろうとする振動（図１５中の矢印）が発生したとする。

この振動により、柱４と梁３が互いに固定された支点２Ａを介した引張力がブレースたる索状体２２、および滑車２３を介して制振装置１０に作用することとなる。こうした作用時における制振装置１０の挙動については既に上述した通りである。

この時の制振装置１０における荷重−変位関係は、図１６のグラフ６２０にて示すように、圧縮方向のうち支点２Ａから伝達される変位のみに対応した扇状のグラフとなり、支点２Ａを介した圧縮方向の変位発生時に復元力と減衰力の合算値が最大になる範囲（直立した直線部分）と、その後、上述の合算値が徐々に減じていく範囲（扇形の円弧部分）と、変位が限界まで高まった後にバネ２０によりピストンヘッド１５が後室１７に向け迅速に引き戻される範囲（伏した直線部分）とで、関係が構成されることがわかる。

なお、図１７にて示すように、索状体２２を有する制振装置１０をブレースとして、同じ柱梁架構にて、たすき掛けで設置する構成も採用できる。この場合も上述同様に、梁３を紙面右方向に揺すろうとする振動（図１７中の矢印）が発生したとする。この振動により、支点２Ａを介した引張力が索状体２２Ａを介して制振装置１０Ａに作用し、また、支点２Ｃを介した圧縮力が索状体２２Ｂを介して制振装置１０Ｂに作用することとなる。一方、梁３を紙面左方向に揺すろうとする振動が発生した場合、この振動により、支点２Ａを介した圧縮力が索状体２２Ａを介して制振装置１０Ａに作用し、また、支点２Ｃを介した引張力が索状体２２Ｂを介して制振装置１０Ｂに作用することとなる。

この時の制振装置１０における荷重−変位関係は、図１８のグラフ６３０にて示すように支点２Ａ、２Ｃの、圧縮方向と引張方向の両方向の変位に対応した形状のグラフとなり、圧縮方向の変位発生時に一方の制振装置にて最大となった復元力と減衰力の合算値が徐々に減じていく範囲（扇型上部の円弧部分）と、圧縮方向の変位が限界まで高まった後、圧縮方向の変位から引張方向の変位に変位の方向が転じ、引張方向の変位発生時に他方の制振装置にて最大となった復元力と減衰力の合算値が徐々に減じていく範囲（扇形下部の円弧部分）とで、関係が構成されることがわかる。

以上、本実施形態によれば、良好な設置自由度の下、確実な制振機能を効率的に得られる。

以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１建物
２設置箇所
３梁
４柱
５開口部
１０制振装置
１１シリンダ
１２オリフィス（所定経路）
１３オイル（粘性体）
１４ピストン
１５ピストンヘッド
１６前室
１７後室
１８ピストン軸
１９一方向弁
２０弾性体
２１シリンダ端部
２２索状体
２３滑車
２４板状体
２５後部支点
２６前部支点
２７索状体端部

Claims

シリンダ内の所定経路を通過する粘性体の流体抵抗によって、建物の振動に対する減衰力を生じる制振装置であって、前記シリンダ内のピストンヘッドをピストン前後に貫通し、ピストンへの引張力作用時に閉塞して前記粘性体による流体抵抗を増加させ、ピストンへの圧縮力作用時に開放して前記粘性体による流体抵抗を減少させる、一方向弁を備えることを特徴とする制振装置。
前記ピストンヘッドをピストン後方に引き寄せる弾性体を備えることを特徴とする請求項１に記載の制振装置。
所定引張を付与した状態の前記弾性体を、シリンダ内のピストン後方に備えることを特徴とする請求項２に記載の制振装置。
所定圧縮を付与した状態の前記弾性体を、シリンダ内のピストン前方に備えることを特徴とする請求項２または３に記載の制振装置。
所定引張を付与した状態の前記弾性体を、ピストン前方のシリンダ外において、シリンダ端部とピストン軸との間に備えることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の制振装置。
当該制振装置の設置対象たる建物と前記ピストン軸との間を、索状体により連結してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の制振装置。
シリンダ内の所定経路を通過する粘性体の流体抵抗によって、建物の振動に対する減衰力を生じる制振装置であって、前記シリンダ内のピストンヘッドをピストン前後に貫通し、ピストンへの引張力作用時に閉塞して前記粘性体による流体抵抗を増加させ、ピストンへの圧縮力作用時に開放して前記粘性体による流体抵抗を減少させる、一方向弁を備える制振装置を、建物における所定部材間に設置してなることを特徴とする制振装置を備えた建物。