JP2014228131A - 制震装置の吊材支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、回転機構を必要としない制震装置の吊材支持構造を提供する。
【解決手段】制震装置の吊材支持構造１００において、受圧部材１０の吊材挿通孔１１の壁面１１ａは、下方に行くに従って徐々に広がるような回転体形状を有しているので、地震や強風により建物が揺れる度に錘（質量体）が揺動すると、ワイヤ（吊材）２の上端も揺動する。このとき、ワイヤ２は吊材挿通孔１１の壁面１１ａに沿って変形する。そして、ワイヤ２が壁面１１ａに当たる接触面積は、錘の振幅が大きくなる程、大きくなる。すなわち、錘（質量体）の振れ力に応じてワイヤ２が壁面に当たる接触面積を増減させることができる。このように、錘の揺れに対応して接触面積を変えることができるので、ワイヤ２に応力集中が起こり難くなり、これによってワイヤ２が切れ難くなるといった効果を奏する。
【選択図】図２

Description

本発明は、地震や強風により揺れる建物の制震を可能にする制震装置の吊材（例えばワイヤ）の端部を支持するための構造に関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００１−１５３１７７号公報がある。この公報に記載された制震装置の吊材支持構造には、構造物のスラブ或いは梁から複数の吊材を介して揺動可能に錘（質量体）が吊り下げられ、錘にはダンパーが連設され、構造物の振動が錘の振幅に変換され、錘の振幅がダンパーで吸収されることにより構造物の振動を低減する制震装置が開示されている。そして、構造物の梁にアイボルトが埋め込まれ、このアイボルトには、ワイヤの上端に設けられたリング状フックが引っ掛けられている。このような回転機構によって、錘を、自由に揺動させることができる。

特開２００１−１５３１７７号公報

しかしながら、前述した従来の制震装置の吊材支持構造は、錘が揺動する度に梁側のアイボルトとワイヤ側のフックとが錘の質量によって強く摩擦し合って、互いに摩耗し合うといった問題点がある。このような摩耗が起こると、アイボルトやフックに偏摩耗が発生し易く、耐久性の点でも不利益を伴っている。また、錘の揺動時に回転機構が抵抗トルクになって揺れ特性に影響を与えてしまう虞がある。

本発明は、回転機構を必要としない制震装置の吊材支持構造を提供することを目的とする。

本発明は、支持架構に吊材の上端が取り付けられ、吊り材の下端が質量体に取り付けられた制震装置の吊材支持構造において、
支持架構には、吊材の上端が貫通する受圧部材が固定され、この受圧部材には、上下方向に延在する吊材挿通孔が形成され、この吊材挿通孔の壁面は、下方に行くに従って徐々に広がるような回転体形状を有し、質量体の揺れに際して、吊材は壁面に沿って変形することを特徴とする。

この制震装置の吊材支持構造において、受圧部材の吊材挿通孔の壁面は、下方に行くに従って徐々に広がるような回転体形状を有しているので、地震や強風により建物が揺れる度に質量体が揺動すると、吊材の上端も揺動する。このとき、吊材は吊材挿通孔の壁面に沿って変形する。そして、吊材が壁面に当たる接触面積は、質量体の振幅が大きくなる程、大きくなる。すなわち、質量体の振れ力に応じて吊材が壁面に当たる接触面積を増減させることができる。このように、質量体の揺れに対応して接触面積を変えることができるので、吊材に応力集中が起こり難くなり、これによって吊材が切れ難くなるといった効果を奏する。また、吊材の鉛直荷重を支持する部材（例えば支圧ソケット）は、振れを生ぜず可動しないため、ワイヤフックのような摩擦を生じない。また、回転する部分が無いため揺動時に抵抗を生じることがなくなり、振れ特性への影響を無くすことができる。

また、受圧部材は、吊材挿通孔を含んで上下方向に延在する分割面をもって分割されている。
このような構成を採用すると、支持架構に吊材を吊り下げた状態で、吊材に受圧部材を容易にセットすることができ、受圧部材の取付け作業性の向上を図ることができる。また、吊材から受圧部材を容易に外すことができ、受圧部材の交換が可能になる。

また、支持架構に固定されると共に、受圧部材を下から挿入する開口部を有するケースと、ケースの開口部側の端部に着脱自在に取り付けられ受圧部材用の脱落防止部材と、を有している。
このような構成を採用すると、ケースから脱落防止部材を外すことで受圧部材をケースから取り出すことができ、これによって、受圧部材の吊材挿通孔の壁面が長期の使用により摩耗した場合でも、受圧部材自体の交換を可能にすると共に、受圧部材の脱落を防ぐことができる。

本発明によれば、制震装置の吊材支持構造の摩擦の低減と揺れ時の抵抗を少なくすることを可能にしている。

制震装置の一実施形態を示す正面図である。 本発明に係る制震装置の吊材支持構造を示す断面図である。 吊材支持構造に適用する受圧部材を示す斜視図である。 図３の断面図である。 吊材支持構造の組立て手順を示す断面図である。 受圧部材の他の例を示す断面図である。 受圧部材の更に他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る制震装置の吊材支持構造の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１に示されるように、建物Ｓの屋上に設置されて地震や風による建物Ｓの揺れを抑える制震装置１は、ワイヤ（吊材）２に吊り下げられた錘（質量体）３とオイルダンパ４とを備えた振り子式のＴＭＤ（Tuned Mass Damper）である。制震装置１では、建物Ｓが揺れたときに錘３が振り子運動し、錘３の振動エネルギーはオイルダンパ４によって減衰される。これによって建物Ｓの振動を減衰させることができる。この制震装置１は、建物Ｓから上方に延在する柱５Ａと、柱５Ａの上端を架け渡す梁５Ｂとを備えた支持架構５を備えており、錘３は、支持架構５の梁５Ｂから下方に延びる複数（この場合は４本）のワイヤ２で吊り下げられている。そして、複数のオイルダンパ４は、錘３の側面と支持架構５における柱５Ａの側面との間を架け渡すように設置され、オイルダンパ４の両端は、錘３と支持架構５の柱５Ａにそれぞれ取り付けられている。

図２〜図４に示されるように、錘３の揺れ時にワイヤ２を支持するための構造１００において、梁５Ｂにはワイヤ２の上端が取り付けられている。この取付けに当たって、受圧部材１０が利用される。この受圧部材１０には、ワイヤ２の上端が貫通する吊材挿通孔１１が形成され、この吊材挿通孔１１を形成する壁面１１ａは、上下方向に延在すると共に、下方に行くに従って徐々に広がるような円弧の回転体形状を有している。そして、錘３の揺れに際して、ワイヤ２は壁面１１ａに沿って変形する。

受圧部材１０は、樹脂又は金属からなる円柱形状をなすと共に、吊材挿通孔１１を含んで上下方向に延在する分割面１０ｂをもって分割されている。つまり、受圧部材１０は、第１の受圧半部１０Ａと第２の受圧半部１０Ｂとからなる。このような構成を採用すると、支持架構５の梁５Ｂにワイヤ２を吊り下げた状態で、第１の受圧半部１０Ａと第２の受圧半部１０Ｂとを分割面１０ｂで合わせるようにして、吊材挿通孔１１内にワイヤ２をセットすることができる。このような作業は、ワイヤ２に受圧部材１０を容易に取り付けることができ、受圧部材１０の取付け作業性の向上が図られている。また、ワイヤ２を吊り下げたまま受圧部材１０の交換が可能になる。

このような受圧部材１０は、ケース１２内に収容される。ケース１２は、支持架構５の梁５Ｂの下面に固定されると共に、受圧部材１０を下から挿入する開口部１２ａ（図５（ａ）参照）を有する円筒状のケース本体１３と、ケース１２の上端に配置されて梁５Ｂの下面に当接すると共に、支圧ソケット１７が挿通可能な開口部１２ｂを有するフランジ部１４と、を有している。

さらに、ケース本体１３の下端には、ケース本体１３に形成された開口部１２ａを塞ぐ着脱自在な受圧部材用脱落防止部材１６が取り付けられている。脱落防止部材１６は、ケース本体１３の下端から内方に突出する部材であれば、リング状の部材であっても、複数の爪形状の部材であっても良い。なお、脱落防止部材１６がリング状の場合は、着脱を容易にするために分割されている。このような構成を採用すると、ケース１２からネジ２５を外し、脱落防止部材１６を取り除くことで受圧部材１０をケース１２の開口部１２ａから下方へ取り出すことができる。これによって、受圧部材１における吊材挿通孔１１の壁面１１ａが長期の使用により摩耗した場合でも、受圧部材１０自体の交換を可能にしている。

なお、ワイヤ２の上端には、支圧ソケット１７が固定され、この支圧ソケット１７は、梁５Ｂに形成された貫通孔５Ｓを下から通すことができるが、このとき、支圧ソケット１７は、梁５Ｂの上面にネジ１９を介して固定されるフランジ部１８によって、梁５Ｂの上側で保持されることになる。

この制震装置１の吊材支持構造１００において、受圧部材１０の吊材挿通孔１１の壁面１１ａは、下方に行くに従って徐々に広がるような回転体形状を有しているので、地震や強風により建物が揺れる度に錘（質量体）３が揺動すると、ワイヤ（吊材）２の上端も揺動する。このとき、ワイヤ２は吊材挿通孔１１の壁面１１ａに沿って変形する。そして、ワイヤ２が壁面１１ａに当たる接触面積は、錘３の振幅が大きくなる程、大きくなる。すなわち、錘（質量体）３の振れ力に応じてワイヤ２が壁面１１ａに当たる接触面積を増減させることができる。このように、錘３の揺れに対応して接触面積を変えることができるので、ワイヤ２に応力集中が起こり難くなり、これによってワイヤ２が切れ難くなるといった効果を奏する。また、吊材２の鉛直荷重を支持する部材（支圧ソケット１７）は、振れを生ぜず可動しないため、ワイヤフックのような摩擦を生じない。また、回転する部分が無いため揺動時に抵抗を生じることがなくなり、振れ特性への影響を無くすことができる。

次に、本発明に係る制震装置１の吊材支持構造１００の組立て手順について簡単に説明する。

図５（ａ）に示されるように、梁５Ｂに形成された貫通孔５Ｓにケース本体１３の上端の開口部１２ｂが合致するように、ケース１２のフランジ部１４をネジ２６で梁５Ｂの下面に固定する。その後、図５（ｂ）に示されるように、梁５Ｂの貫通孔５Ｓに下からワイヤ２の支圧ソケット１７を差し込む。そして、図５（ｃ）に示されるように、円板形状のフランジ部１８の中央に形成された貫通孔１８ａから径方向に延在するスリット（不図示）にワイヤ２を通すようにして、支圧ソケット１７と梁５Ｂとの間にフランジ部１８を配置させ、支圧ソケット１７の抜け落ち防止を達成させている。このフランジ部１８は、ネジ１９によって梁５Ｂに固定されている。

その後、図５（ｄ）に示されるように、第１の受圧半部１０Ａと第２の受圧半部１０Ｂとを分割面１０ｂで合わせるようにして、吊材挿通孔１１内にワイヤ２を挿入させ、その状態を維持したまま、受圧部材１０をワイヤ２に沿って上方に移動させながら、ケース本体１３内に受圧部材１０を装填する。そして、図５（ｅ）及び図２に示されるように、ケース本体１３に形成された開口部１０ａを塞ぐように脱落防止部材１６を配置させ、脱落防止部材１６をケース本体１３の下端面にネジ２５で止めする。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

例えば、図６に示されるように、他の受圧部材２０として、吊材挿通孔２１の壁面２１ａは、真円孤の回転体形状を有していてもよい。また、図７に示されるように、他の受圧部材２２として、吊材挿通孔２３の壁面２３ａは、上下の曲面Ａ１，Ａ２と、曲面Ａ１と曲面Ａ２との間に配置された平面Ｂとで形成されていてもよい。この場合、曲面Ａ１，Ａ２と平面Ｂとの境において、平面Ｂは曲面Ａ１，Ａ２に対して接平面になっている。

吊材２は、全長がワイヤに限定されるものではなく、途中や両端が棒材になっていてもよい。

図１に示されるように、吊材支持構造１００は、錘３の保持枠３ａにも適用することができる。

受圧部材は、２分割に限らず３分割以上であってもよい。

１００…吊材支持構造 １…制震装置 ２…ワイヤ（吊材） ３…錘（質量体） ５…支持架構 ５Ｂ…梁 ５Ｓ…貫通孔 １０…受圧部材 １０Ａ，１０Ｂ…受圧半部 １０ａ…開口部 １０ｂ…分割面 １１…吊材挿通孔 １１ａ…壁面 １２…ケース １２ａ…開口部 １３…ケース本体 １３ｂ…上端開口部 １４…フランジ部 １６…脱落防止部材 １７…支圧ソケット １８…フランジ部 １８ａ…貫通孔 ２０…受圧部材 ２１…吊材挿通孔 ２１ａ…壁面 ２２…受圧部材 ２３…吊材挿通孔 ２３ａ…壁面

Claims (3)

1. 支持架構に吊材の上端が取り付けられ、前記吊り材の下端が質量体に取り付けられた制震装置の吊材支持構造において、
   前記支持架構には、前記吊材の上端が貫通する受圧部材が固定され、この受圧部材には、上下方向に延在する吊材挿通孔が形成され、この吊材挿通孔の壁面は、下方に行くに従って徐々に広がるような回転体形状を有し、前記質量体の揺れに際して、前記吊材は前記壁面に沿って変形することを特徴とする制震装置の吊材支持構造。
2. 前記受圧部材は、吊材挿通孔を含んで上下方向に延在する分割面をもって分割されていることを特徴とする請求項１記載の制震装置の吊材支持構造。
3. 前記支持架構に固定されると共に、前記受圧部材を下から挿入する開口部を有するケースと、前記ケースの前記開口部側の端部に着脱自在に取り付けられた前記受圧部材用の脱落防止部材と、を有していることを特徴とする請求項は２記載の制震装置の吊材支持構造。

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