JP2015090182A - 制震装置 - Google Patents

Abstract

【課題】壊れ難い新規な制震装置を提案する。【解決手段】ここで提案される制震装置１００は、第１支持体１０１と、第２支持体１０２と、回転慣性質量ダンパー１２０と、粘弾性ゴム１４１、１４２と、第３支持体１０３とを備えている。ここで、第２支持体１０２は、第１支持体１０１に対して相対的に変位可能に配置されている。回転慣性質量ダンパー１２０は、第１支持体１０１と第２支持体１０２とに取り付けられ、当該一対の支持体１０１、１０２の相対変位に応じて錘１２１を回転させる機構１２２を有している。粘弾性ゴム１４１、１４２は、平板状であり、第２支持体１０２に片面が取り付けられている。第３支持体１０３は、当該第２支持体１０２に対向するように配置され、粘弾性ゴム１４１、１４２の反対側の面に取り付けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、制震装置に関し、特に建物の構造体に組み込まれるのに適した建物用制震装置に関する。

建物用制震装置としては、一般には、いわゆるチューンド・マス・ダンパー（Tuned Mass Damper：ＴＭＤ）が知られている。これは、構造物に付加バネを介して付加質量を接続し、それらの付加バネと付加質量によって定まる固有振動数を構造物の固有振動数に同調させることによって、構造物の共振点近傍における応答を低減するものである。

かかるＴＭＤについて、特開２００８−１０１７６９号公報には、大きな負荷重量が必要である点、および、大きな負荷重量を備えたＴＭＤを設置するスペースが必要である点が課題として挙げられている。同公報では、錘の回転により回転慣性質量を生じる回転慣性質量ダンパーと直列に付加バネを設置し、回転慣性質量と付加バネとによって定まる固有振動数を構造物の固有振動数に同調させる構成が提案されている。また、付加バネは、回転慣性質量とによって定まる固有振動数を構造物の固有振動数に同調させるべく特別に調整された付加バネが用いられている。また、特開２００８−１３３９４７号公報では、多層構造物の振動を低減する気候に適用することが開示されている。

また、特開２０１１−１４１０２６号公報では、かかる慣性質量ダンパーを用いたＴＭＤについて、慣性質量を単に大きくするだけでは、地震時に過大な入力が作用して付加振動系のダンパーや本体接合部に過大な応力が生じてしまうことが想定されている。そして、付加振動系の負担力がダンパーや接合部の耐力を上回ってそれらが破損を生じる懸念もあるとされている。同公報では、さらに付加バネの耐力が設定されており、地震時における慣性質量ダンパーへの過大な入力が制限されるようになっている。ここで、具体的には、付加バネは、地震時に降伏し塑性変形するか、所定の摩擦力で滑りを生じる構成が提案されている。

特開２００８−１０１７６９号公報 特開２００８−１３３９４７号公報 特開２０１１−１４１０２６号公報

ところで、上記で提案されている制震装置は、回転慣性質量によって定まる固有振動数を構造物の固有振動数に同調させるべく特別に調整された付加バネが、回転慣性質量ダンパーに直列に接続されている。この場合、特開２０１１−１４１０２６号公報でも言及されているように、地震時に大きい加速度が入力された場合には、回転慣性質量ダンパーがロックされ、ダンパーの接合部に過大な応力が生じてしまう。これに対して、特開２０１１−１４１０２６号公報では、付加バネは、地震時に降伏し塑性変形するか、所定の摩擦力で滑りを生じる構成が提案されているが、ＴＭＤ本来の機能を喪失する可能性があるとともに、地震時に降伏し塑性変形する構成では、付加バネ自体が壊れてしまう。

また、他方で、上述した先行技術では、回転慣性質量ダンパーに付加バネを組み合わせる場合でも、回転慣性質量によって定まる固有振動数を構造物の固有振動数に同調させるべく付加バネを特別に調整しておくことが前提となっている。しかし、本発明者の検討では、地震時に、回転慣性質量ダンパーが上手く機能すれば、回転慣性質量による抵抗によって大きな減衰効果が得られる。これに対する問題は、地震時に大きい加速度が入力された場合には、回転慣性質量ダンパーがロックされ、ダンパーの接合部に過大な応力が生じてしまうことであるが、ここでは、さらにこの問題を解決し、かつ、より壊れ難い新たな構造を提案する。

ここで提案される制震装置は、第１支持体と、第１支持体に対して相対的に変位可能に配置された第２支持体と、第１支持体と第２支持体とに取り付けられ、第１支持体と第２支持体との相対変位に応じて錘を回転させる機構を有する回転慣性質量ダンパーと、第２支持体に片面が取り付けられた平板状の粘弾性ゴムと、第２支持体に対向するように配置され、粘弾性ゴムの反対側の面に取り付けられた第３支持体とを備えている。

この制震装置によれば、第１支持体と第３支持体に作用する荷重に対して、回転慣性質量ダンパーと粘弾性ゴムとの協働によって適切に反力が生じる。したがって、かかる荷重を吸収することができる。このため、例えば、第１支持体と第３支持体との距離を広くする方向または狭くする方向に変位を伴う振動を受ける場合には、制震装置は、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。

ここで、錘を回転させる機構は、例えば、第１支持体と前記第２支持体とのうち一方の支持体に取り付けられたラックギアと、他方の支持体に取り付けられ、ラックギアに噛み合ったピニオンギアとを備えていてもよい。この場合、錘は、ピニオンギアの回転に応じて回転するように、ピニオンギアに組み付けられているとよい。

また、例えば、錘は平板状の錘である場合には、当該錘の回転軸は、粘弾性ゴムが配置される仮想平面に対して直交する方向に配置されているとよい。これにより、省スペース化が図られる。また、第１支持体と、第２支持体と、第３支持体とは、１つの軸方向に沿って相対的に変位するように取り付けられているとよい。

また、建物用制震装置としては、上述した制震装置は、例えば、上側伝達部材と、下側伝達部材を備えているとよい。ここで、上側伝達部材は、例えば、第１支持体と第３支持体とのうち一方の支持体を、建物の上下に対向する一対の梁のうち、上側の梁に取り付けられるとよい。また、下側伝達部材は、他方の支持体を下側の梁に取り付けられるとよい。この場合、上側伝達部材と下側伝達部材は、一対の梁と一対の柱で囲まれた架構面に向きを揃えて粘弾性ゴムが配置されているとよい。

また、建物用制震装置の他の形態として、上側伝達部材は、第１支持体と第３支持体とのうち一方の支持体を、それぞれ建物のフロア間における上階の構造体に取り付ける部材であるとよい。また、下側伝達部材は、他方の支持体を、当該フロア間における下階の構造体に取り付ける部材であるとよい。この場合、上側伝達部材と下側伝達部材は、下階の天井部材と上階の床部材との間において、当該天井部材または当該床部材と平行になるように、粘弾性ゴムが配置されているとよい。

また、建物用制震装置の他の形態として、第１支持体と第３支持体とのうち一方の支持体を、それぞれ建物の１階の床部材に取り付ける上側伝達部材と、他方の支持体を、当該建物の土台に取り付ける下側伝達部材とを備えていてもよい。また、ここで、上側伝達部材と下側伝達部材とは、１階の床部材と土台との間において、１階の床部材または土台と平行になるように、粘弾性ゴムが配置されているとよい。

また、かかる建物用制震装置は、第１支持体と第２支持体と第３支持体とが相対的に変位する１つの軸方向が、建物の水平方向に沿って配置されてもよいし、建物の上下方向に沿って配置されてもよい。

図１は、一実施形態に係る制震装置の正面図である。 図２は、一実施形態に係る制震装置の平面図である。 図３は、制震装置の両端の支持体の距離が広くなった状態を示す平面図である。 図４は、制震装置の両端の支持体の距離が狭くなった状態を示す平面図である。 図５は、高減衰ゴムの成形体の履歴ループを示す図である。 図６（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ履歴特性を測定する装置を説明する図である。 図７は、制震装置が組み込まれた建物の構造例を示す正面図である。 図８は、制震装置が組み込まれた建物の他の構造例を示す正面図である。 図９は、制震装置が組み込まれた建物の他の構造例を示す正面図である。

以下、ここで提案される制震装置を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、同じ作用を奏する部材または部位には、適宜に同じ符号を付している。また、各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。

図１は、一実施形態に係る制震装置の正面図であり、図２は平面図である。ここで提案される制震装置１００は、図１および図２に示すように、３つの支持体１０１〜１０３と、回転慣性質量ダンパー１２０と、制震ゴムダンパー１４０とを備えている。

《回転慣性質量ダンパー１２０》
回転慣性質量ダンパー１２０は、３つの支持体１０１〜１０３のうち第１支持体１０１と第２支持体１０２とに取り付けられている。ここで、第２支持体１０２は、第１支持体１０１に対して相対的に変位可能に配置されている。回転慣性質量ダンパー１２０は、錘１２１と、当該一対の支持体１０１、１０２の相対変位に応じて錘１２１を回転させる機構１２２とを備えている。

〈錘１２１を回転させる機構１２２〉
図１および図２に示す実施形態では、錘１２１を回転させる機構１２２は、ラックギア１２３と、ピニオンギア１２４とを備えている。図１に示す例では、ラックギア１２３は、第１支持体１０１に取り付けられている。ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａは、第２支持体１０２に回転可能に支持されている。

〈第１支持体１０１、ラックギア１２３〉
この実施形態では、ラックギア１２３を支持する第１支持体１０１は、棒状の部材であり、棒状の第１支持体１０１の一側面にラックギア１２３が取り付けられている。ラックギア１２３は、棒状の第１支持体１０１の一端部において、当該第１支持体１０１の一側に歯面１２３ａが露出し、かつ、第１支持体１０１の軸方向に沿って歯が並ぶように取り付けられている。より具体的には、第１支持体１０１は、断面が方形の棒状の角材であり、一端の上側が軸方向にラックギア１２３を取り付けるための切り欠き１０１ａが設けられている。ラックギア１２３は、上方に歯面１２３ａを向けて当該切り欠き１０１ａの上面に装着されている。

〈第２支持体１０２、ピニオンギア１２４〉
第２支持体１０２は、ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａを支持している。この実施形態では、第２支持体１０２は、一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２と、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２と、カバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２とを備えている。

〈板材１０２ａ１、１０２ａ２〉
一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２は、ラックギア１２３が取り付けられた第１支持体１０１の一端を、第１支持体１０１の両側から挟むように対向している。当該一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２の間には、第１支持体１０１に取り付けられたラックギア１２３に噛み合うように、ピニオンギア１２４が配置されている。ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａの両端は、それぞれ一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２に回転自在に支持されている。この実施形態では、一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２には、軸受け（図示省略）が装着されており、当該軸受けによってピニオンギア１２４の回転軸１２４ａの両端がそれぞれ回転自在に支持されている。

〈ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２〉
ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、第１支持体１０１を案内する部材である。この実施形態では、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、ローラ軸である。このガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、第１支持体１０１の下側の面を支持し、かつ、棒状の第１支持体１０１の軸方向に沿って転がるように、第２支持体１０２の一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２の間に配置されている。このようにガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、第２支持体１０２に対して、第１支持体１０１の軸方向に対して第１支持体１０１を相対的に変位可能に案内する。なお、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、第２支持体１０２（ここでは、具体的には、板材１０２ａ１、１０２ａ２）に対して第１支持体１０１が相対的に移動するのを許容し、かつ、第１支持体１０１を支持する部材である。ここでは、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２としてローラ軸を例示した。ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、これに限定されない。例えば、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、第２支持体１０２に対して第１支持体１０１を滑り支持するスライダで構成してもよい。

〈カバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２〉
また、第２支持体１０２には制震ゴムダンパー１４０の粘弾性ゴム１４１、１４２が取り付けられている。この実施形態では、第２支持体１０２には、図２に示すように、粘弾性ゴム１４１、１４２を取り付けるためのカバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２が設けられている。カバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２は、板状の部材であり、第２支持体１０２の対向する一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２の外側の側面にそれぞれ取り付けられている。この実施形態では、第２支持体１０２の一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２の間に棒状の第１支持体１０１が配置されている。当該棒状の第１支持体１０１は、その軸方向において、一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２から一の方向に延び出ている。カバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２は、当該第１支持体１０１が延び出た方向とは反対の方向に延びるように、一対の板材１０２ａ１、１０２ａ２に取り付けられている。

〈錘１２１〉
錘１２１は、ピニオンギア１２４の回転に応じて回転するように、ピニオンギア１２４に組み付けられている。この実施形態では、錘１２１は、平板状であり、より具体的には略円板状の部材であり、錘１２１の中心には、回転軸１２１ａが設けられている（図２参照）。錘１２１の回転軸１２１ａは、ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａに取り付けられている。なお、錘１２１は、径方向の外側の質量を大きくすればするほど、大きい慣性力が回転時に得られる。このため、錘１２１は、径方向の外側ほど質量が大きくなるように質量を分布させてもよい。また、錘１２１の径方向の外側の部位に、錘１２１の質量を調整する調整用の錘が取り付けられるようにしてもよい。

《制震ゴムダンパー１４０》
次に、制震ゴムダンパー１４０は、粘弾性ゴム１４１、１４２を備えている。この実施形態では、粘弾性ゴム１４１、１４２は、平板状のゴムであり、回転慣性質量ダンパー１２０の支持体１０２に片面が取り付けられている。この実施形態では、粘弾性ゴム１４１、１４２の片面は、第２支持体１０２のうち対向するカバーフランジ１０２ｃ１、１０２ｃ２の内側面にそれぞれ取り付けられている。

また、粘弾性ゴム１４１、１４２の反対側の面は、第２支持体１０２に対向するように配置された第３支持体１０３に取り付けられている。この実施形態では、第３支持体１０３は、棒状の金属製の板材である。また、粘弾性ゴム１４１、１４２の片面は、第３支持体１０３の両側面において、第３支持体１０３を挟むように取り付けられている。粘弾性ゴム１４１、１４２の反対側の面は、金属製のプレート１４１ａ、１４２ａが取り付けられている。つまり、この実施形態では、粘弾性ゴム１４１、１４２は、それぞれ第３支持体１０３と、第３支持体１０３の両側にそれぞれ対向したプレート１４１ａ、１４２ａとの間に挟まれている。そして、粘弾性ゴム１４１、１４２は、かかる第３支持体１０３とプレート１４１ａ、１４２ａとにそれぞれに加硫接着している。

この実施形態では、粘弾性ゴム１４１、１４２は、高減衰性を有する高減衰ゴムを用いることができる。かかる高減衰ゴムには、例えば、天然ゴム，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム素材（ＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ），または，クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。ここでは、好ましくは、ゴム素材を選択し、あるいは、組み合わせるとともに、添加剤を調整し、上述した等価粘性減衰定数ｈｅｑ、等価せん断弾性係数Ｇｅｑの条件を満足する高減衰性ゴム組成物を得るとよい。

ここで、制震ゴムダンパー１４０の粘弾性ゴム１４１、１４２は、せん断変形が生じると、その距離と反力に応じて、図５に示すようなヒステリシスループを描く。ここで、図５は、粘弾性ゴム１４１、１４２（高減衰ゴムの成形体）の履歴ループを示す図である。

粘弾性ゴム１４１、１４２は、せん断変位と、せん断荷重との関係から図５に示すようなヒステリシスループ（実測ヒステリシス曲線）が描かれる。例えば、粘弾性ゴム１４１、１４２は、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループで囲まれた面積に相当するエネルギを吸収し得る。

ここで、粘弾性ゴム１４１、１４２に用いられる高減衰ゴムには、所要の性能を有するゴムが用いられる。例えば、粘弾性ゴム１４１、１４２には、制震装置に種々採用されている、公知の高減衰ゴムを採用することができる。かかる高減衰ゴムは、例えば、せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑがｈｅｑ≧０．１５であるとよい。さらに、測定振動数０．１Ｈｚにおいて、前記せん断歪γがγ≦２であり、かつ、等価せん断弾性係数ＧｅｑがＧｅｑ≧０．１（Ｎ／ｍｍ^２）であるとよい。

〈等価粘性減衰定数ｈｅｑ〉
ここで、等価粘性減衰定数ｈｅｑは、粘弾性ゴム１４１、１４２（高減衰ゴム）について下記方法で履歴特性の測定を行い、得られた履歴ループＬ（図５）から水平特性値を得て算出している。

ここで、履歴特性の測定は、図６（Ａ）に示すように、粘弾性ゴム１４１、１４２と同じ素材の試験片となる円板状の高減衰ゴム２１０の両側に、金属板２１１，２１２を接着した試験体２１３を用意する。そして、図６（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、２つの試験体２１３の一方の金属板２１２を対向させ、その間に中央固定治具２１４を挟む。さらに、２つの試験体２１３の両側の金属板２１１に固定治具２１５を配置する。２つの試験体２１３の金属板２１１、２１２と、これと隣接する中央固定治具２１４および固定治具２１５をそれぞれ固定する。

そして、図６（Ｄ）に示すように、２個の試験体２１３を固定した中央固定治具２１４および固定治具２１５のうち、両側の固定治具２１５を一軸せん断試験機の下部２２２に連結する。他方、中央固定治具２１４を当該一軸せん断試験機の上部２２１にジョイント２１６を介して連結する。そして、かかるせん断試験機の上部２２１を固定し、せん断試験機の下部２２２を上下方向に変位させることによって、試験体２１３の高減衰ゴム２１０にせん断変形を生じさせことができる。図６（Ｄ）のΔｄは、せん断試験機の下部２２２の変位量を示している。

ここでは、せん断試験機の下部２２２に上下方向にせん断変形を生じさせる繰り返し載荷（正弦波加振）を４回行い、３波目の履歴特性を測定している。かかる履歴特性の測定によって得られた図５の履歴ループＬから下記の特性値（Ｗ，ΔＷ，Ｋｅｑ）を得る。
Ｗ：ひずみエネルギ（図５の斜線部にて示される１つの三角形の面積。単位はＮ・ｍｍ）；
ΔＷ：吸収エネルギの合計（図５において示される履歴ループＬで囲まれた面積。単位はＮ・ｍｍ）；
Ｋｅｑ：等価剛性（変位最大点における履歴ループＬの傾き。単位はＮ／ｍｍ）；

ここで、「等価粘性減衰定数ｈｅｑ」は、上記の特性値から下記の式（数１）で計算される数値である。
ｈｅｑ＝（１／４π）・（ΔＷ／Ｗ） （数１）；
ここで、等価粘性減衰定数ｈｅｑは、一般的には値が大きい程減衰性能に優れることを示す。

いわゆる「等価せん断弾性係数（Ｇｅｑ）」は、下記の式（数２）で計算される数値である。
Ｇｅｑ＝Ｋｅｑ×（ｄ／Ｓ） （数２）；
ｄ：試験体２１３の高減衰ゴム２１０の高さ（厚さ）（ｍｍ）
Ｓ：試験体２１３の高減衰ゴム２１０の断面積（ｍｍ２）

せん断歪γは、上述したせん断試験機の下部２２２の変位量ΔLと、試験体２１３の高減衰ゴム２１０の高さｄ（厚さ）を基に、せん断歪γ（＝ΔL／ｄ）を定める。ここでは、せん断歪γが０．１≦γ≦２．０の領域において等価粘性減衰定数ｈｅｑを評価するとよい。また、測定振動数０．１Ｈｚ、せん断歪γがγ≦２である領域において、等価せん断弾性係数Ｇｅｑは、例えば、０．１（Ｎ／ｍｍ^２）≦Ｇｅｑ≦１０（Ｎ／ｍｍ^２）にするとよい。

《回転慣性質量ダンパー１２０と制震ゴムダンパー１４０の組み付け》
この制震装置１００では、上述したように回転慣性質量ダンパー１２０と、粘弾性ゴム１４１、１４２とが、第１支持体１０１、第２支持体１０２および第３支持体１０３とによって直列に連結されている。換言すれば、回転慣性質量ダンパー１２０と、粘弾性ゴム１４１、１４２（制震ゴムダンパー１４０）が第２支持体１０２を共通させて直列に連結されている。

《制震装置１００の機能》
制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）や狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に荷重を受けると、制震装置１００はそれに応じて機能する。図３、図４は、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３が、第１支持体１０１が延びた方向に沿って相対的に変位した状態を示している。ここで、図３は、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３の距離が、広くなった状態を示している。図４は、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３の距離が、狭くなった状態を示している。

図３では、第１支持体１０１と第３支持体１０３とが、それぞれ矢印Ａの方向（図１参照）に相対的に変位し、制震装置１００の両端の距離が広くなっている。この場合、回転慣性質量ダンパー１２０のピニオンギア１２４がラックギア１２３の上を矢印Ａの方向に転がり、錘１２１が同方向に回転する（図１参照）。また、制震ゴムダンパー１４０の粘弾性ゴム１４１、１４２は矢印Ａの方向に引っ張られてせん断変形する。

また、図４では、第１支持体１０１と第３支持体１０３とが、それぞれ矢印Ｂの方向（図１参照）に相対的に変位し、制震装置１００の両端の距離が狭くなっている。この場合、回転慣性質量ダンパー１２０のピニオンギア１２４がラックギア１２３の上を矢印Ｂの方向に転がり、錘１２１が同方向に回転する（図１参照）。また、制震ゴムダンパー１４０の粘弾性ゴム１４１、１４２は、矢印Ｂの方向に引っ張られてせん断変形する。

〈回転慣性質量ダンパー１２０に生じる変化〉
図３および図４に示すように、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に荷重を受けると、回転慣性質量ダンパー１２０は、第１支持体１０１と第２支持体１０２とから引っ張り力または圧縮力を受ける。かかる引っ張り力または圧縮力に応じて回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１は回転する。この際、錘１２１の慣性力が第１支持体１０１と第２支持体１０２に反力を生じさせる。この場合、錘１２１が回転を始める際または錘１２１が回転する方向を変えるときに、大きな慣性力が作用し、第１支持体１０１と第２支持体１０２に生じさせる反力が大きくなる。かかる反力は、第１支持体１０１と第２支持体１０２とから受ける引っ張り力と圧縮力に対する抵抗になる。

〈粘弾性ゴム１４１、１４２に生じる変形〉
また、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に荷重を受けると、粘弾性ゴム１４１、１４２は、第２支持体１０２と第３支持体１０３とからせん断力を受ける。せん断力を受けると粘弾性ゴム１４１、１４２はせん断変形する。粘弾性ゴム１４１、１４２はせん断変形に応じた反力を第２支持体１０２と第３支持体１０３に生じさせる。かかる反力は、第２支持体１０２と第３支持体１０３とから受けるせん断力に対する抵抗になる。

〈制震装置１００の挙動〉
この制震装置１００は、両端の支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）や狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に荷重を受けた場合に、当該荷重に対して適当な反力を生じさせる。このため、両端の支持体１０１、１０３に当該相対的な変位を伴う振動を受けた場合には、制震装置１００は、かかる振動を小さくし、かつ、早期に減衰させる。また、両端の支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）や狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に、大きい荷重が急激に作用する場合と、大きい荷重がゆっくり作用する場合とで、この制震装置１００の挙動は異なる。

〈制震装置１００に大きい荷重が急激に作用する場合の挙動〉
制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とに大きい荷重が急激に作用する場合、当該荷重を受けて回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１に回転方向に力が作用する。錘１２１は、加速度に応じて慣性力が大きくなるので、大きい荷重が急激に作用する場合には、錘１２１の慣性力が大きくなる。かかる錘１２１の慣性力は、第１支持体１０１と第２支持体１０２に反力として作用する。これに対して、粘弾性ゴム１４１、１４２は、第２支持体１０２と第３支持体１０３からせん断力を受けてせん断変形する。このため、制震装置１００に大きい荷重が急激に作用する場合、初動において粘弾性ゴム１４１、１４２がせん断変形する。

次に、粘弾性ゴム１４１、１４２は、せん断変形が大きくなるにつれて、第２支持体１０２は粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力が大きくなる。粘弾性ゴム１４１、１４２から第２支持体１０２に作用する反力が大きくなるにつれて、第１支持体１０１と第２支持体１０２とから回転慣性質量ダンパー１２０に作用する力が大きくなる。第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力がある程度大きくなると、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が回転を始める。

このように、本発明者の知見では、制震装置１００に大きい荷重が急激に作用する場合、粘弾性ゴム１４１、１４２が先行してせん断変形を始める。そして、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形が大きくなると、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力が大きくなる。そして、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力がある程度大きくなったときに、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が回転を始める。また、この際、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形がある程度大きくなったところで凡そ止まる。

また、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に作用する力の向きが反対方向に変わると、回転慣性質量ダンパー１２０では、錘１２１を逆向きに回転させることになるので、錘１２１の慣性力が大きくなる。この場合も、まず、粘弾性ゴム１４１、１４２が反対方向にせん断変形する。そして、粘弾性ゴム１４１、１４２の当該反対方向のせん断変形が大きくなると、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力が大きくなる。そして、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力がある程度大きくなったときに、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が反対方向に回転を始める。また、この際、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形がある程度大きくなったところで凡そ止まる。

〈制震装置１００に大きい荷重がゆっくり作用する場合の挙動〉
制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とに大きい荷重がゆっくり作用する場合、当該荷重を受けて回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１に回転方向に力が作用する。錘１２１は、加速度に応じて慣性力が大きくなるので、大きい荷重がゆっくり作用する場合には、錘１２１の慣性力はそれほど大きくならない。かかる錘１２１の慣性力は、第１支持体１０１と第２支持体１０２に反力として作用するが、この際、第２支持体１０２に作用する反力はそれほど大きくならない。粘弾性ゴム１４１、１４２は、第２支持体１０２と第３支持体１０３からせん断力に応じてせん断変形する。このため、制震装置１００に大きい荷重がゆっくり作用する場合、初動において粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形は小さく、回転慣性質量ダンパー１２０の変位が大きくなる。

次に、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に作用する力の向きが反対方向に変わると、回転慣性質量ダンパー１２０では、錘１２１を逆向きに回転させることになるので、錘１２１の慣性力が大きくなる。このため、粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力が大きくなり、粘弾性ゴム１４１、１４２が反対方向にせん断変形する。そして、粘弾性ゴム１４１、１４２の当該反対方向のせん断変形が大きくなると、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力が大きくなる。そして、第２支持体１０２が粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力がある程度大きくなったときに、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が反対方向に回転を始める。また、この際、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形がある程度大きくなったところで凡そ止まる。

このように、この制震装置１００は、大きい荷重が急激に作用する場合と、大きい荷重がゆっくり作用する場合とで、初動時の挙動が異なる。また、制震装置１００に作用する荷重に対して、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１の慣性力と粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断力とによって適切に反力が生じる。

このため、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動を受ける場合には、制震装置１００は、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。また、第２支持体１０２を介して、粘弾性ゴム１４１、１４２から受ける反力と、錘１２１の慣性力が釣り合っている。このため、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に大きな力が急激に作用する場合には、初動において粘弾性ゴム１４１、１４２がせん断変形する。そして、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断変形がある程度大きくなり、粘弾性ゴム１４１、１４２から第２支持体１０２が受ける反力がある程度大きくなった段階で、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が回転を始める。

この際、粘弾性ゴム１４１、１４２にある程度以上の大きなせん断力が作用すると、錘１２１が回転するので、粘弾性ゴム１４１、１４２には、ある程度以上の大きなせん断力は作用し難く、大きなせん断変形が生じ難い。さらに、回転慣性質量ダンパー１２０および粘弾性ゴム１４１、１４２から、第１支持体１０１、第２支持体１０２および第３支持体１０３に作用する反力はそれぞれ釣り合う。回転慣性質量ダンパー１２０および粘弾性ゴム１４１、１４２から第１支持体１０１、第２支持体１０２および第３支持体１０３に作用する反力は、粘弾性ゴム１４１、１４２のせん断力で規定される。粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力は、ある程度以上に大きくなると、錘１２１が回転する。このため、粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力は、ある程度以上に大きくならない。制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に荷重を付与する部材に生じる反力はある程度の大きさまでで抑えられる。

《制震装置１００の作用》
このように、ここで提案される制震装置１００は、第１支持体１０１と、第２支持体１０２と、回転慣性質量ダンパー１２０と、粘弾性ゴム１４１、１４２と、第３支持体１０３とを備えている。ここで、第２支持体１０２は、第１支持体１０１に対して相対的に変位可能に配置されている。回転慣性質量ダンパー１２０は、第１支持体１０１と第２支持体１０２とに取り付けられ、当該一対の支持体１０１、１０２の相対変位に応じて錘１２１を回転させる機構１２２を有している。粘弾性ゴム１４１、１４２は、平板状であり、第２支持体１０２に片面が取り付けられている。第３支持体１０３は、当該第２支持体１０２に対向するように配置され、粘弾性ゴム１４１、１４２の反対側の面に取り付けられている。

かかる制震装置１００によれば、上述したように、両端の支持体１０１、１０３に作用する荷重に対して、回転慣性質量ダンパー１２０と粘弾性ゴム１４１、１４２との協働によって適切に反力が生じる。したがって、かかる荷重を吸収することができる。このため、例えば、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動を受ける場合には、制震装置１００は、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。

また、粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力は、ある程度以上に大きくならないので、所要の耐力がある粘弾性ゴム１４１、１４２を採用することによって、粘弾性ゴム１４１、１４２の損傷が防止される。また、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に荷重を付与する部材に生じる反力はある程度の大きさまでに抑えられる。このため、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に荷重を付与する部材が所要の機械強度を備えていれば、当該部材の損傷が防止される。

上述した実施形態では、回転慣性質量ダンパー１２０において、第１支持体１０１と第２支持体１０２の相対変位に応じて錘１２１を回転させる機構１２２は、図１に示すように、ラックギア１２３とピニオンギア１２４とを備えている。ここでラックギア１２３は、回転慣性質量ダンパー１２０を支持する第１支持体１０１と第２支持体１０２のうち、一方の支持体（この実施形態では、第１支持体１０１）に取り付けられている。そして、ピニオンギア１２４は、他方の支持体１０２に取り付けられており、ラックギア１２３に噛み合っている。ここで、錘１２１は、ピニオンギア１２４の回転に応じて回転するように、ピニオンギア１２４に組み付けられている。これにより、第１支持体１０１と第２支持体１０２の相対変位に応じて錘１２１が確実に回転する。

なお、上述した実施形態では、ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａと、錘１２１の回転軸１２１ａを同軸に組みつけられているが、ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａと、錘１２１の回転軸１２１ａとは、同軸でなくてもよい。例えば、傘歯車やベルト機構などの動力伝達機構を、ピニオンギア１２４の回転軸１２４ａと錘１２１の回転軸１２１ａとの間に装備してもよい。これにより、錘１２１の配置を変更できる。また、例えば、変速機構を介在させることによって、ピニオンギア１２４の回転数に対する錘１２１の回転数を変えることもできる。この場合、例えば、ピニオンギア１２４の回転数に対する錘１２１の回転数が早くなる変速機構を用いることによって、より小さい質量の錘１２１で大きな慣性力を得ることができる。

なお、この実施形態では、回転慣性質量ダンパー１２０と粘弾性ゴム１４１、１４２とを連結する第２支持体１０２にピニオンギア１２４が取り付けられ、他方、第１支持体１０１にラックギア１２３が取り付けられている。ここで提案される機構１２２の構造は、これに限定されず、第２支持体１０２にラックギア１２３を取り付け、第１支持体１０１にピニオンギア１２４を取り付けてもよい。また、例えば、図１に示す実施形態では、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２によって、ピニオンギア１２４とラックギア１２３が確実に噛み合うように構成されている。ここで、ガイド１０２ｂ１、１０２ｂ２は、スライダでもよい。また、第１支持体１０１と第２支持体１０２の相対変位に応じて錘１２１を回転させる機構１２２の他の形態としては、例えば、直線運動から回転運動を取り出す機構が適宜適用されうる。かかる機構１２２には、例えば、ボールネジが利用されうる。

また、錘１２１は平板状の錘であり、当該錘１２１の回転軸１２１ａは、図２に示すように、粘弾性ゴム１４１、１４２が配置される仮想平面に対して直交する方向に配置されている。換言すれば、平板状の錘１２１の法線方向と、平板状の粘弾性ゴム１４１、１４２の法線方向とが平行であるとよい。この場合、当該錘１２１の回転軸方向において制震装置１００の幅を小さくでき、当該方向において制震装置１００を省スペースに配置することができる。

また、図１に示す実施形態では、第１支持体１０１と、第２支持体１０２と、第３支持体１０３とが、１つの軸方向（ここでは、棒状の第１支持体１０１の軸方向）に沿って相対的に変位する。この場合、第１支持体１０１と、第２支持体１０２と、第３支持体１０３とによって直列に連結された、回転慣性質量ダンパー１２０と粘弾性ゴム１４１、１４２とに作用する力の方向が凡そ１つの軸方向に揃う。このため、効率よく機能する制震装置１００が得られる。

《構造物への制震装置１００の取り付け》
この制震装置１００は、上述したように、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動を受ける場合に、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。このため、地震のような振動が生じた際に構造物の相対的に変位する２つの部材に取り付けられることによって、構造体の振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。この場合、制震装置１００は、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動が生じるように、構造物の相対的に変位する２つの部材に取り付けるとよい。具体的には、制震装置１００は、建物用制震装置として用いられる。ここで、図７は、制震装置１００が組み込まれた建物１０の構造例を示している。

《建物１０》
図７は、建物１０の壁の構造に、制震装置１００が取り付けられた形態を示している。ここで、建物１０は木造住宅である。制震装置１００（建物用制震装置）は、図７に示すように、建物１０の下梁１１と柱１２、１３と上梁１４とで囲まれた矩形の枠組み（架構面２０）内に取り付けられている。なお、ここで、建物用制震装置１００が取り付けられる上梁１４と下梁１１は、互いに上下に対向する梁（ここで、梁には土台が含まれる。）である。この実施形態では、建物用制震装置１００は、建物１０の１階に取り付けられている。ここでは、下梁１１は、具体的には、アンカーボルトによってコンクリート基礎３０に取り付けられた土台であり、以下、適宜に土台１１と称する。また、上梁１４は、具体的には、下梁としての土台１１に立てられた一対の柱１２、１３に架け渡された２階床梁あるいは胴差しであり、以下、ここでは、適宜に２階床梁１４と称する。

また、この実施形態では、柱１２、１３は、凡そ１００ｍｍ×１００ｍｍの角材であり、土台１１と、一対の柱１２、１３と、２階床梁１４（上梁）とで囲まれた矩形の枠組み２０の厚さは凡そ１００ｍｍである。

また、この実施形態では、柱１２、１３には、ホールダウン金物１５、１６が取り付けられている。柱１２、１３は、ホールダウン金物１５、１６をコンクリート基礎３０に埋め込まれたホールダウンボルト３１、３２に取り付けて固定されている。また、コンクリート基礎３０と土台１１との間には、厚さ２ｃｍ程度の基礎パッキン３４が取り付けられており、コンクリート基礎３０内の通気が確保されている。

《建物用制震装置１００》
建物用制震装置１００は、図７に示すように、建物１０の土台１１（下梁）と、土台１１に立てられた一対の柱１２、１３と、一対の柱１２、１３に架け渡された２階床梁１４（上梁）とで囲まれた矩形の枠組み２０内に配置されている。ここで、建物用制震装置１００は、上側伝達部材４０と、下側伝達部材５０とを備えている。

《上側伝達部材４０》
上側伝達部材４０は、建物１０の２階床梁１４（上梁）に固定される上梁側固定部４１と、制震装置１００に固定される制震装置側固定部（ここでは、頂部４２）とを備えている。図７に図示された例では、上側伝達部材４０は、建物１０の土台１１と柱１２、１３と２階床梁１４とで囲まれた矩形の枠組み２０内において、左側の柱１２と２階床梁１４とが交わった角部に沿って取り付けられる直角三角形状のトラスで構成されている。

ここでは、上側伝達部材４０を構成するトラスは、例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍで、肉厚が３．２ｍｍ程度の角パイプで構築するとよい。なお、トラスを構成する角パイプのサイズは、これに限定されない。また、トラスを構成する材料として、ここでは角パイプを例示したが、トラスを構成する材料は角パイプに限定されない。

ここで、上側伝達部材４０を構成する直角三角形状のトラスは、横材４０ａと、縦材４０ｂと、斜め材４０ｃと、横架材４０ｄとを備えている。このうち、横材４０ａは、矩形の枠組み２０の２階床梁１４に沿って配置されている。図７では、縦材４０ｂは横材４０ａの左側端部に接続され、当該左側端部から矩形の枠組み２０の左側の柱１２に沿って矩形の枠組み２０の中間部まで延びている。斜め材４０ｃは、横材４０ａの他方の端部（図７では、右側の端部）と縦材４０ｂの先端（図７では、下端）との間に架け渡されている。横架材４０ｄは、縦材４０ｂと斜め材４０ｃの中間部に架け渡されている。横材４０ａと、縦材４０ｂと、斜め材４０ｃと、横架材４０ｄとは、それぞれ接合ピンによって接合されている。

《下側伝達部材５０》
下側伝達部材５０は、建物１０の土台１１（下梁）に固定される下梁側固定部５１と、制震装置１００に固定される制震装置側固定部（ここでは、頂部５２）とを備えている。ここで、図７に図示された例では、下側伝達部材５０は、矩形の枠組み２０内において、右側の柱１３と土台１１とが交わった角部に沿って取り付けられる直角三角形状のトラスで構成されている。ここでは、下側伝達部材５０を構成するトラスは、上側伝達部材４０を構成するトラストと同様に構成することができる。

ここで、下側伝達部材５０を構成する直角三角形状のトラスは、横材５０ａと、縦材５０ｂと、斜め材５０ｃと、横架材５０ｄとを備えている。このうち、横材５０ａは、矩形の枠組み２０の土台１１に沿って配置されている。図７では、縦材５０ｂは横材５０ａの右側端部に接続され、当該右側端部から矩形の枠組み２０の右側の柱１３に沿って矩形の枠組み２０の中間部まで延びている。斜め材５０ｃは、横材５０ａの他方の端部（図７では、左側の端部）と縦材５０ｂの先端（図７では、上端）との間に架け渡されている。横架材５０ｄは、縦材５０ｂと斜め材５０ｃの中間部に架け渡されている。横材５０ａと、縦材５０ｂと、斜め材５０ｃと、横架材５０ｄとは、それぞれ接合ピンによって接合されている。

この建物１０は、図７に示すように、２階床梁１４に取り付けられた上側伝達部材４０の頂部４２と、土台１１に取り付けられた下側伝達部材５０の頂部５２とは、互いに対向している。なお、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０は、例えば、ラグスクリューなどの締結部材で、２階床梁１４と土台１１とに固定するとよい。図７に示す例では、上側伝達部材４０は矩形の枠組み２０の左上の角部に設けられ、下側伝達部材５０は矩形の枠組み２０の右下の角部に設けられている。上側伝達部材４０と下側伝達部材５０の配置は、これに限らない。

《上側伝達部材４０と下側伝達部材５０の動作》
大きな地震時に土台１１が揺れるのに伴い、慣性力を受けて、建物１０全体が揺れる。この際、土台１１に対して２階床梁１４が凡そ水平方向に相対的に振れ動く。土台１１に対して２階床梁１４が凡そ水平方向に相対的に振れ動くと、土台１１と柱１２、１３と２階床梁１４とで囲まれた矩形の枠組み２０はせん断変形する。矩形の枠組み２０がせん断変形すると、２階床梁１４に取り付けられた上側伝達部材４０と、土台１１に取り付けられた下側伝達部材５０とが相対的に変位する。そして、上側伝達部材４０の頂部４２と、下側伝達部材５０の頂部５２との距離が、広くなったり狭くなったりする。

《制震装置１００の建物１０への組み付け》
制震装置１００は、上述したように、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動を受ける場合に、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。このため、制震装置１００は、図７に示すように、地震時に相対的に変位する上側伝達部材４０の頂部４２と下側伝達部材５０の頂部５２とに、支持体１０１、１０３を取り付けるとよい。図７に示す例では、制震装置１００の第１支持体１０１は、下側伝達部材５０の頂部５２に取り付けられている。制震装置１００の第３支持体１０３は、上側伝達部材４０の頂部４２に取り付けている。

上側伝達部材４０の頂部４２と、下側伝達部材５０の頂部５２とは、建物１０の２階床梁１４と、土台１１の相対的な変位に応じて変位する。制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とは、上側伝達部材４０の頂部４２と下側伝達部材５０の頂部５２と同様に変位する。

ここで、建物１０の２階床梁１４と土台１１が図７中の矢印Ａの方向に相対的に変位した場合には、制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とは、それぞれ矢印Ａの方向に変位する。そして、制震装置１００の回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１は矢印Ａの方向に回転する。また、建物１０の２階床梁１４と土台１１が図７中の矢印Ｂの方向に相対的に変位した場合には、制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とは、それぞれ矢印Ｂの方向に変位する。そして、制震装置１００の回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１は矢印Ｂの方向に回転する。

《大きな加速度を伴う振動に対する制震装置１００の作用》
この制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３が、構造体の相対変位する２部材間に取り付けられる。これによって、かかる２部材の相対変位を伴う振動が小さく抑えられ、かつ、当該振動を早期に減衰させることができる。大きな地震が生じると、加速度を伴う振動が生じ、建物１０の２階床梁１４に大きな慣性力が作用する。この慣性力に応じた力が、２階床梁１４に取り付けられた上側伝達部材４０と、土台１１に取り付けられた下側伝達部材５０とを通じて、制震装置１００の第１支持体１０１と第３支持体１０３とに作用する。

このように大きな加速度を伴う振動が生じると、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０を通じて、制震装置１００の両端に配置された第１支持体１０１と第３支持体１０３を引っ張ったり圧縮したりする方向に大きな力が急激に作用する。

制震装置１００は、上述したように、両端の支持体１０１、１０３に作用する荷重に対して、回転慣性質量ダンパー１２０と粘弾性ゴム１４１、１４２との協働によって適切に反力が生じる。したがって、かかる荷重を吸収することができる。このため、例えば、支持体１０１、１０３の距離を広くする方向（図１中の矢印Ａの方向）または狭くする方向（図１中の矢印Ｂの方向）に変位を伴う振動を受ける場合には、制震装置１００は、かかる振動を小さく抑え、かつ、早期に減衰させることができる。

また、上述したように、粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力は、ある程度以上に大きくならないので、所要の耐力がある粘弾性ゴム１４１、１４２を採用することによって、粘弾性ゴム１４１、１４２の損傷が防止される。また、制震装置１００の両端の支持体１０１、１０３に荷重を付与する上側伝達部材４０と下側伝達部材５０に作用する反力はある程度の大きさで抑えられる。このため、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０が、かかる反力に対して所要の機械強度を備えていれば、これらの部材の損傷が防止される。上側伝達部材４０と下側伝達部材５０が損傷しなければ、地震時に制震装置１００が確実に機能する。また、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０に作用する反力がそれほど大きくならないので、これらの部材が取り付けられる建物１０の構造体に作用する反力も大きくならない。このため、制震装置１００から受ける反力によって建物１０の構造体が損傷するのを防止できる。

このように、この制震装置１００は、回転慣性質量ダンパー１２０と粘弾性ゴム１４１、１４２とが協働し、大きな加速度を伴う激しい振動やゆっくりとした大きい変位を伴う振動などの種々の振動を小さく抑え、かつ、早期に振動を減衰させることができる。また、これらの振動に対して、制震装置１００から作用する反力がそれほど大きくならないので、制震装置１００から受ける反力によって建物１０の構造体が損傷するのを防止できる。また、回転慣性質量ダンパー１２０や粘弾性ゴム１４１、１４２が破損し難く、振動に対する制震装置１００の耐久性が高い。

以上の通り、ここで提案される制震装置１００は、両端の支持体１０１、１０３を、構造体の相対変位する２部材間に設けることによって、かかる構造体の相対変位を伴う振動を小さく抑えたり、当該振動を早期に減衰させたりすることができる。また、特に、両端の支持体１０１、１０３に大きな力が作用した場合に、粘弾性ゴム１４１、１４２がせん断変形するが、粘弾性ゴム１４１、１４２に作用するせん断力はある程度の大きさで抑えられる。このため、両端の支持体１０１、１０３に大きな力を作用させる部材が受ける反力はある程度の大きさまでに抑えられる。このため、建物１０の構造体の損傷を防止し得る。

《建物１０の構造体への組み込み》
この制震装置１００は、図７に示すように、建物１０の構造体に組み込まれ、建物１０に生じる振動を小さく抑えるとともに、早期に減衰させる。ここで、建物用制震装置１００は、図７に示すように、上側伝達部材４０と、下側伝達部材５０とを備えているとよい。ここで、上側伝達部材４０は、図７に示すように、第１支持体１０１と第３支持体１０３とのうち一方の支持体（図７では、第３支持体１０３）を、建物１０の上下に対向する一対の梁１４、１１のうち上側の梁１４に取り付けている。下側伝達部材５０は、他方の支持体（図７では、第１支持体１０１）を下側の梁１１に取り付けている。これに対して、上側伝達部材４０に第１支持体１０１を取り付け、下側伝達部材５０に第３支持体１０３を取り付けてもよい。

また、図７に示すように、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０は、一対の梁１１、１４と一対の柱１２、１３で囲まれた架構面２０と、平板状の粘弾性ゴム１４１、１４２とを向きを揃えて配置している。さらに、この実施形態では、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１も平板状である。かかる錘１２１についても、一対の梁１１、１４と一対の柱１２、１３で囲まれた架構面２０に向きを揃えて配置している。かかる構成によって、架構面２０の厚さ方向（架構面２０の法線方向）において、制震装置１００が取り付けられるためのスペースの省スペース化を図ることができる。これにより、制震装置１００を、例えば、壁内に納めることができる。

《建物用制震装置の他の形態》
また、図８は、建物用制震装置の他の形態を示している。ここでは、第１支持体１０１と第３支持体１０３とのうち一方の支持体１０１は、それぞれ建物１０のフロア間における上階の構造体１０Ａに取り付けられている。他方の支持体１０３は、当該フロア間における下階の構造体１０Ｂに取り付けられている。例えば、図８の形態では、建物用制震装置１００Ａ、建物用制震装置１００Ｂは、上階の構造体１０Ａと、下階の構造体１０Ｂとに繋がれたホールダウンボルト６２、６４の中間に組み込まれている。

ここで、ホールダウンボルト６２、６４は、それぞれ上側のボルト６２ａ、６４ａと下側のボルト６２ｂ、６４ｂとを備えている。ここで、上側のボルト６２ａ、６４ａは、上階の構造体１０Ａの柱１２Ａ、１３Ａの下部にホールダウン金物６２ａ１、６４ａ１を介して取り付けられている。下側のボルト６２ｂ、６４ｂは、下階の構造体１０Ｂの柱１２Ｂ、１３Ｂの上部にホールダウン金物６２ｂ１、６４ｂ１を介して取り付けられている。上側のボルト６２ａ、６４ａは、上側伝達部材として機能し、建物用制震装置１００Ａ，１００Ｂのそれぞれの一方の支持体１０１を上階の構造体に取り付けている。下側のボルト６２ｂ、６４ｂは、下側伝達部材として機能し、建物用制震装置１００Ａ，１００Ｂのそれぞれの他方の支持体１０３を下階の構造体に取り付けている。図８の形態では、上階の床部材１１Ａと、下階の天井部材１４Ｂとの間の上下方向の相対変位に応じて、建物用制震装置１００Ａ、１００Ｂに変位が入力される。なお、図８中の符号１４Ａは、上階の天井部材を示している。

このように、建物用制震装置１００は、第１支持体１０１と第２支持体１０２と第３支持体１０３とが相対的に変位する１つの軸方向が、建物１０の上下方向に沿って配置されてもよい。これにより、建物用制震装置１００は、建物１０の上下方向の振動を吸収することができる。なお、ここでは、上階の床部材１１Ａと、下階の天井部材１４Ｂとの間の上下方向の相対変位に応じて、建物用制震装置１００Ａ、１００Ｂに変位が入力されるように配置した構成例を例示している。この制震装置１００は、かかる建物１０に限らず、相対的に変位する２部材に取り付けられ、その引っ張り方向の変位、圧縮方向の変位を伴う振動に対して、振動を小さくし、かつ、早期に減衰させうる。

また、図９は、制震装置１００を、建物のフロア間に配置した、他の構造例を示している。ここで、建物用制震装置１００は、図９に示すように、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０とを備えている。ここで、上側伝達部材４０は、第１支持体１０１と第３支持体１０３とのうち一方の支持体（ここでは、第３支持体１０３）を、建物１０のフロア間における上階の構造体１０Ａの床部材１１Ａに取り付けている。そして、下側伝達部材５０は、他方の支持体（ここでは、第１支持体１０１）を、当該フロア間における下階の構造体１０Ｂの天井部材１４Ｂに取り付けている。このように、建物用制震装置１００は、第１支持体１０１と第２支持体１０２と第３支持体１０３とが相対的に変位する１つの軸方向が、建物１０の水平方向に沿って配置されているとよい。この場合、制震装置１００は、上階の構造体１０Ａの床部材１１Ａと、下階の構造体１０Ｂの天井部材１４Ｂとの水平方向の相対変位（図９中の矢印Ａ，Ｂ）を吸収し得る。

さらに、図９に示す例では、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０は、下階の天井部材１４Ｂと上階の床部材１１Ａとの間において、当該天井部材１４Ｂまたは当該床部材１１Ａと平行になるように、粘弾性ゴム１４１、１４２を配置している。つまり、平板状の粘弾性ゴム１４１、１４２の法線方向と、当該天井部材１４Ｂまたは当該床部材１１Ａの法線方向とが、平行になるように、制震装置１００が配置されている。さらに、この実施形態では、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が平板状であり、当該平板状の錘１２１の法線方向（回転軸）と、当該天井部材１４Ｂまたは当該床部材１１Ａの法線方向とが、平行になるように、制震装置１００が配置されている。これらの構成によれば、上階の構造体１０Ａと、下階の構造体１０Ｂとのフロア間において、制震装置１００が取り付けられるためのスペースの省スペース化を図ることができる。制震装置１００の厚さを薄くすることによって、より狭いフロア間の隙間に、制震装置１００を納めることができる。

また、図９では、上階の構造体１０Ａと下階の構造体１０Ｂとのフロア間に制震装置１００を配置した例を例示したが、制震装置１００は１階の床部材と土台とのフロア間に配置してもよい。ここでは、図９を参照しつつ１階の床部材と土台とのフロア間に制震装置１００を配置した形態を説明する。ここで、図９中の上階の床部材１１Ａが１階の床部材に相当する。また、図９中の下階の天井部材１４Ｂが土台に相当する。上側伝達部材４０は、図９に示すように、第１支持体１０１と第３支持体１０３とのうち一方の支持体（図９に示す例では、第３支持体１０３）を、それぞれ建物１０の１階の床部材１１Ａに取り付けている。また、下側伝達部材５０は、他方の支持体（図９に示す例では、第１支持体１０１）を、当該建物１０の土台１４Ｂに取り付けている。これにより、建物用制震装置１００は、１階の床部材１１Ａと土台１４Ｂとの水平方向の変位を伴う振動を小さくし、かつ、早期に減衰しうる。

また、この場合、上側伝達部材４０と下側伝達部材５０は、１階の床部材１１Ａと土台１４Ｂとの間において、１階の床部材１１Ａまたは土台１４Ｂと平行になるように、粘弾性ゴム１４１、１４２を配置するとよい。また、図９に示す例では、回転慣性質量ダンパー１２０の錘１２１が円板状であり、当該円板状の錘１２１についても、１階の床部材１１Ａまたは土台１４Ｂと平行になるように配置されている。これらの構成によって、建物用制震装置１００が取り付けられる、１階の床部材１１Ａと土台１４Ｂとの間のスペースの省スペース化が図られる。

《ここで提案される建物》
また、ここで提案される建物１０は、例えば、図７〜図９に示すように、上述した制震装置１００または建物用制震装置１００が構造体に組み込まれているとよい。かかる建物としては、木造住宅が例示されるが、制震装置１００は、上述したように、フロア間のスペースや１階の床部材と土台との間のスペースなどにも配置されうる。このため、木造住宅以外の建物にも広く適用することができる。

以上の通り、ここで提案される制震装置１００および建物用制震装置１００、さらに建物１０について、種々の実施の形態を例示したが、ここで提案される制震装置１００および建物用制震装置１００は、上述した実施の形態に限定されない。

１０ 建物
１０Ａ 上階の構造体
１０Ｂ 下階の構造体
１１ 下梁（土台）
１１Ａ 上階の床部材、１階の床部材
１２、１２Ａ、１２Ｂ 柱
１３、１３Ａ、１３Ｂ 柱
１４Ａ 上階の天井部材
１４Ｂ 下階の天井部材、土台
１５、１６ ホールダウン金物
２０ 架構面
３０ コンクリート基礎
３１、３２ ホールダウンボルト
３４ 基礎パッキン
４０ 上側伝達部材
４１ 上梁側固定部
４２ 上側伝達部材４０の頂部
５０ 下側伝達部材
５１ 下梁側固定部
５２ 下側伝達部材５０の頂部
６２、６４ ホールダウンボルト
１００ 制震装置、建物用制震装置
１０１ 第１支持体
１０２ 第２支持体
１０３ 第３支持体
１２０ 回転慣性質量ダンパー
１２１ 回転軸
１２１ 錘
１２２ 錘１２１を回転させる機構
１２３ ラックギア
１２３ａ ラックギアの歯面
１２４ ピニオンギア
１４０ 制震ゴムダンパー
１４１、１４２ 粘弾性ゴム

Claims (13)

1. 第１支持体と、
   前記第１支持体に対して相対的に変位可能に配置された第２支持体と、
   前記第１支持体と前記第２支持体とに取り付けられ、前記第１支持体と前記第２支持体との相対変位に応じて錘を回転させる機構を有する回転慣性質量ダンパーと、
   前記第２支持体に片面が取り付けられた平板状の粘弾性ゴムと、
   前記第２支持体に対向するように配置され、前記粘弾性ゴムの反対側の面に取り付けられた第３支持体と
   を備えた制震装置。
2. 前記錘を回転させる機構は、
   前記第１支持体と前記第２支持体とのうち一方の支持体に取り付けられたラックギアと、
   他方の支持体に取り付けられ、前記ラックギアに噛み合ったピニオンギアと
   を備え、
   前記錘は、前記ピニオンギアの回転に応じて回転するように、前記ピニオンギアに組み付けられている、請求項１に記載された制震装置。
3. 前記錘は平板状の錘であり、当該錘の回転軸は、前記粘弾性ゴムが配置される仮想平面に対して直交する方向に配置されている、請求項１または２に記載された制震装置。
4. 前記第１支持体と、前記第２支持体と、前記第３支持体とが、1つの軸方向に沿って相対的に変位する、請求項１から３までの何れか一項に記載された制震装置。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載された制震装置であって、
   前記第１支持体と前記第３支持体とのうち一方の支持体を、建物の上下に対向する一対の梁のうち、上側の梁に取り付ける上側伝達部材と、
   他方の支持体を下側の梁に取り付ける下側伝達部材と
   を備えた、建物用制震装置。
6. 前記上側伝達部材と前記下側伝達部材は、前記一対の梁と一対の柱で囲まれた架構面に向きを揃えて前記粘弾性ゴムを配置する、請求項５に記載された建物用制震装置。
7. 請求項１から４までの何れか一項に記載された制震装置であって、
   前記第１支持体と前記第３支持体とのうち一方の支持体を、それぞれ建物のフロア間における上階の構造体に取り付ける上側伝達部材と、
   他方の支持体を、当該フロア間における下階の構造体に取り付ける下側伝達部材と
   を備えた、建物用制震装置。
8. 前記上側伝達部材と前記下側伝達部材は、前記下階の天井部材と前記上階の床部材との間において、当該天井部材または当該床部材と平行になるように、前記粘弾性ゴムを配置する、請求項７に記載された建物用制震装置。
9. 請求項１から４までの何れか一項に記載された制震装置であって、
   前記第１支持体と前記第３支持体とのうち一方の支持体を、それぞれ建物の１階の床部材に取り付ける上側伝達部材と、
   他方の支持体を、当該建物の土台に取り付ける下側伝達部材と
   を備えた、建物用制震装置。
10. 前記上側伝達部材と前記下側伝達部材は、前記１階の床部材と前記土台との間において、前記１階の床部材または前記土台と平行になるように、前記粘弾性ゴムを配置する、請求項９に記載された建物用制震装置。
11. 請求項７から１０までの何れか一項に記載された建物用制震装置であって、
    前記第１支持体と前記第２支持体と前記第３支持体とが相対的に変位する前記１つの軸方向が、建物の水平方向に沿って配置される、建物用制震装置。
12. 請求項７に記載された建物用制震装置であって、
    前記第１支持体と前記第２支持体と前記第３支持体とが相対的に変位する前記１つの軸方向が、建物の上下方向に沿って配置される、建物用制震装置。
13. 請求項１から４までの何れか一項に記載された制震装置または請求項５から１２までの何れか一項に記載された建物用制震装置が、構造体に組み込まれた建物。

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