JP2017053135A - 建物の制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧ダンパを梁と柱との間に取付ける方杖的用い方では、油圧ダンパの性能を充分に発揮できず、効率が低い。【解決手段】一方の柱材１０５の上端部及び下端部にそれぞれブレース材１１１，１１２を連結（Ａ，Ｂ）すると共に、両ブレース材の先端を互いに連結（Ｃ）する。該連結点Ｃと他方の柱材１０６との間に油圧ダンパ１を介在する。構造体１０１の層間変位Ｘを、所定の作動効率（Ｙ／Ｘ）に変換してブレース構造Ｕの中間部Ｃに作動変位Ｙとして伝達し、油圧ダンパ１は、比較的大きなストロークで地震エネルギを効率的に吸収する。【選択図】図１

Description

本発明は、建物、特に木造建物に用いて好適であり、詳しくは油圧ダンパを用いた建物の制振構造に関する。

従来、並行する２本の柱材と、一方の柱材の例えば中央部に取付けたダンパー体と、一端をダンパー体に取付け、他端部を他方の柱材の高さの異なる位置、例えば上端及び下端にそれぞれ取付けた複数本、例えば２本のブレース材と、を備えた木造建物の制振構造が案出されている（特許文献１）。該特許文献１のものは、ダンパー体として、粘弾性材（実施例１）、降伏して塑性変形する弾塑性ダンパ（実施例２）、又は摩擦材の摩擦力で抵抗する摩耗ダンパ（実施例３）が用いられている。

上記制振構造は、柱材に生じる曲げ方向の力が抑えられて軸力が支配的になり、従って柱材の曲げ変形が防止又は抑制され、振動時の層間変形を小さく抑えることができ、またダンパー体が振動時のエネルギの大半をせん断抵抗として吸収できるため、ダンパー体の振動吸収効率を向上し得る。

一方、シリンダ内にオイルを充填した油圧室を、ピストンにより２個の油室に区画して、２個の油室の間でオイルを所定の減衰力特性で連通する油圧ダンパを備え、前記ピストンに連結するピストンロッドの端部を一方の構造部材に連結すると共に、前記シリンダの端部を他方の構造部材に連結した構造物の制振装置が、本出願人により提案されている（特許文献２）。

前記構造物の制振装置の油圧ダンパは、シリンダに対するピストンの移動速度が所定値以下の状態では、オイルの流れを制限して、前記移動速度に対する荷重変化の大きい急勾配で立上がる減衰特性の大きい剛体の近い状態となり、前記移動速度が前記所定値より速い状態ではオイルの流れを許容し、移動速度に対する荷重変化の小さい緩勾配からなる減衰特性の小さい制振状態となるように設定してある。

これにより、弱い地震、道路等からの振動等の小さいエネルギに対しては、構造物の揺れを抑えて、建物の居住性等の構造物の品質を維持すると共に、強地震等による大きなエネルギに対しては、該エネルギを吸収して、建物等の構造物の破壊を有効に防止して耐震性を向上する。

特開２００６−２０７２９２号公報 特許第５６２０５９６号公報

前記特許文献１の制振構造は、ダンパー体が一方の柱材の中央部に取付けられ、２本のブレース材の他端が他方の柱材の上端部及び下端部に取付けられている場合（以下Ｋブレース構造という）、横架材の幅方向の層間変位（Ｘ）に対してダンパー体における相対変位（Ｙ）の比率（Ｙ／Ｘ）である作動効率ｅは、約０．３となる。即ち、該特許文献１の従来の技術に示されるように（該特許文献１の図１６（ｂ）参照）、上下の横架材に、伝動部材を介してダンパー体を架け渡して設置したものは、層間変位Ｘがそのままダンパー体の相対変位Ｙとなって（Ｘ＝Ｙ）、作動効率ｅ＝１となるが、このものに比し、上記特許文献１のものは、相対変位が約（１／３）となり、変位量が小さい分、ダンパー体には大きな反発力が必要となる。

しかし、ダンパー体としての粘弾性材は、小さな変位では小さな力で、変位が大きくなるに従って力も増大するプログレッシブ特性であり、上記Ｋブレース構造とのマッチングがよくなく、かつ温度依存性が高く、環境温の影響を受け易い減衰特性となる。また、大きな地震で揺れが大きい場合、変位が過大となって粘弾性材が破断又は剪断する虞がある。

金属による弾塑性ダンパは、変形初期は、弾性変形し、塑性変形が始まると略々一定の力となり、変位が大きくなると少ない振動回数で破断する。従って、該弾塑性ダンパを用いた上記制振構造（Ｋブレース構造）は、金属の塑性変形領域を利用するため、繰返しの振動（変形）が加わると破断の虞がある。従って、大きな地震の後には何度も余震が発生することを考慮すると、信頼性が充分でない。また、一度建物が変形すると、元に戻す復元力はなく、上記弾塑性ダンパが塑性変形すると木造建物が本来有する復元力を妨げて、却って建物を傾いたままにしてしまう。

前記摩擦ダンパは、小さな力に対しては大きな力（抵抗力）を発生し、大きな力に対して小さな力（抵抗力）となる、制振装置として望ましい特性（バイリニア特性）を発揮するが、摩擦力の調整、具体的には摩擦材を押付けるボルトナットの締付力の調整が面倒であり、かつそれが長期間保持される保障も確実ではない。また、一度摩擦ダンパが相対移動すると、該ずれた位置に固定するように作用し、木造建物の弾性復元力に抗することとなり、価額が高価になることも相俟って、木造建物の制振構造に適用することは困難である。

特許文献２の油圧ダンパは、バイリニア特性、環境温度の変化、長期間の耐久性、復元性等、地震に対する構造物の制振装置として好適であるが、該特許文献２には、油圧ダンパ自体が梁等の横架材と柱材との間に斜めに取付けて用いられている。該油圧ダンパの方杖的用い方では、梁の変位（Ｘ）に対する油圧ダンパの変位（移動）Ｙの比率（Ｙ／Ｘ）である作動効率ｅは、上述したＫブレース構造に比して大幅に小さい。従って、油圧ダンパ自体は、所定ストローク伸縮して、エネルギを吸収できるのに拘らず、小ストロークで大きな荷重が作用する状態で用いられ、油圧ダンパの機能を十分に発揮できないと共に、油圧ダンパの効率が低くなる。このため、所定建物に対して上記油圧ダンパによる制振装置の取付け個数が多くなり、コストアップを招いてしまう。

そこで、本発明は、油圧ダンパを適正な作動効率で用いる制振構造として、油圧ダンパの性能を充分に発揮し、もって上述した課題を解決した建物の制振構造を提供することを目的とするものである。

本発明は、並行する２本の柱材（１０５）（１０６）と、これら２本の柱材の上端及び下端に接合した並行する２本の横架材（１０２）（１０３）と、から構成される構造体（１０１）を有する建物の制振構造であって、
前記２本の柱材の内の一方の柱材（１０５）における高さの異なる少なくとも２箇所で連結して、他方の柱材側（１０６）における前記一方の柱材の連結部の高さ方向中間部に、前記２本の横架材の層間変位（Ｘ）を作動変位（Ｙ）として伝達する伝達手段（Ｕ）と、
前記伝達手段（Ｕ）の作動変位（Ｙ）を吸収する油圧ダンパ（１）と、を備えた、
ことを特徴とする。

例えば図１，図８を参照して、前記伝達手段（Ｕ）は、前記一方の柱材（１０５）の上端部（１０５ａ）及び下端部（１０５ｂ）にそれぞれ連結（Ａ）（Ｂ）すると共に、前記中間部（Ｃ），（Ｃ１，Ｃ２）にて互いに連結するブレース構造（Ｕ）であり、
前記油圧ダンパ（１）は、前記ブレース構造（Ｕ）の中間部（Ｃ），（Ｃ１，Ｃ２）と前記他方の柱材（１０６）との間に介在されてなる。

例えば図２，図４を参照して、前記伝達手段（Ｕ）は、前記一方の柱材（１０５）に固定された耐力壁材（１１４）（１１５）であり、該耐力壁材の前記他方の柱材側（１１４ｃ）（１１５ｃ）と前記他方の柱材（１０６）との間に前記油圧ダンパ（１）を介在してなる。

例えば、図３を参照して、前記油圧ダンパ（１_１）（１_２）は、前記一方の柱材（１０５）の端部（１０５ａ）（１０５ｂ）と前記他方の柱材（１０６）の中間部（１１３）との間に連結されてなる。

例えば図５を参照して、前記伝達手段（Ｕ１）（Ｕ２）は、前記一方の柱材（１０５）の端部（１０５ａ）（１０５ｂ）と前記他方の柱材の中間部（１１３）との間に連結されたトッグル機構（１１６，１１７）であり、
前記油圧ダンパ（１_１，１_２）は、前記トッグル機構（１１６）（１１７）の連結ピン（Ｇ１）（Ｇ２）と前記他方の柱材（１０６）との間に介在してなる。

例えば図６〜図７を参照して、前記伝達手段（Ｕ）は、前記一方の柱材（１０５）の上端部（１０５ａ）及び下端部（１０５ｂ）にそれぞれ一端が連結される第１及び第２ブレース材（１１１）（１１２）と、前記他方の柱材（１０６）の中間部に一端（Ｉ）が連結され、かつ前記第１及び第２ブレース材（１１１）（１１２）の他端（Ｃ）（Ｃ１，Ｃ２）が連結されるレバー部材（１１７）と、を有し、
前記油圧ダンパ（１_１，１_２）は、前記レバー部材（１１７）の他端（Ｊ）（Ｊ１，Ｊ２）と前記一方の柱材（１０５）の間に介在され、
前記レバー部材（１１７）は、前記第１及び第２ブレース材（１１１）（１１２）の連結点（Ｃ）（Ｃ１，Ｃ２）を支点とし、前記一端の連結点（Ｉ）を力点とし、前記他端の連結点（Ｊ）（Ｊ１，Ｊ２）を作用点としたレバー比により、前記力点に作用する変位（Ｙ）を前記作用点から前記油圧ダンパ（１_１，１_２）に変更して伝達してなる。

例えば図９〜図１９を参照して、前記油圧ダンパ（１）は、シリンダ（５）内にオイルを充填した油圧室（２７）を１個のピストン（１０）により２個の油室（２７ａ）（２７ｂ）に区画し、前記シリンダ（５）に少なくとも軸方向に一体のエンド部材（１９）と、前記シリンダに軸方向に移動自在なフロート部材（２３）との間で前記油圧室（２７）を形成してなり、
前記シリンダの端部の閉塞部（９）と前記フロート部材（２３）との間に、前記油圧室（２７）から前記フロート部材（２３）に作用する油圧に対向する所定圧の不活性ガスが封入されているガス室（２９）を形成し、
前記ピストン部分（１０）に、前記２個の油室の一方（２７ａ）から他方の油室（２７ｂ）へのオイルの流れを規制する第１のピストンバルブ（３７_１）と、前記他方の油室（２７ｂ）から一方の油室（２７ａ）へのオイルの流れを規制する第２のピストンバルブ（３７_２）と、前記２個の油室（２７ａ）（２７ｂ）を連通するオリフィス（６１）と、を設け、
前記油圧ダンパ（１）は、前記第１及び第２のピストンバルブ（３７_１）（３７_２）がそれぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、前記シリンダ（５）に対する前記ピストン（１０）の移動速度（Ｖ）が所定値（Ｐ）以下の状態では閉じ位置にあって前記オイルの流れを前記オリフィス（６１）により制限し、移動速度に対する荷重変化が急勾配からなり、前記ピストンの移動速度（Ｖ）が前記所定値（Ｐ）より速い状態では開かれて前記オイルの流れを許容し、移動速度に対する荷重変化が小さい緩勾配からなる減衰力特性を有し、
前記オリフィス（６１）は、前記シリンダの内径断面積（Ａ）に対する該オリフィスの流通面積（ａ）の比である開口面積比率が０．００４〜０．０４０である。

前記油圧ダンパ（１）は、前記所定値（Ｐ）以下の状態で前記移動速度（Ｖ）に対する荷重変化が１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］である。

前記油圧ダンパ（１）は、前記ピストンからのピストンロッド（６）が前記ピストン（１０）から前記２個の油室の内の一方の油室（２７ａ）のみを貫通して延び、かつ前記エンド部材（１９）と前記ピストン（１０）との間に縮設されて前記一方の油室（２７ａ）にスプリング（４０）が配置されてなる。

前記第１及び第２のピストンバルブ（３７_１，３７_２）は、前記ピストン（１０）の両側面（１０ａ，１０ｂ）に形成され、前記油圧ダンパ（１）の中心軸線を中心とした円周からなる環状の突起（４５）と、該突起に外周部が当接するように付勢された可撓性のバルブ座板（５０）と、前記ピストン（１０）の両側面を前記突起の外径側と内径側とでそれぞれ連通する油路（４７）（４９）と、を有し、
前記バルブ座板（５０）は、複数枚からなり、該複数枚のバルブ座板の少なくとも１枚（５０ａ）に、外径側から切込まれた少なくとも１個の溝（６１ａ）が形成され、該溝が前記環状の突起（４５）の内径側と外径側とを連通して前記オリフィス（６１）を形成してなる。

請求項１に係る本発明によると、層間変位を伝達手段により作動変位として油圧ダンパに伝達し、油圧ダンパは、所定の作動効率により地震等による構造体の揺れを制振する。これにより、油圧ダンパは、比較的大きなストロークで作動して、油圧ダンパの性能を適正に発揮することができ、建物全体で用いる油圧ダンパの個数を減少して、コストダウンを図ることができると共に、地震による建物の損壊を減少することができる。

請求項２に係る本発明によると、伝達手段がブレース構造からなり、比較的簡単で軽量な構造でもって、適正な作動効率により油圧ダンパの機能を発揮することができる。

請求項３に係る本発明によると、伝達手段が耐力壁材からなり、構造体の剛性をも向上することができる。

請求項４に係る本発明によると、油圧ダンパ自体が伝達手段を構成するので、簡単な構成により適正な作動効率を得ることができる。

請求項５に係る本発明によると、伝達手段がトッグル機構からなるので、簡単な構成でもって所定の作動効率を得ることができる。

請求項６に係る本発明によると、伝達手段がブレース構造及びレバー部材からなるので、レバー部材のレバー比により作動効率を変更して、例えば１に近い任意の作動効率を得ることができ、油圧ダンパの性能を最適に発揮し得る作動効率を容易に設定することが可能となる。これにより、油圧ダンパの性能にマッチした高い機能の建物の制振構造を得ることができる。

請求項７に係る本発明によると、油圧ダンパが油圧室に直列してガス室を備え、油圧室のオイルが温度変化により膨張又は収縮しても、フロート部材がガス室の付勢力に抗して又は順じて移動するので、オイルの膨張又は収縮に応じて油圧室の容積を変化して、油圧室からのオイルの漏れ又は油圧室への空気の吸込みを防止して、油圧ダンパの性能を長期に亘って維持することができる。

また、ガス室には不活性ガスが封入されているので、油圧室のオイル及びフロート部材のシール等が酸素、活性ガスと接触することが避けられ、油圧ダンパは長期に亘りその性能を維持することができ、長期間に亘り安定した性能を必要とする建物の制振構造に油圧ダンパを適用することが可能となり、建物の制振構造として長期間の信頼性を保証することができる。

ガス室のガス圧を調整することにより、油圧ダンパを容易にかつ高い精度で微細にチューニングが可能である。ピストンに、２個の油室を連通するオリフィスを設け、かつ該オリフィスは、開口面積比率が０．００４〜０．０４０の範囲の極小流通面積からなるので、油圧ダンパは、前記所定値以下の状態で、比較的長いストロークに亘って所定の減衰力特性を安定して保持することができ、前述した構造体における伝達手段による作動効率と相俟って、適正な建物の制振構造を得ることができる。

請求項８に係る本発明によると、前記油圧ダンパは、前記所定値以下の状態で１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の上記急勾配からなる減衰力特性を保持してなるので、木造建築に適用して最適である。６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以上であると、油室に残圧を発生して振動エネルギを有効に吸収することができない。

請求項９に係る本発明によると、油圧ダンパは、ピストンロッドが一方の油圧のみに貫通して延びているので、油圧ダンパの構造が簡単となり、信頼性の高い油圧ダンパを用いた建物の制振構造を提供することができる。また、ピストンロッドが一方の油室のみにあるので、ピストンのストロークにより油圧室の容積が変化するが、該容積変化は、上記ガス室により吸収される。

更に、油圧ダンパは、一方の油室にスプリングを配置したので、両油室からピストンに作用するピストンロッドの断面積に基づく圧力差を上記スプリングでバランスすると共に、ガス室からの付勢力と上記スプリングの付勢力がバランスして、油圧室のストローク中心付近に保持される。これにより、油圧ダンパの自然状態における長さが一定となって、油圧ダンパの建物への取付けが容易となり、かつ建物の制振構造としての性能が安定し、さらに例え地震等により建物が塑性領域まで変形したとしても、上記油圧ダンパの中立位置への復元力により建物を元の状態に戻すことができる。

請求項１０に係る本発明によると、第１及び第２のピストンバルブは、突起、バルブ座板、皿バネ及び油路からなる簡単な構成で足りる。また、周長の長い環状の突起の全周からバルブ座板の外周部が離れることにより、オイルの流路面積を確保して、上記急勾配と緩勾配とに一気に切換えることができ、上記所望の減衰力特性を容易かつ確実に得ることができる。

更に、複数枚からなるバルブ座板に溝を形成することにより、小流通面積からなるオリフィスを高い自由度で容易に形成することができ、上記開口面積比の範囲内において建物の特性に応じたオリフィスを備えた油圧ダンパを容易に提供することができる。

本発明の実施の形態に係る建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 他の実施の形態による建物の制振構造を示す正面図。 本実施の形態に係る油圧ダンパを示す正面図。 その断面図。 ピストンバルブを示すピストン部分の拡大図で、（ａ）は、（ｂ）のａ−ａ断面図、（ｂ）は側面図。 ピストンバルブを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ−ｃ断面図。 ピストンバルブのバルブ座板が撓んだ状態を示す断面図。 一部変更したピストンバルブを示す断面図。 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。 油圧ダンパの減衰力特性を示す図。

以下、図面に沿って、本発明を木造構造体に適用した実施の形態について説明する。本木造構造体１０１は、建物を構成する骨組みであり、該木造構造体１０１が組合せられて木造建物となる。該木造構造体１０１は、図１ないし図６に示すように、水平方向に並行する２本の横架材１０２，１０３、例えば土台材１０２及び梁材１０３と、２本の横架材と連続する垂直方向に並行する２本の柱材１０５，１０６とを有する。横架材１０２，１０３と柱材１０５，１０６とは、柱材１０５，１０６の上端及び下端に形成されたほぞを、横架材１０２，１０３に形成されたほぞ穴に嵌め込むことにより接結されている。該木造構造体による該嵌め込みによる接合は、静止状態にあっては固定（剛）結合であるが、地震等により木造建物が揺れる場合、前記横架材及び柱材は、平行四辺形を保って揺れるので、横架材に対して柱が回動する回り対偶による接合構造として解析される。なお、上記接合部は、Ｌ字状の金具で補強されるものも含み、またほぞ及びほぞ穴以外による接合でもよい。また、前記横架材及び柱材は、断面４角形状からなるが、これに限るものではなく、更に木材に限らず、型材からなる軽量鉄骨、更には重量鉄骨等、木造建物に限らず、あらゆる構造物に適用可能である。

前記木造建物における構造体１０１の制振構造１１０は、一方の柱材１０５の上端部１０５ａに連結（Ａ）された第１ブレース材１１１と、該一方の柱材の下端部１０５ｂに連結（Ｂ）された第２ブレース材１１２とを有し、これら両ブレース材１１１，１１２の先端部は互いに連結（Ｃ）されている。前記両ブレース材１１１，１１２は、同じ長さからなり、従って先端部の連結点Ｃは、他の柱材１０６の高さ方向中間部、好ましくは中央部に対応するように位置して、２等辺３角形からなる３節リンク（Ｋブレース構造）を構成している。即ち、該３節リンクは、一方の柱材１０５と一体構造からなり、上記第１及び第２ブレース材１１１，１１２の先端連結部（中間部）Ｃは、前記２本の横架材１０２，１０３の層間変位Ｘを伝達され、他方の柱材１０６との間で作動変位Ｙとして相対移動する伝達手段Ｕを構成する。なお、上記伝達手段（３節リンク）Ｕは、上記連結部Ａ，Ｂ，Ｃを理想化したピン接合で図示されているが、柱材１０５との連結点Ａ，Ｂは、ビス等で柱材１０５に固着（剛接合）されてもよく、かつブレース材同士の連結点Ｃは、接合部に溶接等で固着されてもよい。また、第１及び第２ブレース材１１１，１１２は、鋼材からなるのが好ましいが、木材等の他の材料でもよい。この点は、後述するすべての実施の形態においても同様である。

上記第１及び第２ブレース材１１１，１１２の連結点Ｃと他方の柱材１０６との間に油圧ダンパ１が介在している。油圧ダンパ１のピストンロッド６が上記連結点Ｃにピン結合されており、油圧ダンパ１のシリンダ５が他方の柱材１０６に固定された連結部材１７にピン結合Ｄされている。

地震等により本構造体１０１に横方向の力が作用して、下横架材（土台）１０２と上横架材（梁）１０３との間に相対的変位（層間変位という）Ｘが生じる。実際には、横架材と柱材との連結がほぞ等による固定で、柱材１０５，１０６に曲げ等が作用するが、木材の弾性力により吸収されて、構造体１０１は、実質的に平行四辺形に変形するとして解析される。従って、下横架材１０２に対して、上横架材１０３が右方向（矢印ｒ）に層間変位（Ｘ）すると、第１ブレース材１１１及び第２ブレース材１１２に圧縮力が作用して、連結点Ｃが下方向（矢印ｄ）に変位し、油圧ダンパ１を収縮方向に移動する。反対に、下横架材１０２に対して上横架材１０３が左方向（矢印ｌ）に層間変位（Ｘ）すると、第１及び第２ブレース材１１１，１１２に引っ張り力が作用して、連結点Ｃは、上方向（矢印ｕ）に変位（Ｙ）し、油圧ダンパ１を伸長方向に移動する。

前記層間変位Ｘに対する連結点Ｃの変位Ｙの割合（Ｙ／Ｘ）が、作動効率（作動比率）ｅと定義され、前記図１に示す制振構造１１０_１にあっては０．３程度となり、層間変位Ｘに対して連結点Ｃの変化、従って油圧ダンパ１の作動量は、約１／３となる。前述した特許文献２の実施の形態で示した柱と梁との間に斜めに介在した方杖タイプの油圧ダンパの用い方では、作動効率（作動比率）ｅが例えば０．２以下等となり、油圧ダンパは、地震エネルギを大きな荷重かつ小さな移動量（ストローク）で吸収することになる。後に詳述する油圧ダンパ１は、地震が弱く、ピストンの移動速度が低い場合、大きい減衰力特性からなる剛体に近い状態となり、地震が強く、ピストンの移動速度が速い場合、減衰力特性の小さい制振状態となるバイリニア特性からなる。上記方杖タイプの油圧ダンパの用い方では、ストロークが小さいため、上記バイリニア特性を建物及び地震にマッチして設計、設置することが難しく、勢い建物に対して多くの油圧ダンパを用いることになる。

前記ブレース構造（伝達手段）Ｕによる制振構造１１０_１は、上述したように作動効率ｅが０．３程度となり、油圧ダンパ１のストロークＹが層間変位Ｘの１／３程度あって、比較的長いストロークにより適正な上記バイリニア特性を設計することが容易となる。これにより、建物及び予測地震に対応した油圧ダンパの設定及び微妙な制御並びに適正な建物への配置が可能となり、効率的で効果的な建物の制振構造１１０_１を提供することができる。

地震による揺れ（運動）エネルギ（仕事）は、油圧ダンパ１により吸収される。仕事をＷ、力をＦ、移動量をΔＸとすると、
Ｗ＝Ｆ×ΔＸ……（１）
構造体１０１における土台材１０２に対する梁材１０３の揺れ量（移動量）は、上記（１）式が適用され、Ｆ；変形（移動）に必要な力、ΔＸ；梁材の移動量（層間変位）となる。

油圧ダンパ１を伝達手段（ブレース構造）Ｕを介して設置する場合、作動比率ｅが考慮され、
ｅ・ΔＸ＝Δｄ Δｄ；油圧ダンパ１の変位（移動量）
油圧ダンパの変位に必要な力をＦｄとすると、
ｅ・Ｆ＝Ｆｄ
油圧ダンパの仕事Ｗｄは、
Ｗｄ＝Ｆｄ・Δｄ＝ｅ^２・Ｆ・ΔＸ＝ｅ^２・Ｗ
となる。従って、作動比率ｅが１に近い程（大きい程）有利である。

図２は、ブレース材に代えて耐力壁材を用いた実施の形態を示す。本実施の形態による制振構造１１０_２は、木造構造体１０１の一方の柱材１０５に固定されている耐力壁材１１４を有する。一方の柱材１０５の上端部及び下端部にそれぞれビス等で連結部材１１４ａ，１１４ｂが固定されており、これら連結部材１１４ａ，１１４ｂに上記耐力壁材１１４が取付けられている。該耐力壁材１１４の他側中央部には連結部材１１４ｃが取付けられている。油圧ダンパ１のピストンロッド６がピンＣにより上記耐力壁材の連結部材１１４ｃに連結されていると共に、そのシリンダ５が他方の柱材１０６に固定された連結部材１７にピンＤにより連結されている。

上記耐力壁材１１４は、一方が柱材１０５に一体に固定され、先の実施の形態の２本のブレース材と同様に伝達手段Ｕとして機能する。従って、本木造構造体の制振構造１１０_２は、先の実施の形態と同様に、作動効率（作動比率）ｅが０．３程度で層間変位Ｘを油圧ダンパ１に伝達して該油圧ダンパを移動する。

図３は、ブレース材（リンク部材）自体を油圧ダンパ１に代えた実施の形態を示す。本実施の形態による制振構造１１０_３は、木造構造体１０１の他方の柱材１０６の中央部（中間部）に連結部材１１３がビス等により固定されており、該連結部材１１３と一方の柱材１０５における上端部に固定された連結部材１０５ａ及び下端部に固定された連結部材１０５ｂとの間に、それぞれピンＡ，Ｂ，Ｃによりリンク部材（１１１，１１２）を構成する第１及び第２の油圧ダンパ１_１，１_２が取付けられている。

従って、本木造構造体の制振構造１１０_３も、先の実施の形態と同様に、油圧ダンパ１_１，１_２自体がブレース材と同様に伝達機構として機能し、作動効率（作動比率）ｅが概ね０．３程度で層間変位Ｘを油圧ダンパ１_１，１_２に伝達して該油圧ダンパを移動する。

図４は、耐力壁材を小型化した実施の形態を示す。図２に示す耐力壁材１１４は、柱材１０５より僅かに小さい大型の耐力壁材を用い、木造構造体１０１の剛性を向上しているが、耐力壁材が大きくかつ重量物からなるため、作業員が一人で取付け作業することが困難となり、コストアップの原因となってしまう。本実施の形態は、耐力壁材１１５を小型化して、作業員一人での取付け作業を可能とすると共に、木造構造体１０１に窓等の開閉を設置する場合、窓下等に適用可能となる。

一方の柱材１０５の下部分に、該柱材の長さの１／３程度の耐力壁材１１５を２個の連結部材１１５ａ，１１５ｂで固定する。該小型の耐力壁材１１５の他側上部に連結部材１１５ｃを一体に固定し、該連結部材１１５ｃと他方の柱材１０６に固定した連結部材１７との間に油圧ダンパ１を介在する。

従って、本実施の形態による制振構造１１０_４は、先の図２に示すものと同様に、木造構造体１０１の地震等による層間変位Ｘを所定作動効率により油圧ダンパ１により吸収する。

図５は、制振構造１１０_５の伝達手段Ｕ１，Ｕ２にトグル機構を用いた実施の形態を示す。木造構造体の制振構造１１０_５は、一方の柱材１０５の上端部及び下端部に連結部材１０５ａ，１０５ｂを一体に取付けると共に、他方の柱材１０６の中央部（中間部）に連結部材１１３を一体に取付け、前記連結部材１０５ａ，１０５ｂと連結部材１１３との間にそれぞれトグル機構１１６，１１７を配設して構成される。各トグル機構１１６，１１７は、それぞれ一方の柱材１０５の連結部材１０５ａ，１０５ｂにピン結合されたリンク部材１１６ａ，１１７ａと、他方の柱材１０６の連結部材１１３にピン結合されたリンク部材１１６ｂ，１１７ｂとをそれぞれ先端部をピン結合（Ｇ１，Ｇ２）して構成される。

そして、他方の柱材１０６の上端部及び下端部にそれぞれ連結部材１０６ａ，１０６ｂが一体に取付けられ、これら連結部材１０６ａ，１０６ｂと上記各トグル機構１１６，１１７の連結ピンＧ１，Ｇ２との間にそれぞれ油圧ダンパ１_１，１_２が介在されている。

本制振構造１１０_５は、層間変位Ｘに対して各油圧ダンパ１_１，１_２が概ね０．３〜０．５程度の作動効率ｅにより移動し、木造構造体１０１の揺れを吸収する。

図６は、図１に示すブレース構造に、レバーによる作動効率変更部材を加えた実施の形態を示す。本実施の形態による木造構造体の制振構造１１０_６は、図１と同様に、一方の柱材１０５に上端部及び下端部に一体に取付けた連結部材１０５ａ、１０５ｂにピン結合Ａ，Ｂしたブレース材１１１，１１２を有し、これらブレース材１１１，１１２の先端は、中間部でレバー部材１１７にピンＣにより連結されている。他方の柱材１０６の上端部には連結部材１１９がビス等により一体に固定されており、該連結部材１１９と、前記レバー部材１１７のピンＣより他方の柱材１０６側との間にリンク１２０がピンＩにより結合されている。

上記レバー部材１１７の前記ピンＣより一方の柱側にはピンＪが配置され、該ピンＪと、一方の柱材１０５に一体に取付けられた連結部材１７のピンＤとの間に油圧ダンパ１が介在している。従って、前記レバー部材１１７は、その一端側が他方の柱材１０６にリンク１２０を介して実質的にピンＩにより連結されており、かつブレース材１１１，１１２を介してその連結ピンＣが一方の柱材１０５に一体に連結されている。そして、レバー部材１１７は、作動効率変更部材を構成し、そのレバー比Ｊ−Ｃ／Ｉ−Ｃにより、ピンＪにより連結されている油圧ダンパ１は、ストロークが増大（又は減少）して伝達される。

本木造構造体の制振構造１１０_６は、地震等による層間変位Ｘが、ブレース材１１１，１１２によりピンＣを上下方向に作動変位として伝播し、該ピンの変位は、レバー部材１１７によりストロークが増幅されてピンＪを介して油圧ダンパ１に伝達される。該油圧ダンパ１は、レバー比が乗じられた作動効率ｅで移動（ストローク）する。該作動効率ｅは、上記レバー部材１１７のレバー比で任意に設定可能であるが、例えば、０．３０〜１．２０に設定される。これにより、適用する油圧ダンパ１の性能、木造建物の構造等に適合して、例えば油圧ダンパ１の作動ストロークが大きめになるようにレバー比を設定して、油圧ダンパが最適な特性を発揮するにするように調整することが可能となる。

図７は、図６の実施の形態を具体化して更に一部変更した実施の形態を示す。本実施の形態による木造構造体の制振構造１１０_７も、図６と同様に、一方の柱材１０５の上端部及び下端部とレバー部材１１７との間にブレース材１１１，１１２がピン結合Ａ，Ｂ，Ｃ１，Ｃ２されている。レバー部材１１７は、幅広の板材からなり、該レバー部材１１７の幅広部分に上記２枚のブレース材１１１，１１２の連結ピンＣ１，Ｃ２が幅方向に並んで配置されている。これにより、図６の概略図に示すように、１本のピンＣに２本のブレース材１１１，１１２を連結することによる強度の低下を防止できる。

レバー部材１１７の他方の柱材１０６側の端部と他方の柱材１０６の連結部材１１９の間にはリンク１２０がピンＩ及びＫにより連結されている。該リンク１２０は、ターンバックルからなり、長さ、従ってレバー部材１１７の角度を調整し得る。該レバー部材１１７の先端は、他方の柱材１０６に取付けられガイド部材１２１により、レバー部材１１７の板厚方向の動きが規制されて案内されている。レバー部材１１７の一方の柱材１０５側の端部には２個のピンＪ１，Ｊ２が幅方向に並んで植設されており、これらピンＪ１，Ｊ２と一方の柱材１０５に取付けられた連結部材１７_１，１７_２との間に、それぞれ油圧ダンパ１_１，１_２が配設されている。即ち、連結ピンＣ１，Ｃ２及びピンＪ１，Ｊ２は、レバー部材１１７の長さ方向に直交してかつ比較的狭い間隔で配置されており、レバー部材１１７のレバー比に関して１個の回動点とみることができる。従って、レバー部材１１７は、連結ピンＣ１，Ｃ２を支点、ピンＩを力点、ピンＪ１，Ｊ２を作用点として、レバー比は、（Ｊ１・Ｊ２）−（Ｃ１・Ｃ２）／（Ｃ１・Ｃ２−Ｉ）＝ｂ／ａとなる。

本木造構造体の制振構造１１０_７は、図６に示す制振構造１１０_６と同様に、地震等による層間変位Ｘが、ブレース材１１１，１１２によりレバー部材１１７の連結ピンＣ１，Ｃ２に伝播され、該連結ピンＣ１，Ｃ２の作動変位が、レバー部材１１７のレバー比（ｂ／ａ）により増幅され（例えば約３倍）、該増幅されたスロトークで２本の油圧ダンパ１_１，１_２が作動する。これにより、油圧ダンパ１_１，１_２は、１に近い作動効率に基づき、大きな作動ストロークによる適正に調整されたバイリニア特性と、２本の油圧ダンパ１_１，１_２による大きな荷重吸収とにより、木造構造体１０１が制振される。

図８は、図１に示す実施の形態の変形例を示す。本実施の形態による木造構造体の制振構造１１０_８は、図６及び図７に示す実施の形態と同様に、一方の柱材１０５にピン連結Ａ，Ｂされたブレース材１１１，１１２と、両ブレース材の先端にピン結合Ｃ１，Ｃ２するレバー部材１１７を有する。レバー部材１１７は、一方の端がリンク１２０及びガイド部材１２１を介して一方の柱材１０５に連結しており、他方の端と他方の柱材１０６との間に１対の油圧ダンパ１_１，１_２が介在している。

連結点Ｃ１，Ｃ２は、ブレース材１１１，１１２により一方の柱材１０５と一体構造（Ｋブレース構造）からなり、連結点Ｉも、リンク１２０及びガイド部材１２１により一方の柱材１０５と一体構造からなり、従ってレバー部材１１７は、一方の柱材１０５に一体に構成されている。即ち、レバー部材１１７は、図６及び図７に示すような作動効率変更部材ではなく、一方の柱材１０５と一体に移動する補強部材である。

従って、本制振構造１１０_８は、図１に示すブレース構造と同様に、地震等による層間変位Ｘが伝達手段であるブレース構造Ｕにより連結ピンＪ１，Ｊ２に、約０．３程度の作動効率ｅで作動変位Ｙとして伝播され、油圧ダンパ１_１，１_２により吸収される。

図７に示す実施の形態のレバー部材１１７と図８に示す実施の形態のレバー部材１１７とは同じもので用いられ、従って連結ピンＣ１，Ｃ２のピン孔１１７ａ，１１７ａ，１１７ｂ，１１７ｂが長さ方向に２箇所（合計４個）設けられており、該レバー部材１１７を反転して上記両実施の形態に用いられる。これにより、木造建物の違いにより、油圧ダンパ１の特性を適合して、適宜反転して用いられる。

なお、油圧ダンパは、１個でもよく、またレバー部材１１７のピン孔は、長さ方向２箇所に限らず、更に多数設けて、レバー比を多数に変更してもよい。

ついで、図９〜図１９に沿って前記油圧ダンパ１について詳細に説明する。なお、前述した木造建物の制振構造において、油圧ダンパを２個用いた場合、油圧ダンパ１_１，１_２と表記したが、油圧ダンパの構造は同じなので、油圧ダンパ１として説明する。また、前述した制振構造１１０_１〜１１０_８は、一般化して制振構造１１０と表記する。

上記油圧ダンパ１は、図９及び図１０に示すように、シリンダ５及びピストンロッド６を有する。シリンダ５の一端はキャップ部材７により閉塞されており、かつ他端は連結部材９により閉塞されている。ピストンロッド６は、一端が小径部６ａとなっており、該小径部６ａにピストン１０が嵌合している。ピストンロッド６の他端にはボス１１及びボルト１２からなるピンＣを介して例えばブレース材１１１，１１２が回動自在に連結している。なお、図１〜図８に示した実施の形態にあっては、例えばブレース構造、耐力壁材、リンク部材、レバー部材等の伝動手段に連結するピンＣ（Ｃ１，Ｃ２）として表記されている。前記シリンダ５の他端連結部材９にはボス部１５が一体に固定されており、該ボス部１５にはボルト１６を介して他方の取付け金具１７が回動自在に連結されている。なお、取付け金具は、図１，図２，図４，図６，図７，図８にあっては、他方（又は一方）の柱材１０６（又は１０５）に連結される取付け金具１７（又は１７_１，１７_２）であるが、図３，図５に示す実施の形態にあっては、他方の柱材１０６に取付けられる取付け金具１１３と表記されている。

前記シリンダ５内の一方側には環状のエンド部材１９が嵌合されており、該エンド部材１９は、スナップリング２０によりシリンダ５に対して軸方向位置が一体となるように規定されている。該エンド部材１９の外周面にはＯリング２１が装着されており、またピストンロッド６が貫通する内周面にもＯリング２２が装着されており、該エンド部材１９は、その軸方向の前後の空間を油密状に区画している。前記シリンダ５内の他方側にはフロート部材２３が軸方向に移動自在に嵌合しており、該フロート部材２３の外周面にはスライドリング２５及びシールリング２６が軸方向に並んで装着されている。該フロート部材２３は、その軸方向前後の空間を油密状かつ気密状に区画している。

前記シリンダ５内におけるエンド部材１９とフロート部材２３との間の空間には所定粘度のオイルが充填されて、油圧室２７を構成している。なお、オイルとは、所定粘度を有する液体を意味し、一般的にはオイルとなるが、狭義のオイルに限定するものではない。前記シリンダ５内におけるフロート部材２３と連結部材９との間の空間には所定圧力の窒素ガス等の不活性ガスが封入されて、ガス室２９を構成している。シリンダ一端の前記キャップ部材７は、ピストンロッド６を摺動自在に挿通して該ピストンロッドを支持するガイド孔７ａを有し、該ガイド孔７ａにはピストンロッド６と摺接して該ピストンロッド６に付着した塵埃等を掻取るスクレーパ３０が装着されている。シリンダ５内におけるエンド部材１９とキャップ部材７との間の空間は空気が出入自在に入る空気室（余裕空隙）３１となっている。該空気室３１の軸方向間隔は、油圧ダンパ１のストロークより長い。

上記エンド部材１９の油圧室２７側に隣接してバネ受け金具３２が配置されており、前記ピストンロッド６の小径部６ａに嵌合してバネ受けリング部材３３が配置されている。ピストンロッド６の小径部６ａの先端にはワッシャ３５を介してナット３６が螺合されており、バネ受けリング部材３３を小径部段差部６ｂに当接し、かつピストン１０の両側に第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２を介在して該ピストン１０を挟むようにして、上記ナット３６により、バネ受けリング部材３３、ピストン１０及び両ピストンバルブ３７_１，３７_２がピストンロッド６に対して位置決めされている。該ピストン１０により、前記油圧室２７は、ロッド側油室２７ａと非ロッド側油室２７ｂに区画されている。ロッド側油室２７ａ内において、上記バネ受け金具３２とバネ受けリング部材３３との間にコイルスプリング４０が縮設されている。

上記ピストン１０は、図１１に詳示するように、両側面１０ａ，１０ｂにピストンロッド６を中心とした環状で凸状の突起４５，４５が形成されており、該突起４５と上記ピストンロッド小径部６ａを嵌挿したボス部４４との間に、環状の油圧空間４６，４６が形成されている。なお、上記突起４５とボス部４４とはピストン両側面１０ａ，１０ｂに対して同じ突出高さ、即ち面一となっている。ピストン１０には、一方の側面１０ａの油圧空間４６と他方の側面１０ｂにおける上記突起４５の外径側とを連通する複数（３個）の縮み側油路４７…と、他方の側面１０ｂの油圧空間４６と一方の側面１０ａにおける上記突起４５の外径側とを連通する複数（３個）の伸び側油路４９とが形成されており、これら両油路４７，４９は、同形状及び同数からなり、円周方向に長い矩形状断面からなる。

上記第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、環状の板バネからなり、その外周部分が上記環状の突起４５に当接するバルブ座板５０と、該バルブ座板５０を上記環状の突起４５に所定付勢力で圧接する皿バネ５１とを有する。上記ピストン１０の左右の第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、ピストン１０のそれぞれ一方の動きに対して、両油室２７ａ，２７ｂの油路４７又は４９を通るオイルの移動を規制するチェック弁として機能し、またピストンのそれぞれ他方の動きに対して、両油室２７ａ，２７ｂの油路４７又は４９を通るオイルの流れを所定特性に制御する。即ち、前記第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、図１５に示すように、それぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、所定値Ｐ以下の前記ピストン１０の移動速度Ｖの場合、該移動速度変化に対して前記ピストンを移動する荷重Ｆ変化が大きく（Ｓ部分）、前記所定値Ｐより前記ピストン１０の移動速度Ｖが大きい場合、該移動速度変化に対して前記ピストンを移動する荷重Ｆ変化が小さい（Ｔ部分）減衰力特性を有する。なお、上記所定値Ｐは、図１５にあっては実質的に点で表示されており、該点のように狭い領域で上記急勾配（Ｓ部分）と緩勾配（Ｔ部分）に切換えられることが好ましいが、図１５に鎖線で示すように、ある程度の範囲で滑らかに切換わるものでもよく、上記所定値（変曲点）は、このものも含む概念である。本実施の形態にあっては、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２の各バルブ座板５０が２板、皿バネ５１が３枚からなるが、これは、上記特性に応じて、その数及びその径方向寸法、板厚は適宜設定される。また、ピストン１０の外周面には、所定の油密特性を有すると共にシリンダ５内周面に対して摺接する圧力リング５３が装着されている。

具体的には、図１２に示すように、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、複数枚のバルブ座板５０及び皿バネ５１と環状の突起４５とからなるチェック弁６０を有する。第１及び第２のピストンバルブのいずれか一方、例えば第２のピストンバルブ３７_２は、複数のバルブ座板５０の内の上記突起４５に接する１枚（５０ａ）に、その外径側から油圧空間４６に接する位置まで延びる１個の溝６１ａからなるオリフィス（バイパス）６１が形成されている。該オリフィス（バイパス）６１は、バルブ座板５０の板厚ｔ（例えば０．１５ｍｍ）と上記溝６１ａの幅Ｗ（例えば０．５ｍｍ）からなる流通面積ａ（＝ｔ×Ｗ）を有し、一方の油室２７ａと、油圧空間４６及び油路４９を介して他方の油室２７ｂとを連通している。シリンダ５の内径半径をｒとした内径断面積Ａ（＝πｒ^２≒ピストン面積）に対する上記流通面積ａの割合である開口面積比率ｚ（＝ａ／Ａ）が０．００４〜０．０４０の範囲に設定されている。該オリフィス６１の開口面積比率ｚは、上記実施の形態にあっては、第１及び第２のピストンバルブの一方３７_２のみに、かつ複数のバルブ座板５０の１枚（５０ａ）のみに、更に該バルブ座板の全周の１箇所のみに形成された小幅の溝６１ａからなる極小の流通面積からなり、前記特許文献２に示す車両用の緩衝器の油圧ダンパにおけるオリフィスに比して大幅に小さい値であり、このような極小の流通面積からなるオリフィス６１により、油圧ダンパ１は上述した急勾配Ｓからなる減衰力特性１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］を安定して得ることができる。

なお、上記溝６１ａからなるオリフィス６１は、１枚のバルブ座板５０ａに限らず、例えば第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０にも設ける等、複数個の溝により形成してもよい。また、オリフィスは、上述したようなバルブ座板に形成すると、高い自由度で極小流通面積が得られて好ましいが、２個の油室を連通するオリフィスであれば、他の構成でもよい。

本実施の形態は以上のような構成からなるので、油圧ダンパ１は、前述した木造構造体の制振構造１１０に設置される。周囲温度の変化が、油圧室２７内のオイルの温度に影響して、該オイルが膨張又は収縮する。すると、シリンダ５に摺動自在に支持されてフリーピストンを構成するフロート部材２３は、上記オイルの膨張又は収縮による油圧室２７の容積変化に応じて、ガス室２９内の高圧ガスの付勢力に抗して又は順じて移動する。これにより、周囲温度により油圧室のオイルが体積変化しても、高圧ガスの弾性圧縮により上記フロート部材２３が移動して吸収され、エンド部材１９のＯリング２１，２２及びフロート部材２３のスライドリング２５及びシールリング２６に過度の圧力を作用することなく、上記各リングからオイルの漏れ及び空気等の吸込みを生じることを防止できる。

上記ガス室２９には不活性ガスが封入されており、例えシールリング２６から該ガスが油圧室２７に漏れたとしても、ガスは、不活性ガスからなるので、オイルを酸化することはなく、またシールリングの劣化を防止することができ、油圧ダンパ１の耐久性を、建物に合せて長期化することができる。

油圧室２７のロッド側油室２７ａにピストンロッド６がシリンダ５の外部に突出するように延び、非ロッド側油室２７ｂには上記ピストンロッド６が延びていないので、ピストン１０の両側には、上記ピストンロッド６の断面積分の油圧差を生じる。従って、ピストン１０に対する両油室２７ａ，２７ｂの面積差によりピストン１０は、ピストンロッド６側に移動する方向に偏倚する力が作用するが、本実施の形態にあっては、ロッド側油室２７ａに配置されたスプリング４０の付勢力がピストン１０に作用し、該ピストン１０は、該スプリング付勢力と上記面積差による偏倚力がバランスした位置である、スプリング４０の全圧縮位置とフロート部材２３との中間位置に保持される。

上記スプリング４０の付勢力に基づく油圧室２７内の油圧がフロート部材２３に作用するが、ガス室２９内には高圧ガスが封入されており、上記フロート部材２３は、油圧室２７側の油圧とガス室２９側のガス圧とがバランスして所定位置に保持されている。

これにより、油圧ダンパ１は、外力を加えていない自然状態にあっては、予め設定された所定長さにあり、該所定長さの油圧ダンパ１が、前述したように木造構造体の制振構造１１０として取付けられる。この状態では、ピストン１０が油圧室２７のストローク可能範囲の略々中央に位置している。

地震により建物に揺れを生じる場合、油圧ダンパ１は、伸縮してストローク範囲の略々中央に位置するピストン１０が図９の左右方向に移動する力を受ける。ピストン１０が油圧室２７を右方向（縮み方向）に移動しようとする場合、非ロッド側油室２７ｂのオイルが縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れて、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０を撓ましてロッド側油室２７ａに流れる方向の力が作用し、反対に、ピストン１０が油圧室２７を左方向（伸び方向）に移動しようとする場合、ロッド側油室２７ａのオイルが伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れて、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０を撓まして非ロッド側油室２７ｂに流れる方向の力が作用する。この際、ピストン１０の縮み側移動では、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０が環状の突起４５に当接して、非ロッド側油室２７ｂから右油圧空間４６及び伸び側油路４９を通ってロッド側油室２７ａに流れるオイルの流れが阻止され、ピストン１０の伸び側移動では、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０が環状の突起４５に当接して、ロッド側油室２７ａから左油圧空間４６及び縮み側油路４７を通って非ロッド側油室２７ｂに流れるオイルの流れが阻止される。

地震が弱く建物の揺れが小さい場合、油圧ダンパ１に作用する伸縮方向の力も小さくかつ弱い。この場合、ピストン１０が油圧室２７内で移動しようとする力も弱く、その速度も遅い。油圧ダンパ１が収縮する方向、即ちピストン１０が非ロッド側油室２７ｂに向って移動する場合、非ロッド側油室２７ｂ内のオイルが縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れようとするが、ピストン１０を移動する力も弱くかつ遅いので、左油圧空間４６に作用する油圧上昇も小さい。従って、第１のピストンバルブ３７_１は、皿バネ５１の付勢力によりバルブ座板５０が環状の突起４５に略々当接した閉じ位置に保持される。同様に、油圧ダンパ１が伸長する方向、即ちピストン１０がロッド側油室２７ａに向って移動する場合、ロッド側油室２７ａのオイルが伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れようとするが、該右油圧空間４６の油圧も小さく、第２のピストンバルブ３７_２は、バルブ座板５０が環状の突起４５に略々当接した閉じ位置に保持される。

従って、地震の規模が比較的小さく、建物に作用するエネルギが小さい場合、油圧ダンパ１は、その収縮及び伸長の両方向において非ロッド側油室２７ｂ及びロッド側油室２７ａに流れようとするオイルの流れが前記オリフィス６１により制限された減衰力特性の大きい状態にあり、油圧ダンパ１の伸縮移動は、大きな抵抗力を受ける。即ち、ピストン１０の移動速度が遅い場合、図１５のＳ部分に示すように、両油室２７ａ，２７ｂのオイルの流通量は、極小の流通面積からなるオリフィス６１による僅かな量であり、大きな荷重（抵抗力）が作用し、油圧ダンパ１は、ピストン速度Ｖに対する荷重Ｆの勾配が大きな剛体に近い状態となる。これにより、地震規模が小さい場合又は道路を車両が通過する振動の場合等、振動エネルギが小さく、建物の揺れが比較的小さい場合、油圧ダンパ１からなる制振構造１１０は、建物に対して剛体に近いブレース材、耐力壁として機能し、建物の揺れを抑えると共に、建物の強度を向上する。この際、油圧ダンパ１の取付け部分に集中荷重が作用するとしても、振動エネルギは比較的小さいので、該取付け部分が破損することはない。また、両油室２７ａ，２７ｂの間を流れるオイルは、バルブ座板５０と環状のオリフィス６１の狭い通路を大きな抵抗を受けながら流れるので、熱に変換され、ヒステリシスとなって建物の揺れエネルギを有効に吸収する。このように、比較的高い頻度で発生する小さな振動エネルギに対しては、建物は、上記減衰力特性の高い油圧ダンパにより建物の揺れは抑えられ、建物の居住性等の構造物の品質を向上することができる。

地震規模が大きく、建物の揺れが大きい場合、油圧ダンパ１に作用する伸縮方向の力も大きくなると共に、そのストロークも大きくなりかつ速度も速くなる。この状態では、ピストン１０は大きなストロークでかつ速く移動し、ピストン１０が右方向に移動する場合、非ロッド側油室２７ｂから、縮み側油路４７を通って左油圧空間４６に流れ込むオイル油圧が高くなり、第１のピストンバルブ３７_１のバルブ座板５０は、図１３に示すように、該座板自体のバネ力及びバックアップとしての皿バネ５１の付勢力に抗してその外周部分が環状の突起４５から離れる方向に撓む。同様に、ピストン１０が左方向に移動する場合、ロッド側油室２７ａから、伸び側油路４９を通って右油圧空間４６に流れ込むオイルの油圧が高くなり、第２のピストンバルブ３７_２のバルブ座板５０は、環状の突起４５から離れる方向に撓む。

これにより、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２は、図１３に示すように、バルブ座板５０と環状の突起４５との間に流路Ｍ，Ｎが形成され、該流路Ｍ，Ｎを通って両油室２７ａ，２７ｂにオイルが流れることにより、図１５のＴ部分に示すように、速度Ｖに対する荷重Ｆの勾配が低い減衰力特性の低い状態となり、油圧ダンパ１は、低い抵抗力により伸縮する。従って、大きな地震に際しては、油圧ダンパ１が、比較的低い減衰力特性により建物の揺れを制振し、地震エネルギを吸収する。この際、図１３に示すように、バルブ座板５０の外径部は、環状の突起４５とその全周において離れ、該周長の長い環状の突起４５との間に比較的広い面積からなる上記流路Ｍ，Ｎが一気に形成される。これにより、図１５に示すように、油圧ダンパの減衰力特性は、所定値（変曲点）Ｐにおいて急勾配（Ｓ）から緩勾配（Ｔ）に瞬時に切換えられる。

この状態では、油圧ダンパ１は、伸縮しつつ制振するので、取付け部分に過度に大きな集中荷重が作用することがなく、該取付け部分又は該取付け部分の柱材１０５，１０６及びブレース材等が破壊されることを減少する。また、地震エネルギは、上部流路Ｍ，Ｎを絞られつつ流れる比較的大量のオイルの流れにより熱に変換されて吸収される。また、上記地震により建物が塑性変形領域まで変形したとしても、地震が終わった状態で、油圧ダンパ１は、スプリング４０及びガス室２９のガス圧がバランスすると共にピストンロッド６の面積差による両油室２７ａ，２７ｂの初期位置に戻るように付勢されており、上記塑性変形まで変形した建物も、上記油圧ダンパ１のストローク中央位置への付勢により元の状態（初期姿勢）に戻される。これにより、頻度は少ないが、大きな地震が発生した場合、建物は、本制振構造１１０により有効に制振され、建物の破壊を防止して耐震性を向上することができる。

更に、例え木造建物が変形しても、油圧ダンパ１は、元の状態に戻るように付勢されるので、木造建物自体の復元力と相俟って、構造体１０１からなる建物は、徐々に元の状態に戻される。

上記油圧ダンパ１は、シリンダ５からピストンロッド６が突出する側に空気室（余裕空隙）３１が設けられており、該空気室３１部分のピストンロッド６は、キャップ部材７のスクレーパ３０により塵埃、錆、水等が除去されたクリーンな状態にある。従って、上記地震により油圧ダンパ１が伸縮して、ピストンロッド６がエンド部材１９の貫通孔を摺接しても、該摺接部分は、上記クリーンな状態にある部分であり、上記摺接に際してピストンロッドに付着した塵埃等がエンド部材１９のシール（Ｏリング）２２を傷付けたり、また該塵埃、水等が油圧室２７内に浸入することを防止できる。

なお、チェック弁である第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２にオリフィス６１を設けないと、ピストンバルブが閉じ位置にある場合、ピストン１０及びピストンバルブ３７_１，３７_２の漏れ（オイルリーク）に起因する急勾配（Ｓ部分）で荷重Ｆが増加し、高い減衰力特性を有する。該急勾配（Ｓ部分）からなる減衰力特性は、８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］程度となる。

上記オイルリークによる減衰力特性は、バルブ座板５０と環状の突起４５との密着精度及びピストン１０とシリンダ５との嵌合精度等との機械的精度に影響され、高い精度で上記減衰力特性を安定することが難しい。また、地震等の建物の揺れによる油圧ダンパ１の伸縮は、圧縮側、伸長側に比較的速い周期で切換わり、前記所定値（変曲点）Ｐまでは、減衰力は作動量に比例して略々直線的に上昇し（急勾配Ｓ部分）、リリーフ圧（Ｐ）に達してからは、略々一定の減衰力（緩勾配Ｔ部分）に保持される。油圧ダンパ１は、前記圧縮側又は伸長側に切換わる時点で瞬間的に作動を停止するが、上記オイルリークを最小限に設定すると、油室２７ａ，２７ｂに残圧が生じる。この結果、上記油圧ダンパ１が逆方向に作動開始しても、上記残圧が解消するまでは、ピストン１０の作動方向に抵抗する力は発生せず、減衰力の発生に遅れを生じる。該減衰力の立ち上り遅れは、ヒステリシス面積にも影響を与え、エネルギ吸収量は小さくなる。

また、油圧ダンパ１は、前述した伝達手段Ｕにより作動効率ｅが大きくなるように変更した制振構造１１０に用いられるので、上記オリフィス６１を設けない場合、地震初期の移動速度が所定値Ｐ以下の状態では、油圧ダンパの横揺れに対する抗力が大き過ぎ、油圧ダンパ１の減衰力の立ち上りが遅れ傾向となるが、小流通面積ａのオリフィス６１を有するので、地震初期による油圧ダンパの立ち上り遅れを防止し、かつオリフィス６１により油圧ダンパ１が所定ストロークした後、地震による構造体１０１の大きくかつ移動の速い層間変位に対して、油圧ダンパ１は、速い応答性で比較的大きくストロークする。これにより、上述した伝達手段による作動効率ｅに適合したストローク及び抗力（荷重）により油圧ダンパ１は、高い効率で有効に建物を制振する。

鋭意研究した結果、チェック弁であるピストンバルブが閉じ位置にある場合（急勾配部分Ｓ）における移動速度に対する荷重変化（勾配）が、１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］にある場合、上述した効果が得られる知見を得た。即ち、上記勾配が１５０［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以下であると、小さな地震等による建物の揺れエネルギを吸収して、建物の揺れを有効に抑えることができず、上記勾配が６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］以上であると、上記残圧が生じて、有効に振動エネルギを吸収することができない。

例えば、第１及び第２のピストンバルブ３７_１，３７_２の１枚のバルブ座板５０ａにそれぞれ溝６１ａを形成して、２個の溝からなるオリフィス６１は、流通面積ａが０．１５［ｍｍ^２］となる。この場合の急勾配Ｓでの減衰力特性（等価剛性）は、３５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］となり、該減衰力特性の範囲では、等価剛性も比較的大きく、かつ加速度（衝撃）吸収性もあり、大変形〜微小変形の大きな揺れ領域に対して、バランスよく制振効果を期待できる。

上記溝６１ａが合計４個からなるオリフィス６１は、流通面積ａが０．３０［ｍｍ^２］となり、この場合の急勾配Ｓでの減衰力特性（等価剛性）は、１５０〜３５０［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］となる。該減衰力特性の範囲では、加速度（衝撃）吸収性が高くなり、微小変形領域において有効に機能し、例えばトラックの道路走行に起因する生活振動等に対して大きな制振効果が期待できる。

なお、溝６１ａの数は、２個、４個に限らず、１個、３個又はそれ以上でもよく、減衰力特性が１５０〜８００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲となる間で、適宜設定することができる。

従って、上記勾配Ｓでの減衰力特性は、１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲で上述した建物の制振構造として有効に機能し、かつ残圧による応答遅れを生じることがなく、建物の制振構造として好ましく、更に３００〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］の範囲において、等価剛性と加速度（衝撃）吸収性のバランスのとれた大きな範囲で制振効果が期待できる。

図１４に沿って、ピストンバルブ３７_５，３７_６を一部変更した実施の形態について説明する。なお、先の実施の形態と同様な部分は、同一符号を付して説明を省略する。ピストン１０’は、ピストンロッド小径部６ａを嵌挿するボス部４４と環状の突起４５を有する。ピストンの両側面１０’ａ，１０’ｂにおける上記突起４５の突出高さＨが、ボス部４４の突出高さｈに比して高く構成される。第１及び第２のピストンバルブ３７_５，３７_６は、ピストン１０’の両側面において、ワッシャ３５、バネ受けリング部材３３等を介して、ピストンロッド段差部６ｂとの間でナット３６を締付けることにより取付けられる。

バルブ座板５０及び皿バネ５１は、上記ナット３６の締付けにより、その中心部分がボス部４４に接触するように、かつバルブ座板５０の外周部が上記突起４５に当接するように押さえられる。上記突起４５とボス部４４の突出高さ（Ｈ＞ｈ）の差により、板バネからなるバルブ座板５０は、撓んでその外周部が突起４５に接触する方向の所定予荷重が付与される。

これにより、ピストン１０’の移動速度が所定値以下で、油圧空間４６に所定油圧が作用しないと、上記バルブ座板５０は、上記所定予荷重により閉塞位置に保持される。従って、油圧ダンパ１の減衰力特性は、急勾配部分（Ｓ）の勾配が急になり、所定値Ｐが高くなる。これにより、弱い地震等に対しては、油圧ダンパ１は剛体に近くなり、建物の揺れを抑えることができ、かつピストン移動速度Ｖが所定値Ｐ以上となる所定規模以上の強い地震に対しては、一気に緩勾配Ｔに切換わって、建物を制振してその破壊を抑えることができる。

図１４に示すように、ボス部４４とバルブ座板５０との間に、所定枚数（本実施の形態では１枚）の間座５５を介在して、第１及び第２のピストンバルブ３７_５，３７_６が取付けられる。該間座５５の枚数又は板厚を調節することにより、上記バルブ座板５０に作用する所定予荷重を調整することができる。これにより、木造建物の構造、建物の強度、規模、振動特性等に対応して上記予荷重が調整され、適正な油圧ダンパ１を選択することにより、容易に建物に対応した油圧ダンパを適用することが可能となる。

図１６〜図１９は、オリフィス（バイパス）を有するピストンバルブを備えた油圧ダンパの減衰力特性を示す。なお、シリンダの内径断面積Ａは、１６６１．９０［ｍｍ^２］であり、横軸はピストンの移動速度［ｍ／ｓｅｃ］、縦軸は荷重［ｋＮ］である。図１６，図１７は、オリフィス（バイパス）の流通面積ａが０．３０［ｍｍ^２］であり、図１６は油圧ダンパの縮み側の移動、図１７は、伸び側の移動を示す。図１８，図１９は、オリフィス（バイパス）の流通面積ａが０．１５［ｍｍ^２］であり、図１８が、油圧ダンパの縮み側の移動、図１９は伸び側の移動を示す。

なお、前記ピストンバルブの構造は、環状の突起４５及びバルブ座板５０からなるものに限らず、付勢された弁構造からなるもの等、上述した減衰力特性を備えるものであれば、他の構造でもよい。また、上記実施の形態は、ピストンロッド６は、ロッド側油室２７ａのみに貫通しているが、非ロッド側油室２７ｂにも貫通してフロート部材２３に支持されるものでもよい。この場合、スプリング４０は、必ずしも必要としない。

１ 油圧ダンパ
５ シリンダ
６ ピストンロッド
７ キャップ部材
９ シリンダの端部（連結部材）
１０，１０’ ピストン
１０ａ，１０’ａ 側面
１０ｂ，１０’ｂ 側面
１９ エンド部材
２３ フロート部材
２７ 油圧室
２７ａ 一方の油室（ロッド側油室）
２７ｂ 他方の油室（非ロッド側油室）
２９ ガス室
３７_１，３７_５ 第１のピストンバルブ
３７_２，３７_６ 第２のピストンバルブ
４０ スプリング
４４ ボス部
４５ 突起
４６ 油圧空間
４７，４９ （縮み側）油路、（伸び側）油路
５０ バルブ座板
６０ チェック弁
６１ オリフィス
６１ａ 溝
ｚ 開口面積比率
１０１ 構造体
１０２，１０３ 横架材
１０５，１０６ 柱材
１１０，１１０_１〜１１０_８ 制振構造
１１１，１１２ ブレース材
１１４，１１５ 耐力壁材
１１７ レバー部材
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 中間部（連結ピン）
Ｕ，Ｕ１，Ｕ２ 伝達手段

Claims (10)

1. 並行する２本の柱材と、これら２本の柱材の上端及び下端に接合した並行する２本の横架材と、から構成される構造体を有する建物の制振構造であって、
   前記２本の柱材の内の一方の柱材における高さの異なる少なくとも２箇所で連結して、他方の柱材側における前記一方の柱材の連結部の高さ方向中間部に、前記２本の横架材の層間変位を作動変位として伝達する伝達手段と、
   前記伝達手段の作動変位を吸収する油圧ダンパと、
   を備えたことを特徴とする建物の制振構造。
2. 前記伝達手段は、前記一方の柱材の上端部及び下端部にそれぞれ連結すると共に、前記中間部にて互いに連結するブレース構造であり、
   前記油圧ダンパは、前記ブレース構造の中間部と前記他方の柱材との間に介在されてなる、
   請求項１記載の建物の制振構造。
3. 前記伝達手段は、前記一方の柱材に固定された耐力壁材であり、該耐力壁材の前記他方の柱材側と前記他方の柱材との間に前記油圧ダンパを介在してなる、
   請求項１記載の建物の制振構造。
4. 前記油圧ダンパは、前記一方の柱材の端部と前記他方の柱材の中間部との間に連結されてなる、
   請求項１記載の建物の制振構造。
5. 前記伝達手段は、前記一方の柱材の端部と前記他方の柱材の中間部との間に連結されたトッグル機構であり、
   前記油圧ダンパは、前記トッグル機構の連結ピンと前記他方の柱材との間に介在してなる、
   請求項１記載の建物の制振構造。
6. 前記伝達手段は、前記一方の柱材の上端部及び下端部にそれぞれ一端が連結される第１及び第２ブレース材と、前記他方の柱材の中間部に一端が連結され、かつ前記第１及び第２ブレース材の他端が連結されるレバー部材と、を有し、
   前記油圧ダンパは、前記レバー部材の他端と前記一方の柱材の間に介在され、
   前記レバー部材は、前記第１及び第２ブレース材の連結点を支点とし、前記一端の連結点を力点とし、前記他端の連結点を作用点としたレバー比により、前記力点に作用する変位を前記作用点から前記油圧ダンパに変更して伝達してなる、
   請求項１記載の建物の制振構造。
7. 前記油圧ダンパは、シリンダ内にオイルを充填した油圧室を１個のピストンにより２個の油室に区画し、前記シリンダに少なくとも軸方向に一体のエンド部材と、前記シリンダに軸方向に移動自在なフロート部材との間で前記油圧室を形成してなり、
   前記シリンダの端部の閉塞部と前記フロート部材との間に、前記油圧室から前記フロート部材に作用する油圧に対向する所定圧の不活性ガスが封入されているガス室を形成し、
   前記ピストン部分に、前記２個の油室の一方から他方の油室へのオイルの流れを規制する第１のピストンバルブと、前記他方の油室から一方の油室へのオイルの流れを規制する第２のピストンバルブと、前記２個の油室を連通するオリフィスと、を設け、
   前記油圧ダンパは、前記第１及び第２のピストンバルブがそれぞれ前記規制される流れと反対方向のオイルの流れに対して、前記シリンダに対する前記ピストンの移動速度が所定値以下の状態では閉じ位置にあって前記オイルの流れを前記オリフィスにより制限し、移動速度に対する荷重変化が急勾配からなり、前記ピストンの移動速度が前記所定値より速い状態では開かれて前記オイルの流れを許容し、移動速度に対する荷重変化が小さい緩勾配からなる減衰力特性を有し、
   前記オリフィスは、前記シリンダの内径断面積に対する該オリフィスの流通面積の比である開口面積比率が０．００４〜０．０４０である、
   請求項１ないし６のいずれか１項記載の建物の制振構造。
8. 前記油圧ダンパは、前記所定値以下の状態で前記移動速度に対する荷重変化が１５０〜６００［ｋＮ／（ｍ／ｓｅｃ）］である、
   請求項７記載の建物の制振構造。
9. 前記油圧ダンパは、前記ピストンからのピストンロッドが前記ピストンから前記２個の油室の内の一方の油室のみを貫通して延び、かつ前記エンド部材と前記ピストンとの間に縮設されて前記一方の油室にスプリングが配置されてなる、
   請求項７又は８記載の建物の制振装置。
10. 前記第１及び第２のピストンバルブは、前記ピストンの両側面に形成され、前記油圧ダンパの中心軸線を中心とした円周からなる環状の突起と、該突起に外周部が当接するように付勢された可撓性のバルブ座板と、前記ピストンの両側面を前記突起の外径側と内径側とでそれぞれ連通する油路と、を有し、
    前記バルブ座板は、複数枚からなり、該複数枚のバルブ座板の少なくとも１枚に、外径側から切込まれた少なくとも１個の溝が形成され、該溝が前記環状の突起の内径側と外径側とを連通して前記オリフィスを形成してなる、
    請求項６ないし９のいずれか１項記載の建物の制振装置。

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