JP2020023985A - 動吸振装置、構造体および構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物に容易に取り付けることができるとともに、低減可能な振動数を容易に調整できる動吸振装置を提供する。【解決手段】動吸振装置１は、被拘束部２５，２６と、被拘束部２５，２６から面方向に延びる変形部２２，２７と、を有する板２０，２１と、変形部２２，２７が厚み方向に弾性変形可能となるように被拘束部２５，２６を厚み方向に拘束する拘束機構４０と、を備え、拘束機構４０は、被拘束部２５，２６を挟持する挟持面をそれぞれ有し、板２０，２１に固定される第１および第２の固定部５１Ａ，５３Ａと、第１の固定部５１Ａの面方向への移動を規制するように係合する係合部８９と、係合部８９から面方向に延びて変形部２２を覆う第１の被覆壁８５と、第２の固定部５３Ａに接続され、面方向に延びて変形部２７を覆う第２の被覆壁８３と、第１および第２の被覆壁８５，８３を連結するとともに板２０，２１を取り囲む周壁８４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、動吸振装置、ならびに動吸振装置を備える構造体および構造体の製造方法に関する。

従来、ビル、マンションまたは住宅等の建造物において、床、ダクト等の構造物で発生した振動を抑える目的で、構造物の外面に動吸振装置（ダイナミックダンパー）を取り付けることが知られている。

例えば、特許文献１には、空調ダクト内を流通する流体に起因する空調ダクトの振動を低減する制振ユニットが開示されている。特許文献１に記載の制振ユニットは、箱状のハウジングと、ハウジングに収容されている円盤状の鉄板からなるマスと、マスの周縁近傍においてマスとハウジングとの間に介在するゴム製の弾性部材を備える。

制振ユニットは、マスと弾性部材とがハウジングに収容されているため容易にダクトの外面に取り付けることができ、取り付けられたダクトの振動に応じて弾性部材に支持されたマスが振動することにより、特定の振動数のダクトの振動を低減する。

特開２００１−２３４９７２号公報

特許文献１に記載の制振ユニットでは、低減可能な振動数を調整するために、マスの厚さ方向に垂直な面方向の大きさを変化させることが考えられる。

しかし、例えば低振動数の振動を低減するためマスの大きさを面方向に一定以上大きくした場合には、マスの振動時にマス自体が厚み方向に撓む等の変形を生じることがある。この場合、マスの大きさのみならずマスの撓み等にも起因して低減可能な振動数が変動するため、低減可能な振動数の調整が困難となる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、構造物に容易に取り付けることができるとともに、低減可能な振動数を容易に調整することができる動吸振装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、種々検討した結果、上記目的は、以下の発明により達成されることを見出した。

本発明の一局面に係る動吸振装置は、被拘束部と、前記被拘束部から厚み方向と直交する面方向に延びる変形部と、を有する板と、前記板の前記被拘束部を厚み方向に挟むことによって前記変形部が厚み方向に弾性変形可能となるように前記被拘束部を厚み方向に拘束する拘束機構と、を備え、前記拘束機構は、前記被拘束部を挟持する挟持面をそれぞれ有し、前記板に固定される第１の固定部および第２の固定部と、前記第１の固定部に前記厚み方向の外側から接した状態で、前記第１の固定部に対して前記面方向への移動を規制するように係合する係合部と、前記係合部から前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を厚み方向に覆う第１の被覆壁と、前記第２の固定部に接続され、前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を前記第１の被覆壁の反対側から前記厚み方向に覆う第２の被覆壁と、前記第１の被覆壁と前記第２の被覆壁とを連結するとともに、前記板に対して前記面方向にスペースを空けた状態で前記板を取り囲む周壁と、を有する。

上記の動吸振装置では、拘束機構が板を覆っており、構造物と拘束機構とが接した状態で、構造物に拘束機構を取り付ける。このように取り付けられた状態で、振動低減の対象である構造物で発生した振動が拘束機構を介して板に伝達され、板の変形部が構造物と異なる位相で振動することにより、構造物の振動が低減される。上記の動吸振装置では、第１の被覆壁、第２の被覆壁および周壁が、スペースを空けた状態で板を覆い、または取り囲んでおり、第１，第２の被覆壁の少なくとも一方を振動低減の対象である構造物に取り付ければ構造物の振動を低減することができるため、容易に構造物に取り付けることができる。

また、変形部は、厚み方向への弾性変形を動作の前提としており、低減可能な振動数は変形部の面方向の大きさのみに起因して変動する。そのため、変形部の面方向の大きさを調整することにより、低減可能な振動数を容易に調整することができる。

また、第１の固定部は、第１の被覆壁および周壁を介して第２の被覆壁とつながっており、第２の固定部は、第２の被覆壁および周壁を介して第１の被覆壁とつながっている。そのため、例えば第１の被覆壁を構造物に接するように動吸振装置を配置した場合には、構造物の振動は、第１の被覆壁から第１の固定部を介して板に伝達するだけでなく、第１の被覆壁から周壁、第２の被覆壁および第２の固定部を介しても板に伝達する。第２の被覆壁を構造物に接するように動吸振装置を配置した場合も同様に、第２の固定部からだけでなく、第１の固定部からも構造物の振動が板に伝達する。そのため、効率よく構造物の振動を低減することができる。

係合部は、第１の固定部に厚み方向の外側から接した状態で、第１の固定部に対して面方向への移動を規制するため、構造物の厚み方向の振動は、第１の固定部を介して板に効率よく伝達する。

上記の動吸振装置は、第２の被覆壁と周壁とで構成される空間に、第２の固定部と板と拘束部材とを収容し、その後、係合部および第１の被覆壁を取り付けるという、比較的単純な工程で作製することができる。

本発明の他の局面に係る動吸振装置は、被拘束部と、前記被拘束部から厚み方向と直交する面方向に延びる変形部と、を有する板と、前記板の前記被拘束部を厚み方向に挟むことによって前記変形部が厚み方向に弾性変形可能となるように前記被拘束部を厚み方向に拘束する拘束機構と、を備え、前記拘束機構は、前記被拘束部を挟持する挟持面をそれぞれ有し、前記板に固定される第１の固定部および第２の固定部と、前記第１の固定部から前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を厚み方向に覆う第１の被覆壁と、前記第２の固定部に接続され、前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を前記第１の被覆壁の反対側から前記厚み方向に覆う第２の被覆壁と、前記第１の被覆壁と前記第２の被覆壁とを連結するとともに、前記板に対して前記面方向にスペースを空けた状態で前記板を取り囲む周壁と、を有する。

上記の動吸振装置でも、上記一局面に係る動吸振装置と同様に、第１の被覆壁、第２の被覆壁および周壁が、スペースを空けた状態で板を覆い、または取り囲んでおり、第１，第２の被覆壁の少なくとも一方を振動低減の対象である構造物に取り付ければ構造物の振動を低減することができるため、容易に構造物に取り付けることができる。また、変形部は、厚み方向への弾性変形を動作の前提とし、低減可能な振動数は変形部の面方向の大きさのみに起因して変動するため、変形部の面方向の大きさを調整することにより、低減可能な振動数を容易に調整することができる。また、第１の固定部は、第１の被覆壁および周壁を介して第２の被覆壁とつながっており、第２の固定部は、第２の被覆壁および周壁を介して第１の被覆壁とつながっているため、効率よく構造物の振動を低減することができる。

さらに、上記の動吸振装置は、第１の被覆壁が第１の固定部から面方向に延びているため、動吸振装置を構成する部材数を低減することができる。

上記の動吸振装置において、前記第１の被覆壁は、前記第１の固定部を前記厚み方向に押さえつけた状態で前記周壁に取り付けられていてもよい。

この態様では、押さえつける力が板にも及ぶため、構造物の振動は板により効率よく伝達する。

上記の動吸振装置において、前記変形部は、金属板と、前記金属板の厚さ方向に向く面のうち少なくとも一方に設けられた粘弾性部材と、を有していてもよい。

この態様では、金属板が構造物と異なる位相で振動するとともに、粘弾性部材で発生するせん断応力によりこの振動が減衰する。そのため、より効率よく構造物の振動を低減することができる。

本発明の他の局面に係る構造体は、上記の動吸振装置と、前記動吸振装置が埋設されたコンクリートと、を備える。

上記の構造体では、動吸振装置が埋設されているため、振動の低減のために構造体に改めて動吸振装置を設ける必要がなく、構造体を用いて構成される建造物の空間を有効に利用できるとともに、動吸振装置を備える構造体の製造工程を簡素化することができる。

本発明の他の局面に係る構造体の製造方法は、上記の動吸振装置が仮止めされた配筋を配置する工程と、前記配筋が配置された型枠の内部にコンクリートを流し込む工程と、を有する。

上記の構造体の製造方法では、配筋に動吸振装置が仮止めされているため、配筋によって構造体の強度を向上させることができるだけでなく、所定の位置に動吸振装置が配置された構造体を容易に得ることができ、所望の振動低減効果を得ることができる。

本発明によれば、構造物に容易に取り付けることができるとともに、低減可能な振動数を容易に調整することができる動吸振装置を提供することができる。また、この動吸振装置を備える構造体、およびこの構造体の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る動吸振装置の蓋体を外した状態の平面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る動吸振装置の図１のＩＩ−ＩＩ線での概略断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る動吸振装置の図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。 図４は、箱体から取り出された状態の第１および第２制振材、拘束部材ならびに補助拘束部材の斜視図である。 図５は、第１および第２制振材、拘束部材ならびに補助拘束部材の分解斜視図である。 図６は、制振板の分解斜視図である。 図７は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置の構造を示す断面図である。 図８は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置の構造を示す断面図である。 図９は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置の構造を示す断面図である。 図１０（ａ）は、本発明の一実施形態に係る構造体の平面図および底面図であり、図１０（ｂ）はその側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る動吸振装置について図面に基づいて説明する。

［動吸振装置の構成］
図１は、本実施形態に係る動吸振装置の蓋体を外した状態の平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る動吸振装置の図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る動吸振装置の図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、箱体から取り出された状態の第１および第２制振材、拘束部材ならびに補助拘束部材の斜視図である。図５は、第１および第２制振材、拘束部材ならびに補助拘束部材の分解斜視図である。図６は、制振板の分解斜視図である。

以下の説明では、図１の右方向を＋Ｘ方向、左方向を−Ｘ方向、上方向を＋Ｙ方向、下方向を−Ｙ方向とし、図１の紙面と直交する方向で、紙面手前方向を＋Ｚ方向、紙面奥行き方向を−Ｚ方向として説明する。また、＋Ｘ方向および−Ｘ方向を総称してＸ方向、＋Ｙ方向および−Ｙ方向を総称してＹ方向、＋Ｚ方向および−Ｚ方向を総称してＺ方向という。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向とはそれぞれ直交する。

動吸振装置１は、建造物を構成する壁、床、ダクト等の構造物に設けられ、当該構造物で発生した振動を低減するためのものである。

動吸振装置１は、長方形状の板材からなる第１および第２制振板（板）２０，２１と、第１および第２制振板２０，２１を収容するとともに第１および第２制振板２０，２１の一部を拘束する拘束機構４０とを有する。

拘束機構４０は、拘束部材（第１，第２の固定部）５１，５３と、第１および第２ボルト４１，４２と、締付部材３と、箱体８０と、補助拘束部材５２と、を有する。

締付部材３は、第１および第２ボルト４１，４２の＋Ｚ方向側に配置される第１ナット３Ａおよび第１ワッシャー３Ｂと、−Ｚ方向側に配置される第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄと、を有する。

動吸振装置１は、制振力向上のために第１および第２制振板２０，２１による二重構造を採用したダイナミックダンパーである。

図５に示すように、第１制振板２０は、拘束部材５１と補助拘束部材５２とにより挟まれた第１支点領域（被拘束部）２５と、第１支点領域２５を支点として厚み方向に弾性変形可能な第１変形部（変形部）２２と、を有している。第１支点領域２５は、第１制振板２０のＸ方向略中央において一端部２３から他端部２４までＹ方向に沿って設けられている。第１変形部２２は、拘束部材５１と補助拘束部材５２とから面方向（Ｘ方向）に延びた部分であり、第１支点領域２５の両側に設けられている。

第１支点領域２５は、第１ボルト４１が固定される第１支持部位２５Ａと、第２ボルト４２が固定される第２支持部位２５Ｂと、を含む。第２支持部位２５Ｂは、Ｙ方向において第１支持部位２５Ａから離れた位置に設けられている。

第２制振板２１は、拘束部材５３と補助拘束部材５２とにより挟まれた第２支点領域（被拘束部）２６と、第２支点領域２６を支点として厚み方向に弾性変形可能な第２変形部（変形部）２７と、を有している。第２支点領域２６は、第１支点領域２５の下側（−Ｚ方向側）に位置し、第２制振板２１の略中央においてＹ方向に沿って設けられている。第２変形部２７は、拘束部材５３（第２の固定部）と補助拘束部材５２とから面方向に延びた部分であり、第２支点領域２６の両側に設けられている。

第２支点領域２６は、第１支持部位２６Ａと、第２支持部位２６Ｂと、を含む。第１支持部位２６Ａは、第１ボルト４１が固定される部分であり、第１支持部位２５Ａの下側に位置している。第２支持部位２６Ｂは、第２ボルト４２が固定される部分であり、第２支持部位２５Ｂの下側に位置している。第２支持部位２６Ｂは、Ｙ方向において第１支持部位２６Ａから離れた位置に設けられている。

図６に示すように、第１制振板２０は、長方形状を有する金属板３１と、金属板３１と略同じ大きさの長方形状を有し、金属板３１上に配置された粘弾性部材３２と、を有している。金属板３１は、板バネ用鋼板からなり、厚み方向の一方側（＋Ｚ方向側）を向く第１面３１Ａと、厚み方向の他方側（−Ｚ方向側）を向く第２面３１Ｂと、を含む。金属板３１には、複数（２つ）の貫通穴３１ＣがＹ方向に間隔を空けて形成されている。これらの貫通穴３１Ｃは、第１および第２ボルト４１，４２を挿入可能な直径を有し、第１および第２支持部位２５Ａ，２５Ｂ（図５）において形成されている。

粘弾性部材３２は、好ましい材料としては、例えば粘弾性を有する樹脂と高比重材料の混合物などが挙げられる。上記粘弾性を有する樹脂としては、例えばウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂、アスファルトなどの石油由来材料、ゴムなどが挙げられるが、これらに限られるものではない。また上記高比重材料としては、鉄粉、タングステン粉等の金属粉、スラグ、砂などが挙げられるが、これらに限られるものではない。

特に好ましい材料としては、例えば、アスファルトと鉄粉とを混合したアスファルト制振材が挙げられる。粘弾性部材３２には、動吸振装置１の重りの役割を行えるように、比重の重いリサイクル鉄粉が用いられる。粘弾性部材３２は、金属板３１の第１面３１Ａ上に配置され、その厚みが金属板３１よりも大きくなっている。

粘弾性部材３２には、厚み方向に貫通する複数（２つ）の穴部３２ＡがＹ方向に間隔を空けて形成されている。これらの穴部３２Ａは、金属板３１の貫通穴３１Ｃと厚み方向に重なる位置に形成されている。穴部３２Ａの直径は、貫通穴３１Ｃの直径よりも大きくなっている。このため、第１面３１Ａには、貫通穴３１Ｃと穴部３２Ａとの直径差により露出部分３３が形成されている。粘弾性部材３２は、第１面３１Ａの露出部分３３以外の全体に設けられている。

第１制振板２０は、スペーサ６１，６３をさらに有する。図６に示すように、スペーサ６１，６３は、穴部３２Ａと略同径の円筒形状を有し、穴部３２Ａ内に配置されている。スペーサ６１，６３は、クリープの小さい鉄などの金属板からなる。スペーサ６１，６３の厚みは、粘弾性部材３２の厚みと同等でもよく、それよりも厚くてもよい。以下ではスペーサ６１，６３の厚みと、粘弾性部材３２の厚みとが同等である場合について説明する。

スペーサ６１，６３は、厚み方向の一端面（−Ｚ方向側の端面）である第１スペーサ面６１Ｂ，６３Ｂと、厚み方向の他端面（＋Ｚ方向側の端面）である第２スペーサ面６１Ｃ，６３Ｃと、を含む。スペーサ６１，６３は、穴部３２Ａ内に配置された状態で、第１スペーサ面６１Ｂ，６３Ｂにおいて第１面３１Ａの露出部分３３に接触する。スペーサ６１，６３の中心には、第１および第２ボルト４１，４２を挿入可能な貫通穴６１Ａ，６３Ａが形成されている。

第２制振板２１は、第１制振板２０と同様に、金属板７１上に粘弾性部材７２が配置された構成を有し、さらにスペーサ６２，６４を有しており、その詳細な構造の説明は省略する。

次に、拘束機構４０について説明する。

拘束機構４０は、第１および第２制振板２０，２１の第１および第２支点領域２５，２６を厚み方向に挟むことによって、第１および第２変形部２２，２７が厚み方向（Ｚ方向）に弾性変形可能となるように、第１および第２支点領域２５，２６を厚み方向に拘束する。

第１，第２の固定部を構成する拘束部材５１，５３は、第１および第２支点領域２５，２６の間に補助拘束部材５２を介在させた状態で、第１および第２支点領域２５，２６を挟持し、第１および第２制振板２０，２１に固定される。拘束部材５１，５３は、スペーサ６１，６３と同様に、クリープの小さい鉄などの金属板からなる。

拘束部材５１は、Ｙ方向に延びる第１平板部５１Ａと、第１平板部５１Ａの−Ｘ方向側の端部から＋Ｚ方向に延びる第２平板部５１Ｂと、第１平板部５１Ａの＋Ｘ方向側の端部から＋Ｚ方向に延びる第３平板部５１Ｃと、を有する。拘束部材５３は、Ｙ方向に延びる第１平板部５３Ａと、第１平板部５３Ａの−Ｘ方向側の端部から−Ｚ方向に延びる第２平板部５３Ｂと、第１平板部５３Ａの＋Ｘ方向側の端部から−Ｚ方向に延びる第３平板部５３Ｃと、を有する。第１平板部５１Ａ，５３Ａには、それぞれ第１および第２ボルト４１，４２を挿入可能な複数（２つ）の挿入穴５１Ｄ，５３Ｄが形成されている。

拘束部材５１は、粘弾性部材３２側において第１支点領域２５における第２スペーサ面６１Ｃ，６３Ｃおよび粘弾性部材３２に接触する。また、拘束部材５３は、金属板７１側において第２支点領域２６における金属板７１の第２面に接触する。拘束部材５１，５３は、第１平板部５１Ａの−Ｚ方向側の面（挟持面）および第１平板部５３Ａの＋Ｚ方向側の面（挟持面）で、それぞれ補助拘束部材５２を介して第１および第２支点領域２５，２６を厚み方向に挟持する。

補助拘束部材５２は、第１および第２変形部２２，２７の互いの変形を許容するスペースを空けて第１および第２制振板２０，２１の間に設けられる。補助拘束部材５２は、Ｙ方向に延びる中実の四角柱形状を有し、鉄などの金属板からなる。補助拘束部材５２には、第１および第２ボルト４１，４２を挿入可能な挿入穴５２Ａが形成されている。

補助拘束部材５２は金属板３１側において第１支点領域２５における金属板３１の第２面に接触し、粘弾性部材７２側において第２支点領域２６におけるスペーサ６２，６４の−Ｚ方向側の端面６２Ｃ，６４Ｃおよび粘弾性部材７２に接触する。補助拘束部材５２は、拘束部材５１との間で第１支点領域２５を挟持し、拘束部材５３との間で第２支点領域２６を挟持する。

Ｚ方向から見て、第１および第２制振板２０，２１の、拘束部材５１，５３および補助拘束部材５２の外側に位置する部分が第１および第２変形部２２，２７である。補助拘束部材５２は、拘束部材５１側から伝わった外部の振動を第２制振板２１に伝え、拘束部材５３側から伝わった外部の振動を第１制振板２０に伝える。

拘束部材５１，５３と補助拘束部材５２とは、拘束部材５１の挿入穴５１Ｄと、スペーサ６１，６３の貫通穴６１Ａ，６３Ａと、補助拘束部材５２の挿入穴５２Ａと、スペーサ６２，６４の貫通穴６２Ａ，６４Ａと、拘束部材５３の挿入穴５３ＤとがＺ方向に重なるように位置決めされている。

拘束部材５１，５３と補助拘束部材５２とは、いずれもＸ方向およびＹ方向において同等の長さを有する。拘束部材５１，５３および補助拘束部材５２のＹ方向の長さは、第１および第２制振板２０，２１のＹ方向の長さよりも長い。拘束部材５１，５２，５３のＹ方向側の両端部は、いずれも第１および第２制振板２０，２１の外縁の外側に位置し、Ｙ方向の位置を揃えて配置される。

図３に示すように、拘束部材５１，５３は、補助拘束部材５２を介し、第１ボルト４１、第１ナット３Ａ、第１ワッシャー３Ｂ、第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄにより、ならびに第２ボルト４２、第１ナット３Ａ、第１ワッシャー３Ｂ、第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄにより、第１および第２制振板２０，２１を挟持する。

第１ボルト４１は、拘束部材５１から拘束部材５３まで、スペーサ６１、金属板３１、補助拘束部材５２、スペーサ６２、および金属板７１を通じてＺ方向に延びている。また、第２ボルト４２は、拘束部材５１から拘束部材５３まで、スペーサ６３、金属板３１、補助拘束部材５２、スペーサ６４、および金属板７１を通じてＺ方向に延びている。

第１および第２ボルト４１，４２の両端部には、ネジ部が形成されており、拘束部材５１の、第１平板部５１Ａから上方に突出する端部には、それぞれ第１ナット３Ａおよび第１ワッシャー３Ｂ、ならびに第１ナット３Ａおよび第１ワッシャー３Ｂが締結され、拘束部材５３の第１平板部５３Ａから下方に突出する端部には第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄ、ならびに第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄが締結されている。

第１ナット３Ａおよび第２ナット３Ｃによる締付力は、拘束部材５１、スペーサ６１，６３、金属板３１、補助拘束部材５２、スペーサ６２，６４、金属板７１、拘束部材５３に生じる。この締付力が生じた状態で拘束部材５１，５３が補助拘束部材５２を介して第１および第２支点領域２５，２６を厚み方向に挟むことによって、第１および第２変形部２２，２７が厚み方向に弾性変形可能となるように、第１および第２支点領域２５，２６が厚み方向に拘束される。このとき、スペーサ６１，６３の面方向側の部分である粘弾性部材３２、およびスペーサ６２，６４の面方向側の部分である粘弾性部材７２には、締付力が伝わらない。

箱体８０は、第１および第２ボルト４１，４２ならびに締付部材３によって締結された、第１および第２制振板２０，２１、拘束部材５１，５３ならびに補助拘束部材５２を収容する。以下では箱体８０にこれらを収容した状態について説明する。

箱体８０は、拘束部材５１，５３からそれぞれＸ方向に延びて第１および第２変形部２２，２７の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で第１および第２制振板２０，２１を厚み方向（Ｚ方向）に覆う天板（第１の被覆壁）８５および底板（第２の被覆壁）８３を有する。さらに、箱体８０は、天板８５と底板８３とを連結するとともに、第１および第２制振板２０，２１に対して面方向（Ｘ方向およびＹ方向）にスペースを空けた状態で第１および第２制振板２０，２１を取り囲む周壁８４を有する。箱体８０は、鉄などの金属板からなる。

具体的には、箱体８０は、底板８３と周壁８４とを有し、＋Ｚ方向に開口を有する箱本体８１と、天板８５と嵌合部８６とを有し、箱本体８１に対して開口を塞ぐように配置される蓋体８２との２つの部材を備える。

周壁８４は、底板８３の外周縁に設けられ、Ｘ方向に垂直な面を有する右側壁８４ａおよび左側壁８４ｂと、Ｙ方向に垂直な面を有する前側壁（係合部）８４ｃおよび後側壁（係合部）８４ｄと、を有する。前側壁８４ｃと後側壁８４ｄとの間隔は、拘束部材５１，５３および補助拘束部材５２のＹ方向の長さと略同一である。そのため、箱体８０に収容された拘束部材５１，５３および補助拘束部材５２と、前側壁８４ｃおよび後側壁８４ｄと、が係合（接触）する。

嵌合部８６は、天板８５の外周縁に設けられ、箱本体８１の周壁８４のＺ方向側の端部に嵌合する。嵌合部８６と周壁８４には複数箇所にねじ穴が設けられており、このねじ穴にボルト８０ａを螺合することにより、箱本体８１と蓋体８２とを固定することができる。

箱本体８１と蓋体８２とが固定された状態では、天板８５と底板８３とは周壁８４で連結された状態となる。このとき、蓋体８２は、箱体８０の内部に収容される拘束部材５１を厚み方向（−Ｚ方向）に押さえつけた状態で周壁８４に取り付けられる。

底板８３および天板８５は、それぞれＸ方向の中央近傍において内面にＺ方向に突出しＹ方向に延びる一対の突出部（係合部）８８，８９を有する。突出部８８，８９は、それぞれ間に拘束部材５３，５１が入り込むことができるＸ方向の間隔を空けて設けられている。突出部８８，８９のＸ方向の間隔は、それぞれ拘束部材５３，５１のＸ方向の幅と略同一であり、突出部８８，８９にはそれぞれ拘束部材５３，５１が係合する。突出部８８，８９は、箱体８０と同じ金属板からなるものとすることができ、溶接等によってそれぞれ天板８５および底板８３に接続される。

動吸振装置１では、突出部８９、前側壁８４ｃおよび後側壁８４ｄと、拘束部材５１とが接触する。また、突出部８８、前側壁８４ｃおよび後側壁８４ｄと、拘束部材５３とが接触する。さらに、前側壁８４ｃおよび後側壁８４ｄと補助拘束部材５２とが接触する。そのため、第１および第２制振板２０，２１、拘束部材５１，５３ならびに補助拘束部材５２のＸ方向およびＹ方向への移動が規制される。

また、動吸振装置１では、拘束部材５１の第２平板部５１Ｂおよび第３平板部５１Ｃの＋Ｚ方向側の端部が箱体８０の天板（係合部）８５の内面に押さえつけられた状態で接触し、拘束部材５３の第２平板部５３Ｂおよび第３平板部５３Ｃの−Ｚ方向側の端部が箱体８０の底板（係合部）８３の内面に接触する。そのため、第１および第２制振板２０，２１ならびに拘束部材５１，５３および補助拘束部材５２のＺ方向への移動が規制される。また、天板８５または底板８３に接する構造物において発生した振動、特にＺ方向の振動が、天板８５または底板８３から拘束部材５１，５３等を介して第１および第２制振板２０，２１に伝達される。

次に、構造物で発生した振動を動吸振装置１により低減する仕組みについて説明する。ここでは、動吸振装置１の箱体８０の天板８５が構造物に接して配置された場合について説明する。

構造物において振動が発生すると、当該振動は天板８５等を含む拘束機構４０を介して第１および第２制振板２０，２１に伝達される。これにより、第１および第２変形部２２，２７が厚み方向に弾性変形し、構造物と異なる位相で振動する。この弾性変形に起因して、粘弾性部材３２，７２において金属板３１，７１との間に面内方向に作用するせん断応力が発生し、これにより振動が減衰する。このように、第１および第２変形部２２，２７を金属板３１，７１と粘弾性部材３２，７２とを有するものとすることにより、動吸振装置１により構造物で発生した振動が効率よく低減される。

上記動吸振装置１では、構造物の振動は、天板８５および拘束部材５１を介して第１制振板２０に伝達し、さらに第２制振板２１に伝達するだけでなく、天板８５、周壁８４、底板８３および拘束部材５３を介しても第２制振板２１に伝達し、さらに第１制振板２０に伝達する。そのため、第１および第２制振板２０，２１のいずれにも構造物の振動が十分に伝達され、構造物の振動と異なる位相で振動し、構造物で発生した振動をさらに効率よく低減することができる。

このような本実施形態の動吸振装置１は、以下の工程を採用することにより、比較的単純な工程で作製することができる。最初に、拘束部材５１、第１制振板２０、補助拘束部材５２、第２制振板２１および拘束部材５３を第１および第２ボルト４１，４２ならびに締付部材３で固定する。これを箱本体８１内に配置し、突出部８８と拘束部材５３とを係合させる。さらに、箱本体８１の開口を塞ぐように蓋体８２を配置して、拘束部材５１と突出部８９、前側壁８４ｃ、後側壁８４ｄおよび天板８５とを接触させ、天板８５で拘束部材５１を厚み方向（−Ｚ方向）に押さえつけた状態で、ボルト８０ａで蓋体８２を箱本体８１に固定することにより、動吸振装置１が完成する。

天板８５および底板８３は、第１および第２変形部２２，２７の厚み方向への変位を許容するスペースを空けた状態で、第１および第２制振板２０，２１を厚み方向に覆い、周壁８４は、第１および第２制振板２０，２１に対して面方向にスペースを空けた状態で、第１および第２制振板２０，２１を取り囲む。これにより、天板８５および底板８５の少なくとも一方を振動低減の対象である構造物に取り付ければ構造物の振動を低減することができるため、容易に構造物に取り付けることができる。

また、第１変形部２２および第２変形部２７の面方向（Ｘ方向）の大きさを調整することにより、低減可能な振動数を容易に調整することができる。

［動吸振装置の別の実施形態］
本発明の別の実施形態に係る動吸振装置について図７〜図９を用いて説明する。図７〜図９では、図１〜図６に記載の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置のＹ方向に垂直な方向の断面図である。図７に示す動吸振装置１では、天板８５および底板８３の一部を−Ｙ方向または＋Ｙ方向に略垂直に突出させ、突出部分を突出部８８，８９とする。これにより、金属板をプレス加工して嵌合部８６を有する蓋体８２および周壁８４を有する箱本体８１を作製する際に、同時に突出部８８，８９も設けることができ、効率的に箱体８０を作製することができる。

図８は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置のＹ方向に垂直な方向の断面図である。図８に示す動吸振装置１では、拘束部材５１，５３を補助拘束部材５２と同様に中実の板材とする。さらに、−Ｚ方向側から順に、底板８３と拘束部材５３、拘束部材５３と金属板７１、金属板７１とスペーサ６２，６４、スペーサ６２，６４と補助拘束部材５２、補助拘束部材５２と金属板３１、金属板３２とスペーサ６１，６３、スペーサ６１，６３と拘束部材５１とを溶接により接続する。拘束部材５３と金属板７１との溶接、補助拘束部材５２と金属板３１との溶接は、それぞれ金属板７１，３１のｙ方向側の両端部で行う。さらに、天板８５を、拘束部材５１を厚み方向に押さえつけた状態で周壁８４に溶接する。この場合、ねじ止めする必要がなく、蓋体８２に嵌合部８６を設ける必要もない。

以上の実施形態では、天板（第１の被覆壁）８５と拘束部材（第１の固定部）５１とを別の部材とし、底板（第２の被覆壁）８３と拘束部材（第２の固定部）５３とを別の部材とする場合について説明したが、次に説明するように第１の被覆壁と第１の固定部、および第２の被覆壁と第２の固定部を、それぞれ一つの部材によって構成することもできる。

図９は、本発明の別の実施形態に係る動吸振装置のＹ方向に垂直な方向の断面図である。図９に示す動吸振装置１では、蓋体８２は、図５に示す第１支点領域２５を挟持する挟持面を有し、第１制振板２０に固定される凸部（第１の固定部）５４と、凸部５４と一体であり、凸部５４からＸ方向両側に延びる天板（第１の被覆壁）８５と、天板８５の外周縁に設けられた嵌合部８６を有する。また、箱本体８１は、図５に示す第２支点領域２６を挟持する挟持面を有し、第２制振板２１に固定される凸部（第２の固定部）５５と、凸部５５と一体であり、凸部５５からＸ方向両側に延びる底板（第２の被覆壁）８３と、底板８３の外周縁および凸部５５のＹ方向側の両端部に設けられた周壁８４とを有する。

凸部５４，５５は、それぞれＹ方向に延びる第１平板部５４Ａ，５５Ａと、第１平板部５４Ａ，５５Ａの−Ｘ方向側の端部から−Ｚ方向または＋Ｚ方向に延びる第２平板部５４Ｂ，５５Ｂと、第１平板部５４Ａ，５５Ａの＋Ｘ方向側の端部から−Ｚ方向または＋Ｚ方向に延びる第３平板部５４Ｃ，５５Ｃとを有する。また、第１平板部５４Ａ，５５Ａには、それぞれ第１および第２ボルト４１，４２を挿入可能な複数（２つ）の挿入穴が形成されている。図８では、第１ボルト４１は示していない。

天板８５は、第２平板部５４Ｂの＋Ｚ方向の端部から−Ｘ方向に、第３平板部５４Ｃ＋Ｚ方向の端部から＋Ｘ方向にそれぞれ延びる。また、底板８３は、第２平板部５５Ｂの−Ｚ方向の端部から−Ｘ方向に、第３平板部５５Ｃの−Ｚ方向の端部から＋Ｘ方向にそれぞれ延びる。

本実施形態では、天板８５と凸部５４、および底板８３と凸部５５が、それぞれ一つの部材によって構成される。そのため、動吸振装置１を構成する部材数を低減することができる。さらに、第１および第２ボルト４１，４２ならびに第１ナット３Ａ、第１ワッシャー３Ｂ、第２ナット３Ｃおよび第２ワッシャー３Ｄによって、箱本体８１と蓋体８２とが固定されるため、周壁８４と嵌合部８６のねじ穴および当該ねじ穴に螺合されるボルトを省略することができる。

また、上記実施形態では、ダイナミックダンパーを二重構造としたが、二重のダンパー構造に限定されず、第１制振板２０のみを有する一重構造としてもよいし、三重以上のダンパー構造であってもよい。一重とすれば、拘束部材５１，５３によって第１制振板２０を挟持するため、第２制振板２１および補助拘束部材５２が不要となり、よりシンプルな構造としてコスト低減を図ることができる。三重以上とすれば、各制振板の変形部の面方向の大きさを調整することにより、低減できる振動の振動数を増加させることができる。三重以上とする場合、第２制振板２１を追加すればよい。このとき、追加する第２制振板２１の数に応じて、第２制振板２１同士の間に設ける補助拘束部材５２を追加する。

［構造体の構成］
次に、上記実施形態に係る動吸振装置が埋設された、本発明の一実施形態に係るＡＬＣパネルについて説明する。

図１０（ａ）は、本実施形態に係るＡＬＣパネルの平面図および底面図であり、図１０（ｂ）は、本実施形態に係るＡＬＣパネルの側面図である。

ＡＬＣパネル（構造体）２は、Ｘ１方向に延びる角柱体であり、Ｘ１に垂直な方向に幅および厚みを有する。以下の説明では、ＡＬＣパネル２の幅方向をＹ１方向、厚み方向をＺ１方向といい、図１０（ａ）の左方向を−Ｘ１方向、右方向を＋Ｘ１方向、上方向を＋Ｙ１方向、下方向を−Ｙ１方向とする。また、図１０（ｂ）の左方向を−Ｙ１方向、右方向を＋Ｙ１方向、上方向を＋Ｚ１方向、下方向を−Ｚ１方向とする。図１０（ａ）の右側は平面図、左側は底面図である。

ＡＬＣパネル２は、動吸振装置１と、配筋９１と、ＡＬＣ（Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ Ａｅｒａｔｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ；オートクレーブ養生した軽量気泡コンクリート）からなるパネル本体９２と、を備える。動吸振装置１と、配筋９１とは、パネル本体９２に埋設されている。

配筋９１は、Ｘ方向に延び、Ｚ１方向に上下２段に配置された複数の主筋９１ａと、Ｕ字状であり、Ｙ方向に延びる複数の副筋９１ｂとを備える。主筋９１ａは、＋Ｚ１方向側（上段）では、ＡＬＣパネル２の幅方向の端部近傍に１本ずつ配置され、−Ｚ１方向側（下段）では、上段の主筋９１ａと幅方向に同じ領域に、複数（図１０（ｂ）では７本）等間隔に配置されている。

副筋９１ｂは、Ｘ１方向に並んで配置され、両端部では密に、中間部では疎に配置されている。副筋９１ｂは、それぞれ主筋９１ａの上段と下段との間に配置され、主筋９１ａに溶接等により固定され、折れ曲がり部分がＡＬＣパネル２の幅方向の一方の端部（−Ｙ１方向側）に配置されている。

動吸振装置１は、副筋９１ｂが疎に配置された部分の副筋９１ｂ間において、下段の主筋９１ａに＋Ｚ１方向で接するように配置されている。動吸振装置１の第１および第２制振板２０，２１の向きは、ＡＬＣパネル２内に収まる限り、特に第１および第２制振板２０，２１の向きは問わない。第１および第２制振板２０，２１の向きは、ＡＬＣパネル２が使用される際に想定される振動の方向に応じて定めればよい。

ＡＬＣパネル２内に配置される動吸振装置１は、１個に限られず、ＡＬＣパネル２の大きさや必要に応じて複数配置してもよい。

本実施形態に係るＡＬＣパネル２を建物の床面や壁面に用いることにより、建物の施工時または施工後において動吸振装置を個別に設ける必要がなくなる。また、動吸振装置を設置する余地がなかった部位においても振動の低減を図ることができる。

ＡＬＣは軽量なコンクリートであるため、ＡＬＣパネル２は容易に運搬できる。ＡＬＣパネル２をあらかじめ作製し、準備しておくことにより、ＡＬＣパネル２を用いて構成される建造物の建造現場ではコンクリートを流し込む必要もなく、また、動吸振装置を改めて設ける必要もないため、建造工程をより簡素化することができる。

上記実施形態に係るＡＬＣパネル２の製造方法について説明する。

まず、作成するＡＬＣパネルに応じた寸法、形状の型枠および配筋９１を準備する。動吸振装置１がＡＬＣパネル２内で所定の位置となるように、動吸振装置１を配筋９１に溶接等により固定する。

動吸振装置１を固定した配筋９１を型枠内に配置する。このとき、１つの型枠内に、配筋９１を１組だけ配置してもよく、複数組配置してもよい。

配筋９１を配置した型枠内に、ＡＬＣの原料である珪石、アルミニウム粉末、石灰、セメント等を水と所定の割合で混合、攪拌した原液を注入し、発泡、凝固させる。

凝固したものを型枠から取り出す。型枠内に配筋を１組配置した場合には、取り出したものをそのまま未養生パネルとする。型枠内に配筋を複数組配置した場合には、各組の配筋ごとに切断し、未養生パネルとする。

未養生パネルを、オートクレーブ窯内に配置し、高温（１８０℃）、高圧（１０気圧）の蒸気によって約１０時間にわたって養生を行う。このオートクレーブ養生により、トバモライト結晶が生成し、強度および耐久性に優れたＡＬＣパネルが得られる。

得られたＡＬＣパネルは、必要に応じてさらに表面加工等の仕上げが施される。

本実施形態に係るＡＬＣパネルの製造方法では、配筋に動吸振装置が仮止めされているため、配筋によって構造体の強度を向上させることができるだけでなく、所定の位置に動吸振装置が配置されたＡＬＣパネルを容易に得ることができる。そのため、このＡＬＣパネルでは、所望の振動低減効果を得ることができる。

１ 動吸振装置
２ ＡＬＣパネル（構造体）
２０ 第１制振板（板）
２１ 第２制振板（板）
２２ 第１変形部（変形部）
２５ 第１支点領域（被拘束部）
２６ 第２支点領域（被拘束部）
２７ 第２変形部（変形部）
３１ 金属板
３２ 粘弾性部材
４０ 拘束機構
５１，５３ 拘束部材（第１，第２の固定部）
５４，５５ 凸部（第１，第２の固定部）
７１ 金属板
７２ 粘弾性部材
８３ 底板（第２の被覆壁、係合部）
８４ 周壁
８４ｃ 前側壁（係合部）
８４ｄ 後側壁（係合部）
８５ 天板（第１の被覆壁、係合部）
８８，８９ 突出部（係合部）
９１ 配筋
９２ パネル本体（コンクリート）

Claims (6)

1. 動吸振装置であって、
   被拘束部と、前記被拘束部から厚み方向と直交する面方向に延びる変形部と、を有する板と、
   前記板の前記被拘束部を厚み方向に挟むことによって前記変形部が厚み方向に弾性変形可能となるように前記被拘束部を厚み方向に拘束する拘束機構と、を備え、
   前記拘束機構は、
   前記被拘束部を挟持する挟持面をそれぞれ有し、前記板に固定される第１の固定部および第２の固定部と、
   前記第１の固定部に前記厚み方向の外側から接した状態で、前記第１の固定部に対して前記面方向への移動を規制するように係合する係合部と、
   前記係合部から前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を厚み方向に覆う第１の被覆壁と、
   前記第２の固定部に接続され、前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を前記第１の被覆壁の反対側から前記厚み方向に覆う第２の被覆壁と、
   前記第１の被覆壁と前記第２の被覆壁とを連結するとともに、前記板に対して前記面方向にスペースを空けた状態で前記板を取り囲む周壁と、を有する、動吸振装置。
2. 動吸振装置であって、
   被拘束部と、前記被拘束部から厚み方向と直交する面方向に延びる変形部と、を有する板と、
   前記板の前記被拘束部を厚み方向に挟むことによって前記変形部が厚み方向に弾性変形可能となるように前記被拘束部を厚み方向に拘束する拘束機構と、を備え、
   前記拘束機構は、
   前記被拘束部を挟持する挟持面をそれぞれ有し、前記板に固定される第１の固定部および第２の固定部と、
   前記第１の固定部から前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を厚み方向に覆う第１の被覆壁と、
   前記第２の固定部に接続され、前記面方向に延びて前記変形部の厚み方向の変位を許容するスペースを空けた状態で前記変形部を前記第１の被覆壁の反対側から前記厚み方向に覆う第２の被覆壁と、
   前記第１の被覆壁と前記第２の被覆壁とを連結するとともに、前記板に対して前記面方向にスペースを空けた状態で前記板を取り囲む周壁と、を有する、動吸振装置。
3. 前記第１の被覆壁は、前記第１の固定部を前記厚み方向に押さえつけた状態で前記周壁に取り付けられている、前記請求項１または２に記載の動吸振装置。
4. 前記変形部は、金属板と、前記金属板の厚さ方向に向く面のうち少なくとも一方に設けられた粘弾性部材と、を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の動吸振装置。
5. 構造体であって、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の動吸振装置と、
   前記動吸振装置が埋設されたコンクリートと、を備える構造体。
6. 構造体の製造方法であって、
   所定の形状の型枠を準備する工程と、
   前記型枠の内部に、請求項１〜４のいずれか１項に記載の動吸振装置が仮止めされた配筋を配置する工程と、
   前記配筋が配置された型枠の内部にコンクリートを流し込む工程と、を有する、構造体の製造方法。