JP2020105836A - 壁体取付用インパクトダンパー装置およびそれを備えた壁体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、壁体取付用インパクトダンパー装置の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、壁体の一部に左右に離間して壁面から突出するように支持され、左右対となるように設置される横架材と、左右の横架材間に架け渡すように支持され、前記横架材に沿って前記壁体に対し接近離間する方向に移動自在に支持された棒状重錘体と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記壁面に近い側に設置された第１の衝撃受部と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記横架材の先端側に設置された第２の障壁受部とを具備し、前記壁体の振動に応じて前記棒状重錘体が前記第１の衝撃受部あるいは前記第２の衝撃受部に衝突して前記壁体の振動を低減する。【選択図】図１

Description

本発明は、壁体取付用インパクトダンパー装置およびそれを備えた壁体に関する。

従来から、床や梁などの構造体の上下振動を低減するために、ＴＭＤ（Tuned Mass Dam per）が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
ＴＭＤは、通常、重錘、バネ、および減衰装置からなる１自由度振動系として構成され、ＴＭＤの固有周期を構造体の１次固有周期と同調させて、重錘を構造体の振動と逆方向に振動させることにより、構造体の振動を低減する装置である。
他方、ＴＭＤにおけるバネおよび減衰装置を取り除き、単に重錘を構造体に衝突させることによって構造体の応答を低減する衝撃ダンパーは、機構が単純で周期調整が不要なため、道路照明灯の風揺れ対策などに使用されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−１９６０１９号公報 特開２００３−２０６９８１号公報

特許文献１に記載の衝撃ダンパーは、容器内にバネで重錘を吊り下げ、吊り下げた重錘が容器の天井壁あるいは底壁に衝突することによって上下方向の振動に対する制振力を発生させる衝撃ダンパー装置である。
特許文献２に記載の衝撃吸収ダンパーは、第１重錘を吊り下げたロッド部材が揺動し、第１重錘がその側方に設置されている緩衝材に衝突することで衝撃力を発生させる構造である。

ところで近年、気候の温暖化によって従来よりも風力の強い台風が日本に到達する確率が高くなっている。この背景から、台風が通過する地域に設置されている種々の構造物に台風の被害が及ぶようになってきている。
しかし、既に建築された構造物に対し、これまで以上の風力に耐えるような改造を加えることは費用などの観点から容易ではない問題がある。
また、近年、強風により防風壁などの構造物が想定最大風速以下の風速であっても部分的に倒壊する現象が見られることがあった。
そこで、本発明者らが防風壁の倒壊現場において倒壊の原因を研究したところ、コンクリート基礎の上に鉄骨パネル構造の壁体を構築した構造において、壁体をコンクリート基礎に連結しているボルトが緩み、これが原因となって壁体の倒壊に帰結する例があることを知見した。

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、壁体に作用する強風の影響あるいは大きな地震による影響により壁体が倒壊することを防止できる壁体取付用インパクトダンパー装置およびそれを備えた壁体の提供を目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の壁体取付用インパクトダンパー装置は、壁体の一部に左右に離間して壁面から突出するように支持され、左右対となるように設置される横架材と、左右の横架材間に架け渡すように支持され、前記横架材に沿って前記壁体に対し接近離間する方向に移動自在に支持された棒状重錘体と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記壁面に近い側に設置された第１の衝撃受部と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記横架材の先端側に設置された第２の障壁受部とを具備し、前記壁体の振動に応じて前記棒状重錘体が前記第１の衝撃受部あるいは前記第２の衝撃受部に衝突して前記壁体の振動を低減することを特徴とする。

風あるいは地震動などによって壁体に振動が作用し、壁体がその厚さ方向に沿って振動した場合、インパクトダンパー装置の棒状重錘体が壁体の振動に合わせて第１の衝撃受部あるいは第２の衝撃受部に衝突するので、棒状重錘体の衝突によって生じる衝撃により壁体の振動を低減できる。
このため、壁体は強風あるいは大きな地震によって倒壊し難くなる。また、コンクリート基礎の上に鉄骨パネル構造などの壁体をボルト止めした構造において、壁体が常時受ける風や振動によって、インパクトダンパー装置の棒状重錘体が第１の衝撃受部あるいは第２の衝撃受部に衝突し、壁体の振動を低減するので、壁体を固定しているボルトの緩みが発生し難くなる。

（２）本発明のインパクトダンパー装置において、前記横架材が前記壁体に支持される上下一対の支持板を有し、これら支持板間に前記棒状重錘体が挟まれつつ前記壁体に対し接近離間する方向に移動自在に支持された構成を採用できる。

横架材が上下対となる支持板により構成されていると、これらの間に棒状重錘体を挟持することができ、棒状重錘体を移動自在に確実に支持できるようになる。

（３）本発明のインパクトダンパー装置において、前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部との間に、前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部の間の中間原点位置に前記棒状重錘体を復帰させる戻り手段が設けられた構成を採用できる。

棒状支持体の戻り手段を設けることで棒状支持体を常に原点位置に復帰させることができる。

（４）本発明のインパクトダンパー装置において、前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部が前記横架材の長さ方向に移動自在、かつ、前記横架材の長さ方向に位置決め自在に取り付けられたことを特徴とする。

この構成により、第１の衝撃受部と第２の衝撃受部の間隔を横架材の長さ方向に沿って自在に調整できるので、棒状重錘体が第１の衝撃受部あるいは第２の衝撃受部に衝突するまでの距離を調節できる。これにより、取り付ける壁体の振動状態に合わせて第１の衝撃受部と第２の衝撃受部の間隔を調整することができ、振動低減機能を壁体に合わせた望ましい状態に調整できる。

（５）本発明のインパクトダンパー装置において、前記横架材を構成する上下一対の支持板において前記第１の衝撃受部が設置されている領域に前記上下一対の支持板の長さ方向に沿うスリット状の位置決め孔が形成され、これら位置決め孔を貫通して設けられた固定ボルトにより前記第１の衝撃受部が前記スリット状の位置決め孔の範囲において前記支持板に対し位置決め自在に支持された構成を採用できる。
（６）本発明のインパクトダンパー装置において、前記横架材を構成する上下一対の支持板において前記第２の衝撃受部が設置されている領域に前記上下一対の支持板の長さ方向に沿うスリット状の位置決め孔が形成され、これら位置決め孔を貫通して設けられた固定ボルトにより前記第２の衝撃受部が前記スリット状の位置決め孔の範囲において前記支持板に対し位置決め自在に支持された構成を採用できる。

（７）本発明のインパクトダンパー装置において、前記戻り手段が、前記棒状重錘体の支持部分に沿って前記支持板に設けられた凹曲面を有する凹曲面板から構成されたことを特徴とする。

棒状重錘体を原点位置に復帰させる機能を有する凹曲面を有する凹曲面板であるならば、棒状重錘体を原点位置に復帰させる場合にバネなどの他の部材や別途動力を用いる必要が無く、棒状重錘体の重量を利用した重力を利用して自然に原点位置に復帰させる構成を実現できる。

（８）本発明のインパクトダンパー装置において、前記棒状重錘体の両端部において前記上下一対の支持板に挟まれる部分に脱輪防止用の鍔部材が設けられた構成を採用できる。

棒状重錘体は鍔部材により支持板に沿って支持板から外れることなく確実に案内され、第１の衝撃受部あるいは第２の衝撃受部に衝突し、確実に振動抑制する。

（９）本発明の壁体は、先のいずれかに記載の壁体取付用インパクトダンパー装置を備えたことを特徴とする。

本発明のインパクトダンパー装置は、風や振動などにより壁体が横揺れした場合に棒状重錘体が第１の衝撃受部あるいは第２の衝撃受部に衝突して衝撃により壁体の横揺れを低減する。このため、インパクトダンパー装置を設けた壁体は、風や振動の影響による横揺れを低減できるので、強風の影響や地震の影響による倒壊のおそれを低減できる。
また、風や振動による壁体の横揺れを低減できるので、コンクリート基礎に鉄骨構造の壁体をボルト結合した構造であっても、ボルトの緩みを生じ難い壁体とすることができる。このため台風の強風や大きな地震によっても倒壊し難い壁体を提供できる。
なお、本発明のインパクトダンパー装置は、既に構築された壁体に対し後付けで取り付け可能であるため、壁体を作り替えるなどの必要は無く、低い予算で壁体の強度向上処理ができる特徴を有する。

本発明に係る第１実施形態のインパクトダンパー装置を適用した壁体を示す正面図。 同壁体の部分断面図。 同インパクトダンパー装置の拡大正面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる棒状重錘体の平面図。 同インパクトダンパー装置の要部を示す部分断面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる棒状重錘体の端部を示す部分断面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる支持板の平面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる第１の衝撃受部と第２の衝撃受部の間隔を調整した状態を示す部分断面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる支持板と棒状重錘体の端部の位置関係を示す平面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる支持板と棒状重錘体の端部の位置関係を示す部分断面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる第１の衝撃受部と第２の衝撃受部の間隔を調整して狭めた状態を示す平面略図。 同インパクトダンパー装置に備えられる第１の衝撃受部の断面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる第１の衝撃受部と第２の衝撃受部の間隔を調整して拡げた状態を示す平面略図。 同インパクトダンパー装置に備えられるカバー部材の一例を示す斜視図。 同インパクトダンパー装置を壁体に取り付ける場合に用いるベース基板と取付金具の一例を示す正面図。 同インパクトダンパー装置を壁体に取り付ける場合に用いるベース基板と取付金具の一例を示す側面図。 同インパクトダンパー装置に備えられる凹曲面板と棒状重錘体の移動の関係を示す説明図。 同インパクトダンパー装置を備えた壁体の他の例を示す説明図。 本発明に係る第２実施形態のインパクトダンパー装置を壁体に取り付けた状態を示す部分断面図。 同インパクトダンパー装置を取り付けた壁体の正面図。 同インパクトダンパー装置の断面図。

以下、本発明の実施形態であるインパクトダンパー装置とそれを備えた壁体の構造の一例について、図１〜図１６を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

「第１実施形態」
図１、図２は、本発明に係る第１実施形態のインパクトダンパー装置Ａを適用した壁体１を示すもので、本実施形態の壁体１は、地盤等の基礎に下部を埋設させたコンクリート構造物などの基礎２の上に組み付ける鉄骨パネル構造とされている。
基礎２の上面に固定ボルト３によって複数の支柱５が固定されている。図１、図２に示す実施形態では基礎２の上面幅方向両端部に沿ってＬ型鋼材からなる支持部材６、６が敷設され、これらの支持部材６、６に一体化された支柱５の底部が支持されている。支持部材６、６を所定の間隔で上下に貫通するように固定ボルト３が設けられ、基礎２に埋設されている図示略のねじ受部に固定ボルト３の先端側が螺合されている。
図１の例では、壁体１が設けられている面方向、換言すると水平方向をＸ方向と規定し、壁体１の厚さ方向をＹ方向と規定し、上下方向をＺ方向と規定し、以下の説明に適宜使用する。

支柱５は基礎２に沿って所定の間隔で立設され、左右に隣接する支柱５、５の間には例えばパネル構造の壁面板７が挟持され、隣接する支柱５、５の間が壁面板７により閉じられている。
本実施形態では、図１に示すように左右に隣接する支柱５、５に架け渡すようにインパクトダンパー装置Ａが取り付けられている。なお、図１はインパクトダンパー装置Ａを設けた壁体１の一部分のみを示す正面図であり、壁体１は図１の＋Ｘ方向と−Ｘ方向に延在されているので、インパクトダンパー装置Ａは壁体１に沿って所定の間隔で複数設けられていることが好ましい。なお、インパクトダンパー装置Ａを設ける間隔や個数は制振しようとする壁体１の規模、重量、幅等の大小に応じて適宜の個数を設置可能であるので、本願明細書では何ら制限するものではない。また、図１、図２に示す実施形態では１組の支柱５、５に対し１基のインパクトダンパー装置Ａを設けた例について説明するが、支柱５、５に対し上下方向に沿って（Ｚ方向に沿って）複数のインパクトダンパー装置Ａを設けてもよいのは勿論である。

図３に本実施形態のインパクトダンパー装置Ａの正面構造を示し、図４にインパクトダンパー装置Ａに設けられている棒状重錘体８の平面視形状を示し、図５にインパクトダンパー装置Ａの側面構造を示す。
図１、図２に示すように左右に隣接する支柱５、５の上端から若干低い位置に取付金具１０によって壁面に対し垂直に突出するように横架材１１が支持されている。
本実施形態において横架材１１は、上下に所定の間隔で離間し水平配置された対となる支持板１２、１２と、これら支持板１２、１２の基端側に挟持された第１の衝撃受部１３と、これら支持板１２、１２の先端側に挟持された第２の衝撃受部１５を主体として構成されている。

支持板１２は、幅寸法に対し長さ寸法が６〜７倍程度の短冊状の板体からなり、上下に所定の間隔をあけて水平配置された支持板１２、１２の間に棒状重錘体８の端部が挿入されている。
上下で対となる支持板１２、１２は、上下に配置された取付金具１０、１０により水平に支持されている。
取付金具１０は、複数の鋼板を溶接などの接合手段によって一体化してなる。取付金具１０は、支柱５の正面５ａに当接されるベース基板Ｂに沿わせられるベースプレート１０ａと、このベースプレート１０ａに対し垂直に接合された支持プレート１０ｂと、前記ベースプレート１０ａに対し垂直に接合された補強プレート１０ｃからなる。
取付金具１０は、ベースプレート１０ａを平板状のベース基板Ｂの所定位置に固定ボルト１４とそれに螺合されたナット１４ａにより固定することでベース基板Ｂに固定されている。ベース基板Ｂは図示略の固定ボルトなどで支柱５の正面５ａにボルト止めされる。

図５に示すように、ベース基板Ｂの上部側に取り付けられた取付金具１０において、水平向きに延在されている支持プレート１０ｂの下面に、上側の支持板１２の基端部が重ねられ、この支持板１２の下に取付プレート１０ｄが重ねられ、これらを貫通する固定ボルト１６とこれに螺合されるナット１６ａにより上側の支持板１２が水平に支持されている。
ベース基板Ｂの下部側に取り付けられた取付金具１０において、水平向きに延在されている支持プレート１０ｂの上面に、下側の支持板１２の基端部が重ねられ、この支持板１２の上に取付プレート１０ｄが重ねられ、これらを貫通する固定ボルト１６とこれに螺合されるナット１６ａにより下側の支持板１２が水平に支持されている。

即ち、図５に示すように上下に対となるように配置されている支持板１２、１２のそれぞれの基端側には上下に離間するように取付金具１０、１０が配置されていて、上側の支持板１２が上側の取付金具１０により支持され、下側の支持板１２が下側の取付金具１０により支持されている。なお、図５では固定ボルト１４とナット１４ａをいずれも緩めた状態で描いているが、インパクトダンパー装置Ａの壁体１への取付状態において固定ボルト１４に対しナット１４ａを緊結し、ベース基板Ｂに対しベースプレート１０ａを強く密着させ、一体化する。

図３、図４等に示すように、棒状重錘体８は鉄鋼などからなる丸棒状の鋼材からなり、その両端側に外側フランジ１７と内側フランジ１８が支持板１２の横幅よりも若干長い間隔をあけて対をなすように形成されている。外側フランジ１７と内側フランジ１８の外径は同一径とされているが、これらの外径は図３または図５に示すように上下に離間配置されている支持板１２、１２の間隔よりも若干大きく形成されている。

棒状重錘体８は壁体１の重量や規模にもよるが、衝撃により壁体１の振動や横揺れを解消できるような質量を有する必要がある。このため、例えば、道路の横に設置される高さ６．０ｍ程度、支柱間隔２．０ｍ程度の鉄骨パネル製の防音壁に取り付ける場合、風力により１ｔ程度の横揺れ力が作用すると想定し、外径１００ｍｍ、長さ２．５ｍ、質量１５０〜１６０ｋｇ程度の質量に設定することができる。ここで記載した棒状重錘体８の外径、長さ、質量は一例であり、壁体１の質量や規模、取り付けるインパクトダンパー装置Ａの個数に応じて適宜設定することが必要となる。

外側フランジ１７と内側フランジ１８の相対向する内面外周側には、図３あるいは図４に示すようにこれらフランジの外周端側にゆくほどこれらフランジの肉厚を減じるようなテーパー面１７ａ、１８ａが形成されている。これらのテーパー面１７ａ、１８ａは図３に示すように上下の支持板１２、１２間に棒状重錘体８の両端部を挟持させた場合、上下の支持板１２の側面に隣接する位置に配置される。このため、棒状重錘体８が上下の支持板１２、１２の間に沿って水平移動する際、支持板１２から棒状重錘体８が脱輪しないように規制する規制面としてテーパー面１６ａ、１７ａが機能する。

図７、図９等に示すように、支持板１２、１２においてそれらの基端側（取付金具１０による支持部分に近い側）に支持板１２の長さ方向に沿う２つのスリット状の位置決め孔２０が形成されている。２つの位置決め孔２０は支持板１２の幅方向に離間するように形成され、位置決め孔２０の長さは棒状重錘体８のフランジ部の外径より若干短い長さに形成されている。
また、支持板１２、１２においてそれらの先端部側にも支持板１２の長さ方向に沿う２つのスリット状の位置決め孔２１が形成されている。２つの位置決め孔２１は支持板１２の幅方向に離間するように形成され、位置決め孔２１の長さは先の位置決め孔２０と同程度の長さに形成されている。

上下に配置されている支持板１２、１２において、上方の支持板１２の上面に支持板１２より薄い板状の位置決め板２２が積層されている。この位置決め板２２の幅は支持板１２の幅と同等であり、長さは支持板１２の長さより若干短く形成されている。従って、図５に示すように上側の支持板１２の上に位置決め板２２を重ねた場合、位置決め板２２は取付金具１０による支持板１２の支持部分近くから支持板１２の先端まで達している。
この位置決め板２２の基端側と先端側には、上方の支持板１２に形成されているスリット状の位置決め孔２０、２１に重なる位置に丸孔型の位置決め孔２３が形成されている。この位置決め孔２３の内径はスリット状の位置決め孔２０、２１の幅と同程度の大きさとされている。

上下に配置されている支持板１２、１２において、それらの基端部に近い側に支持板１２、１２に挟まれるように第１の衝撃受部１３が介挿され、それらの先端側に近い側に支持板１２、１２に挟まれるように第２の衝撃受部１５が介挿されている。
第１の衝撃受部１３は、上下の支持板１２、１２間に挟持される角柱状の本体部１３ａと、この本体部１３ａの一側から支持板１２の先端側に向いて支持板１２の長さ方向に沿うように延出された柱状の延出部１３ｂと、この延出部１３ｂの先端部に装着された弾性部材からなる衝突壁１３ｃとから構成されている。

第２の衝撃受部１５は、上下の支持板１２、１２に挟持される角柱状の本体部１５ａと、この本体部１５ａの一側から支持板１２の基端側に向いて支持板１２の長さ方向に沿うように延出された柱状の延出部１５ｂと、この延出部１５ｂの先端部に装着された弾性部材からなる衝突壁１５ｃとから構成されている。
第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５は、それらの衝突壁１３ｃと衝突壁１５ｃを対向させるように上下の支持板１２、１２間に介挿されている。

第１の衝撃受部１３の本体部１３ａおよび延出部１３と、第２の衝撃受部１５の本体部１５ａおよび延出部１５ｂは金属製であり、衝突壁１３ｃ、１５ｃはゴムなどの弾性体からなる。
第１の衝撃受部１３において衝突壁１３ｃは、本体部１３ａと延出部１３ｂと衝突壁１３ｃの中心部を貫通した取付ボルト２５とこれに螺合されたナット２５ａにより延出部１３ｂの先端に取り付けられている。
第２の衝撃受部１５において衝突壁１５ｃは、本体部１５ａと延出部１５ｂと衝突壁１５ｃの中心部を貫通した取付ボルト２６とこれに螺合されたナット２６ａにより延出部１５ｂの先端に取り付けられている。

第１の衝撃受部１３は上下の支持板１２、１２の基端側に挟持されているが、支持板１２と第１の衝撃受部１３の本体部１３ａとの境界部分には、支持板裏面と本体部外面のショットブラスト処理あるいは支持板裏面と本体部外面の微細凹凸部形成処理による滑り止め部１２ａが形成されている。なお、図５では滑り止め部１２ａを誇張表示するため、支持板１２の裏面側に新たな層を介在させたように描いたが、この位置に別途何らかの層を介在させる訳ではなく、支持板裏面に滑り止め機能を有した部分が形成されていれば良い。勿論、図面に示す位置に滑り止め用の微細凹凸内外面を有する板材を溶接などの手法により支持板裏面側あるいは本体部外面側に介在させても良い。
第２の衝撃受部１５は上下の支持板１２、１２の先端側に挟持されているが、支持板１２と第２の衝撃受部１５の本体部１５ａとの境界部分にも先の滑り止め部１２ａと同等の滑り止め部１２ｂが形成されている。

第１の衝撃受部１３は、上下の支持板１２に形成されているスリット状の位置決め孔２０と、本体部１３ａに形成されている貫通孔１３ｄと、位置決め板２２の位置決め孔２３とを貫通する連結ボルト２７と、この連結ボルト２７に螺合されたナット２７ａにより一体化されている。
第２の衝撃受部１５は、上下の支持板１２に形成されているスリット状の位置決め孔２０と、本体部１５ａに形成されている貫通孔１５ｄと、位置決め板２２の位置決め孔２３とを貫通する連結ボルト２８と、この連結ボルト２８に螺合されたナット２８ａにより一体化されている。

第１の衝撃受部１３を縦方向に貫通している連結ボルト２７とこれに螺合するナット２７ａを緊結することで第１の衝撃受部１３を上下の支持板１２、１２によって強く挟持することができる。この場合、第１の衝撃受部１３の上下面および支持板１２の下面あるいは上面に設けたショットブラスト処理面あるいは微細凹凸形成処理面の存在により、第１の衝撃受部１３は上下の支持板間において衝撃等を受けても位置ずれすることなく安定支持される。
第２の衝撃受部１５を縦方向に貫通している連結ボルト２８とこれに螺合するナット２８ａを緊結することで第２の衝撃受部１５を上下の支持板１２、１２によって強く挟持することができる。前述のショットブラスト処理面あるいは微細凹凸形成処理面の存在により、第２の衝撃受部１５も上下の支持板間において衝撃等を受けても位置ずれすることなく安定支持される。

第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５は位置決め板２２が無ければ、連結ボルト２７、２８が支持板１２のスリット状の位置決め孔２０、２１に沿って移動できるので固定位置の調節ができる。しかし、支持板１２に積層された位置決め板２２に形成された位置決め孔２３が丸孔状であるので、図５に示す状態において、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５は位置決め板２２によって位置決めされて、支持板１２の長さ方向には移動できない。
位置決め板２２は第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔を規定するための部材である。図５に示す位置決め板２２では支持板基端側のスリット状の位置決め孔２０において支持板１２の基端側端部に位置するように位置決め孔２３が形成されている。また、位置決め板２２では支持板先端側のスリット状の位置決め孔２１において支持板１２の先端側端部に位置するように位置決め孔２３が形成されている。

このため、図５に示す状態では、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５が最も離れた位置に設置されている。第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔を図５に示す状態より接近させた位置に調整する場合は、位置決め板２２において位置決め孔２３、２３の間隔が狭いものを別途用意して対応する。即ち、図５に示す位置よりも接近した位置に位置決め孔２３、２３を形成した別の位置決め板を用意し、この位置決め板と取り替えることで第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔を調整することができる。なお、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔を調整できる範囲は、支持板１２に形成しているスリット状の位置決め孔２０、２１の範囲内である。

一例として、先に説明した高速道路の遮音壁に取り付けるサイズとして設計すると、支持板の長さ１３００ｍｍ程度、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔５０〜２００ｍｍ程度に設定することができる。従って、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔を５０〜２００ｍｍ程度調整可能とするスリット状の位置決め孔２０、２１を支持板に形成しておくことが好ましい。

図５に示す第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間であって下側の支持板１２の上面に緩やかな凹曲面３０ａを有する凹曲面板３０が取り付けられている。凹曲面３０ａは曲率半径Ｒの大きい緩やかな円弧面であり、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の中間位置に円弧面の最も低い面が配置され、第１の衝撃受部１３に最も近い位置に円弧面の最も高い位置が配置され、第２の衝撃受部１５に最も近い位置に円弧面の最も高い位置が配置されている。この凹曲面板３０の上に棒状重錘体８が載置されている。

また、凹曲面板３０を取り付けた支持板１２の下面側に図６に示すようにＬ字鋼板からなるレール部材３１が取り付けられている。レール部材３１はその一片３１ａ側を支持板１２の下面に当接させ、残りの１片３１ｂを支持板下面から下方に延出するように支持板１２の下面に取り付けられている。また、案内部材３１の角部３１ｃは支持板１２の下面幅方向両端部から若干外側にはみ出す位置に設置されている。
これらレール部材３１は、図６に示すように外側フランジ１７のテーパー面１７ａあるいは内側フランジ１８のテーパー面１８ａと微小間隔をあけて対向し、棒状重錘体８の脱輪を防止する。レール部材３１の長さは図５に示すように凹曲面板３０の長さと同等に形成されている。

以上説明の構成によると、棒状重錘体８の両端部はそれらの下側に配置されている凹曲面板３０に支持されているので、棒状重錘体８は凹曲面３０ａに沿って回転しながら壁体１に対し接近離間する方向に移動することができる。換言すると、棒状重錘体８は支持板１２、１２の長さ方向（壁体１に接近あるいは離間する方向）に沿って前後移動することができる。

棒状重錘体８は、壁体１の振動や横揺れなどの影響を受けていない初期状態においては、凹曲面３０ａの最も低い位置を原点位置としてこの原点位置に位置される。即ち、初期状態において棒状重錘体８は第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の中間位置に保持される。
また、壁体１の振動や横揺れの影響を受けて棒状重錘体８が凹曲面３０ａに沿って移動したとして、壁体１の振動や横揺れの影響が無くなった場合に棒状重錘体８は凹曲面３０ａの最も低い位置に復帰する。即ち、棒状重錘体８は原点位置に自動的に復帰する。このため、凹曲面３０ａを有する凹曲面板３０は棒状重錘体８を原点復帰させる戻り手段として機能する。

以上説明したインパクトダンパー装置Ａによると、風による横揺れが壁体１に生じた場合、周辺環境の振動による横揺れが壁体１に生じた場合、あるいは、地震動などにより壁体１に横揺れが生じた場合、棒状重錘体８は凹曲面板３０、３０に沿って前後移動する。
壁体１の横揺れが小さい場合、棒状重錘体８は第１の衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に到達しないが、壁体１の横揺れがある程度以上大きくなると、棒状重錘体８は衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に衝突する。
棒状重錘体８が第１の衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に衝突することで棒状重錘体８は支持板１２、１２を介し壁体１を制振する。これにより壁体１を制振できるので、壁体１は強風あるいは大きな地震などによる揺れなどに強い構造となる。
また、壁体１を制振できることから、壁体１を基礎２に固定している固定ボルト３に緩みを生じ難い構造にできる。このため、固定ボルト３の緩みに起因し、設計許容範囲内の強風や揺れによって壁体１が倒壊するという現象は生じない。

インパクトダンパー装置Ａは、壁体１を構築した後、後付けで取り付け可能な装置である。このため、既設の壁体１の補強工事などを別途行わずとも、インパクトダンパー装置Ａを取り付けることで壁体１の制振補強ができたこととなる。
棒状重錘体８が第１の衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に衝突する場合、棒状重錘体８は最初に弾性体からなる衝突壁１３ｃあるいは衝突壁１５ｃに衝突するので、衝突時の衝撃による延出部１３ｂ、１５ｃの破損や損傷を防止できる。また、衝突壁１３ｃ、１５ｃをゴム等の弾性体から構成することにより、衝突時に発生する衝突音を抑制できる。

インパクトダンパー装置Ａは、位置決め板２２に替えて、位置決め孔２３の形成位置が異なる他の位置決め板に取り替え、支持板１２のスリット孔２０、２１の範囲で連結ボルト２７、２８の締め付け位置を変更することで、第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間の間隔を調整することができる。
例えば、図５〜図１０に示す位置から、図１１に示す位置に第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の位置を変更することができる。
図１１に示す位置では第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の間隔が図５〜図１０に示す間隔より狭いので、壁体１の小さな横揺れでも棒状重錘体８を第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５に衝突させて制振することができる。

図１４は本実施形態に係るインパクトダンパー装置Ａに用いて好適なウエザーカバーの一例を示す斜視図である。
この例のウエザーカバーＣは、角リング状の鋼板からなる取付枠４０の一側に先のインパクトダンパー装置Ａの横架材１１の上部側と両側部側を包囲できる大きさの天板４０ａおよび側板４０ｂ、４０ｂを備えている。
取付枠４０を先の実施形態のベース基板Ｂにボルト止めなどの手段により取り付けることで天板４０ａおよび側板４０ｂ、４０ｂによりインパクトダンパー装置Ａの横架材１１のほぼ全体を覆い隠すことができる。

なお、図１４に示す左右の側板４０ｂのどちらか一方には、棒状重錘体８の前後移動時に側板４０ｃが棒状重錘体８と干渉しないように下向きの凹部を設けておく必要がある。
図１に示すように左右に対となる横架材１１を設ける場合、左側の横架材１１をウエザーカバーＣで覆う場合は、右側の側板４０ｂに下向きの凹部を形成し、右側の横架材１１をウエザーカバーＣで覆う場合は、左側の側板４０ｂに下向きの凹部を形成しておく。
横架材１１、１１の長さ方向に沿って、壁体１に対し接近または離間する方向に棒状重錘体８が前後移動する場合、この前後移動と干渉しないようにウエザーカバーＣの側板形状を工夫することが好ましい。

図１７は、凹曲面３０ａを有する凹曲面板３０に沿って棒状重錘体８が移動する場合、凹曲面３０ａの曲率半径の大きさについて示すための説明図である。
仮に、凹曲面３０ａの曲率半径Ｒを６ｍに設定し、凹曲面板３０の長さの半分の値をδＨ、凹曲面板３０の端部の最大厚さ位置の高さをδＶと仮定する。そして、曲率半径Ｒの中心位置から凹曲面板３０の長さ方向中央部の原点位置に棒状重錘体８が存在する場合の半径と、凹曲面板３０の端部の最大厚さ位置の高さ位置に棒状重錘体８が存在する場合の半径がなす角度をθと規定し、これらの関係を求めた。
δＨ＝１００ｍｍとすると、θ＝０．０１６７ｒａｄ、δＶ＝１．６７ｍｍとなる。
δＨ＝２００ｍｍとすると、θ＝０．０３３３ｒａｄ、δＶ＝３．３４ｍｍとなる。
δＨ＝３００ｍｍとすると、θ＝０．０５００ｒａｄ、δＶ＝５．０１ｍｍとなる。
これらの数値から、インパクトダンパー装置Ａの凹曲面板３０は無理のない大きさで設計し、実現できることが判る。

インパクトダンパー装置Ａを現場において組み立てる場合、棒状重錘体８のフランジ１７、１８は工場等で予め鋼棒等に溶接により一体化した状態で作製しておき、搬入することが好ましい。また、ベース基板Ｂに対し取り付け基板１０を工場等で予めボルト止めしてから現場に搬入し、壁体１の支柱５に対しベース基板Ｂを取り付けることが好ましい。
図１５、図１６はベース基板Ｂに対し取り付け基板１０を予め取り付けた状態の一例を示す図である。これらの図に示すように組み付けてから現場に搬送することが好ましい。

上下で対となる支持板１２については、予め凹曲面板３０とレール部材３１を溶接等の接合手段により取り付けておくことが好ましい。
上下で対となるべき支持板１２のうち、下側の支持板１２を工場等の組み立て作業場で水平に左右に離間させて平行に設置し、左右の支持板１２の凹曲面板３０の上に棒状重錘体８を載せる。次に、下側の左右の支持板１２にそれぞれ第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５を載せ、その後にこれらの上に、上側左右の支持板１２を水平に設置する。
上側左右の支持板１２の上に位置決め板２２を載せ、連結ボルト２７、２８とナット２７ａ、２８ａを用いて第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５を個々に締め付けることで左右それぞれの上下の支持板１２、１２どうしを一体化することができる。

以上の一体化組み立て状態で現場に搬入し、図１５、図１６に示す状態のベース基板Ｂに対し取り付け基板１０を予め取り付けた状態のものを図１に示す壁体１の左右に隣接する支柱５、５の前面にボルト固定する。
壁体１の支柱５、５に取り付けた固定金具１０、１０に工場で組み立てた上述の一体化物を装着し、各支持板１２の基端側を支持プレート１０ｂと取付プレート１０ｄの間に挟んでこれらをボルト１６とナット１６ａを用いてボルト止めすることで、図１〜図５に示すインパクトダンパー装置Ａを構成できる。
必要に応じ、図１４に示すウエザーカバーＣを支柱５にボルト止めすることでカバー付のインパクトダンパー装置Ａが完成する。

図１８は、道路４５の端部側に設置されている遮音壁４６であって、上部が道路側に湾曲している構造の遮音壁４６にインパクトダンパー装置Ａを取り付けた状態の一例を示す部分断面図である。
図１８に示すようにインパクトダンパー装置Ａは遮音壁４６の下部側であって、遮音壁４６を支持する支柱４７の外側に取り付けられている。
上部側が道路側に湾曲している構造の遮音壁４６に対し、その下部側の支柱４７であって、鉛直に設置されている支柱４７に対し、インパクトダンパー装置Ａを取り付けることが好ましい。
また、インパクトダンパー装置Ａは壁面から突出するので遮音壁４６の道路側ではなく、道路と反対側の面に設置することが好ましい。

図１８に示すように遮音壁４６にインパクトダンパー装置Ａを取り付けることによって、先の実施形態において説明した場合と同様に遮音壁４６の制振ができる。
このため、インパクトダンパー装置Ａを備えた遮音壁４６の強風による倒壊を防止し、大きな地震による倒壊を防止できる。

図１９〜図２１は、本発明に係るインパクトダンパー装置の第２実施形態を示すもので、この第２実施形態のインパクトダンパー装置Ｂは、壁体１の一部に設けられている左右に隣接する支柱５、５の上端部に水平に取り付けられている。
先に説明した第１実施形態のインパクトダンパー装置Ａは、取付金具１０、１０により、左右に隣接する支柱５、５の前面側あるいは背面側、即ち、壁体１の前面側あるいは背面側に突出するように取り付けられている。これに対し、第２実施形態のインパクトダンパー装置Ｂは、支持板１２の底面中央部に取り付けられた取付金具１０、１０により支柱５に取り付けられている。

インパクトダンパー装置Ｂの構造はインパクトダンパー装置Ａの構造と基本的に同一であるが、壁体１に対する取付構造が異なる。
インパクトダンパー装置Ｂが横架材１１を有し、支持板１２、１２、第１の衝撃受部１３、第２の衝撃受部１５を有する点は同等構造である。インパクトダンパー装置Ｂがフランジ１７、１８を有する棒状重錘体８を有する構造も同等である。
棒状重錘体８を案内する凹曲面板３０を有し、その凹曲面３０ａに沿って棒状重錘体８が移動する点も同様である。このため、インパクトダンパー装置Ｂにおいてインパクトダンパー装置Ａと同一の部分には同一の符号を付し、同一部分の説明は省略する。

インパクトダンパー装置Ｂは、図２１に示すように凹曲面３０ａの最も低い位置を支柱５の中心に位置合わせするように支柱５の上端に取付金具１０、１０により固定されている。取付金具１０、１０はこれらにより支柱５の上端前面側と上端背面側を挟持できる位置に取り付けられている。図２１では支柱５の右側が支柱５の前面側、支柱５の左側が支柱５の背面側を示す。
第１実施形態のインパクトダンパー装置Ａでは、支持板１２の一端側を延出させてその延出部分に取付金具１０を取り付けているが、第２実施形態のインパクトダンパー装置Ｂでは、この延出部分が形成されておらず、第１の衝撃受部１３が支持板１２の一端側に配置されている。
取付金具１０は、第１実施形態の構造と同等であり、ベースプレート１０ａと支持プレート１０ｂと補強プレート１０ｃからなる。

図２１に示す状態で右側の取付金具１０のベースプレート１０ａが支持板１２の底面に、支持プレート１０ｂが支柱５の上端部前面側に添わせられるとともに、他方の取付金具１０のベースプレート１０ａが支持板１２の底面に、支持プレート１０ｂが支柱５の上端部背面側に添わせられている。

図２１の右側の取付金具１０のベースプレート１０ａが溶接等の固定手段により支持板１２の底面に固定され、図２１の左側の取付金具１０のベースプレート１０ａが溶接等の固定手段により支持板１２の底面に固定されている。
そして、図２１の右側の支持プレート１０ｂと支柱５の前面壁を貫通したボルト５２とこれに螺合したナット５３により、更には、図２１の左側の支持プレート１０ｂと支柱５の背面壁を貫通したボルト５２とこれに螺合したナット５３により、インパクトダンパー装置Ｂが固定されている。

図２１に示すように棒状重錘体８は、壁体１の振動や横揺れなどの影響を受けていない初期状態においては、凹曲面３０ａの最も低い位置を原点位置としてこの原点位置に位置している。即ち、初期状態において棒状重錘体８は第１の衝撃受部１３と第２の衝撃受部１５の中間位置に保持される。
また、壁体１の振動や横揺れの影響を受けて棒状重錘体８が凹曲面３０ａに沿って移動したとして、壁体１の振動や横揺れの影響が無くなった場合に棒状重錘体８は凹曲面３０ａの最も低い位置に復帰する。即ち、棒状重錘体８は原点位置に自動的に復帰する。このため、凹曲面３０ａを有する凹曲面板３０は棒状重錘体８を原点復帰させる戻り手段として機能する。

次に、風による横揺れが壁体１に生じた場合、周辺環境の振動による横揺れが壁体１に生じた場合、あるいは、地震動などにより壁体１に横揺れが生じた場合、棒状重錘体８は凹曲面板３０、３０に沿って移動する。
壁体１の横揺れが小さい場合、棒状重錘体８は第１の衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に到達しないが、壁体１の横揺れがある程度以上大きくなると、棒状重錘体８は衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に衝突する。

棒状重錘体８が第１の衝撃受部１３あるいは第２の衝撃受部１５に衝突することで棒状重錘体８は支持板１２、１２を介し壁体１を制振する。これにより壁体１を制振できるので、壁体１は強風あるいは大きな地震などによる揺れなどに強い構造となる。
また、壁体１を制振できることから、壁体１を基礎２に固定している固定ボルト３に緩みを生じ難い構造にできる。このため、固定ボルト３の緩みに起因し、設計許容範囲内の強風や揺れによって壁体１が倒壊するという現象は生じない。

第２実施形態の構造では、壁体１の最上部にインパクトダンパー装置Ｂを取り付けているため、壁体１が横揺れする場合の最大移動位置にインパクトダンパー装置Ｂを取り付けたこととなり、第１実施形態の構造より効率の高い制振効果を期待できる。
第２実施形態では、図２１に示すように支持板１２の長さ寸法の半分のみを壁体１の前面側と背面側に突出させた構造となるため、壁体１の前面側あるいは背面側での突出量を第１実施形態の構造より小さくできる。このため、壁体１に対し第１実施形態の構造より目立たない取付構造を実現できる。

また、第１実施形態のインパクトダンパー装置Ａの取り付け構造に対し、第２実施形態のインパクトダンパー装置Ｂの取り付け構造であれば、取り付け部分の構造を簡略化できる。第１実施形態のインパクトダンパー装置Ａの取付構造に対し、第２実施形態の取付構造の方がボルト止め本数を少なくできるので、取付作業が容易となる。

１…壁体、Ａ、Ｅ…インパクトダンパー装置、２…基礎、３…固定ボルト、５…支柱、
６…支持部材、７…壁面板、８…棒状重錘体、１０…取付金具、１１…横架材、
１２…支持板、１２ａ、１２ｂ…滑り止め部、１３…第１の衝撃受け部、
１３ａ…本体部、１３ｂ…延出部、１３ｃ…衝突壁、１５…第２の衝撃受部、
１５ａ…本体部、１５ｂ…延出部、１５ｃ…衝突壁、１７…外側フランジ、
１７ａ…テーパー面、１８…内側フランジ、１８ａ…テーパー面、
２０、２１…位置決め孔、２２…位置決め板、２５、２６…取付ボルト、
２５ａ、２６ａ…ナット、２７、２８…連結ボルト、３０…凹曲面板（戻り手段）、
３０ａ…凹曲面、４６…遮音壁、４７…支柱。

Claims (9)

1. 壁体の一部に左右に離間して壁面から突出するように支持され、左右対となるように設置される横架材と、左右の横架材間に架け渡すように支持され、前記横架材に沿って前記壁体に対し接近離間する方向に移動自在に支持された棒状重錘体と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記壁面に近い側に設置された第１の衝撃受部と、前記横架材において前記棒状重錘体より前記横架材の先端側に設置された第２の障壁受部とを具備し、
   前記壁体の振動に応じて前記棒状重錘体が前記第１の衝撃受部あるいは前記第２の衝撃受部に衝突して前記壁体の振動を低減する壁体取付用インパクトダンパー装置。
2. 前記横架材が前記壁体に支持される上下一対の支持板を有し、これら支持板間に前記棒状重錘体が挟まれつつ前記壁体に対し接近離間する方向に移動自在に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
3. 前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部との間に、前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部の間の中間原点位置に前記棒状重錘体を復帰させる戻り手段が設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
4. 前記第１の衝撃受部と前記第２の衝撃受部が前記横架材の長さ方向に移動自在、かつ、前記横架材の長さ方向に位置決め自在に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
5. 前記横架材を構成する上下一対の支持板において前記第１の衝撃受部が設置されている領域に前記上下一対の支持板の長さ方向に沿うスリット状の位置決め孔が形成され、これら位置決め孔を貫通して設けられた固定ボルトにより前記第１の衝撃受部が前記スリット状の位置決め孔の範囲において前記支持板に対し位置決め自在に支持されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
6. 前記横架材を構成する上下一対の支持板において前記第２の衝撃受部が設置されている領域に前記上下一対の支持板の長さ方向に沿うスリット状の位置決め孔が形成され、これら位置決め孔を貫通して設けられた固定ボルトにより前記第２の衝撃受部が前記スリット状の位置決め孔の範囲において前記支持板に対し位置決め自在に支持されたことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
7. 前記戻り手段が、前記棒状重錘体の支持部分に沿って前記支持板に設けられた凹曲面を有する凹曲面板から構成されたことを特徴とする請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
8. 前記棒状重錘体の両端部において前記上下一対の支持板に挟まれる部分に脱輪防止用の鍔部材が設けられたことを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の壁体取付用インパクトダンパー装置を備えたことを特徴とする壁体。

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