JP4092298B2 - Damping device and damping structure - Google Patents
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Description
本発明は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に架け渡された制振装置及び建築物の骨組部材に制振装置が取り付けられた制振構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping device spanned on at least one diagonal line of a substantially rectangular space formed by a frame member of a building, and a vibration damping structure in which the vibration damping device is attached to a frame member of a building. .
従来、わが国では住宅として木造の一戸建てが多く建設されている。この種の建築物では、耐震性や耐風圧性を向上させるために様々な工夫がなされている。具体的に、柱、梁、土台などの骨組みに対して斜めに配設した部材である筋交いや、火打ちなどを利用して組み立てられている。 Traditionally, many wooden single-family houses have been built as houses in Japan. In this type of building, various devices have been devised to improve earthquake resistance and wind pressure resistance. Specifically, it is assembled by using braces, which are members disposed obliquely with respect to a framework such as a column, a beam, and a foundation, or by using a fire.
しかしながら、従来からの木造建築の骨組み構造では、筋交いに木材を使用しており、大きな地震に対しては、その筋交いが折れたり、土台部分が白蟻に喰われたり、湿度による腐食などによって、筋交いの機能が低下することがあった。 However, in the traditional framework of wooden buildings, timber is used for bracing.For large earthquakes, bracing is broken, the base part is eaten by white ants, corrosion due to humidity, etc. In some cases, the function of
上述のような骨組みにおいて、建築物の耐震性や耐風圧性を向上させるために、筋交いや火打ちにあたる部材の一方の端部に、金属製のダンパを配設することによって振動を吸収するようにした技術がある(例えば、特許文献1、2。)。
In the framework as described above, in order to improve the earthquake resistance and wind pressure resistance of the building, vibrations are absorbed by arranging a metal damper at one end of a member that straddles or fires. There are technologies (for example,
ところで、建築物に取り付けられる制振装置は、地震などの大きな振動を吸収できるものが要請されている。特許文献1、2に示す制振装置は、ダンパが1つであるが、さらなる制振力の優れた制振装置が求められている。また、ダンパが1つしか取り付けられていない場合、地震等の大きい振動エネルギーを吸収できたとしても、風等の小さい振動エネルギーを吸収することはできないなどの弊害もある。
By the way, a vibration control device attached to a building is required to be able to absorb a large vibration such as an earthquake. Although the damping device shown in
また、特許文献1に示す振動吸収木造建物は、止金物によって梁等に取り付けられるが、柱と梁とが接合されることによってなすコーナ部に沿うような形に取り付けることはできない。すなわち、柱と梁の両部材に固定することができないため、柱と梁とによって囲まれる方形構造体の歪み等を抑制する力は小さい。
Moreover, although the vibration absorption wooden building shown in
そこで、上述のような問題点に鑑み、本発明に係る制振装置は、コストを抑えて、大きな振動の地震や風等による小さな揺れ、振動を少なくすることができる建築物の制振装置及び制振構造を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, the vibration damping device according to the present invention is a building vibration damping device capable of suppressing cost and reducing small vibrations and vibrations caused by large vibrations such as earthquakes and winds. The purpose is to provide a damping structure.
本発明に係る制振装置は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に架け渡される制振装置において、上記対角線上に配設される上部シャフトと下部シャフトとからなるシャフト部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトとの間に設けられるコイルスプリングからなる第1のダンパ部と、略L字状をなし、上記略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上にある相対するコーナ部に、このコーナ部を構成する隣り合う骨組部材に沿うように取り付けられる取付金具と、上記コイルスプリングと弾性力が異なり、上記取付金具の両端部にヒンジを介して架け渡される板バネからなる第2のダンパ部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトの第2のダンパ部側の端部に形成されたネジを、上記第2のダンパ部に形成された貫通孔に挿通し、該第2のダンパ部を上記ネジに螺合される2つのナットで挟み込み、これら2つのナットの位置を調節することで、上記シャフト部の長さを調節するシャフト長調節部とを備える。 The vibration damping device according to the present invention, in the vibration suppression apparatus to be stretched on at least one diagonal of the space of the formed substantially rectangular by frame members of buildings, upper shaft and a lower disposed on said diagonal A shaft portion comprising a shaft, a first damper portion comprising a coil spring provided between the upper shaft and the lower shaft, and a diagonal line of at least one of the substantially rectangular space portions having a substantially L shape. The mounting brackets that are attached to the opposing corners on the upper side along the adjacent frame members that constitute the corners are different in elasticity from the coil springs, and are attached to both ends of the mounting brackets via hinges. a second damper portion consisting of a leaf spring that is passed, the second thread formed on the end portion of the damper portion of the upper shaft and the lower shaft, the second Was inserted into a through hole formed in the damper section, the damper portion of the second sandwiched between two nuts screwed on the screw, by adjusting the position of the two nuts, the length of the shaft portion And a shaft length adjusting portion for adjusting the angle.
また、本発明に係る制振構造は、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上に制振装置が架け渡されており、上記制振装置は、上記対角線上に配設される上部シャフトと下部シャフトとからなるシャフト部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトとの間に設けられるコイルスプリングからなる第1のダンパ部と、略L字状をなし、上記略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上にある相対するコーナ部に、このコーナ部を構成する隣り合う骨組部材に沿うように取り付けられる取付金具と、上記コイルスプリングと弾性力が異なり、上記取付金具の両端部にヒンジを介して架け渡される板バネからなる第2のダンパ部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトの第2のダンパ部側の端部に形成されたネジを、上記第2のダンパ部に形成された貫通孔に挿通し、該第2のダンパ部を上記ネジに螺合される2つのナットで挟み込み、これら2つのナットの位置を調節することで、上記シャフト部の長さを調節するシャフト長調節部とを備えることを特徴とする。 Further, in the vibration damping structure according to the present invention, the vibration damping device is bridged on at least one diagonal line of the substantially rectangular space portion constituted by the frame member of the building, and the vibration damping device includes the diagonal line. A shaft portion composed of an upper shaft and a lower shaft disposed above, a first damper portion composed of a coil spring provided between the upper shaft and the lower shaft, and a substantially L shape, A mounting bracket that is attached to an opposite corner portion on at least one diagonal of a substantially rectangular space portion along an adjacent frame member that constitutes the corner portion, and the elastic force of the coil spring is different from that of the mounting portion. a second damper portion consisting of a leaf spring which is bridged via a hinge at both ends of the bracket, are formed on the end portion of the second damper portion side of the upper shaft and the lower shaft By inserting a screw through a through hole formed in the second damper portion, sandwiching the second damper portion with two nuts screwed into the screw, and adjusting the positions of these two nuts And a shaft length adjusting part for adjusting the length of the shaft part .
本発明は、地震などの大きい振動や風などの小さい振動を第1のダンパ部と第2のダンパ部の2つの部材によって吸収することができ、様々な振動エネルギーの揺れに対応することができる。すなわち、本発明は、第2のダンパ部が設けられたL字状の取付金具を略矩形の空間部のコーナ部に設け、この取付金具の第2のダンパ部に第1のダンパ部が設けられたシャフト部を取り付けることによって、種々の大きさの振動を吸収することができる。さらに、第2のダンパ部の板バネがヒンジを介して取付金具に取り付けられていることから、板バネとしての効果をより発揮することができる。 The present invention can absorb large vibrations such as earthquakes and small vibrations such as winds by the two members of the first damper part and the second damper part, and can cope with various vibration energy fluctuations. . That is, according to the present invention, the L-shaped mounting bracket provided with the second damper portion is provided in the corner portion of the substantially rectangular space portion, and the first damper portion is provided in the second damper portion of the mounting bracket. By attaching the formed shaft portion, vibrations of various sizes can be absorbed. Furthermore, since the leaf spring of the second damper portion is attached to the mounting bracket via the hinge, the effect as a leaf spring can be further exhibited.
また、本発明は、シャフト部の端部にシャフト長調節部を備えているので、建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線の距離に応じてシャフト部の長さを調節することができるので、新設の建築物に限らず、既設の建築物など様々な建築物に対応することができる。 Moreover, since this invention is equipped with the shaft length adjustment part in the edge part of a shaft part, the length of a shaft part is adjusted according to the distance of the diagonal of the substantially rectangular space part comprised by the frame member of a building Therefore, it is possible to deal with various buildings such as existing buildings as well as new buildings.
以下、本発明を適用した制振装置及び制振構造について図面を参照して説明する。 Hereinafter, a vibration damping device and a vibration damping structure to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、本発明を適用した制振構造1は、鉛直方向に直立した柱2と、柱2に水平方向に横架された梁3と、柱2と梁3とが接合されてなすコーナ部Aと該コーナ部Aと対向する位置になすコーナ部Bとに亘って取り付けられた制振装置4とから構成されている。
As shown in FIG. 1, a
柱2及び梁3は、木材から形成された角材からなる部材である。なお、柱2及び梁3は、例えば、柱2の梁3が接合される所定の位置にほぞ穴が形成されており、梁3の端部にはほぞが形成されており、柱2の所定の位置のほぞ穴と梁3のほぞとが嵌合されて接合されている。柱2と接合される部材は、梁3に限らず、水平方向に横架される水平部材であればよく、例えば、土台、桁、胴差等であってもよい。
The
制振装置4は、2本の柱2、2と2本の梁3、3とによって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡されている。制振装置4は、図2に示すように、剛性を有し上部シャフト11aと下部シャフト11bとからなるシャフト部11と、シャフト部11の各コーナ部A、B側の端部に形成されたシャフト長調節部12、13と、上部シャフト11aと下部シャフト11bとの間に設けられた第1のダンパ部14と、シャフト長調節部12、13とに取り付けられた第2のダンパ部15、16と、それぞれの第2のダンパ部15、16とに取り付けられコーナ部A、Bに接合される取付金具17、18とから構成されている。なお、シャフト長調節部13、第2のダンパ部16、取付金具18は、それぞれシャフト長調節部12、第2のダンパ部15、取付金具17と同様の構成を持つものであるので、その説明を省略する。
The vibration damping device 4 is bridged on a diagonal line of a substantially rectangular space formed by the two
シャフト部11は、剛性を有し内部が空洞な棒状のステンレス鋼からなり、上部シャフト11aと下部シャフト11bとから構成されている。上部シャフト11a及び下部シャフト11bの各コーナ部A、Bと対向する側の端部にシャフト長調節部12、13が設けられている。また、シャフト部11は、上部シャフト11aと下部シャフト11bとの間に第1のダンパ部14が設けられており、シャフト長調節部12、13を介して第2のダンパ部15、16に取り付けられている。
The
シャフト長調節部12は、図3に示すように、上部シャフト11aの第2のダンパ部15と接続される側の端部に形成されたネジ部12aと、第2のダンパ部15の所定の位置において固定するための2つのナット12bとから構成されている。ネジ部12aは、第2のダンパ部15に形成された貫通孔15aに挿通される径に形成されている。また、ネジ部12aは、振動による第2のダンパ部15の変位によってネジ部12aの先端が取付金具17と接触しない程度の長さであり、具体的には、コーナ部Aから第2のダンパ部15までの距離よりも小さいものである。2つのナット12bは、第2のダンパ部15を挟むようにしてネジ部12aに螺着され、シャフト部11を第2のダンパ部15に固定している。
As shown in FIG. 3, the shaft
第1のダンパ部14は、シャフト部11の上部シャフト11aと下部シャフト11bとの間であり、シャフト部11の略中央部に設けられており、図4に示すように、制振装置4にかかる振動を吸収する弾性体21と、弾性体21を覆うカバー22とから構成されている。
The
弾性体21は、例えばコイルスプリングであり、その外径はシャフト部11の外径よりも小さいものである。また、弾性体21は、両端部がそれぞれ上部シャフト11aと下部シャフト11bとに固定されている。また、弾性体21は、風等の小さな外力に対してもダンパとして作用する。
The
カバー22は、金属からなる円環状の部材であり、その内径はシャフト部11の外周に沿って、図4に示す矢印X方向に、摺動できる程度の大きさであり、その長さは弾性体21よりも長く、弾性体21を覆うような大きさである。
The
なお、第1のダンパ部14と第2のダンパ部15、16は、より大きな振動を吸収するために、同じ弾性力を有するものであってもよいが、弾性力を異ならせて異なる振動周波数の振動エネルギを吸収できるようにしてもよい。具体的には、第2のダンパ部15、16は、第1のダンパ部14より弾性力が小さいものであり、そのため、第1のダンパ部14より大きな振動を吸収することができる。また、第1のダンパ部14は、第2のダンパ部15、16より弾性力が大きいので、第2のダンパ部15、16が吸収できない風などの小さい振動も吸収できる。
The
上部シャフト11a及び下部シャフト11bは、第1のダンパ部14が設けられている側の端部に、弾性体21の外径と同一またはやや小さい径で、弾性体21が嵌めこまれ、固定されるような円形で溝状の凹部23、24が形成されている。なお、弾性体21をシャフト部11に固定する構成は、上述に限らず、例えば、凹部23、24の代わりに、上部シャフト11a及び下部シャフト11bの端部を弾性体21の内径と同一またはやや大きい径の凸部を形成し、弾性体21を固定するようにしてもよい。
The upper shaft 11 a and the
下部シャフト11bには、凹部23側の端部近傍で、下部シャフト11bの外側周縁部に沿って、カバー22が所定の位置からずれないようにする受け部25が形成されている。なお、受け部25は、下部シャフト11bにのみ設け、弾性体21の伸縮により、カバー22がシャフト部11の外側周縁部に沿って移動できるようにしたものであり、弾性体21が所定の距離以上に伸縮しないように、上部シャフト11aに規制片等を設けてもよい。
The
第2のダンパ部15は、板バネからなり、該板バネの金属片の対向する一対の端部と、後述する取付金具17のヒンジ部35、36とが接続されている。第2のダンパ部15は、その略中央部に貫通孔15aが形成されており、その貫通孔15aにシャフト長調節部12のネジ部12aが挿通され、シャフト部11と接続されている。また、第2のダンパ部15は、地震等の大きな振動を吸収できるような弾性力を有している。
The
取付金具17は、剛性を有する金属からなり、L字型に形成されている。取付金具17は、1枚の金属片を折り曲げてL字型としてもよく、また2枚の金属片の一端を接合して成形されたものであってもよい。取付金具17は、図3に示すように、金属片31、32から構成され、それぞれの金属片31、32の略中央部に取付孔31a、32aが設けられている。また、柱2と梁3には、それぞれ取付孔31a、32aの相対する位置に挿通孔2a、3aが設けられている。取付金具17は、取付孔31a及び挿通孔2aに挿通させたボルト33aにナット33bを螺合させ、取付孔32a及び挿通孔3aに挿通させたボルト34aにナット34bを螺合させることによって、柱2及び梁3に締着される。なお、金属片31、32に設けられた取付孔31a、32aは、1箇所に限らず、柱2や梁3に固定するために2箇所以上設けてもよい。
The mounting
また、取付金具17は、金属片31、32の他方の端部に、それぞれヒンジ部35、36とが設けられており、第2のダンパ部15が取り付けられている。
Further, the mounting
次に、上述のような構成を持つ制振装置4を柱2や梁3などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡す様子について説明する。
Next, a description will be given of how the vibration damping device 4 having the above-described configuration is bridged on a diagonal line of a substantially rectangular space portion constituted by building framework members such as the
まず、図3に示すように、ユーザは、制振装置4の取付金具17をコーナ部Aの所定の位置に当接させ、取付金具17の取付孔31aと柱2の挿通孔2aとにボルト33aを挿通させ、取付金具17の取付孔32aと梁3の挿通孔3aとにボルト34aを挿通させ、それぞれナット33b、34bによって螺着させる。また、ユーザは、取付金具18についても、取付金具17と同様にして、コーナ部Bに螺着させる。ただし、ユーザは、取付金具17、18を取り付ける際は、取り付けやすさを考慮して、例えば、シャフト長調節部12において、ネジ部12aを第2のダンパ部15の貫通孔15aに挿通した状態とするも、2つのナット12bは螺着させず、シャフト部11にあそびを持たせる。なお、上述のように、ボルト33a、34aとナット33b、34bとからなる螺合部材によって柱2と梁3とに制振装置4の取付金具17を取り付けているが、このことに限定されることはなく、柱2や梁3にいわゆる雌ねじを設け、ナットを用いることなく、ボルト33a、34aを柱2や梁3に設けた雌ねじに直接螺合させる螺合方法によって制振装置4を取り付けるようにしてもよい。
First, as shown in FIG. 3, the user brings the mounting
次に、ユーザは、シャフト長調節部12の所定の位置において、2つのナット12bによって第2のダンパ部15を挟むようにして螺着させる。ここでいう所定の位置とは、ネジ部12aのコーナ部Aに突出した端部が、第2のダンパ部15の地震等による振動により変位した場合にコーナ部Aに接触しない程度の位置のことである。また、ユーザは、シャフト長調節部13についても、シャフト長調節部12と同様にして、第2のダンパ部16に取り付ける。
Next, the user screwes the
以上のようにして、ユーザは、従来筋交いが設けられる位置に制振装置4を取り付けることができる。 As described above, the user can attach the vibration damping device 4 to a position where the bracing is conventionally provided.
柱2や梁3などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線上に架け渡された制振装置4は、例えば、地震等による大きな振動を建築物が受け、矩形構造体が歪むような応力が加わっても、制振装置4が適切な位置に取り付けられているので、制振装置4の第1のダンパ部14及び第2のダンパ部15、16により振動を吸収することができ、矩形構造体の歪むのを防ぐことができる。また、制振装置4は、例えば、風等による小さな振動に対しても第1のダンパ部14によって振動を吸収することができる。制振装置4は、吸収できる振動の大きさを第1のダンパ部14の弾性体21と第2のダンパ部15、16とにおいて2種類設けられるので、種々の大きさの振動を吸収することができる。
The vibration damping device 4 spanned on a diagonal line of a substantially rectangular space composed of building framework members such as the
また、第2のダンパ部15、16は、ヒンジを介して取付金具17、18に取り付けられているので、板バネとしての効果をより発揮することができる。
Moreover, since the
また、制振装置4は、シャフト長調節部12、13を設けているので、柱2や梁3などの建築物の骨組部材によって構成される略矩形の空間部の対角線の長さが異なる建築物にも取り付けることができる。また、シャフト長調節部12、13は、2つのナットによって、板バネを挟むようにして固定されているので、簡単にシャフト部11の長さを調節ができ、シャフト部11を固定することができる。
Moreover, since the damping device 4 is provided with the shaft
さらに、制振装置4は、新設の建築物に限らず、既設の建築物においても、筋交いの交換により簡単に取り付けることができ、既設の建築物の耐震性、耐風圧性を高めることができる。 Furthermore, the vibration damping device 4 is not limited to a new building, but can be easily attached to an existing building by exchanging braces, and can improve the earthquake resistance and wind pressure resistance of the existing building.
なお、制振装置4のシャフト部11、取付金具17、18、カバー22等は、上述のような材料に限らず、例えば、鉄、アルミニウム、ステンレス、又はこれらの金属を一種以上含む合金等といった金属材料、強化プラスチック等といった有機樹脂材料、セラミック等といった無機材料のうちいずれか一種以上の材料で形成されたものであってもよい。
The
また、制振装置4のシャフト部11、取付金具17、18、カバー22等は、例えば、上述した金属材料を芯材にして芯材の周囲を有機樹脂材料で覆った複合材であってもよい。この場合、周囲が有機樹脂で覆われていることから、金属材料に鉄等を用いたときに起こる結露、錆等を防止できる。
Further, the
また、第1のダンパ部14は、弾性体21を用いるものに限らず、例えば、粘性ダンパ、オイルダンパ等の各種の制振ダンパを用いることもできる。
Further, the
1 制振構造、2 柱、2a 挿通孔、3 梁、3a 挿通孔、4 制振装置、11 シャフト部、11a 上部シャフト、11b 下部シャフト、12,13 シャフト長調節部、14 第1のダンパ部、15,16 第2のダンパ部、15a 貫通孔、17,18 取付金具、21 弾性体、22 カバー、23,24 凹部、25 受け部、31,32 金属片、31a,32a 取付孔、33a,34a ボルト、33b,34b ナット、35,36 ヒンジ部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記対角線上に配設される上部シャフトと下部シャフトとからなるシャフト部と、
上記上部シャフトと上記下部シャフトとの間に設けられるコイルスプリングからなる第1のダンパ部と、
略L字状をなし、上記略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上にある相対するコーナ部に、このコーナ部を構成する隣り合う骨組部材に沿うように取り付けられる取付金具と、
上記コイルスプリングと弾性力が異なり、上記取付金具の両端部にヒンジを介して架け渡される板バネからなる第2のダンパ部と、
上記上部シャフトと上記下部シャフトの第2のダンパ部側の端部に形成されたネジを、上記第2のダンパ部に形成された貫通孔に挿通し、上記第2のダンパ部を上記ネジに螺合される2つのナットで挟み込み、これら2つのナットの位置を調節することで、上記シャフト部の長さを調節するシャフト長調節部とを備える制振装置。 In the vibration damping device to be stretched on at least one diagonal of the space of the formed substantially rectangular by frame members of a building,
A shaft portion composed of an upper shaft and a lower shaft disposed on the diagonal line;
A first damper portion comprising a coil spring provided between the upper shaft and the lower shaft ;
A mounting bracket that is substantially L-shaped and is attached to an opposite corner portion on at least one diagonal of the substantially rectangular space portion so as to be along an adjacent skeleton member constituting the corner portion ;
A second damper portion made of a leaf spring that is different in elasticity from the coil spring and spans both ends of the mounting bracket via hinges ;
A screw formed on the second damper portion side end of the upper shaft and the lower shaft is inserted into a through hole formed in the second damper portion, and the second damper portion is inserted into the screw. A vibration damping device comprising: a shaft length adjusting portion that adjusts the length of the shaft portion by sandwiching between two nuts to be screwed together and adjusting the positions of the two nuts .
上記制振装置は、上記対角線上に配設される上部シャフトと下部シャフトとからなるシャフト部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトとの間に設けられるコイルスプリングからなる第1のダンパ部と、略L字状をなし、上記略矩形の空間部の少なくとも一方の対角線上にある相対するコーナ部に、このコーナ部を構成する隣り合う骨組部材に沿うように取り付けられる取付金具と、上記コイルスプリングと弾性力が異なり、上記取付金具の両端部にヒンジを介して架け渡される板バネからなる第2のダンパ部と、上記上部シャフトと上記下部シャフトの第2のダンパ部側の端部に形成されたネジを、上記第2のダンパ部に形成された貫通孔に挿通し、上記第2のダンパ部を上記ネジに螺合される2つのナットで挟み込み、これら2つのナットの位置を調節することで、上記シャフト部の長さを調節するシャフト長調節部とを備えることを特徴とする制振構造。 A vibration damping device is bridged on at least one diagonal line of a substantially rectangular space constituted by the building framework members,
The vibration damping device includes a shaft portion including an upper shaft and a lower shaft disposed on the diagonal line, a first damper portion including a coil spring provided between the upper shaft and the lower shaft , A mounting bracket that is substantially L-shaped and is attached to an opposing corner portion on at least one diagonal of the substantially rectangular space portion so as to be along an adjacent frame member constituting the corner portion, and the coil spring The elastic force is different from that of the mounting bracket, and is formed at the end of the upper damper and the lower shaft on the second damper portion side, and the second damper portion is formed of a leaf spring that spans both ends of the mounting bracket via hinges. The screw is inserted into a through hole formed in the second damper portion, and the second damper portion is sandwiched between two nuts that are screwed into the screw. By adjusting the position of the bets, damping structure characterized in that it comprises a shaft length adjusting portion for adjusting the length of the shaft portion.
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