JP4178468B2

JP4178468B2 - 住宅の制振装置

Info

Publication number: JP4178468B2
Application number: JP2003334765A
Authority: JP
Inventors: 功一井上
Original assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa House Industry Co Ltd
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005098008A

Description

本発明は住宅の制振装置に関する。さらに詳しくは、固有振動数の調整が自動的になされる住宅の制振装置に関する。

近年、住宅などの耐震性の向上を図る観点から住宅などの天井裏に制振装置が設けられるようになってきている。

かかる制振装置としては、図６に示すように、鋼材ブロックａを収納ボックスｂに収納・保持し、その収納ボックスｂを平行板バネｃにより支持し、地震時や交通振動時などにそれを共振させて住宅の振動を抑制するようにしてなる形式の制振装置Ａ’が知られている。

この制振装置Ａ’の効果を最大限に利用するためには、その固有周期つまり固有振動数を住宅などの固有周期つまり固有振動数に一致させる必要がある。そのため、据付現場において制振装置Ａ’の固有周期つまり固有振動数の調整がなされている。あるいは、固有周期つまり固有振動数を少しずつずらした複数の制振装置Ａ’、Ａ’…を住宅などの天井裏に設けることがなされている。

しかしながら、制振装置Ａ’の固有周期は一定であり、また住宅の固有周期固有振動数も住宅ごとに異なるため、据付けのたびに制振装置Ａ’の固有周期の調整作業が発生し、施工が煩雑となっているという問題がある。また、それに伴って、施工期間の長期化およびコストの増大を招来しているという問題もある。なお、固有周期固有振動数を少しずつずらした複数の制振装置Ａ’、Ａ’…を住宅などの天井裏に設ける場合には、装置コストおよび据付けコストの増大という別の問題も発生する。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、据付現場で固有周期の調整を必要としない住宅の制振装置を提供することを目的としている。

本発明の住宅の制振装置は、平行板バネによる水平振動が可能なように保持された質量ブロックを備えてなる住宅の制振装置であって、前記平行板バネの板バネの一端が固定されて支持され、他端が一対のローラにより挾持されて摺動可能とされ、前記ローラの支持軸が板バネの長手方向に摺動可能とされてなることを特徴とする。

本発明の住宅の制振装置においては、ローラの支持軸がバネの付勢力により初期位置に復帰するようにされてなるのが好ましい。

本発明の住宅の制振装置よれば、据付け時の固有振動数の調整が不要となり、作業能率の向上、工期の短縮およびコストの低減が図られるという優れた効果が得られる。また、本発明の住宅の制振装置よれば、制振装置の固有振動数の調整が自動的になされるので、最大限の制振効果が常に発揮されるという優れた効果が得られる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。

実施形態１
本発明の実施形態１に係る制振装置を図１に概略図で示す。

装置Ａは、図１に示すように、直方体状とされた質量ブロック１と、その質量ブロック１を例えばボルト・ナット留めにて収納・保持している直方体状とされた収納ボックス２と、収納ボックス２を例えばボルト・ナット留めにて支持している平行板バネ３とを主要構成要素として備え、平行板バネ３の各板バネ４の両端部が対向する天井梁Ｂ，Ｂに載架・支持されてなるものとされる。

質量ブロック１は、図２に示すように、所要数の長方形状鋼板１０を積層してなるものとされる。なお、図示はされていないが、長方形状鋼板１０には、長方形状鋼板１０を収納ボックス２に固定するためのボルトを挿通するための孔が適宜設けられている。

収納ボックス２は上面が開放されてなるボックスとされ、明瞭には図示はされていないが、底面には質量ブロック１を固定するボルトを挿通するための孔が設けられ、また両側面には平行板バネ３の各板バネ４，４を固定するボルトを挿通するための孔がそれぞれ一対対向させて設けられている。

平行板バネ３は、装置Ａの固有振動数が設置が想定される住宅の固有振動数をカバーできるようそのバネ定数、つまりその長さが設定される。また、各板バネ４の一端部には板バネ４を天井梁Ｂに固定・支持する（つまりスライド不自在に支持する）ためのの固定・支持部材５が装着され、他端部には板バネ４を天井梁Ｂに摺動・支持する（つまりスライド自在に支持する）ための摺動・支持部材６が装着されている。

固定・支持部材５は、図１に示すように、一対のアングルを一方がＬ字状となるように、他方が逆Ｌ字状となるようにして取り付けてなるものとされる。

摺動・支持部材６は、図１に示すように、ベースプレート６１に間隔を板バネ４がスライド可能に調整して垂設された一対のローラ６２，６２を備えてなるものとされる。

次に、図３を参照しながら、かかる構成とされている装置Ａの動作について説明する。

（１）地震や交通振動などにより住宅が横揺れすると、それにつれて装置Ａも振動する。つまり、質量ブロック１も横揺れする。

（２）質量ブロック１が横揺れすると、摺動・支持されている板バネ４の他端は引き出されて板バネ４の支点間距離が実質的に長くなる。

（３）支点間距離が実質的に長くなると、装置Ａの固有周期は長い方に移動し、固有振動数は低い方に移動する。

（４）質量ブロック１の横揺れ状態で共振点に達すると、質量ブロック１が大きく揺れるところで、質量ブロック１に作用する慣性力と平行板バネ３の復元力が釣り合うようになる。つまり、装置Ａの固有周期が自動的に調整される。

このように、この実施形態１によれば、地震時や交通振動時などに装置Ａの固有周期つまり固有振動数が、自動的にそれが据付けられている住宅などの固有周期つまり固有振動数に一致するように調整されるので、事前に装置Ａの固有周期を調整する必要がなくなり、施工性が向上して施工期間が短縮され、据付け費の低減が図られる。さらに、改造により住宅の固有周期が変わっても装置Ａの固有周期を再調整する必要がない。

また、質量ブロック１の横揺れにつれて板バネ４の実質的な支点間距離が逐次変動するので、装置Ａの固有周期も逐次変動する。そのため、装置Ａの振動特性は、共振時に先鋭なピーク値が現れるものとはならず、なだらかなピーク値が現れるものとなる。その結果、装置Ａを設けたことによる住宅側の副次振動のピークを押さえることができ、制振性能の向上も図ることができる。

実施形態２
本発明の実施形態２に係る装置Ａ１の要部を図４および図５に示す。この実施形態２は実施形態１を改変してなるものであって、板バネ４の他端を摺動・支持している摺動・支持部材を、板バネ４の長手方向に摺動可能としてなるものである。なお、実施形態２のその余の構成は実施形態１と同様とされている。以下、実施形態２の特徴的部分について説明する。

摺動・支持部材７は、中空体とされたベースブロック７１と、ベースブロック７１の上面７２に所定間隔を設けてスライド自在に対向させて植設された一対のローラ支持軸７３，７３と、前記ローラ支持軸７３を板バネ４の他端側に付勢し初期位置に復帰させるコイルバネ７４と、ローラ支持軸７３に回転自在に装着されたローラ７５とを含んでなるものとされる。なお、図中の符号７６はコイルバネ７４の基端を係止する係止部材を示す。

より具体的には、図４および図５に示すように、ベースブロック７１の上面７２には、板バネ４の長手方向に一致させて一対の長孔７２ａ，７２ａがローラ支持軸７３に対応させて形成され、この長孔７２ａに下部７３ａが段付きボルト７３ｂに形成されたローラ支持軸７３の下部７３ａがスライド自在に植設され、つまり下部７３ａに形成された段付きボルト７３ｂがスライド自在にナット留めされる。また、このローラ支持軸７３のベースブロック７１の上面７２から突出している下部７３ａには鍔７３ｃが形成され、その上部にコイルバネ７４の前端が接続され、上面７２の後端（板バネ４の他端よりも後方に延伸されている）に設けられた係止部材７６にコイルバネ７４の基端が接続されている。

摺動・支持部材７がかかる構成とされていることにより、板バネ４の進退に伴いローラ支持軸７３も図中の左右方向にスライドして支点間距離も自動的に調整される。

このように、実施形態２によれば、支点間距離も自動調整されるので、装置Ａ１の固有周期つまり固有振動数の自動調整範囲が広くなる。そのため、同一の装置Ａ１による適用できる住宅の範囲が広くなるという実施形態１では得られない効果も得られる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではなく、種々改変が可能である。例えば、実施形態２においては、コイルバネにダンパーを併用することもできる。

本発明の制振装置は、各種住宅に適用できる。

本発明の実施形態１に係る住宅の制振装置の概略図であって、同（ａ）は平面図を示し、同（ｂ）は側面断面図を示す。同実施形態の質量ブロックの概略図である。同制振装置の動作説明図である。本発明の実施形態２に係る住宅の制振装置の摺動・支持部材の平面図である。同側面断面図である。従来の住宅の制振装置の概略図である。

符号の説明

１質量ブロック
２収納ボックス
３平行板バネ
４板バネ
５固定・支持部材
６摺動・支持部材
６１ベースプレート
６２ローラ
７摺動・支持部材
７１ベースブロック
７２上面
７２ａ長孔
７３ローラ支持軸
７４コイルバネ
７５ローラ
７６係止部材
１０鋼板
Ａ制振装置
Ｂ天井梁

Claims

平行板バネによる水平振動が可能なように保持された質量ブロックを備えてなる住宅の制振装置であって、
前記平行板バネの板バネの一端が固定されて支持され、他端が一対のローラにより挾持されて摺動可能とされ、
前記ローラの支持軸が板バネの長手方向に摺動可能とされてなる
ことを特徴とする住宅の制振装置。
ローラの支持軸がバネの付勢力により初期位置に復帰するようにされてなることを特徴とする請求項１記載の住宅の制振装置。