JP4881017B2

JP4881017B2 - 制振構造

Info

Publication number: JP4881017B2
Application number: JP2006016520A
Authority: JP
Inventors: 勝幸千原; 孝美向山; 郁夫中井; 淳堀内; 雅一谷; 達治松本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Misawa Homes Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Misawa Homes Co Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-01-25
Also published as: JP2006342654A

Description

本発明は、建物等の構造物に設けられる制振構造に関する。

建物の制振構造の一例として、特許文献１に記載の技術が知られている。この特許文献１に記載の制振構造は、建物の骨組体の接合部位間に亘って架設されるブレース本体と、互いに平行状に対向するプレート間に粘弾性体を挟在させるとともに両プレートの相対変位方向に向けての相対移動のみを許容し案内する相対移動案内機構を備えた制振装置とを独立分離させ、両接合部位に制振装置を取り付けた後にそれら制振装置間に亘ってブレース本体を架設するものである。

そして、前記建物の制振構造では、地震力に起因する建物の変形に伴いブレース本体に圧縮や引張り力が加わったとき、制振装置における両対向プレートが粘弾性体を介して相互に平行移動して粘弾性体にせん断変形を加え、相対変位エネルギーを良好に吸収することによって、制振性能を発揮させるようになっている。
特開２００１−２０７６７７号公報

ところで、前記建物の制振構造では、建物の骨組体の接合部位間に亘って架設されるブレース本体の両端部において、対向するプレート間に粘弾性体を挟在させているが、つまり、ブレース本体の両端部にそれぞれ粘弾性体を備えているが、これら二つの粘弾性体は等しい制振性能を有しているので、地震力の大きさによって、建物等の構造物に生じる振動の大きさ等が異なる場合に、効果的に制振するのが困難である。例えば、地震によって建物に発生する振動は、初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるのに対し、それ以降は振幅や周期が比較的大きい振動となる。
したがって、上記従来の制振構造では、これらの異なる振動に対して効果的に機能し難いという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、異なる振動に対して効果的に制振できる制振構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図４に示すように、構造物１に架設材６が架設されており、
この架設材６の軸方向に離間した２箇所に第１制振部１０と第２制振部１１が設けられており、これら２つの制振部１０，１１はそれぞれ異なる制振性能を有し、
前記架設材６は、同軸に配置された一対のロッド６ａ，６ｂによって構成されており、
前記第１制振部１０は、一対のロッド６ａ，６ｂの端部どうしを連結するリンク機構１２と、このリンク機構１２に設けられて、一対のロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する粘弾性体１３とを備えており、
前記リンク機構１２は一対のリンク１４，１５を備え、
一方の前記リンク１４の前記ロッド６ａに近い端部が一方の前記ロッド６ａに設けられたブラケット１７に回動自在に連結され、他方の前記リンク１５の前記ロッド６ｂに近い端部が他方の前記ロッド６ｂに設けられたブラケット１８に回動自在に連結され、
前記一対のリンク１４，１５はその厚さ方向に一部重なっており、この重なった部分が回動自在に連結され、
前記一対のリンク１４，１５の重なった部分の前記ロッド６ａ，６ｂから遠い端部に、前記粘弾性体１３が前記一対のリンク１４，１５に挟持されるようにして設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、地震により構造物１に振動が発生した場合、架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動するが、初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるので、この振動を第１制振部１０で制振するが、その際、ロッド６ａ，６ｂの振動によってこれらを連結するリンク機構１２が動き、このリンク機構１２に設けられた粘弾性体１３によって、ロッド６ａ，６ｂの変位エネルギーを吸収し、これによって、ロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。また、それ以降は振幅や周期が比較的大きい振動となるので、この振動を第２制振部１１で制振する。
また、リンク機構１２によって一対のロッド６ａ，６ｂの変形（一対のロッドが接近離間するように振動する際の振幅）を増幅できるので、小さな変形、つまり小さな振動から効率的に制振できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の制振構造において、
前記リンク機構１２は、前記一対のロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間した際に、それ以上の離間を防止するストッパ部１４ａ，１５ａを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、地震により構造物に振動が発生して、架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動した場合において、振動の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが当接したときは、ロッド６ａ，６ｂどうしのそれ以上の振動が防止され、一方、振動の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間したときは、ストッパ部１４ａ，１５ａによってそれ以上の離間が防止される。したがって、それ以降の振幅や周期が比較的大きい振動の制振を第２制振部１１へとスムーズに移行できる。

請求項３に記載の発明は、例えば図８に示すように、構造物に架設材６が架設されており、この架設材６の軸方向に離間した２箇所に第１制振部３１と第２制振部１１が設けられており、これら２つの制振部３１，１１はそれぞれ異なる制振性能を有し、
前記架設材６は、同軸に配置された一対のロッド６ａ，６ｂによって構成されており、
前記第１制振部３１は、一対のロッド６ａ，６ｂの端部どうしを連結するようにして配置された一対のリンク３２，３３を備え、
前記リンク３２，３３の一端部は一方のロッド６ｂに回動自在に連結され、前記リンク３２，３３の他端部には、前記ロッド６ａ，６ｂの軸方向に対して傾斜する長穴３２ａ，３３ａが形成されており、この長穴３２ａ，３３ａに前記他方のロッド３２ａに設けられたピン３５ａ，３６ａが摺動自在に挿入されており、
前記一対のリンク３２，３３に、前記一対のロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する粘弾性体３７が挟持されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、地震により構造物に振動が発生した場合、架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動するが、初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるので、この振動を第１制振部３１で制振するが、その際、ロッド６ａ，６ｂの振動によって、これらを連結する一対のリンク３２，３３がその一端部を軸として回動するとともに、この回動に伴ってリンク３２，３３の他端部の長穴３２ａ，３３ａ内をピン３５ａ，３６ａが摺動する。そして、一対のリンク３２，３３によって粘弾性体３７が挟持されているので、該一対のリンク３２，３３の回動によって粘弾性体３７が変形して、リンク３２，３３の変位エネルギーを吸収し、これによって、ロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。
また、一対のリンク３２，３３によって一対のロッド６ａ，６ｂの変形（一対のロッドが接近離間するように振動する際の振幅）を増幅できるので、小さな変形、つまり小さな振動から効率的に制振できる。
さらに、リンク３２，３３、長穴３２ａ，３３ａ、ピン３５ａ，３６ａ、粘弾性体３７という簡単な機構で第１制振部を構成できる。

請求項４に記載の発明は、例えば図１および図４に示すように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振構造において、
前記第２制振部１１は、前記架設材６の端部に設けられた粘弾性体２３と、この粘弾性体２３に一端部が固定され、他端部が前記構造物１の一方の部位に連結される連結プレート２４とを備えていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、第１制振部１０で制振した以降において、振幅や周期が比較的大きい振動となった場合に、この振動を第２制振部１１で制振するが、その場合、架設材６が振動することによって、粘弾性体２３が変形して、架設材６の変位エネルギーを吸収して、振動を制振できる。また、連結プレート２４によって架設材６を容易に構造物１に連結できるとともに、粘弾性体２３を有効に効かせることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振構造において、
前記第１制振部１０，３１は、構造物１に小さい地震力が作用した際に主に機能し、
前記第２制振部１１は、構造物１に大きい地震力が作用した際に主に機能することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、地震初期の小さな地震力による振動を第１制振部１０，３１で制振し、その後の比較的大きな地震力による振動を第２制振部１１で制振するので、効果的な制振となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振構造において、前記粘弾性体１３，２３，３７は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合したものであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、粘弾性体１３，２３，３７に適切な、歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることができるので、振動減衰機能つまり制振機能を十分に発揮させることができる。

本発明によれば、構造物に複数の制振部が設けられており、これら複数の制振部はそれぞれ異なる制振性能を有しているので、地震により構造物に振動が発生した場合、初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるので、この振動を複数の制振部のうちの一部の制振部で制振し、それ以降は振幅や周期が比較的大きい振動となるので、この振動を他の制振部で制振することができる。したがって、異なる振動に対して効果的に制振できる。

以下、図面を参照して本発明の制振構造の実施の形態について説明する。
（第１の実施の形態）
図１〜図７は第１の実施の形態を示すものである。
図１は、本発明に係る制振構造を住宅等の建物に適用したものを示すものである。建物は、複数の直方体状の建物ユニットを上下左右に組み立てることによって構築されるものである。建物ユニット（構造物）１は、複数の柱２と、これらの柱２の上端同士を連結する上梁３と、柱２の下端同士を連結する下梁４とから、略直方体状に形成された骨組みを備えている。また、上下の梁３，４間には間柱５が設けられている。

前記建物ユニット１の対向する二つの部位間には、架設材６がブレースとして架設されている。すなわち、柱２の下端部には、ブラケット７が固定されており、間柱５の上端部にはブラケット８が固定されており、これらブラケット７，８間に架設材６が架設されている。なお、架設材６の上端部には、図２および図４に示すように、プレート９が設けられており、このプレート９を前記ブラケット８に連結することによって、架設材６の上端部が柱２の上端部に連結されている。

架設材６の軸方向に離間した２箇所には第１制振部１０と第２制振部１１とが設けられている。すなわち、架設材６の中央部には第１制振部１０が設けられており、下端部には第２制振部１１が設けられている。また、第１制振部１０と第２制振部とは異なる制振性能を有しており、第１制振部１０は、建物ユニット１に小さい地震力が作用した際に主に機能し、第２制振部１１は、建物ユニット１に大きい地震力が作用した際に主に機能するようになっている。

前記架設材６は、同軸に配置された一対のロッド６ａ，６ｂとによって構成されており、該一対のロッド６ａ，６ｂの互いに対向する端部間には所定の隙間Ｓが設けられている。
また、前記第１制振部１０は、一対のロッド６ａ，６ｂの端部どうしを連結するリンク機構１２と、このリンク機構１２に設けられて、一対のロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する粘弾性体１３とを備えている。
リンク機構１２は以下のように構成されている。すなわち、図２に示すように、リンク機構１２は、ロッド６ａ，６ｂを挟んで左右一対設けられており、該一対のリンク機構１２，１２は左右対称であるので、一方のリンク機構１２のみを説明し、他方のリンク機構１２の説明は省略する。

リンク機構１２は、一対のリンク１４，１５とこれらリンク１４，１５を連結するリンク１６，１６とを備えている。
リンク１４は、五角形板状に形成されたもので、ロッド６ａ，６ｂ側を向く二つの辺部は、鈍角を形成しており、一方の辺部１４ａはストッパ部とされている。また、ロッド６ａの側面にはブラケット１７が立設されており、このブラケット１７にリンク１４の端部がピン１９ａによって回動自在に連結されている。
リンク１５は、五角形板状に、かつ、リンク１４と対称的に形成されている。リンク１５の、ロッド６ａ，６ｂ側を向く二つの辺部は、鈍角を形成しており、一方の辺部１５ａはストッパ部とされている。また、ロッド６ｂの側面にはブラケット１８が立設されており、このブラケット１８にリンク１５の端部がピン１９ｂによって回動自在に連結されている。
また、リンク１４とリンク１５とは、その厚さ方向に一部重なっており、この重なった部分において、ピン２０がリンク１４，１５に挿通されおり、これによって、リンク１４，１５は重なった部分において回動自在に連結されている。このピン２０に前記リンク１６の一端部が回動自在に連結されており、リンク１６の他端部は前記ピン１９に回動自在に連結されている。リンク１６はリンク１４，１５を挟むようにして一対設けられており、一方のリンク１６はピン２０とピン１９ａとを連結しており、他方のリンク１６はピン２０とピン１９ｂとを連結している。
さらに、リンク１４とリンク１５とが重なった部分の端部、つまり、ロッド６ａ，６ｂから最も離れた端部には、前記粘弾性体１３が配置されており、この粘弾性体１３によって、一対のロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振するようになっている。

前記第２制振部１１は以下のように構成されている。すなわち、図１、図２、図４に示すように、架設材６を構成するロッド６ｂの下端部には、一対のプレート２２，２２が互いに平行にかつロッド６ｂの下端から突出するようにして固定されている。プレート２２，２２の下端部の対向する面には、粘弾性体２３，２３が設けられている。
一方、前記柱２の下端部に設けられたブラケット７には、連結プレート２４が連結されており、この連結プレート２２の上端部は、前記粘弾性体２３，２３に挟み付けられた状態で、該粘弾性体２３，２３に固定されている。
そして、このような第２制振部１１では、地震力によって、架設材６に圧縮や引張り力が加わったとき、プレート２３，２３と連結プレート２４が粘弾性体２３，２３を介して相互に平行移動して粘弾性体２３，２３にせん断変形を加え、相対変位エネルギーを吸収することによって、制振するようになっている。

次に上記構成の制振構造の作用について図５〜図７を参照して説明する。
まず、図５に示す状態が地震が発生していない状態であり、第１制振部１０の架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂ間には所定の隙間Ｓが設けられている。また、この状態において、リンク機構１２を構成する一対のリンク１４，１５のストッパ部１４ａ，１５ａはロッド６ａ，６ｂの側面から離間している。さらに、リンク１４，１５によって挟持されている粘弾性体１３には、変形が生じていない。

そして、地震によって建物に振動が発生した場合、架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動する。振動初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるので、この振動を第１制振部１０で制振するが、その際、ロッド６ａ，６ｂの振動によってこれらを連結するリンク機構１２が以下のようにして動き、このリンク機構１２に設けられた粘弾性体１３によって、ロッド６ａ，６ｂの変位エネルギーを吸収し、これによって、ロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。
すなわち、ロッド６ａ，６ｂが互いに接離すると、それに伴って、ピン１９ａ，１９ｂが互いに接離する。ピン１９ａ，１９ｂには、リンク１４，１５が回動自在に連結されており、さらにリンク１４，１５はピン２０によって回動自在に連結されているので、リンク１４，１５はピン２０を支点として回動し、それらの頂部が交差しながら開閉する。リンク１４，１５の頂部には粘弾性体１３がこれらリンク１４，１５に挟持されるようにして設けられているので、リンク１４，１５の頂部が互いに交差しながら開閉すると、これによって粘弾性体１３にはねじれ変形が生じ、この粘弾性体１３がリンク１４，１５の変位エネルギーを吸収することによって、リンク１４，１５が回動するような振動を制振し、これによってロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。

また、リンク機構１２によって一対のロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動する際の振幅を増幅できるので、小さな変形、つまり小さな振動から効率的に制振できる。つまり、ピン２０からピン１９ａ，１９ｂまでの距離より、ピン２０から粘弾性体１３までの距離の方が長いので、一対のロッド６ａ，６ｂが接近離間する距離より、リンク１４，１５がピン２０を支点として回動し、それらの頂部が交差しながら開閉する距離の方が長くなる。したがって、一対のロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動する際の振幅を増幅できるので、小さな振動から効率的に制振できる。

また、前記架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが上記のようにして接近離間するように振動した場合において、振動の幅が大きくなって、図６に示すように、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが当接したときは、ロッド６ａ，６ｂどうしのそれ以上の振動が防止され、この状態で前記リンク機構１２もロックされる。そのとき、ピン１９ａ，１９ｂが最も接近することによって、ピン２０がリンク１６によってロッド６ａ，６ｂから離間するように移動し、これによって、リンク１４，１５の頂部がロッド６ａ，６ｂから図５に示した状態より離れる。
一方、ロッド６ａ，６ｂの振幅の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間したときは、ストッパ部１４ａ，１５ａによってそれ以上の離間が防止される。すなわち、図７に示すように、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが離間すると、それに伴って、ピン１９ａ，１９ｂが離間することによって、ピン２０がリンク１６によってロッド６ａ，６ｂに接近するように移動するとともに、リンク１４，１５がピン２０を支点として回動する。これによって、リンク１４，１５のストッパ部１４ａ，１５ｂが互いに接近するように、かつロッド６ａ，６ｂの側面側に向けて回動し、該側面に当接する。これによって、リンク１４，１５のそれ以上の回動が防止され、これによって、ロッド６ａ，６ｂのそれ以上の離間が防止される。つまり、振動の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間したときは、ストッパ部１４ａ，１５ａによってそれ以上の離間が防止される。
したがって、それ以降の振幅や周期が比較的大きい振動の制振を第２制振部１１へとスムーズに移行できる。

第２制振部１１で制振する場合、図１および図４に示すように、架設材６が振動することによって、粘弾性体２３が変形して、架設材の変位エネルギーを吸収して、振動を制振する。すなわち、地震力によって、架設材６に圧縮や引張り力が加わったとき、プレート２３，２３と連結プレート２４が粘弾性体２３，２３を介して相互に平行移動して粘弾性体２３，２３にせん断変形を加え、相対変位エネルギーを吸収することによって、制振する。また、連結プレート２４によって架設材６を容易に建物ユニット１に連結できるとともに、粘弾性体２３，２３を有効に効かせることができる。

（第２の実施の形態）
図８〜図１１は本発明の第２の実施の形態を示すものである。
なお、本実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様の構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態でも、架設材６は同軸に配置された一対のロッド６ａ，６ｂによって構成されている。なお、本実施の形態において、第２制振部は、第１の実施の形態の第２制振部１１と等しいのでその説明は省略する。

第１制振部３１は、一対のリンク３２，３３を備えている。リンク３２，３３は上半分が互いに逆方向に湾曲した帯板状のものであり、その厚さ方向に所定の間隔をもって重ねられている。リンク３２，３３の一端部はロッド６ｂの上端部にピン３４によって回動自在に連結されている。
また、リンク３２，３３の上端部には長穴３２ａ，３３ａが形成されている。長穴３２ａ，３３ａはロッド６ａ，６ｂの軸方向に対して傾斜して形成されている。また、長穴３２ａ，３３ａの傾斜方向は互いに逆方向となっている。
一方、ロッド６ａの下端部には、プレート３５，３６が外側に張り出すようにして設けられており、これらプレート３５，３６にはそれぞれピン３５ａ，３６ａが立設されている。ピン３５ａ，３６ａの直径と、前記長穴３２ａ，３３ａの幅とはほぼ等しくなっており、長穴３２ａ，３３ａにそれぞれピン３５ａ，３６ａが長穴３２ａ，３２ｂの長さ方向に摺動自在に挿入されている。

また、リンク３２，３３は下方に延出しており、その部分には粘弾性体３７が設けられている。すなわち、リンク３２，３３の最下端の互いに対向する面にはそれぞれ粘弾性体３７が固定されており、これによって、粘弾性体３７はリンク３２，３３の下端によって挟持されている。
そして、このような第１制振部３１では、地震力によって、架設材６に圧縮や引張り力が加わったとき、リンク３２，３３がピン３４を支点として回動して、粘弾性体３７にねじれ（せん断）変形を加え、相対変位エネルギーを吸収することによって、制振するようになっている。
なお、図８には上記のような第１制振部３１をロッド６ａ，６ｂの一方の側面側に配置した状態を示しているが、実際は、第１制振部３１はロッド６ａ，６ｂの他方の側面側にも配置されている。

次に上記構成の制振構造の作用について図９〜図１１を参照して説明する。
まず、図９に示す状態が地震が発生していない状態であり、第１制振部３１の架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂ間には所定の隙間Ｓが設けられている。また、この状態において、リンク３２，３３に形成されている長穴３２ａ，３３ａの長さ方向中央部に、ピン３５ａ，３６ａが位置している。さらに、リンク３２，３３によって挟持されている粘弾性体３７には、変形が生じていない。

そして、地震によって建物に振動が発生した場合、架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが接近離間するように振動する。振動初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が短い小さな振動であるので、この振動を第１制振部３１で制振するが、その際、ロッド６ａ，６ｂの振動によってこれらを連結するリンク３２，３３が以下のようにして動き、リンク３２，３３によって挟持されている粘弾性体３７によって、ロッド６ａ，６ｂの変位エネルギーを吸収し、これによって、ロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。
すなわち、ロッド６ａ，６ｂが互いに接離すると、それに伴って、ロッド６ａにプレート３５，３６を介して設けられたピン３５ａ，３６ａが上下動するとともに、ロッド６ｂに設けられたピン３４が上下動する。つまり、ピン３５ａ，３６ａとピン３４とが接近したり離間したりする。ピン３５ａ，３６ａはリンク３２，３３の長穴３２ａ，３３ａに摺動自在に挿入されており、ピン３４はリンク３２，３３を回動自在に連結しているので、ピン３５ａ，３６ａが長穴３２ａ，３３ａ内をその長さ方向に往復動し、これによって、リンク３２，３３はピン３４を支点として左右に回動する。リンク３２，３３の下端には粘弾性体３７がこれらリンク３２，３３に挟持されるようにして設けられているので、リンク３２，３３の下端が互いに交差しながら開閉すると、これによって粘弾性体３７にはねじれ（せん断）変形が生じ、この粘弾性体３７がリンク３２，３３の変位エネルギーを吸収することによって、リンク３２，３３が回動するような振動を制振し、これによってロッド６ａ，６ｂどうしが接離するような振動を制振する。

また、一対のリンク３２，３３によって一対のロッド６ａ，６ｂの変形（一対のロッドが接近離間するように振動する際の振幅）を増幅できるので、小さな変形、つまり小さな振動から効率的に制振できる。
さらに、リンク３２，３３、長穴３２ａ，３３ａ、ピン３５ａ，３６ａ、粘弾性体３７という簡単な機構で第１制振部３１を構成できる。
また、第１実施の形態の第１制振部１０に比して、架設材６の径方向における張り出し量が小さいので、狭い部位でも設置できるという利点もある。

また、前記架設材６を構成する一対のロッド６ａ，６ｂに圧縮や引張り力が作用して該ロッド６ａ，６ｂが上記のようにして接近離間するように振動した場合において、振動の幅が大きくなって、図１０に示すように、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが当接したときは、ロッド６ａ，６ｂどうしのそれ以上の振動が防止され、この状態で前記リンク３２，３３の振動もロックされる。そのとき、３５ａ，３６ａが長穴３２ａ，３３ａの一端部に当接する。
一方、ロッド６ａ，６ｂの振幅の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間したときは、以下のようにして、それ以上の離間が防止される。
すなわち、図１１に示すように、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが離間すると、それに伴って、リンク３２ａ，３３ａがピン３４を支点として回動することによって、ピン３５ａ，３６ａが長穴３２ａ，３３ａ内を移動して、該長穴３２ａ，３３ａの他端部（上端部）に当接して、それ以上のピン３５ａ，３６ａの移動を防止する。したがって、リンク３２，３３の回動も防止されるので、ロッド６ａ，６ｂのそれ以上の離間が防止される。つまり、振動の幅が大きくなって、ロッド６ａ，６ｂの端部どうしが所定距離だけ離間したときは、ピン３５ａ，３６ａが長穴３２ａ，３３ａの他端部に当接することで、ストッパとして機能し、それ以上の離間が防止される。したがって、それ以降の振幅や周期が比較的大きい振動の制振を第２制振部１１へとスムーズに移行できる。

なお、上記２つの実施の形態の他に、図１２に模式的に示すような制振構造としてもよい。
図１２（ａ）は、筋違型を示すもので、例えば構造物４０の柱４１と梁４２の交差部間に、架設材４３ａを架設し、この架設材４３ａの軸方向に離間した２箇所にそれぞれ制振部４４，４５を設けたものである。
図１２（ｂ）も筋違型を示すもので、構造物の柱４１と梁４２の２つの交差部と、これら交差部に対向する梁４２の中央部との間に架設材４３ｂ，４３ｂを架設し、該架設材４３ｂの軸方向に離間した２箇所にそれぞれ制振部４４，４５を設けたものである。

図１２（ｃ）は、方杖型を示すもので、構造物４０の柱４１と梁４２に斜めに補強材（架設材）４３ｃ，４３ｃを架設し、該架設材４３ｃの軸方向に離間した２箇所にそれぞれ制振部４４，４５を設けたものである。
図１２（ｄ）は、壁型を示すもので、構造物４０の壁４６と上下の梁４２，４２との間に、制振部４４，４５を設けたものである。

上記図１２（ａ）〜（ｄ）に示す制振構造において、制振部４４と制振部４５とは、異なる制振性能を有しており、地震発生初期では、比較的小さい振幅でかつ周期が小さな振動であるので、制振部４４で制振し、それ以降は振幅や周期が比較的大きい振動となるので、この振動を制振部４５によって制振するようになっている。

なお、上記のような制振構造においては、異なる制振性能を有する２つの制振部４４，４５を設けたが、異なる制振機能を有する３つ以上の制振部を設けてもよい。このようにすると、発生する地震に対してよりきめ細かく構造物を制振できる。

上記の実施の形態の制振構造において使用されている粘弾性体１３，２３，３７は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合した高減衰ゴムによって形成されている。

以下に、粘弾性材料について説明する。
一般的な粘弾性材料は、振幅の増加に連れて剛性が増加し、抵抗力が大きくなる。振幅
が大きくなるにつれて剛性が大きくなる性質を持つ粘弾性体を用いると、建物の加速度応
答や各部応力の過大な上昇が生じる。そこで、振幅が増加しても剛性の増加が頭打ちにな
る性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。特に、本発明では、建物に作用する振
動の振幅に比べて、粘弾性体を大きくせん断変形させるものであるから、歪依存性について上記の性質を備えたものを用いることによる効果は大きい。

また、交通振動などの環境振動から台風時の風揺れ、大地震に至るまでの幅広い振幅領域で機能する必要があるため、歪依存性が小さい粘弾性体を用いる。すなわち、小歪から大歪まで安定した振動エネルギ吸収能力を発揮するものを用いる。
具体的には、０．０１≦γ≦３．５の領域で、Ｈｅｑ＞０．２０の安定したエネルギ吸収能力が必要とされる。このため大振幅領域において抵抗力が大きくならないように、γ＞１．０の領域において、γの増加とともにＫｅｑ／（Ｓ／Ｄ）が減少することを特徴とする、例えば、０．４５≦｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）_(γ＝3.0)｝／｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）_(γ＝1.0)｝＜０．７５の粘弾性体を用いるとよい。

なおここで、γはせん断歪み率であり、図１４に示すように、粘弾性体のせん断変形量ｄを粘弾性体の高さｔで除したものである。また、動的粘弾性試験における等価粘性減衰係数（等価減衰定数）（Ｈｅｑ）および等価せん断弾性率（Ｇｅｑ＝Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））とは、粘弾性材料のせん断変形を生じさせる正弦波加振を行い、その際の履歴ループ（ヒステリシス曲線）を測定し、その結果に基づいて計算されるものである。図１３に基づいて説明すると、Ｈｅｑは下記の式（数１）、Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）は下記の式（数２）にて計算される数値である。
Ｈｅｑ＝ΔＷ／２πＷ（数１）、
Ｗ：剪断変形の弾性エネルギ（図１３において示される２つの三角形の面積。単位はkgf・cm）、
ΔＷ＝剪断変形により吸収するエネルギの合計（図１３において示されるヒステリシス曲線で囲まれた面積。単位はkgf・cm）、
Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）＝Ｆ／Ｕ_圧／（Ｓ／Ｄ）（数２）、
Ｆ：最大変位を与えるときの荷重（単位はkgf）、
Ｕ_Be：最大変位（単位はcm）、
Ｓ／Ｄ：試験サンプルの形状係数（サンプル剪断面積／サンプル剪断隙間。単位はcm）

また、一般的な粘弾性材料は、振動周波数の増加に伴い、Ｇｅｑ（＝Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））〔Ｎ／mm²〕が著しく増加する。例えば、一般的な粘弾性体では、２０℃では、０．１Hzのときと２．０HzのときではＧｅｑの値が２〜３倍に増加する。交通振動の卓越周波数は４Hz〜７Hzに分布し、地振動は０．１Hz〜２０Hz程度に分布するので、これらの周波数に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。具体的には、より入力周波数分布領域が広範囲に及ぶ地震動に対応する必要がある。制振材が家屋に付与する減衰性能は、概ね制振材の有する剛性（ここでは等価せん断弾性率（Gｅｑ））と減衰定数（ここでは等価粘性減衰定数（等価減衰定数）Ｈｅｑ）との積で表現することができる。周波数依存性の評価は、一定の温度条件の下で、斯かる積の値がある周波数の時を基準として、上述した地振動の０．１Ｈｚ〜２０Hzの範囲で±５０％以内であればよい。

また、一般的に粘弾性体は、低温時に剛性が高くなり、高温時に剛性が低くなる。日本は一年を通じて気温の変化が大きく、−１０℃〜４０℃程度の温度範囲に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた粘弾性体を用いることが望ましい。
例えば、本発明に係る制振構造の使用環境が−１０℃〜４０℃であれば、２０℃のＧｅｑ（等価せん断弾性率）を基準として、低温側は−１０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝−１０℃）と、２０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）の比、Ｇｅｑ（ｔ＝−１０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≦２．２とし、高温側は、４０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）と、２０℃のときの等価せん断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）の比、Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≧０．６とするとよい。

本実施の形態では、粘弾性体は、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせるため、例えば、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合した高減衰ゴムを用いる。その好適な粘弾性体の一例を挙げると、基材ゴム１００重量部に対してシリカ１３５重量部を添加し、さらにそのシリカに対してシラン化合物を１７重量％配合したものを挙げることができる。この粘弾性体によれば、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることができ、上述した制振構造の機能を十分に発揮させることができる。
特に、２０℃での性能がＨｅｑ≧０．２、０．３５≦Ｇｅｑ≦６．０（Ｎ／mm²）の範囲にあって、かつ、Ｇｅｑの温度依存性が−１０℃／２０℃≦２．２、４０℃／２０℃≧０．６（ともに、周波数０．１Hz、せん断歪±１００％）を実現でき、上記のように、制振部材の粘弾性体を大きくせん断変形させるようにした制振構造の機能を十分に発揮させることができる。

なお、シラン化合物は、下記の一般式で、

〔式中、R¹、R²、R³およびR⁴のうち少なくとも１つはアルコキシ基、またはハロゲン原子を示し、他は同一または異なって水素原子、アルキル基またはアリール基を示す。〕で表されるシラン化合物とを含有するゴム組成物の加硫成形により形成される。また、基材ゴムとしては、主鎖にC−C結合を有する種々のゴムがいずれも使用可能である。具体的には天然ゴム（NR）の他、イソプレンゴム（IR）、ブタジエンゴム（BR）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（SBR）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（EPM）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（NBR）、ブチルゴム（IIR）などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で使用される他、２種類以上を併用することもできる。

上記の基材ゴムに添加されるシリカとしては、ゴムの補強剤として使用される、親水性あるいは疎水性の種々のシリカが使用可能である。上記シリカの添加量は、基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０重量部に限定される。この理由は前述したとおりである。
前記一般式（１）で表されるシラン化合物において、R¹〜R⁴に相当するアルコキシ基としては、Ｃ_nＨ_2n+1Ｏで表される種々の炭素数のものがあげられるが、とくに炭素数が１〜２であるメトキシ、エトキシが好ましいものとしてあげられる。またハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素などがあげられる。

アルキル基としては、Ｃ_nＨ_2n+1で表される種々の炭素数のものがあげられるが、とくにその炭素数は１〜２０程度であるのが好ましい。かかるアルキル基としては、たとえば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第２級ブチル、第３級ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルなどがあげられる。
また、アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、o−テルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリルなどがあげられる。かかるシラン化合物の具体例として、これに限定されないがたとえば、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシランなどがあげられる。

ゴム組成物には上記以外にもたとえば、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、シリカ以外の補強剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤その他、各種の添加剤を添加してもよい。上記のうち加硫剤としては、例えば、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物などがあげられ、このうち有機含硫黄化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ´−ジチオビスモルホリンなどがあげられ、有機過酸化物としては、例えばペンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシドなどがあげられる。

また、加硫促進剤としては、たとえばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤、ジブチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカーバミン酸テルルなどのジチオカーバミン酸類、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのチアゾール類、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ´−ジエチルチオ尿素などのチオウレア類などの有機促進剤や、あるいは消石灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（ＰｂＯ）などの無機促進剤などがあげられる。

加硫促進助剤としては、たとえばステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸や、あるいは亜鉛華などの金属酸化物などがあげられる。加硫遅延剤としては、たとえばサリチル酸、無水フタル酸、安息香酸などの芳香族有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイドキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミンなどのニトロソ化合物などがあげられる。

上記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤および加硫遅延剤は、その合計の配合量が、基材ゴム１００重量部に対して４〜１５重量部程度であるのが好ましい。老化防止剤としては、たとえば２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ´−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ´−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノールなどのフェノール類などがあげられる。

老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１．５〜５重量部程度が好ましい。シリカ以外の補強剤としては主にカーボンブラックが使用される他、ケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレーなどの無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）などの有機補強剤も使用できる。

また、充填剤としては、たとえば炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土などがあげられる。上記シリカ以外の補強剤および／または充填剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程度が好ましい。軟化剤としては、たとえば脂肪酸（ステアリン酸、ラウリン酸など）、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの、植物油系、鉱物油系、および合成系の各種軟化剤があげられる。
軟化剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１０〜１００重量部程度が好ましい。可塑剤としては、たとえばジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、トリクレジルフォスフェートなどの各種可塑剤があげられる。可塑剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜２０重量部程度が好ましい。
さらに、粘着性付与剤としては、たとえばクマロン・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などがあげられる。粘着性付与剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対して５〜５０重量部程度であるのが好ましい。

上記以外にも、ゴム組成物にはたとえば分散剤、溶剤などを適宜配合してもよい。ゴム組成物は、上記の各成分を、たとえば密閉式混練機などを用いて混練することで製造される。そして粘弾性体は、たとえば上記ゴム組成物をローラヘッド押出機などを用いてシート状に成形し、所定の形状を有するようにこのシートを打ち抜いた後、打ち抜いたシートを、所定の厚みを有するように複数枚、積層した状態で、所定の型内で加熱して加硫成形するなどして製造される。

以上のように、上記の実施の形態では、粘弾性体１３，２３，３７が、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合した高減衰ゴムであるので、粘弾性体２２，３０に適切な、歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることができるので、振動減衰機能つまり制振機能を十分に発揮させることができる。

本発明に係る制振構造の一例を示すもので、その側面図である。同、第１制振部を示す側面図である。同、第１制振部を示す正面図である。同、第２制振部を架設材とともに示す正面図である。同、振動が生じていない状態の第１制振部を示す側面図である。同、ロッドどうしが当接して第１制振部がロックした状態を示す側面図である。同、ロッドどうしが離間して第１制振部がロックした状態を示す側面図である。本発明に係る制振構造の他の例を示すもので、その斜視図である。同、側面図である。同、ロッドどうしが当接して第１制振部がロックした状態を示す側面図である。同、ロッドどうしが離間して第１制振部がロックした状態を示す側面図である。本発明に係る制振構造の他の例を模式的に示した図である。本発明に係る制振構造に使用される粘弾性体のせん断変形を生じさせる正弦波加振を行った際の履歴ループを示す図である。粘弾性体のせん断ひずみ率γを説明するための図である。

符号の説明

１建物ユニット（構造物）
６架設材
６ａ，６ｂロッド
１０，３１第１制振部（制振部）
１１第２制振部（制振部）
１２リンク機構
１３粘弾性体
１４ａ，１４ｂストッパ部
２３粘弾性体
２４連結プレート
３２，３３リンク
３２ａ，３３ａ長穴
３４ピン
３５ａ，３６ａピン
３７粘弾性体
４０構造物
４４，４５制振部

Claims

構造物に架設材が架設されており、
この架設材の軸方向に離間した２箇所に第１制振部と第２制振部が設けられており、これら２つの制振部はそれぞれ異なる制振性能を有し、
前記架設材は、同軸に配置された一対のロッドによって構成されており、
前記第１制振部は、一対のロッドの端部どうしを連結するリンク機構と、このリンク機構に設けられて、一対のロッドどうしが接離するような振動を制振する粘弾性体とを備えており、
前記リンク機構は一対のリンクを備え、
一方の前記リンクの前記ロッドに近い端部が一方の前記ロッドに設けられたブラケットに回動自在に連結され、他方の前記リンクの前記ロッドに近い端部が他方の前記ロッドに設けられたブラケットに回動自在に連結され、
前記一対のリンクはその厚さ方向に一部重なっており、この重なった部分が回動自在に連結され、
前記一対のリンクの重なった部分の前記ロッドから遠い端部に、前記粘弾性体が前記一対のリンクに挟持されるようにして設けられていることを特徴とする制振構造。
請求項１に記載の制振構造において、
前記リンク機構は、前記一対のロッドの端部どうしが所定距離だけ離間した際に、それ以上の離間を防止するストッパ部を備えていることを特徴とする制振構造。
構造物に架設材が架設されており、
この架設材の軸方向に離間した２箇所に第１制振部と第２制振部が設けられており、これら２つの制振部はそれぞれ異なる制振性能を有し、
前記架設材は、同軸に配置された一対のロッドによって構成されており、
前記第１制振部は、一対のロッドの端部どうしを連結するようにして配置された一対のリンクを備え、
前記リンクの一端部は一方のロッドに回動自在に連結され、前記リンクの他端部には、前記ロッドの軸方向に対して傾斜する長穴が形成されており、この長穴に前記他方のロッドに設けられたピンが摺動自在に挿入されており、
前記一対のリンクに、前記一対のロッドどうしが接離するような振動を制振する粘弾性体が挟持されていることを特徴とする制振構造。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の制振構造において、
前記第２制振部は、前記架設材の端部に設けられた粘弾性体と、この粘弾性体に一端部が固定され、他端部が前記構造物の一方の部位に連結される連結プレートとを備えていることを特徴とする制振構造。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の制振構造において、
前記第１制振部は、構造物に小さい地震力が作用した際に主に機能し、
前記第２制振部は、構造物に大きい地震力が作用した際に主に機能することを特徴とする制振構造。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の制振構造において、
前記粘弾性体は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００重量部に対してシリカを１００〜１５０重量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を１０〜３０重量％配合したものであることを特徴とする制振構造。