JP5399060B2 - 制震装置 - Google Patents

Description

本発明は、制震装置に関し、詳しくは、特に木造を含む戸建て住宅、建築・土木構造物等の地震対策用として、更には交通振動等の環境振動対策用として好適な制震装置に関するものである。

従来、地震時の振動対策、交通振動等の環境振動対策として用いられる制震装置に装着される制震ダンパーは、オイルダンパー等の粘性系、極低降伏点鋼等を使用した弾塑性系、減衰ゴム等を使用した粘弾性系等のダンパーを、押し引き可能な形状としたり、回転を含むせん断変形可能な形状とし、振動エネルギー吸収のために使用している。

また、制震ダンパーの取り付け方法としては、大別して筋交いタイプ、仕口タイプ、壁タイプ、間柱タイプ等がある。
更に、制震ダンパーを単独で使用する場合と、リンク機構等の変位拡大機構を併用しより大きな制震効果を発揮させる場合とがある。

このような制震装置が採用されるための要件について考察すると、以下のような諸点が考えられる。

まず、性能として地震振動、交通振動等の環境振動等に対して大きな振動エネルギー吸収効果があり、安全性や居住性が確保されることが必要である。

この場合、応答加速度が低減できることはもちろんのこと併せて応答変形が低減できることも必要である。

しかし、現状の制震装置は、応答加速度、応答変形の双方の低減効果を同時に向上させることは難しい。

次に、例えば木造住宅等の場合は、住宅本体価格に比して大きなコスト負担になることなく制震効果を発揮し得ることが必要であり、低コストであることが重要な要件となる。

更に、既存の構造物等に適用されることも十分考えられることから、部品点数が少なく構造が簡略であり取り付け易いこと等も重要となる。

上記のような観点から従来品を見直してみると、大きな振動エネルギー吸収能力を持つ制震ダンパーを使用したとして、部品点数が少なく構造が簡略で振動増幅機構の付いた制震装置が望まれ、このような制震装置であれば性能の向上、部品点数の減少及び構造簡略化によるコスト低減、取り付け易さという種々の要請を実現できることになる。

また、戸建て住宅の地震に対する性能評価の一つに壁倍率という評価法が存在するが、従来からの制震装置は振動エネルギー吸収が主目的であるため、壁倍率評価の点では不利となる。

特許文献１には、鉄骨、鉄筋鉄骨構造物等の建築物又は建造物における一方の構造材から他方の構造材に架け渡して前記構造材間を補強するために、圧縮力及び伸長力を吸収可能な第１リーフ及び第２リーフからなる２枚の板ばねを備え、複数の板ばねの間に空間が形成され、該板ばねの両端部側が構造材に固定可能に形成し、上記空間内にばね同士を連結し耐力を与えるための金属製部材を取り付け、更に発泡材をも組み合わせた構成の建築物又は構造物の補強部材が提案されている。

この補強部材の場合、剛性を付加することにより耐震性を大きくし、応答を抑えると同時に板バネ中央部に設置した材料を塑性変形させることによりエネルギー吸収を行うものである。但し、剛性のみを付加した場合応答加速度は大幅に増加する。

また、この補強部材の場合、板ばねの両端部は構造体と平行になるような平板状に形成していることから応力集中の虞れがあり、板ばねと金属製部材の他に子板と親板を固定するためのレールクリップ、リベット、滑り材など部品が多い構造であることから、メンテナンスの問題とコスト増が懸念される。

更に、レールクリップと滑り剤を利用することから、板ばね単体での線形特性、押し引き時の効果が変わることが予想され、加えて金属製部材は板ばね相互に耐力を与えるために設けているものの塑性変形した場合、減衰効果は期待できるが耐力を与えることができなくなる。

加えて、曲がり梁の計算は難しく、特許文献１の補強部材のような非線形特性の場合には、正確なばね特性、変形予測等は難しいので、対象構造物の最適な性能予測は困難となる等の多くの懸念する事項を含むものと推定される。

特許文献２には、矩形に形成される枠組み構造において、柱構造材と梁構造材とにより形成される仕口に特許文献１と同様な板ばねと、板ばねを備える補強部材を設置する構成の木造建築物又は鉄骨造建物の補強構造が提案されている。

しかし、この特許文献２の場合も、特許文献１の場合と基本的には同様の構成であり、上述した特許文献１の場合と同様な多くの懸念する事項を含むものと推定される。

特開２００５−３５０９３７号公報

特開２００６−３０７５０８号公報

本発明が解決しようとする問題点は、地震振動等に対して、振動入力を増幅して振動減衰体を的確に作用させ、大きな振動エネルギー吸収効果を発揮して安全性や居住性確保を図ることができ、かつ、部品点数が少なく構造が簡略であり取り付け易く、低コストの制震装置が存在しない点である。

本発明に係る制震装置は、金属製又は合成樹脂樹製の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、前記第１、第２の帯状弾性板間に形成される空間部に配置され第１、第２の帯状弾性板の中央部に両端を嵌着した振動エネルギーを吸収する弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体と、を有することを最も主要な特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、紡錐形弾性体を地震振動等に伴う振動入力を大きく増幅する振動増幅機構として機能させるので、振動減衰体の応答性が良好となり、紡錐形弾性体自体の変形時の剛性と、振動減衰体による振動エネルギー吸収効果とによって優れた制震効果を発揮し得るとともに、部品点数が少なく、構造も簡略となり低コストに構成できる制震装置を提供することができる。また、紡錐形弾性体を合成樹脂で構成した場合には錆が発生せず耐久性にも優れた制震装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様な効果を奏するとともに、特に紡錐形弾性体を複数枚重合構造とした場合には、紡錐形弾性体自体の摩擦力をも利用した摩擦ダンパーとして機能させることができる制震装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、振動減衰体として弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかを選択した構成の基に、請求項１又は請求項２記載の発明と同様な効果を発揮し、また、ボルトと、バネワッシャーとを具備する締結部材をも備えているので、構造物に対して取り付け易く、また、取り付け部と構造物との間の摩擦力を管理することが可能となり、構造物の種類に応じて適切な振動減衰力を発揮させることが可能な制震装置を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の構成のうち、振動減衰体を省いた構成としており、構造物に対して取り付け易く、また、取り付け部と構造物との間の摩擦力を管理することが可能となり、特に、紡錐形弾性体を複数枚重合構造とした場合には摩擦ダンパーとしても機能させることができる制震装置を提供することができる。

本発明は、地震振動等に対して大きな振動エネルギー吸収効果を発揮して安全性や居住性確保を図ることができ、かつ、部品点数が少なく構造が簡略であり取り付け易く、低コストの制震装置を提供するという目的を有するものである。

本発明は、金属製又は合成樹脂樹製で各々複数枚重合構造の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、前記第１、第２の帯状弾性板間に形成される空間部に配置され第１、第２の帯状弾性板の中央部に両端を嵌着した振動エネルギーを吸収する弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体と、前記紡錐形弾性体の目玉形の取り付け部に挿通して構造物へねじ込むボルトと、このボルトに嵌装するバネワッシャーとを具備する締結部材と、を有する構成により上記目的を実現した。

以下に、本発明の実施例に係る制震装置１について詳細に説明する。

本実施例に係る制震装置１は、図１、図２に示すように、鋼材等の金属製（又は合成樹脂製）で単板構造の第１、第２の帯状弾性板２、３を具備し、この第１、第２の帯状弾性板２、３の両端に各々略円形状の巻回部２ａ、３ａを形成し、両端の巻回部２ａ、３ａ同士を各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部４を設けるとともに、前記第１、第２の帯状弾性板２、３の中央部を各々外側に弧状に膨出させて全体として紡錐形状を呈し振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体５を有している。

更に、本実施例に係る制震装置１は、前記第１、第２の帯状弾性板２、３間に形成される空間部６の中央に配置され、第１、第２の帯状弾性板２、３に両端を嵌着により強固に連結した弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体７と、図７に示すように、前記紡錐形弾性体５の目玉形の各取り付け部４に挿通して構造物１１の取り付け箇所へねじ込むボルト８と、このボルト８に嵌装するバネワッシャー９とを具備する締結部材１０と、を有している。

弾塑性系の振動減衰体７としては、減衰力、バイリニア係数、塑性率、ストローク重視した弾塑性ダンパーを挙げることができる。また、粘性系の振動減衰体７としては、減衰力、最大速度、ストロークを重視した粘性ダンパーを挙げることができる。更に、粘弾性系の振動減衰体７としては、減衰力、最大速度、バイリニア係数、ストロークを重視する場合は粘弾性ダンパーを挙げることができる。

図３、図４に示すように、前記第１の帯状弾性板２における巻回部２ａは、例えばその内径を１６ｍｍの小径とし、前記第２の帯状弾性板３における巻回部３ａは、例えばその内径を２６ｍｍの大径とし、巻回部３ａにより巻回部２ａを包み込むようにし嵌め付けることで、目玉形の取り付け部４を形成している。

前記第１、第２の帯状弾性板２、３としては、各々複数枚（２枚、３枚等）重合構造とすることも可能である。

また、前記制震装置１の通常時における両取り付け部４の中心間の寸法Ｌ０は、図６に示すように、例えば５００ｍｍ、第１、第２の帯状弾性板２、３の中央部の膨出基準寸法Ｌ１は、例えば１３０ｍｍに設定している。

図５は、本実施例に係る制震装置１を仕口タイプとして、構造物１１の柱１２と梁１４とに取り付けた状態を概略的に示すものである。

すなわち、制震装置１における一方の取り付け部４を柱１２に固定した受板１３に取り付け、他方の取り付け部４を梁１４に固定した受板１５に取り付けて、制震装置１を柱１２、梁１４間に傾斜配置で装着し、仕口タイプの制震装置１として機能させるものである。

この場合、一方の取り付け部４の柱１２側の受板１３に対する取り付け態様、他方の取り付け部４の梁１４側の受板１５に対する取り付け態様は、図７に示すように、締結部材１０のボルト８にバネワッシャー９を嵌装した状態でこのボルト８を取り付け部４の穴部分を貫通させ、受板１３（又は受板１５）に設けたネジ孔１３ａにねじ込み締め付けることにより行う。

このとき、介在させるバネワッシャー９によってボルト８の締め付け力を強弱に調整することができ、地震振動等に伴う柱１２、梁１４間の変形時において取り付け部４と受板１３（又は受板１５）との間の摩擦力を管理することが可能となって、構造物１１の柱１２と梁１４の寸法に応じて制震装置１により適切な振動減衰力を発揮させることができるようになる。

図６は、仕口タイプの制震装置１における軸方向変形、すなわち、伸長時、圧縮時の第１、第２の帯状弾性板２、３、及び、取り付け部４の変位状態を概略的に示すものである。

すなわち、前記柱１２、梁１４間の制震装置１に地震振動等に伴って引っ張り力（第１、第２の帯状弾性板２、３を引き伸ばそうとする力）が作用するとき、第１、第２の帯状弾性板２、３は、図６に示す濃色二点鎖線で示すように変位し、中央部間の寸法は膨出基準寸法Ｌ１より小さくなるとともに、両取り付け部４間の寸法は前記寸法Ｌ０よりも大きくなる（伸びる）。

逆に、前記柱１２、梁１４間の制震装置１に地震振動等に伴って圧縮力（第１、第２の帯状弾性板２、３を縮めようとする力）が作用するとき、第１、第２の帯状弾性板２、３は、図６に示す淡色二点鎖線で示すように変位し、中央部間の寸法は膨出基準寸法Ｌ１より大きくなるとともに、両取り付け部４間の寸法は前記寸法Ｌ０よりも小さくなる（縮まる）。

図８は、本実施例に係る制震装置１における軸方向変形の場合の第１、第２の帯状弾性板２、３において、膨出基準寸法（中央部直径）Ｌ１を３種に異ならせた場合の軸方向変形量と増幅率の関係を概算値を示すものである。膨出基準寸法Ｌ１は、１００ｍｍ、１３０ｍｍ、１６０ｍｍの３種としている。

図８から明らかなように、膨出基準寸法Ｌ１を１００ｍｍとした制震装置１の場合、軸方向変形量を±５ｍｍとしたとき、中央部直径は±１９ｍｍとなり、このときの倍率（中央部応答／軸入力）は３．８倍となった。同様に軸方向変形量を±１０ｍｍとしたとき中央部直径は±３８ｍｍ、軸方向変形量を±１５ｍｍとしたとき、中央部直径は±５７ｍｍ、軸方向変形量を±２０ｍｍとしたとき、中央部直径は±７６ｍｍとなり、倍率（中央部応答／軸入力）は上述した場合と同様３．８倍となった。

膨出基準寸法Ｌ１を１３０ｍｍとした制震装置１の場合、軸方向変形量を±５ｍｍとしたとき、中央部直径は±１５ｍｍとなり、このときの倍率（中央部応答／軸入力）は３倍となった。同様に軸方向変形量を±１０ｍｍとしたとき中央部直径は±３０ｍｍ、軸方向変形量を±１５ｍｍとしたとき、中央部直径は±４５ｍｍ、軸方向変形量を±２０ｍｍとしたとき、中央部直径は±６０ｍｍとなり、倍率（中央部応答／軸入力）は上述した場合と同様３倍となった。

膨出基準寸法Ｌ１を１６０ｍｍとした制震装置１の場合、軸方向変形量を±５ｍｍとしたとき、中央部直径は±１２ｍｍとなり、このときの倍率（中央部応答／軸入力）は２．４倍となった。同様に軸方向変形量を±１０ｍｍとしたとき中央部直径は±２４ｍｍ、軸方向変形量を±１５ｍｍとしたとき、中央部直径は±３６ｍｍ、軸方向変形量を±２０ｍｍとしたとき、中央部直径は±４８ｍｍとなり、倍率（中央部応答／軸入力）は上述した場合と同様２．４倍となった。

このように、本実施例に係る制震装置１によれば、２．４倍、３倍、３．８倍のように大きな倍率（中央部応答／軸入力）を得ることができる。

図９は、両取り付け部４の中心間の寸法Ｌ０＝５００ｍｍ、膨出基準寸法Ｌ１を１３０ｍｍ（軸方向中心線から６５ｍｍ）とした制震装置１において、軸方向変形量−１５ｍｍとした場合の第１の帯状弾性板２（太線で示す）の基準位値からの最大膨出量＋２２．５ｍｍを示している。

図１０は、同じく軸方向変形量＋１５ｍｍとした場合の第１の帯状弾性板２（太線で示す）の基準位値からの最大縮み量−２２．５ｍｍを示している。

図１１は、本実施例に係る制震装置１において、第１、第２の帯状弾性板２、３を３枚重ねとし、前記振動減衰体７を省いた場合における変位と復原力との関係を示す履歴特性試験結果を示している。この場合の等価減衰定数は約１０％である。なお、第１、第２の帯状弾性板２、３を単板とした場合にはほぼ線形（直線）特性であった。

図１２は、本実施例に係る制震装置１を間柱タイプとして、構造物１１の梁１４、中間梁１６間に取り付けた例を概略的に示すものである。

なお、図１２においては、通常位置の制震装置１を実線で、伸び位置の制震装置１を淡色実線で、縮み位置の制震装置１を点線で各々示している。

図１３は、本実施例に係る制震装置１をブレースタイプとして、構造物１１の２本の柱１２の上下に位置する梁１４、１４間に取り付けた例を概略的に示すものである。

図１３に示すブレースタイプの場合、２個の制震装置１に各々継手部材１７、ターンバックル１８を付加し、更に端部取り付け具１９を用いて上下に位置する梁１４、１４間に予張力を付与した状態でクロス配置に取り付けている。

次に、本実施例に係る制震装置１の作用、効果について説明する。

本実施例に係る制震装置１は、第１、第２の帯状弾性板２、３の中央部を各々外側に弧状に膨出させて紡錐形状とした紡錐形弾性体５を採用しているので、この紡錐形弾性体５を地震振動等に対する振動増幅機構として機能させることができる。

通常、制震ダンパーの性能は、ダンパーの移動量に依存することから、振動増幅により応答変形を大きくすることは大きな意味を持つ。

このような構成とすることにより、部品点数は従来品よりも少なくなり、構造も簡略となり低コストで高性能な制震装置１を構成することができる。

また、本実施例の制震装置１は、紡錐形状で振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体５と、オイル系、摩擦系、弾塑性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体７とを組み合わせた構成としているので、紡錐形弾性体５自体の変形時の剛性と、振動減衰体７による振動エネルギー吸収効果とによって、地震振動等に対する応答加速度、応答変形の双方の低減効果を同時に発揮させることができる。

本実施例の制震装置１は、前記第１、第２の帯状弾性板２、３の中央部に振動減衰体７の両端を嵌着により強固に連結しているので、連結部分のガタを無くし、交通振動等の微小振動から地震等の大規模な振動に至るまで広範囲に優れた制震効果を発揮させることができる。

また、各々帯状弾性板を複数枚（例えば２枚、３枚等）重合した構造の第１、第２の帯状弾性板２、３を組み合わせて紡錐形弾性体５を構成すれば、複数枚の帯状弾性板の摩擦を利用した摩擦ダンパーとしても機能させることができ、これだけでも制震効果を期待でき、振動減衰体７を使用しないでも制震装置１として活用することが可能となる。

更に、従来の制震装置の問題点の一つである面外方向への剛性確保も、複数枚の帯状弾性板による剛性強化によって可能となる。

次に、前記第１、第２の帯状弾性板２、３として、軟鋼や低降伏点鋼を使用することによって、地震振動等のエネルギーが一定強度より大きい場合に第１、第２の帯状弾性板２、３を塑性変形させて振動エネルギーを吸収する弾塑性ダンパーとしても機能させることができる。

これにより、構造物１１の種類（木造、鉄骨等）や想定される振動入力の大きさ、種類に応じた種々の使用態様の選択が可能となる。

この場合、制震装置１としては、使用態様に応じて振動減衰体７との併用構造としたり、振動減衰体７を使用しない紡錐形弾性体５のみの構造としたりという選択の多様化を実現できる。

また、本実施例の制震装置１は、特に複数枚重合構造の第１、第２の帯状弾性板２、３を採用した場合の紡錐形弾性体５自体の変形時の剛性強化作用と、振動減衰体７による振動エネルギー吸収効果との組み合わせにより、壁倍率評価に寄与するとともに、地震時の応答に関して応答加速度、応答変形に対しても大きな効果が期待できる。

更に、ＦＲＰのような合成樹脂材で第１、第２の帯状弾性板２、３を構成すれば、金属製の場合と異なり結露の虞れが無くなり、より耐久性の向上を図ることができる。

本実施例の制震装置１は、全体して略楕円形状の構成したものであり、押し引き時には線形特性を発揮することからその効果が明確となる。有限要素法（ＦＥＭ）によって対象構造物に適合した効果的な第１、第２の帯状弾性板２、３の板厚・幅・重ね数等の設計が可能であり、最長部の間隔を最適にすることで増幅率が変化することから減衰効果の最適化を図ることができる。また、対象構造物との摩擦力はボルト８の締付けトルクで管理され、対象構造物に最適な制振装置１として機能する。対象構造物の要求性能に合わせた剛性と振動減衰体７を選ぶことができる。第１の帯状弾性板２、第２の帯状弾性板３の板間摩擦減衰は、微少振動から機能するが、地震等の大入力時には振動減衰体７と共に機能する。本実施例の制震装置１においては、振動入力大きさに関係なく第１の帯状弾性板２、第２の帯状弾性板３は同時に機能する。

次に、図１４を参照して、前記制震装置１の設計手法について言及する。まず、例えば木造戸建住宅等のような対象構造物を決定する（ステップＳ１）。

次に、対象構造物の制震に関する各種入力値を仮定して強風・地震時応答計算を行う（ステップＳ２）。

すなわち、振動低減目標値を設定する段階に移り（ステップＳ３）、バネ定数 減衰定数、増幅率等の制震装置パラメータを仮定する（ステップＳ４）。

次に、仮定したバネ定数 減衰定数、増幅率等を使用して強風・地震時の応答計算を行う（ステップＳ５）。

次に、対象構造物に関する居住性・安全性との比較を行う（ステップＳ６）。すなわち、居住性指針、安全性に関する判定基準に適合すれば（ステップＳ７）、紡錐形弾性体の要素設計を開始する（ステップＳ８）。また、判定基準に適合しなければ（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻り制震装置パラメータを仮定し直す。

要素設計においては、バネ定数、板厚、板幅、重ね枚数、曲率等を設定して紡錐形弾性体の仕様を決定する（ステップＳ９）。

次に、振動減衰体の選定に移り（ステップＳ１０）、減衰力、バイリニア係数、塑性率、ストロークを重視する場合は弾塑性ダンパーを選定し（ステップＳ１１）、減衰力、最大速度、ストロークを重視する場合は粘性ダンパーを選定し（ステップＳ１２）、減衰力、最大速度、バイリニア係数、ストロークを重視する場合は粘弾性ダンパーを選定する（ステップＳ１３）。

この後、実験結果と比較し（ステップＳ１４）、紡錐形弾性体、振動減衰体の設計内容が適切であれば終了となり、設計内容が不適切であれば、ステップＳ８に戻り要素設計をやり直す。

次に、図１５乃至図１９を参照して、前記第１の帯状弾性板２（又は第２の帯状弾性板３）の構造解析モデル及び入力−出力シュミレーションモデルについて説明する。

第１帯状弾性板２として、図１５に示すような構造解析モデルを設定する。

この構造解析モデルに対して、±１０ｍｍの入力変位を与えた場合、最大変形箇所は、図１６に示すように、第１帯状弾性板２の中央部分（Ｍａｘの文字を付して示す）に生じ、その値は±３４．３２ｍｍであった。また、最小変形箇所（巻回部の近く）には同図においてＭｉｎの文字を付して示す。

同様にして、構造解析モデルに対して、±５ｍｍの入力変位を与えた場合、最大変形箇所は、図１７に示すように、第１帯状弾性板２の中央部分（Ｍａｘの文字を付して示す）に生じ、その値は±１７．１６ｍｍであった。また、最小変形箇所（巻回部の近く）には同図においてＭｉｎの文字を付して示す。

同様にして、構造解析モデルに対して、±１ｍｍの入力変位を与えた場合、最大変形箇所は、図１８に示すように、第１帯状弾性板２の中央部分（Ｍａｘの文字を付して示す）に生じ、その値は±３．４３２ｍｍであった。また、最小変形箇所（巻回部の近く）には同図においてＭｉｎの文字を付して示す。

同様にして、構造解析モデルに対して、±１０ｍｍの入力変位を与えた場合、最大変形箇所は、図１９に示すように、第１帯状弾性板２の中央部分（Ｍａｘの文字を付して示す）に生じ、その値は±１７．８１ｍｍであった。また、最小変形箇所（巻回部）には同図においてＭｉｎの文字を付して示す。

本発明は、木造住宅、鉄骨構造を主体とする住宅、更には鉄筋コンクリート製の構造物等、各種の構造物の制震用として広範に応用可能である。

本発明の実施例に係る制震装置の概略正面図である。 本実施例に係る制震装置の概略平面図である。 本実施例に係る制震装置における第１の帯状弾性板の組み込み前の概略正面図である。 本実施例に係る制震装置における第２の帯状弾性板の組み込み前の概略正面図である。 本実施例に係る制震装置を仕口タイプとして、構造物の柱と梁とに取り付けた状態を概略的に示す図である。 本実施例に係る制震装置における軸方向変形時の第１、第２の帯状弾性板及び取り付け部の変位状態を概略的に示す図である。 本実施例に係る制震装置における取り付け部の柱側の受板に対する取り付け態様の例を示す概略図である。 本実施例に係る制震装置における軸方向変形の場合における第１、第２の帯状弾性板の膨出基準寸法を３種に異ならせた場合の軸方向変形量と増幅率の関係の概算値を示す図である。 本実施例に係る制震装置において軸方向変形量−１５ｍｍとした場合の第１の帯状弾性板の基準位値からの最大膨出量を示す説明図である。 本実施例に係る制震装置において軸方向変形量＋１５ｍｍとした場合の第１の帯状弾性板の基準位値からの最大縮み量を示す説明図である。 本実施例に係る制震装置において第１、第２の帯状弾性板を３枚重ねとし、振動減衰体を省いた場合における変位と復原力との関係を示す履歴特性試験結果を示す図である。 本実施例に係る制震装置を間柱タイプとして、構造物の梁、中間梁間に取り付けた例を概略的に示す図である。 本実施例に係る制震装置をブレースタイプとして、構造物の２本の柱の上下に位置する梁間に取り付けた例を概略的に示す図である。 本実施例に係る制震装置の設計手法の一例を示すフローチャートである。 本実施例に係る制震装置における帯状弾性体の構造解析モデルを示す図である。 図１５に示す構造解析モデルにおいて、入力変位±１０ｍｍの場合の最大変形箇所、最小変形箇所のシュミレーションモデルを示す図である。 図１５に示す構造解析モデルにおいて、入力変位±５ｍｍの場合の最大変形箇所、最小変形箇所のシュミレーションモデルを示す図である。 図１５に示す構造解析モデルにおいて、入力変位±１ｍｍの場合の最大変形箇所、最小変形箇所のシュミレーションモデルを示す図である。 図１５に示す構造解析モデルにおいて、入力変位±１０ｍｍの場合の最大変形箇所、最小変形箇所のシュミレーションモデルを示す図である。

符号の説明

１ 制震装置
２ 第１の帯状弾性板
２ａ 巻回部
３ 第２の帯状弾性板
３ａ 巻回部
４ 取り付け部
５ 紡錐形弾性体
６ 空間部
７ 振動減衰体
８ ボルト
９ バネワッシャー
１０ 締結部材
１１ 構造物
１２ 柱
１３ 受板
１３ａ ネジ孔
１４ 梁
１５ 受板
１６ 中間梁
１７ 継手部材
１８ ターンバックル
１９ 端部取り付け具
Ｌ０ 中心間の寸法
Ｌ１ 膨出基準寸法

Claims (4)

1. 金属製又は合成樹脂樹製の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、
   前記第１、第２の帯状弾性板間に形成される空間部に配置され第１、第２の帯状弾性板の中央部に両端を嵌着した振動エネルギーを吸収する弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体と、
   を有することを特徴とする制震装置。
2. 金属製又は合成樹脂樹製で各々複数枚重合構造の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、
   前記第１、第２の帯状弾性板間に形成される空間部に配置され第１、第２の帯状弾性板の中央部に両端を嵌着した振動エネルギーを吸収する弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体と、
   を有することを特徴とする制震装置。
3. 金属製又は合成樹脂樹製で各々複数枚重合構造の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、
   前記第１、第２の帯状弾性板間に形成される空間部に配置され第１、第２の帯状弾性板の中央部に両端を嵌着した振動エネルギーを吸収する弾塑性系、粘性系、粘弾性系のいずれかから選択した振動減衰体と、
   前記紡錐形弾性体の目玉形の取り付け部に挿通して構造物へねじ込むボルトと、このボルトに嵌装するバネワッシャーとを具備する締結部材と、
   を有することを特徴とする制震装置。
4. 金属製又は合成樹脂樹製で各々複数枚重合構造の第１、第２の帯状弾性板の両端に各々形成した径が大小に異なる円形状の巻回部同士を、大径の巻回部により小径の巻回部を包み込むようにして各々嵌め付けて両端に目玉形の構造物への取り付け部を形成し、第１、第２の帯状弾性板の中央部を各々外側に対称形状となる弧状に膨出させて、全体として略楕円形状を呈し、両端の目玉形の取り付け部に作用する伸び力、縮み力に応じて線形特性で変形し、両取り付け部の変位に対する前記中央部の変位が大きな倍率となる紡錐形状とした振動増幅機構として機能する紡錐形弾性体と、
   前記紡錐形弾性体の目玉形の取り付け部に挿通して構造物へねじ込むボルトと、このボルトに嵌装するバネワッシャーとを具備する締結部材と、
   を有することを特徴とする制震装置。