JP6055346B2 - 建物用制振装置 - Google Patents

Description

本発明は、建物用制振装置に関する。

建物の制振構造として、例えば、特開２０１０−７３７７号公報には、建物の矩形の枠体内に、その開口を封じるように設けられた面材を、制振ダンパーを介して固定した構造が開示されている。具体的には、面材は、矩形の枠体の縦軸材に固定具を介して固定されている。さらに、面材は、矩形の枠体の横軸材に対して面内のいずれの方向の振動をも吸収する制振ダンパーを介して固定されている。ここでは、同公報の図１〜図３および図４（ａ）（ｂ）に示されているように、制振ダンパー（２０）は、一対の軸材取付部材（２１）、面材取付部材（２２）、及び一対のゴム（２３）により構成されている。各軸材取付部材（２１）は、断面Ｌ字状部材で構成されている。面材取付部材（２２）は、断面コの字状部材で構成されている。ゴム（２３）は、軸材取付部材（２１）と面材取付部材（２２）との間に挟まれるように設けられている。ここでは、ゴム（２３）は面材（１５）に対して平行に設けられている。また、断面Ｌ字状部材の一面は、ゴム（２３）および面材取付部材（２２）を介して面材（１５）に取り付けられている。断面Ｌ字状部材の他の一面は、横軸材（１１）に取り付けられている。

また、特開２０１０−２６１２３１号公報には、建物の矩形の枠体に間柱を設け、間柱の左右両側において、柱と横軸材とで囲まれた間口に面材が配置された構造が開示されている。そして、ここでは、柱と間柱のうち一方に制振部材を介して、面材が取り付けられている。

ここで開示されている制振部材（１７）は、同公報の図４および図７に示されているように、具体的には、断面Ｌ字状の軸材取付部（１９）と、断面コの字状の面材取付部（２０）とを備えている。間柱（２２）には、面材（１５）に直交する側面に添柱（２７）が取り付けられている。また、面材（１５）には、面材側受材（１６）が取り付けられている。軸材取付部（１９）は、Ｌ字の一方の面（１９ａ）が、当該添柱（２７）に取り付けられている。そして、Ｌ字の他方の面（１９ｂ）が、面材（１５）と平行になる向きに配され、面材（１５）に取り付けられた面材側受材（１６）に対向している。他方、面材取付部（２０）は、面材（１５）に取り付けられた面材側受材（１６）に嵌められている。面材取付部（２０）の断面コの字の真ん中の面（２０ｂ）は、軸材取付部（１９）のＬ字の他方の面（１９ｂ）と対向しており、その間に、シート状の粘弾性ダンパー（１８）が取り付けられている。

このように、一対の柱（縦軸材）と一対の横軸材（土台、梁など）で構成される建物の矩形の枠組みに、一対のプレート間に粘弾性ダンパー（ゴム）が接着された制振部材を備えた制振構造は、例えば、特開２０１０−７３７７号公報に提案されている。また、矩形の枠組みに間柱が配置された構造において制振部材が設けられた構造は、例えば、特開２０１０−２６１２３１号公報に提案されている。

特開２０１０−７３７７号公報 特開２０１０−２６１２３１号公報

ところで、本発明者の知見によれば、特開２０１０−７３７７号公報で提案されている形態や、特開２０１０−２６１２３１号公報で提案されている構造では、粘弾性ダンパー（ゴム）を十分に機能させることができない事象があった。

つまり、本発明者の知見によれば、特開２０１０−７３７７号公報で提案されている形態や、特開２０１０−２６１２３１号公報で提案されている構造では、粘弾性ダンパー（ゴム）が接着された制振部材の一方のプレートが、断面Ｌ字型の形状である。そして、その一辺に粘弾性ダンパー（ゴム）が接着されている。

この場合、建物の矩形の枠組みが平行四辺形に変形するような変位が生じた場合に、粘弾性ダンパー（ゴム）の弾性反力を受けて、特に、断面Ｌ字型の形状である制振部材の一方のプレートが変形する。断面Ｌ字型の形状である制振部材の一方のプレートが、粘弾性ダンパー（ゴム）に引っ張られて、断面Ｌ字の角度が延びたり、断面Ｌ字の一方の片材が撓んだりする。

このように、粘弾性ダンパー（ゴム）が接着された、制振部材の一方のプレートが変形すると、その分、粘弾性ダンパー（ゴム）に入力される変形が小さくなる。このため、建物の変位に対して、粘弾性ダンパー（ゴム）に適切な変形が入力されず、建物に生じる振動を小さく抑えたり、早期に減衰させたりする機能が十分に得られない場合がある。

ここで提案される建物用制振装置は、上下に対向した一対の横軸材と、一対の横軸材にそれぞれ連結された一対の縦軸材とで囲まれた、建物の矩形の枠組み内に配置されている。この建物用制振装置は、間柱と、２つの平板と、第１固定部材と、第２固定部材とを備えている。ここで、間柱は、矩形の枠組み内の一対の縦軸材の中間位置において、一対の横軸材の間に取り付けられている。２つの平板は、間柱の左右において、間柱と縦軸材との間の空間にそれぞれ配置されている。第１固定部材は、２つの平板にそれぞれ設けられ、平板を間柱に固定する固定部材である。第２固定部材は、２つの平板にそれぞれ設けられ、平板を前記縦軸材に固定する固定部材である。この建物用制振装置では、第１固定部材と第２固定部材のうち少なくとも何れか一方の固定部材は、一対の対向するプレートと、当該一対のプレート間に配置され、当該一対のプレートにそれぞれ接着されたゴムとを備えている。また、当該固定部材は、平板の端面と間柱または縦軸材との隙間において、一対のプレートのうち一方のプレートが平板に直交するように取り付けられ、他方のプレートが間柱または縦軸材の側面に取り付けられ、一対のプレートが互いに対向している。

この場合、建物の変位に応じて、ゴムに適切な変形が生じ、建物に生じる振動を小さく抑えたり、早期に減衰させたりする機能が適切に発揮されうる。

ここで、間柱または縦軸材に取り付けられる他方のプレートは、平板状のプレートであってもよい。また、一対のプレートのうち、平板に取り付けられる一方のプレートは、平板の縁を挟むように取り付けられる一対の取付片を備えていてもよい。また、第１固定部材と前記第２固定部材のうち一方の固定部材が、前記一対の対向するプレートと前記ゴムとを備えていてもよい。

また、ゴムには、例えば、主鎖にＣ−Ｃ結合を有するポリマーからなる基材ゴムに、該基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０質量部のシリカと、該シリカの１０〜３０質量％のシラン化合物とが添加されて架橋されたゴム組成物を用いることができる。

図１は、建物用制振装置が取り付けられた建物の壁構造を示す正面図である。 図２は、第１固定部材を示す図である。 図３は、第１固定部材を示す断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面である。 図４は、第２固定部材を示す図である。 図５は、第２固定部材を示す断面図であり、図４のＶ−Ｖ断面である。 図６は、第３固定部材を示す図である。 図７は、第２固定部材の変形例を示す図である。 図８は、第２固定部材の変形例を示す断面図である。 図９は、第２固定部材の変形例を示す断面図である。 図１０は、第２固定部材の変形例を示す断面図である。 図１１は、第２固定部材の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る建物用制振装置を図面に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、同じ作用を奏する部材または部位には、適宜に同じ符号を付している。また、各図面は模式的に描かれており、必ずしも実物を反映していない。また、各図面は、一例を示すのみであり、特に言及されない限りにおいて本発明を限定しない。

《建物１０》
図１は、建物用制振装置１００が取り付けられた建物１０の壁構造を示している。ここで、建物１０は、上下に対向した一対の横軸材（例えば、土台１２と、梁１４）と、一対の横軸材にそれぞれ連結された一対の縦軸材（例えば、柱１６、１８）とで囲まれた矩形の枠組み２０を備えている。建物用制振装置１００は、かかる矩形の枠組み２０内に配置されている。かかる建物１０は、例えば、枠組壁工法（ツーバイフォー工法とも称される）のような枠組み工法によって建てられた木造住宅が例示されうる。

《矩形の枠組み２０》
いわゆる枠組壁工法では、例えば、２インチ×４インチあるいはその整数倍の断面の木材で木枠を作り、その上に合板などを釘打ちで止めつけて壁として組み立てられる。枠組壁工法には、いわゆる２×６、２×１０、４×４、２×８などの断面の木材が用いられる場合もあり、必ずしも２インチ×４インチあるいはその整数倍の断面の木材に限定されるものではない。ここで提案される建物用制振装置１００は、かかる枠組壁工法の木枠を利用して取り付けられうる。

図１に示す例では、土台１２は、コンクリート基礎３０の上に設置された根太１２ａと下枠１２ｂとを備えている。この図示例では、根太１２ａと下枠１２ｂとの間に薄板１２ｃが挟まれている。

また、梁１４は、梁材１４ａの下に上枠１４ｂ、１４ｃが取り付けられている。上枠１４ｂ、１４ｃは、それぞれ下枠１２ｂと同じ厚さの枠材であり、２本が上下に重ねられて梁材１４ａの下にビス止めされている。

また、柱１６は、それぞれ３本の枠材１６ａ〜１６ｃと１本の薄板１６ｄとが重ね合わされて一つの柱が構成されている。３本の枠材１６ａ〜１６ｃは、それぞれ下枠１２ｂと同じ厚さの枠材が用いられている。薄板１６ｄは、土台１２に用いられた薄板１２ｃと同じ厚さの板材が用いられている。ここで、３本の枠材１６ａ〜１６ｃは、土台１２および梁１４の長手方向に重ね合わされている。ここでは、枠材１６ａ〜１６ｃが矩形の枠組み２０の内側から外側に向けて順に並んでおり、外側の枠材１６ｃと真ん中の枠材１６ｂとの間に、薄板１６ｄが挟まれた状態で重ね合わされている。

また、柱１８は、柱１６と同様の構造であり、それぞれ３本の枠材１８ａ〜１８ｃと１本の薄板１８ｄとが重ね合わされて一つの柱が構成されている。ここでは、枠材１８ａ〜１８ｃが矩形の枠組み２０の内側から外側に向けて順に並んでおり、外側の枠材１８ｃと真ん中の枠材１８ｂとの間に、薄板１８ｄが挟まれた状態で重ね合わされている。

また、柱１６、１８と、土台１２および梁１４との連結部には、それぞれ矩形の枠組み２０の内側と外側にホールダウン金物２１〜２８がそれぞれ取り付けられている。また、コンクリート基礎３０と土台１２との間には、厚さ２ｃｍ程度の基礎パッキン３４が取り付けられており、コンクリート基礎３０内の通気が確保されている。ここで、柱１６、１８の下部を支持するホールダウン金物２５〜２８は、それぞれコンクリート基礎３０に植設されていてもよい。

この実施形態では、建物用制振装置１００が取り付けられる、建物１０の矩形の枠組み２０は、土台１２と梁１４（一対の横軸材）と、柱１６、１８（一対の縦軸材）とで構築されている。より詳しくは、ここでは、土台１２の下枠１２ｂと、梁１４の上枠１４ｃと、柱１６、１８の最も内側の枠材１６ａ、１８ａによって、建物用制振装置１００が取り付けられる矩形の枠組み２０が構築されている。

《建物用制振装置１００》
ここで提案される建物用制振装置１００は、間柱４１と、左右一対の平板４２、４３と、第１固定部材４４、４５と、第２固定部材４６、４７とを備えている。

《間柱４１》
間柱４１は、矩形の枠組み２０内の一対の柱１６、１８の中間位置において、一対の横軸材（ここでは、土台１２と梁１４）の間に立てられた状態で取り付けられている。この実施形態では、間柱４１は、一対の柱１６、１８の真ん中に取り付けられている。間柱４１の左右には、間柱４１と柱１６と土台１２と梁１４とで囲まれた縦長の矩形の空間と、間柱４１と柱１８と土台１２と梁１４とで囲まれた縦長の矩形の空間がある。

《平板４２、４３》
平板４２、４３は、間柱４１の左右の空間（間柱４１と柱１６、１８との間の空間）に配置されている。ここで、平板４２、４３は、例えば、所要の剛性を備えた面材で構成されている。平板４２、４３は、間柱４１の左右両側の空間にそれぞれ収まる面材である。詳しくは、平板４２、４３は、間柱４１の左右両側の縦長の矩形の空間に収まる縦長の矩形の面材であり、それぞれ一対の柱１６、１８に沿った側の上下角部が斜めに切り欠かれている。換言すれば、間柱４１とは反対側において、上下の角部が斜めに切り取られた略矩形形状になっている。

上下の角部が斜めに切り取られた部分は、柱１６、１８を取り付けるホールダウン金物２２、２３、２６、２７がそれぞれ配置されている。後述するように建物１０に揺れが生じた場合には、矩形の枠組み２０が平行四辺形に変形する。この場合、上下の角部が斜めに切り取られた略矩形形状になっているので、平板４２、４３は、矩形の枠組み２０内で土台１２に対して斜めに傾きうる。また、かかる２つの平板４２、４３は、図１に示すように、第１固定部材４４、４５と、第２固定部材４６、４７と、第３固定部材４８、４９とによって、建物１０の矩形の枠組み２０に取り付けられている。

《第１固定部材４４、４５》
第１固定部材４４、４５は、平板４２、４３を間柱４１に固定する部材である。図２は、第１固定部材４４、４５によって平板４２、４３が間柱４１に固定された部位を拡大した図である。図３は、第１固定部材４４、４５によって平板４２、４３が間柱４１に固定された状態を示す断面図であり、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面が示されている。この図示例では、第１固定部材４４、４５は、間柱４１の側面に沿って配置されるプレート４４ａ、４５ａと、当該プレート４４ａ、４５ａから平板４２、４３を表裏で挟むように延びた一対の取付片４４ｂ、４４ｃ、４５ｂ、４５ｃとをそれぞれ備えている。そして、一対の取付片４４ｂ、４４ｃ、４５ｂ、４５ｃは、平板４２、４３の表裏を挟んでおり、締結具５１、５２（図示例では、ボルトナット）によって平板４２、４３に固定されている。また、間柱４１の左右の平板４２、４３に取り付けられた第１固定部材４４、４５のプレート４４ａ、４５ａは、間柱４１の側面に位置を合わせて配置されている。そして、第１固定部材４４、４５は、プレート４４ａ、４５ａおよび間柱４１を貫通した締結具５３、５４（図示例では、ボルトナット）によって間柱４１に固定されている。なお、締結具５１、５２、５３、５４はそれぞれボルトナットが例示されているが、他の締結手段でも良く、例えば、ビス止めでもよい。

この実施形態では、図１に示すように、複数（図示例では３つ）の第１固定部材４４、４５が、間柱４１の左右に配置されている。ここでは、複数（図示例では３つ）の第１固定部材４４、４５は、間柱４１に対して縦方向の凡そ均等に配置されている。なお、第１固定部材４４、４５は、平板４２、４３を間柱４１に固定する部材であればよく、上述した形態に限定されない。

《第２固定部材４６、４７》
第２固定部材４６、４７は、平板４２、４３を柱１６、１８に固定する部材である。図４は、第２固定部材４６によって平板４２が柱１６に固定された部位を拡大した図である。この実施形態では、第２固定部材４６、４７は、一対の対向するプレート６１、６２と、当該一対のプレート６１、６２間に配置され、当該一対のプレート６１、６２にそれぞれ接着されたゴム６３とを備えている。

図５は、第２固定部材４６によって平板４２が柱１６に固定された部位を示す断面図であり、図４のＶ−Ｖ断面が示されている。図４および図５に示すように、一対のプレート６１、６２は、平板４２の端面４２ａと柱１６との隙間Ｓ１において対向するように配置されている。ここでは、一対のプレート６１、６２のうち、一方のプレート６１は平板４２に取り付けられ、他方のプレート６２は柱１６に取り付けられている。ここで、平板４２に取り付けられた一方のプレート６１は、柱１６に取り付けられた他方のプレート６２に対向するプレート部６１ａ（以下、適宜、単に「プレート６１ａ」とも称する。）と、当該プレート部６１ａから平板４２を表裏で挟むように延びた一対の取付片６１ｂ、６１ｃとをそれぞれ備えている。

なお、図１では、平板４３の端面４２ａと平板４３の端面４３ａの端面が図示されている。一対のプレート６１、６２は、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａと柱１６、１８との隙間Ｓ１、Ｓ２において対向するように配置されている。そして、隙間Ｓ１、Ｓ２に配置されたプレート６１は、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａの端面に沿って配置されたプレート部６１ａをそれぞれ備えている。さらに、プレート６１は、プレート部６１ａから平板４２、４３を表裏で挟むように延びた一対の取付片６１ｂ、６１ｃをそれぞれ備えている。

ここでは、平板４２、４３に取り付けられたプレート６１のプレート部６１ａと、柱１６、１８に取り付けられたプレート６２とが対向している。かかるプレート部６１ａとプレート６２とは、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａと柱１６、１８の側面との隙間Ｓ１、Ｓ２で対向しており、ゴム６３は、プレート部６１ａとプレート６２との間に配置され、プレート部６１ａとプレート６２とにそれぞれ接着されている。

ここで、ゴム６３は略矩形のシート状（あるいは平板状の）粘弾性体で構成されている。具体的には、この実施形態では、ゴム６３は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有するポリマーからなる基材ゴムに、該基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０質量部のシリカと、該シリカの１０〜３０質量％のシラン化合物とが添加されて架橋されたゴム組成物が用いられている。なお、ゴム６３については、かかるゴム組成物に限定されない。

《第２固定部材４６の取り付け》
平板４２に取り付けられたプレート６１は、締結具７１によって、平板４２に取り付けられている。ここで、締結具７１は、ボルトナットであるが、ビスなど他の締結具でもよい。プレート部６１ａから延びた一対の取付片６１ｂ、６１ｃは、平板４２の表裏を挟んでいる。締結具７１は、取付片６１ｂ、６１ｃおよび平板４２に貫通するように取り付けられている。この実施形態では、１つのプレート６１に対して、複数（図４に示す例では、６つ）の締結具７１が、柱１６の長手方向に沿って取り付けられている。この実施形態では、かかる複数の締結具７１によって、第２固定部材４６の一方のプレート６１が平板４２に取り付けられている。第２固定部材４６の他方のプレート６２は、平板状のプレートであり、柱１６の側面に締結具（ここでは、ビス７２）で止められている。

なお、図示は省略するが、他方の平板４３を柱１８に固定する第２固定部材４７は、かかる第２固定部材４６と同様の構成であるので、ここでは説明を省略する。この実施形態では、図１に示すように、左右の柱１６、１８に対して、それぞれ複数（図示例では、３つ）の第２固定部材４６、４７が縦方向に凡そ均等に配置されている。

《第３固定部材４８、４９》
次に、第３固定部材４８、４９を説明する。この実施形態では、図１に示すように、間柱４１の上下両端部に第３固定部材４８、４９が取り付けられている。第３固定部材４８は、間柱４１の上端部と梁１４とが連結された左右の角部８１にそれぞれ取り付けられている。第３固定部材４９は、間柱４１の下端部と土台１２とが連結された角部８２にそれぞれ取り付けられている。ここで、第３固定部材４８、４９は、土台１２と梁１４とに対して間柱４１がずれるのを防止している。

図６は、間柱４１の上端部と梁１４との角部８１に取り付けられた第３固定部材４８が示されている。平板４２側（図中左側）の第３固定部材４８は、図６に示すように、間柱４１の上端部と梁１４との角部８１に沿った略Ｌ字のプレート４８ａと、当該プレート４８ａから平板４２を挟むように平板４２の表裏に延びた２枚の取付片４８ｂ、４８ｃとを備えている。ここで、平板４３側（図中右側）の第３固定部材４８も同様に、図６に示すように、間柱４１の上端部と梁１４との角部８１に沿った略Ｌ字のプレート４８ａと、当該プレート４８ａから平板４３を挟むように平板４３の表裏に延びた２枚の取付片４８ｂ、４８ｃとを備えている。

かかる第３固定部材４８は、間柱４１の左右において、間柱４１の上端部と梁１４との角部８１にそれぞれ取り付けられている。そして、間柱４１の上端部と梁１４との角部８１に沿った略Ｌ字のプレート４８ａを間柱４１の上端部と梁１４にそれぞれ取り付けている。この実施形態では、第３固定部材４８のＬ字のプレート４８ａは、左右から間柱４１を挟み、締結具９１によって間柱４１に取り付けられている。この実施形態では、締結具９１は、ボルトナットであり、Ｌ字のプレート４８ａおよび間柱４１の上端部を貫通するように取り付けられている。また、第３固定部材４８のＬ字のプレート４８ａは、締結具としてのビス９２によって梁１４に留められている。また第３固定部材４８の２枚の取付片４８ｂ、４８ｃは、平板４２、４３を挟むように、平板４２、４３の表裏に延びており、締結具としてのボルトナット９３によって平板４２、４３の上端部を固定している。

間柱４１の下端部と土台１２との角部８２に取り付けられた第３固定部材４９についても同様の構成であり、図１に示すように、間柱４１の下端部と土台１２との角部８２に沿った略Ｌ字のプレートと、当該プレートから平板４２、４３を挟むように平板４２、４３の表裏に延びた２枚の取付片とを備えている。ここで、第３固定部材４９のＬ字のプレートは、図６に示された第３固定部材４８のＬ字のプレート４８ａに相当する。また第３固定部材４９の２枚の取付片は、第３固定部材４８の２枚の取付片４８ｂ、４８ｃに相当する。第３固定部材４９のＬ字のプレートは、左右から間柱４１を挟み、締結具としてのボルトナット９６によって間柱４１に取り付けられている。また、第３固定部材４９のＬ字のプレートは、締結具としてのビス９７によって土台１２に留められている。また第３固定部材４９の２枚の取付片は、平板４２、４３を挟むように、平板４２、４３の表裏に延びており、締結具としてのボルトナット９８によって平板４２、４３の下端部を固定している。

建物１０に振動が生じると、図１中の矢印ａ、ｂで示すように、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に変位する。この際、建物１０の矩形の枠組み２０は、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に変位するのに応じて、略平行四辺形に変形する。第３固定部材４８、４９は、かかる矩形の枠組み２０の変形に対して、土台１２と梁１４に取り付けられた間柱４１の位置がずれるのを防止するものである。第３固定部材４８、４９は、図１および図６に示された形態に限定されない。

この建物用制振装置１００は、図１に示すように、上下に対向した土台１２、梁１４（一対の横軸材）と、土台１２と梁１４にそれぞれ連結された一対の柱１６、１８（縦軸材）とで囲まれた、建物１０の矩形の枠組み２０内に配置されている。建物用制振装置１００は、間柱４１と、平板４２、４３と、第１固定部材４４、４５と、第２固定部材４６、４７とを備えている。

ここで、間柱４１は、矩形の枠組み２０内の一対の柱１６、１８の中間位置において、土台１２と梁１４との間に取り付けられている。また、２つの平板４２、４３は、間柱４１の左右において、間柱４１と柱１６、１８との間の空間にそれぞれ配置されている。第１固定部材４４、４５は、２つの平板４２、４３にそれぞれ設けられ、平板４２、４３を間柱４１に固定している。また、第２固定部材４６、４７は、２つの平板４２、４３にそれぞれ設けられ、平板４２、４３を柱１６、１８に固定している。

この実施形態では、図１に示すように、第２固定部材４６、４７は、一対の対向するプレート６１ａ、６２（この実施形態では、プレート６１のプレート部６１ａとプレート６２）と、当該一対のプレート６１ａ、６２間に配置され、当該一対のプレート６１ａ、６２にそれぞれ接着されたゴム６３とを備えている。ここで、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２は、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａと柱１６、１８とが対向する隙間Ｓ１、Ｓ２に配置されている。一対のプレート６１ａ、６２のうち一方のプレート６１ａは平板４２、４３に直交するように取り付けられており、他方のプレート６２は柱１６、１８の側面に取り付けられている。そして、一対のプレート６１ａ、６２は互いに対向している。

この場合、建物１０に振動が生じると、図１中の矢印ａ、ｂで示すように、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に移動する。この際、建物１０の矩形の枠組み２０は、平行四辺形のように変形する。図７は、矩形の枠組み２０が平行四辺形のように変形した際に、第２固定部材４６、４７のゴム６３に生じる変形を示している。矩形の枠組み２０が平行四辺形のように変形した際には、図７に示すように、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２が上下に相対変位する。そして、一対のプレート６１ａ、６２に接着されたゴム６３には、せん断変形が生じる。この建物用制振装置１００は、各第２固定部材４６、４７のゴム６３にせん断変形が生じる。そして、建物用制振装置１００は、各第２固定部材４６、４７のゴム６３のせん断変形に応じて建物１０に振動を作用させるエネルギを吸収する。このとき、ゴム６３に生じるせん断変位とせん断荷重の関係から描かれるヒステリシスループで囲まれた面積に相当するエネルギが、建物用制振装置１００の１回の振動当りに吸収される。

ゴム６３が接着された第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２は、それぞれ一対の対向する平板である。かかる一対のプレート６１ａ、６２は、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａと柱１６、１８とが対向する隙間Ｓ１、Ｓ２に配置されている。一対のプレート６１ａ、６２のうち一方のプレート６１ａは平板４２、４３に直交するように取り付けられており、他方のプレート６２は柱１６、１８の側面に取り付けられている。そして、一対のプレート６１ａ、６２は互いに対向している。ゴム６３は、当該一対のプレート６１ａ、６２の間に配置され、当該一対のプレート６１ａ、６２にそれぞれ接着されている。このため、建物１０の振動に応じて、一対のプレート６１ａ、６２に相対変位が生じ、当該一対のプレート６１ａ、６２の相対変位に応じた、せん断変形がゴム６３に生じる。つまり、図１の形態では、図７に示すように、柱１６、１８に対する平板４２、４３の相対変位ａに応じて、ゴム６３に適当なせん断変形が生じる。このため、建物用制振装置１００は、ゴム６３のせん断変形に応じた相当のエネルギを吸収し得る。このように、この建物用制振装置１００では、建物１０の変位に応じてゴム６３に適切な変形が生じ、建物１０に生じる振動を小さく抑えたり、早期に減衰させたりする機能が適切に発揮されうる。

また、この実施形態では、第２固定部材４６、４７は、図５に示すように、一対のプレート６１ａ、６２のうち、平板４２、４３に取り付けられる一方のプレート６１ａは、平板４２、４３の縁を挟むように取り付けられる一対の取付片６１ｂ、６１ｃを備えている。これにより、平板４２、４３に取り付けられた一方のプレート６１ａが、建物１０に生じる振動に応じて柱１６、１８に対して適切に変位する。そして、一対のプレート６１ａ、６２には適切な相対変位が生じ、一対のプレート６１ａ、６２に挟まれたゴム６３が適切に変形する。このように、建物１０に生じる振動に応じて、一対のプレート６１ａ、６２に挟まれたゴム６３が適切に変形する。かかるゴム６３に生じる変形によって、建物１０の振動エネルギが適切に吸収され、建物１０に生じる振動を小さく抑えたり、早期に減衰させたりする機能が適切に発揮されうる。

また、この実施形態では、縦軸材としての柱１６、１８に取り付けられた他方のプレート６２は、図４および図５に示すように、平板状のプレートであり、柱１６、１８の側面に取り付けられている。このため、柱１６、１８に取り付けられた他方のプレート６２は、建物１０の振動を受けて一対のプレート６１ａ、６２が相対変位する際に、ゴム６３の反力を受ける。他方のプレート６２は、平板状のプレートであり、柱１６、１８の側面に沿って取り付けられているので、当該ゴム６３の反力に対して変形し難い。このため、建物１０の振動を受けて一対のプレート６１ａ、６２が相対変位する際に、一対のプレート６１ａ、６２に挟まれたゴム６３が、建物１０の振動に応じて適切に変形する。かかるゴム６３の変形によって、建物用制振装置１００は建物１０の振動エネルギをより適切に吸収することができる。

ここで、図示は省略するが、建物用制振装置１００は、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７の両方が、図１の第２固定部材４６、４７のように一対の対向するプレート６１ａ、６２とゴム６３とを備えた構造にしてもよい。この場合でも、建物１０に振動が生じると、図１中の矢印ａ、ｂで示すように、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に移動し、建物１０の矩形の枠組み２０は、平行四辺形のように変形する。この場合、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７の両方において、一対の対向するプレート６１ａ、６２に相対変位が生じ、ゴム６３に変形が生じる。しかし、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７のうち、一方の固定部材でゴム６３に生じる変形は小さくなる場合がある。このため、建物用制振装置１００は、建物１０の振動エネルギを吸収する効果が小さくなる場合がある。

これに対して、この実施形態では、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７のうち、一方の固定部材（第２固定部材４６、４７）が、一対の対向するプレート６１ａ、６２とゴム６３とを備えている。つまり、図１に示す実施形態では、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２は、平板４２、４３の端面４２ａ、４３ａと柱１６、１８とが対向する隙間Ｓ１、Ｓ２に配置されている。そして、当該一対のプレート６１ａ、６２のうち一方のプレート６１ａは平板４２、４３に直交するように取り付けられており、他方のプレート６２は柱１６、１８の側面に取り付けられている。そして、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２は互いに対向している。このように、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７のうち一方の固定部材である第２固定部材４６、４７は、かかる一対の対向するプレート６１ａ、６２とゴム６３とを備えている。これに対して他方の第１固定部材４４、４５は、平板４２、４３を間柱４１に単純に固定している。

この場合、建物１０に振動が生じると、図１中の矢印ａ、ｂで示すように、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に移動し、建物１０の矩形の枠組み２０は、平行四辺形のように変形する。この場合、平板４２、４３は、第１固定部材４４、４５によって、間柱４１に単純に固定されている。このため、平板４２、４３は、間柱４１の傾きに応じて、柱１６、１８に対してより大きく変位する。このため、平板４２、４３を柱１６、１８に固定する第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１ａ、６２には、大きな相対変位が生じ、第２固定部材４６、４７のゴム６３に大きな変形が生じる。このため、かかるゴム６３に生じる変形によって、建物用制振装置１００は、建物１０の振動エネルギを吸収する効果が高くなる。

また、ここで、ゴム６３は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有するポリマーからなる基材ゴムに、該基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０質量部のシリカと、該シリカの１０〜３０質量％のシラン化合物とが添加されて架橋されたゴム組成物が用いられている。この場合、せん断変形に対して適当な反力を作用させ、また効果的に振動エネルギを吸収することができる。

以上、図１に示す建物用制振装置１００を説明したが、ここで提案される建物用制振装置は、上述した図示例に限定されない。

例えば、図１では、平板４２、４３を柱１６、１８に固定する第２固定部材４６、４７が、ゴム６３が接着された一対の対向するプレート６１ａ、６２を備えており、建物１０の振動に対して制振機能を奏する形態を例示した。建物用制振装置１００は、かかる形態に限定されない。

例えば、図示は省略するが、平板４２、４３を間柱４１に固定する第１固定部材４４、４５は、一対の対向するプレート間にゴムが接着された制振機能を有する（図１の第２固定部材４６、４７のような）固定部材であってもよい。この場合、平板４２、４３を柱１６、１８に固定する第２固定部材４６、４７は、（図１の第１固定部材４４、４５のように）単純に平板４２、４３を柱１６、１８に固定する構造であってもよい。

つまり、第１固定部材４４、４５が平板４２、４３と間柱４１との間で制振機能を奏する構造であり、第２固定部材４６、４７は、単純に平板４２、４３を柱１６、１８に固定する構造でもよい。

建物１０に振動が生じた場合には、土台１２に対して梁１４が相対的に水平に移動し、建物１０の矩形の枠組み２０が平行四辺形のように変形する。この場合、第２固定部材４６、４７は、単純に平板４２、４３を柱１６、１８に固定する構造であれば、土台１２に対して柱１６、１８が傾くのに応じて平板４２、４３が傾く。この際、平板４２、４３が間柱４１に対して相対的に変位するのに応じて、第１固定部材４４、４５に設けられたゴムが変形する。この場合、かかるゴムの変形によって、建物用制振装置１００は、建物１０の振動エネルギを適切に吸収することができる。このように、図示は省略するが、平板４２、４３を間柱４１に固定する第１固定部材４４、４５（図１参照）に、制振機能を持たせてもよい。

また、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７の両方を、一対の対向するプレート間にゴムが接着された制振機能を有する（図１の第２固定部材４６、４７のような）固定部材としてもよい。つまり、第１固定部材４４、４５が平板４２、４３と間柱４１との間で制振機能を奏する構造であり、第２固定部材４６、４７も、平板４２、４３と柱１６、１８との間で制振機能を奏する構造にしてもよい。この場合、建物１０に振動が生じた場合には、第１固定部材４４、４５と第２固定部材４６、４７の両方のゴムに変形が生じる。そして、かかるゴムの変形によって、建物用制振装置１００は、建物１０の振動エネルギを適切に吸収することができる。

また、一対の対向するプレート間にゴムが接着された制振機能を有する固定部材の構造は、図１、図４、図５に示された第２固定部材４６、４７を例示したが、かかる固定部材の構造は、上述した実施形態に限定されない。

例えば、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１、６２のうち、平板４２、４３に取り付けられるプレート６１は、例えば、図８に示すように、他方のプレート６２に対向するプレート部１０１と、当該プレート部１０１の両側から平板４２、４３の表裏に沿って折れ曲がった取付片１０２、１０３とを備えていてもよい。この場合、平板４２、４３と、平板４２、４３の表裏に沿って折れ曲がった取付片１０２、１０３とを、ボルトナット７１（締結具）によって締結するとよい。

また、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１、６２のうち、平板４２、４３に取り付けられるプレート６１は、例えば、図９に示すように、平板４２、４３の表裏に沿って折れ曲がった取付片１０２、１０３と、平板４２、４３との間にスペーサ１０４、１０５を取り付けてもよい。この場合、取付片１０２、１０３の間隙が、平板４２、４３の厚さに対して広い場合でも、スペーサ１０４、１０５によって、平板４２、４３を適切に保持することができる。

また、第２固定部材４６、４７の一対のプレート６１、６２のうち、平板４２、４３に取り付けられるプレート６１は、例えば、図１０に示すように、平板４２、４３の表裏の何れか一方に取付片１０３を備えていてもよい。また、この場合、取付片１０３は、図１１に示すように、当該プレート６１の他方のプレート６２に対向するプレート部１０１から折れ曲がっていてもよい。

以上、ここで提案される建物用制振装置の実施形態を種々説明したが、ここで提案される建物用制振装置は、上述した実施形態に限定されない。

例えば、建物１０の矩形の枠組み２０を構成する土台１２や梁１４は、建物１０の上下に対向するように配置された一対の横軸材であればよい。ここでは、建物用制振装置１００は、建物１０の１階の土台１２や梁１４に取り付けられている。建物用制振装置１００は、主として地震動の振動を小さく抑えることを主目的としており、土台１２や梁１４に相対的な変位を伴う振動が建物用制振装置１００に入力されることが望ましい。このため、建物１０の１階の土台１２や梁１４および柱１６、１８で囲まれた矩形の枠組み２０に取り付けられていることが望ましい。ただし、建物用制振装置１００は、建物１０の２階に取り付けても、それに応じた作用を奏し、建物１０の振動を小さく抑える機能を奏しうる。したがって、建物用制振装置１００が取り付けられる位置は、建物１０の１階の土台１２や梁１４および柱１６、１８で囲まれた矩形の枠組み２０に必ずしも限定されない。

また、建物用制振装置１００が取り付けられる建物１０は、建物１０の上下に対向するように配置された一対の横軸材と、一対の縦軸材で囲まれた矩形の枠組み２０を備えているとよい。この場合、建物１０は、例えば、枠組壁工法（いわゆるツーバイフォー工法（２×４工法））で建築された建物が例示されうる。また、建物１０は、日本における在来軸組工法で建築された建物でもよく、また、例えば、軽量鉄骨構造でもよい。このように、ここで提案される建物用制振装置１００が取り付けられうる建物は、上述した矩形の枠組み２０を含みうる種々の工法（ここでは、枠組み工法と称する。）で建築されているとよい。この場合、間柱４１は、通常の壁を構成する合板が貼られ、建物用制振装置１００は、壁内に設置されうる。また、建物用制振装置の各部材の組み付け構造、締結具などは、特に言及されない限りにおいて種々の変更が可能である。

１０ 建物
１２ 土台（横軸材）
１４ 梁（横軸材）
１６、１８ 柱（縦軸材）
２０ 矩形の枠組み
２１〜２８ ホールダウン金物
３０ コンクリート基礎
３４ 基礎パッキン
４１ 間柱
４２、４３ 平板
４２ａ 平板４２の端面
４３ａ 平板４３の端面
４４、４５ 第１固定部材
４４ａ、４５ａ プレート
４４ｂ、４４ｃ、４５ｂ、４５ｃ 取付片
４６、４７ 第２固定部材
４８、４９ 第３固定部材
４８ａ プレート
４８ｂ、４８ｃ 取付片
５１、５２、５３ ボルトナット（締結具）
６１ プレート
６１ａ プレート部（プレート）
６１ｂ、６１ｃ 取付片
６２ プレート
６３ ゴム
７１ ボルトナット（締結具）
７２ ビス（締結具）
８１、８２ 角部
９１ ボルトナット（締結具）
９２ ビス（締結具）
９３ ボルトナット（締結具）
９６ ボルトナット（締結具）
９７ ビス（締結具）
９８ ボルトナット（締結具）
１００ 建物用制振装置
１０１ プレート部（プレート）
１０２、１０３ 取付片
１０４、１０５ スペーサ
Ｓ１ 平板４２の端面４２ａと柱１６との隙間
Ｓ２ 平板４３の端面４３ａと柱１８との隙間

Claims (7)

1. 上下に対向した一対の横軸材と、前記一対の横軸材にそれぞれ連結された一対の縦軸材とで囲まれた、建物の矩形の枠組み内に配置される、建物用制振装置であって、
   前記矩形の枠組み内の前記一対の縦軸材の中間位置において、前記一対の横軸材の間に取り付けられた間柱と、
   前記間柱の左右において、前記間柱と前記縦軸材との間の空間にそれぞれ配置された２つの平板と、
   前記２つの平板にそれぞれ設けられ、前記平板を前記間柱に固定する第１固定部材と、
   前記２つの平板にそれぞれ設けられ、前記平板を前記縦軸材に固定する第２固定部材と
   を備え、
   前記第１固定部材と前記第２固定部材のうち少なくとも何れか一方の固定部材は、
   一対の対向するプレートと、
   当該一対のプレート間に配置され、当該一対のプレートにそれぞれ接着されたゴムと
   を備え、
   前記平板の端面と前記間柱または前記縦軸材との隙間において、前記一対のプレートのうち一方のプレートが平板に直交するように取り付けられ、他方のプレートが前記間柱または前記縦軸材の側面に取り付けられ、前記一対のプレートが互いに対向している、
   建物用制振装置。
2. 前記間柱または前記縦軸材に取り付けられる前記他方のプレートは、平板状のプレートである、請求項１に記載された建物用制振装置。
3. 前記一対のプレートのうち、前記平板に取り付けられる前記一方のプレートは、前記平板の縁を挟むように取り付けられる一対の取付片を備えた、請求項１または２に記載された建物用制振装置。
4. 前記第１固定部材と前記第２固定部材のうち一方の固定部材が、前記一対の対向するプレートと前記ゴムとを備えている、請求項１から３までの何れか一項に記載された建物用制振装置。
5. 前記ゴムは、主鎖にＣ−Ｃ結合を有するポリマーからなる基材ゴムに、該基材ゴム１００重量部に対して１０〜１５０質量部のシリカと、該シリカの１０〜３０質量％のシラン化合物とが添加されて架橋されたゴム組成物である、請求項１から４までの何れか一項に記載された建物用制振装置。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載された建物用制振装置が取り付けられた建物。
7. 枠組み工法によって建てられた、請求項６に記載された建物。

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