JP6379006B2 - 制震装置 - Google Patents

Description

本発明は制震装置に関する。

建物に取り付けられた制震装置は、例えば、特開２００９−２９３６５８号公報に開示されている。同公報の制震装置は、制震ユニットと、建物に生じたせん断変形を制震ユニットに伝達する伝達機構とを備えている。伝達機構は、建物の上横軸材（例えば、天井梁）に取り付けられた上側伝達部材と、建物の下横軸材（例えば、土台）に取り付けられた下側伝達部材とを備えている。上側伝達部材は、建物の上横軸材に取り付けられた鋼板部材の基部と、制震ユニットに取り付けられた２つの取付片とを備えており、当該取付片は、左右に離れた位置において基部に溶接されている。

特開２００９−２９３６５８号公報

しかしながら、上記構成の制震装置は、部品点数が多く、溶接箇所が多く存在するため、生産コストが増加するという欠点がある。また、溶接不良による品質リスクが高いという問題もある。このため、制震装置は、溶接箇所をなるべく減らしつつ、所要の強度が確保されることが望まれている。

ここで提案される制震装置は、中間プレートと、一対の粘弾性体と、一対の外側プレートと、伝達部材と、連結部材とを備える。一対の粘弾性体は、中間プレートを挟んで対向し、かつ、中間プレートにそれぞれ接着されている。一対の外側プレートは、中間プレートの両面において粘弾性体を挟んで対向している。一対の外側プレートは、粘弾性体に接着された接着部と、中間プレートおよび粘弾性体からはみ出て互いに対向する対向部とを備えている。伝達部材は、一対の外側プレートに接続された第１伝達部材と、中間プレートに接続された第２伝達部材とを備える。第１伝達部材は、建物に取り付けられる取付面を有する基板部と、基板部の両側縁でそれぞれ取付面とは反対側の面側に折り曲げられた一対の側板部とを備える。一対の側板部は、一対の外側プレートの対向部に沿ってそれぞれ配置され、一対の側板部と一対の外側プレートの対向部とは、連結部材によって連結されている。かかる制震装置によれば、溶接を用いることなく、第１伝達部材と外側プレートと建物とを接続することができる。このため、従来よりも溶接箇所を減らしてコスト削減が図れる。また、第１伝達部材と外側プレートと建物とを接続するのに溶接が用いられていないので、溶接不良などの品質リスクを回避することができる。

一対の外側プレートの対向部の間には、該対向部間の間隔を保持するスペーサが配置されていてもよい。かかる構成によると、第１伝達部材と一対の外側プレートとを接続する構成において、所要の強度が確保される。また、一対の側板部は、一対の外側プレートの対向部の向かい合う内面に沿ってそれぞれ配置されていてもよい。このようにすれば、側板部をプレートの内側に入れることで、当該部位を薄型化できる。

また、一対の外側プレートの対向部は、貫通孔を有していてもよい。この場合、一対の側板部は、対向部の貫通孔に相対する位置に貫通孔を有していてもよい。また、スペーサは、一対の側板部の間において、該側板部の貫通孔に相対する位置に装着されたスリーブであってもよい。また、連結部材は、スリーブと側板部の貫通孔と対向部の貫通孔とに通された軸材と、該軸材を対向部の外面に繋ぎ止める繋止材とを備えていてもよい。このようにすれば、第１伝達部材と一対の外側プレートとを精度よく組み付けることができる。これによって、粘弾性体に適切にせん断変形を生じさせることができる。また、一対の側板部の内面とスリーブの先端とが、点溶接されていてもよい。この場合、点溶接のような簡易な手段で側板部とスリーブとを固定できるので、該固定に要する時間および手間を大幅に削減することができる。

また、一対の側板部は、一対の外側プレートの対向部の外側を向いた外面に沿ってそれぞれ配置されていてもよい。この場合、一対の側板部は、貫通孔を有していてもよい。また、一対の外側プレートの対向部は、側板部の貫通孔に相対する位置に貫通孔を有していてもよい。スペーサは、一対の外側プレートの対向部の間において、該対向部の貫通孔に相対する位置に装着されたスリーブであってもよい。連結部材は、スリーブと対向部の貫通孔と側板部の貫通孔とに通された軸材と、該軸材を側板部の外面に繋ぎ止める繋止材とを備えていてもよい。

図１は、制震装置１００が取り付けられた建物２００の壁の構造を示す正面図である。 図２は、制震装置１００を示す正面図である。 図３は、制震ユニット１０を拡大した図である。 図４は、制震ユニット１０の側面図である。 図５は、制震ユニット１０の正面図である。 図６は、制震ユニット１０の平面図である。 図７は、制震ユニット１０が描くヒステリシスループの概略図である。 図８は、第１伝達部材３０の上面図である。 図９は、第１伝達部材３０の正面図である。 図１０は、第１伝達部材３０の側面図である。 図１１は、第１伝達部材３０の展開図である。 図１２は、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３とスリーブ３６との取り付け構造を示す側面図である。 図１３は、取付プレート４６の展開図である。 図１４は、左側の基部４３を示す図である。 図１５（ａ）、（ｂ）は、制震装置１００が取り付けられた建物２００について、天井梁５０と土台６０とが水平方向に相対的に変位した状態を示す図である。 図１６は、制震ユニット１０の改変例を示す側面図である。 図１７は、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３とスリーブ３６との取り付け構造について、改変例を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る制震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。

ここでは、ここで提案される制震装置について全体の構成例および当該制震装置が取り付けられる建物２００の構造を説明し、さらにここで提案される制震装置の特徴的な構成に言及する。

《建物２００》
図１は、制震装置１００が取り付けられた建物２００の壁の構造を示す正面図である。ここで、建物２００は、上下に対向した一対の横軸材（例えば、梁５０（上枠５０ａ）および土台６０（下枠６０ａ））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７０ａ、７０ｂ）とで囲まれた矩形の枠組み２０４を備えている。制震装置１００は、かかる矩形の枠組み２０４内に配置されている。かかる建物２００は、例えば、木造軸組工法と、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２０４》
例えば、いわゆる木造軸組工法では、土台と、一対の柱と、梁とで囲まれた矩形の枠組みが構築される。また、いわゆる枠組壁工法は、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が組み立てられている。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。ここで提案される制震装置は、かかる木造軸組工法および枠組壁工法の何れにも取り付けられうる。この場合、かかる枠組壁工法によって建てられた建物に対しては、壁を構築する木枠に取り付けられうる。例えば、制震装置１００は、一対の縦軸材（柱）に相当する竪枠と、一対の横軸材に相当する上枠と、下枠とで囲まれた矩形の枠組みに取り付けられる。

図１に示す例では、制震装置１００は、建物２００の梁５０に取り付けられた上枠５０ａと、土台６０に取り付けられた下枠６０ａと、柱７０ａ，７０ｂとで囲まれた矩形の枠組み２０４に配置されている。ここで、梁５０と土台６０と、柱７０ａ、７０ｂは、それぞれ建物２００の構造材である。梁５０と土台６０は、互いに上下に対向する梁である。

この実施形態では、制震装置１００は、建物２００の１階に取り付けられている。建物２００の１階では、コンクリート基礎２０２の上には、土台６０と、基礎パッキン１０７と、下枠６０ａとが順に取り付けられている。土台６０と、基礎パッキン１０７と、下枠６０ａとは、それぞれコンクリート基礎２０２に埋め込まれたアンカーボルト１０５が挿通される挿通孔を有しており、アンカーボルト１０５に装着されている。ここで、基礎パッキン１０７の厚さは、２０ｍｍ程度であり、コンクリート基礎２０２内の通気を確保するために取り付けられている。また、梁５０は天井梁（２階建ての住宅では、２階床梁とも称される）であり、以下、適宜に、「天井梁５０」という。ここでは、梁５０の下面に上枠５０ａが取り付けられている。柱７０ａ，７０ｂは、土台６０に取り付けられた下枠６０ａと、梁５０に取り付けられた上枠５０ａとの間に取り付けられている。ここで、柱７０ａ，７０ｂ、下枠６０ａおよび上枠５０ａは、当該凡そ９０ｍｍ（例えば、８９ｍｍ）である。なお、基礎パッキン１０７の厚さや、柱７０ａ，７０ｂ、下枠６０ａおよび上枠５０ａの寸法は、特に、上記に限定されるものではない。また、図示例では、基礎パッキン１０７を備えているが、基礎パッキン１０７は無くてもよい。

ここでは、制震装置１００は、かかる土台６０（下枠６０ａ）と、天井梁５０（上枠５０ａ）と、土台６０から立ち上がり、天井梁５０を支持する建物２００の１階の柱７０ａ、７０ｂとで囲まれた矩形の枠組み２０４に取り付けられている。

《制震装置１００》
次に、制震装置１００を説明する。図２は、制震装置１００を示す正面図である。図３は、制震ユニット１０を拡大した図である。図４は、制震ユニット１０の側面図である。図５は、制震装置１００に取り付けられる前の状態における、制震ユニット１０の正面図である。図６は、制震ユニット１０の平面図である。図７は、制震ユニット１０が描くヒステリシスループの概略図である。制震装置１００は、図２から図４に示すように、対向するプレート１２、１３、１４と、粘弾性体１５、１６と、第１伝達部材３０と、第２伝達部材４０とを備えている。

《制震ユニット１０》
ここで、対向するプレート１２、１３、１４と、粘弾性体１５、１６とは、制震装置１００における制震機能を発揮しうる制震ユニット１０を構成している。

〈プレート１２、１３、１４〉
対向するプレート１２、１３、１４は、それぞれ所要の剛性を有する鋼板である。図３から図５に示すように、対向するプレート１２、１３、１４は、プレート１２とプレート１３がプレート１４を挟み、かつ、それぞれプレート１４に対向するように配置されている。ここで、プレート１２、１３、１４のうち、中間に配置された中間プレート１４は適宜に中間プレートと称される。また、中間プレート１４の外側に配置された一対の外側プレート１２、１３は、適宜に外側プレートと称される。一対の外側プレート１２、１３は、同形状の略長方形の鋼板である。この実施形態では、一対の外側プレート１２、１３は、それぞれ向きを揃えて平行に配置されている。中間プレート１４は、長方形である。中間プレート１４の長手方向片側は、一対の外側プレート１２、１３の間に配置されている。中間プレート１４の反対側は、一対の外側プレート１２、１３からはみ出るように配置されている。

つまり、中間プレート１４の長手方向の片側は、一対の外側プレート１２、１３が対向する領域に対して介在している。中間プレート１４の長手方向の反対側は当該領域からはみ出ている。当該領域からはみ出た中間プレート１４の一端には、中間プレート１４に直交するようにフランジ１７が設けられている。この実施形態では、フランジ１７は、中間プレート１４の一端に溶接されている。フランジ１７は、中間プレート１４の一端よりも長い、細長い長方形の板材である。図５に示すように、当該フランジ１７には、中間プレート１４の一端からはみ出た両側にボルト１８を挿通するための挿通孔１９が形成されている。また、一対の外側プレート１２、１３は、長手方向の片側を除いて、それぞれ中間プレート１４が重なった領域からはみ出ている。図４および図５に示すように、中間プレート１４が重なった領域からはみ出て互いに対向した部位１２ｂ、１３ｂには、ボルト３７（図３および図４参照）を挿通するための貫通孔１２ｃ、１３ｃ（図１２参照）が形成されている。

＜粘弾性体１５、１６＞
粘弾性体１５、１６は、対向するプレート１２、１３、１４の間に配置され、各プレートにそれぞれ接着されている。この実施形態では、粘弾性体１５、１６は、それぞれ矩形の平板状に成形されている。粘弾性体１５、１６は、プレート１２、１３、１４の法線方向から見て、プレート１２、１３、１４が重なった四角形の領域内にそれぞれ配置されている。ここで、粘弾性体１５は、外側プレート１２と中間プレート１４の間に配置され、それぞれに接着されている。粘弾性体１６は、外側プレート１３と中間プレート１４の間に配置され、それぞれに接着されている。粘弾性体１５、１６は、例えば、高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）で構成されている。粘弾性体１５、１６と、プレート１２、１３、１４とは、それぞれ加硫接着によって接着されている。ここで、一対の外側プレート１２、１３は、図４、図５および図６に示すように、中間プレート１４の両面において粘弾性体１５、１６を挟んで対向している。かかる一対の外側プレート１２、１３について、粘弾性体１５、１６に接着された部位を接着部１２ａ、１３ａという。中間プレート１４および粘弾性体１５、１６からはみ出て互いに対向する部位を対向部１２ｂ、１３ｂという。

なお、粘弾性体１５、１６として用いられる高減衰性を有する粘弾性ゴム（制震ゴム）には、例えば、天然ゴム，スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ），ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），ブタジエンゴム素材（ＢＲ），イソプレンゴム（ＩＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ），クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム素材に、高減衰性を発揮する添加剤を加えて生成された高減衰性ゴム組成物を用いることができる。高減衰性を発揮する添加剤としては、例えば、カーボンブラックなど、種々の添加剤が知られている。

〈ヒステリシスループＨ〉
ここで、図６は、一対の外側プレート１２、１３に対して中間プレート１４が平行移動した状態が図示されている。制震ユニット１０は、図６に示すように、一対の外側プレート１２、１３に対して中間プレート１４が平行移動すると、粘弾性体１５、１６にせん断変形が生じる。このとき、粘弾性体１５、１６に生じたせん断変位と、せん断荷重との関係から、図７に示すようなヒステリシスループＨ（実測ヒステリシス曲線）が描かれる。図７中、横軸はせん断方向の変位を示し、縦軸はその際のせん断荷重を示している。かかるヒステリシスループＨによれば、せん断変位の増加につれてせん断荷重が高くなり、粘弾性体１５、１６の抵抗力が大きくなることが分かる。この粘弾性体１５、１６は、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループＨで囲まれた面積に相当する量のエネルギを吸収し得る。

《第１伝達部材３０、第２伝達部材４０》
この実施形態では、制震ユニット１０は、第１伝達部材３０と第２伝達部材４０を介して建物２００に取り付けられている。第１伝達部材３０と第２伝達部材４０は、建物２００の上枠５０ａと下枠６０ａに取り付けられ、建物２００に生じたせん断変位を制震ユニット１０に伝達する。以下、第１伝達部材３０と第２伝達部材４０を説明する。

《第１伝達部材３０》
第１伝達部材３０は、制震ユニット１０の対向するプレート１２、１３、１４のうち、一対の外側プレート１２、１３に接続される部材である。図８は、第１伝達部材３０の平面図（上枠５０ａに取り付けられる前の状態において上から見た図）である。図９は、第１伝達部材３０の正面図である。図１０は、第１伝達部材３０の側面図である。第１伝達部材３０は、図８、図９および図１０に示すように、基板部３１と、一対の側板部３２、３３とを備えている。この実施形態では、第１伝達部材３０は、制震ユニット１０の外側プレート１２、１３よりも長い略長方形の板状の部材であり、当該略長方形の板状の部材の幅方向の中間部を所定幅で残し、幅方向の両側を同方向に折り曲げた部材である。ここで、基板部３１は、第１伝達部材３０のうち幅方向の中間部に構成されている。また、一対の側板部３２、３３は、第１伝達部材３０のうち幅方向の両側を同方向に折り曲げた部位に構成されている。

〈基板部３１〉
基板部３１は、図１に示すように、上枠５０ａに取り付けられる取付面３１ａを有する。この実施形態では、基板部３１の取付面３１ａは、長さ方向を上枠５０ａの長さ方向に合わせ、上枠５０ａの下面に取り付けられる。当該取付面３１ａには、上枠５０ａ（図１）に取り付ける孔３１ｂが形成されている。

〈側板部３２、３３〉
側板部３２、３３は、上述のように第１伝達部材３０のうち幅方向の両側を同方向に折り曲げた部位に構成されている。ここで、側板部３２，３３は、基板部３１に対して、上枠５０ａに取り付けられる側とは反対側に、折り曲げられている。当該側板部３２、３３は、制震ユニット１０の外側プレート１２、１３が取り付けられる部位であり、外側プレート１２、１３の間（図４参照）に嵌り、かつ、所要の剛性を有する。この実施形態では、側板部３２、３３は、基板部３１から下方に延び、かつ、中間プレート１４よりも上方において、外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂの向かい合う内面に沿って配置されている。側板部３２、３３の外側プレート１２、１３が取り付けられる部位には、ボルト３７を挿通させる貫通孔３２ａ、３３ａが設けられている。この実施形態では、貫通孔３２ａ、３３ａは、側板部３２、３３の長さ方向の中間部において、左右に離れた位置に設けられている。

第１伝達部材３０は、例えば、一枚の鋼板から図１１に示すような所定形状に打ち抜き、両側の側板部３２、３３を基板部３１の取付面３１ａとは反対側の面側に折り曲げて形成するとよい。ここで、図１１中の破線ｂ１、ｂ２は、それぞれ側板部３２、３３が折り曲げられる折り曲げ線を示している。このように、建物２００に取り付けられる取付面３１ａを有する基板部３１と、制振ユニット１０の外側プレート１２、１３に取り付けられる側板部３２、３３とを一枚の鋼板を折り曲げて形成することにより、溶接を用いることなく第１伝達部材３０を作製でき、加工コストを低く抑えることができる。

〈スペーサ３６〉
図４、図８〜図１０に示すように、一対の側板部３２、３３の間隙には、スペーサ３６が収まっている。スペーサ３６は、外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂの間に配置され、該対向部１２ｂ、１３ｂ間の間隔を保持する部材である。この実施形態では、スペーサ３６は、貫通孔３６ａを有するスリーブ３６である。

ここで、図１２は、一対の外側プレート１２、１３と第１伝達部材３０とスリーブ３６とを組み付けた状態を示す側面図である。図１２に示すように、第１伝達部材３０の一対の側板部３２、３３は、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂに沿ってそれぞれ配置される。側板部３２、３３は、対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃに相対する位置に貫通孔３２ａ、３３ａを有している。

また、スリーブ３６は、一対の側板部３２、３３の間において、該側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａに相対する位置に装着される。ここでは、スリーブ３６の長さＬ１と側板部３２、３３の厚みＤ１、Ｄ２との総和（Ｌ１＋Ｄ１＋Ｄ２）は、一対の外側プレート１２、１３の間の距離Ｌ２と凡そ同じである。つまり、スリーブ３６は、側板部３２、３３に組み付けられた状態で、一対の外側プレート１２、１３の間隙に凡そちょうど収まりうる長さを有している。これによって、スリーブ３６は、一対の外側プレート１２、１３の間隔を適切に保つことができる。

この実施形態では、側板部３２、３３と、スリーブ３６とは、側板部３２、３３にスリーブ３６を組み付けた状態で溶接されている。スリーブ３６と側板部３２、３３との溶接は、例えば、隅肉溶接による。例えば、スリーブ３６の先端と側板部３２、３３の内面とを、点溶接するとよい。この実施形態では、スリーブ３６の一端と側板部３２の内面とが、スリーブ３６の周方向に沿う一箇所（ここでは周方向の下端）で点溶接されている。また、スリーブ３６の他端と側板部３３の内面とが、スリーブ３６の周方向に沿う一箇所（ここでは周方向の下端）で点溶接されている。図１２中の当該溶接箇所には、矢印Ｐ１、Ｐ２が付されている。これによって、点溶接のような簡易な手段で側板部３２、３３とスリーブ３６とを固定できる。

当該スリーブ３６と一対の側板部３２、３３と一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂとは、図３、図４および図１２に示すように、連結部材３７によって連結されている。ここで、連結部材（３７、３８）は、スリーブ３６と側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａと対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃとに通された軸材３７と、該軸材３７を対向部１２ｂ、１３ｂの外面に繋ぎ止める繋止材３８とを備えている。具体的には、この実施形態では、軸材３７は、ボルト３７のボルト軸であり、繋止材３８は、ボルトを繋ぎ止めるナット３８である。

〈第１伝達部材３０と一対の外側プレート１２、１３と上枠５０ａとの取り付け〉
第１伝達部材３０を一対の外側プレート１２、１３と上枠５０ａとに取り付ける際には、図１、図４および図１２に示すように、まず、第１伝達部材３０の側板部３２、３３に一対の外側プレート１２、１３を取り付ける。具体的には、第１伝達部材３０の側板部３２、３３を一対の外側プレート１２、１３の向かい合う内面に沿って配置する。ここで側板部３２、３３の間隙には、スリーブ３６が収まっている。当該スリーブ３６は、あらかじめ点溶接により側板部３２、３３に固定されている。そして、スリーブ３６と一対の側板部３２、３３と一対の外側プレート１２、１３とを、互いの貫通孔１２ｃ、１３ｃ、３２ａ、３３ａ、３６ａの位置を合わせ、ボルト３７を挿通し、ナット３８で締結する。

次いで、建物２００の矩形の枠組み２０４内において、第１伝達部材３０の基板部３１の取付面３１ａを上枠５０ａの下面に沿って配置する。そして、基板部３１に形成されたボルト孔３１ｂに取り付けられる締結具（例えば、ラグスクリューボルトやビス）によって、上枠５０ａの予め定められた位置に固定する。このようにして、第１伝達部材３０を、一対の外側プレート１２、１３と上枠５０ａとに取り付けることができる。

《第２伝達部材４０》
第２伝達部材４０は、図２、図３および図４に示すように、対向するプレート１２、１３、１４のうち中間プレート１４に接続される部材である。この実施形態では、第２伝達部材４０は、ブレース４１、４２と、取付プレート４６と、基部４３、４４とを備えている。

〈取付プレート４６〉
ここで、取付プレート４６は、例えば、一枚の鋼板から図１３に示すようを所定形状に打ち抜き、かつ、折り曲げて成形されている。図１３は、取付プレート４６の展開図である。取付プレート４６は、図３および図１３に示すように、中間プレート１４の一端に設けられたフランジ１７に、面を合わせて取り付けられる固定部４６ａと、ブレース４１、４２に取り付けられる一対の取付片４６ｂ、４６ｃとを備えている。中間プレート１４の一端に溶接されたフランジ１７は、当該中間プレート１４の一端よりも長い、細長い長方形の板材である。固定部４６ａは、当該フランジ１７と同様に、細長い長方形の部位である。また、フランジ１７には、プレート１４が重なった領域からはみ出た部位に、ボルト１８を挿通するための挿通孔（図示省略）が形成されている。かかる挿通孔に合わせて、取付プレート４６の固定部４６ａにも、ボルト１８を挿通するための挿通孔４６ａ１が形成されている。一対の取付片４６ｂ、４６ｃは、当該固定部４６ａから延びている。一対の取付片４６ｂは、それぞれ当該ブレース４１、４２の端部を挟むように、固定部４６ａの両側に設けられている。ブレース４１、４２の当該端部は、それぞれ取付片４６ｂ、４６ｃに溶接されている。

取付プレート４６は、例えば、一枚の鋼板から図１３に示すようを所定形状に打ち抜き、両側の取付片４６ｂ、４６ｃを固定部４６ａのフランジ１７に取り付けられる面とは反対側の面側に折り曲げて形成するとよい。ここで、図１３中の破線ｂ３、ｂ４は、それぞれ取付片４６ｂ、４６ｃが折り曲げられる折り曲げ線を示している。ここで、一枚の鋼板から打ち抜かれた取付プレート４６を、折り曲げ線ｂ３、ｂ４に沿って折り曲げ、２つの取付片４６ｂ、４ｃを、ブレース４１、４２に沿わせる。そして、取付片４６ｂ、４６ｃと、ブレース４１、４２が重なる部分の角部を溶接するとよい。このように、フランジ１７に取り付けられる固定部４６ａと、ブレース４１、４２に取り付けられる取付片４６ｂとを一枚の鋼板を折り曲げて形成することにより、溶接を用いることなく取付プレート４６を作製でき、加工コストを低く抑えることができる。

〈ブレース４１、４２〉
２本のブレース４１、４２は、プレート１４に接続された部位から、互いの間隔が徐々に拡がるように延在している。この実施形態では、ブレース４１、４２は中空の軸材である。２本のブレース４１、４２は、プレート１４に接続される固定部４６ａから下側に延在した取付片４６ｂに溶接されている。２本のブレース４１、４２は、固定部４６ａから互いの間隔が徐々に拡がるように延在している。また、ブレース４１、４２の長さ方向の中間には、ブレース４１、４２間に架け渡されたブリッジ４５が取り付けられている。これにより、２本のブレース４１、４２は、所要の剛性で、互いの間隔が維持されている。なお、図示された例では、ブリッジ４５は一本であるが、複数本のブリッジ４５が、ブレース４１、４２間に設けられていてもよい。そして、反対側の端部には、基部４３、４４が設けられている。基部４３、４４は、矩形の枠組み２０４（この実施形態では、下枠６０ａ）に取り付けられる部位である。この実施形態では、左右のブレース４１、４２には、それぞれ基部４３、４４が独立して設けられている。

〈基部４３、４４〉
図１４は、左側の基部４３を図示している。右側の基部４４も同様の構造を有する。基部４３、４４は、図１４に示すように、ベース部４３ａ、４４ａと、フランジ部４３ｂ、４４ｂと、を備えている。ベース部４３ａ、４４ａは、下枠６０ａに沿って取り付けられる部位である。この実施形態では、ベース部４３ａは、ブレース４１、４２の端部に対向するように配置される。フランジ部４３ｂ、４４ｂは、ベース部４３ａ、４４ａから立ち上がっている。図１４ではベース部４３ａの片側しか図示されていないが、この実施形態では、フランジ部４３ｂ、４４ｂは、それぞれ当該ブレース４１、４２の端部４１ｂ、４２ｂを挟むように、ベース部４３ａの両側に設けられている。ブレース４１、４２の当該端部４１ｂ、４２ｂは、それぞれフランジ部４３ｂ、４４ｂに溶接されている。

図１に示すように、ベース部４３ａ、４４ａは、コンクリート基礎２０２に埋設されたアンカーボルト１０５に取り付けられる。このため、図１４に示すように、ベース部４３ａには、アンカーボルト１０５を挿通する挿通孔４３ａ１が設けられている。また、当該挿通孔４３ａ１の周囲には、ベース部４３ａを補強する補強板４３ｃが取り付けられている。また、ベース部４３ａには、下枠６０ａと締結するための締結具（例えば、ボルト（図１に示された例では、ラグスクリューボルト１０６））を挿通するための挿通孔４３ａ２、４３ａ３が設けられている。なお、図示例では、ベース部４３ａに補強板４３ｃが取り付けられているが、例えば、ベース部４３ａに所要の強度が確保されている場合には補強板４３ｃは取り付けられていなくてもよい。

〈第２伝達部材４０と下枠６０ａとの取り付け〉
ここで、第２伝達部材４０は、図１に示すように、建物２００の矩形の枠組み２０４内において、上述したようにブレース４１、４２の下端に取り付けられた基部４３、４４を下枠６０ａに沿って配置する。そして、基部４３、４４のベース部４３ａ、４４ａに設けられた挿通孔４３ａ１、４３ａ２、４３ａ３に、締結具（例えば、アンカーボルト１０５、ボルト（ラグスクリューボルト１０６）やビス）を取り付けて、基部４３、４４を下枠６０ａの上に固定するとよい。これによって、第２伝達部材４０は、矩形の枠組み２０４内に立った状態で設置される。

〈中間プレート１４と第２伝達部材４０との取り付け〉
ここで、中間プレート１４の一端（第２伝達部材４０が取り付けられる側の端部）には、フランジ１７が取り付けられている。第２伝達部材４０は、取付プレート４６の固定部４６ａを当該フランジ１７に取り付ける。そして、これら各部材の挿通孔の位置を合わせて、図３および図４に示すように、ボルト１８を挿通し、ナット２０で止める。

《制震装置１００の取り付け構造》
この制震装置１００は、図２に示すように、制震ユニット１０と、第１伝達部材３０と、第２伝達部材４０とを備えている。かかる制震装置１００は、図１に示すように、建物２００の矩形の枠組み２０４内に配置される。この実施形態では、例えば、第２伝達部材４０を建物２００の下枠６０ａに取り付ける。次に第１伝達部材３０を建物２００の上枠５０ａに取り付ける。そして、制震ユニット１０を第１伝達部材３０と第２伝達部材４０の間に配置し、それぞれに取り付けるとよい。第１伝達部材３０と上枠５０ａとの取り付け、一対の外側プレート１２、１３と第１伝達部材３０との取り付け、第２伝達部材４０と下枠６０ａとの取り付け、および、中間プレート１４と第２伝達部材４０との取り付けは、既に説明した通りであるので、ここでは、説明を省略する。

この制震装置１００では、第１伝達部材３０と第２伝達部材４０によって、建物２００に生じたせん断変位が制震ユニット１０に伝達される。図１５（ａ）、（ｂ）は、制震装置１００が取り付けられた建物２００について、天井梁５０と土台６０とが水平方向に相対的に変位した状態を示している。ここで、図１５（ａ）は、天井梁５０が、土台６０に対して右側に変位した状態を示しており、図１５（ｂ）は、天井梁５０が、土台６０に対して左側に変位した状態を示している。図１５（ａ）、（ｂ）は、適宜に図を簡素化しており、例えば、上枠５０ａや下枠６０ａは、図示を省略している。

かかる建物２００において、大きな地震時には、天井梁５０と土台６０とが水平方向に相対的な変位を伴って揺れる。このため、天井梁５０に取り付けられた第１伝達部材３０と、土台６０に取り付けられた第２伝達部材４０との間に相対的な変位が生じる。第１伝達部材３０と、第２伝達部材４０とが相対的に変位すると、制震ユニット１０の対向するプレート（１２、１３）、１４に相対的な変位が生じる。対向するプレート（１２、１３）、１４に相対的な変位が生じると、図６に示すように、粘弾性体１５、１６にせん断変形が生じる。大きな地震時には、天井梁５０（第１伝達部材３０）および一対の外側プレート１２、１３と、土台６０（第２伝達部材４０）および中間プレート１４とが水平方向に相対的な変位を伴って揺れる。この際、粘弾性体１５、１６に、繰返しせん断荷重が入力される。

粘弾性体１５、１６は、図７に示すように、せん断荷重に対して抵抗力を有するとともに、せん断変形を伴う振動を受けると、一周期毎に、当該ヒステリシスループＨで囲まれた面積に相当する量のエネルギを吸収し得る。このため、この制震装置１００は、地震時に建物２００の揺れを小さく抑えるとともに、振動を早期に減衰させることができ、建物２００に生じる損傷や被害の程度を小さくすることができる。

《制震装置１００のまとめ》
以上のように、ここで提案される制震装置１００は、例えば、図１から図５に示すように、中間プレート１４と、一対の粘弾性体１５、１６と、一対の外側プレート１２、１３と、伝達部材３０、４０と、連結部材３７、３８とを備える。一対の粘弾性体１５、１６は、中間プレート１４を挟んで対向し、かつ、中間プレート１４にそれぞれ接着されている。一対の外側プレート１２、１３は、中間プレート１４の両面において粘弾性体１５、１６を挟んで対向している。一対の外側プレート１２、１３は、粘弾性体１５、１６に接着された接着部１２ａ、１３ａと、中間プレート１４および粘弾性体１５、１６からはみ出て互いに対向する対向部１２ｂ、１３ｂと、を備えている。伝達部材３０、４０は、一対の外側プレート１２、１３に接続された第１伝達部材３０と、中間プレート１４に接続された第２伝達部材４０とを備える。

ここで、第１伝達部材３０は、建物２００に取り付けられる取付面３１ａを有する基板部３１と、基板部３１の両側縁でそれぞれ取付面３１ａとは反対側の面側に折り曲げられた一対の側板部３２、３３とを備える。一対の側板部３２、３３は、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂに沿ってそれぞれ配置される。そして、一対の側板部３２、３３と一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂとは、連結部材３７、３８によって連結されている。

かかる制震装置１００によると、第１伝達部材３０において、建物２００に取り付けられる取付面３１ａを有する基板部３１と、外側プレート１２、１３に取り付けられる側板部３２、３３とが一枚の板材を折り曲げて形成されている。この場合、溶接を用いることなく、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３と建物２００とを接続することができる。このため、従来よりも溶接箇所を減らしてコスト削減が図れる。また、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３と建物２００とを接続するのに溶接が用いられていないので、溶接不良などの品質リスクを回避することができる。

この実施形態では、図４および図１２に示すように、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂの間には、該対向部１２ｂ、１３ｂ間の間隔を保持するスペーサ３６が配置されている。このため、第１伝達部材３０と一対の外側プレート１２、１３とを接続する構成において、所要の強度が確保される。また、一対の外側プレート１２、１３の間隔が適切に維持され、一対の外側プレート１２、１３に対する中間プレート１４の相対変位に対して、粘弾性体１５、１６に適切にせん断変形を生じさせることができる。これによって、制震装置１００は減衰機能をより適切に発揮しうる。

本制震装置１００によると、一対の側板部３２、３３は、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂの向かい合う内面に沿ってそれぞれ配置されている。このようにすれば、側板部３２、３３を外側プレート１２、１３の内側に入れることで、当該部位を薄型化できる。このように当該部位を薄くすることによって、例えば、矩形の枠組み２０４において、一対の柱７０ａ、７０ｂの中間位置において、天井梁５０（図１では、上枠５０ａ）と土台６０（図１では、下枠６０ａ）に間柱（図示省略）を取り付ける場合などに、間柱を設置しやすくなる。

この実施形態では、図４および図１２に示すように、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂは、貫通孔１２ｃ、１３ｃを有している。一対の側板部３２、３３は、対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃに相対する位置に貫通孔３２ａ、３３ａを有している。また、スペーサ３６は、一対の側板部３２、３３の間において、該側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａに相対する位置に装着されたスリーブ３６である。
そして、連結部材（３７、３８）は、スリーブ３６と側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａと対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃとに通された軸材３７と、該軸材３７を対向部１２ｂ、１３ｂの外面に繋ぎ止める繋止材３８とを備えている。このようにすれば、第１伝達部材３０と一対の外側プレート１２、１３とを精度よく組み付けることができる。これによって、粘弾性体１５、１６に適切にせん断変形を生じさせることができる。

さらに当該スリーブ３６に軸材３７を通し、繋止材３８によって、当該軸材を一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂに繋ぎ止めることができる。この場合、スリーブ３６に通した軸材３７は、スリーブ３６の内周面によって受けられる。この制震装置１００は、地震時に、粘弾性体１５、１６のせん断変形に対する大きな反力が、当該スリーブ３６の内周面と軸材３７に作用する。この際、軸材３７はスリーブ３６の内周面によって広い面積で受けられている。このため、軸材３７およびスリーブ３６の損傷が免れる。これによって、地震時に、粘弾性体１５、１６に適切にせん断変形を生じさせることができる。

本制震装置１００によると、一対の側板部３２、３３の内面とスリーブ３６の先端とが、点溶接されている。この場合、点溶接のような簡易な手段で側板部３２、３３とスリーブ３６とを固定できるので、該固定に要する時間および手間を大幅に削減することができる。また、スリーブ３６と側板部３２、３３とを一体に取り扱えるようになるので、スリーブ３６と側板部３２、３３と外側プレート１２、１３との連結作業が容易となる。

以上、本発明の一実施形態に係る制震装置１００を説明した。制震装置１００は、上述した実施形態に限定されない。なお、同様の作用を奏する部材または部位には、同じ符号を付して説明する。

例えば、第１伝達部材３０の一対の側板部３２、３３は、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂに沿ってそれぞれ配置されていればよく、上述した実施形態に限定されない。例えば、図１６および図１７に示すように、一対の側板部３２、３３は、一対の外側プレートの対向部の外側を向いた外面に沿ってそれぞれ配置されていてもよい。図示した例では、一対の側板部３２、３３は、貫通孔３２ａ、３３ａを有している。また、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂは、側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａに相対する位置に貫通孔１２ｃ、１３ｃを有している。

スリーブ３６は、一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂの間において、当該対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃに相対する位置に装着される。ここでは、スリーブ３６の長さＬ１は、一対の外側プレート１２、１３の間の距離Ｌ２と凡そ同じである。つまり、スリーブ３６は、一対の外側プレート１２、１３の間隙に凡そちょうど収まりうる長さを有している。これによって、スリーブ３６は、一対の外側プレート１２、１３の間隔を適切に保つことができる。また、所要の強度が確保される。

そして、当該スリーブ３６と一対の側板部３２、３３と一対の外側プレート１２、１３の対向部１２ｂ、１３ｂとは、連結部材３７（図３、図４）によって連結されている。ここで、連結部材（３７、３８）は、スリーブ３６と対向部１２ｂ、１３ｂの貫通孔１２ｃ、１３ｃと側板部３２、３３の貫通孔３２ａ、３３ａとに通された軸材３７と、該軸材３７を側板部３２、３３の外面に繋ぎ止める繋止材３８とを備えている。このような構成であっても、溶接を用いることなく、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３とを接続することができる。このため、従来よりも溶接箇所を減らしてコスト削減が図れる。また、第１伝達部材３０と外側プレート１２、１３と建物２００とを接続するのに溶接が用いられていないので、溶接不良などの品質リスクを回避することができる。

また、上述した実施形態では、制震装置１００は、建物２００の１階に取り付けた例を例示したが、制震装置１００は、建物２００の２階以上の階に取り付けてもよい。また、上述した実施形態では、制震装置１００は、制震ユニット１０の粘弾性体１５、１６によって振動エネルギを吸収する形態を例示したが、制震ユニット１０の構造は、上記に限定されない。

１０ 制震ユニット
１２、１３ 外側プレート
１２ａ 接着部
１２ｂ、１３ｂ 対向部
１２ｃ、１３ｃ 貫通孔
１４ 中間プレート
１５、１６ 粘弾性体
１７ フランジ
３０ 第１伝達部材
３１ 基板部
３１ａ 取付面
３２、３３ 側板部
３２ａ、３３ａ 貫通孔
３６ スリーブ
３６ａ 貫通孔
３７ 軸材
３８ 繋止材
４０ 第２伝達部材
４１、４２ ブレース
４３、４４ 基部
４５ ブリッジ
４６ 取付プレート
４６ａ 固定部
４６ａ１ 挿通孔
４６ｂ 取付片
５０ 天井梁
５０ａ 上枠
６０ 土台
６０ａ 下枠
７０ａ 柱
７０ａ，７０ｂ 柱
１００ 制震装置
２００ 建物
２０２ コンクリート基礎
Ｈ ヒステリシスループ

Claims (7)

1. 中間プレートと、一対の粘弾性体と、一対の外側プレートと、伝達部材と、連結部材とを備え、
   前記一対の粘弾性体は、
   前記中間プレートを挟んで対向し、かつ、前記中間プレートにそれぞれ接着されており、
   前記一対の外側プレートは、
   前記中間プレートの両面において前記粘弾性体を挟んで対向しており、
   前記粘弾性体に接着された接着部と、
   前記中間プレートおよび前記粘弾性体からはみ出て互いに対向する対向部と
   を備えており、
   前記伝達部材は、
   前記一対の外側プレートに接続された第１伝達部材と、
   前記中間プレートに接続された第２伝達部材と
   を備え、
   前記第１伝達部材は、
   建物に取り付けられる取付面を有する基板部と、
   前記基板部の両側縁でそれぞれ前記取付面とは反対側の面側に折り曲げられた一対の側板部と
   を備え、
   前記一対の側板部は、前記一対の外側プレートの対向部に沿ってそれぞれ配置され、
   前記一対の側板部と前記一対の外側プレートの対向部とは、前記連結部材によって連結されている、制震装置。
2. 前記一対の外側プレートの対向部の間には、該対向部間の間隔を保持するスペーサが配置されている、請求項１に記載された制震装置。
3. 前記一対の側板部は、前記一対の外側プレートの対向部の向かい合う内面に沿ってそれぞれ配置されている、請求項２に記載された制震装置。
4. 前記一対の外側プレートの対向部は、貫通孔を有しており、
   前記一対の側板部は、前記対向部の貫通孔に相対する位置に貫通孔を有しており、
   前記スペーサは、前記一対の側板部の間において、該側板部の貫通孔に相対する位置に装着されたスリーブであり、
   前記連結部材は、前記スリーブと前記側板部の貫通孔と前記対向部の貫通孔とに通された軸材と、該軸材を前記対向部の外面に繋ぎ止める繋止材とを備える、請求項３に記載された制震装置。
5. 前記一対の側板部の内面と前記スリーブの先端とが、点溶接されている、請求項４に記載された制震装置。
6. 前記一対の側板部は、前記一対の外側プレートの対向部の外側を向いた外面に沿ってそれぞれ配置されている、請求項２に記載された制震装置。
7. 前記一対の側板部は、貫通孔を有しており、
   前記一対の外側プレートの対向部は、前記側板部の貫通孔に相対する位置に貫通孔を有しており、
   前記スペーサは、前記一対の外側プレートの対向部の間において、該対向部の貫通孔に相対する位置に装着されたスリーブであり、
   前記連結部材は、前記スリーブと前記対向部の貫通孔と前記側板部の貫通孔とに通された軸材と、該軸材を前記側板部の外面に繋ぎ止める繋止材とを備える、請求項６に記載された制震装置。

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