JP7141951B2

JP7141951B2 - 同調制御型制振装置及び同調制御型制振装置の施工方法

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Publication number: JP7141951B2
Application number: JP2019002823A
Authority: JP
Inventors: 靖史三浦; 友理大塚; 佳也中村; 康人佐々木
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 2019-01-10
Filing date: 2019-01-10
Publication date: 2022-09-26
Anticipated expiration: 2039-01-10
Also published as: JP2020112198A

Description

本発明は、同調制御型制振装置及び同調制御型制振装置の施工方法に関する。

制振装置は、地震時等における建物の振動を低減させる装置である。制振装置の１つとして、慣性質量粘性ダンパーを用いた制振装置が知られている。例えば特許文献１及び特許文献２には、慣性質量粘性ダンパーの一例が記載されている。

慣性質量粘性ダンパーを用いた制振装置の性能をより高めるために、構造体に支持された弾性部材に慣性質量ダンパーが連結されることがある。このような場合、弾性部材の剛性が適切に設定される必要がある。例えば特許文献３には、制振装置を建物に設置する際に弾性部材の剛性を適切に設定できる技術の一例が記載されている。弾性部材の最適な剛性は、建物の固有周期に応じて変化する。建物の固有周期は設計時点においてある程度予測することができる。

特開２０１０－３１４６７号公報特開２０１６－５０５９３号公報特開２０１０－９０５５５号公報

しかしながら、予測した固有周期と実際の固有周期との間にずれが生じることがある。ずれが生じた場合には、制振装置が設計通りの性能を発揮できない可能性がある。このため、弾性部材の剛性が調整されることが好ましい。しかしながら、制振装置が建物に設置された後で弾性部材の剛性を調整することは容易ではなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、慣性質量粘性ダンパーに連結される部材の剛性を容易に適切な値に近付けることができる同調制御型制振装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様は、第１構造材に支持される慣性質量粘性ダンパーと、前記第１構造材とは異なる第２構造材に支持され且つ前記慣性質量粘性ダンパーに連結される弾性支持ユニットと、を備え、前記弾性支持ユニットは、前記第１構造材、前記第２構造材、及び前記慣性質量粘性ダンパーの相互作用に応じて変形する弾性部材と、前記弾性部材を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記弾性部材の長手方向に沿う長穴を有し且つ前記弾性部材の両側に配置されるクランプ部と、前記長穴に取り付けられる締結部材と、を備える同調制御型制振装置である。

なお、本発明の上記の態様において、前記慣性質量粘性ダンパーの軸方向に平行な軸を第１軸とし、前記第１軸に対して直交し且つ前記弾性部材の長手方向に対して直交する軸を第２軸とすると、前記弾性部材の長手方向に対して直交する平面で前記弾性部材を切った断面において、前記第２軸に関する断面二次モーメントは、前記第１軸に関する断面二次モーメントよりも小さいことが好ましい。

なお、本発明の上記の態様において、前記慣性質量粘性ダンパーの軸方向に平行な軸を第１軸とし、前記第１軸に対して直交し且つ前記弾性部材の長手方向に対して直交する軸を第２軸とすると、前記弾性部材の長手方向に対して直交する平面で前記弾性部材を切った断面において、前記第２軸に関する断面二次モーメントは、前記第１軸に関する断面二次モーメントよりも大きいことが好ましい。

なお、本発明の上記の態様において、前記慣性質量粘性ダンパーは、慣性質量要素と、粘性減衰要素と、を備えることが好ましい。

また、本発明の他の一態様は、第１構造材に支持される慣性質量粘性ダンパーと、前記第１構造材とは異なる第２構造材に支持され且つ前記慣性質量粘性ダンパーに連結される弾性支持ユニットと、を備え、前記弾性支持ユニットは、前記第１構造材、前記第２構造材、及び前記慣性質量粘性ダンパーの相互作用に応じて変形する弾性部材と、前記弾性部材を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記弾性部材の長手方向に沿う長穴を有し且つ前記弾性部材の両側に配置されるクランプ部と、前記長穴に取り付けられる締結部材と、を備える同調制御型制振装置の施工方法であって、建物の固有周期を測定する第１ステップと、前記固有周期に基づいて前記弾性支持ユニットに求められる剛性を算出する第２ステップと、前記剛性に基づいて、前記弾性部材に求められる弾性変形可能な長さを算出する第３ステップと、前記弾性変形可能な長さに基づいて、前記締結部材の位置を変更する第４ステップと、を含む。

本発明によれば、慣性質量粘性ダンパーに連結される部材の剛性を容易に適切な値に近付けることができる同調制御型制振装置を提供することができる。

図１は、実施の形態１に係る同調制御型制振装置の正面図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。図３は、図１における支持部材の拡大図である。図４は、図１における連結部材の拡大図である。図５は、図２における連結部材の拡大図である。図６は、図１におけるＢ－Ｂ断面図である。図７は、実施の形態２に係る同調制御型制振装置の正面図である。図８は、図７におけるＣ－Ｃ断面図である。図９は、図７における支持部材の拡大図である。図１０は、図８における支持部材の拡大図である。図１１は、図７における連結部材の拡大図である。図１２は、図８における連結部材の拡大図である。図１３は、図７におけるＤ－Ｄ断面図である。図１４は、同調制御型制振装置の施工方法を示すフローチャートである。図１５は、実施の形態３に係る同調制御型制振装置の正面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る同調制御型制振装置の正面図である。図２は、図１におけるＡ－Ａ断面図である。なお、図２において、第４アーム３７の周辺部分は、簡略化されている。図３は、図１における支持部材の拡大図である。図４は、図１における連結部材の拡大図である。図５は、図２における連結部材の拡大図である。図６は、図１におけるＢ－Ｂ断面図である。

実施の形態１に係る同調制御型制振装置１は、地震時等における建物の振動を抑制するための装置である。図１に示すように同調制御型制振装置１は、建物の第１梁１０１、第２梁１０２、第１柱１０３及び第２柱１０４で囲まれた領域に配置される。第１梁１０１及び第２梁１０２は水平方向に延びている。第２梁１０２は、第１梁１０１の下方に位置する。例えば、第１梁１０１及び第２梁１０２はＨ形鋼である。第１柱１０３及び第２柱１０４は鉛直方向に延びている。例えば、第１柱１０３及び第２柱１０４は角形鋼管である。第１梁１０１、第２梁１０２、第１柱１０３及び第２柱１０４は、建物の骨組を構成する構造材である。

以下の説明において、ＸＹＺ直交座標系が用いられる。Ｙ軸は、第１梁１０１及び第２梁１０２の長手方向に沿う軸である。Ｚ軸は、第１柱１０３及び第２柱１０４の長手方向に沿う軸である。Ｘ軸は、Ｙ軸及びＺ軸の両方に対して直交する軸である。Ｘ軸に沿う方向はＸ方向と記載され、Ｙ軸に沿う方向はＹ方向と記載され、Ｚ軸に沿う方向はＺ方向と記載される。Ｘ方向及びＹ方向が水平方向であり、鉛直方向がＺ方向である。Ｘ方向のうち建物の外部から内部に向かう方向を＋Ｘ方向とする。＋Ｘ方向を向いた場合の右方向を＋Ｙ方向とする。Ｚ方向のうち鉛直方向で下から上に向かう方向を＋Ｚ方向とする。

図１に示すように、同調制御型制振装置１は、慣性質量粘性ダンパー２と、ダンパー支持部材３０と、第１アーム３１と、第２アーム３２と、ダンパー支持部材３５と、第３アーム３６と、第４アーム３７と、弾性支持ユニット４と、ストッパー６と、を備える。同調制御型制振装置とは、慣性質量粘性ダンパーのうちの慣性質量要素とばね（柔支持部材）を含む振動系の固有振動数を建物の固有振動数（例えば建物の１次固有振動数）と同調させた装置である。振動系の固有振動数が建物の固有振動数と同調することで、地震時等の応答が効率よく抑制される。

慣性質量粘性ダンパー２は、ケース２０と、ねじ軸２１２と、ねじ軸２１２の直動運動によって回転する慣性質量要素２３と、粘性減衰要素２５と、を備える。慣性質量粘性ダンパー２は、粘性減衰要素２５による粘性減衰力（エネルギー吸収）とにより抵抗力を生じさせるダンパーである。慣性質量粘性ダンパー２において、慣性質量要素２３及び粘性減衰要素２５は、別々に配置される。粘性減衰要素２５の構成は、特に限定されない。粘性減衰要素２５は、例えば、粘性流体が充填されたシリンダ２５０と、シリンダ２５０に対して相対移動できるピストン２５２と、を備える。慣性質量粘性ダンパー２がばね（柔支持部材）としての弾性支持ユニット４に接続されることで、慣性質量粘性ダンパー２に設けられたねじ軸２１２の移動範囲が大きくなる。これにより、同調制御型制振装置１の減衰性能が向上する。同調制御型制振装置１においては、慣性質量要素２３と弾性支持ユニット４を含む振動系が、粘性減衰要素２５の効率的な作動に寄与する。粘性減衰要素２５が効率的に作動することによって、粘性減衰要素２５の作動域（変位）が構造材間の相対変位を上回る。

図１に示すダンパー支持部材３０は、慣性質量要素２３を支持するための部材である。ダンパー支持部材３０は、第１梁１０１に固定されている。ダンパー支持部材３０は、第１梁１０１から第２梁１０２に向かって延びている。

第１アーム３１は、慣性質量要素２３の一端に取り付けられている。例えば、第１アーム３１は、ケース２０のねじ軸２１２とは反対側の端部に固定されている。第１アーム３１は、ピン３１０を介してダンパー支持部材３０に連結されている。すなわち、第１アーム３１はダンパー支持部材３０にピン接合されている。ピン３１０は、ダンパー支持部材３０をＸ方向に貫通している。第１アーム３１は、ピン３１０を中心に回転できる。すなわち、ダンパー支持部材３０と第１アーム３１との間で曲げモーメントは伝達されない。

第２アーム３２は、慣性質量要素２３の他端に取り付けられている。例えば、第２アーム３２は、ケース２０のねじ軸２１２の端部に固定されている。第２アーム３２は、ピン３２０を介して弾性支持ユニット４に連結されている。すなわち、第２アーム３２は弾性支持ユニット４にピン接合されている。第２アーム３２は、ピン３２０を中心に回転できる。すなわち、弾性支持ユニット４と第２アーム３２との間で曲げモーメントは伝達されない。

ダンパー支持部材３５は、粘性減衰要素２５を支持するための部材である。ダンパー支持部材３５は、第１梁１０１に固定されている。ダンパー支持部材３５は、第１梁１０１から第２梁１０２に向かって延びている。

第３アーム３６は、シリンダ２５０の一端に取り付けられている。第３アーム３６は、ピン３６０を介してダンパー支持部材３５に連結されている。すなわち、第３アーム３６はダンパー支持部材３５にピン接合されている。ピン３６０は、ダンパー支持部材３５をＸ方向に貫通している。第３アーム３６は、ピン３６０を中心に回転できる。すなわち、ダンパー支持部材３５と第３アーム３６との間で曲げモーメントは伝達されない。

第４アーム３７は、ピストン２５２の一端に取り付けられている。第４アーム３７は、ピン３２０を介して弾性支持ユニット４に連結されている。すなわち、第４アーム３７は弾性支持ユニット４にピン接合されている。第４アーム３７は、ピン３２０を中心に回転できる。すなわち、弾性支持ユニット４と第４アーム３７との間で曲げモーメントは伝達されない。

同調制御型制振装置１においては、慣性質量要素２３と弾性支持ユニット４を含む振動系の固有振動数を建物の固有振動数と同調させる結果、地震時等におけるねじ軸２１２の軸方向の変位は、構造材間の相対変位よりも大きくなる場合がある。例えば、構造材間の相対変位は、地震時等における第１梁１０１のＹ方向の変位と第２梁１０２のＹ方向の変位との間の差である。弾性支持ユニット４は、第２梁１０２に支持される。弾性支持ユニット４は、図１に示すように支持部材４０と、弾性部材４２と、補助部材４３と、締結部材４４と、連結部材４５と、を備える。

支持部材４０は、図１に示すように第２梁１０２に固定される。支持部材４０は、図３に示すように、基部４０１と、端面部４０２と、２つのクランプ部４０３と、締結部材４０４と、を備える。基部４０１は、例えばＨ形鋼である。基部４０１の一端が第２梁１０２に固定される。端面部４０２及びクランプ部４０３は、基部４０１の他端に設けられた板である。端面部４０２は、Ｚ軸に対して直交する。クランプ部４０３は、Ｙ軸に対して直交する。２つのクランプ部４０３は、端面部４０２のＹ方向の両端に配置される。

弾性部材４２は、板バネである。弾性部材４２は、支持部材４０に固定される。弾性部材４２は、地震時等において第１構造材（第１梁１０１）、第２構造材（第２梁１０２）、及び慣性質量粘性ダンパー２の相互作用に応じて変形する。弾性部材４２のうち最も面積の大きい面である主面４２９は、Ｙ軸に対して直交している。２つの主面４２９間の距離が弾性部材４２の厚さである。すなわち、弾性部材４２の厚さ方向はＹ軸に沿っている。弾性支持ユニット４は複数の弾性部材４２を備える。複数の弾性部材４２がＹ方向に重ねられている。複数の弾性部材４２は、端面部４０２に置かれ且つ２つのクランプ部４０３の間に配置されている。複数の弾性部材４２のうちＹ方向の端に位置する弾性部材４２とクランプ部４０３との間にはスペーサ４１が設けられる。弾性部材４２の厚さ及び弾性部材４２の数に応じてスペーサ４１の厚さ及び数が調整される。弾性部材４２は、締結部材４０４によってクランプ部４０３に固定されている。例えば締結部材４０４は、クランプ部４０３、スペーサ４１、及び複数の弾性部材４２を貫通するボルト及びナットである。

図３に示すように、クランプ部４０３は、長穴４０３ｈを備える。長穴４０３ｈの長手方向はＺ軸に沿う。スペーサ４１は、長穴４１ｈを備える。長穴４１ｈの長手方向はＺ軸に沿う。Ｙ方向から見て、長穴４１ｈは、長穴４０３ｈに重なる。弾性部材４２は、長穴４２ｈを備える。長穴４２ｈの長手方向はＺ軸に沿う。Ｙ方向から見て、長穴４２ｈは、長穴４１ｈ及び長穴４０３ｈに重なる。締結部材４０４のボルトは、長穴４０３ｈ、長穴４１ｈ及び長穴４２ｈを貫通している。締結部材４０４のナットが緩められると、締結部材４０４はＺ方向に移動できる。

弾性部材４２は、図３及び図４に示すように複数の取付部４２０を備える。取付部４２０は、例えば孔である。例えば、１つの弾性部材４２が備える取付部４２０の数は例えば２つである。取付部４２０は、弾性部材４２をＹ方向に貫通している。すなわち、取付部４２０は、一方の主面４２９から他方の主面４２９に向かって延びている。取付部４２０は、支持部材４０の連結部材４５側の端部から連結部材４５の支持部材４０側の端部までの間に配置される。

補助部材４３は板状の部材である。例えば、補助部材４３のＸ方向の長さは、弾性部材４２のＸ方向の長さに等しい。補助部材４３のＹ方向の長さは、弾性部材４２のＹ方向の長さに等しい。補助部材４３のＺ方向の長さは、弾性部材４２のＺ方向の長さよりも小さい。補助部材４３のうち最も面積の大きい面である主面４３９は、Ｙ軸に対して直交している。２つの主面４３９間の距離が補助部材４３の厚さである。すなわち、補助部材４３の厚さ方向はＹ軸に沿っている。弾性支持ユニット４は、例えば２つの補助部材４３を備える。補助部材４３が、複数の弾性部材４２のＹ方向の両側に１つずつ重ねられている。

補助部材４３は、図３及び図４に示すように複数の取付部４３０を備える。取付部４３０は、例えば孔である。取付部４３０は、補助部材４３をＹ方向に貫通している。すなわち、取付部４３０は、一方の主面４３９から他方の主面４３９に向かって延びている。１つの補助部材４３が備える取付部４３０の数は例えば２つである。隣接する取付部４３０の間の間隔は、隣接する取付部４２０の間の間隔に等しい。Ｙ方向から見て、取付部４３０は取付部４２０に重なる。

連結部材４５は、弾性部材４２に対して支持部材４０とは反対側に配置される。図４に示すように、連結部材４５は、本体部４５１と、フランジ部４５２と、２つのクランプ部４５３と、突出部４５７と、を備える。本体部４５１は、第２アーム３２及び第４アーム３７に連結される板状部材である。ピン３２０が本体部４５１をＸ方向に貫通している。フランジ部４５２は、本体部４５１の第２梁１０２側の端部に固定された板である。クランプ部４５３は、Ｌ字状の部材である。クランプ部４５３は、締結部材４５６によってフランジ部４５２に固定されている。例えば締結部材４５６は、クランプ部４５３及びフランジ部４５２を貫通するボルト及びナットである。２つのクランプ部４５３は、複数の弾性部材４２をＹ方向の両側から挟む。弾性部材４２は、締結部材４５４によってクランプ部４５３に固定されている。例えば、締結部材４５４は、クランプ部４５３及び複数の弾性部材４２を貫通するボルト及びナットである。突出部４５７は、本体部４５１の第１梁１０１側の端部に固定される。図５に示すように、突出部４５７はＴ字状の部材である。突出部４５７は、Ｚ軸に対して直交する底板４５７１と、底板４５７１から＋Ｚ方向に突出する縦板４５７２と、を備える。

ストッパー６は、図２に示す弾性支持ユニット４のＸ方向の揺れを制限する部材である。図５に示すように、ストッパー６は、第１梁１０１に固定される。ストッパー６は、例えばＬ字状の部材である。同調制御型制振装置１は、２つのストッパー６を備える。２つのストッパー６は、Ｘ方向に沿って並んでいる。２つのストッパー６の間には隙間が設けられている。

２つのストッパー６の間に突出部４５７が配置される。具体的には、縦板４５７２が２つのストッパー６の間に配置される。２つのストッパー６により、突出部４５７のＸ方向の移動が制限される。言い換えると、弾性支持ユニット４に加わるＸ方向の荷重は、突出部４５７及びストッパー６を介して第１梁１０１に伝わる。一方、突出部４５７はＸ方向に移動できる。弾性支持ユニット４に加わるＹ方向の荷重は、ストッパー６に伝わらない。したがって、Ｘ軸まわりの曲げモーメントに対しては、弾性支持ユニット４は片持ち梁として変形する。

地震時等において弾性支持ユニット４にはＸ軸まわりの曲げモーメントが加わる。弾性支持ユニット４にはＸ軸まわりの曲げが生じる。このため、連結部材４５がＹ方向に沿って往復運動する。連結部材４５の往復運動は、第２アーム３２を介してねじ軸２１２に伝わる。また、連結部材４５の往復運動は、第４アーム３７を介してピストン２５２に伝わる。

図６に示す断面におけるＸ軸に関する断面二次モーメントは、Ｙ軸に関する断面二次モーメントよりも小さい。

なお、弾性支持ユニット４は必ずしも第２梁１０２に固定されていなくてもよい。弾性支持ユニット４は、第１梁１０１に固定されていてもよい。慣性質量粘性ダンパー２は、必ずしも第１梁１０１に支持されていなくてもよい。慣性質量粘性ダンパー２は、弾性支持ユニット４が固定された構造材とは異なる構造材に支持されていればよい。

なお、取付部４２０の数は、必ずしも２つでなくてもよい。例えば取付部４２０の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。ただし、取付部４２０の数は２つ以上である方が、補助部材４３の位置がずれにくい点で好ましい。

以上で説明したように、同調制御型制振装置１は、慣性質量粘性ダンパー２と、弾性支持ユニット４と、を備える。慣性質量粘性ダンパー２は、第１構造材（第１梁１０１）に支持される。弾性支持ユニット４は、第１構造材（第１梁１０１）とは異なる第２構造材（第２梁１０２）に支持され且つ慣性質量粘性ダンパー２に連結される。弾性支持ユニット４は、第１構造材（第１梁１０１）、第２構造材（第２梁１０２）、及び慣性質量粘性ダンパー２の相互作用に応じて変形する弾性部材４２と、弾性部材４２を支持する支持部材４０と、を備える。支持部材４０は、弾性部材４２の長手方向に沿う長穴４０３ｈを有し且つ弾性部材４２の両側に配置されるクランプ部４０３と、長穴４０３ｈに取り付けられる締結部材４０４と、を備える。

これにより、建物が完成した後でも、弾性部材４２の弾性変形可能な長さを調整することが可能となる。建物の実際の固有周期が測定された後に弾性部材４２の弾性変形可能な長さが調整されると、弾性支持ユニット４の剛性が適切な値に近付く。同調制御型制振装置１は、慣性質量粘性ダンパー２に連結される部材（弾性支持ユニット４）の剛性を容易に適切な値に近付けることができる。

また、慣性質量粘性ダンパー２の軸方向に平行な軸を第１軸（Ｙ軸）とし、第１軸（Ｙ軸）に対して直交し且つ弾性部材４２の長手方向に対して直交する軸を第２軸（Ｘ軸）とする。この場合、弾性部材４２の長手方向に対して直交する平面で弾性部材４２を切った断面（図６に示す断面）において、第２軸（Ｘ軸）に関する断面二次モーメントは、第１軸（Ｙ軸）に関する断面二次モーメントよりも小さい。なお、慣性質量粘性ダンパー２の軸方向は、ねじ軸２１２の軸方向を意味する。言い換えると、慣性質量粘性ダンパー２の軸方向は、慣性質量要素２３の回転軸と平行な方向を意味する。

これにより、弾性支持ユニット４の剛性を調整しやすくなるので、弾性支持ユニット４の剛性を所望の値にすることが容易となる。

慣性質量粘性ダンパー２は、慣性質量要素２３と、粘性減衰要素２５と、を備える。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係る同調制御型制振装置の正面図である。図８は、図７におけるＣ－Ｃ断面図である。なお、図８において、第４アーム３７の周辺部分は、簡略化されている。図９は、図７における支持部材の拡大図である。図１０は、図８における支持部材の拡大図である。図１１は、図７における連結部材の拡大図である。図１２は、図８における連結部材の拡大図である。図１３は、図７におけるＤ－Ｄ断面図である。なお、上述した実施の形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図７に示すように、実施の形態２に係る同調制御型制振装置１Ａは、弾性支持ユニット４Ａと、スライダー７と、を備える。

同調制御型制振装置１Ａにおいては、慣性質量要素２３と弾性支持ユニット４Ａを含む振動系の固有振動数を建物の固有振動数と同調させる結果、地震時等におけるねじ軸２１２の軸方向の変位は、構造材間の相対変位よりも大きくなる場合がある。弾性支持ユニット４Ａは、第１梁１０１及び第２梁１０２に支持される。弾性支持ユニット４Ａは、図７に示すように支持部材４０Ａと、弾性部材４２Ａと、補助部材４３Ａと、締結部材４４Ａと、連結部材４５Ａと、を備える。

支持部材４０Ａは、図９に示すように２つのスペーサ４０７と、２つのクランプ部４０５と、４つの締付部４０６と、締結部材４０９と、を備える。スペーサ４０７は、複数の弾性部材４２Ａに対してＹ方向の両側に配置される。クランプ部４０５は、例えばＬ字状の部材である。クランプ部４０５は、第２梁１０２に固定される。２つのクランプ部４０５は、複数の弾性部材４２ＡをＹ方向の両側からスペーサ４０７を介して挟む。クランプ部４０５は、長穴４０５ａを備える。長穴４０５ａの長手方向はＹ軸に沿う。クランプ部４０５は、締結部材４０８によって第２梁１０２に固定される。例えば締結部材４０８は、長穴４０５ａ及び第２梁１０２を貫通するボルト及びナットである。締付部４０６は、例えばＣ字状の部材である。締付部４０６は、図９及び図１０に示すように第１側板４０６１と、２つの第２側板４０６２とを備える。第１側板４０６１は、Ｘ軸に対して直交している。第２側板４０６２は、第１側板４０６１のＹ方向の端部に配置され、Ｙ軸に対して直交している。２つの第２側板４０６２が２つのクランプ部４０５をＹ方向から挟んでいる。締付部４０６は、締結部材４０９によってクランプ部４０５に固定される。例えば、締結部材４０９は、締付部４０６、クランプ部４０５及びスペーサ４０７を貫通するボルト及びナットである。締付部４０６は、スペーサ４０７を介してクランプ部４０５を弾性部材４２Ａに押し付ける。

締付部４０６がクランプ部４０５から外され且つ長穴４０５ａ及び第２梁１０２を貫通するボルトが緩められると、クランプ部４０５はＹ方向に移動できる。２つのクランプ部４０５間のＹ方向の距離を調整することが可能である。

弾性部材４２Ａは、板バネである。弾性部材４２Ａは、支持部材４０Ａに固定される。弾性部材４２Ａは、地震時等において第１構造材（第１梁１０１）、第２構造材（第２梁１０２）、及び慣性質量粘性ダンパー２の相互作用に応じて変形する。弾性部材４２Ａのうち最も面積の大きい面である主面４２９Ａは、Ｘ軸に対して直交している。２つの主面４２９Ａ間の距離が弾性部材４２Ａの厚さである。すなわち、弾性部材４２Ａの厚さ方向はＸ軸に沿っている。弾性支持ユニット４Ａは複数の弾性部材４２Ａを備える。複数の弾性部材４２ＡがＹ方向に重ねられている。複数の弾性部材４２Ａは、第２梁１０２に置かれ且つ２つのクランプ部４０５の間に配置されている。複数の弾性部材４２Ａは、２つのクランプ部４０５に締め付けられる。

図９に示すように、スペーサ４０７は、長穴４０７ｈを備える。長穴４０７ａの長手方向はＺ軸に沿う。クランプ部４０５は、長穴４０５ｈを備える。長穴４０５ｈの長手方向はＺ軸に沿う。締結部材４０９のボルトは、第２側板４０６２に設けられた丸孔４０６２ａ、長穴４０５ｈ及び長穴４０７ｈを貫通している。締結部材４０９のボルトは、弾性部材４２Ａを貫通していない。締結部材４０９のナットが緩められると、締結部材４０９は締付部４０６と共にＺ方向に移動できる。

弾性部材４２Ａは、図１０及び図１２に示すように複数の取付部４２０Ａを備える。取付部４２０Ａは、例えば孔である。取付部４２０Ａは、弾性部材４２ＡをＸ方向に貫通している。すなわち、取付部４２０Ａは、一方の主面４２９Ａから他方の主面４２９Ａに向かって延びている。１つの弾性部材４２Ａが備える取付部４２０Ａの数は例えば３つである。取付部４２０Ａは、支持部材４０Ａの連結部材４５Ａ側の端部から連結部材４５Ａの支持部材４０Ａ側の端部までの間に配置される。

補助部材４３Ａは板状の部材である。例えば、補助部材４３ＡのＸ方向の長さは、弾性部材４２ＡのＸ方向の長さに等しい。補助部材４３ＡのＹ方向の長さは、弾性部材４２ＡのＹ方向の長さに等しい。補助部材４３ＡのＺ方向の長さは、弾性部材４２ＡのＺ方向の長さよりも小さい。補助部材４３Ａのうち最も面積の大きい面である主面４３９Ａは、Ｘ軸に対して直交している。２つの主面４３９Ａ間の距離が補助部材４３Ａの厚さである。すなわち、補助部材４３Ａの厚さ方向はＸ軸に沿っている。弾性支持ユニット４Ａは、例えば２つの補助部材４３Ａを備える。補助部材４３Ａが、複数の弾性部材４２ＡのＸ方向の両側に１つずつ重ねられている。

補助部材４３Ａは、図１０及び図１２に示すように複数の取付部４３０Ａを備える。取付部４３０Ａは、例えば孔である。取付部４３０Ａは、補助部材４３ＡをＸ方向に貫通している。すなわち、取付部４３０Ａは、一方の主面４３９Ａから他方の主面４３９Ａに向かって延びている。１つの補助部材４３Ａが備える取付部４３０Ａの数は例えば３つである。隣接する取付部４３０Ａの間の間隔は、隣接する取付部４２０Ａの間の間隔に等しい。Ｘ方向から見て、取付部４３０Ａは取付部４２０Ａに重なる。

補助部材４３Ａは、締結部材４４Ａによって弾性部材４２Ａに固定される。例えば締結部材４４Ａは、取付部４２０Ａ及び取付部４３０Ａを貫通するボルト及びナットである。補助部材４３Ａは、弾性部材４２Ａが振動している時に弾性部材４２Ａがはらみだすことを抑制する。弾性部材４２Ａにおいて、はらみだすとは、Ｘ方向の両側に向かって弧を描くように膨張することを意味する。

連結部材４５Ａは、弾性部材４２Ａに対して支持部材４０Ａとは反対側に配置される。図１１に示すように、連結部材４５Ａは、２つのスペーサ４５８と、２つのクランプ部４５３Ａと、２つの締付部４５４Ａと、を備える。スペーサ４５８は、複数の弾性部材４２Ａに対してＹ方向の両側に配置される。クランプ部４５３Ａは、Ｌ字状の部材である。クランプ部４５３Ａは、長穴４５３ａを備える。長穴４５３ａの長手方向はＹ軸に沿う。クランプ部４５３Ａは、締結部材４５６Ａによってフランジ部４５２に固定されている。例えば締結部材４５６Ａは、長穴４５３ａ及びフランジ部４５２を貫通するボルト及びナットである。２つのクランプ部４５３Ａは、複数の弾性部材４２ＡをＹ方向の両側からスペーサ４５８を介して挟む。締付部４５４Ａは、図１１及び図１２に示すように第１側板４５４１と、２つの第２側板４５４２とを備える。第１側板４５４１は、Ｘ軸に対して直交している。第２側板４５４２は、第１側板４５４１のＹ方向の端部に配置され、Ｙ軸に対して直交している。２つの第２側板４５４２が２つのクランプ部４５３ＡをＹ方向から挟んでいる。締付部４５４Ａは、締結部材４５５によってクランプ部４５３Ａに固定される。例えば締結部材４５５は、締付部４５４Ａ、クランプ部４５３Ａ及びスペーサ４５８を貫通するボルト及びナットである。締付部４５４Ａは、スペーサ４５８を介してクランプ部４５３Ａを弾性部材４２Ａに押し付ける。

締付部４５４Ａがクランプ部４５３Ａから外され且つ長穴４５３ａ及びフランジ部４５２を貫通するボルトが緩められると、クランプ部４５３ＡはＹ方向に移動できる。２つのクランプ部４５３Ａ間のＹ方向の距離を調整することが可能である。

スライダー７は、第１梁１０１に固定される。スライダー７は、連結部材４５Ａの本体部４５１に連結される。スライダー７は、弾性支持ユニット４Ａの＋Ｚ方向の端部を、Ｙ方向に移動でき且つＸ方向及びＺ方向には移動できないように支持する。Ｘ軸まわりの曲げモーメントは、連結部材４５Ａからスライダー７を介して第１梁１０１に伝わる。

図１３に示す断面におけるＸ軸に関する断面二次モーメントは、Ｙ軸に関する断面二次モーメントよりも大きい。

弾性支持ユニット４Ａの第２梁１０２との接合部に生じる曲げ応力は、実施の形態１の弾性支持ユニット４の第２梁１０２との接合部に生じる曲げ応力の１／２倍である。これは、弾性支持ユニット４Ａの一端がスライダー７を介して第１梁１０１に支持されていることに起因する。

同調制御型制振装置１Ａは、外から見えることがある。このため、弾性支持ユニット４ＡのＹ方向の寸法は小さい方が好ましい。実施の形態２の同調制御型制振装置１Ａにおいては弾性部材４２Ａ及び補助部材４３ＡがＸ方向に重なるため、弾性支持ユニット４ＡのＹ方向の寸法が小さくなりやすい。

なお、取付部４２０Ａの数及び取付部４３０Ａの数は、必ずしも３つでなくてもよい。例えば取付部４２０Ａの数及び取付部４３０Ａの数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。ただし、取付部４２０Ａの数及び取付部４３０Ａの数は２つ以上である方が、補助部材４３Ａの位置がずれにくい点で好ましい。

図１４は、同調制御型制振装置の施工方法を示すフローチャートである。建物の固有周期は設計時点においてある程度予測することができる。しかしながら、予測した固有周期と実際の固有周期との間にずれが生じる可能性がある。実施の形態１の同調制御型制振装置１及び実施の形態２の同調制御型制振装置１Ａによれば、設置後に減衰力を調整することが可能となる。下記においては、実施の形態２の同調制御型制振装置１Ａを例として説明する。

図１４に示すように、建物の理論上の固有周期に基づき、弾性部材４２Ａが施工される（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１において補助部材４３Ａが弾性部材４２Ａに固定されてもよいし、別の工程で補助部材４３Ａが弾性部材４２Ａに固定されてもよい。

次に、建物の実際の固有周期が測定される（ステップＳ２）。建物の実際の固有周期は、例えば常時微動によって生じる建物の揺れを解析することで得られる。常時微動とは、常に生じている建物床面等の微小な揺れである。常時微動によって生じる建物の揺れは、例えば加速度センサ等を用いて計測される。

理論上の固有周期と実際の固有周期とのずれが許容値未満であった場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、同調制御型制振装置１Ａの施工は完了する。一方、理論上の固有周期と実際の固有周期とのずれが許容値以上であった場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、実際の固有周期に基づき弾性支持ユニット４Ａの適切な剛性が算出される（ステップＳ４）。

次に、ステップＳ４で算出された弾性支持ユニット４Ａの適切な剛性に基づき、弾性部材４２Ａの適切な弾性変形可能な長さを算出する（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ５で算出された弾性部材４２Ａの適切な弾性変形可能な長さに基づいて、締結部材４０９の位置が変更される（ステップＳ６）。

また、ステップＳ４の算出結果によっては、弾性部材４２Ａの数を変更してもよい。この場合、弾性部材４２Ａと支持部材４０Ａとの間の連結、及び弾性部材４２Ａと連結部材４５Ａとの間の連結が一旦解除される。具体的には、図９に示す締付部４０６がクランプ部４０５から外され且つ締結部材４０８が緩められる。図１１に示す締付部４５４Ａがクランプ部４５３Ａから外され且つ締結部材４５６Ａが緩められる。連結部材４５Ａがスライダー７に支持されているので、締結部材４０８及び締結部材４５６Ａが緩められても連結部材４５Ａの位置は保たれる。これにより、弾性部材４２Ａの追加及び弾性部材４２Ａの取り外しが可能となる。例えば、ステップＳ４で算出された弾性支持ユニット４Ａの適切な剛性に基づき、弾性部材４２Ａの適切な数が算出される。適切な弾性部材４２Ａの数がステップＳ１で施工された弾性部材４２Ａの数よりも多ければ、弾性部材４２Ａが追加される。適切な弾性部材４２Ａの数がステップＳ１で施工された弾性部材４２Ａの数よりも少なければ、弾性部材４２Ａの一部が取り外される。

また、ステップＳ４の算出結果によっては、弾性部材４２Ａの向きが変えられてもよい。すなわち、厚さ方向がＹ軸に沿うように弾性部材４２Ａが回転させられてもよい。この場合、弾性部材４２Ａと支持部材４０Ａとの間の連結、及び弾性部材４２Ａと連結部材４５Ａとの間の連結が一旦解除される。連結部材４５Ａがスライダー７に支持されているので、弾性部材４２Ａが弾性支持ユニット４Ａから取り外されても連結部材４５Ａの位置は保たれる。弾性部材４２Ａの向きが変えられた後、弾性部材４２Ａが支持部材４０Ａ及び連結部材４５Ａに連結される。弾性部材４２Ａの回転前と回転後でＹ方向の長さが変わる場合、２つのクランプ部４０５間の距離及び２つのクランプ部４５３Ａ間の距離が調整される。

また、同調制御型制振装置１Ａの特徴は下記の通りである。すなわち、慣性質量粘性ダンパー２の軸方向に平行な軸を第１軸（Ｙ軸）とし、第１軸（Ｙ軸）に対して直交し且つ弾性部材４２Ａの長手方向に対して直交する軸を第２軸（Ｘ軸）とする。この場合、弾性部材４２Ａの長手方向に対して直交する平面で弾性部材４２Ａを切った断面（図１３に示す断面）において、第２軸（Ｘ軸）に関する断面二次モーメントは、第１軸（Ｙ軸）に関する断面二次モーメントよりも大きい。

これにより、弾性支持ユニット４Ａの剛性を所望の値にするために必要な弾性部材４２Ａの数が少なくなる。さらに、複数の弾性部材４２Ａを第２軸（Ｘ軸）に沿う方向に重ねやすいので、弾性支持ユニット４ＡのＹ方向の寸法が小さくなりやすい。

また同調制御型制振装置１Ａの施工方法は、建物の固有周期を測定する第１ステップ（図１４のステップＳ２）と、固有周期に基づいて弾性支持ユニット４Ａに求められる剛性を算出する第２ステップ（図１４のステップＳ４）と、剛性に基づいて弾性部材４２Ａに求められる弾性変形可能な長さを算出する第３ステップ（図１４のステップＳ５）と、弾性部材４２Ａに求められる弾性変形可能な長さに基づいて締結部材４０９の位置を変更する第４ステップ（図１４のステップＳ６）と、を含む。

これにより、建物の実際の固有周期に基づいて弾性部材４２Ａの弾性変形可能な長さが調整される。このため、弾性支持ユニット４Ａの剛性が適切な値に近付く。同調制御型制振装置１Ａの施工方法は、慣性質量粘性ダンパー２に連結される部材（弾性支持ユニット４Ａ）の剛性を容易に適切な値に近付けることができる。

（実施の形態３）
図１５は、実施の形態３に係る同調制御型制振装置の正面図である。なお、上述した実施の形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１５に示すように、実施の形態３に係る同調制御型制振装置１Ｂは、慣性質量粘性ダンパー２Ｂを備える。慣性質量粘性ダンパー２Ｂにおいては、慣性質量要素２３及び粘性減衰要素２５Ｂが１つのケース２０Ｂの内部に配置される。粘性減衰要素２５Ｂの構成は、特に限定されない。粘性減衰要素２５Ｂは、例えば、粘性流体が充填されたシリンダと、ピストンと、を備えていてもよい。粘性減衰要素２５Ｂは、慣性質量要素２３と、慣性質量要素２９に接する粘性流体が充填されたケース２０Ｂとで構成されてもよい。

弾性支持ユニット４の剛性が適切に設定されることで、同調制御型制振装置１Ｂの減衰性能が向上する。なお、実施の形態３の慣性質量粘性ダンパー２Ｂは、実施の形態２の弾性支持ユニット４Ａと組み合わせられてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ同調制御型制振装置
１０１第１梁
１０２第２梁
１０３第１柱
１０４第２柱
２、２Ｂ慣性質量粘性ダンパー
２０、２０Ｂケース
２１２ねじ軸
２３慣性質量要素
２５粘性減衰要素
３０ダンパー支持部材
３１第１アーム
３１０ピン
３２第２アーム
３２０ピン
３５ダンパー支持部材
３６第３アーム
３６０ピン
３７第４アーム
４、４Ａ弾性支持ユニット
４０、４０Ａ支持部材
４０１基部
４０２端面部
４０３クランプ部
４０５クランプ部
４０５ａ長穴
４０６締付部
４０７スペーサ
４０７ｈ長穴
４１スペーサ
４２、４２Ａ弾性部材
４２０、４２０Ａ取付部
４３、４３Ａ補助部材
４３０、４３０Ａ取付部
４４、４４Ａ締結部材
４５、４５Ａ連結部材
４５１本体部
４５２フランジ部
４５３、４５３Ａクランプ部
４５３ａ長穴
４５４締結部材
４５４Ａ締付部
４５７突出部
４５８スペーサ
６ストッパー
７スライダー

Claims

第１構造材に支持される慣性質量粘性ダンパーと、
前記第１構造材とは異なる第２構造材に支持され且つ前記慣性質量粘性ダンパーに連結される弾性支持ユニットと、
を備え、
前記弾性支持ユニットは、前記第１構造材、前記第２構造材、及び前記慣性質量粘性ダンパーの相互作用に応じて変形する弾性部材と、前記弾性部材を支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記弾性部材の長手方向に沿う長穴を有し且つ前記弾性部材の両側に配置されるクランプ部と、前記長穴に取り付けられる締結部材と、を備える
同調制御型制振装置。
前記慣性質量粘性ダンパーの軸方向に平行な軸を第１軸とし、前記第１軸に対して直交し且つ前記弾性部材の長手方向に対して直交する軸を第２軸とすると、
前記弾性部材の長手方向に対して直交する平面で前記弾性部材を切った断面において、前記第２軸に関する断面二次モーメントは、前記第１軸に関する断面二次モーメントよりも小さい
請求項１に記載の同調制御型制振装置。
前記慣性質量粘性ダンパーの軸方向に平行な軸を第１軸とし、前記第１軸に対して直交し且つ前記弾性部材の長手方向に対して直交する軸を第２軸とすると、
前記弾性部材の長手方向に対して直交する平面で前記弾性部材を切った断面において、前記第２軸に関する断面二次モーメントは、前記第１軸に関する断面二次モーメントよりも大きい
請求項１に記載の同調制御型制振装置。
前記慣性質量粘性ダンパーは、慣性質量要素と、粘性減衰要素と、を備え、
請求項１から３のいずれか１項に記載の同調制御型制振装置。
第１構造材に支持される慣性質量粘性ダンパーと、
前記第１構造材とは異なる第２構造材に支持され且つ前記慣性質量粘性ダンパーに連結される弾性支持ユニットと、
を備え、
前記弾性支持ユニットは、前記第１構造材、前記第２構造材、及び前記慣性質量粘性ダンパーの相互作用に応じて変形する弾性部材と、前記弾性部材を支持する支持部材と、を備え、
前記支持部材は、前記弾性部材の長手方向に沿う長穴を有し且つ前記弾性部材の両側に配置されるクランプ部と、前記長穴に取り付けられる締結部材と、を備える
同調制御型制振装置の施工方法であって、
建物の固有周期を測定する第１ステップと、
前記固有周期に基づいて前記弾性支持ユニットに求められる剛性を算出する第２ステップと、
前記剛性に基づいて、前記弾性部材に求められる弾性変形可能な長さを算出する第３ステップと、
前記弾性変形可能な長さに基づいて、前記締結部材の位置を変更する第４ステップと、
を含む同調制御型制振装置の施工方法。