JPH10102820A - ダンパ装置およびこのダンパ装置を用いた免震建物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 梁の幅内に納まって３方向への揺れを減衰す
る。 【解決手段】 移動部２２は、垂直方向に複数枚の移動
板２５,２５,…が形成された水平板２４を有し、ヒンジ
２８で建物側の梁に取り付けられる。減衰部２３は、内
部が複数枚の仕切板２６,２６,…で垂直方向に仕切られ
て粘性体３０が充填された容器２７を有し、ヒンジ２９
で地中梁に取り付けられる。そして、移動部２２の移動
板２５は容器２７の粘性体３０内に挿入される。こうし
て、建物が上下左右前後の３方向の揺れた際に、移動板
２５を容器２７内の粘性体３０に対して移動させて、そ
の際に発生する粘性抵抗によって上記３方向への揺れを
減衰する。また、上記構成を有するダンパ装置を移動板
２５や仕切板２６を平行に配列して偏平に構成して、地
中梁や建物側の梁の幅内に納める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ダンパ装置及び
このダンパ装置を取り付けた免震建物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元ダンパ装置として、図９に
示すようなものがある(実開平１−８５５４９号公報)。
この３次元ダンパ装置は、高粘性体１が入れられて固定
床２上に固定された水平用容器３内に、高粘性体４を入
れた縦長の容器５を水平方向に変位自在に入れる。そし
て、免震床６の下面に一端が取り付けられる一方、他端
に円板７が取り付けられた支柱８の上記他端側を、容器
５内の高粘性体４中に挿入して構成されている。

【０００３】そして、通常は、上記高粘性体４の圧力に
よって免震床１が所定の高さに支持されており、免震床
１の僅かな上下動が防止されている。そして、地震等に
よって建物が地震力を受けて、固定床２と免震床６とが
水平方向に急激に変位しようとする場合には、支柱８と
一体化された円板７の水平移動に伴って水平方向に移動
する容器５と水平用容器３とに水平方向の相対変位が生
ずる。そうすると、水平用容器３内の高粘性体１と容器
５との間に圧縮抵抗と粘性抵抗とが生じ、これらの抵抗
によって振動エネルギーを吸収して建物の揺れを小さく
するのである。

【０００４】また、建物の制振装置として、図１０に示
すようなものがある(特開平３−１０７０７４号公報)。
この建物の制振装置は、平行に配列された複数枚の垂直
板１１,１１,…で内部が仕切られた直方体の容器１２
と、複数枚の垂直板１３,１３,…が平行に立設された固
定板１４と、容器１２内に充填された粘性体で構成され
る。上記容器１２は、建物における２本の柱と２本の梁
とで構成されたフレーム内に配設されて、下端が下部の
梁にボルトで固定されたＰＣ壁の上端面に固定される。
また、固定板１４は上部の梁の下面に固定される。そし
て、固定板１４側の垂直板１３,１３,…を容器１２側の
垂直板１１,１１,…間に挿入して、両垂直板１１,１３
が互いに粘性体を介して対向するようにする。

【０００５】そして、地震や風等によって建物が上記Ｐ
Ｃ壁の延在方向に変形した際に、上記梁とＰＣ壁との間
に相対変位が生ずる。そうすると、上記梁側の垂直板１
３,１３,…と上記粘性体との間および上記ＰＣ壁側の垂
直板１１,１１,…と上記粘性体との間に粘性抵抗が生
じ、この粘性抵抗によって振動エネルギーを吸収して建
物の揺れを小さくするのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の３次元ダンパ装置や建物の制震装置には以下のよう
な問題がある。

【０００７】先ず、図９に示す３次元ダンパ装置は、水
平用容器３に対して容器５が水平に何れの方向にも移動
できる。したがって、建物が前後左右何れの方向に揺れ
てもその揺れを減衰できるという利点を有する。ところ
で、通常、ダンパは地中梁上に設置されるのであるが、
図９に示す３次元ダンパ装置の場合は、容器５が地震動
に応じて前後左右に支障なく移動できるように水平用容
器３を大きく形成する必要があるために、上記地中梁の
幅内には収めきれないという問題がある。

【０００８】また、図１０に示す建物の制震装置は、概
略偏平な直方体に形成されている。したがって、上記地
中梁の幅内には十分収まる。ところが、上記梁側の垂直
板１３,１３,…はＰＣ壁側の容器１２内の垂直板１１,
１１,…間で移動するようになっているので、建物の一
方向への揺れしか減衰できないという問題がある。

【０００９】そこで、この発明の目的は、地中梁の幅内
に納まって３方向への揺れを減衰できるダンパ装置、お
よび、そのダンパ装置を用いた免震建物を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明のダンパ装置は、粘性体が入れ
られると共に,底部に一方向に回動自在な連結部を有す
る容器と、上記容器内の粘性体中にこの粘性体に対して
移動可能なように挿入されると共に,上端に上記一方向
に回動自在な連結部を有する移動板を備えたことを特徴
としている。

【００１１】上記構成によれば、容器とこの容器内の粘
性体中に挿入された移動板とが、例えば地震動によっ
て、垂直方向あるいは上記移動板の回動方向に直交する
水平方向に相対移動した場合には、上記粘性体と移動板
との間および上記粘性体と容器との間に粘性抵抗が発生
して振動エネルギーが吸収され、上記２方向への揺れが
減衰される。一方、上記容器と移動板とが上記回動方向
に相対移動しようとする場合には、上記容器と移動板と
が回動することによって上記移動板が容器の面に沿って
上下方向に相対移動することになる。その結果、上記粘
性体と移動板との間および上記粘性体と容器との間に粘
性抵抗が発生して振動エネルギーが吸収され、上記建物
の当該方向への揺れが減衰される。

【００１２】また、請求項２に係る発明の免震建物は、
建物の下面と上記建物の基礎の上面との間に、上記移動
板の回動方向が互いに直交する少なくとも２つの請求項
１に記載されたダンパ装置を設け、上記建物の下面に上
記移動板の連結部を連結する一方、上記建物の基礎の上
面に上記容器の連結部を連結したことを特徴としてい
る。

【００１３】上記構成によれば、例えば地震動によっ
て、建物と基礎とが上記直交する２方向の何れか一方に
相対移動した場合には、上記一方と直交する方向に上記
容器および移動板の回動方向が向いている第１のダンパ
装置によって振動エネルギーが吸収されて、建物の揺れ
が減衰される。その際に、上記一方に上記容器および移
動板の回動方向が向いている第２のダンパ装置は、容器
および移動板が上記基礎の上面あるいは建物の下面に対
して回動するので、上記第１のダンパ装置の振動エネル
ギー吸収動作を妨げることがなく、自らも振動エネルギ
ーの吸収に貢献する。一方、上記建物と基礎とが垂直方
向に相対移動した場合には、第１,第２の両ダンパ装置
によって振動エネルギーが吸収されて、建物の垂直方向
への揺れが減衰される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図１は本実施の形態のダンパ
装置における構成図である。このダンパ装置２１は、建
物側の梁の下面に取り付けられる移動部２２と地中梁の
上面に取り付けられる減衰部２３とから構成される。

【００１５】上記移動部２２は、水平板２４に一端が取
り付けられて水平板２４に対して垂直に延在する複数枚
(図１では３枚)の移動板２５,２５,…を有する。また、
減衰部２３は、少なくとも移動部２２の移動板２５,２
５,…を収納可能な容積を有して、内部が複数枚(図１で
は２枚)の仕切板２６,２６,…で垂直方向に仕切られた
容器２７を有する。そして、容器２７内には粘性体が充
填される。

【００１６】また、上記移動部２２の水平板２４におけ
る移動板２５の反対側にはヒンジ２８,２８が設けてあ
る。同様に、減衰部２３における容器２７の底にもヒン
ジ２９,２９が設けてある。尚、各ヒンジ２８,２９の回
転軸の方向は、移動板２５あるいは仕切板２６の延在方
向と同じである。

【００１７】図２は、上記ダンパ装置２１の設置状態の
一例を示す図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視
断面図である。上記構成を有するダンパ装置２１は、基
礎３２に接続された地中梁３３の上面と建物側の柱３４
に接続された建物側の梁３５の下面との間に以下のよう
に設置される。尚、３６は、例えば、ゴム板と鉄板とを
積層して構成され、基礎３２と柱３４との間に設置され
るアイソレータである。

【００１８】先ず、上記容器２７内に粘性体３０を充填
した後、この容器２７の各仕切板２６,２６,…間にスペ
ーサ３７を介して移動部２２の各移動板２５の夫々を挿
入する。そして、地中梁３３の上面に、ヒンジ２９,２
９によって、地中梁３３の延在方向に対して直角方向に
揺動自在に容器２７を取り付ける。さらに、建物側の梁
３５の下面に、ヒンジ２８,２８によって、梁３５の延
在方向に対して直角方向に揺動自在に移動部２２の水平
板２４を取り付けるのである。そして、上記水平板２４
における移動板２５の外周と容器２７の上縁周囲とをゴ
ムシート等の漏洩防止部材３１で連結する。

【００１９】図４は、図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図で
ある。また、図５は、図３におけるＣ−Ｃ矢視断面図で
ある。

【００２０】上記構成のダンパ装置２１は次のように動
作する。地震等によって建物が地震力を受けて、建物側
の梁３５と地中梁３３とに、例えば垂直方向あるいは梁
３５の延在方向への相対変位が生ずる。この場合には、
移動板２５,２５,…が粘性体３０に対して移動するため
に、移動板２５,２５,…と粘性体３０との間および仕切
板２６と粘性体３０との間に粘性抵抗が生じ、この粘性
抵抗によって振動エネルギーを吸収して建物の上記２方
向への揺れを減衰するのである。

【００２１】これに対して、上記梁３５の延在方向に対
して直交する水平方向への相対変位が生じた場合には、
建物側の梁３５と地中梁３３とがその延在方向に直交す
る水平方向への位置ずれを起こすために、図６に示すよ
うに、移動部２２と減衰部２３とがヒンジ２８,２９に
よって回動する。その結果、移動板２５は容器２７に対
して上下方向に相対移動し、その際に発生する粘性抵抗
によって振動エネルギーが吸収されて建物の当該方向へ
の揺れが減衰されるのである。

【００２２】上述のように、本実施の形態のダンパ装置
２１は、移動部２２における複数枚の移動板２５,２５,
…を、減衰部２３における複数枚の仕切板２６,２６,…
で仕切られて粘性体３０が充填された容器２７の中に挿
入して構成されており、移動部２２はヒンジ２８によっ
て建物側の梁３５に取り付けられる一方、減衰部２３は
ヒンジ２９によって地中梁３３に取り付けられる。した
がって、垂直方向とヒンジ２８,２９の回転軸の延在方
向とそれに直交する水平方向との３方向への揺れが建物
に生じても、移動板２５は容器２７を仕切板２６で仕切
ってなる室の中で粘性体３０に対して移動することがで
き、その際に発生する粘性抵抗によって振動エネルギー
を吸収して上記３方向への揺れを減衰できるのである。

【００２３】また、上記移動部２２と減衰部２３とがヒ
ンジ２８,２９によって回動することによって、仕切板
２６の延在方向と直交する方向への移動板２５の移動を
仕切板２６の延在方向への移動に変換できるので、仕切
板２６の配列間隔を狭くして減衰部２３を偏平な直方体
に形成できる。したがって、移動部２２及び減衰部２３
の幅を、地中梁３３や建物側の梁３５の幅内に十分納ま
るような幅にできる。また、移動部２２および減衰部２
３の幅に余裕があるのであれば、移動板２５の面積を小
さくして枚数を増やすことによって、ダンパ装置２１の
小型化を図ることができる。

【００２４】尚、上記減衰部２３の容器２７の長さは、
地震動の際に内部で移動板２５が余裕をもって移動可能
なように設定する必要があることは言うまでもない。ま
た、移動板２５および仕切板２６の枚数には制限を与え
るものではない。また、上記実施の形態においては、ダ
ンパ装置２１を建物の免震装置として使用される場合を
例に説明しているが、機械の振動防止装置として使用し
ても差し支えない。

【００２５】図７は上記ダンパ装置２１を用いた免震建
物を示す図である。また、図８は、図７に示す免震建物
におけるダンパ装置２１の配置の一例を示す図である。
上記免震建物は、建物３８の四隅および中央部の柱と基
礎３２との間にアイソレータ３６を設置し、各アイソレ
ータ３６の周囲における地中梁３２上に、直交する２方
向にヒンジ２８,２９の回転軸の方向を合わせて上述の
ダンパ装置２１を配列している。

【００２６】上述したように、上記ダンパ装置２１は上
記３方向への揺れを減衰できるのであるが、ヒンジ２
８,２９の回転軸の延在方向に直交する水平方向への振
動は、移動部２２と減衰部２３とがヒンジ２８,２９で
回動する際に生ずる移動板２５と仕切板２６との相対移
動によって生ずる粘性抵抗で減衰される。したがって、
その減衰の度合いは、他の２方向の場合に比して小さ
い。そこで、本実施の形態における免震建物では、ダン
パ装置２１を少なくとも直交した２方向に配列して、一
方向に配列されたダンパ装置２１aにおける上記減衰の
度合いが小さい方向への振動エネルギーを、他方向に配
列されたダンパ装置２１bによって減衰するのである。

【００２７】尚、図８に示すようなダンパ装置２１aと
ダンパ装置２１bとの２方向への配列において、矢印
(Ａ)で示すように斜め方向に揺れが生じた場合には、両
ダンパ装置２１a,２１bとも、破線２１a',２１b'で示す
ように移動板２５の延在方向への移動とヒンジ２８,２
９の回動とが同時に起こるので、何の支障もなく振動エ
ネルギーを吸収できるのである。

【００２８】このように、本実施の形態における免震建
物は、上記建物３８の下面と地中梁３３の上面との間
に、直交する２方向にヒンジ２８,２９の回転軸の方向
を合わせてダンパ装置２１を配列している。したがっ
て、一方向に配列されたダンパ装置２１aにおける上記
減衰の度合いが小さい方向への振動エネルギーを他方向
に配列されたダンパ装置２１bによって減衰することが
でき、地震時に建物３８が基礎３２に対して３次元方向
に揺れても、振動エネルギーを効果的に吸収して建物３
８の揺れを減衰できる。

【００２９】尚、上記免震建物においては、直交する２
方向にのみにダンパ装置２１を配列しているが、上記２
方向に対して斜めの方向にも配列して振動エネルギーの
吸収効果をより高めても差し支えない。

【００３０】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１に係
る発明のダンパ装置は、粘性体が入れられて底部に一方
向に回動自在な連結部を有する容器と、上記容器の粘性
体中に挿入されて上端に上記一方向に回動自在な連結部
を有する移動板を備えているので、例えば地震動によっ
て、上記容器と移動板とが垂直方向あるいは上記回動方
向に直交する水平方向に相対移動した場合には、上記粘
性体と移動板との間および上記粘性体と容器との間に発
生する粘性抵抗によって振動エネルギーを吸収できる。
一方、上記容器と移動板とが上記回動方向に相対移動し
ようとする場合には、上記容器と移動板とが回動するこ
とによって上記移動板は容器の面に沿って上下方向に相
対移動する。その結果、上記粘性体と移動板との間およ
び上記粘性体と容器との間に粘性抵抗が発生し、この粘
性抵抗によって振動エネルギーを吸収できる。したがっ
て、この発明によれば上記建物の上記３方向への揺れを
減衰できる。

【００３１】さらに、上記移動板と容器とが連結部によ
って回動することによって、上記容器の側面の延在方向
と直交する方向への上記移動板の移動を上記容器の側面
の延在方向への移動に変換できるので、上記容器を偏平
に形成できる。したがって、上記移動板および容器の幅
を、建物の梁や地中梁の幅内に十分納まるように設定で
きる。したがって、本ダンパ装置は、基礎の上面や上記
建物の下面に容易に設置できる。

【００３２】また、請求項２に係る発明の免震建物は、
建物の下面と上記建物の基礎の上面との間に、上記移動
板の回動方向が互いに直交する少なくとも２つの請求項
１に記載されたダンパ装置を上記連結部によって連結し
たので、上記建物と基礎とが上記直交する２方向の何れ
か一方に相対移動した場合には、上記一方と直交する方
向に上記容器および移動板の回動方向が向いている第１
のダンパ装置によって振動エネルギーを吸収できる。そ
の際に、上記一方に上記容器および移動板の回動方向が
向いている第２のダンパ装置は、容器および移動板が上
記基礎の上面あるいは建物の下面に対して回動するの
で、上記第１のダンパ装置の振動エネルギー吸収動作を
妨げることがなく、自らも振動エネルギーの吸収に貢献
できる。一方、上記建物と基礎とが垂直方向に相対移動
した場合には、第１,第２の両ダンパ装置によって振動
エネルギーが吸収される。したがって、この発明によれ
ば、両ダンパ装置の上記移動板の回動方向(互いに直交
する２方向)と垂直方向との３方向への揺れを効果的に
減衰できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のダンパ装置における構成図である。

【図２】図１に示すダンパ装置の設置状態の一例を示す
図である。

【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】図３におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図５】図３におけるＣ−Ｃ矢視断面図である。

【図６】図３における建物側の梁の延在方向に対して直
交する水平方向へ相対変位が生じた場合の動作説明図で
ある。

【図７】図１に示すダンパ装置を用いた免震建物の概略
図である。

【図８】図７におけるダンパ装置の配列の説明図であ
る。

【図９】従来の３次元ダンパ装置の断面図である。

【図１０】従来の建物の制震装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

２１…ダンパ装置、 ２２…移動部、２
３…減衰部、 ２４…水平板、２５
…移動板、 ２６…仕切板、２７…
容器、 ２８,２９…ヒンジ、３
０…粘性体、 ３２…基礎、３３…
地中梁、 ３４…柱、３５…梁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘性体が入れられると共に、底部に一方
   向に回動自在な連結部を有する容器と、 上記容器内の粘性体中にこの粘性体に対して移動可能な
   ように挿入されると共に、上端に上記一方向に回動自在
   な連結部を有する移動板を備えたことを特徴とするダン
   パ装置。
2. 【請求項２】 建物の下面と上記建物の基礎の上面との
   間に、上記移動板の回動方向が互いに直交する少なくと
   も２つの請求項１に記載されたダンパ装置を設け、上記
   建物の下面に上記移動板の連結部を連結する一方、上記
   建物の基礎の上面に上記容器の連結部を連結したことを
   特徴とする免震建物。