JPH10227148A

JPH10227148A - 制振壁パネル

Info

Publication number: JPH10227148A
Application number: JP3229497A
Authority: JP
Inventors: Koji Fukui; 宏治福井; Junji Hashimoto; 純二橋本; Akira Matsuno; 亮松野
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は構造物の振動を制振できると共に、
取り付けが容易に行えることを課題とする。【解決手段】構造物１の柱２及び梁３には、制振壁パ
ネル４と通常の外壁パネル５とが交互に取り付けられて
いる。制振壁パネル４は、断面が四角形の鉄製角パイプ
を長方形状に組み合わせた枠体９により形成された空間
内に４本の油圧ダンパ１１〜１４を配設してなる。油圧
ダンパ１１〜１４は、枠体９の左右のパイプ間に所定角
度傾斜して配設されている。各油圧ダンパ１１〜１４
は、交互に異なる方向に傾斜して取り付けられているた
め、枠体９にＡ方向又はＢ方向の変位が入力されて枠体
９が菱形に変形すると、交互に圧縮荷重または引っ張り
荷重を吸収することができる。また、各油圧ダンパ１１
〜１４は、制振壁パネル４の厚さよりはみ出さないよう
に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は制振壁パネルに係
り、特に構造物の振動エネルギを吸収するよう構成され
た制振壁パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルや住宅等の構造物の耐震性を高める
手段として、柱や梁等の骨組み間に骨組を塑性変形させ
ようとするエネルギを吸収するため、骨組みの対角位置
に装架されるブレースにダンパを取り付けて大地震の振
動エネルギを吸収して骨組みを制振させる制振構造の開
発が進められている。

【０００３】このような制振構造に用いられる従来のブ
レースダンパとしては、例えば特開平１−２８４６３８
号公報に開示された構成のものがある。この公報に記載
されたものは、ダンパがブレースとして取り付けられて
おり、ダンパのシリンダの端部が骨組みの一の角部に連
結され、シリンダ内を往復動するピストンに結合された
ピストンロッドの端部が骨組みの対角位置に形成された
角部に連結されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成されたブレースダンパでは、ブレース全体が
ダンパにより構成されているので、加工精度が要求され
るシリンダ及びピストンロッドをかなり長く（少なくと
も２〜３ｍ程度）製作しなければならず、製作すること
が難しい。

【０００５】また、ブレースダンパは、鉄骨により形成
された剛体に取り付けられているので、振幅が比較的小
さく、ピストンのストロークとしては約５〜１０ｃｍ程
度あれば良いので、ブレース全体がダンパである必要が
ない。従って、ビルや住宅等の建築物の振動エネルギを
吸収するには、上記公報のもよりもコンパクトな構成と
することができる。そのため、コンパクトな構成とされ
た小型ダンパの両端に鉄パイプを溶接し、鉄パイプの端
部を骨組みの角部にボルト、ナット等の締結部材により
締結することが考えられている。

【０００６】しかしながら、上記のようなブレースダン
パを構造物の梁や柱に取り付けるには、かなりの時間が
かかり、しかも建築現場においてブレースダンパを取り
付ける際に、梁や柱の所定取り付け箇所の位置に合わせ
てブレースダンパの両端長さを調整する必要があり、取
り付け作業に手間がかかっていた。そこで、本発明は上
記問題を解決した制振壁パネルを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下のような特徴を有する。上記請求項１
の発明は、構造物の梁又は柱に固定される枠体と、該枠
体の内部に形成された空間に配設され、前記枠体に作用
する外力を吸収する油圧ダンパと、からなることを特徴
とするものである。

【０００８】従って、請求項１の発明によれば、制振壁
パネルを構造物の梁又は柱に締結することにより構造物
の振動エネルギをパネル内の油圧ダンパにより吸収して
構造物の振動を効果的に制振することができると共に、
油圧ダンパをパネル毎を構造物に取り付けることができ
るので、取り付け作業が簡単に行える。また、請求項２
の発明は、前記請求項１記載の制振壁パネルであって、
取り付け角度が交互に異なる方向となるように複数の油
圧ダンパを前記枠体の内部に配設したことをことを特徴
とするものである。

【０００９】従って、請求項２の発明によれば、取り付
け角度が交互に異なる方向となるように複数の油圧ダン
パを枠体の内部に配設したため、小地震による小さな振
動エネルギだけでなく、大地震による大きな振動エネル
ギも効果的に吸収することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の実施の
形態について説明する。図１は制振壁パネルの一実施例
が構造物に取り付けられた状態を示す概略構成図、図２
は図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。鉄骨により格
子状に結合された構造物１の柱２（２₁〜２_n）及び梁
３（３₁〜３_n）には、制振壁パネル４と通常の外壁パ
ネル（ＡＬＣパネル）５とが交互に取り付けられてい
る。尚、制振壁パネル４及び外壁パネル５の表面には、
耐火ボードやタイルパネル等の化粧板（図示せず）が装
着される。

【００１１】制振壁パネル４及び外壁パネル５は、下端
が梁３（３₁〜３_n）に溶接により固定された支持板６
に支持された状態で、上端角部が取り付けボルト７によ
りお梁３（３₁〜３_n）に固定され、且つ下端角部が取
り付けボルト８によりお梁３（３₁〜３_n）に固定され
る。支持板６は、制振壁パネル４及び外壁パネル５の下
端が脱落しないように支持する鉤型（Ｕ字状）に形成さ
れた係止部６ａを有する。

【００１２】制振壁パネル４は、断面が四角形の角パイ
プにより形成され柱２（２₁〜２_n）又は梁３（３₁〜
３_n）に固定される枠体９と、枠体９の内部に形成され
た空間に配設され、枠体９に作用する外力を吸収する複
数（本実施例では、４本）の油圧ダンパ１１〜１４とか
らなる。各油圧ダンパ１１〜１４は、交互に異なる方向
に傾斜して取り付けられており、Ｗを横向きにしたパタ
ーンとなるように配設されている。そのため、例えばＡ
方向の変位が構造物１に加えられると、第１、第３の油
圧ダンパ１１，１３には引っ張り荷重が作用し、第２、
第４の油圧ダンパ１２，１４には圧縮荷重が作用する。
そして、Ｂ方向の変位が構造物１に加えられると、第
１、第３の油圧ダンパ１１，１３には圧縮荷重が作用
し、第２、第４の油圧ダンパ１２，１４には引っ張り荷
重が作用する。

【００１３】このように、各油圧ダンパ１１〜１４は、
交互に圧縮荷重または引っ張り荷重を吸収して構造物１
の振動を減衰して上部に設けられた各階の振動が増幅す
ることを防止する。そのため、構造物１は、制振壁パネ
ル４が取り付けられるだけで制振構造となり、重量のあ
る質量をアクチュエータで駆動させる構成とされた大掛
かりな制振装置が不要となる。また、制振壁パネル４
は、特別な設置スペースがいらず、外壁パネル５を取り
付ける際に同じ要領で取り付けられるため、取付作業が
容易に行える。

【００１４】ここで、上記制振壁パネル４の構成につい
て説明する。図３は制振壁パネル４を拡大して示す正面
図、図４は図３中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。制振
壁パネル４は、断面が四角形の鉄製角パイプを長方形状
に組み合わせた枠体９により形成された空間内に４本の
油圧ダンパ１１〜１４を配設してなる。油圧ダンパ１１
〜１４は、枠体９の左右のパイプ間に所定角度傾斜して
配設されている。

【００１５】枠体９は、垂直方向に延在する左側パイプ
９ａと右側パイプ９ｂとの両端間に水平方向に延在する
上部パイプ９ｃと下部パイプ９ｄとが溶接等により結合
されている。左側パイプ９ａ及び右側パイプ９ｂの両端
近傍には、上記ボルト７，８が挿通される挿通孔１０が
設けられている。また、右側パイプ９ｂの上端、中間、
下端の各位置には、固定板１５ａ，１５ｃ，１５ｅが設
けられ、左側パイプ９ａの３／４、１／４の高さ位置に
は、固定板１５ｂ，１５ｄが設けられている。従って、
各固定板１５ａ〜１５ｅは、夫々異なる高さとなるよう
に互い違いに配設されている。

【００１６】各油圧ダンパ１１〜１４は、夫々同一構成
であり、シリンダ１６と、シリンダカバー１７と、シリ
ンダ１６の端部より軸方向に延在する鉄製パイプ１８
と、鉄製パイプ１８の端部に固着された取り付け板１９
と、シリンダカバー１７の端部より軸方向に延在する鉄
製パイプ２０と、鉄製パイプ２０の端部に固着された取
り付け板２１とよりなる。鉄製パイプ１８，２０は、各
固定板１５ａ〜１５ｅ間の距離に応じた所定長さに加工
されてシリンダ１６又はシリンダカバー１７の端部に溶
接等により固着されている。

【００１７】尚、鉄製パイプ１８，２０は、シリンダ１
６又はシリンダカバー１７の端部にねじで結合される構
成として、軸方向の長さを調整できる構成としても良い
のは勿論である。第１の油圧ダンパ１１は、上側端部と
なる取り付け板１９が上から１番目の固定板１５ａにボ
ルト、ナットにより締結され、下側端部となる取り付け
板２１が上から２番目の固定板１５ｂにボルト、ナット
により締結されている。また、第２の油圧ダンパ１２
は、上側端部となる取り付け板２１が上から２番目の固
定板１５ｂにボルト、ナットにより締結され、下側端部
となる取り付け板１９が上から３番目の固定板１５ｃに
ボルト、ナットにより締結されている。

【００１８】さらに、第３の油圧ダンパ１３は、上側端
部となる取り付け板１９が上から３番目の固定板１５ｃ
にボルト、ナットにより締結され、下側端部となる取り
付け板２１が上から４番目の固定板１５ｄにボルト、ナ
ットにより締結されている。また、第４の油圧ダンパ１
４は、上側端部となる取り付け板２１が上から４番目の
固定板１５ｄにボルト、ナットにより締結され、下側端
部となる取り付け板１９が上から５番目の固定板１５ｅ
にボルト、ナットにより締結されている。

【００１９】このように、各油圧ダンパ１１〜１４は、
交互に異なる方向に傾斜して取り付けられているため、
枠体９にＡ方向又はＢ方向の変位が入力されて枠体９が
菱形に変形すると、交互に圧縮荷重または引っ張り荷重
を吸収することができる。また、各油圧ダンパ１１〜１
４は、図４に示すように、制振壁パネル４の厚さよりは
み出さないように形成されている。そして、枠体９の前
面及び背面には、各油圧ダンパ１１〜１４を保護するた
めの板２２ａ，２２ｂがビスにより固定されている。
尚、図３において、内部の油圧ダンパ１１〜１４を説明
するため、板２２ａ，２２ｂが省略されている。

【００２０】そのため、複数の制振壁パネル４が積重さ
れた状態で運搬する場合でも制振壁パネル４に内蔵され
た油圧ダンパ１１〜１４が他の制振壁パネル４に内蔵さ
れた油圧ダンパ１１〜１４と干渉することがなく、運搬
中の油圧ダンパ１１〜１４の損傷が防止される。図５は
油圧ダンパ１１の内部構造を示す縦断面図である。

【００２１】油圧ダンパ１１は、前述したシリンダ１６
と、シリンダカバー１７とを有し、シリンダ１６の内部
には油圧室２５と、空気室２６とが画成され、油圧室２
５の両端に設けられた壁２７，２８にはピストンロッド
２９が挿通される挿通孔２７ａ，２８ａが設けられてい
る。油圧室２５には、予め予測される振動エネルギの大
きさに応じた粘性を有する粘性オイル等の粘性流体４０
が充填されている。

【００２２】また、挿通孔２７ａ，２８ａの内周には、
油圧室２５の粘性流体４０が漏出することを防止するた
め、ピストンロッド２９との間をシールするＯリング３
０，３１が装着されている。ピストンロッド２９の一端
は、シリンダカバー１７に固定され、ピストンロッド２
９の他端は、空気室２６に挿入されている。従って、ピ
ストンロッド２９の中間位置に結合されたピストン３２
が軸方向に移動する際、ピストンロッド２９も一体に摺
動するが、ピストンロッド２９が油圧室２５を貫通して
いるので、ピストンロッド２９の移動により油圧室２５
の容積変化が生じないように構成されている。

【００２３】また、空気室２６を画成する外周壁には、
ピストンロッド２９の摺動動作に伴い空気の吸排を行う
空気孔３３が設けられている。地震発生による振動又は
交通振動が制振壁パネル４に伝搬されたとき、ピストン
３２は油圧室２５内を往復動する。このピストン３２
は、Ｘａ方向の流れを許容するチェック弁３５を有する
流路３６と、Ｘｂ方向の流れを許容するチェック弁３７
を有する流路３８とが軸方向と平行に設けられている。
従って、ピストン３２が図６に示すようにＸａ方向に摺
動する過程では、油圧室２５の右室２５ａに充填されて
粘性流体４０がチェック弁３５及び流路３６を通過して
左室２５ｂに流入する。

【００２４】また、ピストン３２が図７に示すようにＸ
ｂ方向に摺動する過程では、油圧室２５の左室２５ｂに
充填されて粘性流体４０がチェック弁３７及び流路３８
を通過して右室２５ａに流入する。このように油圧室２
５に充填された粘性流体４０が流路面積が絞られた流路
３６又は３８を通過して移動する際の粘性抵抗によりシ
リンダ１６及びシリンダカバー１７に入力された振動エ
ネルギを吸収する。

【００２５】図８は本発明になる制振壁パネル４を一般
住宅に取り付ける場合の配置例を示す図である。２階建
ての一般住宅４１では、１階の外壁の一部として制振壁
パネル４が通常の外壁パネル（窓やドアを有するものも
含む）５と交互に配設されている。一般住宅４１の場
合、２階部分が比較的軽量であるので、２階部分に制振
壁パネル４を取り付ける必要がない。

【００２６】このように一般住宅４１の１階の外壁に制
振壁パネル４を取り付けることにより、１階に入力され
た振動が制振壁パネル４に内蔵された油圧ダンパ１１〜
１４により吸収され、２階部分の振動が増幅しないよう
に制振することができる。ブレースダンパカバーが装着
された状態を示す縦断面図、図９は本発明になる制振壁
パネル４を１０階建てのビルに取り付ける場合の配置例
を示す図である。

【００２７】ビル４２では、１階及び２階の外壁に制振
壁パネル４が６列に配設され、３階乃至５階の外壁に制
振壁パネル４が４列に配設され、６階乃至１０階の外壁
に制振壁パネル４が２列に配設されている。このよう
に、鉄骨とコンクリートにより形成されたビル４２の場
合、上記のような一般住宅４１よりもはるかに質量が大
きいので、制振壁パネル４の数が多くなる。

【００２８】しかしながら、１階及び２階の振動を制振
することにより３階以上に振動が小さく抑えられるの
で、３階以上では制振壁パネル４の数を減らすことがで
きる。すなわち、ビル４２の外壁全体に制振壁パネル４
を取り付ける必要はなく、上の階ほど制振壁パネル４を
減らすことができるので、建築コストを低減できる。ビ
ル４２の場合、屋上に数トンもある質量をアクチュエー
タで駆動させてビルの振動を制振させる制振装置を取り
付けて制振構造とすることが一般的であるが、本実施例
のように外壁の一部に制振壁パネル４を組み込むことに
よりビル４２全体が制振されるため、制振装置を設置す
る場合よりもビル４２にかかる負荷が軽減され、制振装
置の設置スペースも不要であるので、ビル４２のスペー
スを有効に利用することができる。

【００２９】図１０は制振壁パネルの変形例１を示す正
面図である。制振壁パネル４３は、枠体９により形成さ
れた空間内に２本の油圧ダンパ４４，４５をＶ字状に配
設してなる。また、右側パイプ９ｂの上端、下端の各位
置には、固定板４６ａ，４６ｃが設けられ、左側パイプ
９ａの１／２の高さ位置には、固定板４６ｂが設けられ
ている。従って、各固定板４６ａ〜４６ｃは、夫々異な
る高さとなるように互い違いに配設されている。

【００３０】油圧ダンパ４４は、上側端部となる取り付
け板１９が上から１番目の固定板４６ａにボルト、ナッ
トにより締結され、下側端部となる取り付け板２１が上
から２番目の固定板４６ｂにボルト、ナットにより締結
されている。また、油圧ダンパ４５は、上側端部となる
取り付け板２１が上から２番目の固定板４６ｂにボル
ト、ナットにより締結され、下側端部となる取り付け板
１９が上から２番目の固定板４６ｃにボルト、ナットに
より締結されている。

【００３１】このように、各油圧ダンパ４４，４５は、
異なる方向に傾斜して取り付けられているため、枠体９
にＡ方向又はＢ方向の変位が入力されて枠体９が菱形に
変形すると、圧縮荷重または引っ張り荷重を吸収するこ
とができる。図１１は制振壁パネルの変形例２を示す正
面図である。制振壁パネル４７は、枠体９により形成さ
れた空間内に平行な２本の油圧ダンパ４８，４９を配設
してなる。また、右側パイプ９ｂの上端、中間の各位置
には、固定板５０ａ，５０ｃが設けられ、左側パイプ９
ａの中間、下端には、固定板５０ｂ，５０ｃが設けられ
ている。

【００３２】油圧ダンパ４８は、上側端部となる取り付
け板１９が右上角部の固定板５０ａにボルト、ナットに
より締結され、下側端部となる取り付け板２１が左側パ
イプ９ａの中間位置に設けられた固定板５０ｂにボル
ト、ナットにより締結されている。また、油圧ダンパ４
９は、上側端部となる取り付け板１９が右側パイプ９ｂ
の中間位置に設けられた固定板５０ｃにボルト、ナット
により締結され、下側端部となる取り付け板２１が左下
角部の固定板５０ｄにボルト、ナットにより締結されて
いる。

【００３３】このように、各油圧ダンパ４８，４９は、
同一方向に傾斜して取り付けられているため、枠体９に
Ａ方向又はＢ方向の変位が入力されて枠体９が菱形に変
形すると、同時に圧縮荷重または引っ張り荷重を吸収す
ることができる。図１２は制振壁パネルの変形例３を示
す正面図である。制振壁パネル５１は、枠体９により形
成された空間内の対角位置に油圧ダンパ５２を斜めに配
設してなる。また、枠体９の右上角部には固定板５３ａ
が設けられ、左下角部には固定板５３ｂが設けられてい
る。

【００３４】油圧ダンパ５２は、上側端部となる取り付
け板１９が右上角部の固定板５３ａにボルト、ナットに
より締結され、下側端部となる取り付け板２１が左下角
部の固定板５３ｂにボルト、ナットにより締結されてい
る。このように、油圧ダンパ５２は、枠体９の対角方向
に設けられているので、枠体９にＡ方向の変位が入力さ
れると、引っ張り荷重を吸収し、枠体９にＢ方向の変位
が入力されると、圧縮荷重を吸収する。

【００３５】尚、上記実施例では、制振壁パネルを外壁
の一部として構造物に取り付けられるものとして説明し
たが、これに限らず、構造物の内部を仕切る壁として使
用することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
制振壁パネルを構造物の梁又は柱に締結することにによ
り構造物の振動エネルギをパネル内の油圧ダンパにより
吸収して構造物の振動を効果的に制振することができる
と共に、油圧ダンパをパネル毎を構造物に取り付けるこ
とができるので、取り付け作業が簡単に行える。

【００３７】また、請求項２の発明によれば、カバー本
体及び嵌合部が半径方向に形成された面を境界として２
分割可能に組み合わされているため、取り付け角度が交
互に異なる方向となるように複数の油圧ダンパを枠体の
内部に配設したため、小地震による小さな振動エネルギ
だけでなく、大地震による大きな振動エネルギも効果的
に吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】制振壁パネルの一実施例が構造物に取り付けら
れた状態を示す概略構成図である。

【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図３】制振壁パネルを拡大して示す正面図である。

【図４】図３中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

【図５】油圧ダンパの内部構造を示す縦断面図である。

【図６】油圧ダンパのピストンがＸａ方向に移動したと
きの動作を説明するための縦断面図である。

【図７】油圧ダンパのピストンがＸｂ方向に移動したと
きの動作を説明するための縦断面図である。

【図８】本発明になる制振壁パネルを一般住宅に取り付
ける場合の配置例を示す図である。

【図９】本発明になる制振壁パネルを１０階建てのビル
に取り付ける場合の配置例を示す図である。

【図１０】制振壁パネルの変形例１を示す正面図であ
る。

【図１１】制振壁パネルの変形例２を示す正面図であ
る。

【図１２】制振壁パネルの変形例３を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１構造物２（２₁〜２_n）柱３（３₁〜３_n）梁４，４３，４７，５１制振壁パネル５外壁パネル６支持板９枠体１１〜１４，４４，４５，４８，４９，５２油圧ダン
パ１６シリンダ１７シリンダカバー１８，２０鉄製パイプ１９，２１取り付け板２５油圧室２９ピストンロッド３２ピストン３５，３７チェック弁３６，３８流路４０粘性流体４１一般住宅４２ビル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造物の梁又は柱に固定される枠体と、該枠体の内部に形成された空間に配設され、前記枠体に
作用する外力を吸収する油圧ダンパと、からなることを特徴とする制振壁パネル。
【請求項２】前記請求項１記載の制振壁パネルであっ
て、取り付け角度が交互に異なる方向となるように複数の油
圧ダンパを前記枠体の内部に配設したことをことを特徴
とする制振壁パネル。