JPH04293871A - 建物の階層間制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震や風等による建物
の階層間の振動を減衰させるための制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建物等においては、パーティッション（
間仕切り）等のために壁を床面と天井との間に設置する
ことが行なわれている。また、特に、高層の建物におい
ては、地震や風等による建物の振動を抑えるために、前
記壁と天井（階層の上部）または床（階層の下部）との
間にゴム状弾性材等から成る制振材を利用した制振装置
を取り付けることが行なわれている。この制振装置の一
例として、複数枚の鋼板等の剛体の間にゴム状弾性材等
の制振材を固着し、建物の上層と下層の間の相対変位に
より該制振材を剪断変形させて振動エネルギーを吸収す
るものが使用されている。その場合、振動や風等による
建物の階層間の変位は、該建物の構造上の条件や振動源
の種類等によって、上下方向、左右方向あるいは前後方
向の各方向に生ずることがある。そこで、従来の上記制
振材の剪断変形を利用する制振装置においては、制振材
の剪断変形の方向と上層および下層の間に生じる相対変
位の主たる方向が略一致するような姿勢で取り付けられ
ている。

【０００３】図１４は従来の上記型式の階層間制振装置
を一例を示す正面図であり、図１５は図１４に示す線１
５−１５に沿った縦断面図である。図１４および図１５
において、建物の階層を形成する上層（天井）８１と下
層（床）８２との間には、間仕切りのための壁８３が設
置されている。壁８３の上辺は左右２個の制振装置９０
、９０を介して上層８１に接続され、壁８３の下辺も左
右２個の制振装置９０、９０を介して接続されている。 なお、図示の例では、壁８３の上辺および下辺に前記制
振装置が設けられているが、これは、上辺および下辺の
いずれか一方だけに設けることもでき、場合によっては
、壁８３の側辺に設けることも可能である。上記制振装
置の数や配置は適宜選定することができる。

【０００４】前記各制振装置９０は、２枚の鋼板８５、
８６の間にゴム状弾性材の制振材（減衰材）８４を焼付
け等によって一体的に固着した構造を有しており、一方
の鋼板８５はボルト８７によって上層８１（または下層
８２）に固定され、他方の鋼板８６はボルト８８によっ
て壁８３の上辺（または下辺）に固定されている。図示
の例では、上下の制振材８４が壁８３と同一面内に位置
するように、各制振材８４およびその両側面に固着され
た鋼板８５、８６は略垂直に配設されている。各制振材
８４は主としてその剪断変形によって振動エネルギーを
吸収するものであり、両側の鋼板８５、８６が上下方向
Ｙまたは左右方向Ｘ（図面に垂直）に相対変位した場合
に剪断変形を受けて振動エネルギーを吸収するように構
成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の階層間制振装置においては、地震や風によって建物
の階層間に生ずる振動変位の方向は固定したものではな
く、複数方向の変位を含む場合や変位方向が変化する場
合が一般的であることから、上層８１および下層８２の
間に制振材の剪断方向と異なる方向の変位、すなわち、
壁８３に垂直の方向（Ｚ方向）の成分を有する変位が発
生すると、該制振材８４のみでは変位を吸収することが
できず、前記壁８３自体や制振装置９０の取り付け部（
鋼板８５、８６自体など）の変形でも吸収せざるを得な
くなる。その結果、制振材８４に無理な力が加わり、制
振効果が不充分になるのみならず、制振装置の耐久性が
低下するという解決すべき課題があった。

【０００６】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、本発明の目的は、制振材の弾性変形
（主として剪断変形）可能な方向と異なる方向の振動に
対しても、制振材に無理な力が加わることを防止するこ
とができ、充分な制振効果を確保できるとともに装置の
耐久性を向上させ得る建物の階層制振装置を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題解決のための手段】本発明は、建物の階層間に設
置される壁と天井あるいは前記壁と床の間の変位によっ
て変形し、階層間で伝達される振動を減衰させる階層間
制振装置において、前記壁の面内方向の変位は制振材の
弾性変形によって制振し、前記壁の面外方向の変位は回
転部の変位および前記制振材の弾性変形によって制振す
る構成とすることにより、上記目的を達成するものであ
る。前記制振材としては、高減衰ゴムを使用することが
好ましく、また、前記回転部としては、ゴムの変形を利
用する継手を使用することができる。

【０００８】

【実施例】以下、図１〜図１３を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は本発明の一実施例による階層間制
振装置を有する建物の階層内部を示す正面図であり、図
２は図１に示す制振装置の単体斜視図であり、図３は図
１に示す線３−３に沿った縦断面図である。図１および
図３において、建物の階層を形成する上層（天井）１１
と下層（床）１２との間には、間仕切りのための壁１３
が設置されている。壁１３の下辺は、その表裏から、複
数の止め金具１４によって下層１２に固定されている。 一方、壁１３の上辺は制振装置１５を介して上層１１に
接続されている。なお、図示の例では、壁１３の上辺は
、中央部の２箇所において、制振装置１５で接続されて
いるが、この制振装置１５の数や配置は適宜選定するこ
とができる。

【０００９】図２および図３において、各制振装置１５
は、中板１６の両面と両側の外板１７、１７の内面との
間にゴム状弾性材（制振材）１８、１８を焼付け等で固
着して形成した剪断変形部１９と、該剪断変形部１９の
上下に設けられた回転部（ヒンジ部）２０、２１とで構
成されている。図示の例では、前記２枚の外板１７、１
７は、二股（Ｕ字状）部分２２と一枚の平板部分２３を
有する一つの成形部材２４で形成されている。また、前
記回転部２０、２１は、前記剪断変形部１９と平行な軸
心を有する円筒状のゴム状弾性材で形成されている。上
側の回転部２０は、上層１１にボルト締結または埋め込
み等によって固定される接続板２５を、前記中板１６に
回転変位可能に接続するためのものである。また、下側
の回転部２１は、壁１３にボルト締結または埋め込み等
によって固定される接続板２６を、前記外板１７、１７
を有する成形部材２４に回転変位可能に接続するための
ものである。前記各回転部２０、２１の接続部も、焼付
けまたは接着等により、相手部材に固着されている。

【００１０】図３の（Ａ）は制振装置１５の取付け状態
を示す縦断面図であり、図３の（Ｂ）は壁１３の面外方
向（壁１３と垂直なＺ方向）の変位が発生した状態を示
す縦断面図である。前記各制振装置１５は、図３の（Ａ
）に示すように、前記剪断変形部１９および前記回転部
２０、２１が壁１３と同一の面内に位置するように取り
付けられている。この制振装置１５は図示のようにゴム
状弾性材の焼付けや接着等によって全体的に一体化され
ているので、その取付けは、上側の接続板２５を上層（
天井）１１に、下側の接続板２６を壁１３に、ボルト締
結または埋め込みで固定するだけで行なうことができる
。

【００１１】そこで、図３の（Ａ）の取付け状態から、
地震や風等によって建物が振動し、上層１１と下層１２
との間に相対変位が発生した場合、壁１３の面内方向の
変位、すなわち、矢印Ｙで示す上下方向の変位および矢
印Ｘで示す左右方向の変位は、前記制振材（ゴム状弾性
材）１８、１８の上下方向および左右方向の剪断変形に
よって、振動エネルギーが吸収される。また、壁１３の
面外方向の変位、すなわち、矢印Ｚで示す前後方向（壁
１３と垂直の方向）の変位は、図３の（Ｂ）に示すよう
に、上下の回転部２０、２１の回転変位と前記制振材１
８、１８の剪断変形によって、振動エネルギーが吸収さ
れる。なお、前記ゴム状弾性材の制振材１８、１８とし
ては、天然ゴムや一般的な合成ゴムでもよいが、特に、
高減衰ゴムを使用すれば、大きな制振性能を得ることが
できる。

【００１２】以上説明した階層間制振装置によれば、壁
１３の面内方向（Ｘ、Ｙ方向）の変位は制振材１８、１
８の剪断変形によって制振し、壁１３の面外方向（Ｚ方
向）の変位は回転部２０、２１の変位および前記制振材
１８、１８の変形によって制振するように構成したので
、地震や風等により階層間に変位が発生する場合、如何
なる方向の変位に対しても、制振材１８、１８や制振装
置１５の取付け部に無理な力が作用することなく、振動
のエネルギーを効果的に吸収することが可能となった。 また、制振材１８、１８を含む制振装置１５の耐久性を
大幅に向上させることができた。さらに、制振材１８、
１８および回転部２０、２１をゴム状弾性材で形成した
ので、摺動部が無く、メインテナンスフリーの制振装置
を構成することができるとともに、制振装置のユニット
化およびコンパクト化が可能になった。

【００１３】図４は前記回転部２０、２１の別の構造例
を示す斜視図であり、図５は図４の軸方向断面図である
。図１〜図３の構成では回転部２０、２１をゴム状弾性
材のみで形成したが、この回転部２０、２１としては、
図４および図５に示すように、軸２８と中空円筒状の外
套部材２９との間にゴム状弾性材３０を焼付け等で固着
した構造のものを使用することができる。なお、図示の
例では、前記ゴム状弾性材３０として、超塑性ラバー３
０Ａを使用し、その両側部を被覆ゴム３０Ｂ、３０Ｂで
保持する構造のものが使用されている。なお、図４およ
び図５の回転ヒンジを図１〜図３の制振装置１５に使用
する場合は、前記軸２８および外套部材２９に、前記接
続板２５と中板１６、あるいは前記成形部材２４と接続
板２６を溶接、接着またはネジ止めなどで固定すること
により、前記ゴム状弾性材３０を介して回転変位可能に
接続することができる。したがって、図４および図５の
回転ヒンジを使用する場合でも、前述の図１〜図３の実
施例の場合と同様の作用効果が得られる。

【００１４】図６は前記回転部２０、２１のさらに別の
構造例を示す斜視図である。この回転部２０、２１とし
ては、図６に示すように、円柱状のゴム状弾性材３１の
中心部を貫通して角形断面の軸部材３２を固着し、該軸
部材３２の両端突出部を第１のヒンジ板３３にネジ止め
等で固定し、前記ゴム状弾性材３１の外周部の前記第１
のヒンジ板３３と対向する位置に第２のヒンジ板３４を
焼付けまたは接着等で固着した構造の回転ヒンジを使用
することもできる。前記第１および第２のヒンジ板３３
、３４は、図１〜図３に示す中板１６および接続板２５
、あるいは成形部材２４および接続板２６としてそのま
ま使用することもでき、あるいは、これらの部材をネジ
止め等で接続して使用することもできる。したがって、
図６の回転ヒンジによっても、ゴム状弾性材３１を介し
て回転変位可能に接続することができ、したがって、前
述の図１〜図３の実施例の場合と同様の作用効果が得ら
れる。

【００１５】図７は図６の回転ヒンジの変更構造例を示
す部分斜視図である。図７の回転ヒンジは、内套３５と
外套３６の間にゴム状弾性材３７を固着したものを使用
し、前記内套３５の内部を貫通させて帯状の軸部材３８
を固定するものである。図示の例では、前記軸部材３８
は、補強部材３９を結合した状態で前記内套３５の内部
に溶接等で固定されている。そこで、前記軸部材３８の
両端突出部を第１のヒンジ板３３（図６）にネジ止め等
で固定し、前記外套３６を第２のヒンジ板３４（図６）
に溶接等で固定することにより、図６の回転ヒンジの場
合と同様に使用することができる。したがって、図７の
回転ヒンジによっても、ゴム状弾性材３７を介して回転
変位可能に接続することができ、前述の図１〜図３の実
施例の場合と同様の作用効果が得られる。

【００１６】図８は本発明の他の実施例による階層間制
振装置を有する建物の階層内部を示す正面図であり、図
９は図８に示す制振装置の単体斜視図であり、図１０は
図９の制振装置を取付けた状態の軸方向断面図であり、
図１１は図８に示す線１１−１１に沿った縦断面図であ
る。図８および図１１において、建物の階層を形成する
上層（天井）１１と下層（床）１２との間には、間仕切
りのための壁１３が設置されている。壁１３の下辺は、
その表裏から、複数の止め金具１４によって下層１２に
固定されている。一方、壁１３の上辺は制振装置４０を
介して上層１１に接続されている。なお、図示の例では
、壁１３の上辺は、中央部の２箇所において、制振装置
４０で接続されているが、この制振装置４０の数や配置
は適宜選定することができる。

【００１７】図９および図１０において、各制振装置４
０は、中空円筒部材の外套４５の内径面の両側にゴム状
弾性材から成る制振材６１、６２を焼付け等で固着し、
一方の制振材６１の中心部に第１の軸部材４２を焼付け
等で固着し、他方の制振材６２の中心部に第２の軸部材
４３を焼付け等で固着し、前記第１の軸部材４２の突出
先端部６６を上層（天井）１１に設けた垂直軸６３回り
に回転可能に接続するとともに、前記第２の軸部材４３
の突出先端部４８を壁１３に設けた垂直軸４４回りに回
転可能に接続した構造をしている。図示の例では、前記
制振材６１、６２は、前記中空円筒部材４５の内径面に
対し、所定距離Ｌだけ離隔して固着されている。

【００１８】前記円柱状の制振材４１は図示のように略
水平方向（横向き）に取付けられるものである。そこで
、上層１１には、軸部６４を有するブラケット４６がボ
ルト４９等で固定されており、前記第１の軸部材４２の
先端部６６は前記軸部６４の下端部に回転自在に嵌合さ
れ、かつリング部材６５等により抜け止めされている。 一方、前記第２の軸部材４３の突出先端部４８は、ボル
ト４９等で壁１３に固定されたカラー５０の上端部に形
成された軸部５１に、回転自在に嵌合されている。 すなわち、制振装置４０は、制振材６１、６２の両側に
形成された回転自在な回転部を介して、上層１１および
壁１３に接続されている。こうして、上層（天井）１１
と壁１３は、垂直軸（回転部）４４、６４を中心とし回
転可能であり、かつゴム状弾性材の制振材６１、６２の
部分で３次元方向に弾性変形可能である制振装置４０に
よって連結されている。

【００１９】図１１の（Ａ）は制振装置４０を取付けた
状態での縦断面図であり、図１１の（Ｂ）は壁１３の面
外方向（壁１３に垂直のＺ方向）の変位が発生した状態
を示す縦断面図である。図１１の（Ａ）の取付け状態か
ら、地震や風等によって建物が振動し、上層１１と下層
１２との間に相対変位が発生した場合、壁１３の面内方
向の変位、すなわち、矢印Ｙで示す上下方向の変位およ
び矢印Ｘで示す左右方向の変位は、前記制振材（ゴム状
弾性材）６１、６２の上下方向および左右方向の弾性変
形によって、振動エネルギーが吸収される。また、壁１
３の面外方向の変位、すなわち、矢印Ｚで示す前後方向
（壁１３と垂直の方向）の変位は、図１１の（Ｂ）に示
すように、制振装置４０の回転変位（垂直軸４４および
垂直軸の回りの回転）と伸び（制振材６１、６２の弾性
変形）によって、振動エネルギーが吸収される。なお、
前記ゴム状弾性材の制振材６１、６２としては、天然ゴ
ムや一般的な合成ゴムでもよいが、特に、高減衰ゴムを
使用すれば、大きな制振性能を得ることができる。

【００２０】図１２は、図１０における第２の軸部材４
３の突出先端部４８の回転部の他の構造例を示す部分縦
断面図である。図１２において、回転部として、同心の
中空円筒状の内套５２および外套５３の間にゴム状弾性
材５４を焼付け等で固着したゴムブッシュ５５が使用さ
れている。このゴムブッシュ５５は、その外套５３を第
２の軸部材４３の突出先端部４８に溶接等で固定するこ
とにより、該第２の軸部材４３に固着されている。そこ
で、前記ゴムブッシュ５５の内套５２をボルト５６等で
固定することにより、制振装置４０は、壁１３に対して
ゴム状弾性材５４を介して回転可能に接続される。また
、図１２に示すようなゴムブッシュ５５は、前記第１の
軸部材４２の突出先端部６６の回転部に使用することも
でき、その場合は、前記外套５３を前記突出先端部６６
に固定し、前記内套５２を前記軸部６４に固定する。 このように、各回転部にゴムブッシュ５５等のゴム状弾
性材から成る回動継手を使用すれば、地震や風等により
上層１１と壁１３との間に変位が発生した場合に、制振
装置４０の各回転部４４、６３においてもある程度の振
動エネルギー吸収効果（制振効果）を得ることができる
。

【００２１】以上図８〜図１２を参照して説明した階層
間制振装置によっても、壁１３の面内方向（Ｘ、Ｙ方向
）の変位は制振材６１、６２の弾性変形によって制振し
、壁１３の面外方向（Ｚ方向）の変位は回転部４４、６
３回りの変位および前記制振材６１、６２の弾性変形に
よって制振することができ、したがって、図１〜図７の
実施例の場合と同様、地震や風等により建物の階層間に
変位が発生する場合、如何なる方向の変位に対しても、
制振材６１、６２や制振装置４０の取付け部に無理な力
が作用することなく、振動のエネルギーを効果的に吸収
することが可能となった。また、制振材６１、６２を含
む制振装置４０の耐久性を大幅に向上させることができ
た。さらに、制振材６１、６２をゴム状弾性材で形成し
たので、摺動部が無く、メインテナンスフリーの制振装
置を構成することができるとともに、制振装置のユニッ
ト化およびコンパクト化が可能になった。

【００２２】図１３は図１０の制振装置４０の他の構造
例を示す要部縦断面図である。図１３において、中空円
筒状の外套６８の内径面にゴム状弾性材の制振材６９が
焼付け等で固着されており、前記制振材６９の中心部に
第２の軸部材７０（図１０中の第２の軸部材４３に相当
する）が焼付け等で固着されている。この第２の軸部材
７０の突出先端部４８は、図１０中の回転部４４と実質
上同じ構造の回転部によって壁１３に接続される。一方
、前記外套６８の他端部には、図１０中の第１の軸部材
４２に対応するステー部７１が該外套６８と一体的に形
成されている。このステー部７１の先端部７２は、図１
０中の回転部６３と実質上同じ構造の回転部によって、
上層１１に固定された軸部（図１０中の軸部６４を参照
）に回転可能に接続される。この図１３に示す制振装置
によっても、図８〜図１１の実施例と同様の作用、効果
を達成することができる。なお、図１３の制振装置にお
いても、各回転部４４、６３として図１２に示すような
ゴム状弾性材の回転部を使用することができ、前述と同
様の作用、効果が得られる。

【００２３】なお、以上の各実施例では、壁１３の上辺
と上層（天井）との間に制振装置１５、４０を取付ける
場合を例に挙げて説明したが、本発明は、壁１３の下辺
と床１２との間に制振装置を取付ける場合、あるいは壁
１３の上辺と下辺の両方に取付ける場合にも同様に適用
することができ、同様の作用効果を達成し得るものであ
る。また、制振装置の数や配置は適宜選定できるもので
ある。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
によれば、建物の階層間に設置される壁と天井あるいは
前記壁と床の間の変位によって変形し、階層間で伝達さ
れる振動を減衰させる階層間制振装置において、前記壁
の面内方向の変位は制振材の弾性変形によって制振し、
前記壁の面外方向の変位は回転部の変位および前記制振
材の弾性変形によって制振する構成としたので、制振材
の弾性変形（主として剪断変形）可能な方向と異なる方
向の振動に対しても、制振材に無理な力が加わることを
防止することができ、充分な制振効果を確保できるとと
もに装置の耐久性を向上させ得る建物の階層制振装置が
提供される。なお、上記構成においては、前記制振材と
して高減衰ゴムを使用し、また、前記回転部としてゴム
の変形を利用する継手を使用すれば、一層効率よく上記
効果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した階層間制振装置の一実施例を
取り付けた建物の内部を示す正面図である。

【図２】図１に示す制振装置の斜視図である。

【図３】図１の建物の内部の壁の部分の縦断面図である
。

【図４】図２の制振装置の回転部の他の構造例を示す斜
視図である。

【図５】図４の回転部の軸方向断面図である。

【図６】図２の制振装置の回転部のさらに他の構造例を
示す斜視図である。

【図７】図６の回転部の一部を変更した構造例を示す部
分斜視図である。

【図８】本発明を適用した階層間制振装置の他の実施例
を取り付けた建物の内部を示す正面図である。

【図９】図８に示す制振装置の斜視図である。

【図１０】図９の制振装置の取り付け状態を示す縦断面
図である。

【図１１】図８の建物の内部の壁の部分の縦断面図であ
る。

【図１２】図１０に示す制振装置の回転部の他の構造例
を示す部分縦断面図である。

【図１３】図１０に示す制振装置の一部した構造例を示
す縦断面図である。

【図１４】従来の階層間制振装置を取り付けた建物の内
部を示す正面図である。

【図１５】図１４に示す線１５−１５に沿った建物内部
の壁部分の縦断面図である。

【符号の説明】

１１　　　　上層（天井） １２　　　　下層（床） １３　　　　壁 １５　　　　制振装置 １６　　　　中板 １７　　　　外板 １８　　　　制振材（ゴム状弾性材） １９　　　　剪断変形部 ２０　　　　回転部 ２１　　　　回転部 ２８　　　　軸（回転部） ２９　　　　外套部材（回転部） ３０　　　　ゴム状弾性材（回転部） ３１　　　　ゴム状弾性材（回転部） ３２　　　　軸部材（回転部） ３５　　　　内套（回転部） ３６　　　　外套（回転部） ３７　　　　ゴム状弾性材（回転部） ３８　　　　軸部材（回転部） ４０　　　　制振装置 ４２　　　　第１の軸部材 ４３　　　　第２の軸部材 ４４　　　　垂直軸（回転部） ４５　　　　外套 ５１　　　　軸部（回転部） ５５　　　　ゴムブッシュ（回転部） ６１　　　　制振材 ６２　　　　制振材 ６３　　　　垂直軸（回転部） ６８　　　　外套 ６９　　　　制振材 ７０　　　　第２の軸部材 ７１　　　　ステー部 Ｘ　　　　　　壁の面内方向 Ｙ　　　　　　壁の面内方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　建物の階層間に設置される壁と天
   井あるいは前記壁と床の間の変位によって変形し、階層
   間で伝達される振動を減衰させる階層間制振装置におい
   て、前記壁の面内方向の変位は制振材の弾性変形によっ
   て制振し、前記壁の面外方向の変位は回転部の変位およ
   び前記制振材の弾性変形によって制振することを特徴と
   する建物の階層間制振装置。
2. 【請求項２】　　　　前記制振材が高減衰ゴムであるこ
   とを特徴とする請求項１の建物の階層間制振装置。
3. 【請求項３】　　　　前記回転部がゴムの変形を利用す
   るものであることを特徴とする請求項１の建物の階層間
   制振装置。