JPH1181735A

JPH1181735A - 制振ユニット及び制振ダンパー

Info

Publication number: JPH1181735A
Application number: JP24916097A
Authority: JP
Inventors: Tatsuji Ishimaru; 辰治石丸; Takahiro Shintani; 隆弘新谷; Masaharu Kubota; 雅春久保田
Original assignee: Tobishima Corp
Current assignee: Tobishima Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JP3589553B2

Abstract

(57)【要約】【課題】施工が簡単で設置スペースを取らずに、建物
を制振構造にできる制振ユニットを得る。【解決手段】横フレーム６２と縦フレーム６４とで構
成された枠体６０が、建物１２の壁内へ取付可能となっ
ているため、施工が簡単で、且つ設置スペースを取らな
い。枠体６０内には、第１ブレース６８と第２ブレース
７２とでトグル機構が構成されており、建物１２骨組み
の変形に追従して上方の横フレーム６２と下方の横フレ
ーム６２が、小さく水平方向へ相対変形しても、連結部
材７４は大きく円弧運動し、大きな変形に増幅する。こ
の増幅された変位をダンパー３４によって減衰し、枠体
６０を介して建物１２の振動を小さな力で制振する。こ
れによって、建物１２の応答加速度や応答変位が低減さ
れるので、建物１２内に収容された家具等の転倒を防ぐ
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的小規模の建
物及び床免震として床の揺れを抑える制振ユニット及び
制振ダンパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】戸建て住宅のように比較的軽い建物で、
しかも、固有周期の長い建物（揺れ易く、大きな変形量
を伴うような建物）では、地震対策として、高層ビルの
ような重量物を対象とした免震構造をそのまま用いるこ
とはできない。また、高層ビルで用いられているよう
に、最上階に制震装置を設置するＴＭＤ制震構造もそぐ
わない。

【０００３】そこで、通常の戸建て住宅の場合は、筋交
い等の数を増やして、建物の構造強度と剛性を建物の慣
性力より大きくすることで、地震による倒壊を防止して
いる。

【０００４】しかし、この方法では、建物の応答加速度
や応答変位を低減することができず、建物内に収容され
た家具等の転倒を防ぐことはできない。

【０００５】一方、建物を鉄球等の滑り支承で支持し、
振動を減衰させるダンパーを組合わせた軽量住宅用の免
震構造もあるが、免震構造を構築するスペースを別途確
保する必要がある。また、一般的なダンパーの減衰方向
は一方向であるため、３次元方向へ複数のダンパーを組
み合わせると、構造が複雑となり、大きな設置スペース
を必要とする。さらに、施工コストも上昇する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、施工が簡単で設置スペースを取らずに、建物を制
振構造にでき、また、ダンパー単体で、３次元方向の振
動を減衰させることを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、横フレームと縦フレームとで構成された枠体が、建
物の壁内へ取付可能となっている。すなわち、壁材とし
て柱の間に取付けるだけでよいので、施工が簡単で、且
つ設置スペースを取らない。なお、設置箇所は、建物重
量と間取りとの関係で決定される。

【０００８】上方の横フレームに、第１ブレースの一端
が回転可能に取付けられており、また、下方の横フレー
ムに、第２ブレースの一端が回転可能に取付けられてい
る。そして、連結部材によって、第１ブレースと第２ブ
レースの自由端が所定の角度を持って回転可能に連結さ
れ、トグル機構を構成している。

【０００９】このように、トグル機構を構成することに
より、建物骨組みの変形に追従して上方の横フレームと
下方の横フレームが、小さく水平方向へ相対変形して
も、連結部材は大きく円弧運動し、大きな変形に増幅す
る。このため、小さい変形×大きな力＝大きな変形×小
さな力という関係が成立する。

【００１０】そして、連結部材の円弧運動は、横フレー
ムに設けられたエネルギー吸収手段により減衰され、枠
体を介して建物の振動が小さな力で制振されることにな
る。これによって、建物の応答加速度や応答変位が低減
されるので、建物内に収容された家具等の転倒を防ぐこ
とができる。

【００１１】また、ユニット化において、枠体やブレー
スを木材で構成することにより、コストの削減を図るこ
とができる。さらに、枠体を建物にはめ込むことで、そ
の分、構造材としての柱の数を少なくすることができ
る。

【００１２】請求項２に記載の発明では、トグル機構を
構成する部材として、ワイヤやピアノ線等の線材が用い
られ、制振ユニットの軽量化が図られている。

【００１３】ここで、上方の横フレームに連結された第
１線材の自由端と、下方の横フレームに連結された第２
線材の自由端が、所定の角度を持って連結部材で連結さ
れ、トグル機構を構成している。

【００１４】連結部材には、一端が横フレームに連結さ
れた斜線材の他端が連結されており、また、斜線材と対
向する位置にあるエネルギー吸収手段が、連結部材に連
結されている。ここで、斜線材は、建物にエネルギーが
入力されていない状態では伸びた状態にあり、枠体が変
形すると、伸びたり弛んだりする。

【００１５】例えば、上方の横フレームが右方向へ変位
すると、第１線材と第２線材が同一線上に位置して伸張
する。このため、枠体の剛性が見掛けの上で大きくな
る。また、第１線材と第２線材が構成するトグル機構に
よって、横フレームの変位量より、連結部材の変位量が
増幅され、エネルギー吸収手段が大きく伸張して、連結
部材の運動を減衰させる。なお、このとき、斜線材は弛
み、振動制御には寄与しない。

【００１６】一方、上方の横フレームが左方向へ変位す
ると、第１線材と第２線材が描く角度が鋭角となり、第
１線材と第２線材とが弛む。一方、斜線材は伸張して、
エネルギー吸収手段を伸張させ、トグル機構は機能しな
いが、連結部材の運動を減衰させる。

【００１７】請求項３に記載の発明では、第１線材、第
２線材、及び斜線材に初期テンションを導入する引張手
段が設けられている。このように、引張手段を設け、各
線材のテンションを調整することで、トグル機構を簡単
に構築できる。また、クリープ変形による線材の弛みを
取り除くことができる。

【００１８】請求項４に記載の発明では、上方に配置さ
れる横フレームの上方に調整横フレームが配置されてお
り、調整横フレームと横フレームとが伸縮可能な伸縮手
段で連結されている。

【００１９】これによって、制振対象となる建物の梁の
高さに合わせて、調整横フレームを上下させれば、建物
毎に枠体の大きさを変更する必要がなくなる。このた
め、横フレームと縦フレームで構成される定型的な枠体
の中に、トグル機構を構築して量産しておくことで、ユ
ニットの製造コストを削減できる。

【００２０】請求項５に記載の発明では、所定の間隔で
左側へ傾斜して配設された第１リングの上部と、所定の
間隔で右側へ傾斜して配設された第２リングの上部と
が、上連結部材で連結され、また、第１リングの下部と
第２リングの下部とが、下連結部材で連結されている。

【００２１】このように、複数のリングを傾斜させ、そ
の上下部を連結部材で連結することで、連結部材が左右
に相対移動しても、上下に相対移動しても、前後に相対
移動しても、リングが３次元方向に弾性変形し復元力に
よって、連結部材が連結された構造体の振動が減衰され
る。また、上部や下部で発生する振動をアイソレート
（遮断）する役割も果たす。

【００２２】請求項６に記載の発明では、螺旋を描き左
側へ傾斜する第１コイルと螺旋を描き右側へ傾斜する第
２コイルの上下部が、それぞれ上連結部材と下連結部材
とで連結されている。

【００２３】このように、リングでなく、連続する螺旋
状のコイルを用いることにより、大きな減衰力を発揮さ
せることができる。

【００２４】請求項７に記載の発明では、上述したリン
グ及びコイルがヨリ線で構成されている。このため、単
線と比較すると、よった部分が互いに擦れ合って摩擦力
を発生せるので、減衰効果も大きくなる。

【００２５】なお、リング及びコイルの材料としては、
弾性特性に優れた鋼材（ＰＣ鋼、鉄、ステンレス等）が
好ましい。

【００２６】請求項８に記載の発明では、湾曲した複数
の棒材の両端を上下に配置された連結部材へ連結し、棒
材の外形が略球状となるように構成されている。このよ
うに、ダンパーを球状とすることで、３次元方向から入
力される振動を棒材の曲げ弾性によって長周期化し、入
力エネルギーを低減させることができる。

【００２７】また、棒材を交差させることにより、互い
に擦れ合って摩擦力を発生させ、弾性力だけでなく、摩
擦力によっても入力エネルギーを低減させることができ
る。

【００２８】請求項９に記載の発明では、板ばねに屈曲
部が形成されており、この屈曲部が板ばねの長手方向へ
伸張可能とされている。これによって、板ばねが、曲げ
方向の変形と、軸方向の変形の、２方向変形が可能とな
る。

【００２９】請求項１０に記載の発明では、板ばねに２
つの屈曲部が形成されており、この屈曲部の屈曲する方
向が９０度異なっている。すなわち、曲げ変形の方向
が、もう一つ加わることによって、３次元方向の振動に
対応できるのダンパーとして使用できる。

【００３０】請求項１１に記載の発明は、所定長さのワ
イヤーの略中間部を固定する第１連結部材と、前記第１
連結部材と対向配置され、側面視にて円形に屈曲され正
面視にてトラス形状を描くように捩じられた前記ワイヤ
ーの端部を固定する第２連結部材と、を有することを特
徴としている。

【００３１】これよって、ワイヤーがトラスとして鉛直
荷重を支持し、水平方向からの荷重に対しては、ワイヤ
ーの捩れ等によって、減衰力を発揮する。また、ワイヤ
ーは自由に加工できるので、施工性がよい。

【００３２】請求項１２に記載の発明は、屈曲されリン
グ状とされた板ばねと、前記板ばねの板幅方向の一端又
は板面の一方を上部構造体に固定する上連結部材と、前
記板ばねの板幅方向の他端又は板面の他方を下部構造体
に固定する下連結部材と、を有することを特徴としてい
る。

【００３３】これによって、板ばねが上部構造体を支持
し、かつリング状の円形が楕円形に変形するときの変形
剛性によって、水平方向に作用する振動を減衰する。

【００３４】

【発明の実施の形態】図１〜図４に示すように、第１形
態に係る制振ユニット１０は、戸建ての建物１２の洋室
の壁或いは和室の壁に収まるような厚みと幅を持った枠
体１４を備えている。

【００３５】枠体１４は、縦フレーム１６と横フレーム
１８とで構成されており、下方の横フレーム１８の両端
部には、ピン支承２０、２２が設けられている。また、
上方の横フレーム１８の両端部にも、ピン支承２４、２
６が設けられている。

【００３６】ピン支承２６には、第１ワイヤ２８が連結
されている。この第１ワイヤ２８の自由端は、ピン支承
２２に連結された第２ワイヤ３０の自由端と連結部材３
２で連結されている。

【００３７】一方、ダンパー３４のシリンダー部から伸
びたシャフト３６は、ピン支承２０に回動可能に連結さ
れており、ロッド３４Ａは連結部材３２へ連結されてい
る。このダンパー３４で連結部材３２を引っ張ることに
よって、第１ワイヤ２８と第２ワイヤ３０が所定の交角
度を保って静止している。

【００３８】また、ダンパー３４と対向するように、ピ
ン支承２４には、斜ワイヤ３８が連結され、自由端が連
結部材３２へ連結されている。この斜ワイヤ３８は、建
物１２にエネルギーが入力されていない状態では伸びた
状態にある。

【００３９】さらに、第１ワイヤ２８、第２ワイヤ３
０、及び斜ワイヤ３８には、ターンバックル４１等が設
けられており、それぞれのワイヤの初期テンションを調
整することにより、第１ワイヤ２８及び第２ワイヤ３０
でトグル機構を構成できるようになっている。なお、ク
リープ変形によるテンションの減少も解消することがで
きる。

【００４０】また、横フレーム１８の上方には、調整横
フレーム４０が配置されている。調整横フレーム４０に
は、回転支承４４が設けられている。この回転支承４４
には、下方へ延出する第１アーム４６が回転可能に連結
されている。この第１アーム４６は、横フレーム１８の
回転支承４２に回転可能に連結された第２アーム４８と
ピン５０でＸ形状に回動連結されており、伸縮手段とし
て一種のパンタグラフを構成している。そして、第１ア
ーム４６及び第２アーム４８の自由端には、ローラー５
２が設けられており、横フレーム１８或いは調整横フレ
ーム４０の上を転がるようになっている。

【００４１】従って、制振対象となる建物１２の梁１２
Ａの高さに合わせて、縦フレーム１６に沿って調整横フ
レーム４０を上下させ、調整横フレーム４０を梁１２Ａ
に固定し、ローラー５２を横フレーム１８及び調整横フ
レーム４０に固定すれば、取付作業が完了する。

【００４２】このような構成を採ることで、トグル機構
の増幅率を任意に調整することが可能な標準化された枠
体１４を量産することが可能となり、製造コストを削減
することができる。また、第１アーム４６及び第２アー
ム４８は固定された後、ブレースとして機能し、横フレ
ーム１８と調整横フレーム４０の剛性を高める。

【００４３】次に、本形態に係る制振ユニット１０の作
用を説明する。図４に示すように、制振ユニット１０
は、建物１２の外壁５４や間仕切り壁５６の中（上梁と
下梁の間）に設置されている。すなわち、壁材として使
用できるので、施工が簡単で、且つ設置スペースを取ら
ない。なお、設置箇所は、建物１２の重量と間取りとの
関係で決定される。

【００４４】地震等によって、図５の状態から図６に示
すように、建物１２が右方向へ水平変形して、上方の横
フレーム１８も右方向へ変位したとする。このとき、第
１ワイヤ２８と第２ワイヤ３０が同一線上に位置して伸
張する。このため、枠体１４の剛性が見掛けの上で向上
する。また、第１ワイヤ２８と第２ワイヤ３０が構成す
るトグル機構によって、横フレーム１８の変位量より、
連結部材３２の変位量が増幅され、ダンパー３４のロッ
ド３４Ａが大きく伸張して、枠体１４の振動を減衰させ
る。なお、このとき、斜ワイヤ３８は弛み、振動制御に
は寄与しない。

【００４５】また、図７に示すように、上方の横フレー
ム１８が左方向へ変位すると、第１ワイヤ２８と第２ワ
イヤ３０が描く角度が鋭角となり、第１ワイヤ２８と第
２ワイヤ３０が弛む。一方、斜ワイヤ３８は伸張して、
ダンパー３４のロッド３４Ａを伸張させ、トグル機構は
機能しないが、連結部材３２の運動を減衰させる。

【００４６】このように、本形態の制振ユニット１０
は、建物１２の変形に追従し、その変形量を増幅させて
入力エネルギーを効率良く吸収して、建物１２の揺れを
抑制するようになっている。このため、建物１２の応答
加速度や応答変位が低減され、建物内に収容された家具
等の転倒を防ぐことができる。

【００４７】なお、図面では、三・六モジュールが基本
単位となっている戸建て住宅を例に採って説明している
が、木造建物だけでなく、軽量鉄骨住宅にも使用でき
る。また、ユニットを大型にすることで、事務所ビル等
への設置も可能となる。

【００４８】さらに、既存の住宅の場合、壁の改修だけ
で済むので、耐震補強が低コストで実現できる。

【００４９】次に、第２形態に係る制振ユニットを説明
する。図８に示すように、第１形態とは異なり、第２形
態では、ロッド状のブレースでトグル機構が構成されて
いる。

【００５０】すなわち、第２形態の制振ユニット５８
は、壁内に収まるような厚みと幅を持った枠体６０を備
えており、この枠体６０は、縦フレーム６２と横フレー
ム６４とで構成されている。上方の横フレーム６４には
ピン支承６６が設けられており、このピン支承６６に第
１ブレース６８の一端が回転可能に取付けられている。

【００５１】また、下方の横フレーム６４にはピン支承
７０が設けられており、このピン支承７０に第２ブレー
ス７２の一端が回転可能に取付けられている。そして、
連結部材７４で第１ブレース６８の自由端と第２ブレー
ス７２の自由端が所定の角度を持って回転可能に連結さ
れ、トグル機構を構成している。

【００５２】また、下方の横フレーム６４にはピン支承
７６が設けられており、このピン支承７６には、ダンパ
ー３４のシリンダー部から伸びたシャフト３６が回動可
能に連結されており、ロッド３４Ａは連結部材７４へ回
転可能に連結されている。

【００５３】次に、第２形態に係る制振ユニットの作用
を説明する。図９に示すように、例えば、建物１２の変
形に追従して上方の横フレーム６４が右方へ水平変位す
ると、トグル機構を構成する第２ブレース７２がピン支
承７０を中心に円弧運動を行うため、横フレーム６４の
水平変位量より、連結部材７４の変位量が増幅されて大
きくなる。

【００５４】このように、横フレーム６４の小さな変位
が連結部材７４の大きな回転変位に増幅され、小さい変
位×大きな力＝大きな変位×小さな力という関係が成立
する。

【００５５】そして、連結部材７４の円弧運動は、横フ
レーム６４に設けられたダンパー３４により減衰され、
枠体６０を介して建物１２の振動が小さな力で制振され
ることになる。これによって、建物１２の応答加速度や
応答変位が低減される。

【００５６】なお、本形態では、建物１２が左方向へ変
形した場合でも、第１ブレース６８と第２ブレース７２
の交角が小さくなってトグル機構が機能し、ダンパー３
４のロッド３４Ａを収縮させ、制振機能を発揮する。

【００５７】次に、第３形態に係る制振ダンパーを説明
する。図１０及び図１１に示すように、第３形態に係る
制振ダンパー７８は、肉厚で長板状の連結金具８０、８
２を上下に備えている。この連結金具８０、８２の側面
には、所定の間隔で貫通孔８４が形成されている。

【００５８】この貫通孔８４へは、左側から螺旋状の第
１コイル８６Ａ（鉄、鋼鉄、より線、ワイヤロープ、Ｐ
Ｃ鋼、合金等で製造されている）が挿通されており、奥
側が直に立ち上がり、手前側が左側へ傾斜している。こ
の第１コイル８６Ａの両端部は、貫通孔８４から抜け出
さないように、カシメられ、或いは溶接等により固定さ
れている。

【００５９】一方、右側から螺旋状の第２コイル８６Ｂ
が挿通されており、奥方が直に立ち上がり、手前側が右
側へ傾斜している。この第２コイル８６Ｂの両端部は、
貫通孔８４から抜け出さないようにカシメられ、或いは
溶接等により固定されている。

【００６０】この制振ダンパー３４をコイル８６の軸方
向から見ると、コイル８６が描く楕円の短軸方向の両端
が、連結金具８０、８２で連結されていることになる。
さらに、連結金具８０、８２の外面には、構造体に連結
される連結ボルト８８が所定の間隔をおいて突設されて
いる。

【００６１】次に、本形態に係る制振ダンパーの作用を
説明する。図１４に示すように、床梁９２と基礎梁９０
との間に制振ダンパー７８を配置し、連結ボルト８８で
連結金具８２を床梁９２へ、連結金具８０を基礎梁９０
へ固定し、建物１２を制振ダンパー７８で支持する。そ
して、建物１２へエネルギーが入力されていないとき、
上部の荷重は、コイル８６が描く楕円の中心に向かって
作用している。

【００６２】ここで、建物１２が上下に揺れると、コイ
ル８６が弾性変形して潰れ、減衰力を発揮する。また、
建物１２が前後に揺れると、図１２に示すように、コイ
ル８６が軸方向へ移動し、例えば、第１コイル８６Ａが
立ち上がり、第２コイル８６Ｂが倒れて、減衰力を発揮
する。さらに、建物１２が左右に揺れると、図１３に示
すように、コイル８６が描く楕円が倒れ、その復元力で
その時の捩れ変形により、線同士の摩擦等が減衰力を発
揮する。

【００６３】このような構成によって、コイル８６が３
次元方向に弾性変形し復元力によって、建物１２の振動
を減衰させる。

【００６４】次に、第４形態に係る制振ダンパーを説明
する。図１５〜図１８に示すように、第４形態では、コ
イルに替えて、複数のリング９４を所定の間隔で配置
し、中央部を境にして傾斜方向を左右逆にしている。

【００６５】また、連結金具９６は、内金具９６Ｂと外
金具９６Ａとで構成されており、２つの合わせ面で、リ
ング９４の平板部９４Ａが挟持される。また、溝９８と
溝９８の間には、ボルト１００が挿通可能な挿入孔１０
２が穿設されており、ナット１０４とボルト１００を螺
合させ、内金具９６Ｂと外金具９６Ａとの間にリング９
４を挟持固定するようになっている。

【００６６】このように、リング９４でも、３次元方向
に弾性変形する制振ダンパー３４を構成することができ
る。なお、リング９４及びコイル８６をヨリ線で構成す
ると、単線と比較して、よった部分が互いに擦れ合って
摩擦力を発生させるので、減衰効果も大きくなる。ま
た、線の太さ、リング及びコイルの外径、材質等によっ
て、減衰力の大きさを調整することができる。さらに、
一方向にリングを傾倒させ、制振ダンパーを構成しても
よい。

【００６７】次に、第５形態に係る制振ダンパーを説明
する。図１９に示すように、制振ダンパー１０６は、半
円状の湾曲された複数のワイヤ１０８の両端部を、上下
に配置された円柱状のブロック１１０の側面へ挿入固定
して構成されており、外形が略球状となっている。すな
わち、ブロック１１０の芯部を結ぶ軸線に対して対称形
となるように、ワイヤ１０８を配置することで、互いに
復元力を発揮しても球形状を維持することができる。

【００６８】また、ワイヤ１０８は中間部分で互いに交
差しており、ブロック１１０に力が作用したとき、変形
して擦れ合うようになっている。なお、ワイヤを交差さ
せなくても、ダンパーとしての効果は十分に発揮するこ
とができる。

【００６９】次に、本形態に係る制振ダンパー１０６の
作用を説明する。図２０に示すように、床梁９２と基礎
梁９０との間に制振ダンパー１０６を配置し、ブロック
１１０を床梁９２と基礎梁９０へ固定し、建物１２を制
振ダンパー１０６で支持する。そして、建物１２へエネ
ルギーが入力されていないとき、上部の荷重は、ブロッ
ク１１０の軸線上に作用している。

【００７０】ここで、図２１に示すように、建物１２が
上下、左右、前後に揺れ、３次元方向から入力される振
動を、ワイヤ１０８の曲げ弾性の特性によって長周期化
し、入力エネルギーを低減させることができる。

【００７１】また、ワイヤ１０８を交差させることによ
り、互いに擦れ合って摩擦力を発生させ、弾性力だけで
なく、摩擦力によっても入力エネルギーを低減させるこ
とができる。さらに、縦断面形状が円形であるため、解
析が比較的容易にできる。

【００７２】次に、第６形態に係る制振ダンパーを説明
する。図２２に示すように、第６形態の制振ダンパー１
１２では、長方形状の板ばね１１４の中央部にＳ字形状
の屈曲部１１４Ａを形成し、この屈曲部１１４ＡをＹ軸
方向へ伸縮させるようになっている。

【００７３】すなわち、板ばね１１４は、Ｙ軸に関する
断面二次モーメントが、Ｘ軸に関する断面二次モーメン
トより、著しく大きいので、曲げ変形方向がＸ軸回りの
一方向に特定されるが、屈曲部１１４Ａを形成すること
で、Ｙ軸方向の軸変形が可能となる。

【００７４】なお、板ばね１１４の材料としては、鋼材
（鉄、極低降伏点鋼、焼入れ鋼、超高力鋼等）を用いる
ことができる。また、通常は、復元力用のばねとして使
用するが、弾塑性ダンパーとして使用することもでき
る。

【００７５】次に、本形態に係る制振ダンパー１２２の
作用を説明する。図２３及び図２４に示すように、建物
１２の基礎部１１６の４方面に制振ダンパー１１２を固
定し、制振ダンパー１１２を介して建物１２を支持す
る。

【００７６】このとき、板ばね１１４の両端部に穿設さ
れた取付孔１１８へボルト１２０を挿入して、制振ダン
パー１１２を基礎部１１６に固定するのであるが、建物
１２が左右に揺れたとき、図２５に示すように、手前側
の制振ダンパー１１２が、左右の制振ダンパー１１２の
曲げ変形を阻害しないように、下側のボルト１２０を中
心に、手前側の制振ダンパー１１２が揺動し、建物１２
の動きに追従するようになっている。

【００７７】また、建物１２が前後に揺れたとき、左右
の制振ダンパー１１２が、前後に配置された制振ダンパ
ー１１２の曲げ変形を阻害しないように、下側のボルト
１２０を中心に、左右の制振ダンパー１１２が揺動、建
物１２の動きに追従するようになっている。

【００７８】このように、制振ダンパー１１２を組み合
わせることによって、軸荷重を支持しながら、水平２方
向の振動を減衰させることができる。

【００７９】さらに、図２６に示すように、制振ダンパ
ー１１２を横にして（上下方向の曲げ剛性が大きくなる
ように、Ｘ軸を鉛直方向に向ける）、二重床材１２２の
４方を支承して、水平２方向の振動を減衰させる免震床
構造を構築できる。また、二重床材１２２と壁１２４と
の隙間は、制振ダンパー１１２を下地材として絨毯等を
敷くことができる。

【００８０】なお、本形態では、屈曲部の形状をＳ字状
としたが、伸縮可能であれば、図２７に示す制振ダンパ
ー１２６のようにくの字状でもよく、図２８に示す制振
ダンパー１２８のようにＺ状でもよく、図２９に示す制
振ダンパー１３０のように半円状でもよい。

【００８１】次に、第７形態に係る制振ダンパーを説明
する。第７形態の制振ダンパー１３２は、図３０に示す
ように、第６形態で説明した板ばね１１４を２つ組合わ
せ、Ｙ軸が同軸上にあり、Ｘ軸が直交するような形状を
呈している。

【００８２】このように構成することにより、２つの屈
曲部１１４ＡでＹ軸方向へ伸縮して、且つ水平２方向へ
曲げ変形する、３次元方向の振動に対応できるのダンパ
ーとなる。

【００８３】次に、本形態に係る制振ダンパー１３２の
作用を説明する。図３１に示すように、建物１２の基礎
部１１６の２方面に制振ダンパー１２２を固定し、制振
ダンパー１３２を介して建物１２を支持する。

【００８４】ここで、制振ダンパー１３２は、第６形態
の制振ダンパー１１２と異なり、それ自体、水平２方向
（建物の前後左右）へ曲げ変形するので、使用点数を削
減することができる。

【００８５】また、図３２に示すように、高層ビル等で
使用される二重床材１３４を制振ダンパー１３２で上部
の構造床１３６から吊下するようにしてもよい。このよ
うに、制振ダンパー１３２を吊り材として使用すること
で、二重床材１３４のセット位置を保持でき、吊り材自
体が、二重床材１３４に免震機能を付加する。

【００８６】なお、二重床材１３４と構造床１３６の間
には、本発明者が出願済の制振装置１３８（特願平９−
８９８００号参照）がセットされており、二重床材１３
４の振動をさらに抑制するようになっている。

【００８７】また、図８において、ブレースで構成され
た制振ユニットを示したが、図３３に示すように、通常
の柱２００の内側に木製の角材２０２、２０４で、トグ
ル機構を構成してもよい。

【００８８】すなわち、角材２０２、２０４の端部に孔
を形成し、柱２００の補強も兼ねた金板２０６に回動可
能に取付ける。また、角材２０２、２０４の自由端部
は、ピン２０８で連結する。このピン２０８には、鉄板
等の補助質量２１０を取付け、入力エネルギーを低減さ
せる。さらに、角材２０２、２０４に自由端部に油圧ダ
ンパー２１２を取付け、振動エネルギーを吸収する。

【００８９】このように、トグル機構を木製とすること
で、製造コストの削減を図ることができる。また、特別
な材料が不要となり、釘、木ねじ等で簡単に組み立てる
ことができる。さらに、既存の建物に後付けする場合、
例えば、押し入れの中棚を外し、制振ユニットを組付
け、中棚を元に戻すだけで、簡単に施工が完了する。

【００９０】次に、第８形態に係る制振ダンパー２１４
を説明する。図３４〜図３６に示すように、第８形態に
係る制振ダンパー２１４は、床梁及び基礎梁に固定され
るベース板２１６を備えている。このベース板２１６に
は内周面に雌ねじが切られたボス部２１８が互いに向か
い合う方向へ突設されている。

【００９１】このボス部２１８には、押え板２２０、２
２２が重ね合わされ、ボルト２２６でベース板２１６に
締結されるようになっている。このベース板２１６と押
え板２２０、２２２との間に、ワイヤー２２４がそれぞ
れ固定され、図３４に示すように、側面視にてトラス形
状（三角形状）を描く。

【００９２】ここで、ワイヤー２２４の取付け方法を説
明すると、先ず、ワイヤー２２４を適当な長さに切断し
（この長さは、構成する円の大きさ及び傾きに応じて、
決定される）、その中央部をベース板２１６と押え板２
２０とで固定する。この固定部を境にして、左右に捩じ
り、円を形成しながら、その端部をベース板２１６と押
え板２２２とで固定する（斜線で示した部分が一本のワ
イヤーである）。このようにして、本形態では、合計８
本のワイヤーを寄せ合うようにして制振ダンパー２１４
を構成した。

【００９３】このような構成によって、ワイヤー２２４
がトラスとして鉛直荷重を支持し、水平方向からの荷重
に対しては、ワイヤー２２４の捩れ、及びワイヤー同士
の摩擦によって、減衰力を発揮する。

【００９４】また、この制振ダンパー２１４は、図１０
に示すコイル式の制振ダンパーと比較すると、正確な円
形を成形する必要がなく、また、倒れ角度の設定も自由
にでき、ワイヤーの固定位置が前後にズレても特に問題
が生じないので、施工性がよい。さらに、ワイヤーの
径、形成する円の大きさ、ワイヤーの倒れ角度を調整す
ることにより、鉛直方向及び水平方向の剛性を自由に調
整できる。

【００９５】次に、第９形態に係る制振ダンパー２４０
を説明する。図３７及び図３８に示すように、制振ダン
パー２４０は、板ばね２３２（鉄、焼き入れ鋼板等）を
円形に屈曲させ、直径方向の一方を固定板２４２で床梁
９３に固定し、直径方向の他方を固定板２４４で基礎梁
９１に固定している。

【００９６】このような構成によって、板ばね２３２の
強軸方向（幅方向）で建物１２の荷重を支持し、また、
円形が楕円に変形するときの変形剛性によって、水平方
向に作用する振動を減衰する。

【００９７】なお、本形態では、一枚の板ばねで円形を
構成したが、半円形の二枚の板ばねを組合わせて円形を
構成してもよい。また、水平方向に方向性を持たせるた
めに、板ばねを予め楕円形となるように湾曲させてもよ
い。

【００９８】さらに、鉛直方向の剛性は、板ばねの板厚
や幅等で調整でき、水平方向の剛性は、円の大きさ（直
径）や板厚で調整することができる。また、板ばねを重
ねることにより、剛性を向上させるこもできる。

【００９９】次に、第１０形態に係る制振ダンパー２３
０を説明する。図３９及び図４０に示すように、制振ダ
ンパー２３０は、板ばね２３２を円形に屈曲させ、直径
方向の上部が固定板２３６で、下部が固定板２３４で固
定されている。この固定板２３４、２３６が床梁９２と
基礎梁９０に取付けられている。

【０１００】図４０に示すように、板ばね２３２は湾曲
部がＸ軸Ｙ軸方向に突出するように４つ配置されてお
り、建物１２の前後左右の揺れに対応できるようになっ
ている。

【０１０１】このような構成によって、鉛直方向の振動
は、板ばね２３２の撓みと復元力によって減衰され、水
平方向の振動は、板ばね２３２の捩れによって減衰され
る。なお、水平方向の剛性を均一にするため、図１９に
示したように、板ばねをボール状に組付けてもよい。

【０１０２】

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、施工が簡
単で設置スペースを取らずに、建物を制振構造にでき、
また、ダンパー単体で、３次元方向の振動を減衰させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１形態に係る制振ユニットの斜視図である。

【図２】第１形態に係る制振ユニットを建物に取付けた
状態を示す立面図である。

【図３】第１形態に係る制振ユニットを取付けた建物の
全体図である。

【図４】第１形態に係る制振ユニットを取付けた建物の
間取り図である。

【図５】第１形態に係る制振ユニットを建物が揺れる前
の立面図である。

【図６】第１形態に係る制振ユニットの動きを示す立面
図である。

【図７】第１形態に係る制振ユニットの動きを示す立面
図である。

【図８】第２形態に係る制振ユニットの斜視図である。

【図９】第２形態に係る制振ユニットの動きを示す立面
図である。

【図１０】第３形態に係る制振ダンパーの分解斜視図で
ある。

【図１１】第３形態に係る制振ダンパーの側面図であ
る。

【図１２】第３形態に係る制振ダンパーの動きを示した
側面図である。

【図１３】第３形態に係る制振ダンパーの動きを示した
正面図である。

【図１４】第３形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す立面図である。

【図１５】第４形態に係る制振ダンパーの分解斜視図で
ある。

【図１６】第４形態に係る制振ダンパーの側面図であ
る。

【図１７】第４形態に係る制振ダンパーの動きを示した
側面図である。

【図１８】第４形態に係る制振ダンパーの動きを示した
正面図である。

【図１９】第５形態に係る制振ダンパーの斜視図であ
る。

【図２０】第５形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す立面図である。

【図２１】第５形態に係る制振ダンパーの動きを示す立
面図である。

【図２２】第６形態に係る制振ダンパーの斜視図であ
る。

【図２３】第６形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す立面図である。

【図２４】第６形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す平断面図である。

【図２５】第６形態に係る制振ダンパーの動きを示す立
面図である。

【図２６】第６形態に係る制振ダンパーの他の使用例を
示す平面図である。

【図２７】第６形態に係る制振ダンパーの変形例を示す
側面図である。

【図２８】第６形態に係る制振ダンパーの変形例を示す
側面図である。

【図２９】第６形態に係る制振ダンパーの変形例を示す
側面図である。

【図３０】第７形態に係る制振ダンパーの斜視図であ
る。

【図３１】第７形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す立面図である。

【図３２】第７形態に係る制振ダンパーが二重床材の吊
り材として使用された例を示す立面図である。

【図３３】第２形態に係る制振ユニットの変形例を示す
斜視図である。

【図３４】第８形態に係る制振ダンパーの側面図であ
る。

【図３５】第８形態に係る制振ダンパーの正面図であ
る。

【図３６】第８形態に係る制振ダンパーの斜視図であ
る。

【図３７】第９形態に係る制振ダンパーの取付状態を示
す立面図である。

【図３８】第９形態に係る制振ダンパーの要部斜視図で
ある。

【図３９】第１０形態に係る制振ダンパーの取付状態を
示す立面図である。

【図４０】第１０形態に係る制振ダンパーの要部斜視図
である。

【符号の説明】１４枠体１６縦フレーム１８横フレーム２８第１ワイヤ（第１線材）３０第２ワイヤ（第２線材）３２連結部材３４ダンパー（エネルギー吸収手段）３８斜ワイヤ（斜線材）４０調整横フレーム４１ターンバックル（引張手段）４６第１アーム（伸縮手段）４８第２アーム（伸縮手段）５０ピン（伸縮手段）６０枠体６２縦フレーム６４横フレーム６８第１ブレース７２第２ブレース７４連結部材９４リング（第１リング、第２リング）９６連結部材（上連結部材、下連結部材）８６Ａ第１コイル８６Ｂ第２コイル８０連結部材（下連結部材）８２連結部材（上連結部材）１０８ワイヤ（棒材）１１０ブロック（連結部材）１１４板ばね１１４Ａ屈曲部２２４ワイヤー２１６ベース板（第１連結部材、第２連結部材）２２０押え板（第１連結部材、第２連結部材）２２２押え板（第１連結部材、第２連結部材）２３２板ばね２４２固定板（下連結部材）２４４固定板（上連結部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者新谷隆弘千葉県船橋市前原東５丁目８番16号 (72)発明者久保田雅春東京都千代田区三番町２番地飛島建設株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】横フレームと縦フレームとで構成され、
建物の壁内へ取付可能な枠体と、上方の前記横フレーム
に一端が回転可能に取付けられた第１ブレースと、下方
の前記横フレームに一端が回転可能に取付けられた第２
ブレースと、所定の角度を持たせて前記第１ブレースと
前記第２ブレースの自由端を回転可能に連結する連結部
材と、前記横フレームに設けられ前記連結部材に連結さ
れて連結部材の運動を減衰するエネルギー吸収手段と、
を有することを特徴とする制振ユニット。
【請求項２】横フレームと縦フレームとで構成され、
建物の壁内へ取付可能な枠体と、上方の前記横フレーム
に連結された第１線材と、下方の前記横フレームに連結
された第２線材と、所定の角度を持たせて前記第１線材
と前記第２線材の自由端を連結する連結部材と、前記横
フレームに設けられ前記連結部材に連結されて連結部材
の運動を減衰するエネルギー吸収手段と、前記エネルギ
ー吸収手段と対向配置され、一端が前記横フレームに連
結され他端が前記連結部材に連結されており、建物にエ
ネルギーが入力されていない状態で伸びた状態にある斜
線材と、を有することを特徴とする制振ユニット。
【請求項３】前記第１線材、前記第２線材、及び前記
斜線材に初期テンションを導入する引張手段が設けられ
たことを特徴とする請求項２に記載の振動制御機構。
【請求項４】上方に配置される前記横フレームの上方
に調整横フレームを配置し、この調整横フレームと横フ
レームとを伸縮可能な伸縮手段で連結したことを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の振動制御機構。
【請求項５】所定の間隔で配設され左側へ傾斜する第
１リングと、所定の間隔で配設され右側へ傾斜する第２
リングと、前記第１リングと前記第２リングの上部同士
を固定する上連結部材と、前記第１リングと前記第２リ
ングの下部同士を固定する下連結部材と、を有すること
を特徴とする制振ダンパー。
【請求項６】螺旋を描き左側へ傾斜する第１コイル
と、螺旋を描き右側へ傾斜する第２コイルと、前記第１
コイルと前記第２コイルの上部同士を固定する上連結部
材と、前記第１コイルと前記第２コイルの下部同士を固
定する下連結部材と、を有することを特徴とする制振ダ
ンパー。
【請求項７】前記リング及び前記コイルがヨリ線で構
成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に
記載の制振ダンパー。
【請求項８】湾曲した複数の棒材の両端を上下に配置
した連結部材へ連結し、前記棒材の外形が略球状となる
ようにしたことを特徴とする制振ダンパー。
【請求項９】板ばねに、板ばねが長手方向へ伸縮可能
な屈曲部を形成したことを特徴とする制振ダンパー。
【請求項１０】板ばねに、板ばねが長手方向へ伸縮可
能な屈曲部を２つ形成し、この２つの屈曲部の屈曲する
方向が９０度異なることを特徴とする制振ダンパー。
【請求項１１】所定長さのワイヤーの略中間部を固定
する第１連結部材と、前記第１連結部材と対向配置さ
れ、側面視にて円形に屈曲され正面視にてトラス形状を
描くように捩じられた前記ワイヤーの端部を固定する第
２連結部材と、を有することを特徴とする制振ダンパ
ー。
【請求項１２】屈曲されリング状とされた板ばねと、
前記板ばねの板幅方向の一端又は板面の一方を上部構造
体に固定する上連結部材と、前記板ばねの板幅方向の他
端又は板面の他方を下部構造体に固定する下連結部材
と、を有することを特徴とする制振ダンパー。